JPH0331640A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、冷房、暖房、除湿の各モードで運転可能な
空気調和装置に関し、特に快適な除湿運転を図ろうとす
るものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば三菱電機■サービスノ１ンドブツク（ル
ームエアコン）１９８１年１１月発行／１６Ｂ０８５　
Ｐ２６に記載の従来の冷房、暖房、除湿の各モードで運
転可能な空気調和装置の冷媒系を中心とする全体構成図
である。図において、（１）は室外機で、圧縮機（２）
、四方弁（８）、室外熱交換器（４）。

室外熱交換器（４）用の回転数可変形室外ファン（６）
。

逆止弁（６）、電磁弁Ｂ（γ）、第１及び第２の毛細管
（８）、（９）からなシ、叫は室内機で、室内機αＱの
室内空気流出側に設けられた第１の室内熱交換器０υ、
室内空気流入側に設けられた第２の室内熱交換器α２、
第１と第２の室内熱交換器αυ、（Ｌ２を直列に接続し
、途中に室内毛細管（至）と室内毛細管（至）をバイパ
スするかたちで配設された電磁弁Ｄ　（３１）　ｔ″有
する熱交換器間接接続配管α３からなり、（３２）は室
外機（１）の四方弁（８）と室内機α＠の第２の室内熱
交換器ａ２とを接続する室内外深間接続配管Ａ、（３３
）は室外ｍ　（１）の室外熱交換器（４）側と室内機の
第１の室内熱交換器ａυとを接続する室内外深間接続配
管Ｂである。実線矢印は暖房運転、破線矢印は冷房運転
。

二重線矢印は除湿運転の場合の冷媒の流れを表わし、−
点鎖線矢印は室内空気の流れを表わす。

上記のように構成された従来の空気調和装置は以下のよ
うに動作する。

まず、暖房運転状態においては、圧縮機（２）から吐出
された高温高圧冷媒ガスは室内外深間接続配管Ａ　（３
２）から室内ｆｉ（１１）に流入し、第２の室内熱交換
器Ｃ１３、開状態の電磁弁Ｄ　（３１）　、第１の室内
熱交換器（１１）を順次通り室内空気と熱交換（暖房）
されて凝縮液化する。凝縮液化された冷媒液は室内外深
間接続配管Ｈ（３３）から室外機αＱの第２．第１毛細
管（９）（８）に流入し、ここで低温の気液二相状態ま
で減圧され室外熱交換器（４）に流入する。室外熱交換
器（４）に流入した冷媒は外気と熱交換されることによ
って蒸発し、ガス状態となって再び圧縮機（２）に吸入
される循環サイクルを形成する。

一方、冷房運転状態においては、暖房運転と反対の循環
サイクルとなる。即ち、圧縮機（２）で高温高圧ガスと
なった冷媒は、室外熱交換器（４）で外気によって冷却
され、凝縮液化して逆止弁（６）を通り第２毛細管α優
に流入し、低温の気液二相状態まで減圧された後に室内
外深間接続配管Ｉ：ｌ　（３３）を経て室内機（至）に
流入する。そして、室内機（至）に流入した冷媒は第１
の室内熱交換器αυ、開状態の電磁弁Ｄ　（３１）　、
第２の室外熱交換器醤を通υ室内空気と熱交換（冷房）
されてガス状態となυ、室内外深間接続配管Ａ　（３２
）から室外機（１）に戻り再び圧縮機（２）に吸入され
る。。

また除湿運転状態で冷媒の流れ方向を冷房運転状態と同
一として、圧縮機（２）で吐出された高温高圧ガスを室
外熱交換器（４）に導き、外気によって若干冷却する。

この時、室外ファン（６）の送風量は外気温度によって 外気温度　２２”Ｏ以下→室外ファン微弱運転＃２２°
Ｃ以上→室外ファン弱運転 に調整されて熱交換量がコントロールされる。そして、
室外熱交換器（４）で若干冷却された冷媒は逆止弁（６
）、開状態の電磁弁Ｈ（γ）を順次通り室内外深間接続
配管Ｂ　（３３）を経て室内機（至）に流入する。室内
機α＠に流入した冷媒は、第１の室内熱交換器αυで、
予め第２の室内熱交換器（Ｌ３により冷却除湿された室
内空気と熱交換（室内空気を加熱）して凝縮液化した後
室内毛細管ωで低温の気液二相状態まで減圧され、第２
の室内熱交換器（Ｉ３に流入、室内空気と熱交換（室内
空気を冷却除湿）することによって蒸発しガス状態とな
る。なお１、この時、電磁弁Ｄ　（３１）は全閉状態に
される。そして、このガス状態となった冷媒は室内外深
間接続配管Ａ（３２）から室外機（１）に戻シ再び圧縮
機（１）に吸入される循環サイクルを形成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の空気調和装置は上記のように構成されているので
、暖房運転時に冷媒が室内空気流入側の第２の室内熱交
換器α２から流入して、室内空気流出側の第１の室内熱
交換器αυよシ流出するようにしている丸め、冷媒と室
内空気の流れがともに第２から第１の室内熱交換器へと
流れる並行流となり、熱交換効率が低下するという問題
点があった。

また、除湿運転では室温を検知せず外気温度によって室
外ファン（６）の速度調節をステップ的に行っているた
め室外熱交換器（４）での熱交換量が変動することから
室内空気加熱量が変動し室温も一定に保つことができず
、加えて外気温が低い時や外風がある場合には室外熱交
換器（４）での熱交換量が大きくなり、室内空気加熱量
が不足し、室温が低下する等の問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、冷房、暖房、除湿の全ての運転モードにおい
て冷媒と室内空気との熱交換効率を高くするとともに、
除湿運転時にも室温を設定値に保つことのできる空気調
和装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の空気調和装置は、圧縮機、四方弁。

室外熱交換器及び回転数可変形室外ファンからなる室外
機と、室内空気流出側に設けられた第１の室内熱交換器
１第１の室内熱交換器と直列接続する室内空気流出側に
設けられ九第２の室内熱交換器、及び第１．第２の室内
熱交換器間に設けられた流量制御手段からなる室内機と
を接続して構成され、冷媒を循環させて室内空気を調和
するもので、上記四方弁、室外熱交換器、第１及び第２
の室内熱交換器のそれぞれに接続し、運転モードに関わ
らず常に第１の室内熱交換器から第２の室内熱交換器へ
と冷媒を流通させる流路切替手段、並びに室内温度と設
定温度を検知して上記四方弁の切替え及び上記室外ファ
ンの回転数を制御する運転制御器を設は九ものである。

〔作用〕

この発明における流路切替手段は常に第１の室内熱交換
器から第２の室内熱交換器へと冷媒を流通させるので、
暖房運転時にも冷媒と室内空気の流れを対向流の形にで
き熱交換効率を向上させることができる。ま九、運転制
御器により室温と設定温度とを検知して、室外ファンの
回転数を制御し室外熱交換器での放熱量をコントロール
して室内熱交換器での空気加熱量を調整して室温を設定
温度に保つことができる。ざらに室外熱交換器での放熱
量が多い場合など四方弁を切替えて冷媒の流れ方向を冷
房モードから暖房モードにし室温を設定温度に保つこと
ができる。。

即ち、暖房運転時は、圧縮機から吐出された冷媒を四方
弁から流路切替手段に導き第１の室内熱交換器、第２の
室内熱交換器の順に流通させ暖房（熱交換）を行なう。

暖房を行なった冷媒は再び流路切換手段を通シ室外熱交
換器で外気と熱交換し九後に圧縮機に吸入される。

また、冷房運転時は圧縮機から吐出された冷媒を四方弁
から室外熱交換器に導き外気と熱交換し流路切換手段を
経て第１の室内熱交換器、第２の室内熱交換器の順に流
通させ冷房（熱交換）を行なう。そして、冷房を行なっ
た冷媒は再び流路切換手段を通り圧縮機に吸入される。

除湿運転では、室温と設定室温または室温と設定室温の
温度差を検知して四方弁と室外ファンとを運転制御器で
制御する。除湿運転開始時において圧縮機から吐出され
た冷媒は四方弁から室外熱交換器に導かれ外気と熱交換
し流路切換手段を経て第１の室内熱交換器に流入し、予
め第２の室内熱交換器で冷却除湿され九室内空気と熱交
換して空気を加熱する。そしてこの熱交換後の冷媒は減
圧され低圧となって第２の室内熱交換器で熱交換（室内
空気と冷却除湿）し流路切換手段を通り圧縮機に吸入さ
れる。室外熱交換器での熱交換量は室温と設定室温また
は室温と設定室温の温度差によシ室外ファンの回転数を
制御し、室温が設定室温よυ高い場合は熱交換量を多く
する３、また低い場合では少なくシ、室外ファンが最小
回転となった時に四方弁を切換えて圧縮機からの冷媒を
流路切換手段を経由して直接に第１の室内熱交換器に流
入させ、第２の室内熱交換器で冷却除湿された空気を加
熱する。そして第１の室内熱交換器で熱交換した冷媒を
減圧したのちに第２の熱交換器で熱交換（室内空気を冷
却除湿）シ、流路切換手段、室外熱交換器の順に流通し
て圧縮機に吸入させる、。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について説明する。

第１図は、この発明の一実施例の空気調和装置の冷媒系
を中心とする全体構成図であり、第２図はその冷房及び
暖房運転時、第３図は除湿運転時の動作状態を示す冷媒
循環図、第４図はその除湿運転時の室外ファンと四方弁
の制御フローを示すフローチャートである。図中、従来
例と同一符号は同−又は相当部分を示し、室外機（１）
の室外ファン（６）は回転数をリニアに可変できるもの
である。

■は第１０室内熱交換器ａυと第２の室内熱交換器（１
２とを接続する熱交換器間接続配管ａ３の途中に設けら
れた流量制御手段である第１の電気式流量制御弁、σｅ
は流量切替手段で、室外機（１）からの冷媒が運転モー
ドに関わらず常に第１の室内熱交換器αυから第２の室
内熱交換器ｃＩｚへ流入するように、この場合は逆止弁
（１７ａ）〜（１７ｄ）により構成されている。ａりは
流路切換手段Ｑｔ９と四方弁（８）と接続する第１の接
続配管、翰は流路切換手段αｅと室外熱交換器（４）と
接続し１途中に第２の電気式流量制御弁■を設は念第２
の接続配管、＋２υは流路切換手段αｅと第２の室内熱
交換器αυとを接続する室内外晴間接続配管０１０は流
路切換器αｌと第１の室内熱交換器α２とを接続する室
内外晴間接続配管ＤＴｈＥは室温（ＴＲ）と室温設定値
（餉）の信号を久方し室外ファン（５）の回転数と四方
弁の切替えを制御する運転制御器である。また（Ｆｌは
室外ファン（６）の回転数を示し、（＃）は回転数の変
化量、（ＦＭＩＮ）　、　ＣＦＭＡＸ）は回転数の最小
と最大値を示す。二重線実線矢印は除湿運転において、
西方弁の切替えを冷房モードと同様にして動作させる場
合の、二重線破線矢印は同、暖房モードと同様にして動
作させる場合の冷媒の流れを表わす。

このように構成されたこの発明の実施例の空気調和装置
の動作について説明する。

まず、第２図を用いて暖房及び冷房運転の場合について
説明する。

暖房運転において、圧縮ｔ！ａ　（２）よシ吐出された
高温高圧冷媒ガスは、四方弁（８）、第１の接続配管α
＆、流路切換手段σりの逆止塗（１７ａ）を通シ室内外
機間接続配管０（２１１によって室内機輛に導かれ、第
１の室内熱交換器αυ、第１の電気式流量制御弁Ｉ。

第２の室内熱交換器（１３の順に流入し、室内空気と熱
交換（暖房）して凝縮液化する。この時、第１の電気式
流量制御弁α瘤は全開状態に制御される、１凝縮液化し
た冷媒は室内外晴間接続配管りのから室外側に導かれ、
流路切換手段αｅの逆止弁（１７ｃ　）を通り第２の電
気流量制御弁■に流入し、ここで低温の気液二相状態ま
で減圧される。そして低温となった冷媒は室外熱交換器
（４）で外気と燃交換してガス状態となって再び圧縮機
（２）に吸入される。

このようにして循環サイクルを構成し、暖房運転を行な
う。

つぎに、冷房運転について説明する。圧縮機（２）よシ
吐出された高温高圧冷媒ガスは室外熱交換器（４）で熱
交換され凝縮液化された後に第２の電気式流量制御弁■
に流入して低温の気液二相状態まで減圧される。そして
、この低温となった冷媒は流路切換手段ｃｈｉの逆止弁
（１７ａ）から室内外晴間接続配管０（２１＋を通り室
内側に導かれ第１の室内熱交換器αυ、全開状態の第１
の電気式流量制御弁Ｉ、第２の室内熱交換器ａ２を順次
流通して熱交換（冷房）しガス化する。

ガス化した冷媒は室内外晴間接続配管Ｄｅｌ’３により
室外に導かれ流路切換手段口υの逆止弁（１７（１）か
ら四方弁（８）へと流れ圧縮ｆｉ　（２）に吸入される
。

さらに第３図と第４図に基いて除湿運転について説明す
る。

除湿運転では室温（ＴＲ）と設定室温（Ｔｉｌｌ）とに
よって四方弁（８）と室外ファン（６）の回転数Ｆを第
４図に示した制御フローに従って制御する。運転が除湿
運転となると、まず四方弁（８）を冷房モード、室外フ
ァン（６）の回転数Ｆを最小回転数ＦＭｏｒと最大回転
数ＦＭＡＸの中間とする。圧縮機（２）から吐出された
高温高圧冷媒ガスは室外熱交換器（４）に流入し、外気
と熱交換したのちに室内外晴間接続配管０（２１１がら
室内側に導かれ第１の室外熱交換器住υでさらに熱交換
（第２の室内熱交換器α２で冷却除湿された空気を加熱
）して凝縮液化する。この時、第２０電気流量制御弁翰
は全開状態とされる。。

また、第１の室内熱交換器αυでの空気加熱量は室温り
と設定室温ＴＲＩとの関係から室外ファン（５）の回転
数Ｆを変化させＴＲ＝　ＴＲ８となるよう制御される。

すなわちＴａ　）　ＴＲ８の条件では新しい室外ファン
、回転数Ｆ　を 一二Ｆ＋ΔＦ として、現在の回転数？に回転数変化分のΔＦを加えて
回転数を増加させ、室外熱交換器（４）での熱交換量を
多くして空気加熱量を減少させる。まえＴＲＩ　）　Ｔ
Ｒの条件では 戸＝Ｆ−ΔＦ として回転数戸を低くし空気加熱量を増加させる。

そして、さらに低外気温時や外風等にょシ室外熱交換器
（４）での放熱が多く、−が最小回転数ＦＭＩＩＩとな
っても空気加熱量が不足し、ＴＲｌ１．＞　ＴＲとなっ
ている場合では、四方弁（８）を暖房モードとして圧縮
機（２）で吐出された冷媒を四方弁（８）がら流路切換
手段ａυを介して室内外晴間接続配管ＯＱＤよシ第１の
室内熱交換器αＤに流入させ空気加熱量を増加させる。

このようにして第１の室内熱交換器αυで熱交換して凝
縮液化した冷媒は第１の電気式流量制御弁σ４によって
低圧の気液二相状態まで減圧された後に第２の室内熱交
換器αりに流入し熱交換（室内空気を冷却除湿）してガ
ス化する。ガス化した冷媒は室内外機関接続配管り器か
ら室外機側へ導かれ、流路切換手段αＧによって四方弁
が暖房モード時は室外熱交換器（４）を経て四方弁（８
）を通り圧縮機（２）に吸入される。この時、第２の電
気式流量制御弁■は全開とされる。一方、冷房モードで
は四方弁（８）から圧縮機（２）に吸入される。

上記のように、この実施例の空気調和装置の冷房、暖房
、除湿のすべての運転において流路切換手段σＢによっ
て常に冷媒を室内空気流出側の第１の室内熱交換器ａυ
から流入させ、室内空気流入側の第２の室内熱交換器ａ
３から流出するようにしているため、冷媒と空気の流れ
が対向流の形となり熱交換効率の高い運転が行なえる。

またさらに除湿運転時に室温と設定室温を検知して室外
ファン回転数Ｆと四方弁（８）の切替えとを制御し、室
外熱交換器（４）での放熱量を変化させ、第１の室内熱
交換器αυでの空気加熱量をコントロールしているため
、低外気温時や外風等がある場合であっても室温を設定
室温とすることができる。

なお、上記実施例では、流路切換手段側を逆止弁を組み
合せて構成したが、特にこれに限る必要はなく、電磁弁
等の開閉弁や電動弁、四方弁などを組み合わせて同一の
機能が得られるように構成したものでも良い。そして、
さらにこの流路切換手段σｌを室外機（１）内に設けて
いるが、特に室外機に限るものでなく室内機αＱや室内
外機間を接続する配管に設けても良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、圧縮機、四方弁、室外
熱交換器及び回転数可変形室外ファンからなる室外機と
、室内空気流出側に設けられた第１の室内熱交換器、第
１の室内熱交換器と直列接続する室内空気流出側に設け
られた第２の室内熱交換器、及び第１．第２の室内熱交
換器間に設けられた流量制御手段からなる室内機とを接
続して構成され、冷媒を循環させて室内空気を調和する
空気調和装置において、上記四方弁、室外熱交換器、第
１及び第２の室内熱交換器のそれぞれに接続し、運転モ
ードに関わらず常に第１の室内熱交換器から第２の室内
熱交換器へと冷媒を流通させる流路切替手段、並びに室
内温度と設定温度を検知して上記四方弁の切替え及び上
記室外ファンの回転数を制御する運転制御器を設けるこ
とにより、暖房、冷房、除湿運転の全ての運転モードに
おいて、室内機での冷媒の流れと室内空気の流れを対向
流の形とすることができ熱交換効率を向上させることが
できる１、さらに除湿運転においても室外ファンの回転
数を制御して外気への放熱量をコントロールする。さら
には四方弁の切替えにより冷媒の流れが冷房モードから
暖房モードと同様にして室内熱交換器での空気加熱量を
調整できるので室温を設定温度に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の空気調和装置の冷媒系を
中心とする全体構成図、第２図は第１図に示した実施例
の冷房または暖房運転状態の冷媒循環図、第３図は第１
図に示した実施例の除湿運転状態の冷媒循環図、第４図
は除湿運転における四方弁、室外ファンの制御フローを
示すフローチャート、第５図は従来の空気調和装置の冷
媒系を中心とする全体構成図である。 図において、（１）は室外機、（２）は圧縮機、（８）
は四方弁、（４）は室外熱交換器、（６）は回転数可変
形室外ファン、（至）は室内機、αυは第１の室内熱交
換器、ＣＩｚは第２の室内熱交換器、Ｉは流量制御手段
である第１の電気式流量制御弁、α０は流量切換手段、
＠は運転制御器である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機、四方弁、室外熱交換器及び回転数可変形室外フ
   ァンからなる室外機と、室内空気流出側に設けられた第
   １の室内熱交換器、第１の室内熱交換器と直列接続する
   室内空気流出側に設けられた第２の室内熱交換器、及び
   第１、第２の室内熱交換器間に設けられた流量制御手段
   からなる室内機とを接続して構成され、冷媒を循環させ
   て室内空気を調和するものにおいて、上記四方弁、室外
   熱交換器、第１及び第２の室内熱交換器のそれぞれに接
   続し、運転モードに関わらず常に第１の室内熱交換器か
   ら第２の室内熱交換器へと冷媒を流通させる流路切替手
   段、並びに室内温度と設定温度を検知して上記四方弁の
   切替え及び上記室外ファンの回転数を制御する運転制御
   器を設けたことを特徴とする空気調和装置。