JPH10185351A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 冷房又は弱冷房を利用した除湿運転後に再熱
除湿運転に移行する際に、再熱器となる熱交換器での除
湿水分の再蒸発及びこれによる結露の発生を防止し、結
露除去のための運転停止を不要とした空調機の提供。 【解決手段】 能力可変型圧縮機１、四方弁２、第１室
内熱交換器５、第１電動膨脹弁４、第２室内熱交換器
７、第２電動膨脹弁６、室外熱交換器３を順に接ぎ、冷
房、暖房、再熱除湿を可能とした空調機において、冷房
又は弱冷房利用の除湿運転から第１室内熱交換器５を凝
縮器、第２室内熱交換器７を蒸発器として機能させる再
熱除湿運転への切換え時に、切換指令を受け圧縮機能力
低下させる能力制御手段と、室内側送風機３１の風量を
増加させる制御手段と、風量増加又は圧縮機能力低下か
ら所定時間径過後に、四方弁、電動膨脹弁を再熱除湿運
転状態に切換える制御手段を備え、切換え前に室内送風
機の風量を増大、又は圧縮機能力を低下し結露を防止。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷房、暖房、及び
再熱除湿を可能とした空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６には再熱除湿運転を可能とした空気
調和機の従来の１例が示されている。図６において、５
０は冷媒回路、１は圧縮機、２は四方切換弁（以下四方
弁と略称）、３は室外熱交換器、３２は同室外熱交換器
３に空気を送給する室外側送風機、５及び７は冷媒回路
５０に直列に設けられた第１及び第２室外熱交換器、４
は室外熱交換器３と第１室内熱交換器５との間に設けら
れた第１電動膨張弁、６は上記第１、第２室内熱交換器
５，７の間に設けられた第２電動膨張弁、３１は上記第
１、第２室内熱交換器５，７へ空気を送給する室内側送
風機である。

【０００３】上記空気調和機において、冷房または弱冷
房を利用した除湿運転時においては、圧縮機１から吐出
された高温、高圧の冷媒ガスは、四方弁２を経て室外熱
交換器３に入り、ここで室外側送風機３２から送られる
空気により冷却されて凝縮、液化する。

【０００４】さらに、上記ガス冷媒は第１電動膨張弁４
にて膨張して低圧２相（液相、気相）状態となり、第１
室内熱交換器５及び第２室内熱交換器７（第２電動膨張
弁６を経由）にて室内側送風機３１から送られる室内空
気と熱交換して蒸気、気化するとともに、室内空気を冷
却、除湿し、四方弁２を通って圧縮機１の吸入口に戻さ
れる。

【０００５】再熱除湿運転時には、圧縮機１からの高
温、高圧の冷媒ガスは、四方弁２から第２室内熱交換器
７に入り、ここで室内空気と熱交換して、室内空気によ
り冷却され、凝縮、液化する。次いで、この液化された
冷媒は第２電動膨張弁６にて膨張し低圧の気液２相状態
となり、第１室内熱交換器５において、室内空気と熱交
換し、さらに全開となっている第１電動膨張弁４を経
て、室外熱交換器３において室外側送風機３２から送ら
れる室外空気と熱交換することによって蒸発、気化し、
圧縮機１の吸入口に戻される。

【０００６】かかる再熱除湿運転においては、第２室内
熱交換器７が凝縮器の機能を果たし、室内空気を加熱す
ることとなり、従って凝縮器として機能する上記第２室
内熱交換器７と蒸発器として機能する上記第１室内熱交
換器５及び室外熱交換器３とにより、常温で除湿された
室内空気がつくり出される。

【０００７】また、上記のような冷房あるいは弱冷房運
転から再熱除湿運転への移行を可能とした空気調和機と
して、特開平５−２６８８２７号の発明が提供されてい
る。

【０００８】かかる発明においては、乾燥又は貯蔵の対
象物を貯留する貯留室（アキュムレータ）に通風する空
気を除湿する空調部が設けられた空気調和機において、
上記貯留室に通風する空気を冷却・除湿する室内蒸発器
と、同室内蒸発器にて冷却・除湿された空気を再加熱す
る室内凝縮器と、外気と熱交換する室外熱交換器と、同
室外熱交換器を上記室内蒸発器と並列接続して室外蒸発
器として機能させる状態と上記室内凝縮器と並列接続し
て室外凝縮器として機能させる状態とに切り換えるべく
冷媒流動状態を切り換える流路切換手段とを備えて、冷
房除湿運転や暖房除湿運転を可能としている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図６に示されるような
従来の再熱除湿運転可能な空気調和機にあっては、冷房
または弱冷房を利用した除湿運転では、第２室内熱交換
器７は第１室内熱交換器５とともに蒸発器として用いら
れている。

【００１０】このため、上記冷房または弱冷房利用の除
湿運転から四方弁２を切り換えて再熱除湿運転に移行す
ると、再熱熱交換器となる第２室内熱交換器７から除湿
水分が再蒸発して加湿し、この熱交換器に結露の発生を
みる。このような結露の発生があると、空気調和機を一
定時間停止させて、上記熱交換器７に付着した水分を重
力により落下せしめてこれを除去せざるを得ず、空気調
和機の運転停止という事態が発生する。

【００１１】また、特開平５−２６８８２７号の発明に
おいては、冷房気味の除湿及び暖房気味の除湿つまり再
熱除湿運転可能としているにとどまり、上記のような、
再熱用熱交換器に冷房除湿運転時に発生する除湿水分の
再蒸発及びこれによる結露を阻止する手段は施こされて
いない。

【００１２】本発明の目的は、冷房または弱冷房を利用
した除湿運転後に再熱除湿運転に移行する際において、
再熱器となる熱交換器での除湿水分の再蒸発及びこれに
よる結露の発生を防止して、上記結露の除去のための運
転停止を不要とした、信頼性の高い空気調和機を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するもので、その要旨とする手段は、圧縮機、四方
切換弁、第１の室内熱交換器、第１の電動膨張弁、第２
の室内熱交換器、第２の電動膨張弁、及び室外熱交換器
をこの順に接続し、冷房、暖房、及び再熱除湿を可能と
した空気調和機において、冷房又は弱冷房を利用した除
湿運転から、上記第１の室内熱交換器を凝縮器、前記第
２の室内熱交換器を蒸発器として機能させる再熱除湿運
転への切換え時において、同切換え指令を受けて上記第
１、第２の室内熱交換器に空気を送る室内側送風機の風
量を増加させる風量制御手段と、所定時間経過後に上記
四方切換弁、第１の電動膨張弁、及び第２の電動膨張弁
を再熱除湿運転状態に切換える切換手段とを有する再熱
除湿制御手段を備えてなることにある。

【００１４】上記手段によれば、冷房又は弱冷房を利用
した除湿運転から再熱除湿運転への切換えが指令される
と、先ず再熱除湿制御手段の風量制御手段が室内側送風
機の風量を増加せしめる。この風量増加により第１、第
２の室内熱交換器における熱交換が加速され、下流側の
第１の室内熱交換器が過熱され、結露の発生が阻止され
る。

【００１５】次いで、一定時間を置いて上記第１の室内
熱交換器（後述の第１、第２実施形態では第２室内熱交
換器７）に上記冷房又は弱冷房を利用した除湿運転時に
付着している水分を重力により落下せしめた後、四方切
換弁、及び第１、第２の電動制御弁を切り換えて再熱除
湿運転に入る。

【００１６】従って、上記第１の室内熱交換器は上記各
弁の切換え直前まで過熱された蒸発器となっているの
で、水分の再蒸発を伴なうことなく再熱除湿運転に移行
することができ、従来のもののように水分除去のために
空気調和機の運転を停止することを要しない。

【００１７】また本発明は、上記第１の手段に加えて、
上記再熱除湿運転への切換え指令を受けて圧縮機の能力
を低下させる圧縮機能力制御手段を備える。かかる手段
によれば、再熱除湿運転に移行前に圧縮機の能力を低下
させて冷媒流量を減少することによって、上記風量の増
加との共働により第１の室内熱交換器における過熱がさ
らに早まり除湿水分の再蒸発の阻止及び除去をさらに迅
速に行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下図１〜図５を参照して本発明
の実施形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施の
第１形態に係る空気調和機の系統図、図２には制御フロ
ーチャートが夫々示されている。

【００１９】図１において、５０は冷媒回路、１は圧縮
機、２は四方切換弁（以下四方弁と略称）、３は室外熱
交換器、３２は同室外熱交換器３に空気を送給する室外
側送風機、５及び７は冷媒回路５０に直列に設けられた
第１及び第２室内熱交換器、４は上記室外熱交換器３と
第１室内熱交換器５との間に設けられた第１電動膨張
弁、６は上記第１、第２室内熱交換器５，７の間に設け
られた第２電動膨張弁、３１は上記第１、第２室内熱交
換器５，７へ空気を送給する室内側送風機である。以上
に示す機器の配置は図６に示される従来のものと同様で
ある。

【００２０】本発明の実施の第１形態においては、上記
第１、第２室内側熱交換器５，７用の室内側送風機３１
の風量を制御する手段を設け、これと除湿運転と再熱除
湿運転とを切り換える手段とを共働するように構成して
いる。

【００２１】即ち、図１において、４０は再熱除湿制御
手段であり、除湿運転と再熱除湿運転とを切り換える切
換手段４２と、室内側送風機３１の風量を制御する風量
制御手段４２とタイマ手段４３とにより構成される。４
５は上記再熱除湿制御手段４０に再熱除湿運転への切換
指令、風量増減指令等の指令を出力する再熱除湿指令手
段である。

【００２２】上記切換手段４２の３つの出力端は電気回
線５１，５２及び５３を介して上記第１電動膨張弁４、
四方弁２及び第２電動膨張弁５３に夫々個別に接続さ
れ、１つの切換手段４２で上記各弁を単独に切り換え可
能となっている。また上記風量制御手段４１の出力端は
電気回線５４を介して上記室内側送風機３１駆動用の電
動モータに接続されている。

【００２３】上記のように構成された空気調和機におい
て、冷房または弱冷房を利用した除湿運転時において
は、圧縮機１から吐出された高温、高圧の冷媒ガスは、
四方弁２を経て室外熱交換器３に入り、ここで室外側送
風機３２から送られる空気により冷却されて凝縮、液化
する。

【００２４】さらに、上記ガス冷媒は第１電動膨張弁４
にて膨張して低圧２相（液相、気相）状態となり、第１
室内熱交換器５及び第２室内熱交換器７（第２電動膨張
弁６を経由）にて室内側送風機３１から送られる室内空
気と熱交換して蒸発、気化するとともに、室内空気を冷
却、除湿し、四方弁２を通って圧縮機１の吸入口に戻さ
れる。

【００２５】再熱除湿運転を行うにあたっては、図２に
示すように、上記再熱除湿指令手段４５によって、上記
再根除湿制御手段４０の風量制御手段４１を作動させ、
室内側送風機３１の風量を増加せしめる（図２の６
１）。この風量増加によって２つの室内熱交換器７，５
における熱交換が加速され、第２室内熱交換器７が過熱
されて結露の発生が阻止され、第１室内熱交換器５のみ
で結露する状態となる。次いで、タイマ手段５４に設定
されている時間、つまり、上記第２室内熱交換器７に既
に付着していた水分が重力により落下除去される時間を
置く（図２の６２）。この時間においても、第１室内熱
交換器５は蒸発器、第２室内熱交換器７は過熱した蒸発
器として上記除湿運転が続いており、空気調和機が停止
することはない。

【００２６】そして上記タイマ手段４３に設定された設
定時間が経過すると、同タイマ手段４３からの時間信号
により、切換手段４２は、四方弁２を第２室内熱交換器
７に接続し、第１電気膨張弁４を全開とした状態で第２
電気膨張弁６の開度調整を行う（図２の６３）。これに
より弁の切り換えが終了し、再熱除湿運転に入る（図２
の６４）。

【００２７】上記再熱除湿運転への切り換え時におい
て、第１室内熱交換器５は、上記冷房または弱冷房を利
用した除湿運転時に引き続いて蒸発器として作用してい
るので、この熱交換器５からの水分の再蒸発は無く、ま
た、上記第２熱交換器７は上記のような風量増による過
熱によって水分が完全に除去されているので、水分の再
蒸発は無く、これによって上記切り換えは支障なく完了
する。

【００２８】かかる再熱除湿運転時には、圧縮機１から
の高温、高圧の冷媒ガスは、四方弁２から第２室内熱交
換器７に入り、ここで室内空気と熱交換して、室内空気
により冷却され、凝縮、液化する。次いで、この液化さ
れた冷媒は第２電動膨張弁６にて膨張し低圧の気液２相
状態となり、第１室内熱交換器５において、室内空気と
熱交換し、さらに全開となっている第１電動膨張弁４を
経て、室外熱交換器３において室外側送風機３２から送
られる室外空気と熱交換することによって蒸発、気化
し、圧縮機１の吸入口に戻される。

【００２９】かかる再熱除湿運転においては、第２室内
熱交換器７が凝縮器の機能を果たし、室内空気を過熱す
ることとなり、従って凝縮器として機能する上記第２室
内熱交換器７と蒸発器として機能する上記第１室内熱交
換器５及び室外熱交換器３とにより、常温で除湿された
室内空気がつくり出される。

【００３０】図５には圧縮機１の能力及び室内側送風機
３１の風量（パラメータ）と除湿量との関係が示されて
いる。図５において、Ｂ点が、上記冷房または弱冷房を
利用した除湿運転であり、上記切り換え後の再熱除湿運
転時には、この点から室内側送風機３１の風量を増加さ
せたＡ点となる。

【００３１】図３には本発明の実施の第２形態に係る空
気調和機の系統図、図４には制御フローチャートが夫々
示されている。この実施形態においては、上記第１形態
に加えて、圧縮機１を容量可変の圧縮機とし、再熱除湿
制御手段４０に圧縮機１の容量を制御する圧縮機能力制
御手段５６を設けている。

【００３２】即ち、図３において、４６は圧縮機のイン
バータであり、同インバータ４６は再熱除湿制御手段４
０に設けられた圧縮機能力制御手段５６に電気回線５５
により接続されている。また、上記圧縮機能力制御手段
５６はタイマ手段４３に接続され、同タイマ手段４３に
よって作動時間が設定される。その他の構成は上記第１
形態と同様であり、これと同一の部材は同一の符号にて
示す。

【００３３】次に図３〜図４を参照してこの第２形態に
係る空気調和機の動作を説明する。冷房または弱冷房を
利用した除湿運転時においては、上記第１形態と同様
に、圧縮機１から吐出された高温、高圧の冷媒ガスは、
四方弁２を経て室外熱交換器３に入り、ここで室外側送
風機３２から送られる空気により冷却されて凝縮、液化
する。

【００３４】さらに、上記ガス冷媒は第１電動膨張弁４
にて膨張して低圧２相（液相、気相）状態となり、第１
室内熱交換器５及び第２室内熱交換器７（第２電動膨張
弁６を経由）にて室内側送風機３１から送られる室内空
気と熱交換し蒸発、気化するとともに、室内空気を冷
却、除湿し、四方弁２を通って圧縮機１の吸入口に戻さ
れる。

【００３５】再熱除湿運転を行うにあたっては、再熱除
湿運転に入る前に図４に示すように、上記再熱除湿制御
手段４０の圧縮機能力制御手段５６により圧縮機１の能
力（容量）を低下せしめて、冷媒流量を減少せしめる
（図４の７１）。次いで、風量制御手段４１により室内
側送風機３１の風量を増加せしめる（図４の７２）。か
かる圧縮機の能力低下による冷媒流量の減少及び室内側
送風機３１の風量増加の共働により、第２室内熱交換器
７が上記第１形態よりもさらに過熱される。これによ
り、上記第２熱交換器７における除湿水分の再蒸発及び
結露が阻止され、第１室内熱交換器５のみにおいて結露
の発生をみることとなる。

【００３６】次いで、タイマ手段４３に設定されている
時間、つまり上記第２室内熱交換器７に既に付着してい
た水分が重力により落下除去される時間を置く（図４の
７３）。この時間においても、上記第１形態と同様、第
１室内熱交換器５は蒸発器、第２室内熱交換器７は過熱
した蒸発器として上記除湿運転が続いており、空気調和
機が停止するはない。

【００３７】そして上記タイマ手段４３に設定された設
定時間が経過すると、同タイマ手段４３からの時間信号
により、切換手段４２は、四方弁２を第２室内熱交換器
７に接続し、第１電気膨張弁４を全開とした状態で第２
電気膨張弁６の開度調整を行う（図４の７４）。これに
より弁の切り換えが終了し、再熱除湿運転に入る（図４
の７５）。

【００３８】上記切り換え時において、第１室内熱交換
器５及び第２室内熱交換器７は上記第１形態と同様、水
分の再蒸発は無く、切り換えは支障なく完了する。

【００３９】再熱除湿運転時には、上記第１形態と同
様、圧縮機１からの冷媒は、四方弁２を経て第２室内熱
交換器７で凝縮、液化され、第２電動膨張弁６、第１室
内熱交換器５、第１電動膨張弁４、及び室外熱交換器３
をこの順に終る過程で蒸発、気化され、圧縮機１に戻さ
れる。

【００４０】この場合も第１形態と同様、第２室内熱交
換器７が凝縮器の機能を果たし、第１室内熱交換器５及
び室外熱交換器３が蒸発器の機能を果たすことにより、
常温で除湿された室内空気がつくり出される。

【００４１】以上のように、この実施形態では、圧縮機
１の能力（容量）を低下させて冷媒流量を減少している
が、図５に示すように、この場合はＣ点から上記のよう
に圧縮機１の能力を下げ、さらに室内送風機３１の風量
を増加せしめてＡ点に移行せしめたこととなり、上記第
２室内熱交換器７における過熱が早められ、除湿水分の
再蒸発の阻止及び除去を第１形態よりも一層早くなすこ
とがことができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、再熱除湿運転移行前に室内側送風機の
風量を増加し、また圧縮機の能力を低下して冷媒流量を
減少させることにより、再熱除湿時に再熱器となる第１
の室内熱交換器を過熱させ、除湿水分の再蒸発及び結露
の発生を阻止することができ、結露除去のため空気調和
機を停止することなく、再熱除湿運転に移行することが
でき、信頼性の高い空気調和機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る再熱除湿可能な
空気調和機の系統図（ブロック図）。

【図２】上記第１形態における運転切換えフロー図。

【図３】本発明の実施の第２形態を示す図１応当図。

【図４】上記第２形態における図２応当図。

【図５】空気調和機の除湿量特性線図。

【図６】従来の空気調和機を示す図１応当図。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方切換弁（四方弁） ３ 室外熱交換器 ４ 第１電動膨張弁 ５ 第１熱交換器 ６ 第２電動膨張弁 ７ 第２室内熱交換器 ３１ 室内側送風機 ３２ 室外側送風機 ４０ 再熱除湿制御手段 ４１ 風量制御手段 ４２ 切換手段 ４３ タイマ手段 ４５ 再熱除湿指令手段 ４６ インバータ ５０ 冷媒回路 ５６ 圧縮機能力制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、四方切換弁、第１の室内熱交換
   器、第１の電動膨張弁、第２の室内熱交換器、第２の電
   動膨張弁、及び室外熱交換器をこの順に接続し、冷房、
   暖房、及び再熱除湿を可能とした空気調和機であって、
   冷房又は弱冷房を利用した除湿運転から、上記第１の室
   内熱交換器を凝縮器、前記第２の室内熱交換器を蒸発器
   として機能させる再熱除湿運転への切換え時において、
   同切換え指令を受けて上記第１、第２の室内熱交換器に
   空気を送る室内側送風機の風量を増加させる風量制御手
   段と、所定時間経過後に上記四方切換弁、第１の電動膨
   張弁、及び第２の電動膨張弁を再熱除湿運転状態に切換
   える切換手段とを有する再熱除湿制御手段を備えてなる
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 能力可変型の圧縮機、四方切換弁、第１
   の室内熱交換器、第１の電動膨張弁、第２の室内熱交換
   器、第２の電動膨張弁、及び室外熱交換器をこの順に接
   続し、冷房、暖房、及び再熱除湿を可能とした空気調和
   機であって、冷房又は弱冷房を利用した除湿運転から、
   上記第１の室内熱交換器を凝縮器、前記第２の室内熱交
   換器を蒸発器として機能させる再熱除湿運転への切換え
   時において、同切換え指令を受けて上記圧縮機の能力を
   低下させる圧縮能力制御手段と、上記第１、第２の室内
   熱交換器に空気を送る室内側送風機の風量を増加させる
   風量制御手段と、所定時間経過後に上記四方切換弁、第
   １の電動膨張弁、第２の電動膨張弁を再熱除湿運転状態
   に切換える切換手段とを有する再熱除湿制御手段を備え
   てなることを特徴とする空気調和機。