JPS6317336A

JPS6317336A - 空気調和機

Info

Publication number: JPS6317336A
Application number: JP61162690A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yoshida; 昌弘吉田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1986-07-10
Filing date: 1986-07-10
Publication date: 1988-01-25

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〕本発明は、電算機室、ＯＡ機器室のような顕熱負荷が大
部分を占める雰囲気で使用して、加湿を必要としない空
気調和機に関するものである。

〔従来の技術〕

電算機室、○Ａ機器室のような潜熱負荷がほとんどなく
、顕熱負荷が大部分を占める雰囲気を空気調和する場合
、原則的には顕熱のみを処理すればよい。しかるに、直
膨形の蒸発機を用いた空気調和機では、冷房に伴って除
湿が行われるので、必然的に室内の湿度低下を招く、そ
して、室内が過度に乾燥した場合には、室内の各機器に
悪影響を与える結果となる。

このようなことから、顕熱負荷が大部分を占める雰囲気
で使用される空気調和機では、実開昭５５−６９６３５
号公報、特開昭５９−５６０２８号公報、実開昭６１−
６３６２４号公報等に見られるように、本体ケーシング
内の吸込口から吹出口に至る空気通路に、蒸発器ととも
に、加湿器を設けることが通例になっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このような加湿器を備えた空気調和機では、
空気中から除湿した水分を空気中に再度添加することか
ら、エネルギー１員失が大きい。また加湿器の他に給水
設備等の付帯設備を必要とすることから、設備構造が複
雑化し、設備コストの上昇、メンテナンスの複雑化とい
った問題を生じる。

更に、加湿器の取付位置によっては、加湿された空気が
蒸発器、ファン等の湿度の低い部分において再凝縮をお
こし、加湿効率の低下や、結露した水分乃至水滴がファ
ン気流に乗って吹出口から機外に吐出される、いわゆる
キャリーオーバー現象を生じる問題がある。

また、この再凝縮は、実開昭６１−６３６２４号公報に
記載の空気調和機で試みられているように、加湿中に冷
房運転を停止し、加温運転のみを独立して行うことで一
応は防止されるが、室温が高い場合には除湿量が増し、
その結果、加湿時間が相対的に長くなって室温の上昇を
招き、温度制御そのものに支障を来す危険がある。

本発明は、このような状況に鑑み、冷房運転中の除湿現
象そのものをなくし、これにより叙上の多くの問題点を
一挙に解決せしめた空気調和器を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の空気調和機は、第１図、第５図および第８図に
例示される如く、圧縮機ｌ、凝縮器２、膨張機構４およ
び蒸発器５を有する冷媒回路を備え、本体ケーシング１
１内の吸込口１２から吹出口１３に至る空気通路１４に
前記蒸発器５および室内ファン１５を備えてなる空気調
和機において、前記蒸発器５の蒸発温度を測定する蒸発
温度センサ１０と、前記空気通路１４において蒸発器５
に吸込まれる吸込空気の露点温度を測定する露点温度セ
ンサ１６と、前記蒸発温度センサ１０および露点温度セ
ンサ１５の両測定温度に基づいて蒸発温度を吸込空気の
露点温度以上に制御する蒸発温度制御手段２０とを具備
せしめたものである。

ここで、蒸発温度制御手段２０としては、次の■〜■が
適当である。

■　第１図に例示されるように、圧縮機１の回転数調節
手段１７と、蒸発温度センサ１０の測定温度が露点温度
センサ１６の測定温度を下回ったときに、前記回転数調
節手段１７に回転数低下指令を発信する制御回路１９と
からなる蒸発温度制御手段２０゜ ■　第５図に例示されるように、室内ファン１５の回転
数調節手段１７’　　と、１発温度センサ１０の測定温
度が露点温度センサ１６の測定温度を下回ったときに、
前記回転数調節手段１７゛に回転数上昇指令を発信する
制御回路１９’　とからなる蒸発制御手段２０°。

■　第８図に例示されるように、圧縮機ｌおよび室内フ
ァン１５の各回転数調節手段１７および１７°　と、蒸
発温度センサ１０の測定温度が露点温度センサ１６の測
定温度を下回ったときに、前記回転数調節手段１７およ
び１７゛にそれぞれ回転数低下指令および回転数上昇指
令を発信する制御回路１９”とからなる蒸発温度制御手
段２０”。

〔作用〕

本発明の空気調和機においては、冷房運転中に蒸発温度
が、圧縮ａ１または室内ファン１５もしくはその双方の
回転数制御により、吸込空気の露点温度以上に制御され
る。吸込空気が蒸発器５を通過するときに冷却される温
度は、蒸発温度を下回ることがないので、蒸発温度が吸
込空気の露点温度以上に管理されるごとにより、吸込空
気が常にその露点温度以上で冷却される。その結果、蒸
発器５を通過する空気の除湿を防ぎ、加湿器を設けなく
ても対象雰囲気の絶対湿度が維持できるばかりでなく、
加湿のために冷房運転が制限を受けることがなく、常に
冷房最優先で冷房時間が決定されて、安定かつ高精度な
温度制御が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第４図は本発明の第１実施例を示したもので、
第１し１は冷媒回路図、第２図は室内ユニットの模式断
面−、第３図は運転制御装置の電気回路図、第４図は制
御フロー図である。

第１図によると、圧縮機１の冷媒ガス吐出側に順番に凝
ｔＩｉｌ器２、受液器３、膨張弁よりなる膨張機構４、
蒸発器５およびアキュムレータ６が接続され、アキエム
レータ６の冷媒出側が更に前記凝縮器２の冷媒入側に接
続されて、冷媒の循環回路を構成している。そして、こ
の冷媒回路を構成する各機器のうち、圧縮機１、受液器
３、膨張機構４、蒸発器５およびアキュムレータ６は室
内側にあって室内ユニットを構成し、ａ縮Ｂ２は室外側
にあって室外ユニットを構成している。

前記蒸発器５は複数の並列の冷媒通路５ａ、５ｂ・・・
を有する一方、膨張機構４と蒸発器５との間の冷媒通路
に分流器７が介設され、この分流器７と前記した複数の
並列の冷媒通路５ａ、５ｂ・・・を複数の分流管８ａ、
８ｂ・・・で接続した構成となっている。また、蒸発器
５の各冷媒通路５ａ、５ｂ・・・の下流端は出口ヘッダ
−９に集合され、この出口ヘッダ−９を介してアキュム
レータ６に接続されている。そして、前記した複数の分
流管８ａ、８ｂ・・・の１つにサーミスタからなる蒸発
温度センサ１０が取り付けられている。

この蒸発温度センサ１０は、測定した冷媒温度から蒸発
温度を検出するためのもので、センサ取り付は位置を流
れる冷媒の温度に見合う信号が出力可能なものであれば
いずれでもよく、また、その取り付は位置も前記分流管
９ａ、９ｂ・・・に限るものではなく、例えば蒸発器５
の冷媒通路５　ａ　％５ｂ・・・等に直接取り付けるこ
とも可能である。

なお、センサに関してはこの蒸発温度センサ１０の他に
、露点温度センサ１６が本体ケーシング内の空気通路の
蒸発器５上流側に配設され、両センサ１０および１６の
各測定温度が制御回路１９に入力され、両入力温度に基
づいて圧ｍａｔの回転数調整手段１７を制御するように
構成されるが、この部分の構成については第２図および
第３図により後で詳しく述べる。

室内ユニットを示す第２図において、１１ば本体ケーシ
ングで、その下部に前記圧縮機ｌを収容している。本体
ケーシングｉｔの前面中央部には室内空気の吸込口１２
が、また前面上部には吹出口１３がそれぞれ設けられ、
更に吸込口１２から吹出口１３に至る空気通路１４には
前記蒸発２３５が配設されている。蒸発器５の冷媒入側
には、前述したように、分流器７から分岐した？Ｊ［数
の分流管８ａ、８ｂ・・・が接続され、その１つに蒸発
温度センサ１０が取り付けられている。そして、空気通
路１４の蒸発器５下流側には室内ファン１５が配設され
、この室内ファン１５にて吸込口１２から吹込んだ室内
空気を蒸発器５で冷却して吸込口吹出口１３から吹出す
ように構成される一方、空気通路１４の蒸発器５上流側
には露点温度センサ１６が配設されている。

この露点温度センサ１６は、空気通路１４に吹込まれ蒸
発器５に達するまでの吸込空気に対し、その露点温度を
検出するもので、例えば塩化リチウムの吸・放ン！性を
利用したもの等、湿り空気の露点温度に見合う信号を出
力するものであればいずれもよく、また、その取り付は
位置も吸込口１２から蒸発器５に至るまでのく但し蒸発
器５は除く）空気通路１４中であればいずれでもよい。

第３図の電気回路図において、ＭＣは圧縮機用電動機で
、インバータよりなる回転数調節手段１７を介して電源
に通電可能に接続されている。また、この電源には、室
内ファン用電動機ＭＦＩと、室外ファン用電動機ＭＦＯ
と、運転用および停止用押ボタンスイッチＢＳ、および
ＢＳ、と、設定温度以上になるとＯＮ作動する温度調節
器１８と、更に前記回転数調節手段１７の制御回路１９
とがそれぞれｉＩ！電可能に接続されている。そして、
この制御回路１９は前記回転数調節手段１７とともに、
蒸発温度制御手段２０（第１図）を構成している。

すなわち、制御回路１９には前記した蒸発温度センサ１
０および露点温度センサ１６が接続されていて、両セン
サ１０および１６が測定した蒸発温度および露点温度を
制御回路１９において比較して、蒸発温度が露点温度を
下まわったときに、制御回路１９から回転数調節手段１
７に回転数低下指令を出力し、圧縮機用電動機ＭＣの回
転数を低下させて、蒸発温度を上昇させるように構成し
ているのである。なお、制御回路１９をマイクロコンピ
ュータで構成する場合は、制御回路１９と両センサ１０
および１６との間等にＡＤ変換器等の必要回路が挿入さ
れることは言うまでもない。

第４図は前記制御回路１９における圧縮機回転数制御の
１例をフローシートで更に具体的に示したもので、ｔは
経過時間、ｔ、はあらかじめ設定したサンプリング間隔
（時間）、Ｔ８は露点温度、Ｔ、は蒸発温度である０本
例では、回転数調節手段１７から圧縮機用電動機ＭＣに
与える電圧周波数を例えば第１表に示すように複数のス
テップに区分しておいて、運転開始から段階的にステッ
プを上げて周波数を高める一方で、例えば５分間程度の
所定のサンプリング間隔ｔ１時間毎に蒸発温度Ｔｅと露
点温度Ｔａとを検出比較し、蒸発温度Ｔｅ＜露点温度Ｔ
ａのときには前記周波数を１ステツプ低下させ、蒸発温
度Ｔｅ≧露点温度Ｔａのときにはこの低下指令を出さず
に所定運転を続けるように構成されている。

なお、第３図において、２１は前記運転用押ボタンスイ
ッチＢＳ、の操作によりＯＮ作動する電磁接触器であっ
て、該電磁接触器２１のＯＮ作動により、運転用押ボタ
ンスイッチＢＳ、に並列接続した第１接点２１ａを閉成
して運転状態を自己保持するとともに、室内ファン１５
用電動機ＭＦ■に直列接続された第２接点２１ｂを閉成
して室内ファン１５をＯＮ作動させるように構成されて
いる。また、２２および２３は前記温度調節器１８のＯ
Ｎ作動によりＯＮ作動する電磁接触器であって、両電磁
接触器２２および２３のＯＮ作動により各々の接点２２
ａおよび２３ａを閉成して圧縮器用電動器ＭＣおよび室
外ファン用電動機ＭＦＦをＯＮ作動させるようにしｔい
る。

以上に説明した空気調和機において、運転用押ボタンス
イッチＢＳ、を操作すると、先ず室内ファン１５が作動
する。この状態で温度調節器１８がＯＮ作動したときは
、圧縮機ｌおよび室外ファン（図示せず）が作動し、第
１図に示す冷媒回路に冷媒が循環し、本体ケージング１
１内の空気通路１４に喋込まれた室内空気が蒸発器５を
通過するときに冷却されて本体ケージング１１外に吹出
される。

その際、蒸発器５に流入する直前の冷媒の温度が蒸発温
度として蒸発温度センサ１０により測定される一方、空
気通路１４に吸込まれた室内空気の露点が露点温度セン
サ１６により測定される。

そして、測定された蒸発温度と露点温度とが制？１１１
回路１９において比較され、蒸発温度が露点温度より高
いときは、予め設定された運転パターンにしたがってそ
のまま圧縮機ｌを作動させる。蒸発温度が吹込空気の露
点温度より高ければ、吹込空気が蒸発器５を通過すると
きに含有水分の凝縮が生じず、除湿は行われない。

一方、圧縮機ｌの運転中に制御回路１９において、吹込
空気の露点温度の方が蒸発温度よりも高いことが検出さ
れたときは、直ちに制御回路１９から回転数ｊＪｉＪ節
手段１７に回転数低下指令が発信されて、圧縮機ｌの運
転能力を低下させる。これにより蒸発温度が上昇し、蒸
発温度センサ１０の測定温度が露点温度より高くなった
ときは、圧縮１ａｌの運転パターンが予め設定されたも
のに戻る。

露点温度の方がなお請いときは蒸発温度が露点温度より
高くなるまで回転数低下指令が回転数調節手段１７に発
信される（第４図参照）。これにより蒸発温度が吸込空
気の露点温度より高くなり、吹込空気が蒸発器５を通過
する際の除湿が防止される。

蒸発温度センサ１０の測定温度が吸込空気の露点温度を
再び下回った場合は、制御回路１９から回転数調節手段
１７に再び回転数低下指令が発信され、圧ｍ機ｌの運転
能力を低下させて蒸発温度を吸込空気の露点温度以上に
高め、これを繰り返すことにより蒸発温度が吸込空気の
露点温度以上に保持されて、除湿を伴うことなく冷房が
行われ室内温度が所定温度以下になると温度調節２Ｓ１
８がＯＦ’　Ｆ作動して冷房運転を停止し、再び所定温
度以上になると温度調節器１８がＯＮ作動して冷房運転
を行い、これを繰り返すことにより室内温度をほぼ所定
温度に保持する。

第５図〜第７図は本発明の第２実施例を示したもので、
第５図は冷媒回路図、第６図は運転側’＋１１１装置の
電気回路図、第７図は制御フロー図である。

前述した第１実施例が、蒸発温度が常に露点温度以上と
なるように圧縮機用電動機ＭＣの回転数を調節するのに
対し、本例は室内ファン用電動機ＭＦＩの回転数調節手
段１７°とその制御回路１９゛　とで蒸発温度制御手段
２０’　を構成して、室内ファン１５の回転数調節によ
り蒸発温度を露点温度以上に維持するようにしたもので
ある。

すなわら、冷媒回路中の蒸発器５と分ｔｉｔ　ＨＴとを
接読する複数の分流器９ａ、９ｂの１つに設けた蒸発温
度センサ１０の測定温度と、本体ケーシング１１内の空
気通路１４の蒸発器Ｓ入側に配設された露点温度センサ
１６（第２図参照）の測定温度とが電気回路中の制御回
路１９°に入力される一方、室内ファン１５の電動機Ｍ
ＦＩに対してインバータからなる回転数調節手段１７’
を直列に挿入しておいて、蒸発温度センサ１０の測定温
度が露点温度センサ１５の測定温度より低くなったとき
に制御回路１９°から回転数調節手段１７°に回転数増
大指令を発信するのである。

制御回路１９゛におけるこの回転数制御は、例えば第１
実施例において圧ｌｉｔ機ｌの回転数に対して実施した
のと同様の手法で実施することができる。すなわち、回
転数調節手段１７”から室内ファン用電動機ＭＦＩに与
える電圧周波数を例えば第２表に示すように複数のステ
ップに区分しておいて、制御回路１９゛に、第７図に示
すような蒸発温度Ｔｏと露点温度Ｔａとの比較に基づく
室内ファン１５の回転数切替制御を行わしめるのである
。

第　　　　２　　　　表なお、第１実施例と同一部分については同一符号を記し
て詳しい説明を省略する。

本例によると、蒸発温度センサ１０の測定温度が露点温
度センサ１５の測定温度より低くなると室内ファン１５
の作動回転数が高（なり、蒸発器１５に送られる風量が
増して蒸発器５における冷媒蒸発温度を上昇させる。こ
の動作は蒸発温度が露点温度より高くなるまで続き、こ
れにより痕発温度が露点温度より高い状態に維持され、
奈発器５を通過する空気の除湿が防止される。

第８図〜第９図は本発明の第３実施例を示し、第８図は
冷媒回路図、第９図は運転制御装置の′心気回路図であ
る。

本例は、第１および第２実施例で説明したのと同様の蒸
発温度センサ１０および露点温度センサ１６で蒸発器５
人側の冷媒温度および吸入空気の露点温度がそれぞれ測
定されて制御回路１９°に入力される一方、圧縮機およ
び室内ファン用電動ＩＩＭｃおよびＭＦＩにそれぞれイ
ンバータからなる回転数調節手段１７および１７°を直
列に挿入しておいて、蒸発温度サンセ１０の測定温度が
露点温度センサ１６の測定温度より低くなったときに、
制御回路１９”から回転数調節手段１７および１７°に
それぞれ回転数低下指令および回転数増大指令を発信し
て、圧縮機ｌの能力と蒸発器５の通過容量の両面から蒸
発温度を上昇させることにより、蒸発温度を露点温度よ
り高く制御するものである。すなわち、本例においＣは
圧縮機用電動機ＭＣの回転数調節手段１７と、室内ファ
ン用電動器ＭＦＩの回転数調節手段１７°と、制御回路
１９’とで蒸発温度制御手段２０′が構成されるのであ
る。

本例によれば、蒸発温度が蒸発３５に吸込まれる空気の
露点温度より高く維持され、蒸発器５を通過する空気が
除湿されることなく冷却されるばかりでなく、圧縮機１
および室内ファン１５の作動回転数の調節範囲が、これ
らを個々に回転数制御する場合に比べて狭くできるので
、その分、圧ｍ１ｌｌｌおよび室内ファン１５の規模を
縮小できる利点がある。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の空気調和機は
冷房運転中に蒸発温度制御により芸発温度を吸込空気の
露点以上に維持管理するようにしたので、蒸発器を通過
する空気が除湿されることなく冷却され、絶対温度が安
定することにより加湿器を不用ならしめ、これにより設
備構造が簡略化され、設備コストの低減を図るとともに
、加湿に伴なうエネルギー損失がなくなり、運転コスト
の面でも著しく有利となる。更に、除湿そのものを行わ
ないので、加湿器を備えた突気調節機と比べて絶対温度
の安定性が高（、またキャリーオーバ現象の危険もなく
、その上、加湿に伴う冷房運転時間の制限がなく、冷房
時間が温度変化のみから決定されることになって、温度
制御性が向上するという大きな効果をも有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】第１図〜第４図、第５図〜第７図および第８図〜第９図
はそれぞれ本発明の実施例を示し、第１図、第５図およ
び第８図は冷媒回路図、第２図は室内ユニットの模式断
面図、第３図、第６図および第９図は運転制御装置の電
気回路図、第４図および第７図は制御フロー図である。図中、１：圧縮機、２：凝縮器、４：膨張機構、５：Ｍ
発器、１０：蒸発温度センサ、１１：本体ケーシング、
１２：吸込口、１３：吹出口、１４：空気通路、１５：
室内ファン、１６：露点温度センサ、ｌ’？、１７’　
　：回転数調節手段、１９゜１９°、１９”：制御回路
、２０．２０°、２０”：蒸発温度制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧縮機（１）、凝縮器（２）、膨張機構（４）お
よび蒸発器（５）を有する冷媒回路を備え、本体ケーシ
ング（１１）内の吸込口（１２）から吹出口（１３）に
至る空気通路（１４）に前記蒸発器（５）および室内フ
ァン（１５）を備えてなる空気調和機において、前記蒸
発器（５）の蒸発温度を測定する蒸発温度センサ（１０
）と、前記空気通路（１４）において蒸発器（５）に吸
込まれる吸込空気の露点温度を測定する露点温度センサ
（１６）と、前記蒸発温度センサ（１０）および露点温
度センサ（１５）の両測定温度に基づいて蒸発温度を吸
込空気の露点温度以上に制御する蒸発温度制御手段（２
０）とを具備せしめたことを特徴とする空気調和機。
（２）蒸発温度制御手段（２０）が圧縮機（１）の回転
数調節手段（１７）と、蒸発温度センサ（１０）の測定
温度が露点温度センサ（１６）の測定温度を下回ったと
きに、前記回転数調節手段（１７）に回転数低下指令を
発信する制御回路（１９）とからなる特許請求の範囲第
１項記載の空気調和機。
（３）蒸発温度制御手段（２０’）が室内ファン（１５
）の回転数調節手段（１７’）と、蒸発温度センサ（１
０）の測定温度が露点温度センサ（１０）の測定温度を
下回ったときに、前記回転数調節手段（１７’）に回転
数上昇指令を発信する制御回路（１９’）とからなる特
許請求の範囲第１項記載の空気調和機。
（４）蒸発温度制御手段（２０”）が圧縮機（１）およ
び室内ファン（１５）の各回転数調節手段（１７）およ
び（１７’）と、蒸発温度センサ（１０）の測定温度が
露点温度センサ（１６）の測定温度を下回ったときに、
前記回転数調節手段（１７）および（１７’）にそれぞ
れ回転数低下指令および回転数上昇指令を発信する制御
回路（１９”）とからなる特許請求の範囲第１項記載の
空気調和機。