JPS6317337A - 空気調和機 - 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〕 本発明は、電算機室、０Ａｊａｒａ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、加ン兄を必要とし
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、ＯＡ機器室のような潜熱ｆ４．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、蒸発機ととも
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、エヱルギー損失が大きい。また加ｌ晃器の他に給水
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、加湿器の取付は位置によっては、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、加ンＷ中に
冷房運転を停止し、加温運転のみを独立してｊ〒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機を提供するものである。

ｃ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ａ１、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７
内の吸込口８から吹出口９に至る空気通路１０に前記蒸
発器５および室内ファン１１を備えてなる空気調和機に
おいて、前記法発器５の下部乃至下方に構成される結露
水通路と、該結露水通路に配設され配設通路中の結露水
を検出して発信する結露水センサ１３（第２図参照）と
、該結露水センサ１３の出力する結露水検出信号を受け
たときに蒸発温度を上昇させ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、結露水センサ１３の出力する結露水検知信
号を受けたときに、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１１の回転
数調節手段１７’　と、結露水センサ１３の出力する結
露水検知信号を受けたときに、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
る蒸発温度制御手段２０°、■　第８図に例示されるよ
うに、圧縮ａ１および室内ファン１１の各回転数調節手
段１７および１７°と、結露水センサ１３の出力する結
露水検知信号を受けたときに、前記各回転数調節手段１
７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、冷房運転中に除湿が生じ
かけた場合、除湿により発生した水滴がドレンパン１２
等の結露水通路に流入し始め結露水センサ１３にて検出
される。このようにして除１！開始が検知されると、直
らに蒸発温度が圧縮機１又は室内ファン１５もしくはそ
の双方の回転数制御により上昇して、蒸発器５を通過す
る空気の冷却温度を上昇させる。除湿は蒸発器５を通過
する空気がその露点温度以下に冷却されたときに注じる
ので、蒸発器５を通過する空気の冷却温度を上昇させる
ことにより、除湿が止まる。再度、除湿が生しかけた場
合も同様にして蒸発温度を上昇させ、これを繰り返すこ
とにより実質的に除湿を伴うことなく冷房運転が実施さ
れる。

〔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図は電気回路図、第４圓は制御フロー図である
。

第１図によると、圧縮ＩＩＩの冷媒ガス吐出側に順番に
凝縮器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、冷媒の循環回路が構成されている。そしてこの
冷奴回路を構成する各機器のうら、圧縮機ｌ、受液器３
、膨張ｉ横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、凝縮器２は室外側に
あって室外ユニットを構成している。なお、結露水セン
サ１３、圧縮機ｌの回転数調節手段１７およびその制御
回路１９については、後で第２図および第３図により詳
しく説明する。

室内ユニットを示す第２図において、７は本体ケーシン
グで、その下部に前記圧縮機ｌを収容している０本体ケ
ーシング７の前面中央部には室内空気の吸込口８が、ま
た前面上部には吹出口９がそれぞれ設けられ、更に吹込
口８から吹出口９に至る空気通路１０には前記蒸発２Ｓ
５および室内ファン１１が配設され、蒸発器５の直下に
はドレンパン１２が配設され、蒸発器５において除湿に
より生じた結露水がこのドレンパン１２に入り、更にド
レンパン１２に滞溜することなく緊急用貯水タンク１４
に流入するよう構成されている。そして、ドレンパン１
２の内面傾斜部１５には結露水センサ１３が貼着されて
いる。

この結露水センサ１３は、蒸発器５において除湿により
生じた結霜水を検知するためもので、水蒸気と結露水が
電気的に識別できるものであればいずれでもよく、具体
的には例えば、対象雰囲気が結露を生じない相対湿度１
００χ未満の場合、絶縁もしくはこれに近い高抵抗を示
し、対象雰囲気が相対湿度１００χの結露状態に至った
場合には、抵抗値が高抵抗から低抵抗にスイッチング的
に変化する抵抗変化型素子等、公知の構造のものを用い
ることができる。また、結露水センサ１３の取り付は位
置は前記ドレンパン１２の他に、例えば蒸発器５底部、
ドレンパン１２と貯水タンク１４との接続部等、結露水
が通過する箇所であればいずれでもよい、ただし、貯水
タンク１４の底等、結露水が滞溜する危険のある箇所は
、蒸発器５における除湿の有無にかかわらず結露水検出
信号を発信する危険性があるので不適である。

第３図の電気回路において、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Ｂ
Ｓ！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
がそれぞれ通電可能に接続されている。そして、この制
御回路１９は回転数調節手段１７とともに、蒸発温度制
御手段２０（第１圓）を構成している。

すなわち、制御回路１９には前記結露水センサ１３が接
続されていて、該結露水センサ１３の出力する結露水検
知信号を制御回路１９が入力したときに、制御回路１９
から前記回転数調節手段１７↓こ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である。第４図はこの制御
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、Ｌ１は
あらかじめ設定したサンプリング間隔時間である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
ップに区分しておき、運転開始から段階的にステップを
上げてｒａ１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Ｍ時間１．毎に結露水センサ１３
からの結露水検出信号の有無を調べ、結露水検出信号の
有った時には前記周波数を１ステツプ低下させ、結露水
検出信号の無い時にはこのステップ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。このような制
御３１！１回路にはマイクロコンピュータが使用できる
。

第　　　　１　　　　表 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作動する電磁接触機であっ
て、該電磁接触機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ＭＦｌ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は前記温度調節器のＯＮ作
動によりＯＮ作動する電６Ｂ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２２ａ
および２３ａを閉成して圧縮機用電動器ＭＣおよび室外
ファン用電動ａＭＦｏをＯＮ作動させるようにしている
。

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１１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Ｗ１１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Ｗｉ環し、本体ケーシン
グ７内の空気通路１０に吸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シング７外に吹出
される。

この冷房運転において、蒸発器５を通過する空気が除湿
されないときは、ドレンパン１２に結露水が流下して来
ないために、ドレンパン１２の内部は相対湿度１００χ
未満に維持され、ドレンパン１２の内部に配設された結
露水センサ１３は結露水検出信号を発信しない、その結
果、圧縮機用電動機ＭＣは所定運転を続けることになる
。

一方、この冷房運転により室内温度が低下し、蒸発器５
を通過する空気がその露点温度以下に冷却されるように
なった場合は、この通過空気が結露をおこし除湿される
。除湿による結露水は水滴となって蒸発器５下部のドレ
ンパン１２に流入し、結露水センサ１３はこの結露水の
流入から除湿開始を即座に検知し、結露水検出信号を制
御回路１９に出力する。そして、結露水検出信号を入力
した制御回路１９は圧縮機用電動機ＭＣの回転数制御手
段１７に回転数低下指令を発信し、圧縮ｉｆの作動回転
数を低下させる。その結果、薄光温度が上昇し、蒸発器
５を通過する空気の冷却温度が上昇し、通過空気の冷却
温度がその空気の露点温度を上回った場合は、通過空気
の結霜除湿が阻止される。通過空気の冷却温度がその空
気の露点温度を上回わらなかった場合は、上回るまで前
記制御が繰り返され、通過空気の除湿が阻止される。

除湿が止まるまでの間にドレンパン１２に流入した結露
水は全て緊急用貯水クンク１４に入り、ドレンパン１２
の内部は乾燥して次の除湿に備える。

再度、除湿が生じ始めると、結露水センサ１３から制御
回路１９に結露水検出信号が発信され、結露水検出信号
を受イにした制御回路１９が回転数制御手段１７に回転
数低下指令を発信して除湿が阻止され、これを繰り返す
ことにより実質的に除湿を伴うことな（冷房運転が行わ
れる。

室内温度が所定温度以下になると、温度調節器１８がＯ
ＦＦ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、蒸発温度を制御するために、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ｆｉＭＦ＋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１１の回転数調節により蒸発温度制
御を行うようにしている。

すなわち、蒸発器５下方のドレンパン１２内部に配設さ
れた結露水センサ１３（第２図参照）を電気回路中の制
御回路１９°に接続する一方、室内ファン１１の電動器
ＭＦＩに対してインバータよりなる回転数調節手段１７
°を直列に挿入しておき、結露水センサ１３から制御回
路１９′に結露水検出信号が発信されたときに、制御回
路１９°から回転数調節手段ＩＴ’　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実施例において圧縮機１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
電動器ＭＦＩに与える電圧ＩＩ　’ｔｒＪｔ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き、制
御回路１９°において第７図に示すような室内ファン１
１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。

本例によれば、蒸発器５を通過する空気が除湿され始め
ると、この除温か結露水センサ１３にて即座に検知され
、その検知信号に呼応して制御回路１９°から回転数調
節手段１？’　に回転数増大指令が発信され、これによ
り室内ファン１１の回転数が上昇し、蒸発器５に送られ
る風量が増して蒸発温度を上昇させる。この動作は蒸発
器５を通過する空気の除湿が止まるまで続き、これによ
り除湿が阻止され、実質的に除湿を伴うことなく冷房運
転が行われる。

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図は電気回路図である。

本例は、第１および第２実施例で説明したのと同様の結
露水センサ１３を制御回路１９°に接続する一方、圧縮
機および室内ファン用電動機ＭＣ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き、結露水センサ１３から制御回
路１９°に結露水検出信号が発信されたときに、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の能力低下と蒸発器５の通過風量の増大の両面か
ら蒸発温度を上昇させることにより、蒸発器通過空気の
除湿を阻止するものである。

すなわち、本例においては圧１？ＪＲ用電動機ＭＣの回
転数制御手段１７と、室内ファン用電動器ＭＦＩの回転
数制御手段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の上昇により蒸発器５を通過する
空気の除湿が即座に止まり、通過空気が実質的Ｇこ除湿
されることなく冷却されるばかりでなく、圧縮機ｌおよ
び室内ファン１１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でので、
その分、圧縮機ｌおよび室内ファン１１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、蒸発温度を除湿の生
じない範囲内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、絶対湿度
が安定化することにより加熱器を不用ならしめ、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、加湿器を備えた空気調和機と比べて絶対
温度の安定性が高（、またキャリーオーバー現象の危険
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ｉｎ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〜′Ｊ５１４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、ｌ：圧縮機、２：凝縮器、４：膨張機構、５：遺
発器、７：本体ケーシング、８：吸込口、９：吹出口、
１０：空気通路、１１：室内ファン、１２：ドレンパン
、１３：結露水センサ、１７゜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 (4)

【特許請求の範囲】
1. （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（７）内の吸込口（８）から吹出口（９）に至る
   空気通路（１０）に前記蒸発器（５）および室内ファン
   （１１）を備えてなる空気調和機において、前記蒸発器
   （５）の下部乃至下方に構成される結露水通路と、該結
   露水通路に配設され配設通路中の結露水を検出して発信
   する結露水センサ（１３）と、該結露水センサ（１３）
   の出力する結露水検出信号を受けたときに蒸発温度を上
   昇させる蒸発温度制御手段（２０）とを具備せしめたこ
   とを特徴とする空気調和機。
2. （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、結露水センサ（１３）の出力
   する結露水検知信号を受けたときに、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. （３）　蒸発温度制御手段（２０）が室内ファン（１１
   ）の回転数調節手段（１７’）と、結露水センサ（１３
   ）の出力する結露水検知信号を受けたときに、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. （４）　蒸発温度制御手段（２０）が圧縮機（１）およ
   び室内ファン（１１）の各回転数調節手段（１７）およ
   び（１７’）と、結露水センサ（１３）の出力する結露
   水検知信号を受けたときに、前記各回転数調節手段（１
   ７）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。