WO2022234857A1 - 空気調和装置の室内機 - Google Patents

Abstract

空気調和装置（１）の室内機（３）は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う空気調和装置の室内機であって、熱交換器（３１）と、制御部（３０）と、を備える。熱交換器（３１）は、室内空気を冷媒と熱交換して、調和空気を生成する。制御部（３０）は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う時に、熱交換器（３１）における冷媒の蒸発温度を制御する。制御部（３０）は、第一制御と、第二制御と、を行う。第一制御は、蒸発温度を室内空気の露点温度以下にする。第二制御は、蒸発温度を室内空気の露点温度よりも高くする。

Description

空気調和装置の室内機

　空気調和装置の室内機に関する。

　特許文献１（特開２０１３－２２１６９号公報）には、負荷の増減に対して蒸発温度をさほど変化させずに除湿を行う空気調和機が開示されている。

　しかしながら、上記特許文献１の空気調和機では、室内湿度と設定湿度との差が小さい場合には、過剰な除湿が行わることになるので、効率が低い。

　第１観点に係る空気調和装置の室内機は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う空気調和装置の室内機であって、熱交換器と、制御部と、を備える。熱交換器は、室内空気を冷媒と熱交換して、調和空気を生成する。制御部は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う時に、熱交換器における冷媒の蒸発温度を制御する。制御部は、第一制御と、第二制御と、を行う。第一制御は、蒸発温度を室内空気の露点温度以下にする。第二制御は、蒸発温度を室内空気の露点温度よりも高くする。

　第１観点の空気調和装置の室内機によれば、冷媒の蒸発温度を室内空気の露点温度以下にする第一制御と、冷媒の蒸発温度を露点温度よりも高くする第二制御とが、切り替え可能に構成される。第一制御を行うことにより、冷房運転または除湿運転の能力を高めることができる。第二制御を行うことにより、冷房運転または除湿運転の能力を低くすることができる。このため、要求される能力に応じて、第一制御と第二制御とを行うことにより、効率を向上することができる。

　第２観点に係る空気調和装置の室内機は、第１観点の空気調和装置の室内機であって、制御部は、冷房運転または除湿運転の負荷が所定以下の低負荷運転中に、第二制御を行う。

　低負荷運転中は、室内温度または湿度と、設定温度または湿度との差が小さいため、冷房運転または除湿運転の高い能力が要求されない。このため、低負荷運転中に、少なくとも第二制御を行うことで、過剰な運転を減らすことができる。したがって、本開示は、低負荷運転を行う室内機に好適である。

　第３観点に係る空気調和装置の室内機は、第２観点の空気調和装置の室内機であって、制御部は、室内に人が不存在のときに、第二制御を行う。

　第３観点に係る空気調和装置の室内機では、第一制御を行っている時には、熱交換器に結露が生じる。しかし、第二制御を行うと、熱交換器の表面の水分が蒸発して、臭いが生じる要因となる。このため、第二制御では、臭いを含む調和空気が生成される場合がある。

　しかし、人が不存在のときには、室内の快適性が求められないので、低負荷運転中に第二制御を行うことで、効率を高める室内機を容易に実現できる。

　第４観点に係る空気調和装置の室内機は、第２観点に係る空気調和装置の室内機であって、制御部は、低負荷運転が所定時間続くときに、第二制御を行う。

　低負荷運転が所定時間続く場合は、冷房運転または除湿運転の高い能力が要求されない時間が続く状態である。この状態で第二制御を行うことにより、過剰な運転を減らすことができるので、効率を高める室内機を容易に実現できる。

　第５観点に係る空気調和装置の室内機は、第２観点に係る空気調和装置の室内機であって、制御部は、室内における不快指数が快適域のときに、第二制御を行う。

　第５観点に係る空気調和装置の室内機では、不快指数が快適域のときには、快適性が少し低下しても問題がない。この状態で第二制御を行うことにより、効率を高める室内機を容易に実現できる。

　第６観点に係る空気調和装置の室内機は、第１観点から第５観点に係る空気調和装置の室内機であって、第二制御は、蒸発温度の上限値を取り払う制御である。

　第二制御は、露点温度以下にする蒸発温度の上限値を取り払う制御としている。このため、蒸発温度の上限値が露点温度を超えることに制限されないので、効率を優先する運転を行うことができる。

本開示の一実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。 空気調和装置を構成する室内機の外観斜視図である。 室内機の概略側面断面図であって、図２のＩ－Ｏ－Ｉ線に沿った断面図である。 空気調和装置の制御ブロック図である。 本開示の一実施形態に係る冷房運転及び除湿運転の制御を説明するための図である。 本開示の一実施形態に係る蒸発温度の制御方法を示すフローチャートである。 変形例に係る冷房運転及び除湿運転の制御を説明するための図である。 変形例に係る蒸発温度の制御方法を示すフローチャートである。

　（１）空気調和装置の機器構成
　図１に示すように、本開示の一実施形態に係る室内機３が採用された空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、建物等の室内の空調を行う装置である。空気調和装置１は、主として、室外機２と、室内機３と、室外機２と室内機３とを接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５と、を有している。そして、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路１０は、室外機２と室内機３とが液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５を介して接続されることによって構成されている。

　（１－１）室外機
　室外機２は、室外（建物の屋上や建物の外壁面近傍等）に設置されている。室外機２は、上記のように、液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５を介して室内機３に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。室外機２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２３と、室外熱交換器２４と、膨張弁２５と、を有している。

　圧縮機２１は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機構である。ここでは、圧縮機２１として、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機モータ２２によって回転駆動される密閉式構造の圧縮機が使用されている。また、ここでは、圧縮機モータ２２は、インバータ等により回転数（周波数）制御が可能になっており、これにより、圧縮機２１の容量を制御できる。

　四路切換弁２３は、冷房運転又は除湿運転と暖房運転との切換時に、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁である。四路切換弁２３は、冷房運転又は除湿運転時には、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２４のガス側とを接続するとともに、ガス冷媒連絡管５を介して室内熱交換器３１（後述）のガス側と圧縮機２１の吸入側とを接続する（図１における四路切換弁２３の実線を参照）。また、四路切換弁２３は、暖房運転時には、ガス冷媒連絡管５を介して圧縮機２１の吐出側と室内熱交換器３１のガス側とを接続するとともに、室外熱交換器２４のガス側と圧縮機２１の吸入側とを接続する（図１における四路切換弁２３の破線を参照）。

　室外熱交換器２４は、冷房運転又は除湿運転時には冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２４は、その液側が膨張弁２５に接続されており、ガス側が四路切換弁２３に接続されている。

　膨張弁２５は、冷房運転又は除湿運転時には室外熱交換器２４において放熱した高圧の液冷媒を室内熱交換器３１に送る前に減圧し、暖房運転時には室内熱交換器３１において放熱した高圧の液冷媒を室外熱交換器２４に送る前に減圧することができる膨張機構である。ここでは、膨張弁２５として、開度制御が可能な電動膨張弁が使用されている。

　また、室外機２には、室外機２内に室外空気を吸入して、室外熱交換器２４に室外空気を供給した後に、室外機２外に排出するための室外ファン２６が設けられている。このため、室外熱交換器２４は、室外空気を冷却源又は加熱源として冷媒を放熱や蒸発させる。室外ファン２６は、室外ファンモータ２７によって回転駆動される。

　また、室外機２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室外機２には、圧縮機２１の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ２８ａ、圧縮機２１の吸入温度を検出する吸入温度センサ２８ｂ、圧縮機２１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ２９ａ、及び圧縮機２１の吐出温度を検出する吐出温度センサ２９ｂが設けられている。

　（１－２）冷媒連絡管
　冷媒連絡管４、５は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管４の一端は、室外機２の膨張弁２５側に接続され、液冷媒連絡管４の他端は、室内機３の室内熱交換器３１の液側に接続されている。ガス冷媒連絡管５の一端は、室外機２の四路切換弁２３側に接続され、ガス冷媒連絡管５の他端は、室内機３の室内熱交換器３１のガス側に接続されている。

　（１－３）室内機
　室内機３は、室内（建物内）に設置されている。室内機３は、上記のように、液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５を介して室外機２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。図１～図３に示すように、室内機３は、主として、ケーシング４１と、開閉部材４９と、室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、を有している。ここでは、室内機３として、天井埋込型と呼ばれる型式の室内機が採用されている。

　図２及び図３に示すように、ケーシング４１は、内部に構成機器を収納する。ケーシング４１は、ケーシング本体４１ａと、ケーシング本体４１ａの下側に配置された化粧パネル４２とから構成されている。ケーシング本体４１ａは、図２に示すように、天井Ｕに形成された開口に挿入されて配置されている。そして、化粧パネル４２は、天井Ｕの開口に嵌め込まれるように配置されている。

　図２及び図３に示すように、ケーシング本体４１ａは、平面視が長辺と短辺とが交互に形成された略８角形状の箱状体であり、その下面が開口している。ケーシング本体４１ａは、長辺と短辺とが交互に連続して形成された略８角形状の天板４３と、天板４３の周縁部から下方に延びる側板４４とを有している。

　化粧パネル４２は、ケーシング４１の下面を構成し、平面視が略多角形状（ここでは、略４角形状）の板状体であり、主として、ケーシング本体４１ａの下端部に固定されたパネル本体４２ａから構成されている。パネル本体４２ａは、その略中央に室内空気を吸入する吸入口４５と、室内に調和空気を吹き出す吹出口４６とを有している。

　吸入口４５は、略４角形状の開口である。吸入口４５には、吸入グリル４７と、吸入口４５から吸入される空気中の塵埃を除去するための吸入フィルタ４８とが設けられている。

　吹出口４６は、平面視において、吸入口４５の周囲を囲むように形成されている。吹出口４６は、パネル本体４２ａの４角形の各辺に沿うように形成された複数（ここでは、４つ）の辺部吹出口４６ａと、パネル本体４２ａの角部に形成された複数（ここでは、４つ）の角部吹出口４６ｂと、を有している。

　複数の開閉部材４９は、複数の吹出口４６を開閉する。開閉部材４９が吹出口４６を開放している状態では、吹出口４６から調和空気が吹き出される。開閉部材４９が吹出口４６を閉じている状態では、吹出口４６から調和空気が吹き出されない。なお、開閉部材４９は、吹出口４６の全体を閉じることと、吹出口４６の一部を閉じることと、吹出口４６の全体を開けることとが可能である。また、開閉部材４９は、吹出口４６から室内に吹き出される調和空気の風向を変更することも可能である。

　本実施形態では、複数の吹出口４６ａのそれぞれに、開閉部材４９が設けられる。換言すると、１つの開閉部材４９は、１つの吹出口４６ａを開閉する。ここでは、４つの開閉部材４９のそれぞれは、４つの辺部吹出口４６ａに設けられている。一方、角部吹出口４６ｂには、開閉部材４９が設けられていない。

　開閉部材４９は、辺部吹出口４６ａの長手方向に沿って細長く延びる板状の部材である。開閉部材４９は、長手方向の軸周りに回動されて吹出口４６を開閉できるように構成されている。また、開閉部材４９は、長手方向の軸周りに回動されて上下方向の風向角度を可変できるように構成されている。

　ケーシング本体４１ａの内部には、主として、室内熱交換器３１と、室内ファン３２とが配置されている。

　室内熱交換器３１は、室内空気を冷媒と熱交換して、調和空気を生成する。室内熱交換器３１は、冷房運転又は除湿運転時には冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。室内熱交換器３１は、その液側が液冷媒連絡管４に接続されており、ガス側がガス冷媒連絡管５に接続されている。

　室内熱交換器３１は、平面視における室内ファン３２の周囲を囲むように曲げられて配置された熱交換器である。室内熱交換器３１は、室内ファン３２によってケーシング本体４１ａ内に吸入される室内空気と冷媒との熱交換を行う。また、室内熱交換器３１の下側には、室内熱交換器３１によって室内空気中の水分が凝縮されて生じるドレン水を受けるためのドレンパン３１ａが配置されている。ドレンパン３１ａは、ケーシング本体４１ａの下部に装着されている。

　室内ファン３２は、化粧パネル４２の吸入口４５を通じてケーシング本体４１ａ内に室内空気を吸入して化粧パネル４２の吹出口４６を通じてケーシング本体４１ａ内から室内に吹き出すファンである。このため、室内熱交換器３１は、室内空気を冷却源又は加熱源として冷媒を放熱や蒸発させる。ここでは、室内ファン３２として、下方から室内空気を吸入し、平面視における外周側に向かって吹き出す遠心ファンが使用されている。室内ファン３２は、ケーシング本体４１ａの天板４３の中央に設けられた室内ファンモータ３３によって回転駆動される。また、ここでは、室内ファンモータ３３は、インバータ等により回転数（周波数）制御が可能になっており、これにより、室内ファン３２の風量を制御できる。

　具体的には、室内ファン３２の風量として、最大風量の風量Ｈ、風量Ｈよりも小さい中程度の風量の風量Ｍ、風量Ｍよりも小さく小風量の風量Ｌ、及び、風量Ｌよりも小さい最小風量の風量ＬＬ、の４つが準備されている。ここで、風量ＬＬは、居住者がリモコン６０（後述）によって設定することができない風量である。

　また、室内機３には、各種のセンサが設けられている。具体的には、室内機３には、室内機３内に吸入される室内空気の温度（室内温度Ｔｒ）及び湿度（室内湿度Ｈｒ）を検出する室内温度センサ３４及び室内湿度センサ３５が設けられている。ここでは、室内温度センサ３４及び室内湿度センサ３５は、吸入口４５の近傍に配置される。

　また、室内機３には、室内における人の存在する位置を検知する人検知センサ３６が設けられている。ここでは、人検知センサ３６として、１つ又は複数の赤外線受光素子を有する赤外線センサが使用されており、化粧パネル４２の角部に設けられている。なお、人検知センサ３６は、化粧パネル４２の角部に設けられていなくてもよく、室内機３の別の部分に設けられていてもよく、また、室内機３ではなく、室内のどこかに設けられていてもよい。

　（２）空気調和装置の制御構成
　図４に示すように、空気調和装置１は、構成機器の運転制御を行うために、室外制御部２０と室内制御部３０とリモコン６０とが伝送線や通信線を介して接続された制御装置６を有している。室外制御部２０は、室外機２に設けられている。室内制御部３０は、室内機３に設けられている。リモコン６０は、室内に設けられている。なお、ここでは、室外制御部２０、室内制御部３０及びリモコン６０が伝送線や通信線を介して有線接続されているが、無線接続されていてもよい。

　なお、空気調和装置１の室外制御部２０、室内制御部３０及びリモコン６０の制御部は、各種演算及び処理を行い、例えば、ＣＰＵなどの演算処理装置により実現される。

　（２－１）室外制御部
　室外制御部２０は、上記のように、室外機２に設けられており、主として、室外ＣＰＵ２０ａと、室外伝送部２０ｂと、室外記憶部２０ｃと、を有している。室外制御部２０は、吸入圧力センサ２８ａ、吸入温度センサ２８ｂ、吐出圧力センサ２９ａ、及び吐出温度センサ２９ｂの検出信号を受けることができるように構成されている。

　室外ＣＰＵ２０ａは、室外伝送部２０ｂ及び室外記憶部２０ｃに接続されている。室外伝送部２０ｂは、室内制御部３０との間で制御データ等の伝送を行う。室外記憶部２０ｃは、制御データ等を記憶する。そして、室外ＣＰＵ２０ａは、室外伝送部２０ｂ及び室外記憶部２０ｃを介して、制御データ等の伝送及び読み書きを行いつつ、室外機２に設けられた構成機器としての圧縮機２１、四路切換弁２３、膨張弁２５、室外ファン２６等の運転制御を行う。

　（２－２）室内制御部
　室内制御部３０は、上記のように、室内機３に設けられており、主として、室内ＣＰＵ３０ａと、室内伝送部３０ｂと、室内記憶部３０ｃと、室内通信部３０ｄと、を有している。室内制御部３０は、室内温度センサ３４、室内湿度センサ３５及び人検知センサ３６の検出信号を受けることができるように構成されている。

　室内ＣＰＵ３０ａは、室内伝送部３０ｂ、室内記憶部３０ｃ及び室内通信部３０ｄに接続されている。室内伝送部３０ｂは、室外制御部２０との間で制御データ等の伝送を行う。室内記憶部３０ｃは、制御データ等を記憶する。室内通信部３０ｄは、リモコン６０との間で制御データ等の送受信を行う。そして、室内ＣＰＵ３０ａは、室内伝送部３０ｂ、室内記憶部３０ｃ及び室内通信部３０ｄを介して、制御データ等の伝送、読み書き及び送受信を行いつつ、室内機３に設けられた構成機器としての室内ファン３２、開閉部材４９等の運転制御を行う。

　（２－３）リモコン
　リモコン６０は、上記のように、室内に設けられており、主として、リモコンＣＰＵ６１と、リモコン記憶部６２と、リモコン通信部６３と、リモコン操作部６４と、リモコン表示部６５と、を有している。

　リモコンＣＰＵ６１は、リモコン記憶部６２、リモコン通信部６３、リモコン操作部６４及びリモコン表示部６５に接続されている。リモコン記憶部６２は、制御データ等を記憶する。リモコン通信部６３は、室内通信部３０ｄとの間で制御データ等の送受信を行う。リモコン操作部６４は、居住者からの制御指令等の入力を受け付ける。リモコン表示部６５は、運転表示等を行う。そして、リモコンＣＰＵ６１は、リモコン操作部６４を介して運転指令や制御指令等の入力を受け付けて、リモコン記憶部６２に制御データ等の読み書きを行い、リモコン表示部６５に運転状態や制御状態の表示等を行いつつ、リモコン通信部６３を介して、室内制御部３０に制御指令等を行う。

　このように、空気調和装置１は、構成機器の運転制御を行う制御装置６を有している。そして、制御装置６は、吸入圧力センサ２８ａ、吸入温度センサ２８ｂ、吐出圧力センサ２９ａ、及び吐出温度センサ２９ｂ、室内温度センサ３４、室内湿度センサ３５及び人検知センサ３６の検出信号等に基づいて構成機器としての圧縮機２１、四路切換弁２３、膨張弁２５、室外ファン２６、室内ファン３２、開閉部材４９等の制御を行い、冷房運転、除湿運転、暖房運転等の空調運転及び各種制御を行うことができるように構成されている。

　（３）運転動作
　次に、空気調和装置１の運転動作について説明する。本実施形態の空気調和装置１は、空調運転として、暖房運転、冷房運転、及び、除湿運転を行う。

　（３－１）暖房運転
　暖房運転は、リモコン操作部６４を介して暖房運転の指令を受け付けた制御装置６が、室外機２及び室内機３の構成機器としての圧縮機２１、四路切換弁２３、膨張弁２５、室外ファン２６、室内ファン３２、開閉部材４９等を運転制御することによって行われる。

　暖房運転においては、室外熱交換器２４が冷媒の蒸発器として機能し、かつ、室内熱交換器３１が冷媒の放熱器として機能する状態（図１の四路切換弁２３の破線で示される状態）になるように、四路切換弁２３が切り換えられる。

　このような状態の冷媒回路１０において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁２３及びガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた高圧の冷媒は、室内熱交換器３１において、室内ファン３２によって供給される室内空気と熱交換を行って放熱する。これにより、室内空気は加熱されて室内に吹き出される。室内熱交換器３１において放熱した高圧の冷媒は、液冷媒連絡管４を通じて、膨張弁２５に送られて、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧される。膨張弁２５において減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器２４に送られる。室外熱交換器２４に送られた低圧の冷媒は、室外熱交換器２４において、室外ファン２６によって供給される室外空気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２４において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁２３を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このように、暖房運転においては、制御装置６によって、冷媒回路１０に封入された冷媒が圧縮機２１、室内熱交換器３１、膨張弁２５、室外熱交換器２４の順に循環する動作がなされる。

　暖房運転時には、制御装置６は、冷媒回路１０における冷媒の凝縮温度Ｔｃが、所定の目標凝縮温度Ｔｃｓに近づくように圧縮機２１の容量を制御する容量制御を行う。圧縮機２１の容量制御はモータ２２の回転数（周波数）制御により行われる。

　所定の目標凝縮温度は、例えば、室内温度センサ３４で検出される室内温度Ｔｒと、居住者がリモコン６０のリモコン操作部６４から入力することによって設定される設定温度Ｔｒｓとの温度差により決まる。

　冷媒の凝縮温度Ｔｃは、吐出圧力センサ２９ａで検出された吐出圧力を冷媒の飽和温度に換算することによって得られる。冷媒の凝縮温度Ｔｃとは、暖房運転時において、圧縮機２１の吐出側から室内熱交換器３１を経由して膨張弁２５に流入するまでの間を流れる高圧の冷媒を代表する圧力（冷媒回路１０における冷媒の凝縮圧力）を冷媒の飽和温度に換算することによって得られる温度、又は、冷媒の放熱器として機能する室内熱交換器３１における冷媒の飽和温度を意味する。このため、室内熱交換器３１に温度センサを設ける場合には、この温度センサによって検出される冷媒の温度を冷媒の凝縮温度Ｔｃとしてもよい。

　（３－２）冷房運転
　冷房運転は、リモコン操作部６４を介して冷房運転の指令を受け付けた制御装置６が、室外機２及び室内機３の構成機器として圧縮機２１、四路切換弁２３、膨張弁２５、室外ファン２６、室内ファン３２、開閉部材４９等を運転制御することによって行われる。

　冷房運転においては、室外熱交換器２４が冷媒の放熱器として機能し、かつ、室内熱交換器３１が冷媒の蒸発器として機能する状態（図１の四路切換弁２３の実線で示される状態）になるように、四路切換弁２３が切り換えられる。

　このような状態の冷媒回路１０において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁２３を通じて、室外熱交換器２４に送られる。室外熱交換器２４に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器２４において、室外ファン２６によって供給される室外空気と熱交換を行って放熱する。室外熱交換器２４において放熱した高圧の冷媒は、膨張弁２５に送られて、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧される。膨張弁２５において減圧された低圧の冷媒は、液冷媒連絡管４を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた低圧の冷媒は、室内熱交換器３１において、室内ファン３２によって供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却されて室内に吹き出される。室内熱交換器３１において蒸発した低圧の冷媒は、ガス冷媒連絡管５及び四路切換弁２３を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このように、冷房運転においては、制御装置６によって、冷媒回路１０に封入された冷媒が圧縮機２１、室外熱交換器２４、膨張弁２５、室内熱交換器３１の順に循環する動作がなされる。

　冷房運転時には、制御装置６は、冷媒回路１０における冷媒の蒸発温度Ｔｅが、所定の目標蒸発温度Ｔｅｄｓに近づくように圧縮機２１の容量を制御する容量制御を行う。圧縮機２１の容量制御はモータ２２の回転数（周波数）制御により行われる。

　所定の目標蒸発温度Ｔｅｄｓは、例えば、室内温度センサ３４で検出される室内温度Ｔｒと、居住者がリモコン６０のリモコン操作部６４から入力することによって設定される設定温度Ｔｒｓとの温度差により決まる。

　冷媒の蒸発温度Ｔｅは、吸入圧力センサ２８ａで検出された吸入圧力を冷媒の飽和温度に換算することによって得られる。冷媒の蒸発温度Ｔｅとは、冷房運転時において、膨張弁２５の出口から室内熱交換器３１を経由して圧縮機２１の吸入側に至るまでの間を流れる冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を代表する圧力（冷媒回路１０における冷媒の蒸発圧力）を冷媒の飽和温度に換算することによって得られる温度、又は、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器３１における冷媒の飽和温度を意味する。このため、室内熱交換器３１に温度センサを設ける場合には、この温度センサによって検出される冷媒の温度を冷媒の蒸発温度Ｔｅとしてもよい。

　（３－３）除湿運転
　除湿運転は、リモコン操作部６４を介して除湿運転の指令を受け付けた制御装置６が、室外機２及び室内機３の構成機器としての圧縮機２１、四路切換弁２３、膨張弁２５、室外ファン２６、室内ファン３２、開閉部材４９等を運転制御することによって行われる。

　除湿運転においては、冷房運転と同様に、室外熱交換器２４が冷媒の放熱器として機能し、かつ、室内熱交換器３１が冷媒の蒸発器として機能する状態（図１の四路切換弁２３の実線で示される状態）になるように、四路切換弁２３が切り換えられる。

　このような状態の冷媒回路１０において、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルにおける高圧まで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、四路切換弁２３を通じて、室外熱交換器２４に送られる。室外熱交換器２４に送られた高圧の冷媒は、室外熱交換器２４において、室外ファン２６によって供給される室外空気と熱交換を行って放熱する。室外熱交換器２４において放熱した高圧の冷媒は、膨張弁２５に送られて、冷凍サイクルにおける低圧まで減圧される。膨張弁２５において減圧された低圧の冷媒は、液冷媒連絡管４を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた低圧の冷媒は、室内熱交換器３１において、室内ファン３２によって供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は除湿されて室内に吹き出される。室内熱交換器３１において蒸発した低圧の冷媒は、ガス冷媒連絡管５及び四路切換弁２３を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。このように、除湿運転においては、制御装置６によって、冷媒回路１０に封入された冷媒が圧縮機２１、室外熱交換器２４、膨張弁２５、室内熱交換器３１の順に循環する動作がなされる。

　除湿運転時の圧縮機２１の容量制御は、目標蒸発温度Ｔｅｃｓを目標蒸発温度Ｔｅｄｓとしている点を除いて、冷房運転時の圧縮機２１の容量制御と基本的には同じである。除湿運転時の目標蒸発温度Ｔｅｄｓは、冷房運転時の目標蒸発温度Ｔｅｃｓ以下の値に設定される。

　（４）冷房運転及び除湿運転での蒸発温度の制御
　室内制御部３０は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う時に、室内熱交換器３１における冷媒の蒸発温度Ｔｅを制御する。室内制御部３０は、第一制御と、第二制御と、を行う。第一制御は、蒸発温度Ｔｅを室内空気の露点温度以下にする。第二制御は、蒸発温度Ｔｅを室内空気の露点温度よりも高くする。換言すると、室内機３は、冷房運転または除湿運転時に、室内熱交換器３１の蒸発温度Ｔｅを室内空気の露点温度以下にする第一制御と、蒸発温度Ｔｅを露点温度よりも高くする第二制御とが、切り替え可能に構成されている。

　なお、蒸発温度Ｔｅは、上述したように、吸入圧力センサ２８ａで検出される吸入圧力から算出される。露点温度は、室内温度センサ３４で検出される室内温度Ｔｒ及び室内湿度センサ３５で検出される室内湿度Ｈｒから算出される。

　通常、冷房運転及び除湿運転時には、室内空気の冷却及び除湿を行うため、蒸発温度Ｔｅを室内空気の露点温度以下にする第一制御が行われる。しかし、本実施形態の室内制御部３０は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う時に、蒸発温度Ｔｅを室内空気の露点温度よりも高くする第二制御を許容する。第二制御は、蒸発温度Ｔｅの上限値を取り払う制御である。換言すると、第二制御では、蒸発温度Ｔｅの上限値が設けられない。ここでは、第二制御では、目標蒸発温度Ｔｅｃｓ、Ｔｅｄｓの上限値が設けられない。

　なお、本実施形態の室内制御部３０は、第二制御での室内ファン３２の回転数を、第一制御での室内ファン３２の回転数よりも小さくなるように制御する。室内制御部３０は、例えば、第二制御での室内ファン３２の風量を、居住者がリモコン６０によって設定することができない風量ＬＬに制御する。

　室内制御部３０は、冷房運転または除湿運転の負荷に応じて、第一制御と第二制御とを切り替える。本実施形態の室内制御部３０は、冷房運転または除湿運転の負荷が所定以下の低負荷運転中に、第二制御を行う。室内制御部３０は、低負荷運転中には、第二制御のみを行ってもよく、第一制御及び第二制御の両方を切り替えて行ってもよい。

　ここで、「低負荷運転」は、冷房運転または除湿運転中の負荷を示す代用値が所定条件を満たしている運転である。低負荷運転は、圧縮機２１を停止させて冷媒の循環を止めるサーモオフとは異なり、サーモオフとなる前に実施される。また低負荷運転は、運転を開始する圧縮機２１の起動時を含まず、起動後の冷媒状態が安定した運転（所定時間続く運転）を行っている際に行われる。

　例えば、代用値は、空気調和装置１の定格能力であり、所定条件は、定格能力の４５％以下である。換言すると、定格能力の４５％以下になるときに低負荷運転となる。なお、定格能力は、製品カタログや取扱説明書に記載の「呼称能力」と同等の値である。

　また、例えば、冷房運転時の代用値は、設定温度と室内温度の差であり、所定条件は、この差（室内温度Ｔｒ－設定温度Ｔｒｓ）が０．５℃以下（負の値も含む）である。換言すると、室内温度が設定温度に近づいて、設定温度と室内温度の差が０．５℃以下になったときに、低負荷運転となる。

　また、例えば、除湿運転時の代用値は、設定湿度と室内湿度の差であり、所定条件は、この差が０％以下である。換言すると、室内湿度が設定湿度に近づいて、設定湿度と室内湿度の差が０％以下になったときに、低負荷運転となる。

　なお、室内制御部３０は、低負荷運転中の室内ファン３２の回転数を、低負荷運転よりも冷房運転または除湿運転の負荷の大きい通常運転中の室内ファン３２の回転数よりも小さくなるように制御する。本実施形態では、低負荷運転中に、室内ファン３２の風量を、居住者がリモコン６０によって設定することができない風量ＬＬに制御する。

　続いて、図５を参照して、第一制御及び第二制御を行う具体例について説明する。以下において、冷房運転時の目標蒸発温度Ｔｅｃｓ及び除湿運転時の目標蒸発温度Ｔｅｄｓを、目標蒸発温度Ｔｅｓとも記載している。本実施形態では、定格能力の４５％以下になるときに、低負荷運転となる例を挙げる。

　時間ｔ１前には、室内温度Ｔｒと設定温度Ｔｒｓ（リモコン操作部６４で設定された目標室内温度）との温度差が大きいので、空気調和装置１は、低負荷運転よりも負荷の大きい通常運転を行っている。この場合には、冷房運転または除湿運転の能力を高めるため、室内制御部３０は、室内熱交換器３１において、蒸発温度Ｔｅを、室内空気の露点温度以下にする第一制御を行う。

　そして、時間ｔ１において、設定温度Ｔｒｓと室内温度Ｔｒとの差が小さくなると、室内制御部３０は、目標蒸発温度Ｔｅｓを高くし、圧縮機２１の回転数を低下させる。次いで、時間ｔ２において、定格能力の４５％となり、低負荷運転となる。低負荷運転では、要求される冷房運転または除湿運転の能力が低いので、室内制御部３０は、蒸発温度を室内空気の露点温度よりも高くする第二制御を行う。第二制御を行うことにより、低負荷運転中には、冷房運転または除湿運転の能力を低くすることができる。

　その後、設定温度Ｔｒｓ、室内温度Ｔｒ、室外温度等に基づいて、低負荷運転から、低負荷運転よりも負荷の高い通常運転になると、室内制御部３０は、第二制御から第一制御に切り替える。

　このように、本実施形態の室内制御部３０は、低負荷運転中に第二制御を行い、通常運転中に第一制御を行う。

　なお、図５は、時間ｔ２以降に、圧縮機２１の回転数をさらに小さくすることを示しているが、回転数を略一定にしてもよい。また、図５は、時間ｔ１前に、圧縮機２１の回転数を一定にすることを示しているが、回転数は上昇または下降してもよい。

　（５）冷房運転及び除湿運転時の蒸発温度の制御方法
　冷房運転及び除湿運転時の蒸発温度の制御については、上記（４）で触れているが、整理すると以下の各ステップを踏んでいる。

　まず、図６に示すように、圧縮機を起動して、低負荷運転時よりも負荷の大きい通常運転を実施する（ステップＳ１）。通常運転（ステップＳ１）では、室内制御部３０によって、蒸発温度Ｔｅを室内空気の露点温度以下にする第一制御を行う。

　次に、冷房運転または除湿運転の負荷が所定以下になると、低負荷運転となる（ステップＳ２）。低負荷運転（ステップＳ２）では、室内制御部３０によって、蒸発温度Ｔｅを室内空気の露点温度よりも高くする第二制御を行う。ここでは、図５に示すように、室内制御部３０によって、時間ｔ２で第一制御から第二制御に切り替えられる。

　（６）特徴
　（６－１）
　本実施形態に係る空気調和装置１の室内機３は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う空気調和装置の室内機であって、室内熱交換器３１と、室内制御部３０と、を備える。室内熱交換器３１は、室内空気を冷媒と熱交換して、調和空気を生成する。室内制御部３０は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う時に、室内熱交換器３１における冷媒の蒸発温度を制御する。室内制御部３０は、第一制御と、第二制御と、を行う。第一制御は、蒸発温度を室内空気の露点温度以下にする。第二制御は、蒸発温度を室内空気の露点温度よりも高くする。

　本実施形態の空気調和装置１の室内機３によれば、冷媒の蒸発温度を室内空気の露点温度以下にする第一制御と、冷媒の蒸発温度を露点温度よりも高くする第二制御とが、切り替え可能に構成される。冷房運転または除湿運転の能力を発揮するために、第一制御を行うが、要求される能力が低い場合には、第二制御を許容している。このため、冷房運転または除湿運転の高い能力が要求される場合には、第一制御を行うとともに、冷房運転または除湿運転の低い能力が要求される場合には、第二制御を行うことができる。このように、要求される能力に応じて、第一制御と第二制御とを行うことにより、効率を向上することができる。

　（６－２）
　ここでは、室内制御部３０は、冷房運転または除湿運転の負荷が所定以下の低負荷運転中に、第二制御を行う。

　近年、断熱性能が向上して、冷房運転及び除湿運転時に、負荷が所定以下の低負荷運転を行う場合がある。低負荷運転中は、室内温度または湿度と、設定温度または設定湿度との差が小さいため、冷房運転または除湿運転の高い能力が要求されない。このため、低負荷運転中に、少なくとも第二制御を行うことで、過剰な冷房運転または除湿運転を減らすことができる。したがって、室内機３は、効率をより向上することができる。

　（７）変形例
　（７－１）変形例１
　上述した実施形態では、室内制御部３０は、低負荷運転中に第二制御を行い、通常運転中に第一制御を行うが、これに限定されない。本変形例では、室内制御部３０は、低負荷運転中に、第二制御及び第一制御の両方を行う。

　具体的には、室内制御部３０は、時間ｔ２（図５参照）以降の低負荷運転中において、低負荷運転開始時（時間ｔ２）から所定時間後に、第二制御から第一制御に切り替える。

　蒸発温度Ｔｅが露点温度を超える第二制御を行うと、室内熱交換器３１に結露が生じないことに起因して、臭いが生じる場合がある。臭いを含む調和空気が吹出口４６から室内に吹き出されると、居住者に不快感を与える。この不快感を減らすために、本変形例では、室内制御部３０は、低負荷運転が所定時間続くと、複数の吹出口４６の少なくとも１つを閉じるように複数の開閉部材４９の姿勢を制御する。ここでは、開閉部材４９によって、複数の辺部吹出口４６ａの少なくとも１つを閉じる。これにより、室内熱交換器３１において冷媒と室内空気との熱交換量を減らすことができるので、蒸発温度Ｔｅを下降させて、蒸発温度Ｔｅを室内空気の露点温度以下にする第一制御に切り替える。低負荷運転中に第一制御を行うことによって、室内熱交換器３１に結露が生じて、臭いの発生を抑制できる。

　なお、本変形例では、低負荷運転中に、開閉部材４９で吹出口４６ａを閉じることによって、第二制御から第一制御に切り替えているが、これに限定されず、他の任意の手段を採用することができる。

　（７－２）変形例２
　上述した実施形態では、室内制御部３０は、低負荷運転になった時間ｔ２において、第一制御から第二制御に切り替えているが、低負荷運転になった所定時間経過後に、第一制御から第二制御に切り替えてもよい。

　本変形例では、図７に示すように、室内制御部３０は、時間ｔ２で通常運転から低負荷運転になったときには、第一制御を行う。そして、第一制御を行う低負荷運転が所定時間続いて、時間ｔ３になったときに、第二制御に切り替える。なお、所定時間（時間ｔ３－ｔ２）は、例えば、１分以上である。

　具体的には、図７及び図８に示すように、時間ｔ２で低負荷運転を開始した（ステップＳ２）後、第一制御が適切か否かを判定する（ステップＳ３）。本変形例のステップＳ３では、室内制御部３０によって、低負荷運転が所定時間続いているか否かを判定する。ステップＳ３において、低負荷運転が所定時間続いていない場合には、第一制御が適切であると判定して、第一制御を続ける（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３において、低負荷運転が所定時間続いていない場合には、第一制御が適切でないと判定して、第二制御を行う（ステップＳ５）。

　以上説明したように、本変形例では、室内制御部３０は、低負荷運転が所定時間（時間ｔ３－ｔ２）続くときに、第二制御を行う。低負荷運転が所定時間続く場合は、冷房運転または除湿運転の高い能力が要求されない時間が続く状態である。本変形例のように、この状態で第二制御を行うことにより、過剰な運転を減らすことができるので、効率をより向上することができる。

　（７－３）変形例３
　上述した実施形態では、室内制御部３０は、低負荷運転になった時間ｔ２において、第一制御から第二制御に切り替えているが、低負荷運転になった所定時間経過後に、第一制御から第二制御に切り替えてもよい。本変形例では、室内制御部３０は、室内に人が不存在のときに、第二制御を行う。

　詳細には、図７に示すように、室内制御部３０は、時間ｔ２で低負荷運転になったときには、第一制御を行う。そして、室内制御部３０は、第一制御を行う低負荷運転中に、人検知センサ３６が室内に人が存在していないことを検知すると、第一制御から第二制御に切り替える。

　具体的には、図７及び図８に示すように、時間ｔ２で低負荷運転を開始した（ステップＳ２）後、第一制御が適切か否かを判定する（ステップＳ３）。本変形例のステップＳ３では、室内制御部３０によって、室内に人が存在しているか否かを判定する。ステップＳ３において、人検知センサ３６が室内に人が存在していることを検知した場合には、第一制御が適切であると判定して、第一制御を続ける（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３において、人検知センサ３６が室内に人が存在していないことを検知した場合には、第一制御が適切でないと判定して、第二制御を行う（ステップＳ５）。

　第一制御を行っている時には、室内熱交換器３１に結露が生じる。しかし、第二制御を行うと、室内熱交換器３１の表面の水分が蒸発して、臭いが生じる要因となる。このため、第二制御では、臭いを含む調和空気が生成される場合がある。

　しかし、本変形例のように、人が不存在のときには、室内の快適性が求められないため、低負荷運転中に第二制御を行うことにより、過剰な運転を減らすことができるので、効率をより向上することができる。

　（７－４）変形例４
　上述した実施形態では、室内制御部３０は、低負荷運転になった時間ｔ２において、第一制御から第二制御に切り替えているが、低負荷運転になった所定時間経過後に、第一制御から第二制御に切り替えてもよい。本変形例では、室内制御部３０は、室内における不快指数が快適域のときに、第二制御を行う。

　詳細には、図７に示すように、室内制御部３０は、時間ｔ２で低負荷運転になったときには、第一制御を行う。

　その後、第一制御を行う低負荷運転中に、室内制御部３０は、室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒに基づいて室内における不快指数Ｄｉを算出する。詳細には、室内における不快指数Ｄｉは、下記の式１のように、室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒの関数の形で表される（ｋ１～ｋ５は係数である）。
　Ｄｉ＝ｋ１×Ｔｒ＋ｋ２×Ｈｒ×（ｋ３×Ｔｒ－ｋ４）＋ｋ５・・・（式１）

　室内制御部３０は、室内温度センサ３４で検出された室内温度Ｔｒ及び室内湿度センサ３５で検出された室内湿度Ｈｒを取得し、上記式１に室内温度Ｔｒ及び室内湿度Ｈｒを入力することによって、不快指数Ｄｉを算出する。

　室内制御部３０は、算出した不快指数Ｄｉが不快域であれば、第一制御を続ける。一方、室内制御部３０は、算出した不快指数Ｄｉが快適域であれば、第二制御に切り替える。図７では、不快指数Ｄｉが、時間ｔ２からｔ３までの間は不快域であり、時間ｔ３で快適域になったとして、時間ｔ３で第一制御から第二制御に切り替える。

　具体的には、図７及び図８に示すように、時間ｔ２で低負荷運転を開始した（ステップＳ２）後、第一制御が適切か否かを判定する（ステップＳ３）。本変形例のステップＳ３では、室内制御部３０によって、室内における不快指数が快適域の否かを判定する。ステップＳ３において、不快指数が快適域でない場合には、第一制御が適切であると判定して、第一制御を続ける（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３において、不快指数が快適域である場合には、第一制御が適切でないと判定して、第二制御を行う（ステップＳ５）。

　不快指数が快適域のときには、快適性が少し低下しても問題がない。このため、本変形例では、室内制御部３０は、室内における不快指数が快適域のときに、第二制御を行うことにより、快適性を確保するとともに、効率の低下を抑制することができる。

　（７－５）変形例５
　上述した実施形態では、定格能力の４５％以下になるときに、低負荷運転となる例を挙げたが、これに限定されない。上述したように、室内制御部３０は、設定温度と室内温度の差等に基づいて、低負荷運転の開始を決めてもよい。

　（７－６）変形例６
　上述した実施形態では、低負荷運転よりも負荷の高い通常運転時に、第一制御を行う室内制御部３０を例に挙げて説明したが、これに限定されない。室内制御部３０は、通常運転時に、第二制御を行ってもよい。例えば、冷房負荷または除湿負荷が高いが、室内湿度が非常に低い場合には、室内制御部３０は、第一制御を行う。

　（７－７）変形例７
　上記実施形態では、吹出口４６のうち、辺部吹出口４６ａのそれぞれに開閉部材４９が配置され、角部吹出口４６ｂに開閉部材４９が配置されていないが、これに限定されない。例えば、上述した実施形態では、１つの辺部吹出口４６ａに１つの開閉部材４９が配置されているが、１つの辺部吹出口４６ａに２つ以上の開閉部材が配置されてもよい。また。角部吹出口４６ｂに１つ以上の開閉部材４９が配置されてもよい。

　（７－８）変形例８
　上述した実施形態では、冷房運転及び除湿運転のときに、圧縮機２１の容量制御における制御対象の状態量を蒸発温度Ｔｅとしているが、これに限定されない。本変形例では、容量制御における制御対象の状態量を蒸発圧力とする。この場合には、制御目標値として、目標蒸発温度Ｔｅｃｓ、Ｔｅｄｓに相当する目標蒸発圧力を使用する。なお、この容量制御において蒸発圧力及び目標蒸発圧力を使用することは、蒸発温度Ｔｅ及び目標蒸発温度Ｔｅｃｓ、Ｔｅｄｓを使用することと同じである。

　（７－９）変形例９
　上述した実施形態では、冷房運転、除湿運転及び暖房運転を行う空気調和装置１の室内機３を例に挙げて説明したが、本開示の室内機は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行えば、これに限定されない。本変形例の室内機は、例えば、冷房専用の空気調和装置の室内機である。

　（７－１０）変形例１０
　上述した実施形態では、天井埋込型の室内機を例に挙げて説明したが、本開示の室内機は、これに限定されない。本開示の室内機は、壁掛け型、床置き型などの任意の型式を採用することができる。

　（７－１１）変形例１１
　上述した実施形態では、１つの室内機３を備える空気調和装置１を例に挙げて説明したが、本開示の空気調和装置は、これに限定されない。本開示の空気調和装置は、複数の室内機３を備えるマルチタイプにも適用できる。

　以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１　　　　：空気調和装置
２　　　　：室外機
３　　　　：室内機
３０　　　：室内制御部（制御部）
３１　　　：室内熱交換器（熱交換器）
３６　　　：人検知センサ

特開２０１３－２２１６９号公報

Claims (6)

1. 　冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う空気調和装置の室内機であって、
   　室内空気を冷媒と熱交換して、調和空気を生成する熱交換器（３１）と、
   　冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う時に、前記熱交換器における冷媒の蒸発温度を制御する制御部（３０）と、
   を備え、
   　前記制御部は、
   　　前記蒸発温度を室内空気の露点温度以下にする第一制御と、
   　　前記蒸発温度を室内空気の露点温度よりも高くする第二制御と、
   を行う、
   空気調和装置（１）の室内機（３）。
2. 　前記制御部は、前記冷房運転または前記除湿運転の負荷が所定以下の低負荷運転中に、前記第二制御を行う、
   請求項１に記載の空気調和装置の室内機。
3. 　前記制御部は、室内に人が不存在のときに、前記第二制御を行う、
   請求項２に記載の空気調和装置の室内機。
4. 　前記制御部は、前記低負荷運転が所定時間続くときに、前記第二制御を行う、
   請求項２に記載の空気調和装置の室内機。
5. 　前記制御部は、室内における不快指数が快適域のときに、前記第二制御を行う、
   請求項２に記載の空気調和装置の室内機。
6. 　前記第二制御は、前記蒸発温度の上限値を取り払う制御である、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和装置の室内機。
    

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