JPH03148545A - 容量調節付き空調装置 - 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］ 本発明は、冷媒圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器
を組合せた容量調節手段付き冷凍サイクルと、加熱器と
、送風機とを有し、送風機による風流路中に上記蒸発器
と加熱器とが配置された容量調節付き空調装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 一般に、冷房モード運転、暖房モード運転および送風モ
ード運転を行なう上記のような空調装置における調温で
は、冷房モード運転、＠房モード運転、送風モード運転
のどれを選択すべきかは。

空調装置が運転を開始した瞬間から連続的に室温とサー
モスタット設定温度とを比較し、その比較に基づいて上
記選択をする方式をとっている。

つまり、運転開始時の室温がサーモスタットの冷房設定
温度よりも高いときは冷房モード運転が開始され、室温
がサーモスタットの冷房設定温度になれば冷房モード運
転を止めて送風モード運転を行ない、再び室温が上昇す
九ば冷房モード運転になる。室内負荷が変動してその結
果室温が下って暖房域に入り、暖房サーモスタットの設
定温度を下回ると暖房モード運転が開始され、これによ
り室温が上昇してサーモスタットの暖房設定温度に到達
すれば、暖房モード運転は停止し、送風モード運転が行
なわれる。

以上の様に、従来の一般の空調装置は運転を開始した瞬
間より連続的に室温とサーモスタット設定温度との比較
監視を行なうことにより、冷房モード運転、暖房モード
運転、送風モード運転のいずれにすべきか−が判断され
て運転が継続されるようになっている。

また、容量調節機能付き冷凍サイクルと加熱器とを併用
し、室温を連続的に設定湿度と比較し。

許容設定温度範囲から室温が外れたことを検出してこれ
らの運転を制御する空調装置も知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の容量調節機能付きの空調装置を用いて室内温度を
一定の狭い許容範囲温度に保つ様に運転する恒温室のよ
うな場合は、温度の精密な一定保持を狙っているため、
前記従来技術のようにサーモスタットのディファレンシ
ャルを大きくセットすることができない。このため、室
内負荷が冷房負荷であるか、暖房負荷であるか、又は零
であるかを別途知ることが必要となる。これを知るには
空調装置から室内に吹出した風が、どれだけ温度変化を
して再び空調装置に戻ってくるかを調べればよいことに
なるが、これは安定状態のときに成立することであって
、空調装置の起動や容量調節しているときなど、冷却又
は加熱能力が変化するときには室内負荷判定にそのまま
利用することができない。

そこで、本出願人は特願平１−３３３０６号において、
送風モード運転中に温度センサの検出温度の時間的変化
を検出して室内負荷を判定し、その判定結果および上記
温度検出センサの検出温度と許容設定温度との比較結果
に匁づいて運転モードを選択するようにした空調装置を
提案した。

上記空調装置ａによると、送風モード運転中に、空調室
内負荷が冷房負荷か或は暖房負荷か等が判断され、そし
て許容温度を趙えたとき、或は下回ったとき前記の判断
に基づいた運転モードが選択されるので、空調室内の温
度を精密に一定設定範囲内に維持できる効果がある。

しかしながら、上記空調装置は、空調室内の相対湿度に
対する考慮が払われていない。

したがって、本発明の目的は、室内負荷を正確に判断し
て室内温度を精密に一定設定範囲温度に維持し、かつ相
対湿度も設定値以下に抑えることのできる容量調節機能
付き空調装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、冷媒圧縮機、凝縮器、膨張機橘および蒸発器
を組合せた容量調節手段付き冷凍サイクルと、加熱器と
、送風機とを有し、送風機による風流路中に上記蒸発器
および加熱器を配置してなる空調装置において、上記風
流路の風吸込口から吸込まれる室内空気の乾球温度を検
出する温度センサおよび該室内空気の湿球温度を検出す
る温度センサを設け、空調装置の始動初期および上記乾
球温度センサの検出温度が許容設定温度範囲内にある期
間では、送風機のみを運転する送風モード運転を行ない
、送風モード運転中に上記乾球温度センサの検出温度の
時間的変化を検知して室内負荷を判定し、その判定結果
および上記乾球温度センサの検出温度と許容設定温度範
囲との比較結果ならびに上記湿球温度センサの検出温度
と許容相対湿度との比較結果に基づいて、上記送風モー
ド運転に続いて冷凍サイクルによる冷房モード運転。

加熱器による暖房モード運転、冷凍サイクルと加熱器に
よる除湿モード運転、または送風モード運転のいずれか
を選択する手段を設けたものである。

［作　　　用］ 空調装置の始動初期および運転の途中における送風モー
ド運転中に、空調装置に吸込まれる室内空気の乾球温度
を前記温度センサで検出して、その検出温度が時間的に
上昇するときは室内負荷が冷房負荷であり、下降すると
きは暖房負荷であり。

変化しない時は零負荷であると判定し、この判定結果お
よび上記検出乾球温度と設定乾球温度範囲との比較なら
びに前記湿球温度センサによる検出！ 温度と設定相対湿度範囲との比較に基づき、次に冷房モ
ード運転、暖房モード運転、除湿モード運転又は送風モ
ード運転のいずれかを選択して行なう。

冷房モード運転は再熱器の冷媒流量制御又は圧縮機モー
タの可変周波数インバータ制御などによる容量調節機能
付冷却運転とし、また暖房モード運転は加熱器容量制御
による容量調節機能付加熱運転とすることができる。

［実　施　例］ 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図に示すように、筐体Ｂ内の風の流路には蒸発器５
、再熱器６、加熱器（電気ヒータ）７を配置し、送風機
８により室内空気は矢印１３で示すように吸込口ｌから
流入し、温度調節さ九た風となって風吹出口２より室内
へ吹出す構造となっている。風吸込口１には吸込空気の
乾球温度を検知する乾球温度センサ３と湿球温度を検知
する湿球温度センサ４を設けている。

第２図は第１図における冷凍サイクル系統および機器配
置を示す図であり、凝縮器１０（これは室外にある）、
蒸発器５．膨張機構１２および圧縮機９を含む冷凍サイ
クル中に図示のように再熱器６（これは一種の凝縮器で
ある）、冷媒流量調整弁１１を設けている。圧縮機９の
運転により。

圧縮機９を出た冷媒は、再熱必要量に応じて、凝縮器１
０と再熱器６とに分流し、そこで凝縮・排熱し、膨張機
構１２を経て蒸発器５で蒸発後、圧縮機９に吸入される
冷凍サイクルを構成している。

再熱器６からの排熱は室内空気に与えられる。

運転が開始されると、第３図の動作説明図に示すような
運転が行なわれる。即ち、まず送風機８のみを運転する
送風モード運転が開始される。この送風モード運転期間
中、乾球温度センサ３及び湿球温度センサ４で吸込空気
温度を夫々検出する。

この夫々の温度計測は１秒単位で数回行なってその平均
乾球温度および平均湿球温度を夫々測るものとする。１
分インターバルで前の平均乾球温度と後の平均乾球温度
を比較して時間的温度変化傾向を検出して室内負荷状態
を判定する。すなわち、１分インターバルで前の平均乾
球温度から後の平均乾球温度を減算し、その差が正、負
または零のいずれであるかにより、室内負荷が暖房負荷
、冷房負荷または零のいずれであるかを判定する。一方
、上記の後の方の平均乾球温度と設定乾球温度Ｔｓとの
比較を行ない、その差が許容乾球温度範囲内かどうかを
判定する。更に、平均湿球温度から求めた吸込空気の相
対湿度が許容湿球温度Ｔｔｉ以下かどうかを判定する。

このようにして求めた室内負荷の状態、設定乾球温度と
の差、許容湿球温度との比較に応じて、冷却運転、加熱
運転、又は除湿運転を開始する。

即ち、例えば、室内負荷が冷房負荷であって且つ温度セ
ンサ３の計測温度（前述のような平均温度）が設定温度
の許容範囲温度よりも高いときは、冷凍サイクルによる
冷房モード運転を開始し、温度センサ３の検出温度と設
定温度Ｔｓとの温度差に応じて再熱器６出口の冷媒流量
′ｇＲ整弁１１及び凝縮器１０と並列に設けられている
冷媒流量調整弁１１のバルブ開度を自動的に比例制御さ
せることにより、容量調節を行ない、センサ３の検出温
度である室内空気温度を設定温度の許容範囲温度に収め
る。この時、湿球温度センサ４で看測される湿球温度は
、冷凍サイクル運転を行なうことにより除湿運転がされ
ることから、許容相対湿度以下となる。

室内負荷が冷房倉荷であって、且つ乾球温度センサ３の
計測温度が許容温度範囲内の場合は送風モード運転を行
なう。

室内負荷が暖房負荷で、且つ相対湿度が許容相対湿度以
上の時は、乾球温度が設定温度範囲から外れているか否
かにかかわらず、除湿モード運転を行なう。すなおち、
冷凍サイクルによる冷房モード運転と加熱器７による暖
房モード運転の同時運転を行なう、この冷房モード運転
で蒸発器によって除湿が行なおれ、再熱器６と加熱器７
とにより加熱が行なわれる。この時の温度制御は温度セ
ンサ３により設定温度と検出乾球温度との差に応じて容
量制御を行なう、この容量制御は加熱器７と再熱器６と
の容量制御である。そして、吸込空気の相対湿度が許容
相対湿度以下になった時に。

冷凍サイクルによる冷房モード運転を停止して、加熱器
７による暖房モード運転に移行する。

同じく室内負荷が暖房負荷で、且つ相対湿度が許容相対
湿度以下で、センサ３の検出温度が許容範囲温度よりも
低いときは加熱器７による暖房モード運転を、また許容
範囲温度内では送風モード運転を行なう。

室内負荷が零負荷で、且つ吸込空気の相対湿度が許容相
対湿度以上の時は、除湿モード運転を行なう、このとき
は、除湿のために作動する蒸発器５による冷却と、再熱
器６及び加熱器７による加熱とがバラスするように制御
する。

同じく室内負荷が零負荷で、且つ吸込空気の相対湿度が
許容相対湿度以下であり、且つ−センサ３の検出温度が
許容範囲温度よりも低いときは加熱器７による暖房モー
ド運転を行い、センサ３の検出温度が許容範囲温度内で
は送風モード運転を行い、センサ３の検出温度が許容範
囲温度よりも高い時は冷凍サイクルによる冷房モード運
転を行なう。

以上のようにして、負荷判定後、冷房モード運転、除湿
モード運転、暖房モード運転に移行すると、冷房モード
運転の場合には、センサ３の検出温度が許容範囲温度よ
りも低くなるまでは、冷房モード運転を継続して、その
後、送風モード運転となる。＠房モード運転の場合は、
センサ３の検出温度が許容範囲温度よりも高くなると、
送風モード運転に切換おる。除湿モード運転の場合は。

空気の相対湿度が設定相対湿度以下になると送風モード
運転に切換わる。送風モード運転に切換わると、再び前
記と同様の仕方で、室内負荷が暖房負荷か冷房負荷か又
は索かの判定を行い、これに基き次に行なうべき運転モ
ードを選定して前記と同様の運転制御を行なう、以後、
同様のプロセスが続行される。

第４図は以上説明した運転制御のタイムチャートを示し
たものである。

前記実施例においては冷房モード運転における〜容量調
節手段として再熱器の制御を用いたが、冷媒圧縮機９の
駆動モータを可変周波数インバータ駆動方式のものとし
、該インバータの周波数の制御により圧縮１１１回転数
を制御することによって容量調節を行なうようにしても
よく、或いは他の容量調節手段を用いてもよい。また暖
房モード運転においても、加熱器７（電気ヒータ）の電
流を制御することにより加熱容量調節を行なうことがで
きる。

［発明の効果］ 本発明によれば、送風モード運転中に、室内より空調装
置に流入する空気の温度が時間と共に上昇するか下降す
るかによって室内負荷が冷房負荷か暖房負荷かを判定し
、この判定結果および該空気温度と設定温度との比較結
果、ならびに湿球温度を検出して計測した空気の相対湿
度と許容相対湿度との比較結果に基づいて、冷房、暖房
、除湿。

送風のいずれかのモード運転を切替えて行なうので、容
量調節付き空調装置として除湿、および精度の良い温度
調節制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空調装置の１実施例の模式的側面図、
第２図は同実施例の冷凍サイクル系統および機器配置を
示す図、第３図は動作フロー説明図、第４図は制御動作
タイムチャートである。 １・・−風吸込口　　　　　　　２・・・風吹出口３−
・−吸込口乾球温度センサ ４−・・吸込口湿球温度センサ ５、．．蒸発器　　　　　　　　６・−・再熱器フー・
−加熱器　　　　　　　　８・・・送風機９・・−圧縮
機　　　　　　　　ｌＯ・・・凝縮器１１・・・冷媒流
量調整弁　　　１２・・・膨張弁１３・・・風の流れ　
　　　　　Ｂ・−・筐体　１？ （他１名） 第３＠ １　　　設定温度との比較　　ｌ ■　設定相対湿度との比較　ｌ ［＝匡輯玉６づ医冨＝二］（冷房、暖房、除湿、又は送
風） 第　４　図− ｊ　　ｉ　　　　　ｊ　ｉ　　　ｊ　＃ｌＪ１　１　　
　　　　　　　　　：　： １　　！ 運転開始 令 八 娑 鑓 ｑ 壌 Ｃｖ）　寸ハ■Ｏ（−（１００３０″”ｒ　　目 ｔｏ　　　　η

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　冷媒圧縮機、凝縮器、膨張機構および蒸発器を組合
   せた容量調節手段付き冷凍サイクルと、加熱器と、送風
   機とを有し、送風機による風流路中に上記蒸発器および
   加熱器を配置してなる空調装置において、上記風流路の
   風吸込口から吸込まれる室内空気の乾球温度を検出する
   温度センサおよび該室内空気の湿球温度を検出する温度
   センサを設け、空調装置の始動初期および上記乾球温度
   センサの検出温度が許容設定温度範囲内にある期間では
   、送風機のみを運転する送風モード運転を行ない、送風
   モード運転中に上記乾球温度センサの検出温度の時間的
   変化を検知して室内負荷を判定し、その判定結果および
   上記乾球温度センサの検出温度と許容設定温度範囲との
   比較結果ならびに上記湿球温度センサの検出温度と許容
   相対湿度との比較結果に基づいて、上記送風モード運転
   に続いて冷凍サイクルによる冷房モード運転、加熱器に
   よる暖房モード運転、冷凍サイクルと加熱器による除湿
   モード運転、または送風モード運転のいずれかを選択す
   る手段を設けたことを特徴とする容量調節付き空調装置
   。 ２　冷凍サイクルの容量調節手段は、冷媒回路中で前記
   凝縮器と並列接続され且つ前記風流路中に配置された再
   熱器とそれに分流する冷媒流量を調節する弁よりなる請
   求項１記載の容器調節付き空調装置。 ３　冷凍サイクルの容量調節手段は、冷媒圧縮機の駆動
   モータの回転数を調節する周波数可変制御インバータ手
   段よりなる請求項１記載の容量調節付き空調装置。 ４　室内負荷の大小に応じ冷凍サイクルの容量調節手段
   を制御するようにした請求項１、２又は３記載の容量調
   節付き空調装置。 ５　前記加熱器が容量調節可能であり、室内負荷の大小
   に応じ該加熱器の容量調節を行なうようにした請求項第
   ４記載の容量調節付き空調装置。