JPH07127894A - 空気調和機の運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒循環回路と温水循環回路を備えた空気調
和機において、停止状態から除湿運転を起動させる際の
立ち上がり特性を改善し、快適な除湿運転を行わせるこ
とのできる空気調和機の運転制御方法を提供することで
ある。 【構成】 設定温度Ｔs と室内温度Ｔr との温度差ΔＴ
が暖房設定値αと冷房設定値βの間にある（α＞ΔＴ＞
β）場合は、除湿運転が開始され、圧縮機１及び冷房循
環ポンプ12をオンして冷媒循環回路及び冷水循環回路の
運転を開始し、冷水循環回路が起動した後、熱源機13及
び暖房循環ポンプ19の運転を開始して温水循環回路を起
動させることにより、冷房室内熱交換器９に冷水を供給
するとともに、暖房側室内熱交換器16に温水を供給し、
室内温度Ｔr を変化させない適温の風を送風する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒循環回路を備えた
冷水発生機、循環ポンプ及び室内熱交換器を有する冷水
循環回路と、熱源機、循環ポンプ及び室内熱交換器とを
有する温水循環回路とを備え、冷房運転及び暖房運転に
加えて除湿運転を行うことのできる空気調和機の運転制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近来、空気調和機においては、冷房運転
及び暖房運転に加えて、冷房運転と暖房運転を同時に行
う除湿運転を行うことができるものが多く用いられてお
り、その制御は、室内温度検出器が検出した室内温度Ｔ
r を設定温度Ｔs と比較し、温度差ΔＴ＝Ｔs −Ｔr を
求め、温度差ΔＴが暖房設定値α（例えば、＋３℃）以
上である（ΔＴ≧α）場合は暖房運転、温度差ΔＴが暖
房設定値αと冷房設定値β（例えば、−２℃）の間にあ
る（α＞ΔＴ＞β）場合は除湿運転、温度差ΔＴが冷房
設定値β以下である（ΔＴ≦β）場合は冷房運転を行っ
ており、空気調和機停止状態から除湿運転を開始する際
には、冷媒循環回路の圧縮機と温水循環回路の熱源機を
ともにオンさせ、温度差ΔＴが暖房設定値αと冷房設定
値βの間にある（α＞ΔＴ＞β）場合に除湿運転を開始
している。なお、室内温度検出器は室内熱交換器の吹出
口に設置され、温風または冷風吹出温度を検出して室内
温度Ｔr としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧縮
機、膨張装置、凝縮器、蒸発器を備えた冷媒循環回路
と、冷媒循環回路の蒸発器が連結された冷水発生機、循
環ポンプ、室内熱交換器を有する冷水循環回路と、熱源
機、循環ポンプ、室内熱交換器を有する温水循環回路と
を備えた空気調和機所謂冷温水エアコンにおいては、空
気調和機の停止状態から除湿運転を開始すると、温水循
環回路の立ち上がり時間に対して、冷水循環回路の立ち
上がり時間は冷媒循環回路の立ち上がり時間が加算され
るから、室内熱交換器に冷水が供給されて冷風の吹出が
開始される時間が遅れることになり、始めに立ち上がり
時間の短い（例えば、１〜２分）温水循環回路の室内熱
交換器から温風が吹き出すことになって、室内温度Ｔr
を上昇させる恐れがあった。除湿運転が行われる時期
（梅雨、秋梅雨等）においては除湿運転開始時の上記温
風による室温上昇は不快感を与え、体感上の不都合があ
った。また、上記運転制御方法においては、空気調和機
の停止状態から除湿運転を開始する際に、始めに温風が
吹き出して室内温度Ｔr を上昇させ、温度差ΔＴが冷房
設定値β以下となって冷房運転に移行し、温水循環回路
が停止する。ところが、冷水循環回路に冷水が循環し始
めて、室内熱交換器から冷風が吹き出しはじめて室内温
度Ｔr が低下し、温度差ΔＴが暖房設定値αと冷房設定
値βの間（α＞ΔＴ＞β）となって除湿運転に移行する
が、温水循環回路が一旦停止されているために、温水の
供給が遅れて室内温度Ｔr が低下し続け、温度差ΔＴが
暖房設定値α以上となって暖房運転に移行し、冷水循環
回路が停止される（冷媒循環回路も停止される）。立ち
上がり時間経過後に温水が放熱器に到達して暖房運転が
開始されると、室内温度Trが上昇して温度差ΔＴが暖房
設定値αと冷房設定値βの間（α＞ΔＴ＞β）となって
除湿運転に移行するが、圧縮機は運転を停止した直後に
再起動すると過大な負荷がかかって故障の原因となるた
め、所定時間（例えば、３分間）の間は強制的に停止状
態を保持させる必要があり、圧縮機をすぐに起動させる
ことができず、その間、温水循環回路は運転されている
から室内温度Ｔが上昇し、やがて温度差ΔＴが冷房設定
値β以下となって温水循環回路も停止し、監視状態に移
行する。上述の如く、除湿運転→冷房運転→除湿運転→
暖房運転→除湿運転→監視状態という運転モードの変更
が実際の室内温度（上記室内温度検出器が検出する室内
温度Trとは異なる）に関係なく行われるために、室内湿
度並びに室内温度の制御が遅れるとともに、消費電力が
過大となるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、冷媒循環回路と温水循環
回路を備えた空気調和機において、停止状態から除湿運
転を起動させる際の立ち上がり特性を改善し、快適な除
湿運転を行わせることのできる空気調和機の運転制御方
法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の空気調和機の運転制御方法は、圧縮機、膨張
装置、凝縮器及び蒸発器を備えた冷媒循環回路と、冷媒
循環回路の蒸発器が連結された冷水発生機、循環ポンプ
及び室内熱交換器を有する冷水循環回路と、熱源機、循
環ポンプ及び室内熱交換器を有する温水循環回路とを備
え、冷房運転、暖房運転及び除湿運転を行うことのでき
る空気調和機において、除湿運転開始時に冷媒循環回路
と冷水循環回路とを先に始動させ、温水循環回路を上記
冷媒循環回路と冷水循環回路より遅らせて始動させるも
のである。温水循環回路に遅延タイマを設け、除湿運転
開始時に上記遅延タイマを起動させ、上記冷媒循環回路
と冷水循環回路の起動後予め定めた所定時間経過後に温
水循環回路を起動させることができる。なお、冷媒循環
回路の凝縮器を蒸発式凝縮器とし、蒸発式凝縮器のドレ
ンパン内の水位を検出する検出手段を設け、除湿運転開
始時に、蒸発式凝縮器の水位が予め定めた所定値以上に
達して給水動作が終了し、圧縮機が起動すると同時に温
水循環回路を起動させても良いものである。また、冷水
循環回路の往き管路に往き冷水温度検出手段を設け、除
湿運転開始時に、往き冷水温度が予め定めた所定値以下
になったことを確認して温水循環回路を起動させても良
いものである。さらに、冷水循環回路の室内熱交換器に
冷房熱交換器温度検出手段を設け、除湿運転開始時に、
冷房熱交換器温度が予め定めた所定値以下になったこと
を確認して室内ファンを起動させても良いものである。

【０００６】

【作用】冷媒循環回路と、冷水循環回路と、温水循環回
路とを備え、冷房運転、暖房運転及び除湿運転を行うこ
とのできる空気調和機において、除湿運転開始時に冷媒
循環回路と冷水循環回路とを先に始動させ、温水循環回
路を上記冷媒循環回路と冷水循環回路より遅らせて始動
させることにより、冷水循環回路の室内熱交換器からの
冷風と温水循環回路の室内熱交換器からの温風が略同時
に吹き出すことになり、冷水循環回路の室内熱交換器か
ら冷風が吹き出す前に、温水循環回路の室内熱交換器か
ら温風が吹き出して室内温度Ｔr を上昇させることが無
い。なお、温水循環回路を上記冷媒循環回路と冷水循環
回路より遅らせて始動させる手段としては、温水循環回
路に遅延タイマを設け、除湿運転開始時に上記遅延タイ
マを起動させる、または、冷媒循環回路の凝縮器を蒸発
式凝縮器とし、蒸発式凝縮器のドレンパン内の水位が予
め定めた所定値以上に達して給水動作が終了し、圧縮機
が起動すると同時に温水循環回路を起動させる、或い
は、冷水循環回路の往き冷水温度が予め定めた所定値以
下になったことを確認して温水循環回路を起動させる、
さらに、冷水循環回路の冷房熱交換器温度が予め定めた
所定値以下になったことを確認して室内ファンを起動さ
せる手段などがある。

【０００７】

【実施例】本発明を適用する空気調和機について説明す
る。図２において、冷媒循環回路は、圧縮機１と、蒸発
式凝縮器２と、キャピラリチューブ（膨張装置）３と、
蒸発器４とを冷媒管路で順次連結して備えている。上記
蒸発式凝縮器２は、駆動モータ20で駆動される冷却ファ
ン21及び揚水ロート22と、揚水ロート22の周囲に配設さ
れ、圧縮機１並びにキャピラリチューブ３にそれぞれ接
続された凝縮熱交換管23と、下部に配置されたドレンパ
ン24と、ドレンパン24に接続されて排水電磁弁26を有す
る排水管25と、ドレンパン24内の水位を検出するドレン
水位検出電極27と、給水管28に接続されて冷房側補給水
用電磁弁281 を備えた冷房側補給水管280 と、ドレンパ
ン24の上部に接続されたオーバーフロー管29とを備えて
いる。

【０００８】冷水循環回路は、冷媒循環回路の蒸発器４
が内蔵された冷水発生機５と、冷房室内熱交換器９と
が、逆止弁７と第１流量制御弁８とを備えた冷房往き管
６と、エアセパレータ11と冷房循環ポンプ12とを備えた
冷房戻り管10とで連結されており、冷水発生機５の出口
付近の冷房往き管６に往き冷水温度検出サーミスタ32が
設けられ、冷房室内熱交換器９に冷房熱交換器温度検出
サーミスタ30が設けられる。暖房循環回路は、温水器
（熱源機）13の出湯側に接続された暖房往き管14が第２
流量制御弁15を介して暖房室内熱交換器16の入口側に接
続され、暖房室内熱交換器16の出口側に接続された暖房
戻り管17が膨張タンク18に接続され、暖房循環ポンプ19
を備えた入水管171 によって膨張タンク18と温水器13の
入水側とを連結されており、暖房室内熱交換器16に暖房
熱交換器温度検出サーミスタ31が設けられ、暖房往き管
14にはハイリミットスイッチ33及び暖房サーミスタ34が
設けられており、膨張タンク18には水位検出電極20が設
けられている。なお、室内送風ファン（図示せず）送風
方向（矢印参照）において、冷房室内熱交換器９の下流
側に暖房室内熱交換器16が配設されている。膨張タンク
18には、給水管28から分岐されて暖房側補給水用電磁弁
182 を備えた暖房側補給水管181 が連通されている。ま
た、冷房往き管６と暖房往き管14とが、冷暖房切替弁36
を備えた冷暖房切替バイパス管35で連通され、エアセパ
レータ11と暖房戻り管17とが冷暖房切替バイパス管37で
連通されている。温水器13は、熱交換器131 と、ガスバ
ーナ132 と、燃焼ファン136 と、点火プラグ及びフレー
ムロッド137 とを備え、ガスバーナ132 に接続されたガ
ス供給管にはガス比例弁133 と、ガス電磁弁134 と、ガ
ス元電磁弁135 を備えている。

【０００９】動作について説明すると、冷房運転時に
は、冷暖房切替弁36を閉じて、圧縮機１を駆動し、冷媒
を圧縮機１、蒸発式凝縮器２、キャピラリチューブ３、
蒸発器４に循環させ、蒸発器４により冷水発生機５内の
水を冷却する。冷房循環ポンプ12を駆動し、冷水発生機
５内の冷水が冷房往き管６により、逆止弁７、第１流量
制御弁８を介して冷房室内熱交換器９に供給されて冷風
を発生させ、冷房室内熱交換器９からエアセパレータ11
を介して冷房循環ポンプ12に還流される。この時第１流
量制御弁８の開度を調節することにより、冷却能力を制
御する。一方暖房運転時には暖房循環ポンプ19及び温水
器13を運転し、温水が暖房往き管14から第２流量制御弁
15を介して暖房室内熱交換器16に供給されて温風を発生
させた後、膨張タンク18に還流される。この時第２流量
制御弁15の開度を調節することにより、暖房能力を制御
する。なお、暖房能力を大きくするには、圧縮機１及び
冷房循環ポンプ12を停止させて冷暖房切替弁36を開くこ
とにより、冷房室内熱交換器９及び暖房室内熱交換器16
に同時に温水を供給する。また、除湿運転時には、圧縮
機１及び冷房循環ポンプ12を起動して冷媒循環回路及び
冷水循環回路を運転して上流側に位置する冷房室内熱交
換器９に冷水を供給すると同時に、暖房循環ポンプ19及
び温水器13を起動して温水循環回路を運転して暖房側室
内熱交換器16に温水を供給し、室内温度Ｔr を変化させ
ない適温の風を送風する。

【００１０】次に、図１のフローチャートを参照して制
御動作について説明すると、設定温度Ｔs と検出された
室内温度Ｔr との差ΔＴ＝Ｔs −Ｔr を求め、温度差Δ
Ｔが暖房設定値α（α＞０、例えばα＝３℃）以上の時
は暖房運転を行い、温度差ΔＴが冷房設定値β（β＜
０、例えば、β＝−２℃）以下の時は冷房運転を行うも
のであり、温度差ΔＴが暖房設定値αと冷房設定値βと
の間にある（α＞ΔＴ＞β、即ち３℃＞ΔＴ＞−２℃）
時は除湿運転に移行する。

【００１１】空気調和機の運転を開始すると、温度差Δ
Ｔが暖房設定値α以上（ΔＴ≧α）であるか否かを判定
し、温度差ΔＴが暖房設定値α以上（ΔＴ≧α）である
場合には暖房運転に移行し、圧縮機１及び冷房循環ポン
プ12をオフして冷媒循環回路及び冷水循環回路の運転を
停止し、第２流量制御弁15の開度を制御することによ
り、温水循環回路の温水流量を調節して加熱量を制御す
る。温度差ΔＴが暖房設定値α未満（ΔＴ＜α）である
時は、温度差ΔＴが冷房設定値β以下（ΔＴ≦β）であ
るか否かを判定し、温度差ΔＴが冷房設定値β以下（Δ
Ｔ≦β）である場合は冷房運転に移行し、圧縮機１及び
冷房循環ポンプ12をオンして冷媒循環回路及び冷水循環
回路の運転を行い、第１流量制御弁８の開度を調節して
冷水循環回路の冷水流量を調節して冷房能力を制御し、
第２流量制御弁15を全閉として温水循環回路の温水の流
通を停止させる。次に、温度差ΔＴが暖房設定値α未満
（ΔＴ＜α）であり、且つ温度差ΔＴが冷房設定値βを
越える（ΔＴ＞β）場合は、温度差ΔＴが暖房設定値α
と冷房設定値βとの間にある（α＞ΔＴ＞β）と判定し
て、後述の如く、除湿運転に移行する。

【００１２】室内温度Ｔr が暖房設定値αと冷房設定値
βの間にある（α＞ΔＴ＞β）場合は、除湿運転が開始
され、圧縮機１及び冷房循環ポンプ12をオンして冷媒循
環回路及び冷水循環回路の運転を開始し、冷水循環回路
が起動した後、熱源機13及び暖房循環ポンプ19の運転を
開始して温水循環回路を起動させることにより、冷房室
内熱交換器９に冷水を供給するとともに、暖房側室内熱
交換器16に温水を供給し、室内温度Ｔr を変化させない
適温の風を送風する。なお、確実に冷水循環回路が起動
した後温水循環回路を起動させる手段としては、次のよ
うな手段が考えられる。 温水循環回路の制御部に遅延タイマを設け、空気調和
機の停止状態から除湿運転開始信号が入力された時に、
冷水循環回路の起動後、遅延タイマにより設定時間経過
後に温水循環回路を起動させる。この構成によると、簡
単な構成で冷水循環回路が起動した後温水循環回路を起
動させることができ、温風が室内に吹き出す恐れがな
い。。 ドレン水位検出電極27により、蒸発式凝縮器２のドレ
ンパン24内の水位が予め定めた所定値以上に達して給水
動作が終了したことを検出した後、冷媒循環回路の圧縮
機が起動すると同時に温水循環回路を起動させる。この
構成によると、冷媒循環回路の起動準備が整ったことを
確認してから冷媒循環回路と同時に温水循環回路を起動
させることにより、冷水循環回路の冷房室内熱交換器９
に冷水が、温水循環回路の暖房室内熱交換器16に温水が
略同時に供給されることになり、温風が室内に吹き出す
恐れがない。 冷水循環回路の冷房往き管６に設けられた往き冷水温
度検出サーミスタ32により、往き冷水温度が予め定めた
所定値以下になったことを確認する、即ち冷水循環回路
が起動したことを確認した後、温水循環回路を起動させ
る。この構成によると、冷水循環回路の冷房室内熱交換
器９に冷水が供給されることを確認してから温水循環回
路を起動させるから、温水循環回路の暖房室内熱交換器
16への温水供給が早過ぎて、温風が室内に吹き出す恐れ
がない。 冷水循環回路の冷房室内熱交換器９に設けられた冷房
熱交換器温度検出サーミスタ30により、冷房熱交換器温
度が予め定めた所定値以下になったことを確認した後、
室内熱交換器９，16に送風する室内ファン（図示せず）
を起動させる。この構成によると、冷房室内熱交換器９
の冷房熱交換器温度が予め定めた所定値以下になったこ
とを確認してから室内ファンを起動させるから、温風の
みが室内に供給されること無く、温風が室内に吹き出す
恐れがない。

【００１３】なお、上記の手段については、個々に採用
するように述べているが、２種以上を組み合わせて採用
し、冷水循環回路が起動した後、採用した手段のうちの
何れかの条件が満たされた時点で、温水循環回路を起動
させても良いものである。また、２種以上を組み合わせ
て採用し、冷水循環回路が起動した後、採用した手段全
ての条件を満足した時点で、温水循環回路を起動させて
も良い。

【００１４】次に、室内温度Ｔr が設定温度Ｔs に対し
てＴs −β＞Ｔr ＞Ｔs −α（β＜ΔＴ＜α）の範囲に
あれば除湿運転を継続する。室内温度Ｔr が上昇して設
定温度Ｔs との温度差ΔＴが冷房設定値β以下になる
（ΔＴ＝Ｔs −Ｔr ≦β＜０）と、冷房運転に移行し
て、温水器13はオフされる。また、室内温度Ｔr が下降
して設定温度Ｔs との温度差ΔＴが暖房設定値α以上
（ΔＴ＝Ｔs −Ｔr ≧α＞０）となると、圧縮機１及び
冷房循環ポンプ12をオフして冷水循環回路を停止して暖
房運転に移行し、第２流量制御弁15の制御を行う。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から次に述べる効果を奏する。冷媒循環回路と、冷水循
環回路と、温水循環回路とを備え、冷房運転、暖房運転
及び除湿運転を行うことのできる空気調和機において、
除湿運転開始時に冷媒循環回路と冷水循環回路とを先に
始動させ、温水循環回路を上記冷媒循環回路と冷水循環
回路より遅らせて始動させることにより、冷水循環回路
の室内熱交換器からの冷風と温水循環回路の室内熱交換
器からの温風が略同時に吹き出すことになり、冷水循環
回路の室内熱交換器から冷風が吹き出す前に、温水循環
回路の室内熱交換器から温風が吹き出して室内温度Ｔr
を上昇させることが無い。なお、温水循環回路を上記冷
媒循環回路と冷水循環回路より遅らせて始動させる手段
として、温水循環回路に遅延タイマを設け、除湿運転開
始時に上記遅延タイマを起動させることにより、簡単な
構成で冷水循環回路が起動した後温水循環回路を起動さ
せることができ、温風が室内に吹き出す恐れがない。ま
た、冷媒循環回路の凝縮器を蒸発式凝縮器とし、蒸発式
凝縮器のドレンパン内の水位が予め定めた所定値以上に
達して給水動作が終了し、圧縮機が起動すると同時に温
水循環回路を起動させることにより、冷媒循環回路の起
動準備が整ったことを確認してから冷媒循環回路と同時
に温水循環回路を起動させることにより、冷水循環回路
の冷房室内熱交換器に冷水が、温水循環回路の暖房室内
熱交換器に温水が略同時に供給されることになり、温風
が室内に吹き出す恐れがない。また、冷水循環回路の往
き冷水温度が予め定めた所定値以下になったことを確認
して温水循環回路を起動させることにより、冷水循環回
路の冷房室内熱交換器に冷水が供給されることを確認し
てから温水循環回路を起動させるから、温水循環回路の
暖房室内熱交換器への温水供給が早過ぎて、温風が室内
に吹き出す恐れがない。さらに、冷水循環回路の冷房熱
交換器温度が予め定めた所定値以下になったことを確認
して室内ファンを起動させることにより、冷房室内熱交
換器９の冷房熱交換器温度が予め定めた所定値以下にな
ったことを確認してから室内ファンを起動させるから、
温風のみが室内に供給されること無く、温風が室内に吹
き出す恐れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による除湿運転制御のフローチャート
である。

【図２】 本発明を適用する空気調和機の一例を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機、２ 蒸発式凝縮器、３ キャピラリチュー
ブ（膨張装置） ４ 蒸発器、５ 冷水発生機、６ 冷房往き管、７ 逆
止弁 ８ 第１流量制御弁、９ 冷房室内熱交換器、10 冷房
戻り管 11 エアセパレータ、12 冷房循環ポンプ、13 温水器
（熱源機） 14 暖房往き管、15 第２流量制御弁、16 暖房室内熱
交換器 17 暖房戻り管、18 膨張タンク、19 暖房循環ポン
プ、24 ドレンパン 27 ドレン水位検出電極、30 冷房熱交換器温度検出サ
ーミスタ 31 暖房熱交換器温度検出サーミスタ、32 往き冷水温
度検出サーミスタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、膨張装置、凝縮器及び蒸発器を
   備えた冷媒循環回路と、冷媒循環回路の蒸発器が連結さ
   れた冷水発生機、循環ポンプ及び室内熱交換器を有する
   冷水循環回路と、熱源機、循環ポンプ及び室内熱交換器
   を有する温水循環回路とを備え、冷房運転、暖房運転及
   び除湿運転を行うことのできる空気調和機において、除
   湿運転開始時に冷媒循環回路と冷水循環回路とを先に始
   動させ、温水循環回路を上記冷媒循環回路と冷水循環回
   路より遅らせて始動させることを特徴とする空気調和機
   の運転制御方法。
2. 【請求項２】 温水循環回路に遅延タイマを設け、除湿
   運転開始時に上記遅延タイマを起動させ、上記冷媒循環
   回路と冷水循環回路の起動後予め定めた所定時間経過後
   に温水循環回路を起動させることを特徴とする請求項１
   記載の空気調和機の運転制御方法。
3. 【請求項３】 冷媒循環回路の凝縮器を蒸発式凝縮器と
   し、蒸発式凝縮器のドレンパン内の水位を検出する検出
   手段を設け、除湿運転開始時に、蒸発式凝縮器の水位が
   予め定めた所定値以上に達して給水動作が終了し、冷媒
   循環回路の圧縮機が起動すると同時に温水循環回路を起
   動させることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の
   運転制御方法。
4. 【請求項４】 冷水循環回路の往き管路に往き冷水温度
   検出手段を設け、除湿運転開始時に、往き冷水温度が予
   め定めた所定値以下になったことを確認して温水循環回
   路を起動させることを特徴とする請求項１記載の空気調
   和機の運転制御方法。
5. 【請求項５】 冷水循環回路の室内熱交換器に冷房熱交
   換器温度検出手段を設け、除湿運転開始時に、冷房熱交
   換器温度が予め定めた所定値以下になったことを確認し
   て室内ファンを起動させることを特徴とする請求項１記
   載の空気調和機の運転制御方法。