JP2008190758A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和装置の構成を複雑にすることなく、室内温度の低下を抑えた除湿運転を可能にする。
【解決手段】必要温調能力の異なる複数の除湿要求信号を設定する除湿運転設定スイッチ（33）を設け、除湿要求信号が設定されると圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させるとともに、複数の除湿要求信号のうち必要温調能力が低い除湿要求信号が設定されたときに上記膨張機構（17）の開度を絞る制御をコントローラ（40）で行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に除湿運転の制御技術に関するものである。

従来、空気調和装置において十分な除湿能力を得られるようにしたものとして、特許文献１に記載された空気調和装置を挙げることができる。この特許文献１の空気調和装置は、蒸発器（室内熱交換器）を大きくすると除湿能力を高められる反面、効率が低下するとの理由で、室内熱交換器を第１室内熱交換器とその他の複数の室内熱交換器により構成して、第１室内熱交換器を再熱熱交換器にするとともに、その他の複数の室内熱交換器のうち蒸発器にする熱交換器の数を適宜選択することにより、室内温度を下げずに所望の除湿能力が得られるようにしている。

また、特許文献２には、主室内熱交換器に対して伝熱面積の小さな補助熱交換器を設け、除湿運転時には主室内熱交換器の機能させずに補助熱交換器の蒸発温度を低下させることにより、室内温度の低下を抑えて必要な除湿能力を得るようにした空気調和装置が開示されている。
特開２００３−１４８８３０号公報 特許第３１７０５５６号公報

しかし、特許文献１や特許文献２の空気調和装置では、複数の室内熱交換器や膨張機構が必要になるため、装置構成が複雑になってしまう問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気調和装置の構成を複雑にすることなく、室内温度の低下を抑えた除湿を可能にすることである。

第１の発明は、可変容量の圧縮機（11）と室外熱交換器（13）と可変開度の膨張機構（17）と室内熱交換器（16）とを順に接続することにより構成された冷媒回路（10）を備え、少なくとも冷房運転と除湿運転とが可能に構成された空気調和装置を前提としている。

そして、この空気調和装置は、必要温調能力の異なる複数の除湿要求信号を設定する除湿運転設定手段（33）と、除湿要求信号が入力されると上記圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させるとともに複数の除湿要求信号のうち必要温調能力が低い除湿要求信号が設定されたときには上記膨張機構（17）の開度を絞る制御を行う制御手段（40）とを備えていることを特徴としている。なお、上記構成において「除湿要求信号が入力されると上記圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させる」とあるのは、蒸発温度一定制御で行われる通常の冷房運転時の圧縮機（11）の最大容量（ここで言う最大容量は圧縮機（11）の実際の最大容量よりも小さい容量のこと）よりも大きい容量にすることを意味している。また、この発明では必要温調能力（顕熱処理能力）に応じて膨張機構（17）の開度を変化させるようにしているが、その際、膨張機構（17）の開度を多段階あるいは連続的に変化させることが可能である。

この第１の発明では、通常の冷房運転時は、室内温度と設定温度に基づいて圧縮機（11）の容量と膨張機構（17）の開度が制御され、目標の蒸発温度になるように冷媒回路（10）を制御できる。このとき、制御対象は顕熱負荷（室内温度）であり、潜熱負荷（湿度）は成り行きで処理される。

次に、除湿要求信号が設定されると、圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させる制御が行われる。この制御により蒸発温度を低下させることができる。また、複数の除湿要求信号のうち必要温調能力が相対的に低い除湿要求信号が設定されたとき（室内温度を下げなくてよいとき）には、必要温調能力が相対的に高い除湿要求信号が設定されたとき（室内温度を下げたいとき）よりも膨張機構（17）の開度を絞ることによって、蒸発器である室内熱交換器（16）の出口の過熱度を上昇させることができる。膨張機構（17）の開度を絞るのは、段階的であってもよいし、連続的であってもよい。蒸発器の出口の過熱度が上昇すると、蒸発器における液冷媒の領域が減ってガス冷媒の領域が増えることになる。つまり、蒸発器の伝熱面積が減って蒸発器が見かけ上小さくなる。このとき、液冷媒の温度は下がっているので除湿量は確保することができるが、伝熱面積が減っているので室内温度が下がりすぎることはない。したがって、室内の熱負荷が小さいときにこの制御を行うことにより、室内をあまり冷やさずに除湿を行える。

一方、複数の除湿要求信号のうち必要温調能力が相対的に高い除湿要求信号が入力されたときには、必要温調能力が相対的に低い除湿要求信号が入力されたときに比べて膨張機構（17）の開度を逆に開くことによって、蒸発器の出口の過熱度を低下させることができる。蒸発器の出口の過熱度が低下すると、必要温調能力が相対的に低い除湿要求信号が入力されたときに比べて蒸発器における液冷媒の領域が増えてガス冷媒の領域が減ることになる。つまり、蒸発器の伝熱面積を減らさずに使用できる。したがって、室内の熱負荷が大きいときにはこの制御を行うことにより、室内を冷やしながら除湿を行える。

第２の発明は、第１の発明において、室内の温度を検出する室内温度検出手段（31）を備え、上記制御手段（40）が、室内の温度に応じて上記圧縮機（11）の容量を段階的または連続的に制御するように構成されていることを特徴としている。

この第２の発明では、除湿要求信号が設定されて圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させるときに、圧縮機（11）の容量を段階的または連続的に増やすことができる。ここで、圧縮機（11）の運転容量を急激に増やして運転を続けると、室内が冷えすぎてサーモオフ状態となってしまい、圧縮機（11）が停止するおそれがあるのに対して、この発明では圧縮機の容量を段階的または連続的に変化させることで蒸発温度を徐々に下げていくことができるため、圧縮機（11）が停止してしまうのを防止できる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、室内熱交換器（16）から吹き出される空気を加熱する再熱手段（19）を備えていることを特徴としている。

上述したように、上記第１または第２の発明では、必要温調能力が相対的に低い除湿要求信号が設定されると、膨張機構（17）の開度を絞ることによって室内をあまり冷やさずに除湿を行えるが、それでも室内が冷え過ぎる場合には、この第３の発明の構成を採用することにより、室内熱交換器（16）から吹き出される空気を再熱手段（19）で加熱することができる。

第４の発明は、第１から第３の発明の何れか１つにおいて、上記制御手段（40）が、除湿要求信号の設定が解除されると除湿運転の制御から冷房運転の制御に復帰するように構成されていることを特徴としている。

この第４の発明では、除湿要求信号の設定が解除されると、過熱度制御による除湿運転から蒸発温度一定制御による冷房運転に切り換わる。

本発明によれば、必要温調能力の異なる複数の除湿要求信号を設定する除湿運転設定手段（33）と、除湿要求信号が入力されると上記圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させるとともに複数の除湿要求信号のうち必要温調能力が低い除湿要求信号が設定されたときに上記膨張機構（17）の開度を絞る制御を行う制御手段（40）とを設けたことにより、室内を冷やしながら、または室内をあまり冷やさずに、除湿運転を行うことができる。しかも、本発明では圧縮機（11）と膨張機構（17）の制御により蒸発器である室内熱交換器（16）を見かけ上小さくして所望の除湿運転を行えるようにしており、複数の室内熱交換器（16）や膨張機構（17）が必要でないため、装置構成が複雑になることもない。

上記第２の発明によれば、圧縮機（11）の容量を段階的に増やす制御を行うことにより、室内が冷えすぎて圧縮機（11）が止まってしまうのを防止できるし、除湿要求信号が設定されて圧縮機（11）の容量が段階的に増えていくときに膨張機構（17）の開度もそれに合わせて調整すれば必要温調能力に応じた除湿制御をより細かく行うことが可能となる。

上記第３の発明によれば、室内熱交換器（16）から吹き出される空気を加熱する再熱手段（19）を設けたことにより、膨張機構（17）の開度を絞っても室内が冷え過ぎる場合には、室内熱交換器（16）から吹き出される空気を再熱手段（19）で加熱することによって、室内の冷えすぎを確実に防止できる。

上記第４の発明によれば、冷房の必要なときは蒸発温度一定制御による冷房運転を、除湿の必要なときは過熱度制御による除湿運転を確実に行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る空気調和装置（1）の冷媒回路（10）を示す回路構成図である。この空気調和装置（1）は、１つの室内ユニット（2）に対して２つの室外ユニット（3a，3b）が並列に接続された、いわゆる室外マルチタイプの空気調和装置（1）である。室内ユニット（2）と各室外ユニット（3a，3b）は、ガス側連絡配管（4）と液側連絡配管（5）とにより接続されている。ガス側連絡配管（4）は室外ユニット（3a，3b）側でガス側第１分岐管（4a）とガス側第２分岐管（4b）に分岐しており、液側連絡配管（5）は室外ユニット（3a，3b）側で液側第１分岐管（5a）と液側第２分岐管（5b）に分岐している。

各室外ユニット（3a，3b）は空調対象室（6）の室外に設置されている。各室外ユニット（3a，3b）は、インバータの周波数制御により運転容量が可変に構成された圧縮機（11）と、四路切換弁（12）と、室外熱交換器（13）と、可変開度の電子膨張弁により構成された室外膨張弁（14）と、アキュムレータ（15）とを備えている。室外熱交換器（13）の近傍には室外ファンが設けられているが、図示を省略している。

各室外ユニット（3a，3b）において、上記圧縮機（11）は、吐出配管（21）を介して四路切換弁（12）の第１ポート（P1）に接続されている。この四路切換弁（12）の第２ポート（P2）は、室外熱交換器（13）のガス側端部に接続されている。また、上記圧縮機（11）は、途中にアキュムレータ（15）が設けられた吸入配管（22）を介して四路切換弁（12）の第３ポート（P3）に接続されている。四路切換弁（12）の第４ポート（P4）は室外ガス管（23）を介してガス側連絡配管（4）の分岐管（4a，4b）に接続されている。

上記四路切換弁（12）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が連通するとともに第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が連通する第１位置（図の実線参照）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が連通するとともに第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が連通する第２位置（図の破線参照）とに切り換え可能に構成されている。この四路切換弁（12）は、冷房運転時や除湿運転時には第１位置に設定され、暖房運転時には第２位置に設定される。

上記室外熱交換器（13）の液側端部は、途中に室外膨張弁（14）が設けられた室外液管（24）を介して液側連絡配管（5）の分岐管（5a，5b）に接続されている。

上記室内ユニット（2）は空調対象室（6）の室内に設置され、室内熱交換器（16）と室内膨張弁（膨張機構）（17）とを備えている。室内膨張弁（17）は可変開度の電子膨張弁により構成されている。上記液側連絡配管（5）は、途中に室内膨張弁（17）を有する室内液管（25）を介して室内熱交換器（16）の液側端部に接続されている。室内熱交換器（16）のガス側端部は室内ガス管（26）を介してガス側連絡配管（4）に接続されている。上記室内熱交換器（16）の近傍には室内ファン（18）が設置されている。

空調対象室（6）の室内には、室内温度検出手段である室内温度センサ（31）と室内湿度検出手段である室内湿度センサ（32）が設けられている。また、この室内には、該室内の温度や湿度に基づいて除湿運転が必要だとユーザが判断したときに、必要温調能力の異なる２種類の除湿要求信号をユーザが設定するための除湿運転設定スイッチ（除湿運転設定手段）（33）として、リモートコントローラの操作部が設けられている。この除湿運転設定スイッチ（33）は、室内温度をある程度低下させながら除湿を行う除湿要求信号１と、室内温度を殆ど低下させずに除湿を行う除湿要求信号２とを設定できるようになっている。つまり、除湿要求信号１の除湿運転は必要温調能力が相対的に高い除湿運転であって、顕熱負荷もある程度処理されるが、除湿要求信号２の除湿運転は必要温調能力が相対的に低い除湿運転であって、顕熱負荷は殆ど処理されない。

上記室外ユニット（3a，3b）には、圧縮機（11）の吸入配管（22）における低圧冷媒温度を測定する吸入温度センサ（34）、圧縮機（11）の吐出配管（21）における高圧冷媒温度を測定する吐出温度センサ（35）、外気温度を測定する外気温度センサ（36）、室外熱交換器（13）における冷媒温度を測定する室外熱交温度センサ（37）、そして圧縮機（11）の吐出圧力が所定値以上に上昇すると圧縮機（11）の運転を停止させる高圧圧力開閉器（38）などが設けられている。また、室内ユニット（2）には室内熱交換器（16）における冷媒温度を測定する室内熱交温度センサ（39）が設けられている。なお、他のセンサ類については図示を省略している。

この空気調和装置（1）は、制御手段であるコントローラ（40）を含んでいる。このコントローラ（40）には、上記各センサが接続されてその検出値が入力されるようになっている（図ではコントローラ（40）と各センサの接続状態は省略している）。そして、上記コントローラ（40）は、検出した空気と冷媒の温度や、冷媒の温度相当飽和圧力に基づいて冷媒回路（10）の運転を制御するように構成されている。

上記コントローラ（40）は、冷房運転時には目標の蒸発温度が得られるように圧縮機（11）の運転容量や室内膨張弁（17）の開度を調整し、蒸発温度一定制御を行う。また、このコントローラ（40）には上記除湿運転設定スイッチ（33）と圧縮機（11）と室内膨張弁（17）とが接続されている。コントローラ（40）に除湿要求信号が入力されると、このコントローラ（40）は冷房運転時の蒸発温度一定制御を停止し、圧縮機（11）と室内膨張弁（17）について冷房運転時とは異なる制御をして除湿運転を行う。

具体的には、コントローラ（40）に除湿要求信号が入力されると、上記圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時の最大容量よりも増大させるとともに、必要温調能力が低くなると室内膨張弁（17）の開度を絞る制御を行う。つまり、複数の除湿要求信号のうち、必要温調能力が相対的に高い除湿運転時に比べて必要温調能力が相対的に低い除湿運転時には室内膨張弁（17）を絞り、逆に必要温調能力が高くなると室内膨張弁（17）を開く制御を行う。

なお、上記コントローラ（40）は、除湿要求信号の設定が取り消されると除湿優先の運転制御を停止し、蒸発温度一定制御による通常の冷房運転の制御に切り換える。

−運転動作−
次に、この空気調和装置（1）の運転動作について、図２のフローチャートに基づいて説明する。図２は冷房運転と除湿運転の動作を示すフローチャートである。

このフローのステップST１で冷房運転を行うとき、上記四路切換弁（12）が第１位置に設定されるとともに室外膨張弁（14）が全開に設定される。また、室内温度と設定温度に基づいて圧縮機（11）の運転容量と室内膨張弁（17）の開度が制御される。冷房運転時は、圧縮機（11）から吐出されたガス冷媒が室外熱交換器（13）で凝縮して液冷媒となり、室内膨張弁（17）で減圧されてから室内熱交換器（16）で蒸発し、アキュムレータ（15）を介して圧縮機（11）に戻るサイクルが行われる。この冷房運転時は、上述したように目標の蒸発温度が得られるように冷媒回路（10）が蒸発温度一定制御で制御される。このとき、制御対象は顕熱負荷（室内温度）であり、潜熱負荷（湿度）は成り行きで処理されることになる。

ステップST２では、ユーザが除湿運転設定スイッチ（33）により除湿要求信号を設定したかどうかを判別している。除湿要求信号が入力されない場合は通常の冷房運転を継続するが、除湿要求信号が入力されると、ステップST３で圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させる制御が行われる。この制御により冷媒の蒸発温度を冷房運転時よりも低下させることができる。

次にステップST４では、除湿要求信号１が入力されたか除湿要求信号２が入力されたかが判別される。必要温調能力が相対的に低い除湿要求信号２が設定されたときはステップST５に進み、必要温調能力が相対的に高い除湿要求信号１が設定されたときよりも室内膨張弁（17）の開度を絞る制御を行う。こうすると、この実施形態の場合は室内熱交換器（16）の出口の過熱度が除湿要求信号１のときにはＳＨ＝５℃になるのに対して、除湿要求信号２のときにはＳＨ＝１０℃になる。このように蒸発器である室内熱交換器（16）の出口の過熱度が上昇すると、室内熱交換器（16）における液冷媒の領域が減ってガス冷媒の領域が増えることになる。このため、室内熱交換器（16）の伝熱面積が減って該室内熱交換器（16）が見かけ上小さくなる。このとき、液冷媒の温度は下がっているので除湿量は確保することができるが、伝熱面積が減っているので室内温度が下がりすぎることはない。したがって、室内の熱負荷が小さいときにこの制御を行うことにより、室内をあまり冷やさずに除湿を行える。

一方、必要温調能力が相対的に高い除湿要求信号１が入力されたときにはステップST６に進み、除湿要求信号２が入力されたときに比べて室内膨張弁（17）の開度を開く制御を行う。こうすると、室内熱交換器（16）の出口の過熱度をＳＨ＝５℃に低下させることができる。室内熱交換器（16）の出口の過熱度が低下すると、除湿要求信号２が入力されたときに比べて室内熱交換器（16）における液冷媒の領域が増えてガス冷媒の領域が減ることになる。つまり、室内熱交換器（16）の伝熱面積を減らさずに使用できる。したがって、室内の熱負荷が大きいときにこの制御を行うことにより、室内を冷やしながら除湿を行える。

ステップST５やステップST６で室内膨張弁（17）の開度を設定した後は、ステップST２に戻って除湿要求信号の有無を判別する。こうすることにより、除湿要求信号が設定されている限りは通常の冷房運転制御には戻らずに過熱度制御の除湿運転が行われ、除湿要求信号の設定が解除されたと判断したときにステップST１に戻って蒸発温度一定制御の通常冷房運転を行う。

なお、暖房運転時は、四路切換弁（12）が第２位置に設定されるとともに、室内膨張弁（17）が全開となり、室外膨張弁（14）の開度が調整される。暖房運転時には、圧縮機（11）から吐出されたガス冷媒が室内熱交換器（16）で凝縮して液冷媒となり、室外膨張弁（14）で減圧されてから室外熱交換器（13）で蒸発し、アキュムレータ（15）を介して圧縮機（11）に戻るサイクルが行われる。

−実施形態１の効果−
この実施形態１によれば、必要温調能力の異なる複数の除湿要求信号を設定する除湿運転設定スイッチ（33）と、除湿要求信号が入力されると圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させるとともに必要温調能力が低くなると上記膨張機構の開度を絞る制御を行うコントローラ（40）とを設けたことにより、室内を冷やしながら、または室内をあまり冷やさずに、除湿運転を行うことができる。しかも、この実施形態１では、殆ど温調をしない除湿運転を圧縮機（11）と室内膨張弁（17）の制御により実現していて、複数の室内熱交換器（16）や室内膨張弁（17）が必要でないため、装置構成が複雑になることもない。

なお、この実施形態１では蒸発温度一定制御の冷房運転から過熱度制御の除湿運転に切り換えるときに圧縮機（11）の運転容量を増加させる割合については言及していないが、その割合は室内の温度や湿度に応じて予め異なった値を設定しておき、その温度や湿度に応じて適切な割合で運転容量を増加させるとよい。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２は、コントローラ（40）により、室内の温度に応じて圧縮機（11）の容量を段階的または連続的に制御するようにした例である。冷媒回路（10）の構成は実施形態１と同じであるため、この実施形態２では図３と図４のフローチャートに示す運転動作についてのみ説明する。なお、図３は冷房運転時と除湿運転時の圧縮機（11）の動作を示すフローチャートであり、図４は冷房運転時と除湿運転時の室内膨張弁（17）の動作を示すフローチャートである。圧縮機（11）の動作のフローと室内膨張弁（17）の動作のフローを別々に示しているが、制御は同時に行われる。

図３のステップST１１では、実施形態１における図２のステップST１と同様に蒸発温度一定制御による冷房運転が行われる。このフローでも、冷房運転時には除湿要求信号が設定されたかどうかをステップST１２で判別しており、除湿要求信号が設定されない限りは通常の冷房運転制御が行われる。

除湿要求信号が入力されると、ステップST１３で圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させる制御が行われる。このフローチャートでは除湿要求信号があると圧縮機（11）の運転容量を段階的に最大まで増やす操作が行われる。ただし、室内温度が設定温度に対して下がりすぎないように、圧縮機（11）の動作に制限が加えられる。そのための動作をステップST１４〜ステップST１９に表している。

ステップST１３では、インバータ周波数の制御レベルを冷房運転時の最大値よりも例えば１段階だけ増加させる。こうすることにより、冷媒の蒸発温度を冷房運転時よりも低下させることができる。

次に、コントローラ（40）はステップST１４でタイマをセットしてからステップST１６でタイマのセット時間が切れるまでの間、ステップST１５で除湿要求信号の有無を確認する。圧縮機（11）の運転容量を増加させて運転している間にユーザーが除湿要求信号の設定を取り消す場合があり、そのときはステップST１５の判別結果が「ＮＯ」になるためステップST１１へ戻り、蒸発温度一定制御による通常の冷房運転に復帰する。

一方、圧縮機（11）の運転容量を増加させた後に除湿要求信号が入ったままタイマのセット時間が切れると、ステップST１７において、室内ユニット（2）の吸込温度がリモートコントローラの設定温度−４℃よりも低いかどうかを判別する。判別結果が「ＹＥＳ」の場合は室内が冷えすぎているのでステップST１８で圧縮機（11）の運転容量を逆に１段階減らす操作を行った後、ステップST１４〜ステップST１７の動作を繰り返す。この間に再びタイマのセット時間が切れても除湿要求信号が継続していれば、再びステップST１７の判別が行われる。このようにして、室内ユニット（2）の吸込温度がリモートコントローラの設定温度−４℃以上になるまでは圧縮機（11）の運転容量を段階的に減らしながら運転が続けられる。

ステップST１７の判別結果が「ＮＯ」の場合は、ステップST１９に進み、室内ユニット（2）の吸込温度がリモートコントローラの設定温度−２℃よりも低いかどうかを判別する。判別結果が「ＹＥＳ」の場合、室内は冷えているが冷えすぎではないので、圧縮機（11）の運転容量を保ったまま、ステップST１４〜ステップST１９の動作を繰り返す。

ステップST１９の判別結果が「ＮＯ」のときは室内をまだ冷やしても除湿を優先させるべきと判断し、ステップST１３に戻って圧縮機（11）の運転容量をさらに１段階増加させたうえで、ステップST１４以降の動作を繰り返す。以上のフローに従って運転動作を行うことにより、室内が冷えすぎにならないように圧縮機（11）の運転容量が段階的に増加していく。

この圧縮機（11）の制御と同時に行われる室内膨張弁（17）の制御を図４に示している。この図４の制御は基本的に実施形態１で説明した図２のフローチャートの室内膨張弁（17）に関する制御と同じである。

このフローについて簡単に説明すると、ステップST２１は図３のステップST１１と同じで、ステップST２２は図３のステップST１２と同じである。ステップST２２で除湿要求信号が入力されていないと判断すればステップST２１へ戻り、除湿要求信号が入力されていると判断すればステップST２３で除湿要求信号の種類を判別する。除湿要求信号２が設定されているとステップST２４へ進み、蒸発器である室内熱交換器（16）の出口の冷媒過熱度がＳＨ＝１０℃になるように室内膨張弁（17）の開度を制御する。こうすることにより室内を殆ど冷やさずに除湿を行える。また、除湿要求信号１が設定されているとステップST２５へ進み、上記冷媒過熱度がＳＨ＝５℃になるように室内膨張弁（17）の開度を制御する。こうすることにより、室内をある程度冷やしながら除湿を行える。

−実施形態２の効果−
この実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果が得られることに加えて、除湿要求信号が設定されて圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させるときに、圧縮機（11）の容量を段階的に増やすようにしているので、以下の効果を奏することができる。つまり、圧縮機（11）の運転容量を急激に増やして運転を続けると、室内が冷えすぎてサーモオフ状態となり、圧縮機（11）が停止するおそれがあるのに対して、この実施形態２では蒸発温度を徐々に下げていくことができるため、圧縮機（11）が停止してしまうのを防止できる。

なお、圧縮機（11）の運転容量は段階的に変化させるのに限らず、連続的に変化させてもよく、そうすることによって蒸発温度をより細かく調節することが可能となる。

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３は、実施形態１の空気調和装置に対して、室内熱交換器（16）から吹き出される空気を加熱する電気ヒータ（再熱手段）を設けたものである。具体的には、図５に示すように、室内熱交換器（16）を通った空気を室内へ吹き出す空気吹出口（図示せず）の近傍に上記電気ヒータ（19）が設けられている。

その他の装置構成は実施形態１と同じである。

−運転動作−
この実施形態３の運転動作について、図６のフローチャートに基づいて説明する。図６は冷房運転と除湿運転の動作を示すフローチャートである。

このフローでは、実施形態１で説明した図２のステップST２において判別結果が「ＮＯ」のときに電気ヒータ（19）をオフにするステップが入り、図２のステップST３とステップST４の間に電気ヒータ（19）をオンにするステップが入った動作を行う。

ステップST３１では、目標の蒸発温度が得られるように冷媒回路（10）が蒸発温度一定制御で制御され、湿度は成り行きで処理される。

ステップST３２では、ユーザが除湿運転設定スイッチ（33）により除湿要求信号を設定したかどうかを判別する。除湿要求信号が入力されない場合は通常の冷房運転を継続するが、その際に電気ヒータ（19）のスイッチが入っている場合はこのスイッチをステップST３３でオフにする。

除湿要求信号が入力されると、ステップST３４で圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させる制御が行われ、冷媒の蒸発温度を冷房運転時よりも低下させる。次にステップST３５では室内が冷えすぎないようにするために電気ヒータ（19）のスイッチをオンに切り換える。

次にステップST３６では、除湿要求信号１が入力されたか除湿要求信号２が入力されたかが判別される。除湿要求信号２が設定されたときはステップST３７に進み、室内膨張弁（17）の開度を絞る制御を行って室内熱交換器（16）の出口の過熱度がＳＨ＝１０℃になるようにする。こうすることによって、室内熱交換器（16）の伝熱面積が減って該室内熱交換器（16）が見かけ上小さくなるので、室内をあまり冷やさずに除湿を行える。電気ヒータ（19）で吹出空気を加熱しているのは、室内が冷えすぎるのを確実に防止するためである。

一方、除湿要求信号１が入力されたときにはステップST３８に進み、除湿要求信号２が入力されたときに比べて室内膨張弁（17）の開度を開く制御を行って、室内熱交換器（16）の出口の過熱度をＳＨ＝５℃に低下させる。こうすることにより、室内熱交換器（16）の伝熱面積を減らさずに使用できる。

ステップST３７やステップST３８で室内膨張弁（17）の開度を設定した後は、ステップST３２に戻って除湿要求信号の有無を判別する。このことにより、除湿要求信号が設定されている限りは通常の冷房運転制御には戻らずに除湿運転制御が行われ、除湿要求信号の設定が解除されたと判断したときにステップST３１の通常冷房運転に戻る。

なお、この実施形態３においても実施形態２と同様に圧縮機（11）の運転容量を段階的または連続的に変化させてもよい。

−実施形態３の効果−
この実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果が得られることに加えて、室内熱交換器（16）から吹き出される空気を加熱する再熱手段として電気ヒータ（19）を設けたことにより、室内膨張弁（17）の開度を絞っても室内が冷え過ぎる場合には、室内熱交換器（16）から吹き出される空気を電気ヒータ（19）で加熱することで室内の冷えすぎを確実に防止できる。

−実施形態３の変形例−
図６のフローチャートでは室内熱交換器（16）の出口の冷媒過熱度をＳＨ＝５℃にする場合も電気ヒータ（19）をオンにしているが、このときには電気ヒータ（19）をオフにしたり、加熱能力を弱めるようにしてもよい。

また、この実施形態３では再熱手段として電気ヒータ（19）を用いた例を説明したが、空気を加熱できるものであれば、冷媒回路に再熱熱交換器を設けるなど、他の加熱装置を用いてもよい。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記各実施形態では、除湿運転時における室内熱交換器（16）の出口の過熱度をＳＨ＝５℃とＳＨ＝１０℃になるように２段階の開度に設定しているが、除湿要求信号の数を増やしてもよい。例えば、ＳＨ＝５℃とＳＨ＝１０℃に加えてＳＨ＝１５℃やＳＨ＝２０℃になるように室内膨張弁（17）をさらに絞った運転を行えるようにしたり、過熱度を５℃間隔よりも狭い間隔でさらに多段階で調整できるようにしたり、あるいは過熱度を連続的に調整できるようにしてもよい。このようにすると、除湿運転時における室内の湿度調整をより細かく行うことが可能になる。

また、上記各実施形態では除湿運転設定手段（33）としてユーザーが操作するリモートコントローラの操作部を室内に設けるようにしているが、除湿運転設定手段（33）は、室内の温度や湿度の状況から判断して、蒸発温度一定制御の冷房運転と過熱度制御の除湿運転とをコントローラ（40）で自動的に切り換えるように構成してもよい。

さらに、上記各実施形態ではいわゆる室外マルチタイプの空気調和装置について説明したが、本発明は室外ユニットと室内ユニットを１台ずつ接続した、いわゆるベア機タイプの空気調和装置であっても適用可能であるし、１台の室外ユニットに対して複数台の室内ユニットを接続した、いわゆる室内マルチタイプの空気調和装置であっても適用可能である。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、温度を殆ど低下させずに除湿運転を行う空気調和装置について有用である。

本発明の実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路を示す回路構成図である。 実施形態１の空気調和装置における冷房運転と除湿運転の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る空気調和装置における除湿運転時の圧縮機の動作を示すフローチャートである。 実施形態２に係る空気調和装置における除湿運転時の膨張機構の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態３に係る空気調和装置の冷媒回路を示す回路構成図である。 実施形態３の空気調和装置における冷房運転と除湿運転の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

1 空気調和装置
10 冷媒回路
11 圧縮機
13 室外熱交換器
16 室内熱交換器
17 室内膨張弁（膨張機構）
19 ヒータ（再熱手段）
31 室内温度センサ（室内温度検出手段）
33 除湿運転設定手段
40 コントローラ（制御手段）

Claims (4)

1. 可変容量の圧縮機（11）と室外熱交換器（13）と可変開度の膨張機構（17）と室内熱交換器（16）とを順に接続することにより構成された冷媒回路（10）を備え、少なくとも冷房運転と除湿運転とが可能に構成された空気調和装置であって、
   必要温調能力の異なる複数の除湿要求信号を設定する除湿運転設定手段（33）と、
   除湿要求信号が入力されると上記圧縮機（11）の運転容量を冷房運転時よりも増大させるとともに、複数の除湿要求信号のうち必要温調能力が低い除湿要求信号が設定されたときにはさらに上記膨張機構（17）の開度を絞る制御を行う制御手段（40）と、
   を備えていることを特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１において、
   室内の温度を検出する室内温度検出手段（31）を備え、
   上記制御手段（40）が、室内の温度に応じて上記圧縮機（11）の容量を段階的または連続的に制御するように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
3. 請求項１または２において、
   室内熱交換器（16）から吹き出される空気を加熱する再熱手段（19）を備えていることを特徴とする空気調和装置。
4. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   上記制御手段（40）は、除湿要求信号の設定が解除されると除湿運転の制御から冷房運転の制御に復帰するように構成されていることを特徴とする空気調和装置。

Images