WO2012085965A1

WO2012085965A1 - 空気調和機

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Publication number: WO2012085965A1
Application number: PCT/JP2010/007410
Authority: WO
Inventors: 遠藤　和広; 禎夫関谷; 透二階堂; 高久　昭二; 洋山崎
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2013-06-22
Also published as: JPWO2012085965A1

Abstract

　冷房気味から暖房気味まで連続的に広範囲の除湿運転が可能な空気調和機を提供することを課題とする。　上記課題を解決するために本発明の空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、第１室内熱交換器と、第２室内熱交換器と、を備え、暖房運転時、室外熱交換器が蒸発器、第１室内熱交換器及び第２室内熱交換器が凝縮器として機能し、冷房運転時、室外熱交換器が凝縮器、第１室内熱交換器及び第２室内熱交換器が蒸発器として機能し、除湿運転時、室外熱交換器及び第１室内熱交換器が凝縮器、第２室内熱交換器が蒸発器として機能するとともに、圧縮機から吐出した冷媒は、室外熱交換器及び第１室内熱交換器にそれぞれ分岐して流入し、その後合流して、第２室内熱交換器を経由して圧縮機に流入する。

Description

空気調和機

　本発明は、除湿運転機能を有する空気調和機に関する。

　特許文献１は、外気温が比較的高い条件下で室温を下げた除湿運転（冷気味除湿運転）と、外気温が適温で室内変化を好まない条件下での除湿運転（等温除湿運転）と、外気温が比較的低い条件下で室温を上げた除湿運転（暖気味除湿運転）とを行う空気調和機を開示する。

　特許文献１に記載の空気調和機では、冷気味除湿運転及び等温除湿運転時に、冷媒は室外熱交換器を流れ、暖気味運転時に冷媒は室外熱交換器をバイパスする。冷媒が室外熱交換器を流れる場合、たとえ室外送風機を停止していても、必ず放熱を伴うが、室外熱交換器をバイパスする場合、室外熱交換器は放熱しない。すなわち、冷気味除湿及び等温除湿運転と暖気味除湿運転との間で、室外熱交換器での放熱量が不連続となり、冷気味除湿から暖気味除湿まで連続的に広範囲に除湿運転することは難しい。

特開平５－３４０６４３号公報

　本発明は、冷房気味から暖房気味まで連続的で広範囲の除湿運転が可能な空気調和機を提供することを課題とする。

　上記課題を解決するために本発明の空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、第１室内熱交換器と、第２室内熱交換器と、を備え、暖房運転時、室外熱交換器が蒸発器、第１室内熱交換器及び第２室内熱交換器が凝縮器として機能し、冷房運転時、室外熱交換器が凝縮器、第１室内熱交換器及び第２室内熱交換器が蒸発器として機能し、除湿運転時、室外熱交換器及び第１室内熱交換器が凝縮器、第２室内熱交換器が蒸発器として機能するとともに、圧縮機から吐出した冷媒は、室外熱交換器及び第１室内熱交換器にそれぞれ分岐して流入し、その後合流して、第２室内熱交換器を経由して圧縮機に流入する。

　本発明によれば、冷房気味から暖房気味まで連続的に広範囲の除湿運転が可能な空気調和機を提供することができる。

冷房運転時の空気調和機の動作を示す系統図。除湿運転時の空気調和機の動作を示す系統図。空気調和機の「目標値－室内温度」と第１減圧弁との関係を示す図。暖房運転時の空気調和機の動作を示す系統図。室内熱交換器の伝熱管流路数を示す図。冷房運転時の空気調和機の動作を示す系統図。除湿運転時の空気調和機の動作を示す系統図。暖房運転時の空気調和機の動作を示す系統図。

　以下、本発明に係る第１の実施例を、図１から図５を用いて説明する。図１は、空気調和機１００の系統図である。まず、図１に基づいて、本実施例の空気調和機１００の構成について説明する。空気調和機１００は、熱源側で室外に設置される室外ユニット３０と、利用側で室内に設置される室内ユニット３１と、２本のガス側接続配管（第１ガス側接続配管１２，第２ガス側接続配管１３）と、１本の液側接続配管７とを備える。

　冷媒は、一例として、低圧の冷媒であるＨＦＯ１２３４ｙｆを用いる。ＨＦＯ１２３４ｙｆは地球温暖化係数が極めて低いため、冷媒の大気排出による地球温暖化への影響を抑制できる。なお、冷媒は、他のハイドロフルオロオレフィン系冷媒でもよいし、これらを含む混合冷媒でもよい。

　ＨＦＯ１２３４ｙｆの圧力損失を低減し、ガス側接続配管の径拡大による施工性の低下を抑制するため、２本のガス側接続配管（第１ガス側接続配管１２，第２ガス側接続配管１３）を備える。

　冷媒を圧縮する圧縮機１の吐出通路１ｂは、冷房運転及び除湿運転と暖房運転とにより、冷媒の流れ方向を切替える四方弁３に接続される。室外ファン２０により送られる室外空気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器５は、一方は四方弁３に接続され、他方は冷媒を減圧する開度が調整可能な第１減圧弁６を介して室外液側接続口７ａに接続される。液側接続配管７は、室外液側接続配管７ａと室内液側接続口７ｂに接続される。

　室内液側配管８の一方は室内液側接続口７ｂに接続される。室内液側配管８の他方は二つに分岐し、分岐した一方は第１室内熱交換器９に接続され、分岐した他方は第２減圧弁１１を介して第２室内熱交換器に接続される。第１室内熱交換器９，第２室内熱交換器１０は室内ファン２１により送られる室内空気と冷媒とを熱交換する。

　第１室内熱交換器９は、第１室内ガス側接続口１２ｂ及び第１ガス側接続配管１２を介して、第１室外ガス側接続口１２ａに接続される。室外ガス側接続口１２ａは、冷房運転と除湿運転及び暖房運転とにより冷媒の流れ方向を切替える三方弁４を介して、圧縮機１の吸入通路１ａに接続される。

　また、第２室内熱交換器１０は、第２室内ガス側接続口１３ｂ及び第２ガス側接続配管１３を介して、第２室外ガス側接続口１３ａに接続される。室外ガス側接続口１３ａは四方弁３を介して圧縮機１の吸入通路1ａに接続される。

　圧縮機１の吐出通路１ｂは三方弁４と接続される。

　空気調和機１００は、圧縮機１の吐出通路１ｂに設けられた圧縮機吐出温度センサ４１、及び、室内ユニット３１の空気入口側に設けられた室内温湿度センサ４３を備える。これらの圧縮機吐出温度センサ４１及び室内温湿度センサ４３により検知された温湿度の信号は、制御装置５０に入力される。制御装置５０は、これら入力された信号やリモコン（図示せず）からの信号等に基づいて、圧縮機１，四方弁３，三方弁４，第１減圧弁６，第２減圧弁１１等を制御する。

　次に、空気調和機１００における冷房運転，除湿運転及び暖房運転の動作について説明する。

　まず、冷房運転時における空気調和機１００の動作を、図１を用いて説明する。図において、太い実線は冷媒の経路、矢印は冷媒が流れる方向を示す。冷房運転時には、制御装置５０は、四方弁３において、圧縮機１の吐出通路１ｂと室外熱交換器５とを連通させ、圧縮機1の吸入通路１ａと第２室外ガス側接続口１３ａとを連通させる。三方弁４において、圧縮機１の吸入通路１ａと第１室外ガス側接続口１２ａとを連通させる。また、第１減圧弁６において、弁の開度を制御して、冷媒を減圧させる。第２減圧弁１１において、弁の開度を全開として、冷媒を減圧させないようにする。

　圧縮機１で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、四方弁３を通って室外熱交換器５に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器５において、室外ファン２０により送られる室外空気により冷却されて、凝縮する。この高圧の凝縮した冷媒は、第１減圧弁６で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、液側接続配管７，室内液側配管８を通って、第１室内熱交換器９と第２室内熱交換器１０とに並列に流入する。第１室内熱交換器９と第２室内熱交換器１０を流れる気液二相冷媒は、室内ファン２１により送られる室内空気により加熱されて蒸発し、低圧のガス冷媒となる。第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０により室内空気を冷却することにより、室内を冷房する。

　第１室内熱交換器９から流出した低圧のガス冷媒は、第１ガス側接続配管１２，三方弁４を通って圧縮機１に戻る。また、第２室内熱交換器１０から流出した低圧のガス冷媒は、第２ガス側接続配管１３，四方弁３を通って圧縮機１に戻る。

　このとき、圧縮機１と第１減圧弁６は以下のように制御される。制御装置５０は、室内温湿度センサ４６で検知した室内温度がリモコン（図示せず）の設定温度となるように、圧縮機１の回転速度を制御する。設定温度と室内温度との差が大きいほど圧縮機１の回転速度を増加させる。温度差が小さいときは回転速度を減少又は停止する。また、制御装置５０は、圧縮機吐出温度センサ４１で検知した吐出温度が所定の目標値となるように、第１減圧弁６の開度を制御する。

　次に、除湿運転時における空気調和機１００の動作を、図２を用いて説明する。除湿運転時には、制御装置５０は、冷房運転時と同様に、四方弁３において、圧縮機１の吐出通路１ｂと室外熱交換器５とを連通させ、圧縮機１の吸入通路１ａと第２室外ガス側接続口１３ａとを連通させる。三方弁において、圧縮機１の吐出通路１ｂと第１室外ガス側接続口１２ａとを連通させる。また、第１減圧弁６において、弁の開度を制御して、室外熱交換器５を流れる冷媒流量と第１室内熱交換器９を流れる冷媒流量の割合を調整する。第２減圧弁１１においては、弁の開度を制御して、冷媒を減圧する。

　圧縮機１で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、吐出通路１ｂで分岐する。分岐した一方の高温高圧となったガス冷媒は、三方弁４，第１ガス側接続配管１２を介して第１室内熱交換器９に流入し、室内ファン２１により送られる室内空気により冷却されて、凝縮する。分岐した他方の高温高圧となったガス冷媒は、四方弁３を介して室外熱交換器５に流入し、室外ファン２１により送られる室外空気により冷却されて、凝縮する。この高圧の凝縮した冷媒は、第１減圧弁６，液側接続配管７，室内液側配管８を通り、前述の第１室内熱交換器９で凝縮し流出した冷媒と合流する。合流した冷媒は、第２減圧弁１１において減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、第２室内熱交換器１０に流入する。第２室内熱交換器１０を流れる気液二相冷媒は、室内ファン２１により送られる室内空気により加熱されて蒸発し、低温のガス冷媒となる。

　この時、第２室内熱交換器１０では、室内空気を露点温度以下に冷却することにより、室内空気を冷却除湿するとともに、第１室内熱交換器９では、室内空気を加熱する。室内ユニット３１からは、冷却除湿された空気と加熱された空気とが混合して送風される。この冷却量と加熱量との大小により、室温を下げる冷房気味除湿から室温を上げる暖房気味除湿まで広範囲の除湿運転が可能となる。

　冷却量と加熱量との大小の調整は、第１減圧弁６の弁開度を制御して、室外熱交換器５を流れる冷媒流量と第１室内熱交換器９を流れる冷媒流量の割合を調整することにより、室外熱交換器５と第１室内熱交換器９での凝縮熱量の割合を調整し、その結果、第１室内熱交換器９での加熱量と第２室内熱交換器１０での冷却量との大小を調整する。

　具体的には、室外熱交換器５を流れる冷媒流量を増加させて、室外熱交換器５の凝縮熱量を増加させるほど、第１室内熱交換器９での加熱量に対する第２室内熱交換器１０での冷却量が増加する。一方、第１室内熱交換器９を流れる冷媒流量を増加させて、第１室内熱交換器９での凝縮熱量を増加させるほど、第２室内熱交換器１０での冷却量に対する第１室内熱交換器９での加熱量が増加する。

　本実施例においては、第１室内熱交換器９を流れる冷媒流量を広範囲に調整できるので、つまり、第１室内熱交換器９の加熱量を広範囲に調整できるので、冷房気味から暖房気味まで広範囲の除湿運転が可能となる。また、このとき、減圧弁６の弁開度を制御して、第１室内熱交換器９に流れる冷媒流量を調整するのみで（つまり、室外熱交換器５に流れる冷媒流量を調整するのみで）、第１室内熱交換器９の加熱量を制御できるので、冷房気味から暖房気味まで除湿運転の制御が容易となり、且つ、冷房気味から暖房気味まで連続的にスムーズな除湿運転が可能となる。

　尚、除湿運転時、凝縮器として機能する室外熱交換器５と加熱用凝縮器と機能する第１室内熱交換器９は並列に接続される。

　また、冷房運転時では、第１ガス側接続配管１２と第２ガス側接続配管１３を流れる冷媒の向きが同じであるが、除湿運転時では、第１ガス側接続配管１２と第２ガス側接続配管１３を流れる冷媒の向きが反対となる。

　圧縮機１，第１減圧弁６、及び第２減圧弁１１は以下のように制御される。制御装置５０は、室内温湿度センサ４６で検知した室内湿度が所定の目標値となるように圧縮機１の回転速度を制御する。目標値と室内湿度との差が大きいほど圧縮１の回転速度を増加させる。湿度差が小さいときは回転速度を減少又は停止する。

　また、制御装置５０は室内温湿度センサ４６で検知した室内温度とその目標値との差に応じて第１減圧弁６の開度を制御する。すなわち、図３に示すように、室内温度の目標値が実温度より高い場合は（暖房気味除湿）、第１減圧弁６の開度を小さくして、室外熱交換器５を流れる冷媒流量を少なくし、冷媒凝縮量を少なくする。つまり、第１室内熱交換器９を流れる冷媒流量を多くし、冷媒凝縮量を多くし、室内空気の加熱量を増加させる。一方、室内温度の目標値が実温度より低い場合は（冷房気味除湿）、第１減圧弁６の開度を大きくして、室外熱交換器５を流れる冷媒流量を多くし、冷媒凝縮量を多くする。つまり、第１室内熱交換器９を流れる冷媒流量を少なくし、冷媒凝縮量を少なくし、室内空気の加熱量を減少させる。

　なお、室外熱交換器５の冷媒凝縮量を調整するため、さらに室外ファン２０の回転速度を制御して、空気の送風量を調整してもよい。

　制御装置５０は圧縮機吐出温度センサ４１で検知した吐出温度が所定の目標値となるように第２減圧弁１１の開度を制御する。

　次に、暖房運転時における空気調和機１００の動作を、図４を用いて説明する。暖房運転時には、制御装置５０は、四方弁３において、圧縮機１の吐出通路１ｂと第２室外ガス側接続口１３ａとを連通させ、圧縮機１の吸入通路１ａと室外熱交換器５とを連通させる。三方弁４において、圧縮機１の吐出通路１ｂと第１室外ガス側接続口１２ａとを連通させる。また、第１減圧弁６において、弁の開度を制御して冷媒を減圧する。第２減圧弁１１において、弁の開度を全開として、冷媒を減圧させないようにする。

　圧縮機１で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、吐出通路１ｂで分岐する。分岐した一方の高温高圧となったガス冷媒は、三方弁４，第１ガス側接続配管１２を介して第１室内熱交換器９に流入し、室内ファン２１により送られる室内空気により冷却されて、凝縮する。分岐した他方の高温高圧となったガス冷媒は、四方弁３，第２ガス側接続配管１３を介して第２室内熱交換器１０に流入し、第１室内熱交換器９と同様に、室内ファン２１により送られる室内空気により冷却されて、凝縮する。第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０により室内空気を加熱することにより、室内を暖房する。

　第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０からそれぞれ流出した高圧の凝縮冷媒はその後合流し、室内液側配管８を通って、第１減圧弁６で減圧される。第１減圧弁６で減圧された冷媒は、低温低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器５に流入する。室外熱交換器５を流れる気液二相流は、室外ファン２０により送られる室外空気により加熱されて蒸発し、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、四方弁３を通って圧縮機１に戻る。

　圧縮機１と第１減圧弁６は、冷房運転時と同様に、以下のように制御される。すなわち、制御装置５０は、室内温湿度センサ４６で検知した室内温度がリモコン（図示せず）の設定温度となるように、圧縮機１の回転速度を制御する。また、制御装置５０は、圧縮機吐出温度センサ４１で検知した吐出温度が所定の目標値となるように、第１減圧弁６の開度を制御する。

　図５は、室内ユニット３１の第１室内熱交換器９と第２室内熱交換器１０における伝熱管流路数を示す図である。第１室内熱交換器９の伝熱管６０ａは１流路の伝熱管、伝熱管６０ｂは２流路の伝熱管を表わす。また、第２室内熱交換器１０の伝熱管６１ａは１流路の伝熱管、伝熱管６１ｂは２流路の伝熱管を表わす。１流路と２流路の配置関係は、第１ガス側接続配管１２及び第２ガス側接続配管１３側が２流路、室内液側配管８及び液側接続配管７側が１流路である。

　１流路及び２流路をこのように配置することにより、冷房運転，除湿運転、及び暖房運転の何れの運転においても、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器がそれぞれ蒸発器として機能する場合は、１流路から２流路へ流路が増加するように流れ、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器がそれぞれ凝縮器として機能する場合は、２流路から１流路へ流路が減少するように流れる。

　従って、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器がそれぞれ蒸発器として機能する場合は、冷媒の流れ方向に蒸発し、体積流量が増加するため、流れ方向に沿って流路数（流路断面積）を増加させ、圧力損失の低減を図ることができる。また、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器がそれぞれ凝縮器として機能する場合は、冷媒の流れ方向に凝縮し、体積流量が減少するため、圧力損失の影響が小さくなり、流れ方向に沿って流路数（流路断面積）を減少させる、増速による伝熱性能の向上を図ることができる。

　つまり、本実施例に開示の空気調和機の構成において、さらに、冷房運転時の冷媒の流れ方向に沿って、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０における冷媒の流路数を増加させる（又は、暖房運転時の冷媒の流れ方向に沿って、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０における冷媒の流路数を減少させる、又は、除湿運転時の冷媒の流れ方向に沿って、第１室内熱交換器９における冷媒の流路数を減少させ且つ第２室内熱交換器１０における冷媒の流路数を増大させる）ことにより、冷房運転，除湿運転、及び暖房運転の何れの運転において、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０が蒸発器及び凝縮器の何れで機能しても、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０において、蒸発器として機能する場合は圧力損失の低減を図ることができ、凝縮器として機能する場合は伝熱性能の向上を図ることができる。

　なお、流れ方向に沿って流路断面積が増加又は減少する例として、伝熱管の流路数の増減を例としたが、伝熱管自体の管径が流れ方向に増加又は減少してもよい。また、伝熱管の管径の変化と流路数の変化の組み合わせでもよい。

　以上説明したように、本実施例の空気調和機は、圧縮機１と、室外熱交換器５と、第１室内熱交換器９と、第２室内熱交換器１０と、を備え、暖房運転時、室外熱交換器５が蒸発器、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０が凝縮器として機能し、冷房運転時、室外熱交換器５が凝縮器、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０が蒸発器として機能し、除湿運転時、室外熱交換器５及び第１室内熱交換器９が凝縮器、第２室内熱交換器１０が蒸発器として機能するとともに、圧縮機１から吐出した冷媒は、室外熱交換器５及び第１室内熱交換器９にそれぞれ分岐して流入し、その後合流して、第２室内熱交換器１０を経由して圧縮機１に流入する。除湿運転時、凝縮器として機能する第１室内熱交換器９の加熱量を広範囲に調整できるため、冷房気味から暖房気味まで広範囲の除湿運転が可能となる。

　さらに、暖房運転時、圧縮機１から吐出した冷媒は、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０にそれぞれ分岐して流入し、その後、室外熱交換器５を経由して圧縮機１に流入し、冷房運転時、圧縮機１から吐出した冷媒は、室外熱交換器５を経由した後分岐してそれぞれ第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０に流入し、その後、圧縮機１に流入するようにしてもよい。

　また、除湿運転時に室外熱交換器５を経由した冷媒と第１室内熱交換器９を経由した冷媒が合流する点７０と、室外熱交換器５との間に、第１減圧弁６を備え、第１減圧弁の開度を制御して、圧縮機１から吐出した冷媒が室外熱交換器５及び第１室内熱交換器９にそれぞれ分岐して流入する割合を変更するようにしてもよい。

　また、冷房運転時の冷媒の流れ方向に沿って、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０における冷媒の流路数又は流路断面積を増加させるようにしてもよい。冷房運転，除湿運転、及び暖房運転の何れの運転においても、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０において、蒸発器として機能する場合は圧力損失の低減を図ることができ、凝縮器として機能する場合は伝熱性能の向上を図ることができる。

　また、冷媒はハイドロフルオロオレフィン系冷媒又はハイドロフルオロオレフィン系冷媒を含む混合冷媒を用いることができる。ハイドロフルオロオレフィン系冷媒としてはＨＦＯ１２３４ｙｆを用いることができる。これらの冷媒は地球温暖化係数が極めて低いため、冷媒の大気排出による地球温暖化への影響を抑制できる。

　一方、ハイドロフルオロオレフィン系冷媒は低圧冷媒であるため、圧力損失の影響を大きく受ける。圧力損失を抑制するためにはガス側接続配管の管径を拡大することが考えられるが、ガス側接続配管の管径を拡大すると施工性が低下する。本実施例においては、２本のガス側接続配管（第１ガス側接続配管１２，第２ガス側接続配管１３）を備えるので、低圧冷媒であるハイドロフルオロオレフィン系冷媒を用いた場合でも、圧力損失を低減しつつ施工性の低下を抑制することができる。

　本発明に係る第２の実施例を、図６から図８を用いて説明する。本実施例の空気調和機１０１は、２つの圧縮機（圧縮機１，圧縮機２）を備える。また、冷房運転時、第１室内熱交換器９の蒸発温度が室内空気の露点温度より高く、第２室内熱交換器１０の蒸発温度が室内空気の露点温度より低く設定される。空気調和機の基本構成等は第１の実施例と同様であるため、詳細な説明は省略する。

　図６は、空気調和機１０１の系統図である。まず、図６に基づいて、本実施例の空気調和機１０１の構成について説明する。冷媒を圧縮する第１の圧縮機１と第２の圧縮機２が並列に配置される。圧縮機１，２のそれぞれの吐出通路１ｂ，２ｂは合流し、四方弁３及び三方弁４と接続される。また、第１の圧縮機１の吸入通路１ａは三方弁４に接続され、第２の圧縮機２の吸入通路２ａは四方弁３に接続される。さらに圧縮機１の吸入通路１ａと圧縮機２の吸入通路２ａは、開閉弁１６を介して接続される。

　空気調和機１０１は、第１の圧縮機１の吐出通路１ｂに設けられた第１の圧縮機吐出温度センサ４１、第２の圧縮機１の吐出通路２ｂに設けられた第２の圧縮機吐出温度センサ４２、室内ユニット３１の空気入口側に設けられた室内温湿度センサ４３、第１室内熱交換器９に設けられた第１室内熱交換器温度センサ４４、第２室内熱交換器１０に設けられた第２室内熱交換器温度センサ４５を備える。これらのセンサにより検知された温湿度の信号は、制御装置５０に入力される。制御装置５０は、これらの入力された信号やリモコン（図示せず）からの信号等に基づいて、圧縮機１，２，四方弁３，三方弁４，第１減圧弁６，第２減圧弁１１等を制御する。

　次に、空気調和機１０１における冷房運転，除湿運転及び暖房運転の動作について説明する。

　まず、冷媒運転時における空気調和機１０１の動作を、図６を用いて説明する。図において、太い実線は冷媒の経路、矢印は冷媒が流れる方向を示す。冷房運転時には、制御装置５０は、四方弁３において、圧縮機１，２の吐出通路１ｂ，２ｂと室外熱交換器５とを連通させ、圧縮機２の吸入通路２ａと第２室外ガス側接続口１３ａとを連通させる。また、三方弁４において、圧縮機１の吸入通路１ａと第１室外ガス側接続口１２ａとを連通させる。また、開閉弁１６を閉じる。また、第１減圧弁６及び第２減圧弁１１において、弁開度を制御して、冷媒を減圧させる。

　圧縮機１及び圧縮機２で圧縮され高温高圧となったガス冷媒は、四方弁３を通って室外熱交換器５に流入する。高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器５において、室外ファン２０により送られる室外空気により冷却されて、凝縮する。この高圧の凝縮した冷媒は、第１減圧弁６で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、液側接続配管７，室内液側配管８を通って分岐する。分岐した一方の冷媒は、第１室内熱交換器９に流入し、室内ファン２１により送られる室内空気により加熱されて蒸発し、低圧のガス冷媒となる。このとき、第１室内熱交換器９の蒸発温度は室内空気の露点温度より高く、室内空気が冷却される際、顕熱変化だけとなる。分岐した他方の例冷媒は、第２減圧弁１１でさらに減圧され、第２室内熱交換器１０に流入し、室内ファン２１により送られる室内空気により加熱されて蒸発し、低圧のガス冷媒となる。このとき、第２室内熱交換器１０の蒸発温度は室内空気の露点温度より低く、室内空気が冷却される際、除湿を伴い、潜熱及び顕熱変化する。室内ユニット３１からは、第１室内熱交換器９において顕熱変化した空気と第２室内熱交換器１０除湿及び顕熱変化した空気とが混合して送風される。

　第１室内熱交換器９から流出した低圧（室内空気の露点温度より高い温度に相当する飽和圧力）のガス冷媒は、第１ガス側接続配管１２，三方弁４を通って圧縮機１に戻る。また、第２室内熱交換器１０から流出した低圧（室内空気の露点温度より低い温度に相当する飽和圧力）のガス冷媒は、第２ガス側接続配管１３，四方弁３を通って圧縮機２に戻る。

　このとき、圧縮機１，２と第１減圧弁６，第２減圧弁１１は以下のように制御される。制御装置５０は、室内温湿度センサ４６で検知した室内温度がリモコン（図示せず）で与えられた設定値となるように圧縮機１の回転速度を制御し、室内温湿度センサ４６で検知した室内湿度がリモコンで与えられた設定値となるように圧縮機２の回転速度を制御する。また、制御装置５０は圧縮機吐出温度センサ４１で検知した吐出温度が所定の目標値となるように第１減圧弁６の開度を制御し、第２室内熱交換器温度センサ４５が室内空気の露点温度以下の所定の目標値となるように第２減圧弁１１の開度を制御する。

　以上説明したように、本実施例においては、冷房運転時に、第１室内熱交換器９及び圧縮機１を含む第１冷凍回路と、第２室内熱交換器１０及び圧縮機を含む第２冷凍回路とを構成するとともに、第１室内熱交換器の蒸発温度が室内空気の露点温度より高く、第２室内熱交換器１０の蒸発温度が室内空気の露点温度より低くする。これにより、第２室内熱交換器１０での除湿能力を確保しながら、第１室内熱交換器９での蒸発温度を高くして空気調和機全体のエネルギ効率向上を図ることができる。

　次に、除湿運転時における空気調和機１００の動作を、図７を用いて説明する。除湿運転時には、制御装置５０は、冷房運転時と同様に、四方弁３において、圧縮機１，２の吐出通路１ｂ，２ｂと室外熱交換器５とを連通させ、圧縮機２の吸入通路２ａと第２室外ガス側接続口１３ａとを連通させる。また、三方弁において、圧縮機１，２の吐出通路１ｂ，２ｂと第１室外ガス側接続口１２ａとを連通させる。また、開閉弁１６を開く。また、第１減圧弁６において、弁の開度を制御して、室外熱交換器５を流れる冷媒流量と第１室内熱交換器９を流れる冷媒流量の割合を調整する。第２減圧弁１１において、弁の開度を制御して、冷媒を減圧する。除湿運転時の冷媒の圧縮，凝縮及び蒸発作用と、圧縮機及び減圧弁の制御方法は実施例１と同様のため説明を省略する。

　次に、暖房運転時における空気調和機１０１の動作を、図８を用いて説明する。暖房運転時には、制御装置５０は、四方弁３において、圧縮機１，２の吐出通路１ｂ，２ｂと第２室外ガス側接続口１３ａとを連通させ、圧縮機２の吸入通路２ａと室外熱交換器５とを連通させる。また、三方弁において、圧縮機１，２の吐出通路１ｂ，２ｂと第１室外ガス側接続口１２ａとを連通させる。また、開閉弁１６を開く。第１減圧弁６において、弁の開度を制御して、冷媒を減圧する。第２減圧弁１１において、弁の開度を全開として、冷媒を減圧させないようにする。暖房運転時の冷媒の圧縮，凝縮及び蒸発作用と、圧縮機及び減圧弁の制御方法は実施例１と同様のため説明を省略する。

　第１室内熱交換器９は、冷房運転時には蒸発器として作用するが、蒸発温度は室内空気の露点温度より高いため、除湿水は発生せず、除湿運転時には凝縮器として作用する。一方、第２室内熱交換器１０は、冷房運転時及び除湿運転時ともに蒸発器として作用し、蒸発温度は室内空気の露点温度より低くなるため、除湿水を発生する。従って、本実施例の構成では、冷房から除湿運転に切替わった場合でも、除湿水が付着した熱交換器を加熱することがないので、湿気戻りがなく快適な空調を提供できる。

　なお、本実施例では、２個の圧縮機を用いたが、２つのシリンダを持つ１個の圧縮機を用いてもよい。

　以上説明したように、本実施例の空気調和機は、冷房運転時、第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０のうち何れか一方の室内熱交換器（本実施例では第１室内熱交換器９）の蒸発温度を露点温度より高くし、他方の室内熱交換器（本実施例では第２室内熱交換器１０）の温度を露点温度より低くする。第２室内熱交換器１０での除湿能力を確保しながら、第１室内熱交換器９での蒸発温度を高くして空気調和機全体のエネルギ効率向上を図ることができる。

　さらに、冷房運転時に室外熱交換器５を経由した冷媒が分岐する点７０と、冷房運転時に露点温度より低くなる室内熱交換器（本実施例では第２室内熱交換器１０）との間に、第２減圧弁１１を備え、第２減圧弁１１の開度を制御することにより、室内熱交換器（本実施例では第２室内熱交換器１０）を露点温度より低くしてもよい。

　また、圧縮機として、圧縮機１及び圧縮機２を有し、冷房運転時、圧縮機１及び圧縮機２から吐出して合流した冷媒は、室外熱交換器を経由した後分岐してそれぞれ第１室内熱交換器９及び第２室内熱交換器１０に流入し、その後、第１室内熱交換器９に流入した冷媒は圧縮機１に流入し、第２室内熱交換器１０に流入した冷媒は圧縮機２に流入するようにしてもよい。

１，２　圧縮機
３　四方弁
４　三方弁
５　室外熱交換器
６　第１減圧弁
７　液側接続配管
９　第１室内熱交換器
１０　第２室内熱交換器
１１　第２減圧弁
１２　第１ガス側接続配管
１３　第２ガス側接続配管
３０　室外ユニット
３１　室内ユニット
１００，１０１　空気調和機

Claims

　圧縮機と、室外熱交換器と、第１室内熱交換器と、第２室内熱交換器と、を備え、
　暖房運転時、前記室外熱交換器が蒸発器、前記第１室内熱交換器及び前記第２室内熱交換器が凝縮器として機能し、
　冷房運転時、前記室外熱交換器が凝縮器、前記第１室内熱交換器及び前記第２室内熱交換器が蒸発器として機能し、
　除湿運転時、前記室外熱交換器及び前記第１室内熱交換器が凝縮器、前記第２室内熱交換器が蒸発器として機能するとともに、前記圧縮機から吐出した冷媒は、前記室外熱交換器及び前記第１室内熱交換器にそれぞれ分岐して流入し、その後合流して、前記第２室内熱交換器を経由して前記圧縮機に流入する空気調和機。
　請求項１において、前記除湿運転時に前記室外熱交換器を経由した冷媒と前記第１室内熱交換器を経由した冷媒が合流する点と、前記室外熱交換器と、の間に、第１減圧弁を備え、
　前記第１減圧弁の開度を制御して、前記圧縮機から吐出した冷媒が前記室外熱交換器及び前記第１室内熱交換器にそれぞれ分岐して流入する割合を変更する空気調和機。
　請求項１又は２において、前記暖房運転時、前記圧縮機から吐出した冷媒は、前記第１室内熱交換器及び前記第２室内熱交換器にそれぞれ分岐して流入し、その後、前記室外熱交換器を経由して前記圧縮機に流入し、
　前記冷房運転時、前記圧縮機から吐出した冷媒は、前記室外熱交換器を経由した後分岐してそれぞれ前記第１室内熱交換器及び前記第２室内熱交換器に流入し、その後、前記圧縮機に流入する空気調和機。
　請求項３において、冷房運転時の冷媒の流れ方向に沿って、前記第１室内熱交換器及び前記第２室内熱交換器における冷媒の流路数又は流路断面積を増加させる空気調和機。
　請求項３又は４において、前記冷房運転時、前記第１室内熱交換器及び前記第２室内熱交換器のうち何れか一方の室内熱交換器の蒸発温度は露点温度より高くし、他方の室内熱交換器の温度は露点温度より低くする空気調和機。
　請求項５において、前記冷房運転時に前記室外熱交換器を経由した冷媒が分岐する点と、前記他方の室内熱交換器と、の間に、第２減圧弁を備え、
　前記第２減圧弁の開度を制御して、前記他方の室内熱交換器を露点温度より低くする空気調和機。
　請求項５又は６において、前記圧縮機は、第１圧縮機及び第２圧縮機を備え、
　前記冷房運転時、前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機から吐出して合流した冷媒は、前記室外熱交換器を経由した後分岐してそれぞれ前記第１室内熱交換器及び前記第２室内熱交換器に流入し、その後、前記第１室内熱交換器に流入した冷媒は前記第１圧縮機に流入し、前記第２室内熱交換器に流入した冷媒は前記第２圧縮機に流入する空気調和機。
　請求項１乃至７の何れかにおいて、前記冷媒はハイドロフルオロオレフィン系冷媒又はハイドロフルオロオレフィン系冷媒を含む混合冷媒である空気調和機。
　請求項８において、前記ハイドロフルオロオレフィン系冷媒はＨＦＯ１２３４ｙｆである空気調和機。