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技術 多室形空気調和機

出願人 株式会社日立製作所
発明者 野沢重信武内伸至
出願日 1997年10月3日 (22年8ヶ月経過) 出願番号 1997-270839
公開日 1999年4月23日 (21年2ヶ月経過) 公開番号 1999-108497
状態 未査定
技術分野 可逆サイクルによる圧縮式冷凍機械 その他の冷凍機械
主要キーワード 形状記憶バネ 室温変化 空気温度センサー 室外風 電気品 送風量制御 目標設定温度 冷却部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年4月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

多室形空気調和機では、冷房気味等温気味,暖房気味除湿運転を同時に運転することができないという欠点があった。

解決手段

室内熱交換器を分割してその間に除湿運転時に用いる可変絞り装置を設け、一方を加熱部分、他方を冷却,除湿部分として用いる機構を備えることにより、暖房気味除湿運転,等温気味除湿運転,冷房気味除湿運転を各室内機ごとに独立して行うことにある。

概要

背景

従来の空気調和機としては、室内機除湿用の絞り機構を設け、除湿運転時には室内熱交換器を除湿部分と加熱部分に分割して作用させ、除湿した空気を肌寒くない温度まで上げてから利用する方式のものが知られており、公知例として特開平7−139848 号公報に記載のものがある。

多室形空気調和機においても同様の機能を備えたものが求められており、この種の空気調和機の例として特開平5−272843 号公報や特開平7−324842 号公報に記載のものがある。

このうち特開平5−272843 号公報に関し図2により説明すると、圧縮機1,四方弁2,室外熱交換器3,室外絞り装置4a,4b,該室外絞り装置4aに接続された室内機5aは室内の第1及び第2熱交換器6a,7aと中間に設けられた除湿絞り装置12aで構成され、同様に前記室外絞り装置4bに接続された室内機5bは室内熱交換器6b,7bと中間に設けられた除湿絞り装置12bで構成される。除湿運転時は、室内機5aにて説明すると、除湿絞り装置12aを絞り、対応する室外絞り装置4bを開いた状態にすることにより、室内熱交換器6a,7aは除湿絞り装置12aを境にそれぞれ加熱部分と冷却部分として作用して除湿を行う。

また、特開平7−324842 号公報によれば上記に加え、吐出圧力センサー,室外熱交換器センサー,外空気温度センサー,室内熱交換器センサー,電装部センサーなどを制御手段として設けることにより圧縮機や電装品の保護をしながら、快適な除湿を行うものである。

概要

多室形空気調和機では、冷房気味等温気味,暖房気味除湿運転を同時に運転することができないという欠点があった。

室内熱交換器を分割してその間に除湿運転時に用いる可変絞り装置を設け、一方を加熱部分、他方を冷却,除湿部分として用いる機構を備えることにより、暖房気味除湿運転,等温気味除湿運転,冷房気味除湿運転を各室内機ごとに独立して行うことにある。

目的

本発明の目的は、多室形空気調和機に接続された複数台の室内機において、冷房気味,等温気味,暖房気味の除湿運転を同時に行うことができる空気調和機を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

少なくとも圧縮機(1)と室外熱交換器(3)と複数の室外絞り装置(4)を備えた室外機(11)に複数台室内機(5)を接続し、前記室内機(5)の熱交換器が第1熱交換器(6)と第2熱交換器(7)に分割し、該第1熱交換器(6)と第2熱交換器(7)の間に、少なくとも2つの絞り量に可変出来る除湿絞り装置(8)を有し、除湿運転時に該除湿絞り装置(8)を絞ることによって第1熱交換器(6)を凝縮器、第2熱交換器(7)を蒸発器とし、それぞれ加熱部分と冷却・除湿部分として作用させ除湿を行う多室形空気調和機において、複数台接続される前記室内機を除湿運転モ−ドにしたとき、それぞれの室内機を冷房気味等温気味,暖房気味の各除湿運転を同時に行うことを特徴とする多室形空気調和機。

技術分野

0001

本発明は、空気調和機及びその運転方法係り、特に複数台接続された室内機が同時に冷房気味から暖房気味にわたる広い温度範囲除湿運転が可能な多室形空気調和機及びその運転方法に関する。

背景技術

0002

従来の空気調和機としては、室内機に除湿用の絞り機構を設け、除湿運転時には室内熱交換器を除湿部分と加熱部分に分割して作用させ、除湿した空気を肌寒くない温度まで上げてから利用する方式のものが知られており、公知例として特開平7−139848 号公報に記載のものがある。

0003

多室形空気調和機においても同様の機能を備えたものが求められており、この種の空気調和機の例として特開平5−272843 号公報や特開平7−324842 号公報に記載のものがある。

0004

このうち特開平5−272843 号公報に関し図2により説明すると、圧縮機1,四方弁2,室外熱交換器3,室外絞り装置4a,4b,該室外絞り装置4aに接続された室内機5aは室内の第1及び第2熱交換器6a,7aと中間に設けられた除湿絞り装置12aで構成され、同様に前記室外絞り装置4bに接続された室内機5bは室内熱交換器6b,7bと中間に設けられた除湿絞り装置12bで構成される。除湿運転時は、室内機5aにて説明すると、除湿絞り装置12aを絞り、対応する室外絞り装置4bを開いた状態にすることにより、室内熱交換器6a,7aは除湿絞り装置12aを境にそれぞれ加熱部分と冷却部分として作用して除湿を行う。

0005

また、特開平7−324842 号公報によれば上記に加え、吐出圧力センサー,室外熱交換器センサー,外空気温度センサー,室内熱交換器センサー,電装部センサーなどを制御手段として設けることにより圧縮機や電装品の保護をしながら、快適な除湿を行うものである。

発明が解決しようとする課題

0006

前記の公知例において特開平5−272843 号公報は、室内熱交換器を加熱部分と冷却・除湿部分に分割する除湿絞り装置に形状記憶バネを用いて、冷媒の温度により除湿絞り装置の絞り量を決めているが、外気温度が高いとき、室内機と室外機を接続する配管が長いときは、冷媒温度が上昇するため適正な絞り量が得られず快適な運転が出来ないという欠点がある。

0007

また、複数台接続された室内機を同時に除湿運転モ−ドで運転可能としているが、各室内における室温と目標設定室温との差により、それぞれ暖房気味除湿や等温気味除湿,冷房気味除湿が同時に要求される場合が考えられるがその場合の対応については記述されていない。

0008

特開平7−324842 号公報の除湿運転におていも各室内の室温と、目標設定温度が異なった場合に関する記述はなく、上記問題点である暖房気味除湿,等温気味除湿,冷房気味除湿の同時運転満足に行うものではない。

0009

従来、暖房気味除湿,等温気味除湿,冷房気味除湿は、室外送風機回転数及び、圧縮機の回転数を調整することにより切り換え制御していたため、室外送風機と圧縮機と室外熱交換器を共用する構造を持つ多室形空気調和機においては、各室内機で独立した除湿運転はできず、快適な運転ができるとはいえないという欠点がある。

0010

本発明の目的は、多室形空気調和機に接続された複数台の室内機において、冷房気味,等温気味,暖房気味の除湿運転を同時に行うことができる空気調和機を提供することである。

課題を解決するための手段

0011

目的を達成するために、本発明の多室形空気調和機は、少なくとも圧縮機と室外熱交換器と複数の室外絞り装置を備えた室外機に、複数台の室内熱交換器を接続して構成され、前記室内熱交換器が加熱部分と冷却・除湿部分を有し、除湿運転時には、前記室内熱交換器の加熱部分と冷却・除湿部分の間に設けられた除湿絞り装置を、電動膨張弁のような可変絞り装置で少なくとも2つ以上の絞り量に変えることにより、圧縮機の回転数や室外風量を変えずに、前記加熱部分の能力と冷却・除湿部分の能力を制御するものである。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の実施の形態を図1により説明する。図1は本実施例の冷凍サイクルと制御の系統を示す図である。本実施例の空気調和機は次のように構成されている。室外機である11において、1は圧縮機、2は冷房や暖房等の運転状態切り換えるための四方弁、3は室外熱交換器、4a,4bは室外絞り装置、室内機5aにおいて、6a,7aは二分割された室内の第1及び第2熱交換器、8aは6aと7aの間にこれらと直列に設けられ除湿運転時に減圧を行う除湿絞り装置、9aは室内送風機を示している。

0013

同様に室内機5bについては、6b,7bは分割された室内熱交換器、8bは6b,7bの間にこれらと直列に設けられ除湿運転時に減圧を行う除湿絞り機構、9bは室内送風機、10は室外送風機を示す。

0014

また圧縮機1は能力制御が可能で室外送風機10及び室内送風機9a,9bは能力制御すなわち、送風量制御が可能にしてある。また、室内機5a,5bの正面パネルは、除湿ランプ具備している。

0015

以上のようなサイクル構成において、除湿運転時について説明する。除湿運転時は四方弁2を冷房時と同じく、圧縮機1,四方弁2,室外熱交換器3の順に冷媒が流れるように切り換え、室外絞り装置4aは開き気味にしておく。室内機5aで説明すると、室外絞り装置4aを通過した冷媒は、室内機の第1熱交換器6aを流れ、次に第2熱交換器7aを流れる。第1熱交換器と第2熱交換器の間には除湿絞り装置8aがあり、これを適当に絞ることにより第1熱交換器6aを凝縮器、第2熱交換器7aを放熱器とし、それぞれ加熱部分と冷却・除湿部分として作用させ、室内送風機9aで空気を強制対流させることにより除湿運転を行う。

0016

図3に除湿運転の流れ図を示す。

0017

まず除湿運転が選択されると、制御装置14により、3つの除湿運転モードすなわち暖房気味,等温気味,冷房気味除湿運転の中から1つの運転モードが決められ、次に室内機の除湿絞り装置の絞り量を決め、室内機正面化粧カバーの除湿ランプを点灯させるとともに、外部に除湿運転を選択したことを知らせる。

0018

制御装置14は、室温センサー13で部屋の室温を検出し、室温と目標設定室温の差をΔT(ΔT=検出室温設定室温)とすると、ΔTがプラスの場合は冷房気味除湿、ΔTがほぼゼロの場合は等温気味除湿、ΔTがマイナスの場合は暖房気味除湿を行うように制御する。除湿運転モードが決まると次に、それぞれの除湿運転に合った除湿絞り装置の絞り量を決める。

0019

図4に室内機の除湿絞り装置の絞り量とΔTの関係を示す。

0020

除湿絞り装置の絞り量は、ΔTがほぼ0(等温気味除湿運転)の絞り量を中とすると、ΔTがマイナス(暖房気味除湿運転)の時は絞り量は大、ΔTがプラス(冷房気味除湿運転)の時は絞り量は小と表すことができ、ΔTによって3つの絞り量の中から決定する。ここでΔTがほぼ0、即ち空気調和機の使用者が一番快適であると思う温度は、設定室温±1℃位であるので、等温気味除湿運転の温度範囲は、設定温度±1℃位の範囲で行うと良い。また、等温気味除湿運転は、暖房気味除湿運転と冷房気味除湿運転を交互に繰り返しても、多少快適さには欠けるが実現できる。この方法であれば、室内機の除湿絞り装置の絞り量は2つだけ決めておけばよいので制御は比較的簡単に行うことができる。

0021

図5は、3つの除湿運転モードにおける除湿絞り装置の絞り量を階段状につなげた図4に対して、右上がりの直線にした例である。図5のように冷房気味除湿の適正絞り量と暖房気味除湿の適正絞り量を直線でつなげば、設定室温に近づくにつれ快適な等温気味除湿運転にスムーズに移行することができ、室温変化も小さいという効果がある。

0022

暖房気味除湿運転における除湿絞り装置の適正絞り量は、等温気味除湿運転の適正絞り量より少し大きい量となる。これは、絞り量を大きくすることにより、第1熱交換器6で凝縮した冷媒が除湿絞り装置8を通過した後第2熱交換器7に入るが、ここでスーパーヒートして、第1熱交換器6の加熱量より第2熱交換器7の冷却能力が小さくなるからである。また、除湿絞り装置7を等温気味除湿運転の適正絞り量より適当に小さくすると、第2熱交換器7の冷却能力が第1熱交換器6の加熱量より大きくなり、冷房気味除湿運転が可能となる。

0023

図6に除湿運転を行うときの、室外風量と外気温度の関係を示す。

0024

室内機が1台運転のときを例にとると、除湿運転を行うときは、外気温度を3段階,4段階あるいはそれ以上に区切り、外気温度が低くなるほど室外風量を減らして室外熱交換器の放熱量を少なくするように制御する。これは、除湿運転時に、室外温度が低くなると室外熱交換器の放熱量が増えて、室内熱交換器の加熱量が減ってしまうためである。

0025

尚、風量を減らす方法としては、室外機のファン回転数を減らしてももちろん対応できるが、ファン回転数は高いままで、ファン断続運転時間によって風量を減らしても全く差し支えない。

0026

室内機が2台になった場合の風量は、1台運転より少し多くする必要がある。これを、室外風量と外気温度の関係をグラフに示すと、1台運転時の室外風量と外気温度の関係を上に少しずらしたようになる。室内機が3台以上に増えても前記同様に外気温度によって室外風量を増やしてやればよい。

0027

このように室外風量を制御すれば、室外温度が下がった場合でも、室内機の吹き出し空気温度の低下はなく、外気温度が高く室外機電気品を構成する部品に負担がかかるような条件の時も、温度上昇を抑える効果がある。

0028

図7に、除湿運転時における圧縮機回転数と接続される室内機の台数の関係を示す。

0029

各室内機から除湿運転の要求があった場合、その台数に応じて圧縮機回転数は、あらかじめ決められた回転数にすればよい。また、冷房気味除湿運転のときは、若干圧縮機回転数を減らし、少し暖房気味除湿運転の時は、圧縮機回転数を増やせばさらに快適な除湿運転を行うことができる。

0030

以上により除湿運転の流れを説明してきたが本発明の最大の特徴は、圧縮機の回転数や室外風量を変えなくても、室内機の熱交換器を分割する除湿絞り装置を電動膨張弁のような可変絞り装置にして、その絞り量を変えることにより、各室内機が単独で暖房気味除湿運転や冷房気味除湿運転に制御することが出来ることである。この制御により、いつも心地よい快適な室内環境を提供することが出来る。

0031

図8冷房運転の流れ図を示す。

0032

本発明の空気調和機は、冷房運転が選択された場合でも、複数台接続されている室内機の内の1台が除湿運転していると除湿運転となる。また、冷房運転中でも、他の室内機が除湿運転を選択すると、冷房運転は自動的に除湿運転に切り換わる。除湿運転に切り換わったあとは、図3に示した除湿運転の流れ図に沿って制御される。

0033

冷房運転は、室温が設定室温に近づくと室内送風機が断続運転となり、室内にさわやかな気流感がなくなったり、また設定室温以下になった場合は室内送風機を止めて自然に室温が上がって来るのを待つだけで設定室温に近づけようとする制御はしないという欠点がある。しかし、冷房運転から除湿運転に切り換えることで、室温が設定室温に近づいたときは等温気味除湿運転、設定室温以下になった場合は暖房気味除湿運転となり、いつでも冷えすぎを防止して湿度下げた心地よい快適な室内環境を提供することができる。

0034

尚、他の室内機が除湿運転をしていない場合は、従来通り冷房運転ができる。

0035

本発明の多室形空気調和機は、複数台接続されている室内機の1台が除湿運転を選択した場合、他の接続されている室内機は、除湿運転のみ運転可能となるが、使用者に除湿運転のみ使用できることを伝える必要がある。そこで、運転モードが除湿運転に切り換わったことを外部に知らせるため、室内機の正面パネルにある除湿ランプが、点滅又は点灯する機能を設けた。この室内機の除湿ランプには、例えば冷房気味除湿運転の時は青、暖房気味除湿運転の時は赤というように点灯するランプの色を変えることにより、外部から現在行われている除湿運転が暖房気味か、冷房気味か、等温気味かを知らせる機能も設けた。

0036

これにより、使用者が除湿運転のみ使用可能であると一目で解るとともに、例えば暖房気味除湿を示すランプが点灯しているときにもっと冷風感が欲しいときは設定温度を下げる目安にするといったことも可能になる。

0037

本発明による多室形空気調和機は、冷房の複数台同時運転や、暖房の複数台同時運転も従来通り行うことができる。室内機5a,5bに冷房運転を行う要求があった場合には、四方弁2を圧縮機1,四方弁2,室内熱交換器3の順序で冷媒が流れるように切り換え、室外絞り装置4a,4bを適度に絞り、室内機5a,5bの熱交換器を分割する除湿絞り装置12a,12bは全開にする。このようにすることにより、室外熱交換器を凝縮器、室内熱交換器を蒸発器として利用することにより、冷房同時運転が実現できる。

0038

また、室内機5a,5bに暖房運転を行う要求があった場合には、四方弁2を圧縮機1から室内機5a,5bの順で冷媒が流れるように切り換え、室内機5a,5bの熱交換器を分割する除湿絞り装置12a,12bは全開にして、室外絞り装置4a,4bを適度に絞り、冷房運転のときと冷媒の流れを逆にすれば従来通りの暖房運転を行うことが出来る。

0039

また、本発明の多室形空気調和機は、冷暖房兼用方式に限らず、冷房専用の多室形空気調和機にも適用可能であることは言うまでもない。

発明の効果

0040

以上説明したように本発明の多湿形空気調和機によれば、複数台接続する室内機の熱交換器を分割して、その間に除湿運転時に用いる電動膨張弁のような可変絞り装置で、少なくとも2つ以上の絞り量に変えることが出来る除湿絞り装置を設け、熱交換器の一方を加熱部分、他方を冷却・除湿部分として用いる機構を備えることにより、暖房気味除湿運転,等温気味除湿運転,冷房気味除湿運転を各室内機ごとに独立して行うことが可能となり、各部屋ごとに最適な空調環境を提供することができる。

0041

さらに複数台同時の冷房運転,暖房運転は、従来通り行うことが可能である。

0042

また、本発明における室内機の除湿ランプには、例えば冷房気味除湿運転の時は青、暖房気味除湿運転の時は赤というように点灯するランプの色を変えることにより、外部から現在行われている除湿運転が暖房気味か、冷房気味か、等温気味かを知ることが可能である。これにより、利用側が例えば暖房気味除湿を示すランプが点灯しているときにもっと冷風感が欲しいときは設定温度を下げる目安にすることも出来る。

図面の簡単な説明

0043

図1本発明の一実施例を示す多室形空気調和機のサイクル系統図。
図2従来技術による多室形空気調和機のサイクル系統図。
図3除湿運転の流れを示すフローチャート図。
図4図1の室内機除湿絞り装置の絞り量を決定する特性図。
図5図2の室内機除湿絞り装置の絞り量を決定する特性図。
図6室外風量と室外温度の関係を示す特性図。
図7圧縮機回転数と室内機接続台数を示す特性図。
図8冷房運転の流れを示すフローチャート図。

--

0044

1…圧縮機、2…四方弁、3…室外熱交換器、4a,4b…室外絞り装置、5a,5b…室内機、6a,6b…第1熱交換器、7a,7b…第2熱交換器、8a,8b…除湿絞り装置、9a,9b…室内送風機、10…室外送風機、11…室外機、12a,12b…除湿絞り装置、13a,13b…室温センサー、14…制御装置。

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