JP2003139436A

JP2003139436A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2003139436A
Application number: JP2001334310A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Nanatane; 哲二七種; Toshihiko Enomoto; 寿彦榎本; Hiroshi Yokoyama; 博横山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】再熱除湿運転時は、室外熱交換器を経て室内
熱交換器の再熱熱交換器に流入するので、再熱熱交換器
での放熱量が小さくなり室内空気の加熱が不足し、除湿
熱交換器で冷却された空気を十分加熱することができ
ず、吹出し空気温度は吸込み空気温度よりも温度が低下
する。【解決手段】室内熱交換器は、第１室内熱交換器及び
第２室内熱交換器から構成され、また、送風機とともに
室内ユニットを構成し、第１室内熱交換器は、第１圧縮
機、第１室外熱交換器及び第１絞り装置とともに第１冷
凍サイクルを構成し、第２室内熱交換器は、第２圧縮
機、第２室外熱交換器及び第２絞り装置とともに第２冷
凍サイクルを構成し、第１冷凍サイクルで暖房運転を行
い、同時に前記第２冷凍サイクルで冷房運転を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機に関す
るものであり、特に再熱除湿運転をする空気調和機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の空気調和機の冷凍サイク
ルを示す冷媒回路図であり、図において、１は低温低圧
のガス冷媒を吸入して圧縮し高温高圧のガス冷媒を吐出
する圧縮機、２は四方弁、３ａは第１室内熱交換器、３
ｂは第２室内熱交換器、３０は第１室内熱交換器３ａと
第２室内熱交換器３ｂの間に配設された二方弁、３１は
二方弁３０のバイパス回路３２に配設された除湿用絞り
装置、５は主絞り装置、６は室外熱交換器、７は室外送
風機である。

【０００３】前記のように構成された従来の空調調和機
において、例えば再熱除湿運転の場合について動作を説
明する。圧縮機1より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四
方弁２を通った後、室外熱交換器６へ流入する。ここ
で、室外送風機７はインバータ基板（図示せず）などの
電気基板冷却のため低回転数で運転され送風するため、
室外熱交換器６に流入したガス冷媒は、乾き度が比較的
高い二相冷媒に凝縮され室外熱交換器６を流出する。室
外熱交換器６を流出した高乾き度の高温二相冷媒は主絞
り装置５で若干減圧された後、第１室内熱交換器３ａに
流入する。ここで、高温二相冷媒は、第１室内熱交換器
３ａを通る室内空気と熱交換され、低乾き度の二相冷媒
または液冷媒に凝縮され第１室内熱交換器３ａを流出す
る。なお第１室内熱交換器３ａを通った室内空気は高温
となる。

【０００４】第１室内熱交換器３ａを流出した低乾き度
二相冷媒または液冷媒は、二方弁３０を閉止しているた
め、除湿用絞り装置３１側へ流れ、ここで低圧低温の二
相冷媒となって第２室内熱交換器３ｂに流入する。ここ
で第２室内熱交換器３ｂを通った室内空気と熱交換さ
れ、高乾き度の二相冷媒またはガス冷媒まで蒸発する。
なお、第２室内熱交換器３ｂを通った室内空気は冷却さ
れて低温となり、さらに露点温度以下の熱交換器表面に
て室内空気中の水蒸気が凝縮し、第２室内熱交換器を通
ったあとの室内空気は低温かつ低湿度の状態となる。第
２室内熱交換器３ｂを流出した冷媒は四方弁２を通って
圧縮機１に吸入される。また、第１室内熱交換器３ａを
通った高温空気と第２室内熱交換器３ｂを通った低温低
湿度の空気は、それぞれの室内熱交換器を出た後混合さ
れ、吸込み空気よりも温度がわずかに低く、湿度は低下
した状態となり再熱除湿運転が実現される。

【０００５】また、他の運転として冷房運転について説
明する。圧縮機1より高温高圧のガス冷媒が吐出し、四
方弁２を通った後室外熱交換器６へ流入する。ここで、
室外送風機７は高回転で運転され、室外熱交換器６に流
入したガス冷媒は、乾き度が低乾き度の二相冷媒または
液冷媒に凝縮され室外熱交換器６を流出する。室外熱交
換器６を流出した冷媒は主絞り装置５で低圧に減圧され
た低圧低温の二相冷媒となる。第１室内熱交換器３ａと
第２室内熱交換器３ｂをつなぐ二方弁３０は開状態とな
っており、第１室内熱交換器３ａおよび第２室内熱交換
器３ｂはどちらも蒸発器として動作し、第１室内熱交換
器３ａおよび第２室内熱交換器３ｂに流入した低温低圧
の二相冷媒と第１室内熱交換器３ａおよび第２室内熱交
換器３ｂを通る室内空気は熱交換し、冷媒は第１室内熱
交換器３ａにて中間の乾き度の二相冷媒まで蒸発し、第
２室内熱交換器３ｂにて高乾き度の二相冷媒またはガス
冷媒となり、第２室内熱交換器３ｂを流出し、四方弁２
を通って圧縮機１に吸入される。一方第１室内熱交換器
３ａおよび第２室内熱交換器３ｂを通る室内空気は吸込
み空気よりも低温となり、冷房運転が実現する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の空
気調和機の再熱除湿運転においては、電気基板の冷却な
どの目的のために室外送風機７を運転せざるえなく、室
外熱交換器６にて冷媒から外気へのかなりの放熱が発生
する。室外熱交換器６にて放熱があると、冷媒は凝縮さ
れ比エンタルピーが小さくなるため、そのあとの再熱熱
交換器となる第１室内熱交換器３ａでの放熱量が小さく
なり室内空気の加熱が不足してしまう。結果的に第２室
内熱交換器３ｂを通り冷却された空気を十分加熱するこ
とができず、必然的に吹出し空気温度は吸込み空気温度
よりも温度が低下してしまい、特に室内空気温度がそれ
ほど高くない中間期や室内温度の低い冬期などにおいて
は、快適性の面で問題があった。

【０００７】また、通常の冷房運転を行う際、第１室内
熱交換器３ａにて蒸発した中間の乾き度の二相冷媒が二
方弁３０を通って第２室内熱交換器３ｂへ流れるため、
二方弁３０において冷媒の圧力損失が発生し冷凍サイク
ルの運転効率が低下するとともに、第１室内熱交換器３
ａと第２室内熱交換器３ｂで蒸発温度が異なり、出口空
気温度に温度差が生じるなどの問題もあった。

【０００８】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、再熱除湿運転において、吹出し空気温度
が吸込み空気温度よりも高くできる空気調和機を得るこ
とを目的とする。また、再熱除湿運転において、吹出し
空気の除湿量と温度とを自由に調整可能な空気調和機を
得ることを目的とする。また、再熱除湿運転において、
熱ロスが小さく、効率の良い空気調和機を得ることを目
的とする。また、再熱除湿運転において、吹出し空気の
温度、湿度が一様である空気調和機を得ることを目的と
する。さらに、再熱除湿運転が可能であるとともに、吹
出し空気の状態を自由に調整可能な空気調和機を得るこ
とを目的とする。さらに、再熱除湿運転とともに通常の
冷房運転が可能であり、通常の冷房運転においても効率
の低下がない空気調和機を得ることを目的とする。さら
に、信頼性の高い空気調和機を得ることを目的とする。
さらに、地球環境に悪影響を与えない空気調和機を得る
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室
内熱交換器を備えた空気調和機であって、室内熱交換器
は、第１室内熱交換器及び第２室内熱交換器から一体構
成され、第１室内熱交換器は、第１圧縮機、第１室外熱
交換器及び第１絞り装置とともに第１冷凍サイクルを構
成し、第２室内熱交換器は、第２圧縮機、第２室外熱交
換器及び第２絞り装置とともに第２冷凍サイクルを構成
し、第１冷凍サイクルで暖房運転を行い、同時に第２冷
凍サイクルで冷房運転を行うものである。

【００１０】また、本発明の請求項２に係る空気調和機
は、請求項１記載の空気調和機において、第１室内熱交
換器を再熱用熱交換器とし、第２室内熱交換器を除湿用
熱交換器とするものである。

【００１１】また、本発明の請求項３に係る空気調和機
は、請求項１または請求項２記載の空気調和機におい
て、第１圧縮機及び第２圧縮機は、容量制御装置を備え
たものである。

【００１２】また、本発明の請求項４に係る空気調和機
は、請求項３の空気調和機において、除湿量は第２圧縮
機の容量制御装置で調節し、空気温度は第１圧縮機の容
量制御装置で調整するものである。

【００１３】また、本発明の請求項５に係る空気調和機
は、請求項１〜４のいずれかの空気調和機において、室
内熱交換器は、上段側を第１室内熱交換器とし、下段側
を第２室内熱交換器としたものである。

【００１４】また、本発明の請求項６に係る空気調和機
は、請求項５の空気調和機において、第１室内熱交換器
の冷媒の流れ方向は、風向に対して対向流とし、第２室
内熱交換器の冷媒の流れ方向は、風向に対して並行流と
したものである。

【００１５】また、本発明の請求項７に係る空気調和機
は、請求項１〜４のいずれかにの空気調和機において、
室内熱交換器を風上側に第２室内熱交換器、風下側に第
１熱交換器の配置としたものである。

【００１６】また、本発明の請求項８に係る空気調和機
は、請求項１〜７の空気調和機において、箱体の中に室
内熱交換器、送風機を収納して室内ユニットを構成し、
室内熱交換器で熱交換した空気を室内ユニットに接続さ
れたダクトから室内へ送風するダクト式室内ユニットを
備えたものである。

【００１７】また、本発明の請求項９に係る空気調和機
は、請求項１〜８のいずれかの空気調和機において、第
１冷凍サイクル及び第２冷凍サイクル共に冷房運転する
か、またはどちらか一方で冷房運転し、他方は運転停止
とするものである。

【００１８】本発明の請求項１０に係る空気調和機は、
請求項１〜９のいずれかの空気調和機において、圧縮機
の冷凍機油として、冷媒に弱溶解性の冷凍機油を用いた
ものである。

【００１９】また、本発明の請求項１１に係る空気調和
機は、請求項１〜１０のいずれかの空気調和機におい
て、冷凍サイクルに使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒ま
たはＨＣ冷媒を用いたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態1に係る空気調和機の冷凍サイクルを示す冷
媒回路図である。なお、図1の冷凍サイクルは再熱除湿
運転時の状態を示しており、図１０で説明した従来と同
一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。

【００２１】図において、１ａは第１圧縮機、１ｂは第
２圧縮機、２ａは第１四方弁、２ｂは第２四方弁、５ａ
は第１絞り装置、５ｂは第２絞り装置、６ａは第１室外
熱交換器、６ｂは第２室外熱交換器、１０ａは第１冷凍
サイクル、１０ｂは第２冷凍サイクルである。なお、再
熱除湿運転時は第１四方弁２ａは暖房モード、第２四方
弁２ｂは冷房モードとなっている。

【００２２】次に、このように構成された冷凍サイクル
において、再熱除湿運転時の動作を図1を参照しながら
説明する。まず、第１冷凍サイクル１０ａは暖房モード
で運転されており、第１圧縮機１ａより高温高圧のガス
冷媒が吐出し、第１四方弁２ａを通ったのち、第１室内
熱交換器３ａに流入する。第１室内熱交換器３ａに流入
した高温高圧ガス冷媒は、第１室内熱交換器３ａを通る
室内空気と熱交換され、低乾き度の二相冷媒または液冷
媒に凝縮され第１室内熱交換器３ａを流出する。なお第
１室内熱交換器３ａを通った室内空気は高温となる。第
１室内熱交換器３ａを流出した低乾き度二相冷媒または
液冷媒は、第１絞り装置５ａで低圧低温の二相冷媒とな
って第１室外熱交換器６ａに流入する。ここで第１室外
熱交換器６ａを通った外気と熱交換され、高乾き度の二
相冷媒またはガス冷媒まで蒸発され、第１四方弁２ａを
通って第１圧縮機１ａに吸入される。

【００２３】次に、第２冷凍サイクル１０ｂは冷房モー
ドで運転されており、第２圧縮機２ｂより高温高圧のガ
ス冷媒が吐出し、第２四方弁２ｂを通ったのち、第２室
外熱交換器６ｂに流入する。第２室外熱交換器６ｂに流
入した高温高圧ガス冷媒は、第２室外熱交換器６ｂを通
る外気と熱交換され、低乾き度の二相冷媒または液冷媒
に凝縮され、第２室外熱交換器６ｂを流出する。第２室
外熱交換器６ｂを流出した低乾き度二相冷媒または液冷
媒は、第２絞り装置５ｂで低圧低温の二相冷媒となって
第２室内熱交換器３ｂに流入する。ここで第２室内熱交
換器３ｂを通った室内空気と熱交換され、高乾き度の二
相冷媒またはガス冷媒まで蒸発され、第２四方弁２ｂを
通って第２圧縮機２ｂに吸入される。なお、第２室内熱
交換器３ｂを通った室内空気は冷却されて低温となり、
さらに露点温度以下の熱交換器表面にて室内空気中の水
蒸気が凝縮し、第２室内熱交換器を通ったあとの室内空
気は低温かつ低湿度の状態となる。第１室内熱交換器３
ａで加熱された室内空気と第２室内熱交換器３ｂで冷却
除湿された室内空気は出口で混合され室内ユニットより
吹出される。

【００２４】ここで、図２に示すように第１圧縮機１ａ
および第２圧縮機１ｂは、それぞれインバータ駆動装置
６０ａ、６０ｂにて駆動される容量可変型である場合の
運転制御について図３のフローチャートを用いて説明す
る。除湿用熱交換器となる第２室内熱交換器３ｂの蒸発
温度は、第２圧縮機の運転周波数を調整することによ
り、広範囲に設定することが可能となり、それに伴なっ
て除湿量も広い範囲で調整することが可能となる。した
がって再熱除湿運転開始時、要求される除湿量に対して
目標蒸発温度Teoを設定し、現在の蒸発温度Teが目標蒸
発温度Teoに近づくように第２圧縮機運転周波数を制御
する。即ち、図３に示すように、目標蒸発温度Teoと検
出蒸発温度Teの差（ΔTe）を算出し、Δte＜０の場合
は、第２圧縮機の周波数を大きくし、Δte＞０の場合
は、第２圧縮機の周波数を小さくする。

【００２５】一方、再熱用熱交換器となる第１室内熱交
換器３ａの凝縮温度は、第１圧縮機の運転周波数を調整
することにより、広範囲に設定することが可能となり、
それに伴なって再熱量を広い範囲で調整して吹出し空気
温度を変え、結果的に室内空気温度を調節することが可
能となる。したがって再熱除湿運転開始時、要求される
室内空気温度に対して目標凝縮温度Tcoを設定し、現在
の凝縮温度Tcが目標凝縮温度Tcoに近づくように第１圧
縮機運転周波数を制御する。即ち、図３に示すように、
目標凝縮温度Tcoと検出凝縮温度Tcの差（ΔTc）を算出
し、ΔTc＞０の場合は、第１圧縮機の周波数を小さく
し、ΔTc＜０の場合は、第１圧縮機の周波数を大きくす
る。以上のように、第１圧縮機と第２圧縮機の運転周波
数を組合せることにより、除湿量と室内空気温度を広範
囲で調整することが可能となり、さらに従来不可能であ
った吸込み空気温度よりも吹出し空気温度を高くするこ
とも可能となる。

【００２６】前記のように実施の形態１によれば、再熱
除湿運転を実施する場合、第１冷凍サイクルと第２冷凍
サイクルが冷凍サイクル上完全に独立しており、第２圧
縮機運転周波数により除湿用熱交換器の蒸発温度を自由
に制御し、第１圧縮機運転周波数により再熱用熱交換器
の凝縮温度を自由に制御できるため、除湿量と吹出し空
気温度を広範囲に、かつ任意に設定することが可能とな
り、使用者の要求にあった空気状態を作り出し、快適感
を与えることができる。また、中間期冬期など室温が低
い時も除湿運転が可能となるため、窓への結露防止など
新しい機能を提供することができる。

【００２７】なお、図３で説明した制御フローチャート
は、図４で示す制御フローチャートのように第２圧縮機
運転周波数は除湿用熱交換器の蒸発温度を制御する代わ
りに、除湿運転により結果的に変化する吸込み空気湿度
Haが目標空気湿度Haoとなるように制御しても同様の効
果が得られる。即ち、図４で、目標空気湿度Haoと検出
吸込み空気湿度Haの差（ΔHa）を算出し、Δha＜０の場
合は、第２圧縮機の周波数を大きくし、ΔTc＞０の場合
は、第２圧縮機の周波数を小さくする。また、第１圧縮
機運転周波数は、再熱用熱交換器の凝縮温度を制御する
代わりに再熱運転により結果的に変化する吸込み空気温
度Taが目標空気温度Taoとなるように制御しても同様の
効果が得られる。即ち、図４で、目標空気温度Taoと検
出吸込み空気温度Taの差（ΔTa）を算出し、ΔTa＜０の
場合は、第１圧縮機の周波数を小さくし、ΔTa＞０の場
合は、第１圧縮機の周波数を大きくする。

【００２８】なお、第１、第２圧縮機１ａ、１ｂの容量
を制御する容量制御装置は、インバータ駆動装置６０
ａ、６０ｂの他、公知の圧縮機の容量を制御する容量制
御装置を使ってもよい。

【００２９】また、図１の冷凍サイクルの空気調和機に
おいて、第１、第２圧縮機は容量制御装置を備えていな
くても、図２の冷凍サイクルと同様に、目標温度又は目
標湿度の設定、現状の温度又は湿度の検知、両者の比
較、比較結果により第１、第２圧縮機のＯＮ−ＯＦＦ制
御を組合せることにより、ほぼ同様の効果を得ることが
できる。

【００３０】また、前記の目標凝縮温度の設定、目標蒸
発温度の設定、目標空気温度の設定及び目標空気湿度の
設定、前記の凝縮温度の検知、蒸発温度の検知、吸込み
空気温度の検知及び吸込み空気湿度の検知、前記の設定
目標値と検出値との比較と比較結果による容量制御装置
の制御等は、それぞれ、公知の設定手段、検知手段及び
制御手段で行う。

【００３１】また、通常の冷房運転においては、負荷の
大小に応じて、第１冷凍サイクル及び第２冷凍サイクル
を共に冷房運転するか、一方で冷房運転し、他方の運転
は停止する。本実施の形態では、従来の除湿用絞り装置
など通常冷房運転時に効率を悪化させる部品を用いてい
ないため、通常冷房運転時においても本来の冷凍サイク
ルにおける効率にて運転することができる。

【００３２】実施の形態２．図５は、本発明の実施の形
態２に係る空気調和機に用いられる室内熱交換器の再熱
除湿運転時の構成図であり、実施の形態１の室内熱交換
器３の具体的な構成例を示す。図５において、白抜き矢
印は風の流れ方向、黒矢印は冷媒の流れ方向を示す。室
内熱交換器３は、段方向で２分割されており、上段側の
第１室内熱交換器３ａは再熱用熱交換器、下段側の第２
熱交換器３ｂは除湿用熱交換器として用いられている。
また、再熱用熱交換器である第１室内熱交換器３ａの冷
媒の流れ方向は風向に対して対向流であり、除湿用熱交
換器である第２室内熱交換器３ｂの冷媒の流れ方向は風
向に対して並行流となっている。

【００３３】図６は、再熱用熱交換器内を流れる冷媒の
温度変化と空気の温度変化を示しており、過熱ガスで入
った冷媒は熱交換が進むにつれて温度が低下し、熱交換
器中間ではほぼ温度が一定の二相冷媒となる。さらに出
口側では過冷却液冷媒となり、再び温度が低下する。一
方空気側は冷媒によって加熱され、入口から出口へ向か
って温度が上昇する。

【００３４】図７は、除湿用熱交換器内を流れる冷媒の
温度変化と空気の温度変化を示す。除湿用熱交換器には
二相冷媒として流入するが、熱交換器内の圧力損失によ
り冷媒温度は入口から出口へ向かって低下する。一方空
気側は冷媒によって冷却され、入口から出口へ向かって
温度が低下する。

【００３５】以上のように、室内熱交換器を段方向で分
割し、上段側の第１室内熱交換器３ａを再熱用熱交換
器、下段側の第２熱交換器３ｂを除湿用熱交換器として
いるため、再熱用熱交換器と除湿用熱交換器の接触部の
面積が小さく、再熱用熱交換器と除湿用熱交換器の間の
熱ロスを小さくすることが可能となり、効率の良い再熱
除湿運転をすることができる。さらに、分割部に断熱材
を挿入することにより、熱ロスを抑えることができる。
また、除湿用熱交換器を再熱用熱交換器の下側に位置す
ることにより、除湿用熱交換器の表面に結露した露が再
熱用熱交換器に触れることを防ぎ、結露水の再蒸発を防
止することができる。また、再熱用熱交換器である第１
室内熱交換器３ａの冷媒の流れ方向は風向に対して対向
流、除湿用熱交換器である第２室内熱交換器３ｂの冷媒
の流れ方向は風向に対して並行流としているため、再熱
用熱交換器、除湿用熱交換器ともに入口から出口まで全
領域で冷媒と空気の温度差を確保することが可能となり
効率の良い熱交換を行うことができる。

【００３６】実施の形態３．図８は、本発明の実施の形
態３に係る空気調和機に用いられる室内熱交換器の再熱
除湿運転時の構成図であり、白抜き矢印は風の流れ方
向、黒矢印は冷媒の流れ方向を示す。本実施の形態の室
内熱交換器も実施の形態１の室内熱交換器３の具体的な
別の構成例を示す。図８において、室内熱交換器は列方
向で２分割されており、風下側の第１室内熱交換器３ａ
は再熱用熱交換器、風上側の第２室内熱交換器３ｂは除
湿用熱交換器として用いられている。

【００３７】以上のように、室内熱交換器は列方向で２
分割され、風下側の第１室内熱交換器３ａは再熱用熱交
換器、風上側の第２室内熱交換器３ｂは除湿用熱交換器
となるように用いられるため、除湿用熱交換器３ｂにお
いて空気が通過する前面面積を広く取ることが可能とな
り、効率良く除湿することができる。また、除湿用熱交
換器を通過し、冷却除湿された空気をすべて再熱用熱交
換器へ通すことができるため、室内熱交換器出口空気の
温度を一様とすることができる。

【００３８】実施の形態４．図９は、本発明の実施の形
態４に係る空気調和機の構成図である。本空気調和機
は、実施の形態１の空気調和機の具体的な構成例を示し
ている。図において、４０ａは第１室外機、４０ｂは第
２室外機、４１ａ、４１ｂは第１室外機４０ａおよび第
２室外機４０ｂと室内ユニット５０内の第１室内熱交換
器３ａおよび第２室内熱交換器３ｂを接続する冷媒配
管、５１は室内ユニット５０内に配設され吸込み口５２
より室内空気を吸込み、室内ユニット吹出し口に接続さ
れたダクト５３より空気を吹出すための送風機である。

【００３９】以上のように、実施の形態４によれば、室
内ユニット５０は内部に第１室内熱交換器３ａおよび第
２室内熱交換器３ｂおよび送風機５１を有し、例えば再
熱除湿運転時は吸込み口５２より吸込んだ室内空気を第
１室内熱交換器３ａにて加熱、第２室内熱交換器３ｂに
て冷却除湿し、第１室内熱交換器３ａおよび第２室内熱
交換器３ｂをそれぞれ通過した空気を送風機５１で吸込
みながら混合し、室内ユニット５０の吹出し口に接続さ
れたダクト５３より室内側へ空気を送るダクト式室内ユ
ニットであるため、第１室内熱交換器３ａにて加熱され
た空気と第２室内熱交換器３ｂにて冷却除湿された空気
を均一に混合した状態で室内側へ送風することが可能と
なり、使用者に対して吹出し空気温度むらによる不快性
を与えることを防止できると共に、吹出し空気温度むら
による露付きなども防止することができる。

【００４０】実施の形態５.本発明の実施の形態５にお
いては、実施の形態１〜４の空気調和機に使用する冷凍
機油として冷媒に対して弱溶解性の油であるアルキルベ
ンゼン油を用いたものである。また、冷媒として、ＨＦ
Ｃ冷媒またはＨＣ冷媒を用いたものである。

【００４１】例えば、冷媒に対して弱溶解性の油である
アルキルベンゼン油は、非常に安定性が高い油として知
られており、水分などの異物が混入しても分解すること
なくスラッジの発生により冷媒回路が閉塞したりする危
険性が小さい。

【００４２】以上のように、本実施例の空気調和機は、
冷凍機油として非常に安定性が高い弱溶解性油であるア
ルキルベンゼン油を用いているため、設置工事などの
際、異物が混入してもシステムに故障を起こす危険性が
少なく高い信頼性を確保することができる。

【００４３】また、空気調和機に使用する冷媒として、
例えばＲ３２、Ｒ１３４ａ、Ｒ４１０Ａ，Ｒ４０７Ｃ、
Ｒ４０７Ｅ、Ｒ４０４ＡなどのＨＦＣ冷媒、または例え
ばＲ２９０、Ｒ６００ａなどのＨＣ冷媒を用いているた
め、オゾン層破壊など地球環境に悪影響を与えない空気
調和機を提供することができる。そこで、冷媒としてＨ
ＦＣ冷媒又はＨＣ冷媒を使用し、冷凍機油としてこれら
に弱溶解性であるアルキルベンゼン油を使用することに
より、安定性が高く、地球環境に悪影響を与えない空気
調和機を提供することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に係る
空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室
内熱交換器を備えた空気調和機であって、室内熱交換器
は、第１室内熱交換器及び第２室内熱交換器から一体構
成され、第１室内熱交換器は、第１圧縮機、第１室外熱
交換器及び第１絞り装置とともに第１冷凍サイクルを構
成し、第２室内熱交換器は、第２圧縮機、第２室外熱交
換器及び第２絞り装置とともに第２冷凍サイクルを構成
し、第１冷凍サイクルで暖房運転を行い、同時に第２冷
凍サイクルで冷房運転を行うものである。そこで、加熱
運転と冷却運転を組合せた運転を行うことによって、再
熱除湿運転はもとより、室内熱交換器出口の温度、湿度
等の空気状態を自由に調整することができる。

【００４５】また、本発明の請求項２に係る空気調和機
は、請求項１記載の空気調和機において、第１室内熱交
換器を再熱用熱交換器とし、第２室内熱交換器を除湿用
熱交換器とするものである。そこで、除湿量と吹出し温
度を調整することが可能な再熱除湿運転を実現すること
ができる。

【００４６】また、本発明の請求項３に係る空気調和機
は、請求項１または請求項２記載の空気調和機におい
て、第１圧縮機及び第２圧縮機は、容量制御装置を備え
たものである。そこで、除湿量と吹出し温度を広範囲に
調整することが可能となり、さらに吹出し空気温度を吸
込み空気温度よりも高くすることも可能となる。

【００４７】また、本発明の請求項４に係る空気調和機
は、請求項３の空気調和機において、除湿量は第２圧縮
機の容量制御装置で調節し、空気温度は第１圧縮機の容
量制御装置で調整するものである。そこで、除湿用熱交
換器の蒸発温度や再熱用熱交換器の凝縮温度を自由に制
御できるため、除湿量と吹出し空気温度を広範囲の中で
任意に設定することが可能となり、使用者の要求にあっ
た空気状態を作り出し快適感を与えることができるま
た、中間期冬期など室温が低い時も除湿運転が可能とな
るため、窓への結露防止など新しい機能を提供すること
ができる。

【００４８】また、本発明の請求項５に係る空気調和機
は、請求項１〜４のいずれかの空気調和機において、室
内熱交換器は、上段側を第１室内熱交換器とし、下段側
を第２室内熱交換器としたものである。そこで、再熱用
熱交換器と除湿用熱交換器の接触部の面積が小さく、再
熱用熱交換器と除湿用熱交換器の間の熱ロスを小さくす
ることが可能となり、効率の良い再熱除湿運転をするこ
とができる。また、除湿用熱交換器を再熱用熱交換器の
下側に位置することにより、除湿用熱交換器の表面に結
露した露が再熱用熱交換器に触れることを防ぎ、結露水
の再蒸発を防止することができる。

【００４９】また、本発明の請求項６に係る空気調和機
は、請求項５の空気調和機において、第１室内熱交換器
の冷媒の流れ方向は、風向に対して対向流とし、第２室
内熱交換器の冷媒の流れ方向は、風向に対して並行流と
したものである。そこで、再熱用熱交換器、除湿用熱交
換器ともに入口から出口まで全領域で冷媒と空気の温度
差を確保することが可能となり効率の良い熱交換を行う
ことができる。

【００５０】また、本発明の請求項７に係る空気調和機
は、請求項１〜４のいずれかにの空気調和機において、
室内熱交換器を風上側に第２室内熱交換器、風下側に第
１熱交換器の配置としたものである。そこで、除湿用熱
交換器３ｂにおいて空気が通過する前面面積を広く取る
ことが可能となり、効率良く除湿することができる。ま
た、除湿用熱交換器を通過し、冷却除湿された空気をす
べて再熱用熱交換器へ通すことができるため、室内熱交
換器出口空気の温度を一様とすることができる。

【００５１】また、本発明の請求項８に係る空気調和機
は、請求項１〜７の空気調和機において、箱体の中に室
内熱交換器、送風機を収納して室内ユニットを構成し、
室内熱交換器で熱交換した空気を室内ユニットに接続さ
れたダクトから室内へ送風するダクト式室内ユニットを
備えたものである。そこで、室内熱交換器の第１室内熱
交換器にて加熱された空気と第２室内熱交換器にて冷却
除湿された空気を均一に混合した状態で室内側へ送風す
ることが可能となり、使用者に対して吹出し空気温度む
らによる不快性を与えることを防止できると共に、吹出
し空気温度むらによる露付きなども防止することができ
る。

【００５２】また、本発明の請求項９に係る空気調和機
は、請求項１〜８のいずれかの空気調和機において、第
１冷凍サイクル及び第２冷凍サイクル共に冷房運転する
か、またはどちらか一方で冷房運転し、他方は運転停止
とするものである。そこで、本冷凍サイクルには従来の
除湿用絞り装置など通常冷房運転時に効率を悪化させる
部品を用いていないため、通常冷房運転時においても本
来の冷凍サイクルにおける効率にて運転することができ
る。

【００５３】また、本発明の請求項１０に係る空気調和
機は、請求項１〜９のいずれかの空気調和機において、
圧縮機の冷凍機油として、冷媒に弱溶解性の冷凍機油を
用いたものである。そこで、設置工事などの際、異物が
混入してもシステムに故障を起こす危険性が少なく高い
信頼性を確保することができる。

【００５４】また、本発明の請求項１１に係る空気調和
機は、請求項１〜１０のいずれかの空気調和機におい
て、冷凍サイクルに使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒ま
たはＨＣ冷媒を用いたものである。そこで、空気調和機
において、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒を用いているた
め、オゾン層破壊や地球温暖化など地球環境に悪影響を
与えない空気調和機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態1に係る空気調和機の冷
凍サイクルを示す冷媒回路図である。

【図２】本発明の実施の形態1に係る空気調和機の冷
凍サイクルを示す別の冷媒回路図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の再
熱除湿運転の制御フローチャートである。

【図４】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の再
熱除湿運転の別の制御フローチャートである。

【図５】本発明の実施の形態２に係る空気調和機に用
いられる室内熱交換器の構成図である。

【図６】本発明の実施の形態２に係る空気調和機に用
いられる室内熱交換器の再熱用熱交換器内の冷媒と空気
の温度変化を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態２に係る空気調和機に用
いられる室内熱交換器の除湿用熱交換器内の冷媒と空気
の温度変化を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態３に係る空気調和機に用
いられる室内熱交換器の構成図である。

【図９】本発明の実施の形態４に係る空気調和機の構
成図である。

【図１０】従来の空気調和機の冷凍サイクルを示す冷
媒回路図である。

【符号の説明】

１圧縮機、１ａ第１圧縮機、１ｂ第２圧縮機、３
室内熱交換器、３ａ第１室内熱交換器、３ｂ第２
室内熱交換器、５絞り装置、５ａ第１絞り装置、５
ｂ第２絞り装置、６室外熱交換器、６ａ第１室外
熱交換器、６ｂ第２室外熱交換器、１０ａ第１冷凍
サイクル、１０ｂ第２冷凍サイクル、５０室内ユニ
ット、５１送風機、５３ダクト、６０容量制御装
置。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月１日（２００１．１１．
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】空気調和機 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１５年２月３日（２００３．２．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項９】前記室内熱交換器は、上段側を第１室内
熱交換器とし、下段側を第２室内熱交換器としたことを
特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の空気調和
機。

【請求項１０】第１室内熱交換器の冷媒の流れ方向
は、風向に対して対向流とし、第２室内熱交換器の冷媒
の流れ方向は、風向に対して並行流としたことを特徴と
する請求項９記載の空気調和機。

【請求項１１】前記室内熱交換器を風上側に第２室内
熱交換器、風下側に第１熱交換器の配置としたことを特
徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の空気調和機。

【請求項１２】箱体の中に前記室内熱交換器、送風機
を収納して室内ユニットを構成し、前記室内熱交換器で
熱交換した空気を前記室内ユニットに接続されたダクト
から室内へ送風するダクト式室内ユニットを備えたこと
を特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の
空気調和機。

【請求項１３】前記第１冷凍サイクル及び第２冷凍サ
イクル共に冷房運転するか、またはどちらか一方で冷房
運転し、他方は運転停止とすることを特徴とする請求項
１〜１２のいずれかに記載の空気調和機。

【請求項１４】前記圧縮機の冷凍機油として、冷媒に
弱溶解性の冷凍機油を用いたことを特徴とする請求項１
〜１３のいずれかに記載の空気調和機。

【請求項１５】前記冷凍サイクルに使用する冷媒とし
て、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒を用いたことを特徴とす
る請求項１〜１４のいずれかに記載の空気調和機。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】また、本発明の請求項４〜請求項８に係る
空気調和機は、それぞれ、除湿量を第２圧縮機の容量制
御装置で調節し、空気温度を第１圧縮機の容量制御装置
で調整するものであり、再熱除湿運転により、再熱用熱
交換器の検出凝縮温度が目標凝縮温度に近づくように第
１圧縮機の運転周波数を制御するものであり、再熱除湿
運転により、除湿用熱交換器の蒸発温度が目標蒸発温度
に近づくように第２圧縮機の運転周波数を制御するもの
であり、再熱除湿運転により、再熱用熱交換器の検出吸
込み空気温度が目標空気温度となるように第１圧縮機の
運転周波数を制御するものであり、また、再熱除湿運転
により、除湿用熱交換器の吸込み空気湿度が目標空気湿
度となるように第２圧縮機の運転周波数を制御するもの
である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】また、本発明の請求項９に係る空気調和機
は、室内熱交換器を、上段側を第１室内熱交換器とし、
下段側を第２室内熱交換器としたものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】また、本発明の請求項１０に係る空気調和
機は、第１室内熱交換器の冷媒の流れ方向を、風向に対
して対向流とし、第２室内熱交換器の冷媒の流れ方向
を、風向に対して並行流としたものである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】また、本発明の請求項１１に係る空気調和
機は、室内熱交換器を風上側に第２室内熱交換器、風下
側に第１熱交換器の配置としたものである。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】また、本発明の請求項１２に係る空気調和
機は、箱体の中に室内熱交換器、送風機を収納して室内
ユニットを構成し、室内熱交換器で熱交換した空気を室
内ユニットに接続されたダクトから室内へ送風するダク
ト式室内ユニットを備えたものである。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】また、本発明の請求項１３に係る空気調和
機は、第１冷凍サイクル及び第２冷凍サイクル共に冷房
運転するか、またはどちらか一方で冷房運転し、他方は
運転停止とするものである。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】本発明の請求項１４に係る空気調和機は、
圧縮機の冷凍機油として、冷媒に弱溶解性の冷凍機油を
用いたものである。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】本発明の請求項１５に係る空気調和機は、
冷凍サイクルに使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒または
ＨＣ冷媒を用いたものである。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】また、本発明の請求項４〜請求項８に係る
空気調和機は、それぞれ、除湿量を第２圧縮機の容量制
御装置で調節し、空気温度を第１圧縮機の容量制御装置
で調整するものであり、再熱除湿運転により、再熱用熱
交換器の検出凝縮温度が目標凝縮温度に近づくように第
１圧縮機の運転周波数を制御するものであり、再熱除湿
運転により、除湿用熱交換器の蒸発温度が目標蒸発温度
に近づくように第２圧縮機の運転周波数を制御するもの
であり、再熱除湿運転により、再熱用熱交換器の検出吸
込み空気温度が目標空気温度となるように第１圧縮機の
運転周波数を制御するものであり、また、再熱除湿運転
により、除湿用熱交換器の吸込み空気湿度が目標空気湿
度となるように第２圧縮機の運転周波数を制御するもの
である。そこで、除湿用熱交換器の蒸発温度や再熱用熱
交換器の凝縮温度を自由に制御できるため、除湿量と吹
出し空気温度を広範囲の中で任意に設定することが可能
となり、使用者の要求にあった空気状態を作り出し快適
感を与えることができるまた、中間期冬期など室温が低
い時も除湿運転が可能となるため、窓への結露防止など
新しい機能を提供することができる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】また、本発明の請求項９に係る空気調和機
は、室内熱交換器を、上段側を第１室内熱交換器とし、
下段側を第２室内熱交換器としたものである。そこで、
再熱用熱交換器と除湿用熱交換器の接触部の面積が小さ
く、再熱用熱交換器と除湿用熱交換器の間の熱ロスを小
さくすることが可能となり、効率の良い再熱除湿運転を
することができる。また、除湿用熱交換器を再熱用熱交
換器の下側に位置することにより、除湿用熱交換器の表
面に結露した露が再熱用熱交換器に触れることを防ぎ、
結露水の再蒸発を防止することができる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】また、本発明の請求項１０に係る空気調和
機は、第１室内熱交換器の冷媒の流れ方向を、風向に対
して対向流とし、第２室内熱交換器の冷媒の流れ方向
を、風向に対して並行流としたものである。そこで、再
熱用熱交換器、除湿用熱交換器ともに入口から出口まで
全領域で冷媒と空気の温度差を確保することが可能とな
り効率の良い熱交換を行うことができる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】また、本発明の請求項１１に係る空気調和
機は、室内熱交換器を風上側に第２室内熱交換器、風下
側に第１熱交換器の配置としたものである。そこで、除
湿用熱交換器において空気が通過する前面面積を広く取
ることが可能となり、効率良く除湿することができる。
また、除湿用熱交換器を通過し、冷却除湿された空気を
すべて再熱用熱交換器へ通すことができるため、室内熱
交換器出口空気の温度を一様とすることができる。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】また、本発明の請求項１２に係る空気調和
機は、箱体の中に室内熱交換器、送風機を収納して室内
ユニットを構成し、室内熱交換器で熱交換した空気を室
内ユニットに接続されたダクトから室内へ送風するダク
ト式室内ユニットを備えたものである。そこで、室内熱
交換器の第１室内熱交換器にて加熱された空気と第２室
内熱交換器にて冷却除湿された空気を均一に混合した状
態で室内側へ送風することが可能となり、使用者に対し
て吹出し空気温度むらによる不快性を与えることを防止
できると共に、吹出し空気温度むらによる露付きなども
防止することができる。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】また、本発明の請求項１３に係る空気調和
機は、第１冷凍サイクル及び第２冷凍サイクル共に冷房
運転するか、またはどちらか一方で冷房運転し、他方は
運転停止とするものである。そこで、本冷凍サイクルに
は従来の除湿用絞り装置など通常冷房運転時に効率を悪
化させる部品を用いていないため、通常冷房運転時にお
いても本来の冷凍サイクルにおける効率にて運転するこ
とができる。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】本発明の請求項１４に係る空気調和機は、
圧縮機の冷凍機油として、冷媒に弱溶解性の冷凍機油を
用いたものである。そこで、設置工事などの際、異物が
混入してもシステムに故障を起こす危険性が少なく高い
信頼性を確保することができる。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５４】また、本発明の請求項１５に係る空気調和
機は、冷凍サイクルに使用する冷媒として、ＨＦＣ冷媒
またはＨＣ冷媒を用いたものである。そこで、空気調和
機において、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒を用いているた
め、オゾン層破壊や地球温暖化など地球環境に悪影響を
与えない空気調和機を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２４Ｆ 13/30 Ｆ２４Ｆ 1/00 ３９１Ａ (72)発明者横山博東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3L051 BE05 BG06 BJ03 BJ10 3L060 AA06 DD02 EE02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、室外熱交換器、絞り装置及び室
内熱交換器を備えた空気調和機であって、前記室内熱交換器は、第１室内熱交換器及び第２室内熱
交換器から一体構成され、前記第１室内熱交換器は、第１圧縮機、第１室外熱交換
器及び第１絞り装置とともに第１冷凍サイクルを構成
し、前記第２室内熱交換器は、第２圧縮機、第２室外熱交換
器及び第２絞り装置とともに第２冷凍サイクルを構成
し、前記第１冷凍サイクルで暖房運転を行い、同時に前記第
２冷凍サイクルで冷房運転を行うことを特徴とする空気
調和機。
【請求項２】前記第１室内熱交換器を再熱用熱交換器
とし、前記第２室内熱交換器を除湿用熱交換器とするこ
とを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機は、
容量制御装置を備えたことを特徴とする請求項１または
請求項２記載の記載の空気調和機。
【請求項４】除湿量は第２圧縮機の容量制御装置で調
節し、空気温度は第１圧縮機の容量制御装置で調整する
ことを特徴とする請求項３記載の空気調和機。
【請求項５】前記室内熱交換器は、上段側を第１室内
熱交換器とし、下段側を第２室内熱交換器としたことを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和
機。
【請求項６】第１室内熱交換器の冷媒の流れ方向は、
風向に対して対向流とし、第２室内熱交換器の冷媒の流
れ方向は、風向に対して並行流としたことを特徴とする
請求項５記載の空気調和機。
【請求項７】前記室内熱交換器を風上側に第２室内熱
交換器、風下側に第１熱交換器の配置としたことを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項８】箱体の中に前記室内熱交換器、送風機を
収納して室内ユニットを構成し、前記室内熱交換器で熱
交換した空気を前記室内ユニットに接続されたダクトか
ら室内へ送風するダクト式室内ユニットを備えたことを
特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の空気
調和機。
【請求項９】前記第１冷凍サイクル及び第２冷凍サイ
クル共に冷房運転するか、またはどちらか一方で冷房運
転し、他方は運転停止とすることを特徴とする請求項１
〜８のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項１０】前記圧縮機の冷凍機油として、冷媒に
弱溶解性の冷凍機油を用いたことを特徴とする請求項１
〜９のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項１１】前記冷凍サイクルに使用する冷媒とし
て、ＨＦＣ冷媒またはＨＣ冷媒を用いたことを特徴とす
る請求項１〜１０のいずれかに記載の空気調和機。