JPH06307705A - 空気調和機の湿度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は冷房運転を行った際の室内湿
度を適正に維持すると共に、輻射パネルの結露防止を未
然に達成することができる空気調和機の湿度制御方法を
提供するものである。 【構成】 本発明は圧縮機１、室内熱交換器７、四方弁
２、減圧装置５、室外熱交換器４からなる空気調和機を
冷房運転するに際して、室内空気の温度Ｔｅと湿度φを
検知して、その室内空気の露点Ｔｈを算出し、上記室内
熱交換器７の蒸発温度を室内空気の露点Ｔｈ以上あるい
は以下に調節すべく圧縮機１の回転数及び室内送風機６
の風量を調節して、室内空気の湿度を制御するようにし
たことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調和機を冷房運転し
た際に、室内湿度を適正な値になるように制御すること
ができる空気調和機の湿度制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機は図６に示すように、
冷媒を圧縮する能力可変な圧縮機１と、冷媒の流れを切
り替える四方弁２と、室外ファン３を備えた室外熱交換
器４と、減圧装置の一つであるキャピラリチュ−ブ５
と、室内ファン６を備えた室内熱交換器７と、この室内
熱交換器７と共に室内に輻射熱を放出する輻射パネル８
とを図示するように、冷媒配管９で接続してなるもので
ある。そして、冷房運転時には、図中実線矢印に示すよ
うに冷媒を流して室内の熱を室外熱交換器４から室外へ
放出することで室内の冷房を行い、反対に暖房運転時に
は、四方弁２を切り替えて図中破線矢印に示すように冷
媒を流して室外の熱を輻射パネル８及び室内熱交換器７
から室内に汲み上げることで室内の暖房を行うようにな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の空気調和機のコントロールは、室温をコントロー
ルするものであり、室温を検知して、圧縮機の周波数、
風量を制御するものであった。例えば、冷房制御におい
ては、設定温度Ｔｓに対して室温Ｔａを比較し、室温Ｔ
ａが設定温度Ｔｓに近づくと、風量を微風、圧縮機の運
転周波数（Ｈｚ）を下げることで、電力の無駄を省くと
共に、空調負荷に応じた運転を行うようにしている。し
かしながら、このような従来の制御方法は室温のみをコ
ントロールする方法であるため、室内熱交換器の蒸発温
度が低くなって、除湿を行い過ぎて室内が乾燥し、喉が
痛くなる等の不快な症状を招くことがあった。また、反
対に室内ファン６の風量が強の場合は室温は下がること
になるが、風量が多いため、室内熱交換器７の温度が上
がって空気中の水分が凝縮し難くなって湿度が下がら
ず、快適な室温を得るにはさらに圧縮機の回転数を上昇
させなければならず、多くの電力を必要とした。さら
に、室内熱交換器７と共に、特に暖房運転時において効
果を発揮する輻射パネル８を用いた場合はその表面にま
で結露してしまうため、冷房時にこの輻射パネル８を用
いることは難しかった。

【０００４】そこで、本発明はこの問題点を有効に解決
するために案出されたものであり、その目的は、冷房運
転を行った際の室内湿度を適正に維持すると共に、輻射
パネルの結露防止を未然に達成することができる空気調
和機の湿度制御方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は圧縮機、室内熱交換器、四方弁、減圧装置、
室外熱交換器からなる空気調和機の冷房運転時におい
て、室内空気の温度と湿度を検知して、その室内空気の
露点を算出し、上記室内熱交換器の蒸発温度を室内空気
の露点以上あるいは以下に調節すべく圧縮機の回転数、
室内送風機の回転数及び膨張機の絞りの開度を調節し
て、室内空気の湿度を制御するようにしたものであり、
また輻射パネルを用いた場合は、その冷媒出入口間にバ
イパス配管を設けて冷媒をバイパスさせて上記の制御を
行うようにしたものである。

【０００６】

【作用】本発明方法によれば、室内の乾燥を防ぐため、
すなわち結露防止運転を行う場合は、先ず、室内空気の
温度と湿度を検知して、その室内空気の露点を算出し、
算出された露点温度と室内熱交換器の温度とを比較して
露点温度が室内熱交換器温度より低い場合は結露しない
ので、そのまま運転を継続する。反対に、露点温度が室
内熱交換器温度より高い場合は室内熱交換器に室内水分
が結露するため、室内熱交換器の送風ファンの回転数を
多くして風量を増加させて室内熱交換器の温度を露点温
度より高くすることにより結露を防止することができ
る。また、この時、送風ファンの回転数を最大にしても
室内熱交換器の温度が露点温度より高くならない場合
は、圧縮機の運転周波数を低下させることで室内熱交換
器の温度を露点温度より高くすることになる。

【０００７】次に、湿度低下運転を行う場合は、上記と
同様にその室内空気の露点を算出し、算出された露点温
度と室内熱交換器の温度とを比較して露点温度が室内熱
交換器温度より高い場合は室内熱交換器に結露するた
め、そのまま運転を継続し、また、反対に、露点温度が
室内熱交換器温度より低い場合は結露しないため、送風
ファンの回転数を少なくすると共に、圧縮機の回転数を
増加させることで室内熱交換器温度を露点温度より低く
して除湿運転を行うことになる。また、輻射パネルを用
いた場合は、冷媒をバイパス配管側に流すようにして輻
射パネルへの結露を防止することになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
ながら説明する。

【０００９】図１は本発明に係るシステム制御系統図を
示したものである。このシステム制御は室内制御器と室
外制御器からなり、室内制御器には図３に示すように、
送風ファン付近に設けられた室内温度計１０，湿度計１
１と、室内熱交換器７に設けられた熱交換器温度計１２
あるいは輻射パネル８に設けられた輻射パネル温度計１
３とで測定された室内温度Ｔａ、室内湿度φ、熱交換器
温度Ｔｅあるいは輻射パネル温度、リモコン等から送ら
れる運転指令（運転モード、設定室温、湿度優先等）が
入力されるようになっており、これら各種入力信号に応
じて室内ファン６の回転数及び室外機への運転指令信号
が室外制御器（インバータ）に送られるようになってい
る。また、室外制御器には室内制御器よりの指令及び室
外温度などより能力可変圧縮機１の回転数、室外ファン
３の回転数、減圧装置５の開度をコントロールするよう
になっている。また、図３に示すように、輻射パネル８
の冷媒出入口間にはバイパス配管１４が接続されてお
り、冷房運転時には図示実線矢印に示すように冷媒をバ
イパスするようになっている。また、図２は室内温度Ｔ
ａと室内湿度φとから求められる露点温度Ｔｈを示した
データの一例であり、例えば、湿度φが９０％で、室温
Ｔａが２５℃の時には露点温度Ｔｈが２３．６℃であ
り、湿度φが５０％で室温Ｔａが２５℃の時には露点温
度Ｔｈが１４，１℃となる。そして、これらデータは予
め室内制御器に入力されており、室内温度Ｔａと室内湿
度φとを検知するだけで瞬時に露点温度Ｔｈを算出する
ようになっている。

【００１０】次に、本発明の制御方法を図４及び図５の
フローチャートを参照しながら説明する。先ず、冷房運
転時において室内の乾燥を防ぐためには、リモコンで結
露防止運転を選択する。すると、図４に示すように、室
内制御器は設定温度Ｔｓと室内温度Ｔａの差に応じて圧
縮機１の運転周波数（Ｈｚ）及び送風ファン６の風量を
所定の値に設定し、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓになる
まで通常の冷房運転を行う。次に、室内空気の温度Ｔａ
と湿度φを検知して、その室内空気の露点温度Ｔｈを算
出し、算出された露点温度Ｔｈと室内熱交換器の温度Ｔ
ｅとを比較して露点温度Ｔｈが室内熱交換器温度Ｔｅよ
り低い場合は結露しないので、そのまま運転を継続する
（ステップ１）。そして、露点温度Ｔｈが室内熱交換器
温度Ｔｅより高くなった場合は室内熱交換器７に室内水
分が結露するため、室内熱交換器７の送風ファン６の回
転数を多くして風量を１ステップ増加させて室内熱交換
器７の温度Ｔｅを露点温度Ｔｈより高くする。ここで送
風ファン６の風量が最大でない場合はさらにその風量を
増加させることになるが、最大の場合は風量による室内
熱交換器７の温度Ｔｅを上昇させることができないた
め、圧縮機１の運転周波数（Ｈｚ）を１ステップ減少さ
せる（ステップ２）ことにより、室内熱交換器７の温度
Ｔｅを露点温度Ｔｈより高くすることで室内熱交換器７
への結露を防止することができる。尚、冷媒を輻射パネ
ル８側にも流した場合は、さらに輻射パネル８側に輻射
パネル温度と室内温度から露点温度を算出して、輻射パ
ネル８の結露を防止することもできる。この場合、上述
したように、送風ファン６による温度制御ができないた
め、主に圧縮機１の運転周波数（Ｈｚ）を制御すること
で輻射パネル温度を露点温度より高くすることになる。

【００１１】次に、湿度低下運転を行う場合は、図５に
示すように、上記と同様その室内空気の露点温度Ｔｈを
算出し、算出された露点温度Ｔｈと室内熱交換器７の温
度Ｔｅとを比較して露点温度Ｔｈが室内熱交換器温度Ｔ
ｅより５ｄｅｇ以上高い場合は室内空気が室内熱交換器
７に結露して除湿するため、そのまま運転を継続する
（ステップ１）。尚、この時、輻射パネル８への結露を
防止するために、輻射パネル８の冷媒出入口にバイパス
配管１４を設け、三方弁１５を切り換えることによっ
て、予め輻射パネル８への冷媒の流れをバイパスしてお
くことになる。次に、ここで反対に露点温度Ｔｈが室内
熱交換器温度Ｔｅより５ｄｅｇ以下の場合は、室内熱交
換器７へ結露しないため、送風ファン６の風量を１ステ
ップ減少させて室内熱交換器温度Ｔｅを低下させる。そ
して、この時送風ファン６の風量が最小の場合は風量に
よる室内熱交換器７の温度Ｔｅをさらに低下させること
ができないため（ステップ２）、圧縮機１の運転周波数
（Ｈｚ）を１ステップ増加させることで室内熱交換器温
度を露点温度より低くして除湿運転を行うことになる。

【００１２】尚、従来の制御においては設定温度Ｔｓと
室温Ｔａとの差により運転周波数（Ｈｚ）と風量とが決
定されるが、本発明においては、結露防止運転及び湿度
低下運転を行うに際して従来のように運転周波数（Ｈ
ｚ）と風量とが決定された後、湿度を適正に制御すべく
その決定された風量を先ず調節し、その風量調節でも、
設定が適正でない時には、運転周波数（Ｈｚ）を調節し
て、上述のような湿度優先運転を行うことで快適な空調
を行うことができる。また、運転周波数（Ｈｚ）及び風
量の調節で冷凍サイクルの負荷が変動するが、減圧装置
としてのキャピラリチューブは、それに応じて減圧比を
自動調節する。この場合、キャピラリチューブの減圧能
力に限りがあるので、これに代って膨張弁を用い、圧縮
機の吸入温度で膨張弁の開度を自動制御することでサイ
クル負荷に応じた最適な開度調節が行えると共に、湿度
優先運転の運転範囲も可及的に広げることができる。

【００１３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、室内空気
の室温と湿度により露点を求めて、露点温度に応じて室
内熱交換器の温度をコントロールすることができるよう
にしたため、室内湿度の低下しすぎや高すぎることによ
る不都合が解消されて快適な空調が達成できると共に、
輻射パネルの結露が防止されるので、冷房運転時の使用
が可能となる等といった優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシステムの制御系統図
である。

【図２】湿度と室内温度から求められる露点温度表の部
分図である。

【図３】本発明に係る冷凍サイクルの一実施例を示す説
明図である。

【図４】結露防止運転の一実施例を示すフローチャート
図である。

【図５】湿度低下運転の一実施例を示すフローチャート
図である。

【図６】従来の輻射パネル付き冷凍サイクルの一実施例
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方弁 ４ 室外熱交換器 ５ 減圧装置 ７ 室内熱交換器 ８ 輻射パネル １４ バイパス配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、室内熱交換器、四方弁、減圧装
   置、室外熱交換器からなる空気調和機を冷房運転するに
   際して、室内空気の温度と湿度を検知して、その室内空
   気の露点を算出し、上記室内熱交換器の蒸発温度を室内
   空気の露点以上あるいは以下に調節すべく圧縮機の回転
   数及び室内送風機の回転数を調節して、室内空気の湿度
   を制御するようにしたことを特徴とする空気調和機の湿
   度制御方法。
2. 【請求項２】 圧縮機、室内熱交換器、四方弁、減圧装
   置、室外熱交換器、輻射パネルからなる空気調和機を冷
   房運転するに際して、輻射パネルの冷媒出入口間にバイ
   パス配管を設けて冷媒をバイパスすると共に、上記室内
   空気の温度と湿度を検知して、その室内空気の露点を算
   出し、上記室内熱交換器の蒸発温度を室内空気の露点以
   下に調節すべく圧縮機の回転数及び室内送風機の回転数
   を調節して、室内空気の湿度を制御するようにしたこと
   を特徴とする空気調和機の湿度制御方法。