| 【発明の名称】 |
空気調和機 |
| 【発明者】 |
【氏名】藁谷 至誠
【氏名】植草 常雄
【氏名】千葉 和夫
【氏名】佐々木 晃
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| 【要約】 |
【課題】凝縮器における冷媒の凝縮圧力を必要以上に高めることなく、再熱器における冷媒の凝縮圧力を高めて十分な再熱能力を得ることができ、これにより過剰な圧縮機動力を削減して省エネルギ運転が可能な空気調和機を提供する。
【解決手段】第１圧縮機１の冷媒吐出側配管と再熱器１２との間の配管に第２圧縮機３１を設け、第１圧縮機１から吐出される冷媒の一部を第２圧縮機３１によりさらに圧縮して再熱器１２に供給する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を順次に配管接続し且つ第１圧縮機の冷媒吐出側配管から蒸発器の冷媒流入側配管にかけて再熱器および第２減圧器を順次に配管接続した冷凍サイクルと、前記第１圧縮機の冷媒吐出側配管と前記再熱器との間の配管に設けた第２圧縮機と、前記第１圧縮機を運転し、前記第２圧縮機を停止し、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段と、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機を共に運転し、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環、および前記第１圧縮機、前記第２圧縮機、前記再熱器、前記第２減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段と、を具備したことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】 第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を順次に配管接続し且つ第１圧縮機の冷媒吐出側配管から蒸発器の冷媒流入側配管にかけて再熱器および第２減圧器を順次に配管接続した冷凍サイクルと、前記第１圧縮機の冷媒吐出側配管から前記再熱器への冷媒分流を制御するための制御弁と、この制御弁と前記再熱器との間の配管に設けた第２圧縮機と、前記第１圧縮機を運転し、前記第２圧縮機を停止し、前記制御弁による冷媒分流をオフし、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段と、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機を運転し、前記制御弁による冷媒分流をオンし、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環、および前記第１圧縮機、前記制御弁、前記第２圧縮機、前記再熱器、前記第２減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段と、を具備したことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の空気調和機において、室内温度を検知する室内温度センサと、室内湿度を検知する室内湿度センサと、前記室内温度センサの検知温度および前記室内湿度センサの検知湿度に応じて前記第１制御手段による冷房運転の実行および前記第２制御手段による冷房運転の実行のいずれかを選択する第３制御手段と、前記第２制御手段による冷房運転の実行時、前記第１圧縮機の圧縮比を低減する第４制御手段と、をさらに具備したことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】 第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を順次に配管接続し且つ第１圧縮機の冷媒吐出側配管から蒸発器の冷媒流入側配管にかけて再熱器および第２減圧器を順次に配管接続した冷凍サイクルと、前記第１圧縮機の冷媒吐出側配管と前記再熱器との間の配管に設けた第２圧縮機と、この第２圧縮機に対し並列に接続したバイパス配管と、前記第１圧縮機を運転し、前記第２圧縮機を停止し、前記バイパス配管を遮断し、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段と、前記第１圧縮機を運転し、前記第２圧縮機を停止し、前記バイパス配管を導通し、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環、および前記第１圧縮機、前記バイパス配管、前記再熱器、前記第２減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段と、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機を共に運転し、前記バイパス配管を遮断し、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環、および前記第１圧縮機、前記第２圧縮機、前記再熱器、前記第２減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第３制御手段と、を具備したことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】 第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を順次に配管接続し且つ第１圧縮機の冷媒吐出側配管から蒸発器の冷媒流入側配管にかけて再熱器および第２減圧器を順次に配管接続した冷凍サイクルと、前記第１圧縮機の冷媒吐出側配管から前記再熱器への冷媒分流を制御するための第１制御弁と、この第１制御弁と前記再熱器との間の配管に設けた第２圧縮機と、この第２圧縮機に対し並列に接続したバイパス配管と、このバイパス配管への冷媒流通を制御するための第２制御弁と、前記第１圧縮機を運転し、前記第２圧縮機を停止し、前記第１制御弁による冷媒分流をオフし、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段と、前記第１圧縮機を運転し、前記第２圧縮機を停止し、前記第１制御弁による冷媒分流および前記第２制御弁による冷媒流通を共にオンし、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環、および前記第１圧縮機、前記第１制御弁、前記第２制御弁、前記バイパス配管、前記再熱器、前記第２減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段と、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機を共に運転し、前記第１制御弁による冷媒分流をオンし、前記第２制御弁による冷媒分流をオフし、前記第１圧縮機、前記凝縮器、前記第１減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環、および前記第１圧縮機、前記第１制御弁、前記第２圧縮機、前記再熱器、前記第２減圧器、前記蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第３制御手段と、を具備したことを特徴とする空気調和機。
【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の空気調和機において、室内温度を検知する室内温度センサと、室内湿度を検知する室内湿度センサと、前記再熱器に流入する冷媒の圧力を検知する圧力センサと、前記室内温度センサの検知温度、前記室内湿度センサの検知湿度、および前記圧力センサの検知圧力に応じて、前記第１制御手段による冷房運転の実行、前記第２制御手段による冷房運転の実行、および前記第３制御手段による冷房運転の実行のいずれかを選択する第４制御手段と、前記第３制御手段による冷房運転の実行時、前記第１圧縮機の圧縮比を低減する第５制御手段と、をさらに具備したことを特徴とする空気調和機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電算機室や通信機室などに設置される年間冷房型の空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、通信機室や電算機室では、機器の発熱による冷房負荷が大きいため、年間にわたり冷房を行う必要がある。
【０００３】年間冷房型パッケージ空気調和機の年間運転効率いわゆるＣＯＰを上げる方法として、例えば特願昭６３−２０４４５０号に示されるものがある。この例では、外気温度が低い時に、圧縮機の圧縮比（吸入圧力と吐出圧力との比）をできるだけ小さくすることで、外気温度が高い時に比べて圧縮機動力を削減した運転が可能となっている。
【０００４】また、通信機室や電算機室では、空気調和機の室内ユニットからの吹出し空気の温湿度を厳密に制御することが要求される。
【０００５】吹出し空気の温湿度を制御する方法として、特願昭５７−２３１１９６号や特願昭６０―５７１４２号に示されるものがある。これらの例では、圧縮機容量を増大するか、蒸発器側送風機の風量を低減し、これにより蒸発器における冷媒の蒸発温度を露点温度以下に低下させることで積極的な除湿を行うようにしている。また、吹出し空気温度が低くなり過ぎた場合には、吹出し空気を再熱器に通してから室内に吹出すことにより、吹出し空気温度を最適な状態に調節するようにしている。
【０００６】再熱器を持つ年間冷房型パッケージ空気調和機の例を図３に示す。
【０００７】圧縮機１の冷媒吐出口に凝縮器（室外熱交換器）２が配管接続され、凝縮器２に受液器４および第１減圧器たとえば膨張弁５を介して蒸発器（室内熱交換器）６が配管接続される。蒸発器６には圧縮機１の冷媒吸込口が配管接続される。そして、圧縮機１の冷媒吐出側配管に制御弁として三方弁１１が設けられ、その三方弁１１から蒸発器６の冷媒流入側配管にかけて再熱器１２および第２減圧器たとえば減圧弁１３が順次に配管接続される。これにより、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０００８】三方弁１１は、圧縮機１の冷媒吐出側配管から再熱器１２への冷媒の分流を制御するためのもので、圧縮機１から凝縮器２への冷媒の流通を賄う第１流路と、冷媒吐出側配管から再熱器１２への冷媒の流通を賄う第２流路を有する。
【０００９】凝縮器２の近傍に凝縮側送風機（室外ファン）３が設けられる。凝縮側送風機３は、室外空気を吸込み、その吸込み空気を凝縮器２に供給する。
【００１０】蒸発器６および再熱器１２は互いに対向する位置に設けられ、その両熱交換器の近傍に蒸発側送風機７が設けられる。蒸発側送風機７は、室内空気を吸込み、その吸込み空気を蒸発器６および再熱器１２に通して室内に吹出す。
【００１１】この蒸発側送風機７により吸込まれる空気の風路（吹出し空気の風路でもよい）に室内温度センサ８および室内湿度センサ９が設けられる。
【００１２】２０は空気調和機全体を制御するコントローラで、このコントローラ２０に上記三方弁１１、室内温度センサ８、室内湿度センサ９、およびインバータ２１が接続される。インバータ２１は、商用交流電源の電圧を整流し、それを所定周波数の交流電圧に変換して出力する。この出力が圧縮機１に駆動電力として供給される。インバータ２１の出力周波数が変化することにより、圧縮機１の容量（＝圧縮比）が変化する。
【００１３】作用を説明する。
【００１４】圧縮機１はインバータ２１により駆動され、高圧のガス状冷媒を吐き出す。このガス冷媒は、凝縮器２へと導かれ、凝縮器側送風機３により送られる外気と熱交換することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。この液冷媒は、受液器４を通って膨張弁５へと導かれ、そこで滅圧されて低圧の液ガス混合冷媒となる。この液ガス混合冷媒は室内側の蒸発器６において、蒸発器側送風機７により送られる室内空気と熱交換することで蒸発し、低圧ガスの状態で、圧縮機１の吸入側へと導かれる。この冷媒の循環により、室内空気が冷却される。この冷却により室内空気から奪われた熱は、凝縮器２で外気に放出される。
【００１５】この冷房運転時、室内温度センサ８の検知温度に応じてインバータ２１の出力周波数が制御され、それに従って圧縮機１の容量が変化する。これにより、室内の冷房負荷に対応する冷房能力が発揮される。
【００１６】また、室内湿度センサ９の検知湿度と予め定められた目標湿度とが比較される。検知湿度が目標湿度より高くなった場合には、空気調和機は顕熱とともに潜熱を処理する必要がある。潜熱を処理するためには、室内空気を冷却する蒸発器６の温度を、そこを通過する空気の露点温度以下まで低下させ、空気中の水分を凝縮することにより実現できる。つまり、顕熱負荷要求以上に圧縮機１の容量が増大される。
【００１７】室内温度センサ８の検知温度が低くなり過ぎた場合には、三方弁１１の第２流路が開く（第１流路は開いたまま）。第２流路が開くと、圧縮機１から吐出される冷媒の一部が再熱器１２に流れ、その再熱器１２を経た冷媒が減圧弁１３を通って膨張弁５から蒸発器６への冷媒の流れに合流する。再熱器１２に流入した冷媒は、蒸発器６で冷却および除湿された空気に熱を奪われて液化する。これにより、室内への吹出し空気の温度が上昇し、冷え過ぎが防止される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】上記の空気調和機では、外気温度が低い場合に、圧縮機１の圧縮比（つまり容量）をできるだけ小さくすることで、凝縮器２での冷媒の凝縮圧力を低下させることができ、外気温度が高い場合に比べて圧縮機動力を削減した省エネルギ運転が可能となる。
【００１９】一方、空調対象となる室内の潜熱負荷が大きく、顕熱負荷が小さい場合には、室内への吹出し空気の温度が設定値以下に低下するため、再熱器の能力を上げる必要がある。
【００２０】ただし、圧縮機１の圧縮比をできるだけ小さくして省エネルギ運転を行う状況では、十分な再熱能力は確保できない。
【００２１】要するに、外気温度が低いために、圧縮機１の圧縮比を小さくして凝縮器２における冷媒の凝縮圧力を低く抑えた運転が可能な場合でも、再熱能力を高めるためには圧縮機１の圧縮比を大きくせざるを得ない状況があり、結果として、凝縮器２における冷媒の凝縮圧力が高くなり、エネルギの損失が避けられず、省エネルギ運転が困難である。
【００２２】この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、凝縮器における冷媒の凝縮圧力を必要以上に高めることなく、再熱器における冷媒の凝縮圧力を高めて十分な再熱能力を得ることができ、これにより過剰な圧縮機動力を削減して省エネルギ運転が可能な空気調和機を提供することを目的とする。
【００２３】また、この発明は、凝縮器における冷媒の凝縮圧力を必要以上に高めることなく、再熱器における冷媒の凝縮圧力を高めて十分な再熱能力を得ることができ、これにより過剰な圧縮機動力を削減して省エネルギ運転を可能とし、しかも室内への吹出し空気の温度・湿度を室内の潜熱負荷・顕熱負荷の大小に関係なく高い精度で制御することが可能な空気調和機を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の空気調和機は、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を順次に配管接続し且つ第１圧縮機の冷媒吐出側配管から蒸発器の冷媒流入側配管にかけて再熱器および第２減圧器を順次に配管接続した冷凍サイクルと、上記第１圧縮機の冷媒吐出側配管と上記再熱器との間の配管に設けた第２圧縮機と、上記第１圧縮機を運転し、上記第２圧縮機を停止し、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段と、上記第１圧縮機および上記第２圧縮機を共に運転し、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環、および第１圧縮機、第２圧縮機、再熱器、第２減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段と、を備える。
【００２５】すなわち、請求項１に係る発明では、第２制御手段による冷房運転の実行時、第１圧縮機から吐出される冷媒の一部が第２圧縮機側に分流してさらに圧縮され、この圧縮により昇圧した冷媒が再熱器に流れて凝縮する。
【００２６】請求項２に係る発明の空気調和機は、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を順次に配管接続し且つ第１圧縮機の冷媒吐出側配管から蒸発器の冷媒流入側配管にかけて再熱器および第２減圧器を順次に配管接続した冷凍サイクルと、上記第１圧縮機の冷媒吐出側配管から上記再熱器への冷媒分流を制御するための制御弁と、この制御弁と上記再熱器との間の配管に設けた第２圧縮機と、上記第１圧縮機を運転し、上記第２圧縮機を停止し、上記制御弁による冷媒分流をオフし、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段と、上記第１圧縮機および上記第２圧縮機を運転し、上記制御弁による冷媒分流をオンし、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環、および第１圧縮機、制御弁、第２圧縮機、再熱器、第２減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段と、を備える。
【００２７】請求項３に係る発明の空気調和機は、請求項１または請求項２に係る発明において、さらに、室内温度を検知する室内温度センサと、室内湿度を検知する室内湿度センサと、上記室内温度センサの検知温度および上記室内湿度センサの検知湿度に応じて上記第１制御手段による冷房運転の実行および上記第２制御手段による冷房運転の実行のいずれかを選択する第３制御手段と、上記第２制御手段による冷房運転の実行時、上記第１圧縮機の圧縮比を低減する第４制御手段と、を備える。
【００２８】請求項４に係る発明の空気調和機は、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を順次に配管接続し且つ第１圧縮機の冷媒吐出側配管から蒸発器の冷媒流入側配管にかけて再熱器および第２減圧器を順次に配管接続した冷凍サイクルと、上記第１圧縮機の冷媒吐出側配管と上記再熱器との間の配管に設けた第２圧縮機と、この第２圧縮機に対し並列に接続したバイパス配管と、上記第１圧縮機を運転し、上記第２圧縮機を停止し、上記バイパス配管を遮断し、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段と、上記第１圧縮機を運転し、上記第２圧縮機を停止し、上記バイパス配管を導通し、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環、および第１圧縮機、バイパス配管、再熱器、第２減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段と、上記第１圧縮機および上記第２圧縮機を共に運転し、上記バイパス配管を遮断し、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環、および第１圧縮機、第２圧縮機、再熱器、第２減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第３制御手段と、を備える。
【００２９】請求項５に係る発明の空気調和機は、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を順次に配管接続し且つ第１圧縮機の冷媒吐出側配管から蒸発器の冷媒流入側配管にかけて再熱器および第２減圧器を順次に配管接続した冷凍サイクルと、上記第１圧縮機の冷媒吐出側配管から上記再熱器への冷媒分流を制御するための第１制御弁と、この第１制御弁と上記再熱器との間の配管に設けた第２圧縮機と、この第２圧縮機に対し並列に接続したバイパス配管と、このバイパス配管への冷媒流通を制御するための第２制御弁と、上記第１圧縮機を運転し、上記第２圧縮機を停止し、上記第１制御弁による冷媒分流をオフし、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段と、上記第１圧縮機を運転し、上記第２圧縮機を停止し、上記第１制御弁による冷媒分流および上記第２制御弁による冷媒流通を共にオンし、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環、および第１圧縮機、第１制御弁、第２制御弁、バイパス配管、再熱器、第２減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段と、上記第１圧縮機および上記第２圧縮機を共に運転し、上記第１制御弁による冷媒分流をオンし、上記第２制御弁による冷媒流通をオフし、第１圧縮機、凝縮器、第１減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環、および第１圧縮機、第１制御弁、第２圧縮機、再熱器、第２減圧器、蒸発器を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第３制御手段と、を備える。
【００３０】請求項６に係る発明の空気調和機は、請求項４または請求項５に係る発明において、さらに、室内温度を検知する室内温度センサと、室内湿度を検知する室内湿度センサと、上記再熱器に流入する冷媒の圧力を検知する圧力センサと、上記室内温度センサの検知温度、上記室内湿度センサの検知湿度、および上記圧力センサの検知圧力に応じて、上記第１制御手段による冷房運転の実行、上記第２制御手段による冷房運転の実行、および上記第３制御手段による冷房運転の実行のいずれかを選択する第４制御手段と、上記第３制御手段による冷房運転の実行時、上記第１圧縮機の圧縮比を低減する第５制御手段と、を備える。
【００３１】
【発明の実施の形態】（１）以下、この発明の第１実施例について図面を参照して説明する。なお、図面において、図３と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略するが、とくに圧縮機１が第１圧縮機、三方弁１１が第１制御弁となる。
【００３２】図１に示すように、第１制御弁である三方弁１１と再熱器１２との間の配管１４に第２圧縮機３１が設けられる。そして、配管１４において、三方弁１１と第２圧縮機３１との間に第２制御弁であるところの三方弁３２が設けられる。
【００３３】三方弁３２は、後述するバイパス配管１５への冷媒流通を制御するためのもので、第２圧縮機３１への冷媒の流通を賄う第１流路と、バイパス配管１５への冷媒の流通を賄う第２流路を有する。この第２流路から第２圧縮機３１の吐出口側の配管１４にかけて（第２圧縮機３１に対し並列の状態に）、バイパス配管１５が接続される。
【００３４】この第２圧縮機３１および三方弁３２がコントローラ２０に接続される。
【００３５】コントローラ２０は、主要な機能手段として次の［１］〜［５］を備える。
【００３６】［１］第１圧縮機１を運転し、第２圧縮機３１を停止し、三方弁１１による冷媒分流をオフ（第２流路を閉）し、第１圧縮機１、三方弁（第１流路）１１、凝縮器２、受液器４、膨張弁５、蒸発器６を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第１制御手段。
【００３７】［２］第１圧縮機１を運転し、第２圧縮機３１を停止し、三方弁１１による冷媒分流および三方弁３２による冷媒分流を共にオン（第２流路を開）し、第１圧縮機１、三方弁（第１流路）１１、凝縮器２、受液器４、膨張弁５、蒸発器６を通した冷媒の循環、および第１圧縮機１、三方弁（第２流路）１１、三方弁（第２流路）３２、バイパス配管１５、再熱器１２、減圧弁１３、蒸発器６を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第２制御手段。
【００３８】［３］第１圧縮機１および第２圧縮機３１を共に運転し、三方弁１１による冷媒分流をオン（第２流路を開）し、三方弁３２による冷媒流通をオフ（第２流路を閉）し、第１圧縮機１、三方弁（第１流路）１１、凝縮器２、受液器４、膨張弁５、蒸発器６を通した冷媒の循環、および第１圧縮機１、三方弁（第２流路）１１、三方弁（第２流路）３２、第２圧縮機３１、再熱器１２、減圧弁１３、蒸発器６を通した冷媒の循環による冷房運転を実行する第３制御手段。
【００３９】［４］室内温度センサ８の検知温度および室内湿度センサ９の検知湿度に応じて第１制御手段による冷房運転の実行、第２制御手段による冷房運転の実行、第３制御手段による冷房運転の実行のいずれかを選択する第４制御手段と、［５］第３制御手段による冷房運転の実行時、第１圧縮機１の圧縮比を低減する第５制御手段。
【００４０】つぎに、上記の構成の作用を説明する。
【００４１】第１圧縮機１はインバータ２１により駆動され、高圧のガス状冷媒を吐き出す。このガス冷媒は、三方弁１１を通って凝縮器２へと導かれ、凝縮器側送風機３により送られる外気と熱交換することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。この液冷媒は、受液器４を通って膨張弁５へと導かれ、そこで減圧されて低圧の液ガス混合冷媒となる。この液ガス混合冷媒は室内側の蒸発器６において、蒸発器側送風機７により送られる室内空気と熱交換することで蒸発し、低圧ガスの状態で、第１圧縮機１の吸入側へと導かれる。この冷媒の循環により、室内空気が冷却される。この冷却により室内空気から奪われた熱は、凝縮器２で外気に放出される。
【００４２】この冷房運転時、室内温度センサ８の検知温度に応じてインバータ２１の出力周波数が制御され、それに従って圧縮機１の容量が変化する。これにより、室内の冷房負荷に対応する大きさの冷房能力が発揮される。
【００４３】また、室内湿度センサ９の検知湿度と予め定められた目標湿度とが比較される。検知湿度が目標湿度より高くなった場合には、空気調和機は顕熱とともに潜熱を処理する必要がある。潜熱を処理するためには、室内空気を冷却する蒸発器６の温度を、そこを通過する空気の露点温度以下まで低下させ、空気中の水分を凝縮することにより実現できる。つまり、顕熱負荷要求以上に圧縮機１の容量を大きくすることが考えられる。
【００４４】しかし、第１圧縮機１の容量を顕熱負荷要求以上に高めると、室内への吹出し空気の温度が低くなり、空調対象の室内あるいは装置に対して過剰に低い温度の空気を供給することになり、問題がある。
【００４５】そこで、室内湿度センサ９の検知湿度が目標湿度より高くなった場合には、三方弁１１の冷媒分流がオンされ、第１圧縮機１から吐出される高温高圧ガス状冷媒の一部が配管１４に分流される。配管１４に分流された冷媒は三方弁３２によってバイパス配管１５に流入し、再熱器１２に導かれる。
【００４６】再熱器１２に導かれた高温高圧ガス状冷媒は、蒸発器７で過剰に冷却された空気と熱交換することで凝縮し、減圧弁１３を介して、低圧の液ガス混合冷媒となり、膨張弁５から蒸発器６への冷媒の流れに合流する。蒸発器６で露点温度以下に冷却された空気は、この再熱器１２より再熱（加熱）されて、制御目標とする温度、湿度に調整された後、室内に吹出される。これにより、冷え過ぎが防止される。
【００４７】この再熱器１２の再熱能力は、供給される高圧ガス冷媒の圧力により左右されるため、再熱能力を高めるためには、第１圧縮機１の吐出ガスの圧力を高めるよう、第１圧縮機１の圧縮比を高くする必要がある。
【００４８】しかし、外気温度が低い条件では、省エネルギ運転を実現するべく、第１圧縮機１での圧縮比を小さくし、凝縮器２における冷媒の凝縮圧力を低く抑えることが望まれる。
【００４９】すなわち、外気温度が低い中間期から冬期においては、凝縮器２での冷媒の凝縮圧力を低く抑えた、つまり第１圧縮機１の圧縮比を低く抑えたサイクルでも十分な冷房能力が確保できる。
【００５０】そこで、再熱能力を高めるための高圧ガスは、第２圧縮機３１を運転することにより供給することとし、第１圧縮機１は圧縮比を低くして凝縮圧力を低く抑えた運転が実行される。
【００５１】この場合、三方弁３２による冷媒流通がオフされ、三方弁１１から配管１４に分流した冷媒がさらに第２圧縮機３１で圧縮され、この圧縮により昇圧した冷媒が再熱器１２に供給される。
【００５２】このように、第１圧縮機１の運転に関し過剰な圧縮機動力を削減した省エネルギ運転を実行しながら、凝縮器２における冷媒の凝縮圧力を必要以上に高めることなく、再熱器１２における冷媒の凝縮圧力を高めて十分な再熱能力を得ることができる。ひいては、室内への吹出し空気の温度・湿度を室内の潜熱負荷・顕熱負荷の大小に関係なく高い精度で制御することが可能である。
【００５３】（２）第２実施例について説明する。
【００５４】図２に示すように、再熱器１２につながる配管１４に圧力センサ３３が取付けられる。圧力センサ３３は、再熱器１２に流入する冷媒の圧力を検知する。
【００５５】コントローラ２０は、第１実施例の［４］に代えて次の［４ａ］を備える。
【００５６】［４ａ］室内温度センサ８の検知温度、室内湿度センサ９の検知湿度、および圧力センサ３３の検知圧力に応じて、第１制御手段による冷房運転の実行、第２制御手段による冷房運転の実行、第３制御手段による冷房運転の実行のいずれかを選択する第４制御手段。
【００５７】他の構成は第１実施例と同じである。
【００５８】外気温度が低い中間期から冬期においては、凝縮器２での冷媒の凝縮圧力を低く抑えた、つまり第１圧縮機１の圧縮比を低く抑えたサイクルでも十分な冷房能力が確保できる。
【００５９】しかし、この低圧縮比での第１圧縮機１の吐出高圧ガス冷媒では、再熱器１２で必要とする再熱量が十分に確保できないおそれがある。
【００６０】そこで、再熱器１２に流入する冷媒の圧力が圧カセンサ３３で検知され、その検知圧力より判断した再熱能力が必要とする再熱能力に満たないと判定された場合に、三方弁３２からバイパス配管１５への冷媒流通がオフされる。これにより、三方弁１１から配管１４に分流された冷媒はさらに第２圧縮機３１で圧縮され、この圧縮により昇圧した冷媒が再熱器１２に供給される。
【００６１】このように、第１圧縮機１の運転に関し過剰な圧縮機動力を削減した省エネルギ運転を実施しながら、凝縮器２における冷媒の凝縮圧力を必要以上に高めることなく、再熱器１２における冷媒の凝縮圧力を高めて十分な再熱能力を得ることができる。ひいては、室内への吹出し空気の温度・湿度を室内の潜熱負荷・顕熱負荷の大小に関係なく高い精度で制御することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、第１圧縮機の冷媒吐出側配管と再熱器との間の配管に第２圧縮機を設け、第１圧縮機から吐出される冷媒の一部を第２圧縮機によりさらに圧縮して再熱器に供給する構成としたので、凝縮器における冷媒の凝縮圧力を必要以上に高めることなく、再熱器における冷媒の凝縮圧力を高めて十分な再熱能力を得ることができ、これにより過剰な圧縮機動力を削減して省エネルギ運転が可能な空気調和機を提供できる。
【００６３】また、この発明によれば、第２圧縮機の運転を加えるかどうかを室内温度や室内湿度に応じて選択する構成としたので、上記の効果に加え、室内への吹出し空気の温度・湿度を室内の潜熱負荷・顕熱負荷の大小に関係なく高い精度で制御することが可能な空気調和機を提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９３０６３１６１
【氏名又は名称】株式会社エヌ・ティ・ティ ファシリティーズ
【識別番号】０００００４２２６
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１月６日（１９９９．１．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２０５６９７（Ｐ２０００−２０５６９７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月２８日（２０００．７．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１０４５ |
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