JP6009102B2 - 外気処理機及び空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、制御部を備えた外気処理機及びその外気処理機を有する空気調和機に関する。

従来より、室外空気を冷却又は除湿して、室内に供給する外気処理機が提案されている。特許文献１には、天井空間を還気路とする天井チャンバ方式の空調設備として、給気ダクトの外表面温度を、天井裏空気の露点温度よりも高い温度且つ天井裏空気における吸気ダクトからの吹出温度よりも低い温度に制御する空調設備の制御装置が開示されている。この特許文献１は、給気ダクトの吹出温度を検出する温度センサを用いて、給気ダクトの外表面温度を、上記温度に制御している。この従来技術は、これにより、給気ダクトが露点温度以下に冷却されて外表面が結露することを抑制しようとするものである。

また、特許文献２には、制御対象室に設置された空調機の給気温度及び給気風量を制御する空調制御方法が開示されている。この従来技術は、露点温度に基づいて算出された給気温度の下限値から、給気温度及び給気風量の設定値を決定し、これらの給気温度及び給気風量の設定値で、空気調和機を動作させる。これにより、空調機が結露することを抑制しようとするものである。

特開平６−１０９３０５号公報（請求項１、図１） 特開２０１１−１５８２１９号公報（請求項１、図１）

前述の如く、特許文献１に開示された空調設備の制御装置は、給気ダクトの外表面温度を、天井裏空気の露点温度よりも高い温度且つ天井裏空気における吸気ダクトからの吹出温度よりも低い温度に制御している。しかしながら、単に、給気ダクトの外表面温度を、吸気ダクトからの吹出温度よりも低い温度に制御するだけでは、室内が充分に冷却されない虞がある。また、特許文献１では、吹出温度を検出する温度センサが必要となるため、コストがかかる。更に、特許文献２に開示された空調制御方法では、結露を防止する上で不十分である。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、コストの上昇を抑えつつ室内を充分に冷却し、また結露を防止する外気処理機及び空気調和機を提供するものである。

本発明に係る外気処理機は、室外空気と室内空気との熱交換を行う第１の熱交換器と、第１の熱交換器で熱交換されて流入する流入空気と冷媒との熱交換を行い、吹出空気を吹き出す第２の熱交換器と、冷媒を膨張する膨張装置と、膨張装置の動作を制御する制御部と、を有し、制御部は、流入空気の流入温度に基づいて、吹出空気が、予め決められた目標吹出温度になるように、第２の熱交換器の第１の温度効率を決定する第１の効率決定手段と、第１の効率決定手段で決定された第１の温度効率から、第２の熱交換器の目標過熱度を算出する過熱度算出手段と、過熱度算出手段で算出された目標過熱度に基づいて、膨張装置を調整する膨張装置調整手段と、を有する。

本発明によれば、過熱度算出手段で算出された目標過熱度に基づいて、膨張装置調整手段が膨張装置を調整する。このため、吹出温度を検出する温度センサが不要でコストを抑えつつ、室内を充分に冷却し、また結露を防止することができる。

実施の形態１に係る空気調和機２を示す模式図である。 実施の形態１に係る空気調和機２の冷媒回路６を示す模式図である。 実施の形態１に係る外気処理機１を示す模式図である。 実施の形態１に係る外気処理機１の設置位置を示す模式図である。 実施の形態１における湿り空気線を示すグラフである。 実施の形態１における制御部５０を示すブロック図である。 実施の形態１における蒸発温度Ｔｅを示すグラフである。 実施の形態１における第２の温度効率ηｔ_１を示すグラフである。 実施の形態１における風量Ｖａが大きい場合の第１の温度効率ηｔ_２を示すグラフである。 実施の形態１における風量Ｖａが小さい場合の第１の温度効率ηｔ_２を示すグラフである。 実施の形態１に係る外気処理機１の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２における制御部６０を示すブロック図である。 実施の形態２に係る外気処理機１００の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る外気処理機及び空気調和機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和機２を示す模式図である。この図１に基づいて、空気調和機２について説明する。空気調和機２は、制御部５０を備える外気処理機１と、３台の室内機３と、室外機４とが配管５で接続されている。このうち、外気処理機１と３台の室内機３とは、室内７に設置されている。なお、外気処理機１は、複数台設置されていてもよい。また、室内機３も、１台のみ設置されていてもよく、複数台設置されていてもよい。

図２は、実施の形態１に係る空気調和機２の冷媒回路６を示す模式図である。図２に示すように、室外機４には、冷媒を圧縮する圧縮機１１、冷媒の流通方向を切り換える四方弁１２及び室外空気と冷媒との熱交換を行う室外熱交換器１３が設置されている。また、この室外熱交換器１３の近傍には、室外熱交換器用送風機１４が設置され、この室外熱交換器用送風機１４によって、室外熱交換器１３に室外空気が供給される。なお、圧縮機１１の吸入側には、吸入温度検出部１１ａが設けられており、この吸入温度検出部１１ａは、圧縮機１１に吸入される冷媒の温度を検出するものである。

そして、室内機３には、冷媒を膨張する室内膨張装置１５及び室内空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器１６が設置されている。この室内熱交換器１６の近傍にも、室内熱交換器用送風機１７が設置され、この室内熱交換器用送風機１７によって、室内熱交換器１６に室内空気が供給される。空気調和機２における冷媒回路６は、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３、室内膨張装置１５及び室内熱交換器１６が配管５で接続されている。なお、室内熱交換器１６には、吸込温度検出部１６ａが設けられており、この吸込温度検出部１６ａは、室内熱交換器用送風機１７によって供給される室内空気の温度を検出するものである。

外気処理機１には、冷媒を膨張する膨張装置２３及び室外空気と冷媒との熱交換を行う第２の熱交換器２２が設置されている。空気調和機２における冷媒回路６は、外気処理機１における膨張装置２３及び第２の熱交換器２２が、室内膨張装置１５及び室内熱交換器１６に対し並列に接続されている。

空気調和機２の冷媒回路６において、冷房運転の際、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器１３の順に冷媒が流通する。その後、冷媒が分岐し、室内機３においては、室内膨張装置１５、室内熱交換器１６の順に流通し、外気処理機１においては、膨張装置２３、第２の熱交換器２２の順に流通する。そして、冷媒が合流し、四方弁１２に流通し、圧縮機１１に吸入される。

図３は、実施の形態１に係る外気処理機１を示す模式図である。図３に示すように、外気処理機１は、第１の熱交換器２１（上流熱交換器）と、排気用送風機３０と、第２の熱交換器２２（下流熱交換器）と、給気用送風機３１とを備えている。第１の熱交換器２１は、室外空気ＯＡと室内空気ＲＡとの熱交換を行うものであり、熱交換された室内空気ＲＡは、排気用送風機３０によって、排気空気ＥＡとして、室外に排気される。また、第１の熱交換器２１で熱交換された室外空気ＯＡは、第２の熱交換器２２に流入空気ＳＡｉｎとして流入する。

第２の熱交換器２２は、この流入空気ＳＡｉｎと、冷媒回路６における冷媒との熱交換を行うものであり、熱交換された流入空気ＳＡｉｎは、給気用送風機３１によって、吹出空気ＳＡとして、室内７に給気される。

また、外気処理機１には、風量検出部２４と、室外温度検出部２５と、室内温度検出部２６と、入口温度検出部２７と、出口温度検出部２８と、露点温度検出部２９とが設けられている。制御部５０は、風量検出部２４、室外温度検出部２５、室内温度検出部２６又は入口温度検出部２７の検出結果に基づいて、膨張装置２３の動作を制御する。

風量検出部２４は、吹出空気ＳＡの風量Ｖａを検出するものである。また、室外温度検出部２５は、室外空気ＯＡの温度を検出するものであるが、それに加え、室外空気ＯＡの湿度を検出するように構成されてもよい。更に、室内温度検出部２６は、室内空気ＲＡの温度を検出するものであるが、それに加え、室内空気ＲＡの湿度を検出するように構成されてもよい。

また、入口温度検出部２７は、第２の熱交換器２２に流入する冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎを検出するものである。更に、出口温度検出部２８は、第２の熱交換器２２から流出する冷媒の出口温度Ｔｒｅｆ_ｏｕｔを検出するものである。更にまた、露点温度検出部２９は、室内空気ＲＡの露点温度Ｔｒａ_ｄｐを検出するものである。なお、この露点温度検出部２９は、室内温度検出部２６で代用してもよい。

図４は、実施の形態１に係る外気処理機１の設置位置を示す模式図である。図４に示すように、外気処理機１は、例えば室内７の天井裏８に設置された供給ダクト３２に接続されており、供給ダクト３２から取り込まれた室外空気ＯＡが供給されて、供給ダクト３２を介して吹出口３３から室内７に吹出空気ＳＡを給気する。

図５は、実施の形態１における湿り空気線を示すグラフである。図５において、横軸は、乾球温度を示すものであり、縦軸は、絶対湿度を示すものである。図５に示すように、室外空気ＯＡと室内空気ＲＡとが第１の熱交換器２１で熱交換されることによって、室外空気ＯＡは低温化及び低絶対湿度化されて、図５における（ａ）の状態となり、第２の熱交換器２２に流入空気ＳＡｉｎとして流入する。その後、この流入空気ＳＡｉｎは、第２の熱交換器２２で冷媒と熱交換されることによって、冷却及び除湿されて、吹出空気ＳＡとして、室内７に給気される。

このとき、吹出空気ＳＡの温度が低下すると、供給ダクト３２又は吹出口３３に結露が発生する場合がある。本実施の形態１では、制御部５０が膨張装置２３の動作を制御して、これを抑制する。

図６は、実施の形態１における制御部５０を示すブロック図である。図６に示すように、制御部５０は、圧縮機調整手段５１、温度設定手段５２、第２の効率決定手段５３、流入温度算出手段５４、第１の効率決定手段５５、過熱度算出手段５６及び膨張装置調整手段５７を備えている。

圧縮機調整手段５１は、第２の熱交換器２２を流通する冷媒の飽和温度が、予め決められた目標飽和温度になるように、圧縮機１１を調整するものである。図７は、実施の形態１における蒸発温度Ｔｅを示すグラフである。ここでは、冷媒の飽和温度として、蒸発温度Ｔｅを例に説明する。図７において、横軸は、室内空気ＲＡの室内温度Ｔｒａと室内空気ＲＡの目標温度Ｔｒａ_ｔｇｔとの差分であるΔＴを示すものであり、縦軸は、吸入温度検出部１１ａで検出される蒸発温度Ｔｅを示すものである。図７に示すように、圧縮機調整手段５１は、ΔＴを算出し、蒸発温度Ｔｅが最大蒸発温度Ｔｅ_ｍａｘと最小蒸発温度Ｔｅ_ｍｉｎとの間に収まるように、圧縮機１１の運転周波数等を調整する。これらの最大蒸発温度Ｔｅ_ｍａｘ及び最小蒸発温度Ｔｅ_ｍｉｎは、例えば圧縮機調整手段５１に記憶されている。

なお、最大蒸発温度Ｔｅ_ｍａｘ又は最小蒸発温度Ｔｅ_ｍｉｎは、予め決められた固定値でもよいし、室外空気ＯＡの温度に応じて変えてもよい。例えば、室外空気ＯＡの温度が高い場合、Ｔｅ_ｍａｘ及びＴｅ_ｍｉｎを低く設定し、室外空気ＯＡの温度が低い場合、Ｔｅ_ｍａｘ及びＴｅ_ｍｉｎを低く設定することができる。また、蒸発温度Ｔｅは、圧縮機調整手段５１で設定するのではなく、予め決められた固定値としてもよいし、空気調和機２の負荷を推算し、推算した負荷に応じて、決定されてもよい。例えば、推算した負荷が小さい場合、Ｔｅを高く設定し、推算した負荷が大きい場合、Ｔｅを低く設定することができる。

温度設定手段５２は、第２の熱交換器２２で熱交換された吹出空気ＳＡの吹出温度Ｔｓａの目標値である目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔを、露点温度検出部２９で検出された露点温度Ｔｒａ_ｄｐ以上に設定するものである。このように、目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔが、露点温度Ｔｒａ_ｄｐ以上に設定されることによって、供給ダクト３２又は吹出口３３が結露することを抑制することができる。なお、目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔは、露点温度Ｔｒａ_ｄｐによらず、予め決められた温度に設定されてもよい。また、目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔは、利用者が手動で設定するように構成してもよいし、また、予め決められた温度基準、例えば、低温、中温、高温といった温度基準から、利用者が選択するように構成してもよい。

第２の効率決定手段５３は、風量検出部２４で検出された風量Ｖａから、第１の熱交換器２１の温度効率である第２の温度効率ηｔ_１を決定するものである。この第２の効率決定手段５３は、風量Ｖａと第２の温度効率ηｔ_１との関係を示すテーブル又は式を有しており、風量Ｖａに基づいて第２の温度効率ηｔ_１を決定する。図８は、実施の形態１における第２の温度効率ηｔ_１を示すグラフである。この図８は、風量Ｖａと第２の温度効率ηｔ_１との関係を示すテーブル又は式の一例である。図８に示すように、第２の温度効率ηｔ_１は、第１の熱交換器２１を流通する空気の風量Ｖａに依存する。具体的には、風量Ｖａが大きくなると、第２の温度効率ηｔ_１が小さくなり、風量Ｖａが小さくなると、第２の温度効率ηｔ_１が大きくなる。このように、第２の温度効率ηｔ_１は、第２の効率決定手段５３によって、風量検出部２４で検出された風量Ｖａから決定される。

流入温度算出手段５４は、第２の効率決定手段５３で決定された第２の温度効率ηｔ_１から、第１の熱交換器２１で熱交換されて第２の熱交換器２２に流入する流入空気ＳＡｉｎの流入温度Ｔｉｎを算出するものである。より具体的には、流入温度算出手段５４は、第２の温度効率ηｔ_１と、室外温度検出部２５で検出された室外空気ＯＡの温度と、室内温度検出部２６で検出された室内空気ＲＡの温度とから、流入温度Ｔｉｎを算出するものである。流入温度Ｔｉｎは、室外空気ＯＡの温度をＴｏａ、室内空気ＲＡの温度をＴｒａとすると、下記式（１）から求められる。

［数１］
Ｔｉｎ＝Ｔｏａ−ηｔ_１×（Ｔｏａ−Ｔｒａ）・・・・・（１）

第１の効率決定手段５５は、流入温度算出手段５４で算出された流入温度Ｔｉｎに基づいて、第２の熱交換器２２で熱交換された吹出空気ＳＡが、目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔになるように、第２の熱交換器２２の温度効率である第１の温度効率ηｔ_２を決定するものである。より具体的には、第１の効率決定手段５５は、流入温度Ｔｉｎと、入口温度検出部２７で検出された冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎと、目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔとから、第１の温度効率ηｔ_２を決定するものであり、下記式（２）から求められる。

［数２］
ηｔ_２＝（Ｔｉｎ−Ｔｓａ_ｔｇｔ）／（Ｔｉｎ−Ｔｒｅｆ_ｉｎ）・・・・・（２）

過熱度算出手段５６は、第１の効率決定手段５５で決定された第１の温度効率ηｔ_２から、第２の熱交換器２２の目標過熱度ＳＨ_ｔｇｔを算出するものである。より具体的には、過熱度算出手段５６は、流入温度算出手段５４で算出された流入温度Ｔｉｎと、入口温度検出部２７で検出された冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎと、風量検出部２４で検出された風量Ｖａと、第１の温度効率ηｔ_２とから、目標過熱度ＳＨ_ｔｇｔを算出するものである。

この過熱度算出手段５６は、流入温度Ｔｉｎと、冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎと、風量Ｖａと、第１の温度効率ηｔ_２と、冷媒過熱度ＳＨとの関係を示すテーブル又は式を有しており、これらの流入温度Ｔｉｎと、冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎと、風量Ｖａと、第１の温度効率ηｔ_２とに基づいて冷媒過熱度ＳＨを算出する。図９は、実施の形態１における風量Ｖａが大きい場合の第１の温度効率ηｔ_２を示すグラフであり、図１０は、実施の形態１における風量Ｖａが小さい場合の第１の温度効率ηｔ_２を示すグラフである。これらの図９、図１０は、流入温度Ｔｉｎと、冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎと、風量Ｖａと、第１の温度効率ηｔ_２と、冷媒過熱度ＳＨとの関係を示すテーブル又は式の一例である。

図９、図１０に示すように、第１の温度効率ηｔ_２は、温度差ΔＴ_ｓａと、風量Ｖａと、冷媒過熱度ＳＨとに依存する。ここで、温度差ΔＴ_ｓａは、流入温度Ｔｉｎから冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎを減算したものである（ΔＴ_ｓａ＝Ｔｉｎ−Ｔｒｅｆ_ｉｎ）。この温度差ΔＴ_ｓａが小さくなると、第１の温度効率ηｔ_２が大きくなり、温度差ΔＴ_ｓａが大きくなると、第１の温度効率ηｔ_２が小さくなる。また、風量Ｖａが大きくなると、第１の温度効率ηｔ_２が小さくなり、風量Ｖａが小さくなると、第１の温度効率ηｔ_２が大きくなる。更に、冷媒過熱度ＳＨが大きくなると、第１の温度効率ηｔ_２が小さくなり、冷媒過熱度ＳＨが小さくなると、第１の温度効率ηｔ_２が大きくなる。

これらの図９、図１０に示す関数ηｔ_２＝ｆ（ＳＨ）と、上記式（２）から求められるηｔ_２とから、冷媒過熱度ＳＨを求める。そして、この求められた冷媒過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＨ_ｔｇｔとする。

膨張装置調整手段５７は、過熱度算出手段５６で算出された目標過熱度ＳＨ_ｔｇｔに基づいて、膨張装置２３を調整するものである。具体的には、出口温度検出部２８で検出された冷媒の出口温度Ｔｒｅｆ_ｏｕｔと、入口温度検出部２７で検出された冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎとの差が、目標過熱度ＳＨ_ｔｇｔになるように、膨張装置２３の開度を調整する。

次に、本実施の形態１に係る外気処理機１の動作について説明する。図１１は、実施の形態１に係る外気処理機１の動作を示すフローチャートである。図１１に示すように、運転が開始された後、圧縮機調整手段５１が、圧縮機１１の運転周波数等を調整して、蒸発温度Ｔｅが設定される（ステップＳ１）。その後、室外温度検出部２５及び室内温度検出部２６によって、室外温度Ｔｏａ及び室内温度Ｔｒａが検出される（ステップＳ２）。そして、温度設定手段５２によって、目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔが、露点温度検出部２９で検出された露点温度Ｔｒａ_ｄｐ以上に設定される（ステップＳ３）。

次に、第２の効率決定手段５３によって、風量検出部２４で検出された風量Ｖａから、第１の熱交換器２１の温度効率である第２の温度効率ηｔ_１が決定される（ステップＳ４）。その後、この第２の温度効率ηｔ_１を用いて、流入温度算出手段５４によって、第１の熱交換器２１で熱交換されて第２の熱交換器２２に流入する流入空気ＳＡｉｎの流入温度Ｔｉｎが算出される（ステップＳ５）。そして、この流入空気ＳＡｉｎの流入温度Ｔｉｎを用いて、第１の効率決定手段５５によって、第２の熱交換器２２で熱交換された吹出空気ＳＡが、目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔになるように、第２の熱交換器２２の温度効率である第１の温度効率ηｔ_２が決定される（ステップＳ６）。

ステップＳ６の後、過熱度算出手段５６によって、第１の温度効率ηｔ_２を用いて、第２の熱交換器２２の目標過熱度ＳＨ_ｔｇｔが算出される（ステップＳ７）。そして、膨張装置調整手段５７によって、目標過熱度ＳＨ_ｔｇｔに基づいて、膨張装置２３が調整される（ステップＳ８）。この一連のステップＳ１〜ステップＳ８が、運転が終了するまで繰り返される（ステップＳ９のＮｏ）。そして、外気処理機１の運転が終了すると、外気処理機１の制御も終了する（ステップＳ９のＹｅｓ）。

以上説明したように、本実施の形態１に係る外気処理機１は、過熱度算出手段５６で算出された目標過熱度ＳＨ_ｔｇｔに基づいて、膨張装置調整手段５７が膨張装置２３を調整する。従来は、結露を抑制するため、圧縮機の周波数を変えて吹出温度Ｔｓａを制御しているが、これでは、蒸発温度が過剰に上昇し、冷却不足が生じ、且つ、吹出温度Ｔｓａを検出する温度センサが必要となる。これに対し、本実施の形態１は、上記構成により、吹出温度Ｔｓａを検出する温度センサが不要でコストを抑えつつ、室内７を充分に冷却し、また結露を防止することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る外気処理機１００について説明する。図１２は、実施の形態２における制御部６０を示すブロック図である。本実施の形態２は、外気処理機１００が過熱度検出部３４を有しており、また、制御部６０が、第１の効率算出手段６５、吹出温度算出手段６６、吹出温度判定手段６７及び膨張装置調節手段６８を有している点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

上記のとおり、外気処理機１００は過熱度検出部３４を有しており、この過熱度検出部３４は、第２の熱交換器２２の冷媒過熱度ＳＨを検出するものである。そして、制御部６０は、図１２に示すように、圧縮機調整手段６１、温度設定手段６２、第２の効率決定手段６３、流入温度算出手段６４、第１の効率算出手段６５、吹出温度算出手段６６、吹出温度判定手段６７及び膨張装置調節手段６８を備えている。このうち、圧縮機調整手段６１、第２の効率決定手段６３及び流入温度算出手段６４は、実施の形態１における圧縮機調整手段５１、第２の効率決定手段５３及び流入温度算出手段５４と同様である。

本実施の形態２における温度設定手段６２は、第２の熱交換器２２で熱交換された吹出空気ＳＡの吹出温度Ｔｓａの下限値である吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍを、露点温度検出部２９で検出された露点温度Ｔｒａ_ｄｐ以上に設定するものである。このように、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍが、露点温度Ｔｒａ_ｄｐ以上に設定されることによって、供給ダクト３２又は吹出口３３が結露することを抑制することができる。なお、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍは、露点温度Ｔｒａ_ｄｐによらず、予め決められた温度に設定されてもよい。また、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍは、利用者が手動で設定するように構成してもよいし、また、予め決められた温度基準、例えば、低温、中温、高温といった温度基準から、利用者が選択するように構成してもよい。

第１の効率算出手段６５は、流入温度算出手段６４で算出された流入温度Ｔｉｎと、過熱度検出部３４で検出された冷媒過熱度ＳＨとから、第２の熱交換器２２の温度効率である第１の温度効率ηｔ_２を算出するものである。より具体的には、第１の効率算出手段６５は、流入温度Ｔｉｎと、入口温度検出部２７で検出された冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎと、風量検出部２４で検出された風量Ｖａと、冷媒過熱度ＳＨとから、第１の温度効率ηｔ_２を算出するものである。なお、第１の温度効率ηｔ_２は、図９、図１０に示す関数ηｔ_２＝ｆ（ＳＨ）を用いたテーブル処理により算出される。

吹出温度算出手段６６は、第１の効率算出手段６５で算出された第１の温度効率ηｔ_２から、第２の熱交換器２２で熱交換された吹出空気ＳＡの吹出温度Ｔｓａを算出するものである。より具体的には、吹出温度算出手段６６は、流入温度Ｔｉｎと、入口温度検出部２７で検出された冷媒の入口温度Ｔｒｅｆ_ｉｎと、第１の温度効率ηｔ_２とから、吹出温度Ｔｓａを算出するものである。吹出温度Ｔｓａは、上記式（２）におけるＴｓａ_ｔｇｔをＴｓａとした上で移項変形した下記式（３）から求められる。

［数３］
Ｔｓａ＝Ｔｉｎ−ηｔ_２×（Ｔｉｎ−Ｔｒｅｆ_ｉｎ）・・・・・（３）

吹出温度判定手段６７は、吹出温度算出手段６６で算出された吹出温度Ｔｓａが、温度設定手段６２で設定された吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも小さいか否かを判定するものである。なお、吹出温度判定手段６７は、吹出温度Ｔｓａが、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも、予め決められた温度Ｔαだけ大きいか否かを判定するように構成することもできる。

膨張装置調節手段６８は、吹出温度算出手段６６で算出された吹出温度Ｔｓａが、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも小さいことが吹出温度判定手段６７で判定された場合、膨張装置２３を調節するものである。膨張装置２３の調節方法としては、例えば膨張装置２３を全閉して固定してもよく、予め決められた小開度に固定してもよい。また、膨張装置調節手段６８は、膨張装置２３の開度固定を行った後に、吹出温度Ｔｓａが、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも、予め決められた温度Ｔαだけ大きいことが吹出温度判定手段６７で判定された場合、膨張装置２３の開度固定を解除するように構成することもできる。

次に、本実施の形態２に係る外気処理機１００の動作について説明する。図１３は、実施の形態２に係る外気処理機１００の動作を示すフローチャートである。図１３に示すように、運転が開始された後、圧縮機調整手段６１が、圧縮機１１の運転周波数等を調整して、蒸発温度Ｔｅが設定される（ステップＳ１１）。その後、室外温度検出部２５及び室内温度検出部２６によって、室外温度Ｔｏａ及び室内温度Ｔｒａが検出される（ステップＳ１２）。そして、温度設定手段６２によって、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍが、露点温度検出部２９で検出された露点温度Ｔｒａ_ｄｐ以上に設定される（ステップＳ１３）。

次に、第２の効率決定手段６３によって、風量検出部２４で検出された風量Ｖａから、第１の熱交換器２１の温度効率である第２の温度効率ηｔ_１が決定される（ステップＳ１４）。その後、この第２の温度効率ηｔ_１を用いて、流入温度算出手段６４によって、第１の熱交換器２１で熱交換されて第２の熱交換器２２に流入する流入空気ＳＡｉｎの流入温度Ｔｉｎが算出される（ステップＳ１５）。そして、この流入空気ＳＡｉｎの流入温度Ｔｉｎと、過熱度検出部３４で検出された冷媒過熱度ＳＨとから、第１の効率算出手段６５によって、第２の熱交換器２２の温度効率である第１の温度効率ηｔ_２が算出される（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６の後、吹出温度算出手段６６によって、第１の温度効率ηｔ_２を用いて、第２の熱交換器２２で熱交換された吹出空気ＳＡの吹出温度Ｔｓａが算出される（ステップＳ１７）。そして、吹出温度判定手段６７によって、吹出温度算出手段６６で算出された吹出温度Ｔｓａが、温度設定手段６２で設定された吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも小さいか否かが判定される（ステップＳ１８）。ステップＳ１８で、吹出温度Ｔｓａが、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも小さいことが吹出温度判定手段６７で判定された場合（ステップＳ１８のＹｅｓ）、膨張装置調節手段６８によって、膨張装置２３が全閉して固定されるか又は予め決められた小開度に固定される（ステップＳ１９）。

その後、吹出温度判定手段６７によって、吹出温度Ｔｓａが、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも、予め決められた温度Ｔαだけ大きいか否かが判定される（ステップＳ２０）。そして、吹出温度Ｔｓａが、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも、温度Ｔαだけ大きいことが吹出温度判定手段６７で判定された場合（ステップＳ２０のＹｅｓ）、膨張装置調節手段６８によって、膨張装置２３の開度固定が解除される（ステップＳ２１）。

一方、ステップＳ１８で、吹出温度Ｔｓａが、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍ以上であることが吹出温度判定手段６７で判定された場合（ステップＳ１８のＮｏ）、又は、ステップＳ２０で、吹出温度Ｔｓａが、吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍと温度Ｔαとを加算した値（Ｔｓａ_ｌｉｍ＋Ｔα）よりも小さいことが吹出温度判定手段６７で判定された場合（ステップＳ２０のＮｏ）、外気処理機１００の運転終了の判断が行われる（ステップＳ２２）。この一連のステップＳ１１〜ステップＳ２１が、運転が終了するまで繰り返される（ステップＳ２２のＮｏ）。そして、外気処理機１００の運転が終了すると、外気処理機１００の制御も終了する（ステップＳ２２のＹｅｓ）。

以上説明したように、本実施の形態２に係る外気処理機１００は、実施の形態１のように吹出温度Ｔｓａが目標吹出温度Ｔｓａ_ｔｇｔになるように膨張装置２３を制御するのではなく、吹出温度Ｔｓａが吹出温度下限値Ｔｓａ_ｌｉｍよりも小さい場合に膨張装置２３を制御する。これにより、実施の形態１と同様に、吹出温度Ｔｓａを検出する温度センサが不要でコストを抑えつつ、室内を充分に冷却し、また結露を防止することができる。

１ 外気処理機、２ 空気調和機、３ 室内機、４ 室外機、５ 配管、６ 冷媒回路、７ 室内、８ 天井裏、１１ 圧縮機、１１ａ 吸入温度検出部、１２ 四方弁、１３ 室外熱交換器、１４ 室外熱交換器用送風機、１５ 室内膨張装置、１６ 室内熱交換器、１６ａ 吸込温度検出部、１７ 室内熱交換器用送風機、２１ 第１の熱交換器、２２ 第２の熱交換器、２３ 膨張装置、２４ 風量検出部、２５ 室外温度検出部、２６ 室内温度検出部、２７ 入口温度検出部、２８ 出口温度検出部、２９ 露点温度検出部、３０ 排気用送風機、３１ 給気用送風機、３２ 供給ダクト、３３ 吹出口、３４ 過熱度検出部、５０ 制御部、５１ 圧縮機調整手段、５２ 温度設定手段、５３ 第２の効率決定手段、５４ 流入温度算出手段、５５ 第１の効率決定手段、５６ 過熱度算出手段、５７ 膨張装置調整手段、６０ 制御部、６１ 圧縮機調整手段、６２ 温度設定手段、６３ 第２の効率決定手段、６４ 流入温度算出手段、６５ 第１の効率算出手段、６６ 吹出温度算出手段、６７ 吹出温度判定手段、６８ 膨張装置調節手段、１００ 外気処理機。

Claims (13)

1. 室外空気と室内空気との熱交換を行う第１の熱交換器と、
   前記第１の熱交換器で熱交換されて流入する流入空気と冷媒との熱交換を行い、吹出空気を吹き出す第２の熱交換器と、
   前記冷媒を膨張する膨張装置と、
   前記膨張装置の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記流入空気の流入温度に基づいて、前記吹出空気が、予め決められた目標吹出温度になるように、前記第２の熱交換器の第１の温度効率を決定する第１の効率決定手段と、
   前記第１の効率決定手段で決定された第１の温度効率から、前記第２の熱交換器の目標過熱度を算出する過熱度算出手段と、
   前記過熱度算出手段で算出された目標過熱度に基づいて、前記膨張装置を調整する膨張装置調整手段と、を有する
   外気処理機。
2. 前記吹出空気の風量を検出する風量検出部を更に有し、
   前記制御部は、
   前記風量検出部で検出された風量から、前記第１の熱交換器の第２の温度効率を決定する第２の効率決定手段を更に有する
   請求項１記載の外気処理機。
3. 室外空気の温度を検出する室外温度検出部と、
   室内空気の温度を検出する室内温度検出部と、を更に有し、
   前記制御部は、
   前記第２の温度効率と、前記室外温度検出部で検出された室外空気の温度と、前記室内温度検出部で検出された室内空気の温度とから、前記流入温度を算出する流入温度算出手段を更に有する
   請求項２記載の外気処理機。
4. 前記第２の熱交換器に流入する冷媒の入口温度を検出する入口温度検出部を更に有し、
   前記第１の効率決定手段は、
   前記流入温度と、前記入口温度検出部で検出された冷媒の入口温度と、前記目標吹出温度とから、前記第１の温度効率を決定するものである
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の外気処理機。
5. 前記吹出空気の風量を検出する風量検出部と、
   前記第２の熱交換器に流入する冷媒の入口温度を検出する入口温度検出部と、を更に有し、
   前記過熱度算出手段は、
   前記流入温度と、前記入口温度検出部で検出された冷媒の入口温度と、前記風量検出部で検出された風量と、前記第１の温度効率とから、前記目標過熱度を算出するものである
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の外気処理機。
6. 室外空気と室内空気との熱交換を行う第１の熱交換器と、
   前記第１の熱交換器で熱交換されて流入する流入空気と冷媒との熱交換を行い、吹出空気を吹き出す第２の熱交換器と、
   前記冷媒を膨張する膨張装置と、
   前記第２の熱交換器の冷媒過熱度を検出する過熱度検出部と、
   前記膨張装置の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記流入空気の流入温度と、前記過熱度検出部で検出された冷媒過熱度とから、前記第２の熱交換器の第１の温度効率を算出する第１の効率算出手段と、
   前記第１の効率算出手段で算出された第１の温度効率から、前記吹出空気の吹出温度を算出する吹出温度算出手段と、
   前記吹出温度算出手段で算出された吹出温度が、予め決められた吹出温度下限値よりも小さいか否かを判定する吹出温度判定手段と、
   前記吹出温度算出手段で算出された吹出温度が、前記吹出温度下限値よりも小さいことが前記吹出温度判定手段で判定された場合、前記膨張装置を調節する膨張装置調節手段と、を有する
   外気処理機。
7. 前記吹出空気の風量を検出する風量検出部を更に有し、
   前記制御部は、
   前記風量検出部で検出された風量から、前記第１の熱交換器の第２の温度効率を決定する第２の効率決定手段を更に有する
   請求項６記載の外気処理機。
8. 室外空気の温度を検出する室外温度検出部と、
   室内空気の温度を検出する室内温度検出部と、を更に有し、
   前記制御部は、
   前記第２の温度効率と、前記室外温度検出部で検出された室外空気の温度と、前記室内温度検出部で検出された室内空気の温度とから、前記流入温度を算出する流入温度算出手段を更に有する
   請求項７記載の外気処理機。
9. 前記吹出空気の風量を検出する風量検出部と、
   前記第２の熱交換器に流入する冷媒の入口温度を検出する入口温度検出部と、を更に有し、
   前記第１の効率算出手段は、
   前記流入温度と、前記入口温度検出部で検出された冷媒の入口温度と、前記風量検出部で検出された風量と、前記過熱度検出部で検出された冷媒過熱度とから、前記第１の温度効率を算出するものである
   請求項６〜８のいずれか１項に記載の外気処理機。
10. 前記第２の熱交換器に流入する冷媒の入口温度を検出する入口温度検出部を更に有し、
    前記吹出温度算出手段は、
    前記流入温度と、前記入口温度検出部で検出された冷媒の入口温度と、前記第１の温度効率とから、前記吹出温度を算出するものである
    請求項６〜９のいずれか１項に記載の外気処理機。
11. 室内空気の露点温度を検出する露点温度検出部を更に有し、
    前記制御部は、
    前記目標吹出温度又は前記吹出温度下限値を、前記露点温度検出部で検出された露点温度以上に設定する温度設定手段を更に有する
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の外気処理機。
12. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の外気処理機と、を有する
    空気調和機。
13. 前記制御部は、
    前記第２の熱交換器を流通する冷媒の飽和温度が、予め決められた目標飽和温度になるように、前記圧縮機を調整する圧縮機調整手段を更に有する
    請求項１２記載の空気調和機。

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