JPS6032097B2 - 冷凍装置のための湿度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷凍ユニットを使用した空気調和装置「特に
優れた除湿能力を有する空調装置に関する。

本発明の空調装置は、空調すべき空気と連絡している室
内熱交換器コイルと温度を調整することによって潜熱冷
却を制御するようにしたヒートポンプおよび冷凍装置に
特に適用することができる。湿度の高い地域においては
、空調すべき空間内の温度が所定レベルを越えたとき該
空間内の温度を下げるだけでなく、その空調度の関数と
して該空間の相対湿度をも低下させることが望ましいこ
とは既に知られている。

通常の空調操作では空調すべき囲い領域からの空気を熱
交換器の外面に接触させるようにして循環させる。熱交
換器は、その空気から熱を吸収し、その乾球温度を低下
させる。空気の温度がその露点以下に低下すると、空気
内の水分が凝縮して熱交換器の表面上に付着し、空気中
の実際の水分含有量が減少する。しかし、冷却すべき空
気がその霧点以下に低下されないと、空気内から水分が
除去されず、除湿効果は得られない。それどころか、空
気中から水分が除去されない場合、空気の乾球温度が低
下されると、水分を吸収する空気の能力も低下し、空気
中に含まれている実際の含水量とその空気中に含有する
ことのできる含水量との比が大きくなるので、実際には
空調すべき空気の相対湿度が増大することがある。この
ように、空調過程中相対湿度が増大することがある。潜
熱による冷却作用を増大させるためには、熱交換器を被
って通流する空気の温度がその露点以下に低下され、該
空気から水分が除去されるように、熱交換器の温度を低
下させることが必要である。

熱交換器の温度を低下させる慣用の方法は、熱交換器の
表面を被って流れる空気の流量を変化させることである
。空気の流量を減少させると、それだけ熱交換器のコイ
ルの温度が低くなり、従って、それだけ空気から除去さ
れる水分の量が多くなる。本発明の装置、上述した従来
の熱交換器低下方法とは異る方法によって熱交換器の温
度を低下させる。

本発明の装置の屋内熱交換器コイル則ち蒸発器には多重
冷煤流れ回路を装備する。冷凍ユニットが冷却作動モー
ドにあり、除湿能力を増大させたい場合は、該コイルの
冷媒流れ回路のうちの１つまたはそれ以上をコイルの残
りの回路から隔絶させてすべての冷媒流がその残りの回
路内を通って流れるようにする。このように上記残りの
回路内を通る冷媒流が増大され、一方、それらの回路の
外面に接地する空気量は一定に保たれているので、冷媒
が流入する熱交換器の吸込側の温度が低下する結果とし
て熱交換器の上記残りの回路部分の温度が低下し、従っ
て、空気から除去される水分の量が増大する。袷嬢が通
流しているコイル部分が通過して除湿され、冷却された
空気は、コイルの他の部分を通過してきた調和されてい
ない空気と混合され、しかる後空調すべき囲い領域へ送
給される。本発明の装置、また、空調すべき囲いの空気
と蓮通させた調湿器を使用することによって湿度を制御
することができる。

調緑器が所定の範囲内の湿度を感知すると、弁機横が調
節され、冷媒を通すための流れ回路の数を制限するよう
に構成する。本発明の目的は、優れた除湿能力を有する
空調装置を提供することである。

本発明の他の目的は、所望の決適範囲を維持するために
空調べき囲い城の空気の湿度レベルを監視することにあ
る。

本発明の更に他の目的は、空調すべき領域の乾球温度並
びに湿球温度制御を行うことにある。

本発明の他の目的は、加熱作動モードにおいては冷煤流
に何らの制限も加えられず、冷却作動モード‘こおいて
は適正な除湿を達成するのに通した数の流れ回路が選択
されるように可逆冷凍系内で使用するための装置を提供
することである。本発明の更に他の目的は、囲い域内に
一定の湿度および温度レベルを維持するための安全で経
済的な、そして信頼性の高い装置を提供することである
。本発明の上記およびその他の目的は、圧縮機と、屋外
熱交換器コイルと、膨脹装置と、屋内熱交換器コイルを
有する冷凍ユニットを使用する空調装置において達成さ
れる。

屋内コイルには、上記膨脹装置から該コイル内の多重流
れ回路へ冷煤を供総合するための液体管寄せと、該コイ
ルからガス状袷煤を受取り、それを圧縮機へ戻すための
ガス管寄せを接続する。上記液体管寄せ内には屋内コイ
ルの各流れ回路への接続部と接続部の間にソレノィド弁
を配設し、該ソレノイド弁を閉鎖することにより上記流
れ回路の１つまたはそれ以上への冷煤の流入を閉止する
ことができるようにする。調湿器を囲い域内の空気に連
絡するよう配置し、それによって、所定レベルを越える
湿度が検出されたときは上記ソレノィド弁が閉鎖され冷
煤流を通流させる回路の数を制限するように該ソレノィ
ド弁を制御する。冷凍装置が囲い城を暖房するために加
熱作動モードで操作されているときは、冷媒はソレノィ
ド弁をバィパスして流れるように該ソレノィド弁と並列
に逆止弁を配置するソレノイド弁は冷凍ユニットが冷却
作動モードに置かれているときのみ閉鎖され、除霜操作
中は開放状態に維持されるように電気制御装置を構成す
る。多速度式圧縮機を使用した場合は、ソレノィド弁は
、高速作動モードのときにのみ開放するように制御する
ことができる。ソレノィド弁の作動を制御するために囲
い域の空気に連絡させた調湿器を設け、その他の電気要
素を設ける。以下に説明する実施例ではヒートポンプと
称される可逆冷凍系内にソレノィド弁および逆止弁を配
設した場合の構成を例示するが、湿度制御を行う目的で
冷媒を通流すべき回路の数を調節するためのソレノィド
弁の使用は、囲い城へ冷却空気だけを供孫舎する冷凍系
にも同様に適用することができる。

添付図を参照すると、第１図にみられるように、圧縮機
１２は逆転弁１４を介して屋外熱交換器ィル１６および
屋内熱交換器コイル２０１こ接続されている。

屋外コイル１６と屋内コイル２０の間には、多方向膨脹
弁１８を配設する。弁１８は、斯界において周知の任意
の膨脹装置であってよい。この膨脹弁１８を屋内コイル
２０の、図示の例では３つの袷煤流回路３２，３４，３
６‘こ接続する液体管管寄せ２２を設ける。第１屋内コ
イル回路３２、第２屋内コイル回路３４および第３屋内
コイル回路３６は、いずれも液体管寄せ２２とガス管寄
せ２４の間に連結し、管寄せ２２と２４の間でコイル２
０を通して冷嬢を通流させるようにする。コイル２０の
回路の数および位置は、設計上の問題である。ソレノィ
ド弁２６は、液体管寄せ２２内に配設し、閉鎖されたと
きには液体管寄せ２２からの冷媒流が第１屋内コイル回
路３２と第２屋内コイル回路３４だけを通して通流され
るように配置する。

第３屋内コイル回路３６は、ソレノィド弁２６が閉鎖さ
れたときは管寄せ２２から冷煤流を受取らない。ソレノ
ィド弁２６と並列にバイパス導管３０内に逆止弁２８を
配設する。

この冷凍ユニットが加熱作動モードで作動されていると
きは、ガス状冷煤則ち冷煤蒸気は、ガス管寄せ２４へ送
給され、３つの屋内回路のうちすべての回路を通って流
れ、それらの回路内で凝縮されて液体となり、液体管寄
せ２２を通って膨脹弁１８へ至る。加熱作動モードもこ
おいて第３屋内コイル回路３６を通る冷煤は、逆止弁２
８を通りバイパス導管３０を通って流れるので、冷媒流
は加熱作動モード｝こおいてはソレノィド弁２６によっ
て阻止されない。冷却作動モードにおいては、圧縮機１
２からのガス状冷煤は、逆弁１４を経て屋外コイル１６
へ循環されて該コイル内において凝縮され、液体になる
。この液体冷媒は、膨脹弁１８において圧力降下を受け
、液体冷煤とガス状冷煤との混合体となって屋内コイル
２０内へ通され、該コイル内でコイルの外側を通る空気
から熱を吸収して液体相からガス相に変化する。かくし
て、ガス状となった袷煤は、寄せ２４内に収集され、逆
転弁１４を経て圧縮機１４へ戻される。特定の冷煤装置
において、その屋内コイル２０内を流れる冷煤流の量は
、屋内コイル２０とその外側を被って通流する空気との
間の熱伝達関係（空気の流量、その温度およびその他の
条件を含む）に基い定められ、従って屋内コイル２０の
温度はある特定の値をとる。

しかし、その特定のコイル温度においては、該コイル温
度に比してコイルの外側を通る空気の霧点温度の方が高
いか、低いかによって、該空気からある一定量の水分が
除去される場合と「除去されない場合とがある。本発明
によれば、調湿器が除湿の追加操作の必要性を感知する
と、ソレノィド弁２６が作動して第３屋内コイル３６内
を通しての冷蝶の流れを阻止し、その結果として第１お
よび第２回路３２，３４を通る冷嬢流を増大させる。一
定の熱伝達区域における冷媒流のこの増大は、第１およ
び第２回路に対応するコイル部分の温度を低下させる作
用をし、従って空気からの水分除去量を増大させる。な
ぜなら、空気内に含有される水分の量はその温度の関数
として変化するからである。ソレノィド弁２６が閉鎖さ
れていて、冷媒の流れが第１回路と第２回路だけに限ら
れているときは、弁２６が開放されていて袷媒がすべて
の回路を通して通流されているときに比べて、第１およ
び第２回路に接触する空気の温度は低くなる。そのよう
な袷嬢流の通流方式の変更の結果として空気から除去さ
れる水分の量が増大し、湿球温度が下げられる。第２図
を参照すると、本発明による電気制御系統が示されてい
る。

電力は導線Ｌ，Ｌ２をして変圧器４０へ供給され、通常
２４ボルトの制御用電力が変圧器４０の二次巻線を通し
、常時閉の調湿器リレー接点４６を通してソレノィド弁
コイル４２へ送られる。従って、変圧器４０へ電流が供
給されており、かつ、調湿器リレー接点４６を制御する
調湿器リレー４４が付勢されていないときは、ソレノィ
ド弁４２が付勢されて開放されており、３つの回路３２
，３４，３６のすべてを通して冷煤を通流させる。サー
モスタット５４は、変圧器４０から電力の供給を受ける
ように接続してある。サーモスタット６４から延長させ
た導線５６は、該サーモスタットが冷却需要（空調すべ
き領域の温度が所定レベル以上に上昇し、冷房を必要と
すること））を検出したとき付勢されるように接続され
ている。もちろん、圧縮機の作動、除霜操作および加熱
作動等のその他の作動モードを始動させるための配線が
必要であるが、そのような配線は、本発明とは特に関係
がないので、ここには図示されていない。サーモスタツ
ド５４が冷却需要を検出すると、導線５６が付勢され、
常閉低速リレ−接点５２および常時閉の除霜サーモスタ
ットリレー接点５０を通して調湿器４８へ電流が流れる
。調湿器４８は、空調すべき囲い域内の空気の湿度を感
知する。湿度が望ましくないレベルにまで上昇すると、
調湿器４８内の内部接点が閉成し、電流を供給して調湿
器リレー４４を付勢する。調湿器リレー４４が付勢され
ると、常閉調湿器リレー接点４６が開放されてソレノィ
ドコィル４２が消勢され、その結果、ソレノィド弁２６
が閉鎖され、第３コイル回路３６への袷煤流を阻止し、
冷媒流を第１回路と第２回路だけに限定する。低速リレ
ー常閉接点５２は、多速圧縮機が使用されている場合、
高速運転時には調湿器４８を付勢させず、従って３つの
回路３２，３４，３６のすべてを通して袷煤が流される
ようにするためのものである。

これによって高速度運転においては通常の操作で十分な
除湿作用が得られる。しかし、同じ熱交換器において低
速度運転時に除湿作用を得るために、その熱交換器の一
文分をここに開示したソレノィド弁によって隔離すれば
よい。また、常時閉の除霜用サーモスタットリレー接点
５０は、冷凍ユニットが除霜モードで作動されていると
きは調湿器４８が消勢され、ソレノイド弁２８が開放状
態に維持されるようにするためのものである。即ち、こ
のリレー接点は、冷凍ユニットが除霜作動モードで作動
されているときは、ソレノィド弁を開放位置に維持する
役割を果す。調湿器４８は、空調すべき囲い域内に配設
された慣用の湿度感知装置であり、所定の湿度を感知し
たときその接点が閉成し、調湿器リレー４４を付勢する
。以上の説明では、３つの冷媒流回路を有する屋内コイ
ルを備えた可逆空調装置に関連して本発明を説明したが
、本発明は、非可逆冷却装置にも、また、異る回路構成
を有する屋内コイルにも適用することができることは明
らかであろう。

また、電気制御系統の配線図は、その一部だけが示され
ているが、ソレノィド弁が連関させた調湿器の作動を説
明するのにはこれで十分であろう。本発明は、その精神
および範囲から逸脱することなく、いろいろな変型およ
び変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は空調系統内に使用される可逆冷凍ユニットのヰ
概略図、第２図は冷凍ユニットのソレノイド弁のための
制御系を示す配線図である。 図中、１２は圧縮機、１４は逆転弁、１６は屋外熱交換
器（凝縮器）、１８は膨脹弁、２０は屋内熱交換器（蒸
発器）、２２は液体管寄せ（分配手段）、２４はガス管
寄せ、２６はソレノィド弁、２８は逆止弁（バイパス手
段）、３０はバイパス導管、３２，３４，３６は流体回
路、４４は調湿器リレー、４６はリレー接点、４８は調
湿器、５０はサーモスタットリレー接点。 （ＪＧ２ 力ｒ＆′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多速度圧縮機１２と、凝縮器１６と、膨脹弁１８を
   有する冷凍装置において、多重流体回路を備えた蒸発器
   ２０と、該蒸発器の各流体回路へ冷媒を通すように接続
   された分配手段２２と、前記蒸発器の少くとも１つの流
   体回路３６への冷媒の流れを遮断することができるよう
   に該少くとも１つの流体回路をその他の流体回路３２，
   ３４から隔離するために前記分配手段内に配設された手
   段２６と、空調すべき囲い領域内の空気の湿気を感知す
   るために該領域内に配置された調湿器４８を含む制御手
   段を設け、該調湿器が所定の湿度を感知すると、該制御
   手段は、前記圧縮機が全速より低い速度で作動している
   ときにのみ該弁手段２６を作動させて冷媒の流れを前記
   蒸発器の流体回路のうちに所定数の流体回路だけに制限
   し、それによつて前記蒸発器の潜熱による冷却作用を増
   大させ、該蒸発器の外面を被つて通る空気からの水分の
   除去を可能にするように構成したことを特徴とする冷凍
   装置。 ２ 前記分配手段は管寄せ２２であり、前記弁手段は該
   管寄せ内に配置されたソレノイド弁２６であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷凍装置。 ３ 多速度圧縮器１２と、屋外熱交換器１６と、逆転手
   段１４と、膨脹手段１８を有する可逆冷凍装置において
   、多重流体回路を備えた屋内熱交換器２０と、冷却作動
   モードのときには該屋内熱交換器の各流体回路３２，３
   ４，３６へ冷媒を通流させ、加熱作動モードのときには
   該各流体回路から冷媒を受取るように接続された第１管
   寄せ２２と、冷却作動モードのときには前記屋内熱交換
   器の各流体回路から冷媒を受取り、加熱作動モードのと
   きには該各流体回路へ冷媒を送給するように接続された
   第２管寄せ２４と、冷却作動モードの際屋内熱交換器の
   少くとも一部分への冷媒の流れを遮断することができる
   ように屋内熱交換器の少くとも１つの流体回路をその他
   の流体回路から隔離するために少くとも１つの管寄せ内
   に配設された弁手段２６と、空調すべき囲い領域内の空
   気の湿気を感知するために該領域内に配置された調湿器
   ４８を含む制御手段を設け、該調湿器が所定の湿度を感
   知すると、該制御手段は、前記圧縮機が全速より低い速
   度で作動しているときにのみ該弁手段２６を作動させて
   冷媒の流れを前記蒸発器の流体回路のうちの所定数の流
   体回路だけに制限し、それによつて該蒸発器の潜熱によ
   る冷却作用を増大させ、該蒸発器の外面を被つて通る空
   気からの水分の除去を可能にするように構成したことを
   特徴とする可逆冷凍装置。 ４ 多速度圧縮機１２と、屋外熱交換器１６と、逆転手
   段１４と、膨脹手段１８を有する可逆冷凍装置において
   、多重流体を備えた屋内熱交換器２０と、冷却作動モー
   ドのときには該屋内熱交換器の各流体回路３２，３４，
   ３６へ冷媒を通流させ、加熱作動モードのときには該各
   流体回路から冷媒を受取るように接続された第１管寄せ
   ２２と、冷却作動モードのときにには前記屋内熱交換器
   の各流体回路から冷媒を受取り、加熱作動モードのとき
   には該各流体回路へ冷媒を送給するように接続された第
   ２管寄せ２４と、冷却作動モードの際屋内熱交換器の少
   くとも一部分への冷媒の流れを遮断することができるよ
   うに屋内熱交換器の少くとも１つの流体回路をその他の
   流体回路から隔離するために少くとも１つの管寄せ内に
   配設された弁手段２６と、空調すべき囲い領域内の空気
   の湿度を感知するために該領域内に配置された調湿器４
   ８を含む制御手段を設け、該調湿器が所定の湿度を感知
   すると、制御手段は、前記圧縮機が全速より低い速度で
   作動しているときにのみ該弁手段を作動させて冷媒の流
   れを前記蒸発器の流体回路のうちの所定数の流体回路だ
   けに制限し、それによつて該蒸発器の潜熱による冷却作
   用を増大させ、該蒸発器の外面を被つて通る空気からの
   水分の除去を可能にするように構成し、前記弁手段２６
   と並列にバイパス手段２８を配設し、該バイパス手段は
   、冷却作動モードにおいてはそれ銭通しての冷媒の流れ
   を阻止し、加熱作動モードにおいては冷媒を通流させる
   ようにしたことを特徴とする可逆冷凍装置。 ５ 前記弁手段２６は、前記屋内熱交換器に接続した少
   くとも１つの管寄せ２２内に配設したソレノイド弁であ
   り、該ソレノイド弁が付勢されたときは、該弁を通して
   冷媒が通流することができ、該弁が消勢されたときは該
   弁を通して前記屋内熱交換器の少くとも１つの回路への
   冷媒の流れが遮断されるように構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の可逆冷凍装置。 ６ 前記バイパス手段は逆止弁であることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の可逆冷凍装置。 ７ 前記制御手段は、前記ソレノイド弁の作動を制御す
   るための常閉接点４６を有する第１リレー４４と、該冷
   凍装置が除霜作動モードで作動されたとき該第１リレー
   が開放されることによつて該ソレノイド弁が消勢される
   ように接続された第２レー接点５０を含むものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の可逆冷凍装
   置。