(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-07
(45)【発行日】2024-11-15
(54)【発明の名称】空気調和システム
(51)【国際特許分類】
F24F 11/70 20180101AFI20241108BHJP
F24F 3/14 20060101ALI20241108BHJP
F24F 110/20 20180101ALN20241108BHJP
【ＦＩ】
F24F11/70
F24F3/14
F24F110:20
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020194142
(22)【出願日】2020-11-24
(65)【公開番号】P2022082951
(43)【公開日】2022-06-03
【審査請求日】2023-09-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100148275
【弁理士】
【氏名又は名称】山内 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100136319
【弁理士】
【氏名又は名称】北原 宏修
(74)【代理人】
【識別番号】100142745
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 世子
(74)【代理人】
【識別番号】100143498
【弁理士】
【氏名又は名称】中西 健
(72)【発明者】
【氏名】吉田 充邦
【審査官】奥隅 隆
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－００８７４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２６３７６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－０１４７２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２４Ｆ １／００－１３／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧縮機と、室外熱交換器と、
室内熱交換器と、
室内ファンと、
制御部とを備え、
前記制御部は、
第１の除湿モードと、前記第１の除湿モードよりも前記室内熱交換器の目標温度が低く設定される第２の除湿モードとを実行可能であって、
前記第１の除湿モードを第１の所定時間以上実行しても目標の湿度に達しない場合に、前記第２の除湿モードに切り替え、
前記第２の除湿モードにおいて、前記室内熱交換器の目標温度を０℃未満とする、空気調和システム。
【請求項2】
前記制御部は、前記第２の除湿モードにおいては、室内温度に関わらずに、室内の湿度を下げるように制御する、請求項１に記載の空気調和システム。
【請求項3】
前記制御部は、前記第２の除湿モードの終了後、第２の所定時間の間、前記圧縮機の回転数を下げる、請求項１または２に記載の空気調和システム。
【請求項4】
前記制御部は、前記空気調和システムのユーザが在宅している場合に、前記第２の除湿モードの終了後、第２の所定時間の間、前記圧縮機の回転数を下げる制御をおこなう、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項5】
圧縮機と、室外熱交換器と、
室内熱交換器と、
室内ファンと、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記室内熱交換器の目標温度を０℃未満とする除湿モードを実行した後、所定時間の間、前記圧縮機の回転数を下げる制御をおこなう、空気調和システム。
【請求項6】
圧縮機と、
室外熱交換器と、
室内熱交換器と、
室内ファンと、
制御部とを備え、
前記制御部は、
第１の除湿モードと、前記第１の除湿モードよりも前記室内熱交換器の目標温度が低く設定される第２の除湿モードとを実行可能であって、
前記第１の除湿モードを第１の所定時間以上実行しても目標の湿度に達しない場合に、前記第２の除湿モードに切り替え、
前記第２の除湿モードの終了後、第２の所定時間の間、前記圧縮機の回転数を下げる、空気調和システム。
【請求項7】
圧縮機と、
室外熱交換器と、
室内熱交換器と、
室内ファンと、
制御部とを備え、
前記制御部は、
第１の除湿モードと、前記第１の除湿モードよりも、前記圧縮機の回転数が高く、前記室内ファンの回転数が低く設定される第２の除湿モードとを実行可能であって、
前記第１の除湿モードを第１の所定時間以上実行しても目標の湿度に達しない場合に、前記第２の除湿モードに切り替え、
前記第２の除湿モードの終了後、第２の所定時間の間、前記圧縮機の回転数を下げる、空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気調和システムの除湿機能の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、除湿機能を有する空気調和機が知られている。たとえば、特開２０１４－１５３００８号公報（特許文献１）には、空気調和機が開示されている。特許文献１によると、空調運転に応じて圧縮機の回転数を制御し、圧縮機の回転数に応じて室内ファンを駆動制御する制御装置と、室内熱交換器の温度を検出する温度検出器と、室内の湿度を検出する湿度検出器とが設けられる。制御装置は、除湿運転を行うとき、室内熱交換器の温度が検出された室内湿度よりも低い湿度の露点温度になるように、室内ファンの回転数を下げて、室内ファンの送風能力を低下させる補正制御を行う。
【0003】
また、特開２０１３－１０４６１９号公報（特許文献２）には、空調室内機が開示されている。特許文献２によると、室内熱交換器による熱交換によって室内空気を冷却する際に、室内ファンにより室内熱交換器に室内空気を送風する。室内制御装置は、室内ファンを制御する。室内ファンの制御において、室内制御装置は、室内ファンの回転数の下限値を変化させるか否かを少なくとも室内熱交換器の蒸発温度に基づいて判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１４－１５３００８号公報
【文献】特開２０１３－１０４６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、空気調和システムの除湿能力を効率的に高めることである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のある態様に従うと、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、制御部とを備える空気調和システムが提供される。制御部は、第１の除湿モードと、第１の除湿モードよりも室内熱交換器の目標温度が低く設定される第２の除湿モードとを実行可能である。制御部は、第１の除湿モードを第１の所定時間以上実行しても目標の湿度に達しない場合に、第２の除湿モードに切り替える。
【発明の効果】
【0007】
以上のように、本発明によれば、空気調和システムの除湿能力を効率的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１の実施の形態にかかる空気調和機の概略構成図である。なお、本図では、四方弁が冷房運転状態となっている。
【図2】第１の実施の形態にかかる空気調和機の概略構成図である。なお、本図では、四方弁が暖房運転状態となっている。
【図3】第１の実施の形態にかかる空気調和機の構成を表わす機能ブロック図である。
【図4】第１の実施の形態にかかる空気調和機による制御を示す動作概要を示すイメージ図である。
【図5】第１の実施の形態にかかる空気調和機による制御を示す動作概要を示すイメージ図である。
【図6】第１の実施の形態にかかる空気調和機による制御を示すフローチャートである。
【図7】第３の実施の形態にかかる空気調和システムの全体構成を示すイメージ図である。
【図8】第３の実施の形態にかかるサーバの構成を示すブロック図である。
【図9】第３の実施の形態にかかる機器情報データを示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
＜第１の実施の形態＞
＜空気調和機１００の全体構成＞
＜第１の実施の形態＞
＜空気調和機１００の全体構成＞
【0010】
まず、本実施の形態にかかる空気調和システムとしての空気調和機１００の構成と基本的な動作概要とについて説明する。なお、図１は、第１の実施の形態にかかる空気調和機１００の冷房運転時および除霜運転時の概略構成図である。また、図２は、第１の実施の形態にかかる空気調和機１００の暖房運転時の概略構成図である。
【0011】
図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる空気調和機１００は、セパレート式の空気調和機であって、主に、室外機１０、室内機３０およびリモートコントローラ５０から構成されている。なお、空気調和機１００は、室内機３０と室外機１０とが冷媒配管１７および１８を介して接続されることによって構成されている。そして、後述するように、室内機３０と室外機１０とは、通信用の配線や電力供給用のユニット間配線などを介しても接続される。以下、室外機１０、室内機３０、リモートコントローラ５０、冷媒配管１７および１８について詳述する。
【0012】
（１）室外機
室外機１０は、主に、筐体１１、圧縮機１２、四方弁１３、室外熱交換器１４、膨張弁１５、室外ファン１６、冷媒配管１７、冷媒配管１８、二方弁１９、三方弁２０、室外熱交換器温度センサ２１、吐出温度センサ２２、吸入温度センサ２３、室外熱交換器出口温度センサ２４、外気温度センサ２５および室外制御部２９から構成されている。なお、この室外機１０は、屋外に設置されている。
室外機１０は、主に、筐体１１、圧縮機１２、四方弁１３、室外熱交換器１４、膨張弁１５、室外ファン１６、冷媒配管１７、冷媒配管１８、二方弁１９、三方弁２０、室外熱交換器温度センサ２１、吐出温度センサ２２、吸入温度センサ２３、室外熱交換器出口温度センサ２４、外気温度センサ２５および室外制御部２９から構成されている。なお、この室外機１０は、屋外に設置されている。
【0013】
筐体１１には、圧縮機１２、四方弁１３、室外熱交換器１４、膨張弁１５、室外ファン１６、冷媒配管１７、冷媒配管１８、二方弁１９、三方弁２０、温度センサ２１～２５および室外制御部２９等が収納されている。
【0014】
圧縮機１２は、吐出管１２ａおよび吸入管１２ｂを有している。吐出管１２ａおよび吸入管１２ｂは、それぞれ、四方弁１３の異なる接続口に接続されている。また、圧縮機１２は、通信線を介して室外制御部２９に通信接続されており、室外制御部２９から送信される制御信号に従って動作する。圧縮機１２は、運転時、吸入管１２ｂから低圧の冷媒ガスを吸入し、その冷媒ガスを圧縮して高圧の冷媒ガスを生成した後、その高圧の冷媒ガスを吐出管１２ａから吐出する。なお、本実施の形態において、この圧縮機１２の制御形式は、特に限定されず、定速式の圧縮機であってもよいし、インバータ式の圧縮機であってもよい。
【0015】
四方弁１３は、冷媒配管を介して圧縮機１２の吐出管１２ａおよび吸入管１２ｂ、室外熱交換器１４ならびに室内熱交換器３２に接続されている。そして、この四方弁１３は、通信線を介して室外制御部２９に通信接続されており、室外制御部２９から送信される制御信号に従って動作する。これによって、四方弁１３は、運転時、室外制御部２９から送信される制御信号に従って、圧縮機１２の吐出管１２ａを室外熱交換器１４に連結させると共に圧縮機１２の吸入管１２ｂを室内熱交換器３２に連結させる冷房運転状態（図１参照）と、圧縮機１２の吐出管１２ａを室内熱交換器３２に連結させると共に圧縮機１２の吸入管１２ｂを室外熱交換器１４に連結させる暖房運転状態（図２参照）とを切り換える。
【0016】
室外熱交換器１４は、左右両端で複数回折り返された伝熱管（図示せず）に多数の放熱フィン（図示せず）が取り付けられたもの（フィン＆チューブ型）であって、冷房運転時（図１参照）には凝縮器として機能し、暖房運転時（図２参照）には蒸発器として機能する。なお、熱交換器としてパラレルフロー型熱交換器やサーペン型熱交換器を用いてもよい。
【0017】
膨張弁１５は、ステッピングモータを介して開度制御が可能な電子膨張弁であって、一方が冷媒配管１７を介して二方弁１９に接続されると共に、他方が室外熱交換器１４に接続されている。また、この膨張弁１５のステッピングモータは、通信線を介して室外制御部２９に通信接続されており、室外制御部２９から送信される制御信号に従って動作する。膨張弁１５は、運転時において、凝縮器（冷房時は室外熱交換器１４であり、暖房時は室内熱交換器３２である）から流出する高温高圧の液冷媒を蒸発しやすい状態に減圧すると共に、蒸発器（冷房時は室内熱交換器３２であり、暖房時は室外熱交換器１４である）への冷媒供給量を調節する役目を担っている。
【0018】
室外ファン１６は、主に、後述するように、プロペラファンおよびモータから構成されている。プロペラファンは、モータによって回転駆動され、屋外の外気を室外熱交換器１４に供給する。モータは、通信線を介して室外制御部２９に通信接続されており、室外制御部２９から送信される制御信号に従って動作する。
【0019】
二方弁１９は、冷媒配管１７に配設されている。なお、二方弁１９は、室外機１０から冷媒配管１７が取り外されるときに閉じられ、冷媒が室外機１０から外部に漏れることを防ぐ。
【0020】
三方弁２０は、冷媒配管１８に配設されている。なお、三方弁２０は、室外機１０から冷媒配管１８が取り外されるときに閉じられ、冷媒が室外機１０から外部に漏れることを防ぐ。また、室外機１０から、あるいは室内機３０を含めた冷凍サイクル全体から、冷媒を回収する必要があるときは、三方弁２０を通じて冷媒の回収が行われる。
【0021】
室外熱交換器温度センサ２１は室外熱交換器１４に配置されており、吐出温度センサ２２は圧縮機１２の吐出管１２ａに配置されており、吸入温度センサ２３は圧縮機１２の吸入管１２ｂに配置されており、出口温度センサ２４は室外熱交換器１４の出口付近の冷媒配管１７に配置されており、外気温度センサ２５は外気温度測定用であって筐体１１の内部の所定箇所に配置されている。これらの温度センサ２１～２５は、全て、通信線を介して室外制御部２９に通信接続されており、計測された温度に関する情報を室外制御部２９に送信している。
【0022】
室外制御部２９は、通信線を介して圧縮機１２、四方弁１３、膨張弁１５、室外ファン１６および温度センサ２１～２５に通信接続されている。たとえば、室外制御部２９のプロセッサは、随時、温度センサ２１～２５の出力情報や、メモリに記憶される種々の制御パラメータ等を演算処理して適切な制御パラメータを導出し、その制御パラメータを、圧縮機１２や、四方弁１３、膨張弁１５、室外ファン１６に送信する。また、プロセッサは、必要に応じて、制御パラメータ等を室内制御部３５に送信したり、受信したりする。
【0023】
（２）室内機
室内機３０は、主に、筐体３１、室内熱交換器３２、室内ファン３３、縦風向き変更機構３６、後述する横風向き変更機構、室内熱交換器温度センサ３４、室内湿度センサ３７、室内温度センサ３８、室内制御部３５、赤外線受光部３９、カメラ４２などから構成されている。なお、この室内機３０は、一般的に室内の壁面に設置されている。
室内機３０は、主に、筐体３１、室内熱交換器３２、室内ファン３３、縦風向き変更機構３６、後述する横風向き変更機構、室内熱交換器温度センサ３４、室内湿度センサ３７、室内温度センサ３８、室内制御部３５、赤外線受光部３９、カメラ４２などから構成されている。なお、この室内機３０は、一般的に室内の壁面に設置されている。
【0024】
筐体３１には、室内熱交換器３２、室内ファン３３、室内熱交換器温度センサ３４、室内湿度センサ３７、室内温度センサ３８および室内制御部３５等が収納されている。縦風向き変更機構３６は、筐体３１の一部を構成している。
【0025】
室内熱交換器３２は、３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを、室内ファン３３を覆う屋根のように組み合わせたものである。なお、各熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、左右両端で複数回折り返された伝熱管（図示せず）に多数の放熱フィン（図示せず）が取り付けられたものであって、冷房運転時（図１参照）には蒸発器として機能し、暖房運転時（図２参照）には凝縮器として機能する。
【0026】
室内ファン３３は、主に、後述するように、クロスフローファンおよびモータから構成されている。クロスフローファンは、モータによって回転駆動され、室内の空気を吸い込み口から筐体３１内に吸い込んで室内熱交換器３２に供給すると共に、室内熱交換器３２で熱交換された空気を室内に送出する。モータは、通信線を介して室内制御部３５に通信接続されており、室内制御部３５から送信される制御信号に従って動作する。
【0027】
なお、本実施の形態においては、吸い込み口にはフィルタが取り付けられており、ごみやホコリが筐体３１に入る可能性や、室内熱交換器３２に接触する可能性を低減している。
【0028】
縦風向き変更機構３６は、縦風向き変更板およびステッピングモータから構成されている。縦風向き変更板はステッピングモータによって回動され、クロスフローファンによって室内に送出される空気の上下の送出方向を調節する。ステッピングモータは、通信線を介して室内制御部３５に通信接続されており、室内制御部３５から送信される制御信号に従って動作する。
【0029】
室内熱交換器温度センサ３４は室内熱交換器３２に配置されており、室内温度センサ３８は、室内温度を測定するものであって筐体３１内の吸込口付近に配置されている。温度センサ３４，３８や室内湿度センサ３７は、通信線を介して室内制御部３５に通信接続されており、計測された温度や湿度に関する情報を室内制御部３５に送信している。
【0030】
室内制御部３５は、通信線を介して室内ファン３３、縦風向き変更機構３６および温度センサ３４，３８、室内湿度センサ３７に通信接続されている。室内制御部３５のプロセッサは、随時、リモートコントローラ５０からの制御信号や、温度センサ３４，３８、室内湿度センサ３７の出力情報等を演算処理して適切な制御パラメータを導出し、その制御パラメータ等を、室内ファン３３や、縦風向き変更機構３６などに送信する。また、プロセッサは、必要に応じて、制御パラメータ等を室外制御部２９に送信したり、制御パラメータ等を室外制御部２９から受信したりする。
【0031】
赤外線受光部３９は、リモートコントローラ５０から発生される点滅赤外線を受光するものである。この赤外線受光部３９は、点滅赤外線を信号化処理し、生成した信号を室内制御部３５に受け渡す。
【0032】
カメラ４２は、室内機３０の周囲を撮影して画像データを室内制御部３５に受け渡す。室内制御部３５は、画像データに基づいて人がいる方向を特定する。
【0033】
なお、室外機１０の圧縮機１２、四方弁１３、室外熱交換器１４および膨張弁１５、ならびに室内機３０の室内熱交換器３２は、冷媒配管１７，１８によって順次接続され、冷媒回路を構成している。本実施の形態において、この冷媒回路上の各ユニット、室外ファン１６、室内ファン３３、縦風向き変更機構３６などを併せて空気調和機構と称し、図１および図２中において符号２で示す。
【0034】
（３）リモートコントローラ
リモートコントローラ５０は、点滅赤外線を利用してユーザの様々な指令を赤外線受光部３９を介して室内機３０の室内制御部３５に伝達するためのものであって、主に、赤外線発光部、表示パネル、運転停止ボタン、モード切換ボタン、温度上昇ボタン、温度下降ボタン、風量上昇ボタン、風量下降ボタン、風向調節ボタン、自動運転ボタン等から構成されている。
リモートコントローラ５０は、点滅赤外線を利用してユーザの様々な指令を赤外線受光部３９を介して室内機３０の室内制御部３５に伝達するためのものであって、主に、赤外線発光部、表示パネル、運転停止ボタン、モード切換ボタン、温度上昇ボタン、温度下降ボタン、風量上昇ボタン、風量下降ボタン、風向調節ボタン、自動運転ボタン等から構成されている。
【0035】
（４）冷媒配管
冷媒配管１７は、冷媒配管１８よりも細い管であって、冷房運転時および除霜運転時に液冷媒が流れる。冷媒配管１８は、冷媒配管１７よりも太い管であって、冷房運転時にガス冷媒が流れる。なお、冷媒としては、例えば、ＨＦＣ系のＲ４１０ＡやＲ３２等が用いられる。
＜空気調和機の基本的な動作＞
冷媒配管１７は、冷媒配管１８よりも細い管であって、冷房運転時および除霜運転時に液冷媒が流れる。冷媒配管１８は、冷媒配管１７よりも太い管であって、冷房運転時にガス冷媒が流れる。なお、冷媒としては、例えば、ＨＦＣ系のＲ４１０ＡやＲ３２等が用いられる。
＜空気調和機の基本的な動作＞
【0036】
以下、本実施の形態にかかる空気調和機１００の冷房運転機構、除湿運転機構、暖房運転機構、および除霜運転機構について詳述する。
【0037】
（１）冷房運転機構
冷房運転では、四方弁１３が図１に示される状態、すなわち、圧縮機１２の吐出管１２ａが室外熱交換器１４に接続され、かつ、圧縮機１２の吸入管１２ｂが室内熱交換器３２に接続された状態となる。また、このとき、二方弁１９および三方弁２０は開状態とされている。この状態で、圧縮機１２が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機１２に吸入され、圧縮された後、四方弁１３を経由して室外熱交換器１４に送られ、室外熱交換器１４において冷却され、液冷媒となる。その後、この液冷媒は、膨張弁１５に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、二方弁１９を経由して室内熱交換器３２に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、三方弁２０および四方弁１３を経由して、再び、圧縮機１２に吸入される。このようにして、本実施の形態にかかる空気調和機１００は、冷房運転機構すなわち冷房運転サイクルを有する。
冷房運転では、四方弁１３が図１に示される状態、すなわち、圧縮機１２の吐出管１２ａが室外熱交換器１４に接続され、かつ、圧縮機１２の吸入管１２ｂが室内熱交換器３２に接続された状態となる。また、このとき、二方弁１９および三方弁２０は開状態とされている。この状態で、圧縮機１２が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機１２に吸入され、圧縮された後、四方弁１３を経由して室外熱交換器１４に送られ、室外熱交換器１４において冷却され、液冷媒となる。その後、この液冷媒は、膨張弁１５に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、二方弁１９を経由して室内熱交換器３２に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、三方弁２０および四方弁１３を経由して、再び、圧縮機１２に吸入される。このようにして、本実施の形態にかかる空気調和機１００は、冷房運転機構すなわち冷房運転サイクルを有する。
【0038】
（２）除湿運転機構
上記の冷房運転時などにおいては、室内熱交換器３２において水蒸気が結露する。当該結露水はドレンパイプを通って室外へと送られる。これを利用して、室内の空気に含まれる水蒸気の量を減らして、室内の湿度を下げることができる。除湿運転時の詳細な制御に関しては、後述する。
上記の冷房運転時などにおいては、室内熱交換器３２において水蒸気が結露する。当該結露水はドレンパイプを通って室外へと送られる。これを利用して、室内の空気に含まれる水蒸気の量を減らして、室内の湿度を下げることができる。除湿運転時の詳細な制御に関しては、後述する。
【0039】
（３）暖房運転機構
暖房運転では、四方弁１３が図２に示される状態、すなわち、圧縮機１２の吐出管１２ａが室内熱交換器３２に接続され、かつ、圧縮機１２の吸入管１２ｂが室外熱交換器１４に接続された状態となる。また、このとき、二方弁１９および三方弁２０は開状態とされている。この状態で、圧縮機１２が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機１２に吸入され、圧縮された後、四方弁１３および三方弁２０を経由して室内熱交換器３２に供給され、室内空気を加熱すると共に凝縮されて液冷媒となる。その後、この液冷媒は、二方弁１９を経由して膨張弁１５に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１４に送られて、室外熱交換器１４において蒸発させられてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、四方弁１３を経由して、再び、圧縮機１２に吸入される。このようにして、本実施の形態にかかる空気調和機１００は、暖房運転機構すなわち暖房運転サイクルを有する。
暖房運転では、四方弁１３が図２に示される状態、すなわち、圧縮機１２の吐出管１２ａが室内熱交換器３２に接続され、かつ、圧縮機１２の吸入管１２ｂが室外熱交換器１４に接続された状態となる。また、このとき、二方弁１９および三方弁２０は開状態とされている。この状態で、圧縮機１２が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機１２に吸入され、圧縮された後、四方弁１３および三方弁２０を経由して室内熱交換器３２に供給され、室内空気を加熱すると共に凝縮されて液冷媒となる。その後、この液冷媒は、二方弁１９を経由して膨張弁１５に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１４に送られて、室外熱交換器１４において蒸発させられてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、四方弁１３を経由して、再び、圧縮機１２に吸入される。このようにして、本実施の形態にかかる空気調和機１００は、暖房運転機構すなわち暖房運転サイクルを有する。
【0040】
（４）除霜運転機構
暖房運転時には、室外熱交換器１４に霜が付き熱交換能力が落ちる場合がある。そこで、室外制御部２９が、室外熱交換器用の温度センサ２１からの温度に基づいて、室外熱交換器１４に霜が付いたか否かを判定する。室外制御部２９は、霜が付いたと判断した場合に、四方弁１３を切り換えて上述の冷房運転を行なうことによって除霜する（リバース除霜）。なお、室外制御部２９は、室外熱交換器用の温度センサ２１からの温度に基づいて、適切に室外熱交換器１４の霜が除かれたか否かを判定する。
＜空気調和機１００の機能構成＞
暖房運転時には、室外熱交換器１４に霜が付き熱交換能力が落ちる場合がある。そこで、室外制御部２９が、室外熱交換器用の温度センサ２１からの温度に基づいて、室外熱交換器１４に霜が付いたか否かを判定する。室外制御部２９は、霜が付いたと判断した場合に、四方弁１３を切り換えて上述の冷房運転を行なうことによって除霜する（リバース除霜）。なお、室外制御部２９は、室外熱交換器用の温度センサ２１からの温度に基づいて、適切に室外熱交換器１４の霜が除かれたか否かを判定する。
＜空気調和機１００の機能構成＞
【0041】
【0042】
まず、上述したように、空気調和機１００は、室外制御部２９と室内制御部３５とを含む。以下では、説明のために、室外制御部２９と室内制御部３５とを合わせて制御部１０１という。なお、室外制御部２９と室内制御部３５とは、配線によって通信可能である。そして、制御部１０１が実行する処理は、基本的に、室内制御部３５によって実行されてもよいし、室外制御部２９によって実行されてもよい。
【0043】
また、空気調和機１００が室内制御部３５を有さずに、制御部１０１のほとんど全ての機能が室外制御部２９に搭載されてもよい。あるいは、空気調和機１００が室外制御部２９を有さずに、制御部１０１のほとんど全ての機能が室内制御部３５に搭載されてもよい。
【0044】
制御部１０１は、例えば、各種演算処理を行なうためのプロセッサ１１０と、各種プログラムや、設定温度や各種センサの測定結果や各種の閾値などのデータを記憶するためのメモリ１２０と、時計１３０などを含む。プロセッサ１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。プロセッサ１１０は、メモリ１２０内に格納されたプログラムに従って、空気調和機１００の各部に対する各種の処理を実行する。
【0045】
また、本実施の形態においては、室外ファン１６は、上述した通り、主に、プロペラファン１６１およびファンモータ１６２から構成されている。プロペラファン１６１は、ファンモータ１６２によって回転駆動され、屋外の外気を室外熱交換器１４に供給する。
【0046】
室内ファン３３は、上述した通り、主に、クロスフローファン３３１およびファンモータ３３２から構成されている。クロスフローファン３３１は、ファンモータ３３２によって回転駆動され、室内の空気を筐体３１に吸い込んで室内熱交換器３２に供給すると共に、室内熱交換器３２で熱交換された空気を室内に送出する。
【0047】
そして、本実施の形態においては、プロセッサ１１０は、メモリ１２０に記憶される制御プログラムに従って、圧縮機１２のモータの回転数を制御したり、膨張弁１５の開度を調節したり、室外機１０のプロペラファン１６１のファンモータ１６２の回転数を制御したり、室内機３０のクロスフローファン３３１のファンモータ３３２の回転数を制御したりする。具体的には、プロセッサ１１０は、室内温度と設定温度との差が大きいとときに圧縮機１２の回転数を高くしたり、プロペラファン１６１の回転数を高くしたり、クロスフローファン３３１の回転数を高くしたりする。そして、室内温度と設定温度との差が小さい場合は、圧縮機１２の回転数を低くしたり、プロペラファン１６１の回転数を低くしたり、クロスフローファン３３１の回転数を低くしたりする。
【0048】
本実施の形態にかかる空気調和機１００は、ルータやインターネットを介して、サーバなどの他の装置とデータをやり取りするための通信インターフェイス４０を搭載する。空気調和機１００は、制御部１０１からの信号に基づいて各種の画像やテキストを表示するためのディスプレイ４３や、制御部１０１からの信号に基づいて各種の音声を出力するためのスピーカ４７を搭載する。
＜制御部による除湿運転時の処理の概要＞
＜制御部による除湿運転時の処理の概要＞
【0049】
次に、本実施の形態にかかる空気調和機１００の制御部１０１による除湿運転時の制御処理について説明する。本実施の形態においては、図４および図５に示すように、制御部１０１は、室温や、目標温度や、湿度などに基づいて、主に、４つの除湿モードを使い分けるものである。なお、後述する通常ドライモードAまたは通常ドライモードBまたは通常ドライモードCを第１の除湿モードと記載したり、特別ドライモードを第２の除湿モードと記載したりする場合がある。
【0050】
具体的には、まず、除湿運転が開始され、目標の室温設定がされる。制御部１０１は、目標設定温度と室温に差がある場合は、通常ドライモードAとして、ある程度の冷房能力を持たせた弱冷除湿運転を行う。この場合の目標設定温度は、外気温・室温などにより算出してもよいし、運転開始時の室温から一定の温度を引いた温度でもいいし、リモートコントローラ５０などにより直接設定温度を指示する方法でもよいし、それ以外でもいい。
【0051】
この状態でも除湿能力を上げるために、制御部１０１は、検出された温度・相対湿度（湿度ともいう。）や設定湿度情報などに基づいて、露点温度よりも低い目標熱交換器温度Ｔ１を算出して、目標熱交換器温度Ｔ１になるようファン回転数の制御を行う。この時の圧縮機指示回転数は、上記設定温度と現在室温との差により算出される。差が大きいほど指示回転数は大きく、差が小さいほど小さい。
【0052】
また、室内ファン３３の回転数は基本的には圧縮機１２の回転数に応じて決まるが、制御部１０１は、この基本的な回転数から目標熱交換器温度Ｔ１になるように室内ファン３３の回転数を下げる方向に補正して制御を行う。この状態では、室温が低下しても問題ない領域であるため、除湿能力を下げすぎないように、室内ファン３３の回転数の最小補償値Ｒ１を設定して、最小補償値以下にはならないように規制を行う。
【0053】
次に、目標設定温度と室温との差が所定温度よりも小さくなった場合、これ以上冷房能力が出すぎると室温低下を招くために、制御部１０１は、通常ドライモードBとして、冷房能力を下げてかつ除湿能力を維持する運転に切り替える。制御部１０１は、上記露点温度より算出された目標熱交換器温度Ｔ１よりもさらに低い目標熱交換器温度Ｔ２に切り替えてファン回転数の制御を行う。この状態では冷房能力は必要ないため、制御部１０１は、ファン回転数の最小補償値をさらに下げたＲ２までファン回転数を下げることを許可する。この場合の目標熱交換器温度Ｔ２は、固定の温度を持たせてもよいし、制御部１０１が、Ｔ１と同様に室温や湿度や目標設定湿度の情報などにより算出してもよい。
【0054】
そして、上記のように冷房能力を下げてかつ除湿能力を維持する通常ドライモードBに切り替えても、湿度が下がりづらい場合には、制御部１０１は、特別ドライモードとして、室内熱交温度を０℃未満の目標熱交換器温度Ｔ３に切り替えて、除湿能力の向上を促す。この場合の目標熱交換器温度Ｔ３はあらかじめ制御部１０１に記憶させておいてもよい。
【0055】
特に本実施の形態においては、制御部１０１は、通常ドライモードAまたは通常ドライモードBまたは通常ドライモードCにおいて、湿度が目標湿度よりも高いＨ１％以上Ｈ２％以下である状態が第１の所定時間としてのＴ分以上継続している場合に、特別ドライモードに移行するように構成されている。
【0056】
より詳細には、湿度が高すぎる状態で室内熱交換器の温度を０℃未満にしてしまうと異音が発生しやすくなるため、湿度が高すぎる状態では特別ドライモードに移行させないことが好ましい。そのため、本実施の形態においては、制御部１０１は、湿度がＨ１％以上Ｈ２％以下の範囲である場合に、特別ドライモードに移行するようにプログラムされている。
【0057】
特別ドライモードにおいては、制御部１０１は、室内ファン３３の回転は停止させずに、あらかじめ設定しているファン回転数Ｒ４で動作させておくことが望ましい。この回転数も冷房能力をできるだけ抑えるために、ある程度低い回転数であることが望ましい（Ｒ１＞Ｒ２≧Ｒ４）。
【0058】
また、特別ドライモードにおいては、制御部１０１は、設定温度と現在温度とに関わらず、固定の回転数Ｒｃ１で圧縮機１２を運転させる。
【0059】
そして、本実施の形態においては、制御部１０１は、特別ドライモードにおいて、室内熱交換器の温度が目標熱交換器温度Ｔ３に到達するか、もしくは当該モードの開始から所定時間が経過すると当該モードを解除する。
【0060】
解除したときは設定温度よりも室温が低い状態になりやすいため、通常は圧縮機１２を停止する制御に移行してしまいやすいが、すぐに圧縮機１２を停止させると、急激に室内熱交換器の温度が上がってしまい、室内熱交換器３２から大きな異音が発生しやすくなる。そこで、本実施の形態においては、制御部１０１は、第２の所定時間、特別ドライモードが解除された際は、解除モードとして、圧縮機１２を予め設定された指示回転数Ｒｃ２での運転を継続させて、徐々に室内熱交換器３２の温度を上げていくようにする。この場合の室内ファン３３の回転数は室内熱交換器３２の温度を上げていくため、予め設定されている回転数Ｒ５にすることが好ましい。これにより、大きな異音が起こりづらい状態になる。
【0061】
なお、制御部１０１は、このような圧縮機１２の回転数を所定の回転数で動作継続させる時間は、室内熱交換器３２の温度が予め設定された目標熱交換器温度Ｔ４に到達するまでか、予め設定された時間だけ継続させてもよい。
【0062】
また、空気調和機１００は、リモートコントローラ５０や本体の操作ボタンやスマートフォンなどの外部通信端末から、特別ドライモードの有効/無効を切り替える手段を有してもよい。
【0063】
また、制御部１０１は、リモートコントローラ５０から除湿運転を開始された場合は被空調空間に人がいると想定されるので、通常ドライモードBを有効にして、スマートフォン等の外部通信端末から除湿運転を開始された場合は通常ドライモードBを無効にしてもよい。この場合に被空調空間の人の有無は、カメラ４２や人感センサやスマートフォンのＧＰＳなどからのデータを利用して判断してもよい。
【0064】
特に本実施の形態においては、制御部１０１は、リモートコントローラ５０から除湿運転を開始された場合やカメラ４２や人感センサによって人を検知した場合には、解除モードを有効にして、逆にカメラ４２や人感センサによって人を検知しない場合やスマートフォン等の外部通信端末から除湿運転を開始された場合は解除モードを無効にしてもよい。
＜空気調和機の制御部による除湿運転時のフローチャート＞
＜空気調和機の制御部による除湿運転時のフローチャート＞
【0065】
以下、制御部１０１のプロセッサ１１０が、メモリ１２０のプログラムに従って、除湿運転時に実行する処理を、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【0066】
まず、制御部１０１は、リモートコントローラ５０や本体操作部などを介して、除湿運転命令を受け付ける（ステップＳ１０２）。制御部１０１は、除湿運転開始時には、通常ドライモードAを開始する。
【0067】
制御部１０１は、圧縮機１２の回転数や、室内熱交換器３２の現在の温度や目標熱交換器温度Ｔ１などに基づいて、室内ファン３３の回転数を決定する（ステップＳ１０６）。
【0068】
制御部１０１は、設定温度と室内温度との差が所定温度以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。
【0069】
設定温度と室内温度との差が所定温度以下である場合（ステップＳ１０８にてＴＲＵＥである場合）、制御部１０１は、通常ドライモードBを開始する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部１０１は、室内ファン３３の回転数の下限値をＲ２に下げる。制御部１０１は、タイマーをスタートする。
【0070】
制御部１０１は、室内熱交換器３２の目標温度をＴ２に設定する（ステップＳ１１２）。なお、上述した通り、Ｔ２は、Ｔ１から算出されるものであってもよいし、予め設定されているものであってもよい。
【0071】
制御部１０１は、タイマーの経過時間が所定時間以上である場合または現在の湿度がＨ１％以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１４）。
【0072】
タイマーの経過時間が所定時間以上である場合かつ現在の湿度がＨ１％以上かつＨ２％以下である場合（ステップＳ１１４にてＴＲＵＥである場合）、制御部１０１は、特別ドライモードを開始する（ステップＳ１１６）。すなわち、制御部１０１は、圧縮機１２の回転数をＲｃ１に設定して、室内ファン３３の回転数をＲ４に設定する。制御部１０１は、新たにタイマーをスタートする。
【0073】
制御部１０１は、室内熱交換器３２の目標温度をＴ３に設定する（ステップＳ１１８）。
【0074】
制御部１０１は、室内熱交換器３２の温度が目標熱交換器温度Ｔ３に到達したか、またはタイマーの経過時間が所定時間に達したか否かを判断する（ステップＳ１２０）。
【0075】
室内熱交換器３２の温度が目標熱交換器温度Ｔ３に到達した場合、または経過時間が所定時間に達した場合（ステップＳ１２０にてＴＲＵＥである場合）、制御部１０１は、解除モードを開始する（ステップＳ１２２）。すなわち、制御部１０１は、圧縮機１２の回転数をＲｃ２に設定して、室内ファン３３の回転数をＲ５に設定する。制御部１０１は、新たにタイマーをスタートする。
【0076】
制御部１０１は、室内熱交換器３２の目標温度をＴ４に設定する（ステップＳ１２４）。
【0077】
制御部１０１は、室内熱交換器３２の温度が目標熱交換器温度Ｔ４に到達したか、またはタイマーの経過時間が所定時間に達したか否かを判断する（ステップＳ１２６）。
【0078】
室内熱交換器３２の温度が目標熱交換器温度Ｔ４に到達した場合、または経過時間が所定時間に達した場合（ステップＳ１２６にてＴＲＵＥである場合）、制御部１０１は、タイマーをリセットする（ステップＳ１２８）。
【0079】
ステップＳ１０８において、設定温度と室内温度との差が所定温度以下でない場合（ステップＳ１０８にてＦＡＬＳＥである場合）、制御部１０１は、通常ドライモードAを実行する（ステップＳ１３２）。すなわち、制御部１０１は、室内ファン３３の回転数の下限値をＲ１に戻して、制御部１０１は、タイマーをスタートする。
【0080】
制御部１０１は、室内熱交換器３２の目標温度をＴ１に設定する（ステップＳ１３４）。
＜第２の実施の形態＞
＜第２の実施の形態＞
【0081】
上記の実施の形態においては、除湿運転に関して、制御部１０１が、通常ドライモードAと、通常ドライモードBと、通常ドライモードCと、特別ドライモードと、解除モードの、５種類のモードを切り替える形態について説明したが、このような形態には限られない。
【0082】
たとえば、通常ドライモードBを有さない形態であってもよいし、通常ドライモードCや、特別ドライモードや、解除モードなどを有さない形態であってもよい。
【0083】
逆に、上記の５つの除湿モードとは異なる別の除湿モードを搭載していてもよい。
＜第３の実施の形態＞
＜第３の実施の形態＞
【0084】
上記の実施の形態においては、空気調和機１００が、ローカルで、除湿運転制御を実行するものであった。しかしながら、図７に示すように、空気調和機１００と通信可能なクラウド上のサーバ２００によって、除湿運転制御が実行されてもよい。空気調和機１００やサーバ２００やルータ４００などは空気調和システム１を構成する。
【0085】
サーバ２００は、図８に示すように、主たる構成要素として、ＣＰＵなどのプロセッサ２１０と、メモリ２２０と、操作部２４０と、通信インターフェイス２６０とを含む。
【0086】
プロセッサ２１０は、メモリ２２０に記憶されているプログラムを実行することによって、サーバ２００の各部を制御する。
【0087】
メモリ２２０は、各種のＲＡＭ、各種のＲＯＭなどによって実現され、サーバ２００に内包されているものであってもよいし、サーバ２００の各種インターフェイスに着脱可能なものであってもよいし、サーバ２００からアクセス可能な他の装置の記録媒体であってもよい。メモリ２２０は、プロセッサ２１０によって実行されるプログラムや、プロセッサ２１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、入力されたデータ、その他の本実施の形態にかかる処理やサービスに利用されるデータベースなどを記憶する。
【0088】
たとえば、メモリ２２０は、図９に示すような機器情報データ２２１を記憶する。機器情報データ２２１は、空気調和機１００毎に、空気調和機１００の識別情報と、ユーザの識別情報と、機種や型番と、設置されている地域と、設定温度と、現在の室内温度と、現在の室内湿度と、室内熱交換器の現在の温度や、室内熱交換器の目標温度や、室内ファンの最低回転数、などの対応関係を格納する。
【0089】
図８に戻って、操作部２４０は、サービスの管理者などの命令を受け付けて、当該命令をプロセッサ２１０に入力する。
【0090】
通信インターフェイス２６０は、プロセッサ２１０からのデータを、インターネット、キャリア網、ルータ４００などを介して、空気調和機１００や通信端末３００や他のサーバなどの他の装置に送信する。逆に、通信インターフェイス２６０は、インターネット、キャリア網、ルータなどを介して他の装置からのデータを受信して、プロセッサ２１０に受け渡す。
【0091】
このように構成されることによって、本実施の形態にかかるサーバ２００のプロセッサ２１０は、メモリ２２０のプログラムに従って、通信インターフェイス２６０を介して空気調和機１００の運転を遠隔制御する。つまり、空気調和機１００の制御部１０１の代わりの役割を果たす。たとえば、プロセッサ２１０は、図６に示す処理と同様に、通信インターフェイス２６０を介して、空気調和機１００から取得した各種の測定データや運転情報に基づいて、通常ドライモードAと、通常ドライモードBと、通常ドライモードCと、特別ドライモードと、解除モードなどのモードを切り替えるための命令を送信したり、室内ファン３３の最小回転数を指定する命令や室内熱交換器３２の目標温度などを指定する命令を送信したりする。
＜まとめ＞
＜まとめ＞
【0092】
上記の実施の形態おいては、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、制御部とを備える空気調和システムが提供される。制御部は、第１の除湿モードと、第１の除湿モードよりも室内熱交換器の目標温度が低く設定される第２の除湿モードとを実行可能である。制御部は、第１の除湿モードを第１の所定時間以上実行しても目標の湿度に達しない場合に、第２の除湿モードに切り替える。
【0093】
上記の実施の形態おいては、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、制御部とを備える空気調和システムが提供される。制御部は、第１の除湿モードと、第１の除湿モードよりも、圧縮機の回転数が高く、室内ファンの回転数が低く設定される第２の除湿モードとを実行可能である。制御部は、第１の除湿モードを第１の所定時間以上実行しても目標の湿度に達しない場合に、第２の除湿モードに切り替える。
【0094】
好ましくは、制御部は、第２の除湿モードにおいては、室内熱交換器の温度に関わらずに、圧縮機の回転数を高く、室内ファンの回転数を低くする。
【0095】
好ましくは、制御部は、第２の除湿モードにおいては、室内温度に関わらずに、室内の湿度を下げるように制御する。
【0096】
好ましくは、制御部は、第２の除湿モードの終了後、第２の所定時間の間、圧縮機の回転数を下げる。
【0097】
好ましくは、制御部は、空気調和システムのユーザが在宅している場合に請求項５の制御をおこなう。
【0098】
上記の実施の形態おいては、圧縮機と室外熱交換器と室内熱交換器と室内ファンと制御部とを備える空気調和システムのためのプログラムが提供される。プログラムは、第１の除湿モードを実行するステップと、第１の除湿モードよりも室内熱交換器の目標温度が低く設定される第２の除湿モードを実行するステップと、第１の除湿モードを第１の所定時間以上実行しても目標の湿度に達しない場合に、第２の除湿モードに切り替えるステップと、を制御部に実行させる。
【0099】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0100】
１ ：空気調和システム
１０ ：室外機
１１ ：筐体
１２ ：圧縮機
１２ａ ：吐出管
１２ｂ ：吸入管
１３ ：四方弁
１４ ：室外熱交換器
１５ ：膨張弁
１６ ：室外ファン
１７ ：冷媒配管
１８ ：冷媒配管
１９ ：二方弁
２０ ：三方弁
２１ ：室外熱交換器温度センサ
２２ ：吐出温度センサ
２３ ：吸入温度センサ
２４ ：室外熱交換器出口温度センサ
２４ ：出口温度センサ
２５ ：外気温度センサ
２９ ：室外制御部
３０ ：室内機
３１ ：筐体
３２ ：室内熱交換器
３２Ａ ：熱交換器
３２Ｂ ：熱交換器
３２Ｃ ：熱交換器
３３ ：室内ファン
３４ ：室内熱交換器温度センサ
３５ ：室内制御部
３６ ：縦風向き変更機構
３７ ：室内湿度センサ
３８ ：室内温度センサ
３９ ：赤外線受光部
４０ ：通信インターフェイス
４２ ：カメラ
４３ ：ディスプレイ
４７ ：スピーカ
５０ ：リモートコントローラ
１００ ：空気調和機
１０１ ：制御部
１１０ ：プロセッサ
１２０ ：メモリ
１３０ ：時計
１６１ ：プロペラファン
１６２ ：ファンモータ
２００ ：サーバ
２１０ ：プロセッサ
２２０ ：メモリ
２２１ ：機器情報データ
２４０ ：操作部
２６０ ：通信インターフェイス
３００ ：通信端末
３３１ ：クロスフローファン
３３２ ：ファンモータ
４００ ：ルータ
１０ ：室外機
１１ ：筐体
１２ ：圧縮機
１２ａ ：吐出管
１２ｂ ：吸入管
１３ ：四方弁
１４ ：室外熱交換器
１５ ：膨張弁
１６ ：室外ファン
１７ ：冷媒配管
１８ ：冷媒配管
１９ ：二方弁
２０ ：三方弁
２１ ：室外熱交換器温度センサ
２２ ：吐出温度センサ
２３ ：吸入温度センサ
２４ ：室外熱交換器出口温度センサ
２４ ：出口温度センサ
２５ ：外気温度センサ
２９ ：室外制御部
３０ ：室内機
３１ ：筐体
３２ ：室内熱交換器
３２Ａ ：熱交換器
３２Ｂ ：熱交換器
３２Ｃ ：熱交換器
３３ ：室内ファン
３４ ：室内熱交換器温度センサ
３５ ：室内制御部
３６ ：縦風向き変更機構
３７ ：室内湿度センサ
３８ ：室内温度センサ
３９ ：赤外線受光部
４０ ：通信インターフェイス
４２ ：カメラ
４３ ：ディスプレイ
４７ ：スピーカ
５０ ：リモートコントローラ
１００ ：空気調和機
１０１ ：制御部
１１０ ：プロセッサ
１２０ ：メモリ
１３０ ：時計
１６１ ：プロペラファン
１６２ ：ファンモータ
２００ ：サーバ
２１０ ：プロセッサ
２２０ ：メモリ
２２１ ：機器情報データ
２４０ ：操作部
２６０ ：通信インターフェイス
３００ ：通信端末
３３１ ：クロスフローファン
３３２ ：ファンモータ
４００ ：ルータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】