JP6932002B2

JP6932002B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP6932002B2
Application number: JP2017024161A
Authority: JP
Inventors: 秀穂藤田; 智史莅戸
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2021-09-08
Anticipated expiration: 2037-02-13
Also published as: JP2018132210A

Description

この発明は、空気調和機に関するもので、特に洗濯物の乾燥機能を供えた空気調和機に関するものである。

空気調和装置の冷媒回路は、室内機に設けられた室内熱交換器と、室外機に設けられた圧縮機、室外熱交換器、冷媒の流路を切り替える四方弁、冷媒を減圧する膨張弁を有する。また、室内熱交換器及び室外熱交換器の近傍には、空気と熱交換器内を流れる冷媒との熱交換を促進させる室内送風ファン及び室外送風ファンがそれぞれ設けられている。圧縮機、四方弁、膨張弁、室内送風ファン、室外送風ファンは制御部によって各種運転状況に応じて制御される。

圧縮機は、停止状態から室内機からの運転指令を受けて起動し、圧縮機から吐出された冷媒は四方弁を通り、暖房時は室内熱交換器で凝縮し、膨張弁を通過することで減圧され、室外熱交換器で蒸発して圧縮機へ戻る。冷房時は四方弁を切り替えて冷媒の流れる方向を暖房時と反転させるので、圧縮機から吐出された冷媒は四方弁を通り、室外熱交換器で凝縮し、膨張弁で減圧され、室内熱交換器で蒸発して圧縮機に戻る。

空気調和装置を停止状態から暖房運転を開始させる際は、圧縮機、室内送風ファン、室外送風ファンを動作させ、室内熱交換器の温度を早く上昇させたい。しかし、室内熱交換器の温度が低い状態で室内送風ファンを動作させると、室内機から温まっていない冷たい風が室内に吹き出されるため、使用者が肌寒く感じて快適性が損なわれる。

そのため、従来の空気調和装置は、室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度センサが設けられ、暖房運転開始時や除霜運転終了後の再起動時、圧縮機を起動させる際に、室内熱交温度センサの検出値が所定値以上となってから室内送風ファンの回転数を極低回転から低回転へ上昇させるものがある。これにより、室内熱交換器の温度が十分に上昇する前に室内送風ファンの運転が行われることで生じる冷風の吹出しを防止し、空気調和装置の暖房運転開始時の快適性を向上させている。このような制御を冷風防止制御と呼ぶ。（例えば、特許文献１参照）

また、濡れた衣類などに風を当てると、乾燥時間が短くなることが知られている。送風により衣類周囲の高湿度な空気を吹き飛ばせるためと考えられる。そして、空気調和機を乾燥機として用いる観点から、洗濯物などを乾燥させる衣類乾燥モードを搭載した空気調和機が存在する。

具体的には、室内送風ファンと圧縮機を有する空気調和機を操作部からの指令に基づいて衣類乾燥モード、冷房運転モード、送風運転モード、暖房運転モードといったモードによって、風向きやスイング制御を異ならせる空気調和機の乾燥運転方法が記載されている。この構成により、洗濯物の乾燥を効率的に行おうとする。（例えば、特許文献２参照）

特開２００２−１７４４５０号公報特開２００４−２７９０２７号公報

これら従来例の空気調和機では、室内の快適性と衣類の乾燥とを共に考慮した乾燥運転であるので、衣類乾燥モードで運転しても洗濯物が乾燥するまでにかなりの時間を要するものであり、更なる乾燥時間の短縮が必要であった。

上記課題を解決するために、特にその構成を、圧縮機と、室外熱交換器、室外送風ファン、膨張弁を備えた室外機と、室内熱交換器と、室内送風ファンと、上下方向の風向を可変する水平ルーバーとを備えた室内機と、前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交センサと、前記室外機と室内機を制御する制御手段と、運転操作を行う操作部とを備え、前記制御手段は、暖房運転開始時に前記圧縮機を起動すると共に、前記室内熱交センサの検知を開始し、前記圧縮機を起動した後、前記室内熱交センサの検出値が所定温度以上となったら、前記室内送風ファンの回転を開始する空気調和機に於いて、前記操作部にて洗濯物の乾燥運転を選択する衣類乾燥モードを有し、前記衣類乾燥モードが選択された場合には、暖房運転開始時に前記圧縮機を起動すると共に、強制的に前記室内送風ファンを所定回転数で始動する制御手段を備え、前記水平ルーバーを揺動するスイングモードを有し、前記スイングモード選択時で、かつ前記暖房運転が選択された場合は、前記水平ルーバーが下方向の最端位置で所定時間停止後に一定周期で揺動し、前記スイングモード選択時で、かつ前記衣類乾燥モードが選択された場合には、水平ルーバーが下方向の最端位置で停止せず、一定周期で揺動するものである。

この発明によれば、衣類乾燥モードが選択された場合には、暖房運転開始時に前記圧縮機を起動すると共に、強制的に前記室内送風ファンを所定回転数で始動することで、洗濯物の乾燥時間の短縮を最優先にして、乾燥時間を短縮することができる。
また、水平ルーバーを揺動するスイングモードを有し、スイングモード選択時で、かつ暖房運転が選択された場合には、水平ルーバーが下方向の最端位置で所定時間停止後に一定周期で揺動し、スイングモード選択時で、かつ衣類乾燥モードが選択された場合には、水平ルーバーの下方向の最端位置で停止せずに一定周期で揺動することで、暖房運転時は、水平ルーバーが下方向の最端位置で停止することで温風を効率的に室内に循環させ快適性が向上すると共に、衣類乾燥運転時は、水平ルーバーが一時停止せずに揺動することで室内の空気を効率よく撹拌して、乾燥時間を更に短縮することができる。

この発明一実施例の室内機の斜視図。同全体の構成を示す概略図。同暖房運転開始時のフローチャート図。同通常暖房運転開始時の圧縮機回転数と室内熱交温度と室内送風ファン回転数を示すグラフ。同衣類乾燥モード時で、暖房運転開始時の圧縮機回転数と室内熱交温度と室内送風ファン回転数を示すグラフ。同水平ルーバーの回動位置を示す説明図。

次に、この発明の空気調和機の実施形態について、図面を基に説明する。
１はセパレート式空気調和機の室内機で、背面板２と前方の前面カバー３によって筐体を形成し、前記前面カバー３の上面中央には横長スリット状の吸込口４を有している。前記前面カバー３の前面中央にはオープンパネル５を備え、このオープンパネル５上部左右に設けた軸（図示せず）を支点として前面カバー３前方へ開閉自在に取付られる。前記前面カバー３底面には横長の吹出口６を設け、前記吸込口４から吸い込まれた室内の空気は室内機１内部で温度調節され吹出口６から吹き出される。

前記吸込口４と吹出口６の間には横長で多段に屈曲されたフィンチューブ式の室内熱交換器７を設け、この室内熱交換器７の下流側にはクロスフロー式の室内送風ファン８を配置している。この送風ファン８は通常運転時約６００〜１，４００ｒｐｍの早さで回転し、前記吸込口４から室内空気を吸い込み吹出口６より熱交換された空気を吹き出すものである。前記室内熱交換器８の下方には樹脂の発泡材で一体成形されたドレーン皿（図示せず）を設け、結露水を受けると共に室内送風ファン８の送風を吹出口６へ導くエアーガイドの機能を兼ねる。また、前記吸込口４から吹出口６の間には室内送風経路９を形成し、この送風経路９の吸込口４内側には、吸込空気内に混在するゴミを取り除くエアフィルタ（図示せず）を有する。

１０は前記室内送風ファン８を駆動する室内送風モーターで、室内制御部１０からの指令に応じて任意に回転数を可変可能なDCモーター等で構成し、この実施例では６００ｒｐｍ（Ｂ１）、８００ｒｐｍ（Ｂ２）、１，０００ｒｐｍ（Ｂ２）、１，２００ｒｐｍ（Ｂ４）、１，４００ｒｐｍ（Ｂ５）の５段階の回転速度を設定している。

前記吹出口６には運転時に上下方向の吹出風の風向を調整すると共に、停止時には自動的に吹出口６を閉じる水平ルーバー１１備え、この水平ルーバー１１の両端には駆動軸１２を有し、この駆動軸１２に接続したルーバモーター１３によって前記水平ルーバー１１を回動する。前記ルーバーモーター１３はステップモーターで構成し、図６で示すように、水平ルーバー１１は運転停止位置Ｃ０（吹出口６を水平ルーバー１１で閉じる位置）を基準角度としてＣ１からＣ６の所定角度まで開く方向に段階的に回動する。

１４は室内熱交センサで、前記室内熱交換器７の表面や室内熱交換器７の入口や出口の近傍に接続された冷媒配管１５の温度を検知して、通常の暖房運転起動時に吹出口６から冷たい風が吹き出して使用者が肌寒く不快に感じることを防止するために、室内熱交センサ１４の温度の上昇具合に応じて送風ファン８の始動タイミングや回転数を室内制御部１６にて制御調整する。１７は室温センサで、前記吸込口４の近傍の室内送風経路９に取り付けられ吸込口４から吸い込まれて室内空気の温度を検知する。

１８は室外機で、内部に圧縮機１９、室外熱交換器２０、冷媒の流路を切り替える四方弁２１、冷媒を減圧する膨張弁２２を有し、前記圧縮機１９、四方弁２１、室内熱交換器７、膨張弁２２、室外熱交換器２０、四方弁２１を冷媒配管１５で順次接続して冷凍回路２３を形成する。

前記圧縮機１９は、インバータにより回転数が制御されるモーター（図示せず）によって駆動されることで、運転能力を２０ｒｐｓから１００ｒｐｓの間で可変できる能力可変型圧縮機である。前記室外熱交換器２０は、フィンチューブ式の熱交換器で風下側に配置された室外送風ファン２３によって外気を送風することで熱交換を行う。この室外送風ファン２３はプロペラファンで構成され、室外送風モーター２４によって回転駆動する。前記四方弁２１は冷凍回路１５に流れる冷媒の方向を切り替えることで、暖房運転と冷房運転とを切り替えるものであり、暖房運転では図２で示す実線矢印の方向に、冷房運転では破線矢印の方向に冷媒の流れる方向を切り替える。前記膨張弁２２は電子式の膨張弁で、室外制御部２５からの開度指令に応じて開度を自由に調整する。２６は外気温センサで室外の温度を検知して室外制御部２５に定期的に通知する。２７は室外熱交センサで、前記室外熱交換器２０の表面や、室外熱交換器２０の入口や出口の近傍に接続された冷媒配管１５の温度を検知することで、暖房運転時の着霜の状態を室外制御部２５にて把握して除霜運転を行う。

２８はリモコンで、前記室内機１の室内制御部１６に対して、運転信号を発するもので、液晶画面に各種の運転条件やタイマー時間等の表示を行う表示部２９と、運転操作を行う操作部３０を有している。この操作部３０には運転・停止を行う運転スイッチ３１、暖房運転・冷房運転・ドライ運転等の運転モードを設定する運転モードスイッチ３２、室温の設定を行う室温設定スイッチ３３、タイマ運転の設定を行うタイマースイッチ３４、衣類乾燥モードの選択を行う衣類乾燥スイッチ３５、水平ルーバー１１の吹出方向の変更やスイングモードの選択を行うルーバースイッチ３６等、多数のボタンスイッチを有している。

次に図３〜６を基に暖房運転開始時の作動について説明すれば、Ｓ１にてリモコン２８の運転スイッチ３１を押圧して空気調和機の運転を開始する。前回の運転が暖房運転であったことを前提として暖房運転が開始される。次に、Ｓ２に進んで衣類乾燥モードがＯＮかを判定する。衣類乾燥モードはリモコン２８の衣類乾燥スイッチ３５によって選択される。衣類乾燥モードでの運転は洗濯物乾燥が最優先されるもので、衣類乾燥モード中は室内が無人であることを想定しているので、室内の快適性は考慮しない。

Ｓ２に於いて「Ｎｏ」であればＳ３に進み通常の暖房運転を行い、Ｓ２で「Ｙｅｓ」であればＳ１６に進み暖房運転における衣類乾燥運転を開始する。まず、通常の暖房運転から説明すれば、Ｓ３で圧縮機１９が始動する、この圧縮機１９の回転数は室温設定スイッチ３２で設定された室温の設定値と室温センサ１７が検知する室温との温度差によって決定するが、暖房運転の開始時には温度差は大きいので最高回転数の１００ｒｐｓをめざして除々に上昇する。約２分ほどを費やして最高回転数に達する。このことは、圧縮機１９の回転速度は冷凍サイクル内の冷凍機油が混在する冷媒が回転速度に追従するために回転数の変動速度に規制が設けられているためである。

次にＳ４に進んで室内熱交センサ１４の読込を開始する。圧縮機１９が回転しているので室内熱交センサ１４も徐々に上昇する。そして、Ｓ５にて室内熱交センサ１４の温度（Ａ）が２８℃（Ａ１）を越えたかを判断し、越えた場合に室内送風ファン８を６００ｒｐｍ（Ｂ１）で始動し、水平ルーバー１１を前回運転時の角度に回動して吹出口６を開口する。これにより、室内熱交換器７の温度が十分に上昇する前に室内送風ファン８の運転が行われることで生じる冷風の吹出しを防止し、暖房運転開始時の快適性を向上させている。また、前回の運転がスイング運転である場合には水平ルーバ１１はＣ１からＣ５の角度の間を揺動するが、Ｃ５の位置では約６秒間一時停止し揺動を繰り返す。これにより、吹き出す温風を比較的下方向に重点的に吹き出すことで温風を効率的に室内に循環して快適性を向上する。

次に、Ｓ７では室内熱交センサ１４の温度（Ａ）が更に上昇し２９．５℃（Ａ２）を越えたかを判断する。越えた場合に室内送風ファン８を８００ｒｐｍ（Ｂ２）に上昇する。（Ｓ８）これによって、室内の使用者に冷風感を与えずに室内送風ファン８の回転数を徐々に上昇することができる。

次に、Ｓ９では室内熱交センサ１４の温度（Ａ）が更に上昇し３１．５℃（Ａ３）を越えたかを判断する。越えた場合に室内送風ファン８を１，０００ｒｐｍ（Ｂ３）に上昇する。（Ｓ１０）

次に、Ｓ１１では室内熱交センサ１４の温度（Ａ）が更に上昇し３４℃（Ａ４）を越えたかを判断する。越えた場合に室内送風ファン８を１，２００ｒｐｍ（Ｂ４）に上昇する。（Ｓ１２）

次に、Ｓ１３では室内熱交センサ１４の温度（Ａ）が更に上昇し４０℃（Ａ５）を越えたかを判断する。越えた場合に室内送風ファン８を１，４００ｒｐｍ（Ｂ４）に上昇する。（Ｓ１２）このようにＳ９からＳ１４では、Ｓ７とＳ８と同様の動作を繰り返し室内送風ファン８が最高回転数である１，４００ｒｐｍ（Ｂ５）に到達することで空気調和機は最高出力を発揮する。これによって、室内の使用者に冷風感を与えずに室内送風ファン８の回転数を徐々に上昇し、最高回転数に到達することができる。

次に、暖房運転開始（Ｓ１）から最高出力（Ｓ１４）に到達するまで十数分間を要しているが、Ｓ１５に於いて最高出力を継続し室温が設定室温まで上昇すれば、現在の室温に応じて圧縮機１９や室内送風ファン８の回転数下がり適正な暖房出力で運転する。

Ｓ２で「Ｙｅｓ」であればＳ１６に進み暖房運転における衣類乾燥運転を開始する。Ｓ１６の衣類乾燥運転では、室内熱交温度Ａに係わらず、圧縮機１９と室内送風ファン８を共に最高回転数近傍の所定回転数を目指して始動する。水平ルーバ１１は洗濯物が下方向に配置されることを想定して、通常の暖房運転での水平ルーバ１１での下限位置であるＣ５よりも下側のＣ６の位置に回動する。これにより、洗濯物に積極的送風して洗濯物の周囲の湿度を下げることで洗濯物の乾燥をより早くすることができる。また、前回の運転がスイング運転である場合には水平ルーバ１１はＣ１からＣ６の角度の間を揺動するが、Ｃ５の位置では一時停止しせずに揺動を繰り返す。これにより、室内の空気の撹拌をより効率的に行うことで洗濯物の乾燥を更に早くすることができる。

次にＳ１５に於いて最高出力を継続し室温が設定室温まで上昇すれば、現在の室温に応じて圧縮機１９や室内送風ファン８の回転数下がり適正な暖房出力で運転するが、水平ルーバ１１の角度Ｃ６や揺動範囲（Ｃ１〜Ｃ６）はかわらずに継続する。これにより、室内の空気の撹拌をより効率的に行うことで洗濯物の乾燥を更に早くすることができる。

このように、洗濯物を乾燥する衣類乾燥モードが選択された場合には、暖房運転開始時に圧縮機１９を起動すると共に、強制的に室内送風ファン８を最高回転数近傍の所定回転数で始動することで、洗濯物の乾燥時間の短縮を最優先にして、乾燥時間を短縮することができる。また、衣類乾燥モードが選択された場合には、水平ルーバー１１の可動範囲を、通常の暖房運転時の可動範囲よりも下方向に大きく設定することで、乾燥時間を更に短縮することができる。また、水平ルーバー１１を揺動するスイングモード選択時で、かつ衣類乾燥モードが選択された場合には、水平ルーバー１１の揺動範囲を、通常の暖房運転時の揺動範囲よりも下方向に大きく設定することで、乾燥時間を更に短縮することができる。また、通常暖房運転時のスイングモードは、水平ルーバー１１が下方向の最端位置で所定時間停止後に一定周期で揺動し、衣類乾燥モードでの運転時にはスイングモードは、水平ルーバー１１の下方向の最端位置で停止せずに一定周期で揺動することで、乾燥時間を更に短縮することができる。

この発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、Ｓ１６における水平ルーバ１１の位置をＣ６としたが、Ｃ６ではなくて前回運転時の水平ルーバ１１の角度にしても良い。

また、衣類乾燥モードに最大時間や設定時間を設けて、時間の満了後には自動で通常の暖房運転に移行するようにしても良い。

１室内機
２前面カバー
６吹出口
７室内熱交換器
８室内送風ファン
１０室内送風モーター
１１水平ルーバー
１３ルーバモーター
１４室内熱交センサ
１６室内制御部
１９圧縮機
２７リモコン
３１運転モードスイッチ
３４衣類乾燥スイッチ
３５ルーバースイッチ

Claims

圧縮機と、室外熱交換器、室外送風ファン、膨張弁を備えた室外機と、
室内熱交換器と、室内送風ファンと、上下方向の風向を可変する水平ルーバーとを備えた室内機と、
前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交センサと、
前記室外機と室内機を制御する制御手段と、
運転操作を行う操作部とを備え、
前記制御手段は、暖房運転開始時に前記圧縮機を起動すると共に、前記室内熱交センサの検知を開始し、
前記圧縮機を起動した後、前記室内熱交センサの検出値が所定温度以上となったら、前記室内送風ファンの回転を開始する空気調和機に於いて、
前記操作部にて洗濯物の乾燥運転を選択する衣類乾燥モードを有し、
前記衣類乾燥モードが選択された場合には、暖房運転開始時に前記圧縮機を起動すると共に、強制的に前記室内送風ファンを所定回転で始動する制御手段を備え、
前記水平ルーバーを揺動するスイングモードを有し、
前記スイングモード選択時で、かつ前記暖房運転が選択された場合は、前記水平ルーバーが下方向の最端位置で所定時間停止後に一定周期で揺動し、
前記スイングモード選択時で、かつ前記衣類乾燥モードが選択された場合には、水平ルーバーが下方向の最端位置で停止せず、一定周期で揺動することを特徴とする空気調和機。