JP2001355904A - 熱交換器洗浄装置及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】日数をカウントしておいて熱交換器の洗浄を定
期的に自動で実施する場合、実際上、洗浄が必要でない
ときにも、実施され、無駄である。 【解決手段】熱交換器が汚れてくると熱交換能力が低下
する。熱交換能力と相関の深い冷媒の状態量に基づいて
洗浄が必要か否かを判断する。冷媒の状態量として、冷
媒の凝縮温度Ｔｅと蒸発温度Ｔｃを用い、これらが閾値
Ｔ１，Ｔ２より低下すると、洗浄指令を出す。空気調和
機の運転停止を待って洗浄を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器に付着した
塵埃や花粉を除去したり、また細菌、カビ等の発生を抑
制したりするための熱交換器洗浄装置、およびこれを含
む空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和機に内蔵されている
熱交換器を洗浄するメンテナンス作業は非常に面倒であ
る。そこで、空気調和機内に熱交換器の洗浄機能を組み
込み、メンテナンスを軽減する試みがなされている。洗
浄動作の開始は、ユーザがリモコンのスイッチを操作す
る手動による場合と、例えば日数をカウントしておいて
定期的に自動洗浄を実施する場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】洗浄を手動で実施する
場合、人手を煩わすことなり、面倒である。また、熱交
換器に付着した塵埃等から臭気が発生して始めて洗浄を
実施することになりがちであり、対症療法的となる。一
方、洗浄を定期的に自動で実施する場合、熱交換器があ
まり汚れていなくて洗浄の必要がないときにも、洗浄を
実施することになる。

【０００４】このため、省エネ上好ましくない。また、
洗浄液を収容するタンク等に洗浄液を補充する頻度が増
え、メンテナンスが面倒になる。逆に補充回数を減らす
ためには、タンクを大型にする必要がある。本発明は上
記課題に鑑みてなされたものであり、必要なときのみに
洗浄を実施することのできる熱交換器洗浄装置、および
これを含む空気調和機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するため、本発明は、熱交換器に洗浄液をかけて
洗浄する手段と、熱交換器の熱交換能力に基づいて熱交
換器を洗浄させる自動洗浄モードを有する制御手段とを
備えることを特徴とする熱交換器洗浄装置を提供するも
のである（請求項１）。本構成では、熱交換能力に基づ
き真に洗浄が必要なときのみに熱交換器の洗浄を実施す
ることができる。これにより、熱交換器の熱交換能力を
常に適正に維持することができる。洗浄液をこれを収容
するタンクに補充する頻度を減らすことができ、メンテ
ナンスが軽減される。また、不要に大きなタンクを用い
る必要もない。

【０００６】また、本発明は、熱交換器に洗浄液をかけ
て洗浄する手段と、熱交換器を含む冷媒回路に流れる冷
媒の状態量に基づいて熱交換器を洗浄させる自動洗浄モ
ードを有する制御手段とを備えることを特徴とするもの
である（請求項２）。本構成では、熱交換能力に最も相
関の深い冷媒の状態量に基づき、真に洗浄が必要なとき
のみに熱交換器の洗浄を実施することができる。これに
より、熱交換器の熱交換能力を常に適正に維持すること
ができる。洗浄液をこれを収容するタンクに補充する頻
度を減らすことができ、メンテナンスが軽減される。ま
た、不要に大きなタンクを用いる必要もない。

【０００７】上記冷媒の状態量は冷媒の温度を含む場合
がある（請求項３）。例えば、空気調和機では室温を設
定温度に維持するようにしているので、熱交換器が汚れ
て通過空気との間での熱伝達が悪くなってくる（すなわ
ち、熱交換器の熱交換能力が減衰してくる）と、必然的
に、冷媒の凝縮温度や蒸発温度が低下してくる。したが
って、上記冷媒の状態量は冷媒の凝縮温度および蒸発温
度の少なくとも一方を含んでいれば（請求項５）、洗浄
の必要となる適切なタイミングで洗浄を実施することが
できる。

【０００８】特に、上記制御手段は凝縮温度が対応する
閾値よりも低く且つ蒸発温度が対応する閾値よりも低い
場合に熱交換器を洗浄させるものであれば（請求項
６）、熱交換能力の減衰をより正確に予測し、より適切
なタイミングで洗浄を実施することができる。上記冷媒
の状態量は冷媒の圧力を含む場合がある（請求項４）。
要するに、エンタルピ変化をみておけば良いので、エン
タルピに関して相関を持つ圧力（凝縮圧力、蒸発圧力）
に基づいても、上記の温度に基づく場合と同様に適切な
洗浄のタイミングを判断することができる。

【０００９】また、上記熱交換器を通過する前の空気の
温度を検出する手段と外気の温度を検出する手段をさら
に備え、これらの手段により検出された空気の温度に基
づいて制御手段が閾値を調整する場合がある（請求項
７）。この場合、より適正に洗浄の要否を判断すること
ができる。また、上記制御手段は手動スイッチからの信
号に応じて洗浄を実施させる手動洗浄モードをさらに有
する場合がある（請求項８）。この場合、手動でも洗浄
を実施できるので好ましい。特に、上記自動洗浄モード
と手動洗浄モードを択一的に切り換える手段をさらに備
えていれば（請求項９）、ユーザの要望に応じて手動と
自動とを切り換えることができる点で好ましい。

【００１０】また、本発明は、熱交換器と、上記の何れ
かに記載の熱交換器洗浄装置を含む空気調和機を提供す
る場合がある（請求項１０）。この場合、小型、安価で
メンテナンス性に優れた空気調和機を実現できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態の熱交換器洗浄装置が組み込まれた空気調和機の内
部構成を示す概略断面図である。本実施の形態では熱交
換洗浄装置が室内機としての天井埋設型（カセット型）
の空気調和機１に組み込まれた例に則して説明するが、
これに限定されるものではない。

【００１２】図１を参照して、本空気調和機１は例えば
天井埋設型（カセット型）の室内機からなり、箱状をな
す空気調和機本体としてのケーシング２と、このケーシ
ング２の下面に接続されて天井面２１の開口２２を覆う
化粧パネル３と、ケーシング２の中央部に配置された遠
心式の送風機４と、この送風機４の周囲下流に配置され
たフィンコイル式の熱交換器５と、熱交換器５の下方に
配置され熱交換器５から落下する液体を受けるドレンパ
ン６と、熱交換器５を洗浄する洗浄装置Ａとを備えてい
る。２ａはケーシング２の表面を覆う断熱材である。

【００１３】図示していないが、上記の熱交換器５と、
室外機の熱交換器、圧縮機および膨張弁を循環する冷媒
回路が構成されている。冷房時か暖房時かによって内外
の熱交換器の機能が入れ換わり、一方が凝縮器、他方が
蒸発器として機能する。化粧パネル３の中央部には略矩
形をなす吸込口７が設けられ、この吸込口７の周囲四方
に吹出口８が設けられている。ケーシング３内には、吸
込口７からエアフィルタ９、送風機４および熱交換器５
を介して吹出口８に至る風路１０が形成されている。す
なわち、送風機４が駆動されることによって、吸込口７
からエアフィルタ９を通してケーシング２内に吸い込ま
れた空気は、送風機４の遠心方向に吹き出されて熱交換
器５のフィン１１間を流れて加熱又は冷却され、吹出口
８を通して室内空間へ吹き出されるようになっている。
送風機４はファン４ａとファン４ａを駆動するモータ４
ｂを有している。

【００１４】図１において、１９は吸込口７から吸い込
まれた空気の温度を検出するサーミスタ等からなる室温
センサである。２０は室内機に内蔵される熱交換器５の
冷媒の温度を検出する室内熱交温度センサである。２３
は洗浄装置Ａの動作を制御する制御部１７を内蔵する制
御箱である。図１，図２および図３を参照して、熱交換
器５は互いの間に所定の間隔を設けて平行に並ぶ多数の
フィン１１と、これらのフィン１１を貫く熱交換用の多
数の冷却管１２とを備えている。

【００１５】洗浄装置Ａは、熱交換器５の各フィン１１
を貫くようにして配置される、洗浄する手段としての洗
浄管１３を備えており、図３および図４に示すように、
洗浄管１３の周面１４には、洗浄管１３内を流される洗
浄液を熱交換器５の各フィン１１に吹き掛ける吹掛け手
段として多数のノズル１５が形成されている。ノズル１
５の場合、洗浄管１３の周面１４に形成した穴の周囲の
一部を切り起こすことにより、容易に形成できる。ま
た、ノズル１５の場合、噴射の方向性をもたせ、且つフ
ィン１１に対して洗浄液を強く吹き掛けることが可能で
あり、洗浄能力を高くすることができる。

【００１６】図２に示すように、洗浄装置Ａは、上記の
洗浄する手段としての洗浄管１３と、洗浄液Ｌを収容す
るタンク１８と、このタンク１８から洗浄管１３に至る
経路１６に設けられ、タンク１８から洗浄液Ｌを汲み上
げて洗浄管１３内に圧送するポンプＰと、ポンプＰを駆
動するモータＭの動作を制御する制御部１７とを備えて
いる。洗浄管１３は冷却管１２の一部を閉塞した行き止
まり管として構成されている。冷却管１２の一部を用い
て洗浄管１３を構成するので、洗浄管１３を冷却管１２
とは別途に構成する場合と比較して構造を簡素化でき、
また製造コストを安くすることができる。洗浄管１３の
一端は上記の経路１６を介してポンプＰおよびタンク１
８に接続されている。

【００１７】上記の洗浄管１３は熱交換器５のフィン１
１の少なくとも上部に配置されていることが好ましい。
というのは、上部に配置すると、フィン１１の上部に吹
き掛けられた洗浄液がフィン１１を伝わって下部まで達
するし、また、噴射された洗浄液が下向きに拡がる傾向
にあるので、フィン１１の上下全体に洗浄液を行き渡ら
せることができるからである。すなわち、洗浄液を効率
的に利用できる。また、洗浄液には抗菌性のある薬剤が
含まれる場合がある。この場合、細菌やカビの発生を効
果的に防止できて好ましい。特に、ドレンパンやドレン
ホース等の排水経路の洗浄に効果があり、排水経路での
臭気やスライムの発生を防止することができる。

【００１８】上記の制御部１７には、室温センサ１９、
室内熱交温度センサ２０、並びに、図示しない室外機に
内蔵される外気温度センサ２３および室外熱交温度セン
サ２４が接続されている。各温度センサ１９，２０，２
３，２４からの検出信号を入力した制御部１７は、洗浄
が必要と判断したときに、ポンプＰのモータＭを駆動さ
せ、洗浄管１３に洗浄液Ｌを圧送して、熱交換器５に対
する洗浄を実施させる。

【００１９】次いで、図５のフローチャートに基づいて
制御動作について説明する。運転が開始されると、室温
Ｔｒおよび外気温Ｔａが入力される（ステップＳ１）。
次いで、図６に示すエリア判定マップに基づいて複数
（例えば９個）の運転エリアＡ１，Ａ２，…Ａ９の何れ
の運転エリアに相当するかが判別される。各エリアＡ
１，Ａ２，…Ａ９にそれぞれ対応して、凝縮温度の閾値
Ｔ１および蒸発温度の閾値Ｔ２が予め設定されているの
で、判別されたエリアに応じて、閾値Ｔ１，Ｔ２が決定
される（ステップＳ２）。なお、このマップは冷房時と
暖房時に応じてそれぞれ異なるタイプのものが設定され
ている。

【００２０】次いで、冷媒の凝縮温度Ｔｅと蒸発温度Ｔ
ｃが入力され（ステップＳ３）、凝縮温度Ｔｅおよび蒸
発温度Ｔｃが、それぞれ対応する閾値Ｔ１およびＴ２よ
りもともに低いときに、洗浄指令が出される（ステップ
Ｓ４，Ｓ５）。洗浄指令が出されると、空気調和機１の
運転の停止を待って上記のモータＭを駆動して、洗浄が
実施される（ステップＳ６，Ｓ７）。本実施の形態によ
れば、熱交換能力に最も相関の深い冷媒の状態量に基づ
き、真に洗浄が必要なときのみに熱交換器５の洗浄を実
施することができる。これにより、熱交換器５の熱交換
能力を常に適正に維持することができる。洗浄液をこれ
を収容するタンク１８に補充する頻度を減らすことがで
き、メンテナンスが軽減される。また、不要に大きなタ
ンク１８を用いる必要もなく、小型化を図ることができ
る。

【００２１】特に、検出された凝縮温度Ｔｅが対応する
閾値Ｔ１よりも低く、且つ検出された蒸発温度Ｔｃが対
応する閾値Ｔ２よりも低い場合に、熱交換器５を洗浄さ
せるようにしているので、熱交換能力の減衰をより正確
に予測し、より適切なタイミングで洗浄を実施すること
ができる。しかも、上記の閾値Ｔ１，Ｔ２を室温Ｔｒお
よび外気温Ｔａに基づいて調整するので、より適正に洗
浄の必要なタイミングを判断することができる。

【００２２】また、洗浄管１３が熱交換器５の各フィン
１１を貫くようにレイアウトしたので、従来と比較して
小型にすることができる。また、洗浄管１３がフィン１
１に近接した位置から洗浄液を吹き掛けるので、洗浄液
が不必要に飛散することがなく、したがって、特に防滴
カバーを設けずとも良く、その結果、部品点数を削減し
て製造コストを安くすることができる。また、小型で安
価な洗浄装置Ａを空気調和機１に組み込むことにより、
小型、安価でメンテナンス性に優れた空気調和機１を提
供することができる。

【００２３】なお、従来は洗浄液を洗い流すすすぎ水を
供給する構造を用いているが、本実施の形態では、特に
すすぎ水を供給する構造は設けていない。これは、熱交
換器５の汚れが顕著に露呈するのが、冷房シーズンであ
り、冷房シーズンであれば、熱交換器５の各フィン１１
に付着する凝縮水をすすぎ水として利用できるので、別
途にすすぎ水を供給する機構は不必要であるという考え
に基づく。ただし、本発明はすすぎ水を供給する構造を
付加することを妨げる趣旨のものではない。

【００２４】上記の実施の形態では、凝縮温度Ｔｅおよ
び蒸発温度Ｔｃの双方を用いて洗浄タイミングを判断し
たが、これに限らず、凝縮温度Ｔｅおよび蒸発温度Ｔｃ
の何れか一方と対応する閾値Ｔ１，Ｔ２との比較に基づ
いて、洗浄のタイミングを判断することもできる。ま
た、図５において、上記の凝縮温度Ｔｅに代えて凝縮圧
力Ｐｅを用い、また、蒸発温度Ｔｃに代えて蒸発圧力Ｐ
ｃを用い、さらに、凝縮温度および蒸発温度の温度の閾
値Ｔ１，Ｔ２に代えて凝縮圧力および蒸発圧力の閾値Ｐ
１，Ｐ２を用いて、洗浄のタイミングを判断することも
可能である（図７のブロック図参照）。この場合におい
ても、凝縮圧力Ｐｅおよび蒸発圧力Ｐｃの少なくとも一
方と、対応する閾値Ｐ１，Ｐ２との比較に基づいて、洗
浄タイミングを判断することもできる。なお、凝縮圧力
Ｐｅを検出する凝縮圧力センサ２５および蒸発圧力Ｐｃ
を検出する蒸発圧力センサ２６は、室内機の熱交換器５
および室外機の熱交換器（図示せず）にそれぞれ設ける
ことになる。

【００２５】次いで、図８および図９は本発明の別の実
施の形態を示している。本実施の形態では、空気調和機
１の各種操作キーを装備するリモコン２７に、手動の洗
浄スイッチ２８を設け、この洗浄スイッチ２８からの信
号に応じて洗浄を実施させる手動洗浄モードを設けた点
にある。具体的には、図９に示す流れとなり、図５に示
すフローチャートにステップＳ８を追加したものとな
る。すなわちステップＳ４での条件と、洗浄スイッチ２
８がオンされる条件のうち何れか一つが満たされたとき
に、洗浄が実施される。この場合、手動でも洗浄を実施
できるので好ましい。

【００２６】また、この場合、自動洗浄モードと手動洗
浄モードを択一的に切り換える手段として、図１０に示
すようにリモコン２７に切換スイッチ２９を追加し、図
１１１に示すように、切換スイッチ２９からの信号によ
って判断して（ステップＳ１）自動洗浄モードステップ
（ステップＳ２〜ステップＳ９）と手動洗浄モード（ス
テップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ７〜Ｓ９）を切り換えても良
い。ユーザの要望に応じて手動と自動とを切り換えるこ
とができて好ましい。なお、図１１のステップＳ３〜Ｓ
９が図５のステップＳ１〜Ｓ７に相当する。また、手動
洗浄モードでは、洗浄スイッチ２８のオンに応じて洗浄
指令が出される。

【００２７】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れるものではない。例えば、図５や図９の実施形態では
ステップＳ４の条件が一度満たされると直ちに洗浄指令
を出していたが、これに限らず、複数回（例えば６回）
満たされて始めて洗浄指令を出すようにしても良い。こ
れは、洗浄指令を出すための条件の検出に万全を期し、
不用意に洗浄を実施することがないようにするすためで
ある。図１１のステップＳ６の条件についても同様であ
る。

【００２８】その他、本発明の範囲で種々の変更を施す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の熱交換器洗浄装置を含
む空気調和機の概略断面図である。

【図２】熱交換器と洗浄装置を模式的に示す概略構成図
である。

【図３】洗浄装置の要部の一部欠載斜視図である。

【図４】熱交換器および洗浄管の断面図である。

【図５】洗浄の要否を判断するための制御の流れを示す
フローチャートである。

【図６】閾値のエリアマップを示す図である。

【図７】本発明の別の実施の形態の電気的構成を示すブ
ロック図である。

【図８】本発明のさらに別の実施の形態の電気的構成を
示すブロック図である。

【図９】図８の実施の形態での制御のフローチャートで
ある。

【図１０】本発明の別の実施の形態の電気的構成を示す
ブロック図である。

【図１１】本発明のさらに別の実施の形態の電気的構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 空気調和機 ２ ケーシング（空気調和機本体） ５ 熱交換器 １０ 風路 １１ フィン １２ 冷却管 １３ 洗浄管（洗浄する手段） １４ 周面 １５ ノズル（吹掛け手段） １６ 経路 １７ 制御部 １８ タンク １９ 室温センサ ２０ 室内熱交温度センサ ２３ 外気温センサ ２４ 室外熱交温度センサ Ａ 洗浄装置 Ｌ 洗浄液 Ｐ ポンプ Ｍ モータ Ｔｅ 凝縮温度 Ｔｃ 蒸発温度 Ｔ１，Ｔ２ 閾値 Ｔｒ 室温 Ｔａ 外気温 Ｐｅ 凝縮圧力 Ｐｃ 蒸発圧力 Ｐ１，Ｐ２ 閾値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B201 AA46 AB53 BB22 BB33 BB92 CB01 CD42 CD43 3L060 AA08 CC01 CC02 CC03 CC04 CC16 DD01 DD07 EE01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱交換器に洗浄液をかけて洗浄する手段
   （１３）と、熱交換器（５）の熱交換能力に基づいて熱
   交換器（５）を洗浄させる自動洗浄モードを有する制御
   手段（１７）とを備えることを特徴とする熱交換器洗浄
   装置。
2. 【請求項２】熱交換器（５）に洗浄液をかけて洗浄する
   手段（１３）と、熱交換器（５）を含む冷媒回路に流れ
   る冷媒の状態量に基づいて熱交換器（５）を洗浄させる
   自動洗浄モードを有する制御手段（１７）とを備えるこ
   とを特徴とする熱交換器洗浄装置。
3. 【請求項３】上記冷媒の状態量（Ｔｅ，Ｔｃ，Ｐｅ，Ｐ
   ｃ）は冷媒の温度（Ｔｅ，Ｔｃ）を含むことを特徴とす
   る請求項２記載の熱交換器洗浄装置。
4. 【請求項４】上記冷媒の状態量（Ｔｅ，Ｔｃ，Ｐｅ，Ｐ
   ｃ）は冷媒の圧力（Ｐｅ，Ｐｃ）を含むことを特徴とす
   る請求項２又は３記載の熱交換器洗浄装置。
5. 【請求項５】上記冷媒の状態量（Ｔｅ，Ｔｃ，Ｐｅ，Ｐ
   ｃ）は凝縮温度（Ｔｅ）および蒸発温度（Ｔｃ）の少な
   くとも一つを含むことを特徴とする請求項２，３又は４
   記載の熱交換器洗浄装置。
6. 【請求項６】上記制御手段(17)は凝縮温度（Ｔｅ）が対
   応する閾値（Ｔ１）よりも低く且つ蒸発温度（Ｔｃ）が
   対応する閾値（Ｔ２）よりも低い場合に熱交換器(5) を
   洗浄させることを特徴とする請求項５記載の熱交換器洗
   浄装置。
7. 【請求項７】上記熱交換器（５）を通過する前の空気の
   温度を検出する手段（１９）と外気の温度を検出する手
   段（２３）をさらに備え、これらの手段により検出され
   た空気の温度（Ｔｒ，Ｔａ）に基づいて制御手段（１
   ７）が閾値（Ｔ１，Ｔ２）を調整することを特徴とする
   請求項６記載の熱交換器洗浄装置。
8. 【請求項８】上記制御手段（１７）は手動の洗浄スイッ
   チ（２８）からの信号に応じて洗浄を実施させる手動洗
   浄モードをさらに有することを特徴とする請求項１ない
   し７の何れか一つに記載の熱交換器洗浄装置。
9. 【請求項９】上記自動洗浄モードと手動洗浄モードを択
   一的に切り換える手段（２９）をさらに備えることを特
   徴とする請求項８記載の熱交換器洗浄装置。
10. 【請求項１０】熱交換器（５）と、請求項１ないし９の
    何れか一つに記載の熱交換器洗浄装置（Ａ）を含むこと
    を特徴とする空気調和機。