JP2006084044A

JP2006084044A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2006084044A
Application number: JP2004266395A
Authority: JP
Inventors: Naoto Yamamura; 直人山村; Yoshikazu Nishihara; 義和西原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】天井裏に配設した室内ユニットの結露防止を行うために用いられていた断熱材や発泡材を削減し、室内ユニット表面の結露を確実に防止した空気調和機を提供すること。
【解決手段】天井裏温湿度検出手段６と、運転時間計測手段１０と、能力セーブ率決定手段１６と、圧縮機制御手段１２を備え、圧縮機２の能力を制御することにより、室内ユニット１の表面温度が天井裏の露点温度以下にならないようにすることが可能となり、結露防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、室内ユニットを天井裏に配設した空気調和機において、天井裏の温度、湿度に応じて本体運転を制御するようにした空気調和機に関するものである。

従来、天井裏に配設した空気調和機では、冷房時には、室内ユニットに内蔵された熱交換器で熱交換され送出された冷風を空調室内に供給される構成になっており、天井裏に面する室内ユニット表面に温度差による結露が付着するのを防止する等のために断熱材や発泡材を設けるようにしている。また、室内ユニットに内蔵された熱交換器で熱交換され送出された冷風を天井裏に配設された通気ダクトを介して空調室内に供給される空気調和機では、通気ダクトの表面に結露が付着するのを防止する等のために断熱材や発泡材を設けたり、天井裏の空気の温度、湿度を検出するセンサを設け、各センサの検出データに基づき圧縮機の能力を制御したり、通気ダクトの表面の結露を検出する結露センサを設け、結露センサの検出結果に基づき圧縮機の能力を制御するという発明が開示されている（特許文献１など）。
特開平１０−１０３７４３号公報

しかしながら、従来の技術では、次のような課題を有している。

即ち、室内ユニット表面及び通気ダクト表面の結露を防止するために断熱材や発泡材を使用することでコストが高くなると共に、室内ユニットのサイズアップにつながったり、通気ダクトの外径が大きなものとなってしまい天井裏への配設等が困難なものとなり、また天井裏の湿度が高い場合には、断熱材や発泡材を用いて断熱を施すようにしても室内ユニット表面及び通気ダクト表面に露が付着することがあった。また、天井裏の空気の温度、湿度を検出するセンサを設け、各センサの検出データに基づき圧縮機の能力を制御したり、通気ダクトの表面の結露を検出する結露センサを設け、結露センサの検出結果に基づき圧縮機の能力を制御されていても長時間にわたり天井裏が高温、高湿度状態が続き、長時間空気調和機が運転している場合などには、室内ユニット表面及び通気ダクト表面に露が付着するという課題を有していた。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、天井裏温湿度と、空気調和機の運転経過時間から結露に至らない能力を簡易決定して、空気調和機の能力を制御することにより、断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面及び通気ダクト表面の結露防止を確実に行えるようにした空気調和機を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、
天井裏温湿度と、空気調和機の運転経過時間から能力セーブ率を簡易決定する。これによって、室内ユニットの表面温度が天井裏の露点温度以下にならないように前記空気調和機の能力を制御することができ、断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えるようにした空気調和機を提供することができる。

本発明の空気調和機は、簡易に運転能力を制御することで、断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えることができる。

第１の発明は、圧縮機を室外ユニットに備え、熱交換器と、送風機を備えた室内ユニットを天井裏に配設した空気調和機であって、前記天井裏の雰囲気条件を検出する天井裏温湿度検出手段と前記空気調和機の運転経過時間を計測する運転時間計測手段を備え、前記天井裏温湿度検出手段の検出データに基づき前記空気調和機の能力を制御することにより、室内ユニット表面の結露防止を行うと共に結露防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減することができる。

第２の発明は、特に第１の発明の、前記天井裏温湿度検出手段と前記運転時間計測手段の検出データから能力セーブ率を決定する、能力セーブ率決定手段を備えたことにより、これに基づき前記空気調和機の能力を制御することができ、長時間にわたり天井裏が高温、高湿度状態が続き、長時間空気調和機が運転している場合でも天井裏の温湿度と空気調和機の運転経過時間に応じて能力セーブ率を決定し空気調和機の能力を制御し室内ユニットの表面温度が天井裏の露点温度以下にならないようにすることが可能となり、結露を防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行うことができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明の空気調和機の能力制御を、圧縮機制御手段と、送風機制御手段と、膨張弁制御手段で行うことにより、室内ユニットの表面温度が天井裏の露点温度以下にならないようにすることが可能となり、結露を防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えることができる。

第４の発明は、特に第１〜３のいずれか一つの発明の、天井裏の温度、湿度を検出する天井裏温湿度検出手段を天井裏で室内ユニット外部に備えたことにより、確実に天井裏の空調状態を把握することができ、天井裏の空調状態に応じて空気調和機の能力を制御することが可能となり、結露を防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えることができる。

第５の発明は、特に第１〜３のいずれか一つの発明の空気調和機に、室内吸込み開口部と天井裏吸込み開口部と、前記室内吸込み開口部と天井裏吸込み開口部の開閉切換を行うダンパと、各吸込み開口部の下流側に温湿度検出手段を備えたことにより、ダンパの切替だけで、一つの温湿度検出手段で室内の温湿度と天井裏の温湿度を検出できるためコスト高とならず、温湿度検出手段によって室内の空調状態と、天井裏の空調状態を把握することができ、この検出データに基づき空気調和機の能力を制御することで室内の空調温度を調整することと、結露を防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えることができる。

第６の発明は、特に第１〜５のいずれか一つの発明の、天井裏の温度、湿度を検出する温湿度検出手段からの検出データに基づき熱交換器の温度制限値を決定することにより、室内ユニットの表面温度が天井裏の露点温度以下にならないようにすることができ、結露を防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えることができる。

第７の発明は、特に第１〜６のいずれか一つの発明の、室内温湿度検出手段によって検
出された温度と目標温度との温度差に応じて、温度差が大きいほど、圧縮機の運転周波数を予め決めておいた値で補正して運転することにより、温度差を小さいものとできる。更にその運転周波数の値を能力セーブ率１００％と定義づけたことにより、前述のように本発明の天井裏の温度、湿度と、空気調和機の運転経過時間に基づき能力セーブ率が決定され、前記空気調和機の能力が制御される場合に、能力セーブ率の基準値が下がるので、室内ユニット表面の結露防止をより確実に行えるようにした空気調和機を提供することができる。

以下、本発明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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１〜図３を用いて本発明の実施の形態１について説明する。最初に図１、図２を用いて本実施の形態にかかわる空気調和機の構成についてまた図１〜図４で本実施の形態の制御概略を説明する。

図１は、本発明にかかる空気調和機の構成概略図である。

図１における空気調和機では、冷凍サイクルに冷媒を循環させる圧縮機２（図示せず）を室外ユニットに備え、前記冷凍サイクルを構成する熱交換器３と送風機４を備えた室内ユニット１を天井裏に配設し、室内の温度、湿度を検出する室内温湿度検出手段５と、天井裏で前記室内ユニット１の外部に天井裏の温度、湿度を検出する天井裏温湿度検出手段６を備え、室内の空気を吸込む室内吸込み開口部Ａ７と、前記熱交換器３で熱交換され送風機４から送出された風を空調室内に供給する室内吹出し開口部８で構成されている。
尚、本実施の形態では、冷房運転時の場合について説明をするものとする。即ち、熱交換器３は蒸発器として機能し、熱交換され送風機４から送出されて室内吹出し開口部８から空調室内に供給される風は冷風である。

次に図２は、本発明にかかる空気調和機の制御ブロック図である。

室内の温度設定を行う目標温度設定手段９と、空気調和機の運転経過時間を計測する運転時間計測手段１０と、能力制御手段１１を備え、圧縮機２の制御を指示する圧縮機制御手段１２と、膨張弁１３の開度を指示する膨張弁制御手段１４と、送風機４の送風量を指示する送風機制御手段１５と、天井裏の温湿度と空気調和機の運転経過時間によって予め決めておいた能力セーブ率の指示を行う能力セーブ率決定手段１６で空気調和機の能力を制御する。

圧縮機制御手段１２は圧縮機２の運転周波数を指示する周波数制御手段としてもよいし、圧縮機に印加する電圧を指示する印加電圧制御手段としてもよい。

次に図３は、本発明にかかる能力セーブ率決定表である。

図３において、横軸を空気調和機の運転経過時間、縦軸を天井裏の相対湿度とし、運転経過時間と天井裏の相対湿度によって能力セーブ率が決定されている。
ここで、能力セーブ率とは、能力セーブ率が１００％であれば、室内温度と目標温度の差により決定される空気調和機の能力１００％で運転、即ち能力セーブをせずに運転し、能力セーブ率２０％であれば、空気調和機の能力２０％で運転、即ち能力を２０％にセーブして運転することを表す乗率である。

次に図４は、本発明にかかる空気調和機の圧縮機の運転周波数補正表である。

図４において、室内温湿度検出手段５によって検出された温度と、目標温度設定手段９によって設定された温度との温度差ΔＴに応じて圧縮機２の運転周波数の補正値が定まり、補正された圧縮機２の運転周波数指示値を能力セーブ率１００％と定義づける。
本発明の実施例では室内温度と設定温度との温度差ΔＴをΔＴｓ＝０．５℃刻みで領域分割し、領域ごとに周波数補正値を指示しているが、室内ユニットの配設状態や空気調和機の能力クラス等により刻み温度ΔＴｓ、周波数補正値を変更させても同様の効果を奏するものである。

以上のように構成された空気調和機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、天井裏温湿度検出手段６によって検出された天井裏の温度、湿度により相対湿度がもとめられ、運転時間計測手段１０によって空気調和機の運転経過が計測され、この検出された相対湿度と運転経過時間によって能力セーブ率決定手段１６によって能力セーブ率が決定され、圧縮機（周波数）制御手段１２によって圧縮機２の能力制御を行う。図３に示されるように、天井裏の相対湿度が低い場合は能力セーブ率を１００％とし、相対湿度が高くなるにつれ能力セーブ率は低くなる。また、空気調和機の運転経過時間が短い場合は能力セーブ率を１００％とし、運転経過時間が長くなるにつれ能力セーブ率は低くなる。

図３の空気調和機の能力セーブ率決定表における能力セーブ率を予め１００％、７０％、４０％のように決定しているが、室内ユニットの配設状態や空気調和機の能力クラス等により能力セーブ率を変更させても同様の効果を奏するものである。

以上のように、本実施の形態においては室内ユニット１を天井裏に配設した空気調和機に天井裏の雰囲気条件を検出する天井裏温湿度検出手段６を備え、前記天井裏温湿度検出手段６の検出データに基づき圧縮機２、送風機４、膨張弁１３を制御し空気調和機の能力制御することができ、結露防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット１の表面の結露防止を確実に行えることができる。

また、室内ユニット１を天井裏に配設した空気調和機に天井裏の雰囲気条件を検出する天井裏温湿度検出手段６と、空気調和機の運転経過時間を判断する運転時間計測手段１０と、これらの検出データに基づき能力セーブ率を決定する能力セーブ率決定手段１６を備え、圧縮機２の能力を制御する圧縮機（周波数）制御手段１２を備えたことにより、長時間にわたり天井裏が高温、高湿度状態が続き、長時間空気調和機が運転している場合でも天井裏の温湿度と空気調和機の運転経過時間によって予め決めておいた能力セーブ率になるように圧縮機２の能力を制御され室内ユニット１の表面温度が天井裏の露点温度以下にならないようにすることが可能となり、結露を防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えることができる。

また、本実施の形態では、天井裏の温度、湿度を検出する天井裏温湿度検出手段６の検出データに基づき熱交換器３の最低温度を決定することにより、熱交換器３の温度が下がり過ぎて室内ユニットの表面温度が天井裏の露点温度以下にならないように圧縮機２、送風機４、膨張弁１３を制御し空気調和機の能力制御することができ、結露防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット１の表面の結露防止を確実に行えることができる。
尚、本実施の形態では、運転時間計測について特に言及していないが、空気調和機への負荷状態等を考慮して、運転時間に補正を加えても構わない。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態の空気調和機の構成概略図である。

図５における空気調和機では、冷凍サイクルに冷媒を循環させる圧縮機２（図示せず）を室外ユニットに備え、前記冷凍サイクルを構成する熱交換器３と送風機４を備えた室内ユニット１を天井裏に配設し、室内の空気を吸込む室内吸込み開口部Ｂ１８と、天井裏の空気を吸い込む天井裏吸込み開口部１９を備え、前記室内吸込み開口部Ｂ１８と天井裏吸込み開口部１９の開閉切換を行うダンパ２０を備え、各吸込み開口部の下流側に、室内の温湿度と天井裏の温湿度の検出を兼ねた温湿度検出手段１７を備え、前記熱交換器３で熱交換され送風機４から送出された風を空調室内に供給する室内吹出し開口部８で構成されている。

尚、本実施の形態では、冷房運転時の場合について説明をするものとする。即ち、熱交換器３は蒸発器として機能し、熱交換され送風機４から送出されて室内吹出し開口部８から空調室内に供給される風は冷風である。

まず、天井裏吸込み開口部１９をダンパ２０によって閉状態とした場合、室内吸込み開口部Ｂ１８から室内の空気が吸い込まれ、温湿度検出手段１７によって室内の温湿度が検出される。実施の形態１の図２、図４で示したように温湿度設定手段１７によって検出された室内の温度と目標温度設定手段９によって設定された温度を比較し、その温度差ΔＴに応じて予め決めておいた運転周波数で圧縮機２の能力が制御される。室内吸込み開口部Ｂ１８をダンパ２０によって閉状態とした場合、天井裏吸込み開口部１９から天井裏の空気が吸い込まれ、温湿度検出手段１７によって天井裏の温湿度が検出される。実施形態１で説明したように温湿度設定手段１７によって検出された天井裏の温度、湿度により相対湿度がもとめられ、運転時間計測手段１０によって空気調和機の運転経過時間が計測される。この検出された相対湿度と運転経過時間によって能力セーブ率指示回路１６によって能力セーブ率が決定され、圧縮機（周波数）制御手段１２によって圧縮機２の能力制御を行う。

以上のように、本実施の形態においては簡単なダンパを使った構成によって一つの温湿度検出手段１７で室内の温湿度と天井裏の温湿度を検出できるため、コスト高とならず、温湿度検出手段１７によって室内の空調状態と、天井裏の空調状態を把握することができ、この検出データに基づき圧縮機２、送風機４、膨張弁１３を制御し空気調和機の能力制御することで室内の空調温度を調整することと、結露防止するために用いられていた断熱材や発泡材を削減し配設し易く安価でコスト高とならず、室内ユニット表面の結露防止を確実に行えることができる。

以上のように、本発明に係る空気調和機は温湿度及び運転時間から簡易運転制御によって断熱材や発泡材を削減し、室内ユニット表面の結露を確実に防止できるので、特にダクト式送風機やダクト式空気調和機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の構成概略図本発明の実施の形態１における空気調和機の制御ブロック図本発明の実施の形態１における空気調和機の能力セーブ率決定表を示す図本発明の実施の形態１における空気調和機の圧縮機の運転周波数補正表を示す図本発明の実施の形態２における空気調和機の構成概略図

符号の説明

１室内ユニット
２圧縮機
３熱交換器
４送風機
５室内温湿度検出手段
６天井裏温湿度検出手段
７室内吸込み開口部Ａ
８室内吹出し開口部
９目標温度設定手段
１０運転時間計測手段
１１能力制御手段
１２圧縮機制御手段
１３膨張弁
１４膨張弁制御手段
１５送風機制御手段
１６能力セーブ率決定手段
１７温湿度検出手段
１８室内吸込み開口部Ｂ
１９天井裏吸込み開口部
２０ダンパ

Claims

圧縮機を室外ユニットに備え、熱交換器と送風機を備えた室内ユニットを天井裏に配設した空気調和機であって、前記天井裏の雰囲気条件を検出する天井裏温湿度検出手段と前記空気調和機の運転経過時間を計測する運転時間計測手段を備え、前記天井裏温湿度検出手段及び前記運転時間計測手段の検出データに基づき前記空気調和機の能力を制御することを特徴とした空気調和機。
前記天井裏温湿度検出手段と、前記運転時間計測手段と、これらの検出データに基づき能力セーブ率を決定する能力セーブ率決定手段を備え、前記空気調和機の能力を制御することを特徴とした請求項１に記載の空気調和機。
圧縮機制御手段と、送風機制御手段と、膨張弁制御手段とを備え、前記空気調和機の能力制御を、これらの各制御で行うことを特徴とした請求項１〜２のいずれか１項に記載の空気調和機。
天井裏温湿度検出手段を天井裏で室内ユニット外部に備えたことを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
室内吸込み開口部と天井裏吸込み開口部と、前記室内吸込み開口部と天井裏吸込み開口部の開閉切換を行うダンパと、各吸込み開口部の下流側に温湿度検出手段を備えたことを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
前記天井裏の温度、湿度を検出する温湿度検出手段からの検出データに基づき前記熱交換器の温度制限値を決定することを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
室内の雰囲気条件を検出する室内温湿度検出手段と、室内温度を設定する目標温度設定手段を備え、前記室内温湿度検出手段によって検出された温度と前記目標温度設定手段によって設定された温度との差異に応じて、圧縮機の運転周波数に補正値を加え、その補正された運転周波数の値を能力セーブ率１００％と定義づけたことを特徴とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和機。