JP2006153391A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷えすぎや暖めすぎの防止のために、加速空調運転の時間を短くしても、設定温度に速やかに達するとともに、加速空調運転の終了後も、ユーザーが強めの空調を体感することができる空気調和装置を提供する。
【解決手段】空気調和装置は、冷凍サイクルの冷媒を循環させるコンプレッサと、循環する冷媒と熱交換した空気を室内に送風する送風装置と、室内を設定温度にすべく、室内温度と設定温度との差に基づいて、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を制御する制御手段とを備えている。そして、前記制御手段は、迅速運転の指示があると、前記コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を増大して加速空調運転を行い、この加速空調運転の終了後、前記設定温度に代えて、前記設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御する設定温度シフト運転を行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、室内を設定温度にすべく、室内温度と設定温度との差に基づいて、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を制御する空気調和装置に関する。

従来、ルームエアコンなどの空気調和装置は一般的には、室内温度と設定温度との差に基づいて、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を制御している。また、たとえば特許文献１に記載されているように、室内温度と設定温度との差が所定の値よりも大きい場合に、送風量を通常よりも大きくした空気調和装置もある。
特開２００３−１０６６２８号公報

ところで、風呂上がり時や帰宅時などに、空気調和装置を立ち上げるとともに、強力な冷暖房が欲しい場合がある。この様な場合、特許文献１のような空気調和装置では、室内温度と設定温度との差が所定の値よりも小さくなると、冷暖房が急に弱くなってしまう。また、空気調和装置の立ち上がり時に室内温度と設定温度との差が所定の値よりも小さい場合には、強力な冷暖房をすることができない。

さらに、別の形式の空気調和装置として、所定の時間、送風量やコンプレッサの回転数を最大限にするものがあるが、設定温度にかかわらず最大限で運転しており、前記所定の時間が長いと、冷えすぎや、暖めすぎになることがある。そのため、前記所定の時間は短めに設定されているが、この様に短めにすると、強力な冷暖房が短時間で終わり、設定温度までなかなか達しないとともに、前記所定の時間の終了後、ユーザーは強めの空調を体感することができなくなる。

解決しようとする問題点は、送風量やコンプレッサの回転数をたとえば最大限に増大させている加速空調運転の時間を、冷えすぎや暖めすぎの防止のために、短くすると設定温度までなかなか達しないとともに、加速空調運転の終了後、ユーザーは強めの空調を体感することができなくなる点である。

本発明の空気調和装置は、冷凍サイクルの冷媒を循環させるコンプレッサ（２１）と、循環する冷媒と熱交換した空気を室内に送風する送風装置（７）と、室内を設定温度にすべく、室内温度と設定温度との差に基づいて、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を制御する制御手段（３１）とを備えている。そして、前記制御手段は、迅速運転の指示があると、前記コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を増大して加速空調運転を行い、この加速空調運転の終了後、前記設定温度に代えて、前記設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御する設定温度シフト運転を行う。

また、前記制御手段は、室内温度がシフト前の設定温度と略同じ値になった際に、前記設定温度シフト運転を終了して、シフト設定温度に代えて、シフト前の元の設定温度で制御を行うことがある。

本発明によれば、制御手段は、迅速運転の指示があると、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を増大して加速空調運転を行い、この加速空調運転の終了後、設定温度に代えて、設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御する設定温度シフト運転を行っている。したがって、加速空調運転の時間を、冷えすぎや暖めすぎの防止のために、短くしても、その後、設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御することにより、空調能力をアップして、設定温度まで速やかに達するとともに、加速空調運転の終了後も、ユーザーは強めの空調を体感することができる。

また、室内温度がシフト前の設定温度と略同じ値になった際に、前記制御手段が、設定温度シフト運転を終了して、シフト設定温度に代えて、シフト前の元の設定温度で制御を行う場合がある。この様な場合には、迅速運転による冷えすぎや暖めすぎをより効率よく防止することができる。

冷えすぎや暖めすぎの防止のために、加速空調運転の時間を短くしても、設定温度に速やかに達するとともに、加速空調運転の終了後も、ユーザーが強めの空調を体感することができるという目的を、制御手段が、迅速運転の指示があると、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を増大して加速空調運転を行い、この加速空調運転の終了後、設定温度に代えて、設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御する設定温度シフト運転を行うことで実現した。

次に、本発明における空気調和装置の一実施例について、図１ないし図７を用いて説明する。図１は本発明における空気調和装置の室内機および室外機の斜視図である。図２は室内機の断面図である。図３はリモコンの正面図である。図４は冷房時の冷凍サイクルの概略の冷媒回路図である。図５は暖房時の冷凍サイクルの概略の冷媒回路図である。図６は空気調和装置の制御装置の入出力図である。図７は操作部から迅速運転の指示があった際のフローチャートである。なお、図６においては、迅速運転に関する主な部品のみが記載されており、図示されていない他の部品も制御装置に接続されている。

まず始めに、空気調和装置の全体構成を説明する。
図１において、空気調和装置は、室内機１および、この室内機１と冷媒配管２で接続される室外機３を備えている。室内機１は屋内に設置され、一方、室外機３は屋外に設置されており、冷媒配管２は、建屋に形成された孔４を通って、室内機１と室外機３とを接続している。また、この孔４には、室内機１からの換気用ダクト５が挿入されている。そして、室外機３の運転時には、冷凍サイクルの冷媒が室外機３から暖冷房のために冷媒配管２を介して室内機１に循環している。

図２において、室内機１は、室内機用熱交換器６および循環用送風機７を具備している。室内機１の前面には、可動な前面パネル８が設けられ、この前面パネル８の後側に、空気吸込口１１が設けられている。室内機１の稼働中は、前面パネル８は前側に移動して、空気吸込口１１から室内の空気を室内機１内に取り込むことが可能となる。また、室内機１の停止時には、前面パネル８は後側すなわち空気吸込口１１側に移動して見栄えを良好にしている。室内機１の下側には、空気吹出口１２が設けられている。空気吸込口１１の前面には、フィルタ１３が設けられている。また、室内機用熱交換器６の上側には、紫外線ランプ装置１４が配置されている。

そして、室内機１の循環用送風機７が稼働すると、室内の空気が、フィルタ１３で濾過されて空気吸込口１１から吸い込まれ、ついで、室内機用熱交換器６で熱交換され、空気吹出口１２から室内に吹き出している。この様にして、空気調和用の送風装置としての循環用送風機７で室内の空気を循環させながら、この空気を室内機用熱交換器６で熱交換している。

また、空気吹出口１２には、空気の吹き出し方向を変更するための、ルーバー１６，１７が設けられている。左右動ルーバー１６は、空気の吹き出しの左右方向の向きを変え、上下動ルーバー１７は、空気の吹き出しの上下方向の向きを変える。

図４および図５において、室内機１の室内機用熱交換器６は、一般的に良く知られているように、室外機３のコンプレッサ２１や室外熱交換器２２などと冷凍サイクルを構成している。室外熱交換器２２には、送風機２３により空気（すなわち、外気）が送風され、この空気と冷凍サイクルを流れる冷媒とが熱交換する。

コンプレッサ２１は、気体状の冷媒を圧縮して冷媒流路切換手段である冷媒流路切換弁２４に吐出する。この冷媒流路切換弁２４は、図５に図示する暖房時には、コンプレッサ２１からの冷媒を室内機用熱交換器６に流し、この室内機用熱交換器６から出た冷媒は、膨張手段としての膨張弁２６および室外熱交換器２２を通って、冷媒流路切換弁２４およびアキュムレータ２７を介してコンプレッサ２１に戻っている。この様にして、室内機用熱交換器６には、温かい冷媒（所謂、ホットガス）が流れる。

一方、冷房およびドライ運転時には、図４に図示するように、冷媒流路切換弁２４は、コンプレッサ２１からの冷媒を室外熱交換器２２に流して空冷する。この室外熱交換器２２から出た冷媒は、膨張弁２６および室内機用熱交換器６を通って、冷媒流路切換弁２４およびアキュムレータ２７を介してコンプレッサ２１に戻っている。この様にして、室内機用熱交換器６には、冷却された冷たい冷媒が流れる。

空気調和装置の制御手段である制御装置３１は、室内機１内のマイコン、リモコン３２内のマイコンや室外機３内のマイコンなどで構成され、空気調和装置の運転を制御している。そして、特に迅速運転に関して、図６に図示するように、制御装置３１には、リモコン３２の操作ボタン４２、および、このリモコン３２に設けられている室内温度センサ３３からの信号が入力される。また、制御装置３１から、コンプレッサ２１、循環用送風機７および冷媒流路切換弁２４などに駆動信号が出力される。さらに、制御装置３１には、その他、室内機１の各種機器および室外機３の各種機器などが入力や出力可能に接続されている。そして、制御装置３１の記憶部（ＥＰＲＯＭやＲＡＭなど）には種々の設定値（たとえば、設定温度やフラグなど）が記憶されるとともに、図示しないタイマを内蔵している。

リモコン３２は、図３に図示するように、表示部４１および、操作部としての各種の操作ボタン４２を具備している。空調運転に関する主な操作ボタン４２としては、冷房ボタン４２ａ、暖房ボタン４２ｂ、迅速運転ボタン４２ｃ、上昇側の温度設定ボタン４２ｄや下降側の温度設定ボタン４２ｅなどがある。迅速運転ボタン４２ｃは「はやく」と表示されている。

次に、迅速運転が指示された際の運転のフローを、図７のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ０において、リモコン３２の冷房ボタン４２ａまたは暖房ボタン４２ｂを押して、空気調和装置を稼働して、冷房運転または暖房運転などをさせる。冷房運転時には、制御装置３１から冷媒流路切換弁２４に、図４の冷房用切換位置になるように指示が出力される。一方、暖房運転時には、制御装置３１から冷媒流路切換弁２４に、図５の暖房用切換位置になるように指示が出力される。また、制御装置３１の記憶部には、リモコン３２などにより予め設定温度が記憶されている。そして、制御装置３１は、記憶部に記憶されている制御プログラムにより、室内温度センサ３３の検出した室内温度が設定温度となるように、室内温度と設定温度との温度差に基づき、コンプレッサ２１や循環用送風機７などを制御する。すなわち、温度差とコンプレッサ２１および循環用送風機７の出力との関係を示すテーブルや、比例制御などにより、室内温度と設定温度との差が大きいほど、コンプレッサ２１の回転数や循環用送風機７の送風量が増大するように制御される。また、設定温度は、リモコン３２の温度設定ボタン４２ｄ，４２ｅを操作することにより、適宜変更することができる。

そして、風呂上がり時や帰宅時などに、強力な冷暖房が欲しい場合には、リモコン３２の迅速運転ボタン４２ｃを押し（操作し）、制御装置３１に迅速運転の指示を入力する。すると、制御装置３１の記憶部の迅速フラグが立ち（ＯＮ）、迅速運転となる。なお、再度、迅速運転ボタン４２ｃを操作すると、迅速フラグが解除され、迅速運転の指示が解除（ＯＦＦ）される。

ステップ１において、制御装置３１は迅速フラグのＯＮまたはＯＦＦかを判断し、ＯＮの場合にはステップ２に行き、ＯＦＦの場合にはステップ７に行く。そして、迅速運転ボタン４２ｃが操作されて迅速運転が開始する場合を想定すると、迅速フラグがＯＦＦからＯＮに変化しており、ステップ２に行く。

ステップ２において、制御装置３１は、その記憶部に予め記憶されているハイパワー設定時間と、後述するハイパワー時間とを比較して、ハイパワー時間が終了しているか否かを判定する。そして、終了していない場合にはステップ３に行き、一方、終了している場合にはステップ４に行く。迅速運転の開始当初は当然ハイパワー時間が終了していないので、ステップ３に行き、制御装置３１はコンプレッサ２１の回転数および循環用送風機７の送風量を最大にしてハイパワーである加速空調運転にする。また、制御装置３１のタイマは、ハイパワーになってからの経過時間（すなわち、ハイパワー時間）の計測を開始する。そして、ステップ１に戻る。この様にして、制御装置３１は、タイマで計測しているハイパワー時間がハイパワー設定時間と一致するまで、加速空調運転を行う。

そして、加速空調運転が終了すると、ステップ２からステップ４に行く。ステップ４において、制御装置３１は室内温度センサ３３の検出する室内温度が、後述するシフト前の設定温度（すなわち、通常時の設定温度）になったか否かを判断し、なっていない場合にはステップ５に行き、なっている場合にはステップ６に行く。そして、加速空調運転の終了直後は、通常、シフト前の元の設定温度になっていないので、ステップ５に行く。

ステップ５において、制御装置３１は、空調能力をアップすべく、設定温度をシフトさせて、シフト設定温度を生成し、このシフト設定温度を記憶部に記憶する。すなわち、シフト設定温度は、冷房運転時には設定温度よりも数℃低下させ、一方、暖房運転時には設定温度よりも数℃上昇させている。そして、制御装置３１は、通常時の設定温度に代えて、このシフト設定温度で、コンプレッサ２１および循環用送風機７を制御する設定温度シフト運転を行う。言い換えると、制御装置３１は、室内温度センサ３３の室内温度とシフト設定温度との差に基づいて、コンプレッサ２１および循環用送風機７を制御する。そして、ステップ１に戻っており、室内温度がシフト前の元の設定温度になるまで設定温度シフト運転を行う。

そして、室内温度がシフト前の元の設定温度になると、ステップ４からステップ６に行き、制御装置３１は迅速フラグを解除してＯＦＦとし、ステップ１に戻る。そして、ステップ１からステップ７に行き、シフト前の元の設定温度で、コンプレッサ２１および循環用送風機７を制御しており、通常の運転になる。

ところで、ステップ４において、設定温度シフト運転の終了時に、室内温度がシフト前の元の設定温度に既になっている（すなわち、冷房運転時には設定温度以下で、暖房運転時には設定温度以上になっている）ことがある。このような場合には、設定温度シフト運転は行われずに、直ちにステップ６に行き、迅速運転が終了し、通常の運転に戻る。

この様にして、迅速運転ボタン４２ｃが操作されて、制御装置３１に迅速運転の指示が入力されると、設定されている時間、コンプレッサ２１の回転数および循環用送風機７の送風量を、通常の運転時よりも増大する加速空調運転を行い、この加速空調運転の終了後、通常運転時よりも空調能力を増大すべく、通常運転時の設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御する設定温度シフト運転を行う。そして、この設定温度シフト運転の際に、室内温度がシフト前の設定温度と略同じ値になった際に、設定温度シフト運転を終了して、シフト設定温度に代えて、シフト前の元の設定温度で制御を行い、通常運転に戻る。

そして、制御手段として制御装置は、１）室内温度と設定温度との差に基づいて、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を制御する手段、２）迅速運転の指示があると、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を増大して加速空調運転を行う手段、３）加速空調運転の終了後、前記設定温度に代えて、設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御する設定温度シフト運転を行う手段、４）設定温度シフト運転時に、室内温度がシフト前の設定温度と略同じ値（同じ値を含む）になった際に、設定温度シフト運転を終了して、シフト設定温度に代えて、シフト前の元の設定温度で制御を行う通常運転を行う手段などを具備している。

そして、制御手段は、上記手段以外にも、実行される各工程に対応して各工程を実行する手段を具備している。また、上記手段を全て具備する必要は必ずしもない。

前述のように、この実施例の空気調和装置では、迅速運転の指示があると、設定時間の間、加速空調運転を行っている。したがって、室内温度と設定温度との差が小さい場合でも、設定時間の間は、ユーザーは強めの空調を体感することができる。

また、加速空調運転の終了時に、設定温度に達していない場合でも、空調能力のアップする方向に、設定温度がシフトされているため、ユーザーは強めの空調を体感することができる。

また、室内温度がシフト前の設定温度と略同じ値になった際に、設定温度シフト運転を終了して、シフト設定温度に代えて、シフト前の元の設定温度で制御を行っているため、設定温度になると、自動的に、通常運転に復帰することができ、冷えすぎや暖めすぎをより効率よく防止することができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）説明を簡単にするために、空気調和装置の立ち上がり時で説明しているが、設定温度を変更した際や、窓などを開けて室内温度が急変した際などのように、室内温度と設定温度との差が大きくなった場合にも使用可能である。
また、室内温度と設定温度との差が小さい時に、一時的に冷暖房を強くしたい場合にも使用可能である。ただし、この場合には、加速空調運転の終了後、通常の運転（元の設定温度での運転）に入るため、設定温度シフト運転は行われない。

（２）空気調和装置は、基本的には、設定温度と室内温度との差で制御されているが、室外温度（すなわち、外気温度）、湿度や時間帯などを加味して制御することも当然可能である。
（３）制御手段はマイコンで構成されているが、それ以外の構成でも可能である。また、制御手段は、リモコン、室外機や室内機などに分散配置することも可能であるし、また、リモコン、室外機や室内機などの一か所に集中配置することも可能である。
（４）各フローチャートのステップの順序は適宜変更可能である。

（５）送風装置は、室内機の熱交換器で熱交換された空気を送風することができるならば、その形式や個数などは適宜選択可能である。
（６）室内温度センサは室内温度を検出することができればよく、その形式、個数や配置などを適宜選択可能である。たとえば、室内機の本体などに設けることも可能である。

（７）操作部はリモコンの操作ボタン４２で構成されているが、迅速運転などを指示することができるならば、その配置位置や構造などは適宜変更可能で、たとえば、室内機の本体などに設けることも可能である。
（８）加速空調運転の際には、コンプレッサの回転数や送風装置の送風量を最大限にすることが好ましいが、通常の運転よりも、コンプレッサの回転数や送風装置の送風量を増大させていればよく、必ずしも最大限にする必要はない。たとえば、風切り音などの騒音などを考慮して、最大限よりも弱めにすることができる。

制御手段が、迅速運転の指示があると、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を増大して加速空調運転を行い、この加速空調運転の終了後、設定温度に代えて、設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御する設定温度シフト運転を行うことにより、加速空調運転の終了後も、ユーザーは強めの空調を体感することができる。したがって、室内を設定温度にすべく、室内温度と設定温度との差に基づいて、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を制御している空気調和装置に適用することが最適である。

図１は本発明における空気調和装置の室内機および室外機の斜視図である。 図２は室内機の断面図である。 図３はリモコンの正面図である。 図４は冷房時の冷凍サイクルの概略の冷媒回路図である。 図５は暖房時の冷凍サイクルの概略の冷媒回路図である。 図６は空気調和装置の制御装置の入出力図である。 図７は操作部から迅速運転の指示があった際のフローチャートである。

符号の説明

７ 循環用送風機（送風装置）
２１ コンプレッサ
３１ 制御装置（制御手段）

Claims (2)

1. 冷凍サイクルの冷媒を循環させるコンプレッサと、循環する冷媒と熱交換した空気を室内に送風する送風装置と、室内を設定温度にすべく、室内温度と設定温度との差に基づいて、コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を制御する制御手段とを備えた空気調和装置において、
   前記制御手段は、迅速運転の指示があると、前記コンプレッサの回転数および送風装置の送風量を増大して加速空調運転を行い、この加速空調運転の終了後、前記設定温度に代えて、前記設定温度をシフトさせたシフト設定温度で制御する設定温度シフト運転を行うことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御手段は、室内温度がシフト前の設定温度と略同じ値になった際に、前記設定温度シフト運転を終了して、シフト設定温度に代えて、シフト前の元の設定温度で制御を行うことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
   

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