JP2006153396A - 衣類乾燥運転機能を有する空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】室内温度や湿度、外気温度によって除湿モードと暖房モードの判定を行うことや、その運転継続時間を判断するだけでなく、洗濯物の干される量などが異なる場合にも、より最適な衣類乾燥運転を選択し、効率的な衣類の乾燥を行う。
【解決手段】衣類乾燥運転モードを備えた空気調和機の制御装置に、衣類の重量を設定することができるようにし、これによって室内に干された洗濯物の水分蒸発による潜熱の影響による室温低下を定量的に取り込み、最適な運転モードの選択や室温設定が可能となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、衣類乾燥運転機能を有する空気調和機の運転制御に関し、特に衣類の重量設定による衣類乾燥運転制御に関する。

従来、空気調和機における衣類乾燥機能の使用シーンとして想定される時期は梅雨期で雨が続き外に干せない菜種梅雨のとき、秋の長雨の時期で雨が続き外に干せないとき、特に雪の多い地方で冬の間にほとんど外に干せないとき、集合住宅で美観上ベランダに洗濯物を干せないときなどがあり、年間を通して多岐に渡る条件で使用される。しかしこのように多岐にわたる運転条件のため、除湿モード（ここでいう除湿モードとは弱冷房モードにより除湿を行う方式と再熱器と冷却器を有する再熱除湿方式の両方を含み、除湿モードとする。以後同様の内容で除湿モードと表す。）だけでは十分な乾燥能力を有することができないため、必要に応じて暖房運転を組み合わせることで衣類乾燥能力を確保している。

この場合、いかなる条件の時除湿モードとし、いかなる条件の時暖房モードとするかは様々な従来例がある。

たとえば、衣類乾燥運転を有し、衣類乾燥運転が選択されたときに、最初の一定時間暖房モードを行い、その後除湿モードを実行する運転パターンと、除湿モードのみを行う運転パターンを運転開始の室内温度により判断する空気調和機がある（例えば、特許文献１参照）。本従来例は暖房モードの後、除湿モードすることにより冬でも素早く洗濯物を乾燥させ、かつ暖房モードを行うかの判断を室温で用いて行うことにより必要な季節のみに暖房モードを絡ませ、年間を通じて常に素早く洗濯物を乾燥させることをねらいとしている。

また外気温度、室内温度、室内湿度、運転時間情報により暖房モードと除湿モードをその使用条件にあった組み合わせで運転する衣類乾燥機能を有するものも知られている。（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−１６１７９１号公報 特開２００３−６５５８６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、室温を判断のパラメーターとして暖房モードと除湿モードを切り替え乾燥させるというものである。特に春、秋、冬期など外気温度が比較的低いときは暖房モードと除湿モードを交互に行う。この場合除湿モードではすぐに室温が下がり、暖房モードに切り換え、暖房モードでは除湿できないまま室温が上がり、また除湿モードに切り換えるというように空気調和機の運転モードの断続運転が頻繁に起こり、室内温度と室内湿度の変動が大きく洗濯物はなかなか乾燥しない。

また他の従来例では室内温度や湿度、外気温度によって除湿モードと暖房モードの判定を行ったり、その運転継続時間を判断したりしているが、前記判断データはあくまで乾燥させたい洗濯物の状態を間接的に判断しているに過ぎず、実験的に判定データを決定したとしても実際に運転する環境が千差万別であることや、洗濯物の干される位置や量、その材質、乾燥度などが毎回異なることから必ずしも最適な運転にはならず、結局一般家庭において使用者が調整しなくてはならない場合が残るという課題を有していた。

前記従来の課題を解決するために、本発明の衣類乾燥運転機能を有する空気調和機では、衣類の重量を設定することができるようにしたものである。

これによって室内に干された洗濯物の水分蒸発による潜熱の影響を取り込み、最適な運転モードの選択や室温設定が可能となる。

本発明の衣類乾燥運転機能を有する空気調和機は、洗濯物の重量を設定可能とすることによって、最適な運転モードの選択や室温設定が可能となり、快適な衣類乾燥の提供と運転電力の削減を可能とする。

第１の発明は、衣類乾燥運転機能を有する空気調和機において、衣類乾燥運転が指示されたとき、室外温度及び室内温度を検出し、あらかじめ定められた室内温度となるように運転するとき、設定された洗濯物の重量値によって前記設定室内温度に温度シフト値を加減算することで、最適な室温条件で衣類乾燥運転を行うことができる。

第２の発明は、衣類乾燥運転機能を有する空気調和機において、衣類乾燥運転が指示されたとき、室外温度及び室内温度を検出し、あらかじめ定められた室内温度となるように運転するとき、設定された洗濯物の重量値とあらかじめ設定された前記空気調和機の除湿量とから算出される予測乾燥時間によって前記設定室内温度にシフト値を加減算することで、最適な室温条件で衣類乾燥運転を行うことができる。

第３の発明は、前記温度シフト値を所定の時間毎に段階的に変更することで、最適な室温条件で衣類乾燥運転を行うことができる。

第４の発明は、前記温度シフト値は空気調和機を遠隔制御する機能を有したリモコン装置によって設定されることで、容易に最適な室温条件で衣類乾燥運転を行うことができる。

第５の発明は、前記温度シフト値は空気調和機に付随するスイッチの操作によって設定されることで、容易に最適な室温条件で衣類乾燥運転を行うことができる。

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は、本発明の第１の実施の形態における制御の概略を示す制御フローチャート、図２は、本発明の実施の形態１における乾燥衣類運転の概略図、図３は、本発明の実施の形態１における乾燥衣類と含有水分量及び蒸発潜熱の関係を示す関係図、図４は、本発明の実施の形態１における設定温度と室内温度の差Δｔと設定室外ファン回転数の関係を示す関係図、図５は、本発明の実施の形態１における設定された衣類の乾燥重量値と温度シフト値の関係を示す関係図、図６は、本発明の実施の形態１における経過した運転時間と温度シフト値の関係を示す特性図である。

図中、衣類乾燥運転機能を有する空気調和機９に遠隔操作が可能なリモコン１０から衣類乾燥運転の指示を送信する。室内機の受信部１１にてこの信号を受信し（ステップ１）、受信完了後、室内機９に付随する室内温度検出装置１５によって室内温度を検出（ステ
ップ２）、室外機１６に付随する室外温度検出装置１７によって室外温度を検出する（ステップ３）。

上記操作の後、衣類乾燥運転を開始するが、空気調和機９の衣類乾燥運転には大きく２モードが存在する。一つは除湿モードで、最もよく使用されるのは室外機で放出される熱を室内側へ放出する再熱型の除湿方式であり、室内温度を下げることなく除湿が可能なため、秋口や春先（室内外２４℃前後）の衣類乾燥に最適であるが、顕熱能力が十分でなく室温を変化させることが困難という課題を持つ。また除湿方式には弱冷房方式の除湿方式も用いられる場合もある。もう一つの方式は暖房モードで、弱暖房運転を行うことで衣類を温めながら乾燥する方式であり、冬場（室内外１６℃以下）の衣類乾燥には最適であるが、室内空気に含まれる水分を除去することができないため長時間運転すると室内に水分が滞留し、結露等の発生を招くという課題を持つ。

上記のような衣類乾燥運転には二つの困難な課題を含んでいる。一つは、与えられた室内と衣類条件においてどちらの方式が最適な運転モードであるかという点と、室内の温度を何度に制御することが最適な運転であるかという点である。前記課題に対して本実施の形態では室内温度と室外温度から運転モード判定を行った。本発明の中心的課題ではないため詳細は記さないものの、具体的には室内外温度が共に、あらかじめ設定された閾値（約１６℃）以下の場合のみ暖房モードとし、それ以外は除湿モードとした。

次に室内温度の設定値については、検出された室内温度をベースに、最適な設定室内温度を算出する。本実施の形態では運転初期に検出される室内温度そのものを記憶し、一旦そのまま設定室内温度とした（ただし１６℃から３０℃の上下限内に制限される）。もちろん室外気温が低い場合には＋α（＋１．０Ｋ程度）の設定温度シフト、外気温度が低い場合には−β（−１．０Ｋ程度）の設定温度シフトを加え、室内外気温差による熱貫流（和室１０畳で１００Ｗ／Ｋ程度）を考慮し加えてもよい。

ここで現状の室内温度を設定温度とし除湿モードで運転を開始した場合、一般に室内温度は低下する。それは室内に干された衣類１２から蒸発する水分が奪う気化熱によって引き起こされるものであり、例えば図３に示されるように、乾燥時５ｋｇの衣類１２を洗濯機で洗濯後、脱水（６５％の乾燥度）まで行った場合、衣類１２には２．６９ｋｇの水分が残留し、この水分が等温のまま蒸発した場合、蒸発潜熱２２５９Ｊ/ｇから６０８２ｋＪの熱量を周囲から奪うことになるからである。この熱量は衣類１２が乾燥する時間が５時間とすると平均約３Ｋ室内空気温度が低下（壁や床、家具などの熱容量は無視）することに相当する。従来の衣類乾燥運転では、この熱量を考慮することがなかったため最適な衣類乾燥運転を行うことができなかった。

本発明では、リモコン１０による遠隔操作や本体に付随する操作ＳＷ１４を用いて使用者に乾燥させたい衣類１２の重量を設定させ（１ｋｇ、３ｋｇ、５ｋｇ、７ｋｇを設定可能）（ステップ５）、空気調和機本体９の除湿乾燥能力から乾燥時間を算出すること（通常は固定された値、例えば５時間）で、衣類１２の乾燥に伴う単位時間あたりの蒸発潜熱を計算し、その必要熱量を空気調和機から供給できるように設定室内温度シフト量を算出（ステップ６）し、設定温度を変更する（ステップ７）。本実施の形態では、空気調和機９の室温変更方法として、再熱除湿の場合、図４のように設定室温と現状の室内温度の差Δｔに応じて室外ファンの回転数を変更し（室温を上昇させたい場合は回転数を引き下げ、室温を下降させたい場合は回転数を引き上げる）、空気調和機９の発生顕熱を制御することで室内温度を変更する。ここで回転数は各温度領域にそれぞれの顕熱量差がほぼ等しくなるように設定され、約＋３００Ｗ〜−３００Ｗの範囲で等間隔（約１２０Ｗ刻み）に設定されている。そのため算出された顕熱量と同等量が得られる室外ファンの回転数差をあらかじめ求め、図４から温度シフト値に変換することができる。

例えば設定温度が２４℃の時、シフトを考慮しない場合は図４から室外ファンは２５０ｒ／ｍｉｎで運転を行うが、この場合顕熱は±０Ｗであるため熱貫流分のみ室温は低下し、除湿は行っているものの室温低下に伴って衣類の乾燥速度は低下してしまう。また室温低下と同時に現在領域が変更され室外ファン回転数が低下し（例えば１００ｒ／ｍｉｎへ変更）、発生顕熱が上昇したとしても、衣類による吸熱とバランスしてしまい室温を上昇させるには至らず、衣類の乾燥速度は低下したままとなってしまう。そこで室内温度の設定値を、図５から分かるように、リモコン１０にて設定された衣類１２の乾燥重量値に応じたシフトによりあらかじめ引き上げていた場合、運転開始当初から室外ファン回転数が低下し（例えば１００ｒ／ｍｉｎへ変更）、そのまま衣類による吸熱とバランスすることで衣類１２の乾燥速度を低下させることなく運転することができる。またこのとき本体に付随する操作ＳＷ１４で設定してもよい。

さらに実際には必要な顕熱量は時間的に一定ではなく、衣類１２が湿っている運転初期は大きく、乾燥が進行するにしたがって小さくなって行く。そこで衣類１２の乾燥進行に応じて必要な顕熱量が変化することに対応し、図６のように経過した運転時間毎に温度シフト値を段階的に引き下げることで、より最適な運転が可能になる。具体的には、はじめのＴ₁時間（例えば１時間）は温度シフトとして大きな値γ₁（例えば＋３．０Ｋ）、その後Ｔ₂時間（例えば３時間）はやや小さな温度シフトとしてγ₂（例えば＋２．０Ｋ）、その後Ｔ₃時間（例えば１時間）は小さな温度シフトとしてγ₃（例えば＋０．５Ｋ）を採用する。その後温度シフトを解除する。

以上のように、本発明にかかる衣類乾燥運転機能を有する空気調和機は、洗濯物の重量を設定可能とすることによって、最適な運転モードの選択や室温設定が可能となり、快適な衣類乾燥の提供と運転電力の削減を可能とするので、多種類の空気調和機に適用できる。

本発明の実施の形態１における衣類乾燥運転機能を有する空気調和機の制御動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１における衣類乾燥運転機能を有する空気調和機の乾燥衣類運転の概略図 本発明の実施の形態１における乾燥衣類と含有水分量及び蒸発潜熱の関係を示す関係図 本発明の実施の形態１における設定温度と室内温度の差Δｔと設定室外ファン回転数の関係を示す関係図 本発明の実施の形態１における設定された衣類の乾燥重量値と温度シフト値の関係を示す関係図 本発明の実施の形態１における経過した運転時間と温度シフト値の関係を示す特性図

符号の説明

９ 空気調和機の室内機
１０ リモコン
１１ 室内機受信部
１２ 衣類
１３ 物干し台
１４ 本体操作ＳＷ

Claims (5)

1. 衣類乾燥運転機能を有する空気調和機において、外気温度を検出する外気温度検出手段と、室内温度を検出する室内温度検出手段と、前記検出された温度に応じて設定される室内設定温度に、設定された洗濯物の重量に応じて温度シフト値を加減算する手段を備えたことを特徴とする衣類乾燥運転機能を有する空気調和機。
2. 衣類乾燥運転機能を有する空気調和機において、外気温度を検出する外気温度検出手段と、室内温度を検出する室内温度検出手段と、前記検出された温度に応じて設定される室内設定温度に、設定された洗濯物の重量とあらかじめ設定された前記空気調和機の除湿量とから算出される予測乾燥時間に応じて温度シフト値を加減算する手段を備えたことを特徴とする衣類乾燥運転機能を有する空気調和機。
3. 前記温度シフト値を所定の時間毎に変更することを特徴とする請求項１または２に記載の衣類乾燥運転機能を有する空気調和機。
4. 前記温度シフト値は空気調和機を遠隔制御する機能を有したリモコン装置によって設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の衣類乾燥運転機能を有する空気調和機。
5. 前記温度シフト値は空気調和機に付随するスイッチの操作によって設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の衣類乾燥運転機能を有する空気調和機。

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