JP2007218541A

JP2007218541A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2007218541A
Application number: JP2006041527A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Horikawa; 祐己堀川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30

Abstract

【課題】結露を防止し、かつ断熱材の使用を極力抑えることができる空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機本体の上下部に上側吹出口と下側吹出口とを有し、各吹出口に対応して送風ファンが設けられ、下側吹出口に繋がる送風路を開閉するダンパーが設けられ、該ダンパーの閉状態で前記下側送風ファンを低速回転させ、送風路の下部で空気を停滞させないようにする。また、ダンパーの閉まった状態で風圧をかけることによって、吹出口周辺の部材の嵌合部に生じた隙間などから空気調和機本体側の送風路に空気を吸込むのを抑制し、下側送風ファンの周囲にある部材の結露を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機本体の上下部に上側吹出口と下側吹出口とを備えた空気調和機に関するものである。

この種の空気調和機として、特許文献１には、空気調和機本体の上下部に上側吹出口と下側吹出口とを形成し、各吹出口に対応して夫々速度可変の上下ファンを設け、下吹出口につながる風路を開閉するダンパーを備え、ダンパーを空調不可に応じて開閉し、かつダンパーの開動作に連動して下ファンを一定時間高速度で運転した後、設定速度で運転し、またダンパーの閉動作に対応して下ファンを停止する制御装置を備えた空気調和機が開示されている。

また、特許文献２には、特許文献１と同様に、空気調和機本体の上下部に吹出口を備え、下部吹出口を開閉するダンパーが設けられ、冷房運転開始時の急速冷房においてはエネルギーを節約し、設定温度に近づくと上吹出し冷房とし、また、暖房運転時は上吹出しで開始し、冷風を居住空間に直接到達しないようにし、吹出し温度が高くなってきたら下吹出しにより足下を暖めるように制御する空気調和機が開示されている。
特開昭６３−１６１３４３（特許請求の範囲参照）特開昭６３−１２３９４３（発明の効果参照）

ところで、上記のような空気調和機において、上側のみの運転モード時に露付き条件下で下側の吹出口から室内の空気を吸込まないようにダンパーを設け、下側吹出口を閉じた状態にしているが、下側の送風ファン周辺での空気の流れがないため、室内熱交換器からの冷たい吸込み空気に晒されているキャビネットやドレンパンでは結露が生じてしまい、空気調和機からの滴下問題に繋がることがある。

これを防止するため、キャビネットやドレンパンの周辺に発泡断熱材で断熱効果をもたせ、結露しないようにすることも考えられるが、送風ファンの周囲に断熱材を貼ることができないので、根本的な解決策とはならない。

本発明は、上記に鑑み、結露を防止して断熱材の使用を極力抑えることができる空気調和機の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、空気調和機本体の上下部に上側吹出口と下側吹出口とを有し、各吹出口に対応して送風ファンが設けられ、下側吹出口に繋がる送風路を開閉するダンパーが設けられ、該ダンパーが閉状態のとき下側送風ファンが通常運転時の最も低速の回転速度以下で運転制御されることを特徴とする。

上記構成によると、ダンパーの閉状態で下側送風ファンを低速回転させるので、送風路の下部で空気を停滞させないようにすることができる。また、ダンパーの閉まった状態で風圧をかけることによって、吹出口周辺の部材の嵌合部に生じた隙間などから本体側の送風路に空気が吸込まれるのを防止することができる。したがって、下側送風ファンの周囲にある部材の結露を防止することができ、周辺の断熱材の使用を極力抑えることができる。

ここで、通常運転とは、吹出口の開状態で送風ファンの回転によって吹出口から空気が放出される程度の運転状態をいう。また、下側送風ファンが通常運転時の最も低速の回転速度とは、例えば、下側送風ファンが、通常運転で、高速、中速、低速の３段階で回転制御される場合は、その最低の低速をいう。また、高速、低速の２段階制御の場合は、その低速側をいう。さらに、「通常運転時の最も低速の回転速度以下で運転制御される」とは、通常運転時の最も低速の回転速度であってもよく、それ以下の低い回転速度で運転制御されることを意味する。

また、ダンパーの閉状態で、かつ送風路の周辺部材が露付き条件のときに、前記下側送風ファンを通常運転時の最も低速の回転速度以下で回転制御することができる。これにより、露付き条件のときのみ下側送風ファン付近の空気を攪拌して露付きを防止することができる。

この露付き条件として、冷房運転のときを挙げることができる。露付きは、暖房運転時よりも冷房運転時に室内熱交換器に発生しやすいためである。露付き条件としては、この冷房運転の他に、冷房運転で、かつ室内熱交換器の温度が露点温度以下のときを条件とすることもできる。室内熱交換器の温度が所定値以下のときは、結露しやすくなるからである。さらに、冷房運転時に、室内温度や湿度をパラメータとすることもできる。室内熱交換器の温度は室内熱交換器に設置された温度センサで、室内温度や湿度は空気調和機本体の吸込口付近に設置された温度センサや湿度センサで検知することができる。

また、本発明では、上側吹出口および下側吹出口には、これを開閉すると共に各吹出口から吹出される空気の流れる方向を変更可能なルーバが設けられているが、前記ダンパーの閉動作時には下側の吹出口を閉動作させる。これにより、余分な空気が下側吹出口を通って下側送風ファンの周囲に吸込まれるのを防止することができる。

また、空気調和機の内部構成としては、本体内部に室内熱交換器が配置され、該熱交換器の前面側に空気吸込口が形成され、前記熱交換器の裏面側から上下の吹出口に至る送風路が形成され、該送風路の上下部に送風ファンが夫々配置され、ダンパーが下側送風ファンよりも下側吹出口側に配置されたものを例示することができる。

この構成によると、熱交換器から冷たい空気を送風路内に吸込むため、冷たい空気に晒されるキャビネットやドレンパンにおいて特に露付き現象が生じやすい。したがって、このような配置構成の空気調和機に本発明を適用するのが好ましい。

以上のとおり、本発明によると、ダンパーの閉状態で下側送風ファンを低速回転させるので、送風路の下部で空気を停滞することなく、また、吹出口周辺の部材の隙間から送風路内に空気が吸込まれるのを抑制することができ、結露を防止することができ、かつ断熱材の使用を極力抑えることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態である空気調和機の室内ユニットにおけるダンパー閉姿勢を示す側面断面図、図２は同じくダンパー開姿勢を示す側面断面図、図３は空気調和機の冷凍サイクル図である。

図に示すように、本実施形態の空気調和機は、その本体を構成する室内ユニット１と室外ユニット（図示略）との冷凍サイクル部品が配管接続されてなるセパレート型のものである。

室外ユニットには、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２と、冷凍サイクルを切換える四方弁３２と、内部を通過する冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器３と、室外ファン４と、減圧器５とが内蔵され、一方、室内ユニット１には、室内熱交換器９および上下の送風ファン１３，１４が内蔵される。そして、図３に示すように、圧縮機２、四方弁３２、室外熱交換器３、減圧器５、および室内熱交換器９が順次配管接続されて、冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。

室内ユニット１は、床置き型のものであって、そのキャビネット６の前面に前板７が着脱自在に設けられ、これらにより外郭を構成する筐体とされている。前板７にはその中央に吸込口３３が形成され、また、前板７の側方とキャビネット６との隙間から室内の空気を吸込むことができるようになっている。吸込口３３から吸込まれた空気は、フィルタ３１を通してキャビネット６の内部の室内熱交換器９を通り、その後側に形成された上下方向の送風路１０に導かれ、キャビネット６の上部と下部に夫々形成された上下の吹出口１１，１２から前方および上方に吹出すようになっている。

室内熱交換器９の裏面側の送風路１０の上下部には、クロスフローファンからなる送風ファン１３，１４が配置されている。これらの送風ファン１３，１４は、回転速度を可変とするもので、運転モードに応じて、あるいは温度センサからの信号により、風量を制御可能とされている。例えば、冷房運転では、上側吹出しを主として、まず、運転開始直後は、上下の送風ファン１３，１４を同じ風量に設定し、室内温度が安定すると、上側送風ファン１３の風量を多くし、下側送風ファン１４は、後述するように、ダンパー１５の閉状態で低速運転を行う。また、暖房運転では、運転開始直後は、上下の送風ファン１３，１４を同じ風量に設定し、室内温度が安定すると、下側送風ファン１４の風量を多くし、上側送風ファン１３の風量を小さくするよう設定する。さらに、上側送風ファン１３よりも上側吹出口側には、イオン発生装置３０が設けられ、上側吹出口１１から正負のイオンを含んだ空気を放出可能とされている。

また、下側送風ファン１４よりも下側吹出口１２側には、下側送風路１０ａを開閉するダンパー１５が開閉自在に設けられている。ダンパー１５は、その基端が送風路１０の下側壁面に横軸１５ａを介して回動自在に枢支され、先端が室内熱交換器９の下側に配置されるドレンパン１６の裏面側に接離自在とされている。

吹出口１１，１２には、これを開閉すると共に各吹出口１１，１２から吹出される空気の流れる方向を変更可能なルーバ１７，１８が横軸１９，２０周りに回動自在に設けられている。上下のルーバ１７，１８は運転停止時には閉回動する。

なお、運転モードには、上下吹出口１１，１２から送風する上下吹出し運転モードと、上下吹出口１１，１２のうち片側のみから送風する片側吹出し運転モードとがある。上下吹出し運転モードでは、上下の吹出口１１，１２のルーバ１７，１８を開放する。片側吹出し運転モードの場合、上側吹出口１１のみを開放するときには、上側ルーバ１７のみを開放し、下側ルーバ１８は閉状態とする。下側吹出し運転モードの場合、下側ルーバ１８を開放し、上側ルーバ１７を閉状態とする。

また、下側ルーバ１８の閉状態においても、下側ルーバ１８と下側吹出口１２との隙間などから室内空気が送風路１０内に侵入してくるので、これをダンパー１５の閉動作により阻止する。

図４は制御回路図である。図に示すように、送風制御回路２１では、マイクロコンピュータからなる制御部２２の入力側には、運転スイッチ２３、各種センサ２４および運転モード選択スイッチ２５等が接続される。制御部２２の出力側には、上下の吹出口１１，１２のルーバ１７，１８を駆動する駆動回路２６と、上下の送風ファン１３，１４のモータを駆動するモータ駆動回路２７と、ダンパー１５を駆動するダンパーモータの駆動回路２８とが接続される。

図５は送風制御フローチャート、図６は送風制御のタイミングチャートである。これらの図に基づいて送風制御動作を説明する。運転開始時には、上下の送風ファン１３，１４を駆動し、上下の吹出口１１，１２から同風量の風を送り出し、急速に冷房又は暖房運転が行われ、室温が安定すると、上側の吹出口１１のみから送風を行う運転モードがある。

このような運転モードにおいては、下側の吹出口１２のルーバ１８を閉じ、ダンパー１５を閉状態にする。そして、制御部２２では、まず、ダンパー１５が閉状態か否かを判断し、閉状態のときは、次に露付き条件か否かを判断する。露付き条件は冷房運転を条件とすることができる。暖房運転の場合、室内熱交換器９は凝縮器として作用するため露付きは少ないと考えられるからである。

露付き条件でなければ、そのまま終了し、再びダンパー１５の閉状態か否かを判断するルーチンを繰り返す。露付き条件のときは、下側送風ファン１４を低速で回転制御する。

本実施形態では、下側送風ファン１４は、通常運転で、高速（Ｈｉ）、中速（Ｍ）、低速（Ｌｏ）で運転制御することができ、ダンパー閉姿勢における低速運転モードとして、さらに低い回転速度を設定している。すなわち、この回転速度は、下側送風ファン１４の通常運転時の最も低速の回転速度以下の回転速度である。換言すれば、その低速回転速度は、送風路１０において少なくとも室内熱交換器９の下部に停滞する冷たい空気を攪拌できる程度の回転速度であり、これにより、送風ファン１４の周辺部材の露付きが防止できる。

上記のように、ダンパー１５の閉で、露付き条件のときに、下側送風ファン１４を低速で回転制御する。本実施形態では、下側送風ファン１４を連続で運転制御する。

これにより、送風路１０において熱交換器９の下部で停滞する冷たい空気を攪拌することができるので、下側送風ファン１４の周囲にあるドレンパン１６やキャビネット６が結露するのを防止することができる。

また、ダンパー１５の閉状態で、送風路１０に風圧をかけることができるので、吹出口周辺の部材の嵌合部に生じた隙間から送風路側に空気を吸込むのを抑制することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、図５において、露付き条件を判断せずに、ダンパー閉のときに下側送風ファン１４を低速で回転制御することもできる。また、図６に示す制御では、下側送風ファン１４の低速運転はダンパー１５の閉状態で連続して行われているが、低速と停止とを繰り返し、下側送風ファン１４を間欠的に低速回転させるように制御してもよい。

さらに、上記実施形態では、ダンパー閉状態のとき、下側送風ファン１４を、通常運転時の最も低速の回転速度よりもさらに低い回転速度を設定し、その回転速度で運転制御するようにしたが、これに限らず、通常運転モードで最も低速の回転速度で運転制御するようにしてもよい。例えば、通常運転モードで高速（Ｈｉ）、中速（Ｍ）、低速（Ｌｏ）の３段階の回転速度に切換え可能な場合、ダンパー閉姿勢の低速運転モードとして低速（Ｌｏ）の回転速度で運転するようにしてもよい。

本発明の実施形態である空気調和機の室内ユニットにおけるダンパー閉姿勢を示す側面断面図図１の室内ユニットにおけるダンパー開姿勢を示す側面断面図図１の空気調和機の冷凍サイクル図図１の送風制御回路図図４の送風制御フローチャート送風制御のタイミングチャート

符号の説明

１室内ユニット
２圧縮機
３室外熱交換器
４室外ファン
５減圧器
６キャビネット
７前板
９室内熱交換器
１０送風路
１０ａ下側送風路
１１、１２吹出口
１３，１４送風ファン
１５ダンパー
１５ａ横軸
１６ドレンパン
１７，１８ルーバ
１９，２０横軸
２１送風制御回路
２２制御部
２３運転スイッチ
２４各種センサ
２５運転モード選択スイッチ
２６ルーバ駆動回路
２７モータ駆動回路
２８ダンパーモータ駆動回路
３０イオン発生装置
３１フィルタ
３３吸込口

Claims

空気調和機本体の上下部に上側吹出口と下側吹出口とを有し、各吹出口に対応して送風ファンが設けられ、下側吹出口に繋がる送風路を開閉するダンパーが設けられ、該ダンパーが閉状態のとき下側送風ファンが通常運転時の最も低速の回転速度以下で運転制御されることを特徴とする空気調和機。
ダンパーの閉状態で、かつ送風路の周辺部材が露付き条件のときに、前記下側送風ファンが通常運転時の最も低速の回転速度以下で運転制御されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
露付き条件が冷房運転であることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
上側吹出口および下側吹出口には、これを開閉すると共に各吹出口から吹出される空気の流れる方向を変更可能なルーバが設けられ、前記ダンパーの閉動作時には下側の吹出口を閉動作させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。
空気調和機本体の内部に熱交換器が配置され、該熱交換器の前面側に空気吸込口が形成され、前記熱交換器の裏面側から上下の吹出口に至る送風路が形成され、該送風路の上下部に送風ファンが夫々配置され、前記ダンパーが下側送風ファンよりも下側吹出口側に配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。