JP2008101894A - 空気調和機及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】二つの吐出口を有するサラウンド吐出方式で空気の吐出方向を多角度で制御することで、広い空間を一層迅速に制御することができ、同一容量の空気調和機に比べて空調効果の高い空気調和機及びその制御方法を提供する。また、空気の吐出方向を多角度で制御しながら室内ファンの風量及び圧縮機の周波数を制御することで、人が感じるサラウンド体感効率を高められる空気調和機及びその制御方法を提供する。
【解決手段】使用者の命令によって各ブレード16a,16bを独立的に動作させるためのサラウンド気流パターンを選択する入力部100と、選択されたサラウンド気流パターンによって前記各ブレード16a,16bを独立的に動作させながら、前記各ブレード16a,16bの動作に基づいて圧縮機の周波数を制御する制御部120と、を含んで空気調和機を構成する。
【選択図】図1
【解決手段】使用者の命令によって各ブレード16a,16bを独立的に動作させるためのサラウンド気流パターンを選択する入力部100と、選択されたサラウンド気流パターンによって前記各ブレード16a,16bを独立的に動作させながら、前記各ブレード16a,16bの動作に基づいて圧縮機の周波数を制御する制御部120と、を含んで空気調和機を構成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、二つの吐出口を有するサラウンド吐出方式の空気調和機に関するもので、特に、空気の吐出方向を多角度で制御しながら、圧縮機の周波数制御を通して使用者が感じるサラウンド体感効果を高められる空気調和機及びその制御方法に関するものである。
一般に、空気調和機は、室内の冷房または暖房の目的で用いられる装置である。すなわち、空気調和機は、室内機と室外機の相互間に冷媒を循環させながら、液体状態の冷媒の気化時には周囲の熱を吸収し、液化時には吸収した熱を放出するという特性に基づいて冷気または温気を供給しており、室内機と室外機の相互間に循環する冷媒を圧縮するために圧縮機を用いている。
上記のような圧縮機は、室内温度が設定温度に到達すると運転を中止し、室内温度が設定温度より所定値(±1℃)だけ差があると再び運転する圧縮機のオン/オフ制御を通して冷暖房運転を行う。
しかしながら、上記のような従来の空気調和機は、熱交換された空気を吐出する吐出口を一つだけ備えており、前記一つの吐出口を通して吐出される空気の方向が同一に調節されるので、広い空間を均一に制御できなく、全体の室内空間を迅速に制御できなくなるという問題があった。
すなわち、従来の空気調和機によると、最近の市場環境の変化と伴い、空気調和機に要求される使用者の運転選択範囲が増加することで、使用者の多様な嗜好条件を満足させることができない。
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、二つの吐出口を有するサラウンド吐出方式で空気の吐出方向を多角度で制御することで、広い空間を一層迅速に制御することができ、同一容量の空気調和機に比べて空調効果の高い空気調和機及びその制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、空気の吐出方向を多角度で制御しながら室内ファンの風量及び圧縮機の周波数を制御することで、人が感じるサラウンド体感効率を高められる空気調和機及びその制御方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、複数の吐出口を有し、該複数の吐出口には、空気の吐出方向を調節するブレードがそれぞれ設置された空気調和機において、使用者の命令によって各ブレードを独立的に動作させるためのサラウンド気流パターンを選択する入力部と、選択されたサラウンド気流パターンによって前記各ブレードを独立的に動作させながら、前記各ブレードの動作に基づいて圧縮機の周波数を制御する制御部と、を含む。
また、前記入力部は、前記各ブレードが互いに独立的に動作することで、前記複数の吐出口を通して吐出される空気の方向が多角度で調節される気流パターンを選択することを特徴とする。
また、前記制御部は、前記各ブレードの動作において室内温度と設定温度の変化量で圧縮機の周波数を可変制御することを特徴とする。
また、本発明は、前記複数の吐出口を通して吐出される空気の風量を調節する室内ファンをさらに含み、前記制御部は、前記各ブレードの動作において室内温度と設定温度の変化量で前記室内ファンの風量を可変制御することを特徴とする。
また、前記制御部は、前記各ブレードの動作パターンによる前記圧縮機の周波数及び室内ファンの風量を予め保存することを特徴とする。
また、前記制御部は、前記圧縮機の周波数変化量によって室内ファンの風量を可変制御することを特徴とする。
また、本発明は、複数の吐出口を有し、該複数の吐出口には、空気の吐出方向を調節するブレードがそれぞれ設置され、空気の吐出方向をサラウンドで制御する空気調和機の制御方法において、使用者の命令によって前記各ブレードを独立的に動作させるためのサラウンド気流パターンを選択する段階と、選択されたサラウンド気流パターンによって前記各ブレードを独立的に動作させながら、前記各ブレードの動作に基づいて圧縮機の周波数を制御する段階と、を含む。
前記圧縮機の周波数を制御する段階は、前記各ブレードの動作において室内温度と設定温度の変化量で圧縮機の周波数を可変制御することを特徴とする。
また、本発明は、前記各ブレードの動作において室内温度と設定温度の変化量で前記室内ファンの風量を可変制御する段階をさらに含む。
また、前記室内ファンの風量を制御する段階は、前記圧縮機の周波数変化量によって室内ファンの風量を可変制御することを特徴とする。
本発明に係る空気調和機及びその制御方法によると、二つの吐出口を有するサラウンド方式で空気の吐出方向を多角度で制御することで、広い空間を一層迅速に制御することができ、同一容量の空気調和機に比べて空調効果を高められるという効果がある。
また、本発明は、空気の吐出方向を多角度で制御しながら、サラウンド気流パターンによる室内ファンの風量を圧縮機の周波数を可変制御することで、人が感じるサラウンド体感効率を高められるという効果がある。
以下、本発明の一実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る空気調和機の室内機を示した斜視図である。
図1に示すように、室内機10には、室内空気を吸入させるための吸入口12が前面及び上部に形成され、前記吸入口12を通して吸入された空気を再び室内に吐出させるための二つの吐出口14a,14bが、前面下部に左右に並んで形成される。
また、前記吐出口14a,14bには、吐出口14a,14bの長さ方向に形成された回動軸を中心に吐出口14a,14bをそれぞれ回動開閉しながら、上下回動によって空気の吐出方向を調節するブレード16a,16b(以下、左右側ブレードという)がそれぞれ設置される。
また、前記吐出口14a,14bには、吐出口14a,14bの長さ方向に横に配置された回動軸を中心に左右に回動しながら、空気の吐出方向を調節する複数のブレード18a,18bがそれぞれ設置される。
図2は、図1の室内機を示した正断面図で、図3は、図2のI−I線断面図である。
図2及び図3に示すように、前記室内機10の内部には、吸入空気を冷媒の蒸発潜熱によって冷風または温風に熱交換させる二つの室内熱交換器20a,20bが、対称形状で吸入口12の後側に設置される。また、前記室内熱交換器20a,20bの後側には、吸入口12を通して空気を吸入し、熱交換された空気を吐出口14a,14bを通して吐出させる二つのクロスフロー室内ファン22a,22bが設置される。また、前記室内ファン22a,22bの一側には、それぞれの室内ファン22a,22bを回転駆動させるための室内ファンモータ24a,24bがそれぞれ設置される。
図3に示すように、前記室内熱交換器20aの下側には、室内熱交換器20aの下端を支持するとともに、室内熱交換器20aからの凝縮水を一時収容した後、その凝縮水を外部に排出させるための集水トレー26aが配置される。
図4は、本発明に係る空気調和機の冷媒サイクル図である。
図4に示すように、本発明に係る空気調和機は、通常の冷媒サイクルを形成する室外機50と、この室外機50に連結されて室内の冷暖房を行う室内機10と、を備えており、これら室内機10と室外機50との間には冷媒配管が設置される。
前記室外機50は、冷媒を圧縮する圧縮機52と、この圧縮機52から吐出される冷媒の流れ方向を調節する四方バルブ54と、前記圧縮機52で圧縮された高温高圧の気体冷媒を受けてから、この冷媒を室外空気と熱交換する室外熱交換器56と、この室外熱交換器56で熱交換が行われるように室内空気を強制的に送風させる室外ファン58aと、この室外ファン58aを回転駆動させるための室外ファンモータ58と、前記室外熱交換器56で熱交換された冷媒を膨脹させる室外膨脹バルブ60(または毛細管)と、を含んでいる。
図4に示した室内機10において、図1乃至図3に示した構造と重複する部分の説明は省略する。
上記のような冷媒サイクルを有する空気調和機において、暖房運転時には、四方バルブ54がオンになり、冷媒は、図4の点線矢印方向に、圧縮機52→四方バルブ54→室内熱交換器20a,20b→室外膨脹バルブ60→室外熱交換器56→四方バルブ54→圧縮機52の順に循環される冷媒サイクルを形成する。
また、冷房運転時には、四方バルブ54がオフになり、冷媒は、図4の実線矢印方向に、圧縮機52→四方バルブ54→室外熱交換器56→室外膨脹バルブ60→室内熱交換器20a,20b→四方バルブ54→圧縮機52の順に循環される冷媒サイクルを形成する。
上記のような冷媒サイクルを形成する空気調和機において、使用者が望む運転モード(冷房または暖房)、設定温度及び設定風量を入力した後、運転キーをオンにすると、設定風量によって二つの室内ファン22a,22bが回転しながら、吸入口12を通して室内空気が室内機10内に吸入される。
その後、前記吸入口12を通して吸入される室内空気の温度と設定温度とを比較した後、室内温度と設定温度との差に基づいて圧縮機52の運転周波数を制御して圧縮機52を駆動させることで、冷暖房機能が行われる。
図5は、本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御ブロック図である。図示したように、本発明の一実施形態に係る空気調和機は、入力部100、室内温度感知部110、制御部120、圧縮機駆動部130、室外ファンモータ駆動部140、室内ファンモータ駆動部150、バルブ駆動部、ブレード駆動部及び表示部180を含んで構成される。
前記入力部100は、使用者が選択する運転モード(冷媒または暖房運転)、設定温度及び設定風量などの運転情報を入力するための操作部などで構成されたもので、二つの吐出口14a,14bを通して吐出される空気の方向を多角度で制御するために、使用者は、下記のような左右側ブレード16a,16bのサラウンド気流パターン((1)〜(7))を選択する。
(1)左側ブレード16aのスイング+右側ブレード16bのスイング: 左側ブレード16aと右側ブレード16bとの同一方向スイング
(2)左側ブレード16aのスイング+右側ブレード16bのスイング: 左側ブレード16aと右側ブレード16bとの反対(交差)方向スイング
(3)左側ブレード16aの固定+右側ブレード16bのスイング
(4)左側ブレード16aのスイング+右側ブレード16bの固定
(5)左側ブレード16aの固定+右側ブレード16bの固定
(6)左側ブレード16aの閉鎖+右側ブレード16bのスイング
(7)左側ブレード16aのスイング+右側ブレード16bの閉鎖
前記室内温度感知部110は、吸入口12を通して室内機10内に吸入される室内空気の温度を感知する。
前記制御部120は、入力部100から入力された気流選択信号によって吐出口14a,14bを通して吐出されるサラウンド気流を制御しながら、それぞれの気流に合う室内ファン22a,22bの風量及び圧縮機52の周波数を制御し、使用者が感じるサラウンド気流体感を極大化させるように制御するマイコンであり、前記圧縮機52の周波数は、室内温度と設定温度との差によって決定する。
また、前記制御部120には、使用者が選択したサラウンド気流パターンに合う室内ファン22a,22bの風量及び圧縮機52の周波数が、室内温度と設定温度との差によってファージテーブル上に予め保存されている。
前記圧縮機駆動部130は、制御部120の圧縮機制御信号によって圧縮機52の駆動を制御し、前記室外ファンモータ駆動部140は、制御部120の室外ファン制御信号によって室外ファンモータ58の駆動を制御する。
前記室内ファンモータ駆動部150は、制御部120の室内ファン制御信号によって室内ファンモータ24a,24bの駆動を制御し、バルブ駆動部160は、入力部100から入力された運転モード(冷媒または暖房運転)によって冷媒サイクルを冷房または暖房に切り替えるように、前記制御部120のバルブ制御信号によって四方バルブ54及び室外膨脹バルブ60の駆動を制御する。
前記ブレード駆動部170は、入力部100から入力された運転モード(冷房または暖房運転)によって吐出口14a,14bを選択的に開閉させると同時に、選択的に開放された各吐出口14a,14bを通して吐出される空気の方向を調節するように、前記制御部120のブレード制御信号によってブレード16a,16bを回動させる駆動モータである。
前記表示部180は、制御部120の表示制御信号によって空気調和機の運転状態及びエラーモードなどを表示する。
以下、上記のように構成された空気調和機及びその制御方法の動作過程及び作用効果を説明する
図6は、本発明に係る空気調和機の制御方法の動作フローチャートである。
図示したように、まず、使用者が選択する運転モード(冷房または暖房運転)、設定温度及びサラウンド気流パターンなどの運転情報が入力部100を通して制御部120に入力される(S200)。
次いで、制御部120は、運転オンであるかを判断し(S210)、運転オンであると、選択されたサラウンド気流パターンによってブレード駆動部170を制御し、室内機10の左右側吐出口14a,14bに設置された左右側ブレード16a,16bを回動させる。
例えば、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(1)番である場合、ブレード駆動部170は、左側ブレード16aと右側ブレード16bとを同一方向にスイングさせる。
その反面、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(2)番である場合、ブレード駆動部170は、左側ブレード16aと右側ブレード16bとを互いに反対方向に交差してスイングさせる。
また、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(3)番である場合、ブレード駆動部170は、左側ブレード16aを固定させ、右側ブレード16bをスイングさせる。
また、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(4)番である場合、ブレード駆動部170は、左側ブレード16aをスイングさせ、右側ブレード16bを固定させる。
また、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(5)番である場合、ブレード駆動部170は、左側ブレード16a及び右側ブレード16bを固定させる。
また、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(6)番である場合、ブレード駆動部170は、左側ブレード16aを閉鎖し、右側ブレード16bのみをスイングさせる。
また、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(7)番である場合、ブレード駆動部170は、左側ブレード16aのみをスイングさせ、右側ブレード16bを閉鎖する。
前記サラウンド気流パターンによる左右側ブレード16a,16bの固定角度及びスイング角度は、使用者が任意に調節するか、制御部120に予め決められた角度で独立的に制御することができる。
一方、本発明では、使用者が選択した7個のサラウンド気流パターンの例を説明したが、本発明のサラウンド気流パターンは、これらに限定されるものではなく、左側ブレード16aを閉鎖し、右側ブレード16bを固定させるなど、多様な形態に変更可能である。
上記のように、使用者が選択したサラウンド気流パターンによって左右側ブレード16a,16bを独立的に動作させる気流制御で、吐出口14a,14bを通して吐出される空気を一層遠く送るように方向を調節し、室内の温度と混合させ、冷暖房速度を増加できるようになる(S220)。
これと同時に、制御部120は、左右側ブレード16a,16bの気流制御に該当するファジーテーブルを用いて、室内温度と設定温度の変化量で圧縮機52の周波数を可変制御し(S230)、圧縮機52の周波数変化量によって室内ファン22a,22bの風量を可変制御する(S240)。
以下、前記左右側ブレード16a,16bの気流制御による圧縮機52の周波数及び室内ファン22a,22bの風量制御を、各サラウンド気流パターンによって、図7乃至図10に基づいて説明する。
本発明の動作を説明するために、圧縮機52が最小に動作する最小周波数をCf_minとし、圧縮機52が最大に動作する最大周波数をCf_maxとし、現在の圧縮機52の周波数をCf(N)とし、直ぐ以前に決められた圧縮機52の周波数を Cf(N―1)とし、現在の室内温度と設定温度との差をE(N)とし、所定時間(△T)前の現在の室内温度と設定温度との差を△E(N)とし、E(N)と△E(N)の関数で求められる圧縮機52の周波数変化量を△Cfとし、圧縮機52の周波数変化量△Cf値によって変化される室内ファン22a,22bの最大風量をQ_maxとし、圧縮機52の周波数変化量△Cf値によって変化される室内ファン22a,22bの中間風量をQ_ midとし、圧縮機52の周波数変化量△Cf値によって変化される室内ファン22a,22bの最小風量をQ_minとする。
まず、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(1)、(2)番である場合、左側ブレード16a及び右側ブレード16bは、同一方向または反対方向にスイングするので、図7に示すように、室内ファン22a,22bの風量及び圧縮機52の周波数を制御する。
図7において、左側ブレード16a及び右側ブレード16bがスイングを開始すると、室内ファン22a,22bは、最大風量Q_maxで駆動し、圧縮機52も、最大周波数Cf_maxで所定時間(約5分)の間駆動する。
これは、初期のサラウンド気流パターンが選択されたとき、室内温度を使用者設定温度に迅速に到達させるためであり、所定時間の経過後、制御部120では、左右側ブレード16a,16bの気流制御に該当するファジーテーブルを用いて、室内温度と設定温度の変化量によって圧縮機52の周波数を可変制御する。
前記圧縮機52の周波数が変化すると、これに連動して室内ファン22a,22bの風量も可変となり、左右側ブレード16a,16bのスイングによるサラウンド気流制御で、使用者が感じるサラウンド体感効果を高められる。
一方、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(3)、(4)番である場合、左側ブレード16a及び右側ブレード16bのうち何れか一つが固定され、他の一つがスイングするので、 図8に示すように、室内ファン22a,22bの風量及び圧縮機52の周波数を制御する。
図8において、左側ブレード16a及び右側ブレード16bのうち何れか一つが固定され、他の一つがスイングを開始すると、図7と同様に、室内ファン22a,22bは、最大風量Q_maxで駆動し、圧縮機52も、最大周波数Cf_maxで所定時間(約5分)の間駆動する。
これは、図7と同様に、初期のサラウンド気流パターンが選択されたとき、室内温度を使用者設定温度に迅速に到達させるためであり、所定時間の経過後、制御部120では、左右側ブレード16a,16bの気流制御に該当するファジーテーブルを用いて、室内温度と設定温度の変化量によって圧縮機52の周波数を可変制御する。
まず、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(5)番である場合、左側ブレード16a及び右側ブレード16bは固定状態であるので、図9に示すように、室内ファン22a,22bの風量及び圧縮機52の周波数を制御する。
図9において、左側ブレード16a及び右側ブレード16bが固定されると、図7及び図8と同様に、室内ファン22a,22bは、最大風量Q_maxで駆動し、圧縮機52も、最大周波数Cf_maxで所定時間(約5分)の間駆動し、所定時間の経過後、制御部120では、左右側ブレード16a,16bの気流制御に該当するファジーテーブルを用いて、室内温度と設定温度の変化量によって圧縮機52の周波数を可変制御する。
次に、使用者が選択したサラウンド気流パターンが(6)、(7)番である場合、左側ブレード16a及び右側ブレード16bのうち何れか一つが閉鎖され、他の一つがスイングするので、図10に示すように、室内ファン22a,22bの風量及び圧縮機52の周波数を制御する。
図10において、左側ブレード16a及び右側ブレード16bのうち何れか一つが閉鎖され、他の一つがスイングを開始すると、図7乃至図9と同様に、室内ファン22a,22bは、最大風量Q_maxで駆動し、圧縮機52も、最大周波数Cf_maxで所定時間(約5分)の間駆動し、所定時間の経過後、制御部120では、左右側ブレード16a,16bの気流制御に該当するファジーテーブルを用いて、室内温度と設定温度の変化量によって圧縮機52の周波数を可変制御する。
上記のように、それぞれのサラウンド気流パターンによって圧縮機52の周波数及び室内ファン22a,22bの風量を制御することで、気流制御及び容量可変を行えるサラウンド制御が可能になり、使用者が感じるサラウンド体感効果を極大化させられる。
その後、使用者が入力部100を通して運転オフを選択すると、制御部120は、運転オフであるかを判断し(S250)、運転オフでないと、前記S220にフィードバックしてサラウンド運転を継続して行う。
一方、運転オフであると、制御部120は、左右側ブレード16a,16bを決められた初期位置(例えば、閉鎖角度)に移動させ、室内ファン22a,22b及び圧縮機52を停止し、空気調和機の運転待機モードに進入しながら動作を終了する。
10 室内機
12 吸入口
14a,14b 吐出口
16a,16b ブレード
12 吸入口
14a,14b 吐出口
16a,16b ブレード
Claims (10)
- 複数の吐出口を有し、該複数の吐出口には、空気の吐出方向を調節するブレードがそれぞれ設置された空気調和機において、
使用者の命令によって各ブレードを独立的に動作させるためのサラウンド気流パターンを選択する入力部と、
選択されたサラウンド気流パターンによって前記各ブレードを独立的に動作させながら、前記各ブレードの動作に基づいて圧縮機の周波数を制御する制御部と、を含む空気調和機。 - 前記入力部は、前記各ブレードが互いに独立的に動作することで、前記複数の吐出口を通して吐出される空気の方向が多角度で調節される気流パターンを選択することを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
- 前記制御部は、前記各ブレードの動作において室内温度と設定温度の変化量で圧縮機の周波数を可変制御することを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
- 前記複数の吐出口を通して吐出される空気の風量を調節する室内ファンをさらに含み、
前記制御部は、前記各ブレードの動作において室内温度と設定温度の変化量で前記室内ファンの風量を可変制御することを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。 - 前記制御部は、前記各ブレードの動作パターンによる前記圧縮機の周波数及び室内ファンの風量を予め保存することを特徴とする請求項4に記載の空気調和機。
- 前記制御部は、前記圧縮機の周波数変化量によって室内ファンの風量を可変制御することを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
- 複数の吐出口を有し、該複数の吐出口には、空気の吐出方向を調節するブレードがそれぞれ設置され、空気の吐出方向をサラウンドで制御する空気調和機の制御方法において、
使用者の命令によって前記各ブレードを独立的に動作させるためのサラウンド気流パターンを選択する段階と、
選択されたサラウンド気流パターンによって前記各ブレードを独立的に動作させながら、前記各ブレードの動作に基づいて圧縮機の周波数を制御する段階と、を含む空気調和機の制御方法。 - 前記圧縮機の周波数を制御する段階は、
前記各ブレードの動作において室内温度と設定温度の変化量で圧縮機の周波数を可変制御することを特徴とする請求項7に記載の空気調和機の制御方法。 - 前記各ブレードの動作において室内温度と設定温度の変化量で前記室内ファンの風量を可変制御する段階をさらに含む請求項7に記載の空気調和機の制御方法。
- 前記室内ファンの風量を制御する段階は、
前記圧縮機の周波数変化量によって室内ファンの風量を可変制御することを特徴とする請求項9に記載の空気調和機の制御方法。
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