JP2009030878A

JP2009030878A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2009030878A
Application number: JP2007195316A
Authority: JP
Inventors: Seiji Todokoro; 誠司外所; Seiichi Iijima; 清一飯島; Hiroshi Yamazaki; 洋山崎
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2009-02-12

Abstract

【課題】
様々な使用環境，気候条件に対応すべく、使用者が任意に最適運転に調節可能とすることにより、室内空間の快適性を向上することを目的とする。
【解決手段】
使用者が手元操作リモコン等の操作により、室内送風機の回転数を任意に多段階に調節することにより、風の強さを制御可能とし、かつ、室内機の吐き出し空気温度を調整可能とすることにより、きめ細かな制御が可能となり、様々な使用条件に対応し、また使用者の運転要求に即した空気調和を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の室内送風機の回転数を可変制御し、室内機の風の強さを任意に多段階に調節可能とし、かつ使用者が室内機の吐き出し空気温度を上昇，下降設定可能とし、圧縮機の回転数、および冷媒減圧装置を制御することにより、室内機からの吐き出し空気温度を可変制御可能な機能を有することを特徴とする空気調和機である。

従来の空気調和機は、制御信号送信用の手元操作用リモコンに風速切換用のスイッチを備え、風速を数段階に切り換えることが可能である。このときの風速は、「強風」，「弱風」，「微風」等の名称により、それぞれの風速，圧縮機回転数になるように製造者側で設定されており、使用者が好みに応じて選択するものである。

従来の文献としては、空気調和機の風量を任意にかつ多段階に設定可能な風量切換操作機能を備えた空気調和機として、特許文献１（特開２００１−１１６３３２号公報）が有る。また、特許文献２（特開２００１−３５５８９０号公報）では、室内機に吐き出し空気温度を検知するセンサーを備え、吐き出し空気温度を使用者が設定し、制御することができるものである。

さらに特許文献３（特開平７−１８０８９５号公報）では、圧縮機回転数，室内送風機、および横羽根モータを１／ｆゆらぎの制御データをもとに制御するものと、圧縮機回転数，室内送風機、および横羽根モータの出力範囲幅を任意に設定して１／ｆゆらぎの制御手段に与える制御操作手段を備えた空気調和機がある。

特開２００１−１１６３３２号公報特開２００１−３５５８９０号公報特開平７−１８０８９５号公報

特許文献１（特開２００１−１１６３３２号公報）の空気調和機においては、室内機の風量を任意にかつ多段階に設定可能とするものであるが、使用環境に対しては、自由度が高く、使用者の好みの風量に設定可能であるが、基本的には、室内機の風量を変更するのみで、室内機から室内空間に送り出される吐き出し空気温度についての制御は考慮されていない。また、騒音低減を目的として、風量を少なくすることで、静音化を図ることは、容易に実現でき有効であり、使用者の要望に十分対応できると考えられるが、その反面、風量を少なくしたにもかかわらず、冷えすぎる、暖まりすぎる等の問題点が残る。必ずしも使用者の快適性について、十分な制御を施しているものではない。

また、特許文献２（特開２００１−３５５８９０号公報）では、室内機に吐き出し空気温度を検知するセンサーを備え、吐き出し空気温度を使用者が設定し、制御することができるものであるが、基本的には、室内送風機の回転数を上昇，下降させることにより、風量が変化することを利用し、使用者が設定した吐き出し空気温度を提供するものである。しかし、風量が一定の状態で、吐き出し空気温度を可変制御することは不可能であり、必ずしも使用者の快適性について、十分な制御を施しているものではない。

さらに、特許文献３（特開平７−１８０８９５号公報）では、圧縮機回転数，室内送風機回転数、および横羽根モータを１／ｆゆらぎの制御データをもとに制御するものと、圧縮機回転数，室内送風機回転数、および横羽根モータの出力範囲幅を任意に設定して１／ｆゆらぎの制御手段に与える制御操作手段を備えたものであるが、温度，気流等の環境条件を考慮した運転制御を行う空気調和機に関するものであるが、人体の環境に対する慣れに重点を置き、制御するものであるため、必ずしも使用者の快適性について、十分な制御を施しているものではない。

本発明の目的は、このような課題を解決し、使用者の要求に応じて、容易な方法で分かり易い表示を備え、室内送風機の回転数を任意に、そして多段階に設定可能とし、かつ、使用者の要求に応じて、室内機の吐き出し空気温度を任意に、多段階に設定可能とするものである。

上記課題を解決するため、圧縮機，室外熱交換器，冷媒減圧装置，冷媒切換装置、および室内熱交換器から構成される冷媒回路と、前記室外熱交換器，室内熱交換器のそれぞれの熱交換を行う室外送風機および室内送風機を備え、それらを制御するための電気制御部品を具備した空気調和機において、手元操作用リモコン等に操作用ボタンおよび液晶等の表示を備え、かつ室内機本体にも表示装置を備えて、設定状況を使用者に分かりやすく表示し、また、使用者が手元操作リモコン等で制御信号を室内機に送信し、室内送風機の回転数を任意に多段階に調節し、風の強さを可変制御可能とすることにより達成できる。一方、使用者が手元操作用リモコン等で制御信号を室内機に送信することにより、室内機の吐き出し空気温度を調整可能とし、圧縮機回転数の上昇，下降制御および、冷媒減圧装置の制御を行うことにより達成できる。

本発明を行うことにより、空気調和機の室内機から供給される風の強さ、同様に室内機から供給される吐き出し空気温度を調整することができ、使用者の要求、および使用環境に応じた快適な空調を提供することが可能となる。

以下、本発明の空気調和機の実施例について図を用いて示す。図１において、圧縮機１，室外熱交換器２，冷媒減圧装置３，冷房，暖房運転の切り換えをする冷媒切換装置４、および室内熱交換器５，室内機６と室外機７を接続する冷媒配管８から構成される冷媒回路と、前記室外熱交換器２，室内熱交換器５のそれぞれの熱交換を行う室外送風機９および室内送風機１０を備え、それらを制御する室外機電気制御装置１１，室内機電気制御装置１２、および圧縮機１からの吐き出し冷媒温度センサー１３，外気温度センサー１４，室温センサー１５，室内熱交換器５のサイクルの温度を検知する室内熱交換器用温度センサー１６ｂを具備する。ここで特に、室外機電気制御装置１１により、圧縮機１の回転数可変制御，冷媒減圧装置３の開度制御，冷媒切換装置４の制御，室外送風機９の回転数可変制御の各制御を行う。一方、室内機電気制御装置１２により、室内送風機１０の回転数可変制御を行う。

また、室内送風機１０の回転数と、室内機６から供給される吐き出し空気温度を調整するための制御信号を送る手段として、手元操作用リモコン１７を備え、手元操作用リモコン１７には、「風の強さ」調整用ボタンＲ１と「風の温度」調整用ボタンＲ２，液晶表示部Ｒ３を備え、また室内機６の本体に設定状況を表示する表示装置１８を備え、使用者が各設定状況を容易に確認できるものとする。

図１に示す空気調和機において、冷房運転時には、圧縮機１で圧縮された冷媒が冷媒切換装置４を通過し、室外熱交換器２に流入し凝縮され、冷媒減圧装置３で減圧されたあと冷媒配管８を介して室内熱交換器５に流入、蒸発作用により室内空間から吸熱し、室内送風機１０の作用により、熱交換された空気が室内機６より吐き出され、冷房運転が行われる。

本発明の形態例としては、使用者の使い勝手を考慮し、室内送風機１０の任意に多段階に調節制御可能である回転数範囲を予め「強風」，「弱風」，「微風」の３つの区分に分割したものとし、かつ室内送風機１０の回転数に応じて、圧縮機１の回転数についても、室内送風機１０の強風範囲，弱風範囲，微風範囲として同様に区分したものを例として説明する。

手元操作用リモコン１７を用いて、初期設定として運転モード，室温設定温度，室内送風機１０の風速設定し、それらの制御信号を送ることにより、運転を開始する。ここで、運転モードは冷房運転としたときの例として、図２に示すように運転開始時，運転過渡期，運転安定期に分割して制御したものについて説明する。

室内送風機１０を「強風」に設定した場合、運転開始時には、図２に示すように室内送風機回転数は「強風域」の範囲であるＨＬ(min^-1)からＨＨ(min^-1)の範囲で任意に多段階に設定可能で、初期設定値をＨＣ(min^-1) とする。また、室内送風機１０が「強風域」においては、圧縮機１の回転数は、ＣＨＬ(min^-1)からＣＨＨ(min^-1)の範囲で設定可能とし、初期設定値をＣＨＣ(min^-1) とする。ここで、特に直線Ｌの関係を保持し、室内送風機回転数が上昇する設定となれば、圧縮機１の回転数も比例して上昇する制御とする。逆に室内送風機回転数を下降する設定となれば、圧縮機１の回転数も比例して下降する制御とし、吐き出し空気温度を一定に保持する制御とする。

ただし、運転開始直後など、室温設定温度と室温センサー１５にて検知される室温との温度差が大きい場合等、最大冷房能力が必要な場合は、強制時間等を設けて、圧縮機１の回転数を上限回転数ＣＨＨ(min^-1) で運転を行うことにより、急速に室温設定温度に到達するように制御するものとする。

一方、運転開始後、室温設定温度と室温センサー１５にて検知される室温との温度差が徐々に小さくなる運転過渡期においては、圧縮機１の回転数を減速する制御とするが、たとえば、圧縮機１の回転数が減速の過渡期にあり、現在回転数Ｎnow(min^-1)で運転しているときに、吐き出し空気温度を調整する場合は、現在回転数Ｎnow(min^-1)±補正回転数Ｎ(min^-1) として、この範囲内で圧縮機１の回転数を上昇，下降させて吐き出し空気温度を調整するものとする。

さらに、室温が室温設定温度付近に到達した運転安定期の場合、圧縮機１の回転数の範囲を、上限回転数は、圧縮機１の現在回転数Ｎnow(min^-1)＋補正回転数Ｎ(min^-1) とし、下限回転数は、現在回転数Ｎnow(min^-1)−補正回転数Ｎ(min^-1)からＣＳＬ(min^-1)に変更する制御とし、吐き出し空気温度の調整幅を広げることが可能となる。ただし、圧縮機１の回転数の上限は、ＣＨＨ(min^-1) を超えないように制御し、冷媒回路全体のサイクルバランスを保持するものとし、その結果、様々な使用環境に対応し、かつ使用者の使い勝手が向上する。

次に、室内送風機１０を「弱風」に設定した場合、運転開始時には、図３に示すように室内送風機回転数は「弱風域」の範囲であるＬＬ(min^-1)からＨＬ(min^-1)の範囲で任意に多段階に設定可能で、初期設定値をＬＣ(min^-1) とする。また、室内送風機１０が「弱風域」においては、圧縮機１の回転数は、ＣＨＬ(min^-1)を上限値、ＣＬＬ(min^-1)を下限値として範囲を設定し、初期設定値は、ＣＬＣ(min^-1) とする。ここで、特に直線Ｌの関係を保持し、室内送風機回転数が上昇する設定となれば、圧縮機１の回転数も比例して上昇する制御とする。逆に室内送風機回転数を下降する設定となれば、圧縮機１の回転数も比例して下降する制御とし、吐き出し空気温度を一定に保持する制御とする。

「強風域」同様に、運転開始後、室温設定温度と室温センサー１５にて検知される室温との温度差が徐々に小さくなる運転過渡期においては、圧縮機１の回転数を減速する制御とするが、たとえば、圧縮機１の回転数が減速の過渡期にあり、現在回転数Ｎnow(min^-1)で運転しているときに、吐き出し空気温度を調整する場合、現在回転数Ｎnow(min^-1)±補正回転数Ｎ(min^-1) として、この範囲内で圧縮機１の回転数を上昇，下降させて吐き出し空気温度を調整するものとする。ただし「弱風域」では、圧縮機１の上限回転数は、ＣＨＬ(min^-1) を超えないものとし、冷媒回路全体のサイクルバランスを保持し、室内熱交換器５の過冷却防止，露付き防止，冷媒音の低減，冷媒不足等による圧縮機の信頼性の確保等を考慮するものである。

また、室内送風機１０を「弱風」に設定した場合、運転開始時には、図３に示すように室内送風機回転数は「弱風域」の範囲であるＳＬ(min^-1)からＬＬ(min^-1)の範囲で任意に多段階に設定可能で、初期設定値をＳＣ(min^-1) とする。また、室内送風機１０が「微風域」においては、圧縮機１の回転数は、ＣＬＬ(min^-1)を上限値、ＣＳＬ(min^-1)を下限値として範囲を設定し、初期設定値は、ＣＳＣ(min^-1)とする。

「強風」，「弱風」同様に、運転開始後、室温設定温度と室温センサー１５にて検知される室温との温度差が徐々に小さくなる運転過渡期においては、圧縮機１の回転数を減速する制御とするが、たとえば、圧縮機１の回転数が減速の過渡期にあり、現在回転数Ｎnow(min^-1)で運転しているときに、吐き出し空気温度を調整する場合は、現在回転数Ｎnow(min^-1)±補正回転数Ｎ(min^-1) として、この範囲内で圧縮機１の回転数を上昇，下降させて吐き出し空気温度を調整するものとする。ただし、「微風」設定時、圧縮機１の上限回転数は、ＣＬＬ(min^-1)を超えないものとし、下限回転数は、ＳＬ(min^-1)とする。

ここで、吐き出し空気温度調整において、前述のように圧縮機１を各風速域における上限回転数ＣＨＨ，ＣＨＬ，ＣＬＬ、及び下限回転数、現在回転数Ｎnow(min^-1)−補正回転数Ｎ(min^-1) または、ＣＳＬの制御範囲内で上昇，下降させることにより、吐き出し空気温度を調整するが、この範囲を超えて、使用者がさらに吐き出し空気温度を調節する場合は、冷媒減圧装置３を併用して、圧縮機１からの吐き出し冷媒温度センサー１３の検知温度を±Ｔｄ℃の範囲内で、かつ、特に冷房時には室内熱交換器用温度センサー１６ｂによりサイクルバランス状態を検知することにより、絞り量を制御し、吐き出し空気温度の制御範囲の自由度が広がり様々な使用環境に対応し、かつ使用者の使い勝手が向上する。

以上、冷房運転時について説明したが、暖房運転時についても、同様に制御するものとする。サイクルバランス状態を検知には、室外熱交換器用温度センサー１６ａを使用して制御するものとする。

ここで、手元操作用リモコン１７についての実施例を図４に示す。室内送風機１０の回転数を調整制御するための「風の強さ」調整用ボタンＲ１と、吐き出し空気温度調整を調整制御するための「風の温度」調整用ボタンＲ２を備え、各設定を表示するために液晶表示部Ｒ３を備えたものの実施例である。液晶表示部Ｒ３に、初期設定として運転モード，室温設定温度，室内送風機１０の風速設定をした状態で、「風の強さ」，「風の温度」ともに標準設定の状態を示す。さらに図５では、「風の強さ」を弱めに、「風の温度」を高めに設定した場合の実施例である。

一方、図６に室内機６の本体の表示装置１８を示すが、手元操作用リモコン１７の液晶表示部Ｒ３と同様の表示とし、使用者に設定状況を明確に表示するものの実施例である。

本発明の一実施形態の説明に適用される空気調和機の構成図である。同空気調和機の冷房運転時の室温の推移を示すグラフ。同空気調和機の室内送風機と圧縮機回転数の関係を示すテーブル。同空気調和機の手元操作用リモコンで初期設定した時の概略図である。同空気調和機の手元操作用リモコンで設定変更した時の概略図である。同空気調和機の室内機本体表示の概略図である。

符号の説明

１圧縮機
２室外熱交換器
３冷媒減圧装置
４冷媒切換装置
５室内熱交換器
６室内機
７室外機
８冷媒配管
９室外送風機
１０室内送風機
１１室外機電気制御装置
１２室内機電気制御装置
１３吐き出し冷媒温度センサー
１４外気温度センサー
１５室温センサー
１６ａ室外熱交換器用温度センサー
１６ｂ室内熱交換器用温度センサー
１７手元操作用リモコン
１８室内表示装置
Ｒ１風の強さ調整用ボタン
Ｒ２風の温度調整用ボタン
Ｒ３液晶表示部

Claims

圧縮機，室外熱交換器，冷媒減圧装置，冷媒切換装置、および室内熱交換器から構成される冷媒回路と、前記室外熱交換器，室内熱交換器それぞれの熱交換を行う室外送風機および室内送風機を備え、それらを制御するための電気制御部品および、圧縮機からの吐き出し冷媒温度，室内熱交換器の温度を検知する温度センサーを具備した空気調和機において、使用者が前記室内送風機の回転数を任意に多段階に調節し、室内機の風の強さを可変制御可能な機能を有し、かつ使用者が室内機の吐き出し空気温度を上昇，下降設定可能とし、前記圧縮機の回転数および冷媒減圧装置を制御することにより、室内機からの吐き出し空気温度を可変制御可能な機能を有することを特徴とする空気調和機。
請求項１の空気調和機において、前記室内送風機の回転数、および室内機の吐き出し空気温度を制御するための手段として、制御信号送信用の手元操作用リモコンを備え、また、手元操作用リモコンには、室内送風機の回転数、および室内機の吐き出し空気温度について可変設定可能なボタンを有し、かつ液晶等により任意の設定状態を使用者に分かりやすく表示する機能を有することを特徴とする空気調和機。
請求項２の空気調和機において、室内機本体に液晶等の表示装置を設け、室内送風機の回転数、および室内機の吐き出し空気温度について、前記表示装置に任意の設定状態を使用者に分かりやすく表示する機能を有することを特徴とする空気調和機。
請求項１，２，３の空気調和機において、請求項１の冷媒回路における冷媒減圧装置として、減圧量が一定であるキャピラリー等を用いた空気調和機で、室内機からの吐き出し空気温度の制御を圧縮機の回転数を制御することにより、室内機からの吐き出し空気温度を可変制御可能とすることを特徴とする空気調和機。