JP2009133560A

JP2009133560A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2009133560A
Application number: JP2007310804A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Matsushima; 秀行松島; Tsutomu Imoto; 勉井本; Kuniyuki Yamada; 邦之山田
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】切りタイマーのセット時に室内の快適性をより高めることができる空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機に、室内機１０及び室外機３０と、これら室内機及び室外機の運転モードを切り換える運転モード切換手段１８と、室内機及び室外機の運転時間を設定する切りタイマー１６，１７と、室温設定手段１４と、これらの各機器から入力される信号に基づいて室内機及び室外機の運転を制御する制御手段１１，３１とを備える。制御手段は、運転モード切換手段により室内機及び室外機の運転モードが冷房運転モードに切り換えられ、かつ室温設定手段に所望の室温が設定された状態で切りタイマーがセットされたとき、室内機及び室外機の運転モードを除湿モードに切り換えて切りタイマーに設定された運転時間が経過するまで室内機及び室外機の運転を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、家庭用の空気調和機に係り、特に、就寝時における室内の快適性を高める手段に関する。

従来、家庭用の空気調和機には、不必要な運転の継続を防止するため、設定された運転時間が経過したときに室内機及び室外機の運転を自動的に停止する切りタイマーが備えられている。

この切りタイマーを例えば就寝時に操作しておけば、快適な空気調和状態で眠りにつくことができて、過冷房による寝冷えや過暖房による寝苦しさをある程度防止でき、かつ不必要な運転の継続に伴うエネルギー消費の無駄も防止することができる。

しかしながら、従来の空気調和機は、切りタイマーをセットした場合、運転モード、設定温度及び設定湿度が予め設定された運転モード、設定温度及び設定湿度のまま維持されるので、使用者の快適性を十分に高めることが難しいという問題がある。

例えば、冷房モードで切りタイマーがセットされた場合、設定された運転時間が経過するまではずっと冷房モードで運転され、かつ運転中の目標温度及び目標湿度が予め設定された温度及び湿度のまま維持されるので、就寝時の体温低下に伴う寝冷えを完全には防止しにくい。また、室温のみの制御になるため、室温が設定温度に近づくと圧縮機の回転数が低速になり、湿度が上昇して使用者に寝苦しさを与えるおそれもある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、切りタイマーのセット時に室内の快適性をより高めることができる空気調和機を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、第１に、室内機及び室外機と、これら室内機及び室外機の運転モードを切り換える運転モード切換手段と、前記室内機及び室外機の運転時間を設定する切りタイマーと、室温設定手段と、前記運転モード切換手段、前記切りタイマー及び前記室温設定手段から入力される信号に基づいて前記室内機及び室外機の運転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記運転モード切換手段により前記室内機及び室外機の運転モードが冷房運転モードに切り換えられ、かつ前記室温設定手段に所望の室温が設定された状態で前記切りタイマーがセットされたとき、前記室内機及び室外機の運転モードを除湿モードに切り換えて前記切りタイマーに設定された運転時間が経過するまで前記室内機及び室外機の運転を制御し、前記設定された運転時間が経過したときに前記室内機及び室外機の運転を停止するという構成にした。

かかる構成によると、運転モード切換手段により室内機及び室外機の運転モードが冷房運転モードに切り換えられている場合においても、切りタイマーがセットされたときには室内機及び室外機の運転モードを自動的に除湿モードに切り換えるので、室温と湿度の両方を制御することが可能になり、就寝時における室内の快適性を高めることができる。

本発明は、第２に、前記第１の空気調和機において、前記制御手段は、前記切りタイマーのセットに伴って前記室内機及び室外機の運転モードを冷房運転モードから除湿モードに切り換えたとき、前記切りタイマーに設定された運転時間の初期においては、前記室温設定手段により設定された室温よりも高い温度に目標室温を設定して前記室内機及び室外機の運転を制御し、前記目標室温まで多段階に室温を上昇すると共に、前記切りタイマーに設定された運転時間の終期においては、前記室温設定手段により設定された室温を目標室温に設定して前記室内機及び室外機の運転を制御し、前記室温設定手段により設定された室温まで多段階に室温を下降するという構成にした。

睡眠の初期においては、体温を低下させるために発汗を生じ、その後は、代謝量が減少するために体温が低い状態に維持され、目覚め間近では、代謝量が増加するために体温が徐々に上昇する。したがって、切りタイマーに設定された運転時間の初期において、室温設定手段により設定された室温よりも高い温度に目標室温を設定して室内機及び室外機の運転を制御し、目標室温まで多段階に室温を上昇すると、体温の低下に伴う室内の過冷房を防止でき、寝冷えを防止することができる。また、切りタイマーに設定された運転時間の終期において、室温設定手段により設定された室温を目標室温に設定して室内機及び室外機の運転を制御し、室温設定手段により設定された室温まで多段階に室温を下降すると、目覚めによる体温の上昇に合わせて室温を徐々に低下できるので、爽やかな目覚め感を与えることができる。

本発明は、第３に、前記第１の空気調和機において、前記制御手段は、前記切りタイマーのセットに伴って前記室内機及び室外機の運転モードを冷房運転モードから除湿モードに切り換えたとき、前記切りタイマーに設定された運転時間の初期においては、実際の室内湿度よりも低い第１の湿度を目標湿度に設定して前記室内機及び室外機の運転を制御し、しかる後に、前記第１の湿度よりも高い第２の湿度を目標湿度に設定して前記室内機及び室外機の運転を制御するという構成にした。

前述のように、睡眠の初期においては体温を低下させるために発汗するので、これに合わせて室内の湿度を低下することにより、発汗を抑制することができ、就寝時の爽快感を高めることができる。また、発汗しやすい時期を経過した後は、室内の湿度を高めるので、過乾燥によるのどの渇きを防止することができる。

本発明によると、運転モード切換手段により室内機及び室外機の運転モードが冷房運転モードに切り換えられ、かつ室温設定手段に所望の室温が設定された状態においても、切りタイマーがセットされたときには、室内機及び室外機の運転モードを除湿モードに切り換えて切りタイマーに設定された運転時間が経過するまで室内機及び室外機の運転を制御するので、室温と湿度の両方を制御することが可能になり、就寝時及び覚醒時における快適性を高めることができる。

以下、本発明に係る空気調和機の一例を図１乃至図３を用いて説明する。図１は実施形態に係る空気調和機の制御ブロック図、図２は実施形態に係る空気調和機にて実行される制御のタイムチャート、図３は実施形態に係る空気調和機にて実行される処理の手順を示すフローチャートである。

図１に示すように、本実施形態に係る空気調和機は、室内機１０と室外機３０とから構成されており、室内機１０は、室内機制御装置１１と、室温検出手段１２と、湿度検出手段１３と、室温設定手段１４と、湿度設定手段１５と、第１の切りタイマー（快眠設定手段）１６と、第２の切りタイマー（おやすみ設定手段）１７と、室内機１０及び室外機３０の運転モードを切り換える運転モード切換手段１８と、室内送風機２１と、上下風向板２２と、除湿弁２３とから主に構成されている。一方、室外機３０は、室外機制御装置３１と、外気温検出手段３２と、室内機１０から吐出される空気の温度を検出する吐出温検出手段３３と、圧縮機３４と、室外送風機３５と、電動膨張弁３６とから主に構成されている。

おやすみ設定手段１７は、室内機１０及び室外機３０の運転時間を設定してセットすると、設定された運転時間が経過したときに室内機１０及び室外機３０の運転を停止する切りタイマーであり、室内機１０及び室外機３０の運転モードが冷房運転モードに設定されている状態でセットした場合には、設定された運転時間が経過するまで、室内機１０及び室外機３０の運転モードを冷房運転モードのまま維持するものである。したがって、このおやすみ設定手段１７をセットした場合には、湿度制御は行われず、温度のみの制御となり、室温が設定温度に近づくと圧縮機３４の回転数が低速に制限される。

これに対して、快眠設定手段１６は、セットした状態でおやすみ設定手段１７に室内機１０及び室外機３０の運転時間を設定すると、設定された運転時間が経過したときに室内機１０及び室外機３０の運転を停止する切りタイマーであり、室内機１０及び室外機３０の運転モードが冷房運転モードに設定されている状態でセットした場合には、室内機１０及び室外機３０の運転モードを自動的に除湿運転モードに切り換えるものである。したがって、この快眠設定手段１６をセットした場合には、室温と湿度とが個別に制御可能になる。

室内機制御装置１１は、室温検出手段１２、湿度検出手段１３、室温設定手段１４、湿度設定手段１５、快眠設定手段１６、おやすみ設定手段１７及び室外機制御装置３１を介して外気温検出手段３２から送られてくる信号を入力して、室内送風機２１、上下風向板２２及び除湿弁２３の駆動を制御する。また、室外機制御装置３１は、外気温検出手段３２、吐出温検出手段３３、及び室内機制御装置１１から送られてくる指令信号を入力して、圧縮機３４、室外送風機３５及び電動膨張弁３６の駆動を制御する。

以下、室内機制御装置１１の動作を、図２及び図３により説明する。なお、これらの動作は、室内機制御装置１１及び室外機制御装置３１に予め記憶されたプログラムにより実行される。

電源の投入により制御が開始され、運転モード切換手段１８を操作して冷房運転モードの選択すると、冷房運転が開始される（ステップＳ_０）。この状態で、快眠設定手段１６を操作して「快眠」をセットし（ステップＳ_１）、おやすみ設定手段１７に室内機１０及び室外機３０の運転時間として７時間を設定すると（ステップＳ_２）、室内機１０及び室外機３０の運転モードを自動的に除湿運転モードに切り換え（ステップＳ_３）、目標湿度を湿度検出手段１３にて検出された実際の湿度及び湿度設定手段１５により設定された設定湿度に関わりなく、５０％に設定する（ステップＳ_４）と共に、室内送風機２１を減速運転する（ステップＳ_５）。これにより、入眠時の発汗を押さえられると共に寝室の静粛性が保たれ、健やかな入眠を促すことができる。この運転は、ステップＳ_６で、快眠設定手段１６のセットから１時間が経過した（Ｙｅｓ）と判定されるまで行われる。

ステップＳ_６で、快眠設定手段１６のセットから１時間が経過した（Ｙｅｓ）と判定した場合には、ステップＳ_７に移行し、目標湿度を６０％に設定する（ステップＳ_７）と共に、上下風向板２２を上向きに駆動する（ステップＳ_８）。これにより、過乾燥によるのどの渇きを防止できる。

次いで、ステップＳ_９に移行し、ステップＳ_１０で目標温度が設定温度より２℃上昇したと判定する（Ｙｅｓ）か、ステップＳ_１１で目標温度が２８℃に到達したと判定する（Ｙｅｓ）まで、目標温度を０．３３℃上昇する。ステップＳ_１０で目標温度が設定温度より２℃上昇していないと判定し（Ｎｏ）、かつステップＳ_１１で目標温度が２８℃に到達していないと判定した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ_１２に移行し、快眠設定手段１６のセットから６時間が経過したか否かを判定する。

ステップＳ_１２で快眠設定手段１６のセットから６時間が経過していないと判定した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ_１３に移行して、ステップＳ９で行った目標温度の上昇から２０分間が経過したか否かを判定し、２０分間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ_９に戻って、再度目標温度を０．３３℃上昇する。これにより、２０分ごとに目標温度が０．３３℃ずつ上昇されるので、睡眠中の体温の低下に伴う室内の過冷房を防止でき、寝冷えを防止することができる。

ステップＳ_１０で目標温度が設定温度より２℃上昇したと判定した場合（Ｙｅｓ）、及びステップＳ_１１で目標温度が２８℃に到達したと判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ_１４に移行し、快眠設定手段１６のセットから６時間が経過したか否かを判定する。

ステップＳ_１４で快眠設定手段１６のセットから６時間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓ）、及びステップＳ_１２で快眠設定手段１６のセットから６時間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ_１５に移行し、ステップＳ_１６で目標温度が設定温度に戻ったと判定する（Ｙｅｓ）まで、目標温度を０．３３℃下降する。

ステップＳ_１６で目標温度が設定温度に戻っていないと判定した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ_１７に移行して、快眠設定手段１６のセットから７時間が経過したか否かを判定する。そして、ステップＳ_１７で快眠設定手段１６のセットから７時間が経過していないと判定した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ_１８に移行して、ステップＳ_１５で行った目標温度の下降から５分間が経過したか否かを判定し、５分間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ_１５に戻って、再度目標温度を０．３３℃下降する。これにより、５分ごとに目標温度が０．３３℃ずつ下降されるので、目覚めによる体温の上昇に合わせて室温を徐々に低下することができ、爽やかな目覚め感を与えることができる。

ステップＳ_１７で快眠設定手段１６のセットから７時間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ_２０に移行して室内機１０及び室外機３０の運転を停止し、システムを終了する。ステップＳ_１６で目標温度が設定温度に戻ったと判定され（Ｙｅｓ）、かつステップＳ_１９で快眠設定手段１６のセットから７時間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓ）も同様である。

なお、これらのタイムチャート及びフローチャートに表示した数値は、いずれも実施の一例を示すものであり、本発明の要旨がこれに限定されるものではない。これらの数値については、空気調和機の機種に応じて適宜設計することができる。

また、前記実施例においては、快眠設定手段１６とおやすみ設定手段１７とを備えた空気調和機を例にとって説明したが、快眠設定手段１６に室内機１０及び室外機３０の運転時間を設定できるようにして、おやすみ設定手段１７を省略することもできる。

実施形態に係る空気調和機の制御ブロック図である。実施形態に係る空気調和機にて実行される制御のタイムチャートである。実施形態に係る空気調和機にて実行される処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０室内機
１１室内機制御装置
１２室温検出手段
１３湿度検出手段
１４室温設定手段
１５湿度設定手段
１６第１の切りタイマー（快眠設定手段）
１７第２の切りタイマー（おやすみ設定手段）
１８運転モード切換手段
２１室内送風機
２２上下風向板
２３除湿弁２３
３０室外機
３１室外機制御装置
３２外気温検出手段
３３吐出温検出手段
３４圧縮機
３５室外送風機
３６電動膨張弁

Claims

室内機及び室外機と、これら室内機及び室外機の運転モードを切り換える運転モード切換手段と、前記室内機及び室外機の運転時間を設定する切りタイマーと、室温設定手段と、前記運転モード切換手段、前記切りタイマー及び前記室温設定手段から入力される信号に基づいて前記室内機及び室外機の運転を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記運転モード切換手段により前記室内機及び室外機の運転モードが冷房運転モードに切り換えられ、かつ前記室温設定手段に所望の室温が設定された状態で前記切りタイマーがセットされたとき、前記室内機及び室外機の運転モードを除湿モードに切り換えて前記切りタイマーに設定された運転時間が経過するまで前記室内機及び室外機の運転を制御し、前記設定された運転時間が経過したときに前記室内機及び室外機の運転を停止することを特徴とする空気調和機。
前記制御手段は、前記切りタイマーのセットに伴って前記室内機及び室外機の運転モードを冷房運転モードから除湿モードに切り換えたとき、前記切りタイマーに設定された運転時間の初期においては、前記室温設定手段により設定された室温よりも高い温度に目標室温を設定して前記室内機及び室外機の運転を制御し、前記目標室温まで多段階に室温を上昇すると共に、前記切りタイマーに設定された運転時間の終期においては、前記室温設定手段により設定された室温を目標室温に設定して前記室内機及び室外機の運転を制御し、前記室温設定手段により設定された室温まで多段階に室温を下降することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記制御手段は、前記切りタイマーのセットに伴って前記室内機及び室外機の運転モードを冷房運転モードから除湿モードに切り換えたとき、前記切りタイマーに設定された運転時間の初期においては、実際の室内湿度よりも低い第１の湿度を目標湿度に設定して前記室内機及び室外機の運転を制御し、しかる後に、前記第１の湿度よりも高い第２の湿度を目標湿度に設定して前記室内機及び室外機の運転を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。