JP2010014288A - 空気調和機 - Google Patents

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Nobuo Kawai
Megumi Komazaki
Nobuyuki Takeya
信夫 川合
伸行 竹谷
惠 胡摩崎
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東芝キヤリア株式会社
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Abstract

【課題】親水性プレコートフィンを使用した室内熱交換器の場合に、室内熱交換器のフィン表面全体を着霜させてフィン表面全体に水分が付着した状態として、その後加熱して除霜することで室内熱交換器のフィン表面全体に付着した水を流下させることにより、室内熱交換器に付着した汚れを効率良く確実に除去できる空気調和機を提供する。
【解決手段】空気調和機は、室内の空気を吸い込む吸込口12aと吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口21が本体ケース12Pに形成され、吸込口と吹出口を連通する送風路内に室内熱交換器17と室内送風機19とが配置された室内機1と、室外送風機35と圧縮機31と室外熱交換器33と電動膨張弁34などが配置された室外機30とを有し、室内熱交換器17は、親水性プレコートフィンFで構成し、そのフィンFの少なくも一部を着霜させる着霜運転を行い、その後除霜運転により除霜水を発生させて室内熱交換器のフィン表面に付着した汚れを除去するようになっている。
【選択図】図1

Description

本発明は、空気調和機に関し、特に結露水による洗浄効果により耐汚染性を維持している親水性プレコートフィン材を使用した室内熱交換器を備える空気調和機に関する。
空気調和機は、室内側に配置される室内機と、屋外に配置される室外機からなり、室内機と室外機には冷媒配管を介してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成する部品が分散して配置されている。
空気調和機を使用すると、室内機の室内熱交換器には塵埃等の汚れが付着する。従って、室内熱交換器から室内機の本体ケースの外へ吹き出される塵埃を減少させるために、フィルターと蒸発器の間に放電線を配置して、放電線と蒸発器との間に高電圧を印加して放電を発生させて、フィルターを通過した空気中に含まれる塵埃をこの放電により帯電させて蒸発器に付着させる。そして、付着した塵埃を蒸発器に生じる除湿水で洗い流すようになっているものがある(例えば、特許文献1を参照)。
また、親水性プレコートフィンが室内熱交換器の放熱フィンとして用いられる室内機が製品化されており、室内機の耐汚染性が年々向上している。
特開平10−227477号公報
しかし、上記特許文献1に記載の技術では、室内熱交換器における塵埃等の汚れは、室内熱交換器の表面全体に付着する傾向があるのに対して、結露は冷却作用がなされる熱交換器パイプの近傍から発生するために、結露は室内熱交換器のフィンの内側には形成されるがフィンの外側の表面側までには到達しにくい。
また、室内熱交換器の上記親水性プレコートフィンは、結露水による洗浄効果により耐汚染性を維持するようにしているが、この親水性プレコートフィンでは、室内熱交換器のフィンの外側の表面側に発生する水滴が、すぐにフィンの表面から流下して無くなってしまう。このために、室内熱交換器の表面に付着している汚れが、結露水では除去しにくいという問題がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、親水性プレコートフィンを使用した室内熱交換器の場合に、室内熱交換器のフィン表面全体を着霜させてフィン表面全体に水分が付着した状態として、その後除霜することで室内熱交換器のフィン表面全体に付着した水を流下させることにより、室内熱交換器に付着した汚れを効率良く確実に除去できる空気調和機を提供することである。
本発明の空気調和機は、室内の空気を吸い込む吸込口と吸い込まれた前記空気を室内に吹き出す吹出口が本体ケースに形成され、前記吸込口と前記吹出口を連通する送風路内に室内熱交換器と室内送風機とが配置された室内機と、室外送風機と圧縮機と室外熱交換器と電動膨張弁が配置された室外機と、を有する空気調和機であって、前記室内熱交換器は、親水性プレコートフィンで構成し、前記フィンの少なくも一部を着霜させる着霜運転を行い、その後除霜運転により除霜水を発生させて前記室内熱交換器の前記フィン表面に付着した汚れを除去する手段を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、親水性プレコートフィンを使用した室内熱交換器の場合に、室内熱交換器のフィン表面全体を着霜させてフィン表面全体に水分が付着した状態として、その後除霜することで室内熱交換器のフィン表面全体に付着した水を流下させることにより、室内熱交換器に付着した汚れを効率良く確実に除去できる空気調和機を提供できる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の空気調和機の室内機の実施形態を示す断面図である。
図1に示す空気調和機の室内機1は、室内機本体11を有しており、室内機本体11は本体ケース12Pを有している。可動パネル12は本体ケース12Pの前面側に開閉可能に設けられており、本体ケース12Pは後板13を有している。可動パネル12には前部吸込口12aが開口され、本体ケース12Pの上部には上部吸込口12bが開口されている。室内機本体11内には、除湿絞り手段を構成する除湿用絞り弁5と、エアフィルタ16と、室内熱交換器17と、室内送風機19が配置されている。
図1に示す室内熱交換器17は、前部吸込口12aに対向する前側熱交換器部17Aと、上部吸込口12bに対向する後側熱交換器部17Bとから構成されている。これらの前側熱交換器部17Aと後側熱交換器部17Bは、本体ケース12P内においてほぼ逆V字状に形成されている。前側熱交換器部17Aは、ほぼ円弧状に形成されて室内機本体11の前面側に配置され、後側熱交換器部17Bは、室内機本体11の上部後面側に配置されている。前側熱交換器部17Aと後側熱交換器部17Bの内側の空間には、除湿用絞り弁5と室内熱交換器17が配置されている。
前側熱交換器部17Aの下部には、前ドレンパン18aが配置され、後側熱交換器部17Bの下部には、後ドレンパン18bが配置されている。後板13には、後ドレンパン18bの下部側に送風路20が形成され、室内機本体11の下部には吹出口21が開口されている。送風路20と吹出口21はつながっており、吹出口21には、上下風向を設定するためのルーバー(水平ルーバーとも言う)22,23が配置されている。これらのルーバー22,23はR方向に向きを変えることにより、運転モードに応じて吹出口21から室内に吹き出される風の向きを変えることができる。
図2は、空気調和機の制御ブロックの例を示している。
図2に示す制御ブロックでは、室内機1と室外機30およびリモートコントローラ70を示している。
室内機1側には、室内制御部50、リモートコントローラ70との送受信部51、室内吸込み空気と室内熱交換器の各温度センサTS、吹出口のルーバー22,23及び左右風向を設定するためのルーバー(図示せず)を夫々駆動するためのモータ52,53,54、室内送風機19のファンモータ55、前側熱交換器部17Aと後側熱交換器部17B、除湿用絞り弁5を備えている。除湿用絞り弁5は、前側熱交換器部17Aと後側熱交換器部17Bの間に配置されている。室内制御部50は、各温度センサTSの検出する温度信号を受ける。室内制御部50は、各ルーバー駆動用のモータ52、53,54とファンモータ55の動作を制御し、除湿用絞り弁5の絞り制御を行う。
室外機30側には、室外制御部60、圧縮機31、四方切換弁32、室外熱交換器33、冷媒膨張手段である電動膨張弁34、室外送風機35、インバータ回路61を備えており、インバータ回路61は商用交流電源62に電気的に接続されている。室外制御部60は、電動膨張弁34、室外送風機35、インバータ回路61、四方切換弁32等の動作を制御する。室外熱交換器33は、前側熱交換器部17Aに対して電動膨張弁34と冷媒配管6により接続されている。後側熱交換器部17Bは、圧縮機31と四方切換弁32と冷媒配管6を介して室外熱交換器33に接続されている。
次に、図3を参照して、図1に示す空気調和機の室内機1と室外機30の全体構成と、冷凍サイクル回路、および冷媒パス(冷媒流路)の構成例を説明する。
図3に示すように、空気調和機は、室内機1と室外機30を有する。図4は、室内機本体11の内部構造例を概略的に示す斜視図である。
室内機本体11内に収容されている冷凍サイクル回路の構成部品は、すでに図1を参照して説明したように、室内熱交換器17である。
室外機30内には、圧縮機31、四方切換弁32,室外熱交換器33、冷媒膨張手段である電動膨張弁34、室外送風機35等の冷凍サイクル回路の構成部品が配置されている。室内熱交換器17、圧縮機31、四方切換弁32,室外熱交換器33、電動膨張弁34は、冷媒配管6を介して接続されており、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを構成している。
図3と図4に示すように、前側熱交換器部17Aと後側熱交換器部17Bは、それぞれ多数の親水性プレコートフィンFを有しており、これらの親水性プレコートフィンFは所定間隔をおいて、図3の紙面垂直方向Xに沿って平行に配列されている。多数の親水性プレコートフィンFは、結露水による洗浄効果により耐汚染性を維持している親水性プレコートフィン材である。
これらの親水性プレコートフィンFには、熱交換パイプPが紙面垂直方向Xに沿って蛇行して貫通されている。前側熱交換器部17Aの多数のフィンFには、Y方向に関して前列と後列の熱交換パイプPが配置されており、同様にして、後側熱交換器部17Bの多数のフィンFにも、Z方向に関して前列と後列の熱交換パイプPが配置されている。
室内の熱交換用の空気は、図1に示す室内送風機19を作動することで、前部吸込口12aと上部吸込口12bを通じて、図3に示す前側熱交換器部17Aと後側熱交換器部17Bにそれぞれ導かれるようになっている。前側熱交換器部17Aに導かれる熱交換空気は、前側熱交換器部17Aの2列の熱交換パイプPと熱交換を行い、後側熱交換器部17Bに導かれる熱交換空気は、後側熱交換器部17Bの2列の熱交換パイプPと熱交換を行う。
図3に示す室内熱交換器17における冷媒流路の構成は、冷房運転時および除湿運転サイクル時の状態を示している。以下、冷房運転時および除湿運転サイクル時における冷媒の流れを基準にして説明する。また、暖房運転サイクル時の冷媒流路の構成は、図3に示す場合とは逆方向になり、矢印で示す冷媒入口Mと冷媒出口Nの表記は逆になる。
ここで、図3に示す室内熱交換器17の前側熱交換器部17Aと前側熱交換器部17Aにおける冷媒流路の構成例を説明する。
図3に示す室内熱交換器17の矢印で示す冷媒入口Mは、U字管Dに接続されており、U字管Dは前側熱交換器部17Aの上部側の後列の熱交換パイプP(P2)に接続されている。冷媒は、室内熱交換器17の冷媒入口MとU字管Dを通じて2方向に分かれて、前側熱交換器部17Aの上部側の後列の熱交換パイプP(P2)から後側熱交換器部17Bの後列側の熱交換パイプP(P2)と冷媒配管6Bを経て、除湿用絞り弁(除湿用二方弁)5の冷媒入口部5Bに導かれる。また、冷媒は、前側熱交換器部17Aの上部側の後列の熱交換パイプP(P1)から前側熱交換器部17Aの中間部と下部の後列の熱交換パイプP(P1)と冷媒配管6Cを経て、除湿用絞り弁5の冷媒入口部5Bに導かれる。これにより、前側熱交換器部17Aの後列側の熱交換パイプと後側熱交換器部17Bの後列側の熱交換パイプPを通った冷媒は、除湿用絞り弁5の冷媒入口部5Bで合流して、除湿用絞り弁5内に入る。
また、除湿用絞り弁5の冷媒出口部5Cは、冷媒配管6Dと冷媒配管6Fに接続されており、冷媒は2方向に分かれる。
室内熱交換器17の矢印で示す冷媒出口Nは、U字管Hに接続されており、U字管Hは前側熱交換器部17Aの中間部分の前列の熱交換パイプP(P3)に接続されている。除湿用絞り弁5の冷媒出口部5Cは、冷媒配管6Dを介して後側熱交換器部17Bの前列の熱交換パイプP(P4)と前側熱交換器部17Aの上部の前列の熱交換パイプP(P3)を介してU字管Hに接続されている。しかも、除湿用絞り弁5の冷媒出口部5Cは、冷媒配管6Fを介して前側熱交換器部17Aの中間部から下部の前列の熱交換パイプP(P3)を介してU字管Hに接続されている。室内熱交換器17の冷媒出口Nは、冷媒配管6を介して四方切換弁32に接続されている。
これにより、除湿用絞り弁5の冷媒出口部5Cから出た冷媒は、冷媒配管6Dを介して、後側熱交換器部17Bの前列の熱交換パイプPと前側熱交換器部17Aの上部前列の熱交換パイプPに通すことができるとともに、冷媒配管6Fを介して、前側熱交換器部17Aの中間部から下部前列の熱交換パイプPに通すことができる。すなわち、除湿用絞り弁5を通過した冷媒が、前側熱交換器部17Aの表面側前列の熱交換パイプP(P3)と、後側熱交換器部17Bの表面側前列の熱交換パイプP(P4)に流れるように、冷媒のパスが配置されている。このように冷媒パスを構成するのは、前側熱交換器部17AのフィンFの先端部と後側熱交換器部17Bの表面側のフィンF先端部を選択的に冷却して着霜させる作業を効率良くできるようにするためである。
図3に示す室内熱交換器17の温度センサTSは、室内熱交換器17の温度TCを測定する。この室内熱交換器17の温度センサTSは除湿用絞り弁5の冷媒出口5C側の冷媒配管6Fに配置されている。除湿用絞り弁5により冷媒の流れを絞った際の除湿運転サイクル時に室内熱交換器17の凍結を防止するために、この室内熱交換器17の温度センサTSは除湿用絞り弁5の冷媒出口部5C側の冷媒配管6Fに配置され、室内熱交換器17の温度が0℃以上になるように制御している。
冷房運転サイクル時には、図3に示す圧縮機31で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが四方切換弁32を介して室外熱交換器33に導かれて凝縮液化して液冷媒となる。この液冷媒は、電動膨張弁34で断熱膨張化して冷媒配管6を通じて、室内熱交換器17の熱交換パイプPに導かれて、室内熱交換器17の熱交換パイプP内で冷媒は蒸発する。
図1に示す室内機本体11内では室内送風機19が作動して、室内空気が前部吸込口12aと上部吸込口12bから室内機本体11内に吸い込まれる。そして、吸い込まれた室内空気は、室内熱交換器17のフィンFの間に流通されて、熱交換パイプPに導かれる冷媒との間で熱交換される。熱交換した後の熱交換空気は、図1の送風路20に案内されて吹出口21から室内に吹き出されることにより、室内の冷房を行う。
また、除湿運転サイクル時は、冷房運転サイクル時と全く同じ冷媒流路を構成する。そして、除湿用絞り弁5が冷媒の絞り作用を行うことにより、この除湿用絞り弁5の上流側である前側熱交換器部17Aの後列の熱交換パイプP(P1、P2)と後側熱交換器部17Bの後列の熱交換パイプP(P2)が冷媒凝縮作用を成し、除湿用絞り弁5の下流側である前側熱交換器部17Aの前列の熱交換パイプP(P3)と後側熱交換器部17Bの前列の熱交換パイプP(P4)が冷媒蒸発作用を成す。
このように、除湿用絞り弁5が冷媒の絞り作用を行うことにより、前側熱交換器部17Aと後側熱交換器部17Bを、冷媒凝縮器と冷媒蒸発器とに切り分けることになり、再熱除湿機能が得られる。これにより、室内の湿気が除去されて乾燥化する。
さらに、暖房運転サイクル時は、除湿運転サイクル時と冷房運転サイクル時とは全く逆の冷媒流路を構成する。圧縮機31から四方切換弁32を介して室内熱交換器17に導かれた冷媒は、冷媒配管6を通じてU字管Hから入って分流されて、前側熱交換器部17Aの熱交換パイプPと後側熱交換器部17Bの熱交換パイプPを介して冷媒配管6D、6Fを通じて除湿用絞り弁5に入り、冷媒配管6B、6Cを通じて前側熱交換器部17Aの熱交換パイプPと後側熱交換器部17Bの熱交換パイプPと冷媒配管6を介して、電動膨張弁34と室外熱交換器33を通る。
図5(A)と図5(B)に示すように、室内機本体11は、前部吸込口12aを開閉可能な可動パネル12を有しており、可動パネル12は、ヒンジ部12Hを中心にして図5(A)に示すように完全に閉じた状態(全閉状態)から、図5(B)に示す矢印方向に開くことで全開状態あるいは半開状態にすることができる。
このように、上記構成の室内機1の室内熱交換器17が親水性プレコートフィンFを有しているが、この塵埃等の汚れが親水性プレコートフィンFに付着して汚れた場合に行う汚れ除去動作例を、次に説明する。
塵埃等の汚れは、親水性プレコートフィンFの端面(先端部)に多く付着して、親水性プレコートフィンFの内部への浸入は少ない。すなわち、塵埃等の汚れは、親水性プレコートフィンFの内部ではなく表面側に付着する傾向がある。
一般に、熱交換パイプPが冷却されたときに生じるドレン水は、熱交換パイプPの近傍に発生するために、親水性プレコートフィンFの端面を通過するドレン水の量は多くはない。そのため、冷房運転サイクル時と除湿運転サイクル時のドレン水を利用して、室内熱交換器17の親水性プレコートフィンFに付着した塵埃等の汚れを除去するのは、汚れ除去効率が良くなく、充分に塵埃を除去できない。
そこで、本発明の実施形態では、冷房運転時もしくは再熱除霜運転時に、親水性プレコートフィンFの少なくも一部に着霜させて、その後に親水性プレコートフィンFから除霜させる。各親水性プレコートフィンFの少なくも一部に着霜させると、着霜時には、各親水性プレコートフィンFの先端部(端面)側から着霜する。これにより、この除霜の時の除霜水を用いて各親水性プレコートフィンFに付着した塵埃等の汚れを除去するのである。すなわち、除霜水は各親水性プレコートフィンFの先端部(端面)を確実に流れることにより、塵埃などの汚れを効率良く確実に除去できる。
親水性プレコートフィンFに付着した塵埃等の汚れを、除霜水を用いて除去する作業は、冷房運転サイクル時あるいは再熱除湿運転サイクル時により行うが、具体的には次のようにして行う。
(1.冷房運転サイクル時おける親水性プレコートフィンFの汚れ除去)
室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを着霜する作業は、冷房運転サイクル時において行い、図5(A)に示すように可動パネル12は、全閉状態あるいは半開状態とする。可動パネル12のより好ましい状態は、全閉状態である。これにより、室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを着霜させるにあたり、室内の空気との熱交換量を減らして、着霜を促進する効果が得られる。
しかも、室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを着霜する際には、図6(C)に示すように、上下風向用のルーバー22,23の角度は、図6(A)に示す通常の冷房運転サイクル時、通常の除湿運転サイクル時、そして図6(B)に示す暖房運転サイクル時より小さく設定される。すなわち、図6(C)に示すようにルーバー22,23は上向きにする。これにより、ルーバー22,23の開く角度を小さくすることで、着霜時において室内の空気との熱交換量を低減できる。しかも、ルーバー22,23の開く角度を小さくすることで、吹出口21から冷気が吹き出さないので、ユーザに対して不快感を与えない。
そして、親水性プレコートフィンFを着霜後、室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを除霜する際には、送風運転もしくは暖房運転サイクル時に親水性プレコートフィンFを加熱して除霜を行う。除霜時には、ルーバー22,23の開く角度を小さくしているので、吹出口21から空気が吹き出さないので、ユーザに対して不快感を与えなうようにすることができる。
このようにして、冷房運転サイクル時において、各親水性プレコートフィンFの任意の一部、特に先端部(端面)に対して着霜と除霜をおこなうことができ、室内熱交換器のフィン表面全体に付着した水を流下させることにより、室内熱交換器に付着した汚れを効率良く確実に除去できる。
次に、別の着霜と除霜を行う例を説明する。
(2.再熱除湿運転サイクル時おける親水性プレコートフィンFの汚れ除去)
室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを着霜する作業は、再熱除湿運転時において行い、図5(A)に示すように可動パネル12は、全閉状態あるいは半開状態とする。可動パネル12のより好ましい状態は、全閉状態である。これにより、室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを着霜させるにあたり、室内の空気との熱交換量を減らして、着霜を促進する効果が得られる。
しかも、室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを着霜する際には、図6(C)に示すように、上下風向用のルーバー22,23の角度は、図6(A)に示す通常の冷房運転サイクル時、通常の除湿運転サイクル時、そして図6(B)に示す暖房運転サイクル時より小さく設定される。すなわち、図6(C)に示すようにルーバー22,23は上向きにする。これにより、ルーバー22,23の開く角度を小さくすることで、着霜時において室内の空気との熱交換量を低減できる。しかも、ルーバー22,23の開く角度を小さくすることで、吹出口21から冷気が吹き出さないので、ユーザに対して不快感を与えない。
そして、親水性プレコートフィンFを着霜後、室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを除霜する際には、送風運転もしくは暖房運転サイクル時に親水性プレコートフィンFを加熱して除霜を行う。除霜時には、ルーバー22,23の開く角度を小さくしているので、吹出口21から空気が吹き出さないので、ユーザに対して不快感を与えなうようにすることができる。
このようにして、冷房運転時だけでなく再熱除湿運転時においても、各親水性プレコートフィンFの任意の一部、特に先端部(端面)に対して着霜と除霜をおこなうことができ、室内熱交換器のフィン表面全体に付着した水を流下させることにより、室内熱交換器に付着した汚れを効率良く確実に除去できる。
ところで、図7に示すように、室内熱交換器17の各親水性プレコートフィンFを着霜する際の着霜量のコントロールは、室内熱交換器17の温度(TC)の値とその温度の設定時間(着霜運転時間)の大小により行う。
図7では、縦軸が室内熱交換器17の温度(TC)を示し、横軸が時間を示している。
図7に示すように、通常の冷房運転サイクル時には、室内熱交換器17の凍結を防止するために、室内熱交換器17の温度(TC)が0℃以上になるように制御している。しかし、本発明の実施形態では、室内熱交換器17の温度(TC)が温度Tcice(ただし、Tcice<0℃)をT時間以上設けることにより、室内熱交換器17の親水性プレコートフィンFに対して着霜させる。この室内熱交換器17の温度(TC)の値と時間Tの長さを調整することにより、親水性プレコートフィンFに対する着霜量を調整することができる。
図3に示すように、除湿用絞り弁5の下流側である前側熱交換器部17Aの表面側の熱交換パイプP(P3)と後側熱交換器部17Bの表面側の熱交換パイプP(P4)に、除湿用絞り弁5を通った後の冷媒が通るように、すなわち除湿用絞り弁5を通った後の冷媒が前側熱交換器部17Aの表面側と後側熱交換器部17Bの表面側に通るように、室内熱交換器17の冷媒パスを設定している。これにより、汚れが付着し易い前側熱交換器部17Aの表面側と後側熱交換器部17Bの表面側に対して効率良く着霜することができる。
しかも、冷房運転により着霜させることにより、室内熱交換器17の全体に効率良く着霜させることができ、その後暖房運転もしくは送風運転により加熱することで霜が溶けて除霜水が生じるので、この除霜水が親水性プレコートフィンFの汚れを効率良く除去できる。
次に、図8では、縦軸に電動膨張弁34の開度と、室外機側の室内送風機19のファン回転数を示し、横軸には外気温(℃)を示している。
図8において、除湿運転をする際に、室内熱交換器17の親水性プレコートフィンFに対して着霜させる場合に、外気温が高い時には室内熱交換器17の温度TCは比較的高いために、室内熱交換器17の温度TCを低下させるには、外気温に応じて、図3に示す室外機の室外送風機35の回転数および電動膨張弁(PMW)34の開度を、図8に示すように制御する。すなわち、外気温度が高くなるにつれて、図3に示す室外機30の室外送風機35のファン回転数を上げ、電動膨張弁34の開度を小さくする。これにより、室内熱交換器17の温度TCは低下させて、室内熱交換器17を凍結させて親水性プレコートフィンFに対して着霜させることができる。
このように、室内熱交換器17の温度TCは低下させて室内熱交換器17を凍結させて親水性プレコートフィンFに対して着霜させる時には、着霜を促進するために、そして吹き出し空気温度の低下によりユーザに対する快適性を損なわないようにするために、図1に示す室内機1の室内送風機19のファン回転数を、通常の運転時のファン回転数よりも低くするか、または停止させてもよい。これにより、室内熱交換器17の前側熱交換器部17Aと後側熱交換器部17Bに対して効率良く着霜させることができ、親水性プレコートフィンFの汚れを効率的に除去できる。
また、上述したように、凍結させた室内熱交換器17の親水性プレコートフィンFを除霜するには、送風運転もしくは暖房運転で行うことで、親水性プレコートフィンFを加熱して霜を効率良く溶かすことができる。
図9は、凍結より着霜させた室内熱交換器17の親水性プレコートフィンFを除霜する場合の例を説明する。
図9では、縦軸が室内熱交換器17の温度(TC)を示し、横軸が時間を示している。
図9に示すように、通常の冷房運転サイクル時には、室内熱交換器17の凍結を防止するために、室内熱交換器17の温度(TC)が0℃以上になるように制御している。しかし、本発明の実施形態では、室内熱交換器17の温度(TC)が温度Tcice(ただし、Tcice<0℃)をT時間以上設けることにより、室内熱交換器17の親水性プレコートフィンFに対して着霜させる。この室内熱交換器17の温度(TC)の値と時間(着霜運転時間)Tの長さを調整することにより、親水性プレコートフィンFに対する着霜量を調整することができる。
その後、室内熱交換器17の除霜をする場合には、室内熱交換器17の温度を利用して、室内熱交換器17の温度Tcdef(ただし、Tcdef>0℃)が時間Tdefの間設定されることにより、室内熱交換器17の除霜を行うことができる。なお、除霜終了の判定は、室内熱交換器17の温度TCの値により行われるが、例えば図8に示す例では、室内熱交換器17の温度TCが最大温度になった時に除霜作業が終了したと判定する。
図10は、本発明の空気調和機の別の実施形態を示している。
図10に示す空気調和機1Bは、電気式空気清浄ユニットの機能を得るため、荷電部として作用し吸込口から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を荷電するため室内機の吸込口と室内熱交換器の間に空気中にマイナスイオンを発生させるイオン発生手段40と、集塵部として作用させるためアース接地してフィン表面に荷電された塵埃を吸着させる室内熱交換器17を用い、また、室内熱交換器17は再熱除湿機能を有する。室内機の吸込口と室内熱交換器の間に空気中にマイナスイオンを発生させるイオン発生手段を配置して吸込口から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を荷電し、室内熱交換器をアース接地してフィン表面に荷電された塵埃を吸着させる集塵部とした電気式空気清浄ユニット機能を備えた空気調和機であって、室内熱交換器の再熱除湿運転時に冷却側になる部分が、イオン発生手段40の近傍に配置されている。
なお、図10に示す実施形態が図3に示す実施形態と同様の箇所には同じ符号を記してその説明を用いる。図10に示す空気調和機1Bの室内熱交換器17の冷媒パスは、図3の室内熱交換器の冷媒パスとは異なる。
図10に示す室内熱交換器17における冷媒流路の構成は、冷房運転時および除湿運転サイクル時の状態を示している。以下、冷房運転時および除湿運転サイクル時における冷媒の流れを基準にして説明する。また、暖房運転サイクル時の冷媒流路の構成は、図10に示す場合とは逆方向になり、矢印で示す冷媒入口M1と冷媒出口N1の表記は逆になる。
室内熱交換器17の冷媒入口M1は、前側熱交換器部17Aの表面側の上部の前列の熱交換パイプP(P3)に接続されており、熱交換パイプP(P3)は前側熱交換器部17Aの裏面側の上部の後列の熱交換パイプP(P1)と冷媒配管6Sを介して、後側熱交換器部17BのU字管Gに接続されている。後側熱交換器部17BのU字管Gから2方向に分かれて、熱交換パイプP(P2)とU字管Hと冷媒配管6Kを介して、除湿用絞り弁(除湿用二方弁)5の冷媒入口部5Bに導かれている。
また、除湿用絞り弁5の冷媒出口部5Cは、冷媒配管6L、6Mにより2方向に分かれている。冷媒配管6Lは、前側熱交換器部17Aの表面側の下部の前列と後列の熱交換パイプP(P4)を通じてU字管Kに接続されている。冷媒配管6Mは、前側熱交換器部17Aの表面側の下部の前列と後列の熱交換パイプP(P5)を通じてU字管Kに接続されている。このU字管Kは、室内熱交換器17の冷媒出口N1に接続されている。
このように、除湿用絞り弁5の冷媒出口部5C側が、冷媒配管6L、6Mを介して、前側熱交換器部17Aの表面側の下部の熱交換パイプP(P4)と熱交換パイプP(P5)に接続されている。前側熱交換器部17Aの表面側の下部の熱交換パイプP(P4)と熱交換パイプP(P5)は、再熱除湿時の冷却側となる部分である。そして、イオン発生手段40は、前側熱交換器部17Aの表面側の下部に対応する位置に配置されている。
これにより、電気式空気清浄ユニット(電気式空気集塵機)を、荷電部として機能するイオン発生手段40と集塵機として機能する室内熱交換器17を用いる場合には、塵埃等の汚れは、イオン発生手段40に対応する前側熱交換器部17Aの表面側の下部の親水性プレコートフィンFに多く付着する。このため、再熱除湿時の冷却側となる室内熱交換器17の冷却部分PBがイオン発生手段40の近傍に配置することで、冷却部分PBに多く付着した汚れを効率的に除去できる。つまり、室内熱交換器17の汚れやすい部分である冷却部分PBの汚れが効率良く除去できる。
また、室内機の吸込口と室内熱交換器の間の通風路に室内機内を通過する空気の加湿手段を有する空気調和機の場合には、室内熱交換器17の着霜運転を行う際には、加湿手段を動作させることで、室内機の近傍の湿度を上げて室内熱交換器17の着霜作業を促進することができる。
さらに、加湿手段を有する空気調和機の場合には、暖房運転時の室外熱交換器33の除霜時には加湿手段の加湿機能をオンする。室外熱交換器33の除霜時には室内熱交換器17の温度は−10℃以下となるが、この室内熱交換器17の近傍の湿度は低いために、室内熱交換器17では着霜には至らないことが多い。そのため、暖房運転時の室外熱交換器33の除霜時には加湿手段をオンすることで、室内熱交換器17の近傍の湿度を高めて室内熱交換器17の着霜を促進する。室外熱交換器33の除霜終了後は暖房運転になるので、室内熱交換器17に付着した霜は、別途の特殊な手段を用意することなく、除霜することができる。
これにより、室内熱交換器17の親水性プレコートフィンFの塵埃等の汚れの除去作業と、室外熱交換器33の除霜作業を同時に行うことが可能となり、しかも室内熱交換器17の着霜量を増加することで、より効率的に汚れを除去することができる。
本発明の空気調和機は、室内の空気を吸い込む吸込口と吸い込まれた前記空気を室内に吹き出す吹出口が本体ケースに形成され、前記吸込口と前記吹出口を連通する送風路内に室内熱交換器と室内送風機とが配置された室内機と、室外送風機と圧縮機と室外熱交換器と電動膨張弁が配置された室外機と、を有する空気調和機であって、前記室内熱交換器は、親水性プレコートフィンで構成し、前記フィンの少なくも一部を着霜させる着霜運転を行い、その後除霜運転により除霜水を発生させて前記室内熱交換器の前記フィン表面に付着した汚れを除去する手段を備えたことを特徴とする。
これにより、親水性プレコートフィンを使用した室内熱交換器の場合に、室内熱交換器のフィン表面全体を着霜させてフィン表面全体に水分が付着した状態として、その後除霜することで室内熱交換器のフィン表面全体に付着した水を流下させることにより、室内熱交換器に付着した汚れを効率良く確実に除去できる。
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明の空気調和機の室内機の実施形態を示す断面図である。 本発明の空気調和機の制御ブロック例を示す図である。 図1に示す空気調和機の全体構成と、冷凍サイクル回路、および空気調和機の冷媒パス(冷媒流路)の構成例を示す側面図である。 室内機本体の内部構造例を示す斜視図である。 室内機本体の可動パネルの全閉状態と全開状態を示す側面図である。 空気吹出し口の上下風向ルーバーの状態を示す図である。 着霜の際の室内熱交換器の温度(TC)と時間の関係例を示すグラフである。 電動膨張弁の開度と、室外送風機のファン回転数と、外気温(℃)の関係例を示す図である。 着霜と除霜による汚れの除去運転時のおける室内熱交換器の温度(TC)と時間の関係例を示すグラフである。 本発明の空気調和機の別の実施形態における室内熱交換器の冷媒パスを示す側面図である。
符号の説明
1…空気調和機の室内機、5…除湿用絞り弁(除湿用絞り手段の一例)、6…冷媒配管、11…室内機本体、12…可動パネル、12P…本体ケース、12a…吸込口、17…室内熱交換器、17A…前側熱交換器部、17B…後側熱交換器部、19…室内送風機、21…吹出口、22…上下風向用のルーバー、23…上下風向用のルーバー、30…室外機、31…圧縮機、32…四方切換弁、33…室外熱交換器、34…電動膨張弁、F…親水性プレコートフィン、P…熱交換パイプ、TS…室内熱交換器の温度センサ、

Claims (8)

  1. 室内の空気を吸い込む吸込口と吸い込まれた前記空気を室内に吹き出す吹出口が本体ケースに形成され、前記吸込口と前記吹出口を連通する送風路内に室内熱交換器と室内送風機とが配置された室内機と、室外送風機と圧縮機と室外熱交換器と電動膨張弁が配置された室外機と、を有する空気調和機であって、
    前記室内熱交換器は、親水性プレコートフィンで構成し、前記フィンの少なくも一部を着霜させる着霜運転を行い、その後除霜運転により除霜水を発生させて前記室内熱交換器の前記フィン表面に付着した汚れを除去する手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
  2. 前記吸込口を開閉可能な可動パネルと、前記吹出口に設けられた上下風向ルーバーとを備え、
    前記室内熱交換器への着霜運転は、前記可動パネルを閉状態もしくは半閉状態とし、前記上下風向ルーバーの角度を上向きに設定して冷房運転を行い、
    前記室内熱交換器の除霜運転は、前記送風運転もしくは前記暖房運転により行うことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  3. 前記吸込口を開閉可能な可動パネルと、前記吹出口に設けられた上下風向ルーバーとを備え、
    前記室内熱交換器は、冷媒配管中の中間部に除湿用絞り手段を備え、前記除湿用絞り手段により前記室内熱交換器の一部を蒸発器、他方を凝縮器として機能させる再熱除湿運転手段と、
    前記室内熱交換器への着霜運転は、前記可動パネルを閉状態もしくは半閉状態とし、前記上下風向ルーバーの角度を上向きに設定して冷房運転を行い、
    前記室内熱交換器の除霜運転は、前記送風運転もしくは前記暖房運転により行うことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  4. 前記室内熱交換器への着霜量の調整は、前記室内熱交換器の温度と着霜運転時間により行うことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つの項に記載の空気調和機。
  5. 前記室内熱交換器への着霜量の調整は、前記室内熱交換器の温度により行い、前記除霜終了の判定は、前記室内熱交換器の温度により行い、前記室内熱交換器の温度は、外気温に応じて前記室外機の電動膨張弁の開度と室外送風機の回転数により調整することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つの項に記載の空気調和機。
  6. 前記室内熱交換器の着霜運転時は、前記室内送風機の回転数を、通常の運転時よりも低く設定したことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  7. 室内機の吸込口と室内熱交換器の間に空気中にマイナスイオンを発生させるイオン発生手段を配置して吸込口から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を荷電し、前記室内熱交換器をアース接地して前記フィン表面に荷電された塵埃を吸着させる集塵部とした電気式空気清浄ユニット機能を備えた空気調和機であって、前記室内熱交換器の再熱除湿運転時に冷却側になる部分が、前記イオン発生手段の近傍に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の空気調和機。
  8. 室内機の吸込口と室内熱交換器の間の通風路に室内機内を通過する空気の加湿手段を備え、前記室内熱交換器の着霜運転を行う際には、前記加湿手段を動作させることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
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