JP2011133203A - 空調機 - Google Patents

Abstract

【課題】空調機等の運転待機時において、室内機から送出される送風量を、本来必要な最少風量に近付けるとともに、消費電力を低減し、かつ騒音を抑えることを目的とする。
【解決手段】室内機に２台以上の送風機を備えた空調機において、運転を待機している状態のときに、少なくとも１台の送風機をその送風機が可能な限りの最少風量で運転し、他の送風機の運転を停止させることにより、室内機全体としての最少風量を低減するとともに消費電力を低減し、かつ騒音も抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内機が送出することがきる最少風量を低減した空調機に関するものである。

空調機の室内機（以下、室内機と略す）には、熱交換器により熱交換した暖気や冷気を室内に放出するために、その規模や構成、形状に従って1台又は複数台のシロッコファンやクロスフローファンを用いた送風機が内蔵されている。
室内機においては、室内が設定温度に達した場合に送風を停止して待機状態とする場合であっても、室内温度の測定のために可能な限り最少の風量で室内の空気を吸引する必要がある。
また、暖房の運転開始直後には熱交換器が温まっておらず、運転開始と同時に通常の送風を行うと冷風が吹き出してしまうので、熱交換器が所定の温度に温まるまで待機状態とするが、前述と同様に可能な限り最少の風量で送風機を稼動する。

上述のとおり、待機状態では、送風機の種類やモータの制御可能な最低回転数で決まる最少の風量で送風機を稼動する。この最少の風量は送風機の大きさに比例し、運転時に必要な最大の風量を送出できる送風機が用いられるため、待機状態であるにもかかわらず必要以上の風量を送出してしまうという問題点があった。また、そのために必要以上の電力を消費し、騒音も大きくなるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、２台以上の送風機を備えた空調機の室内機において、運転待機時に、一方の送風機を最少風量で運転し、他方の送風機を停止させるようにしたものである。

本発明の請求項１は、室内機に２台以上の送風機を備えた空調機において、運転待機時に、一方の送風機を最少風量で運転し、他方の送風機を停止させることを特徴とする空調機である。

本発明の請求項２は、請求項１記載の空調機において、制御装置にメモリを備え、このメモリに、必要な風量を送出するための送風機の回転数を定めた複数のモード別に送風機の回転数を設定したテーブルを記憶し、このテーブルに設定された回転数に基づいて送風機を制御することを特徴とする空調機である。

本発明の請求項３は、請求項２記載の空調機において、送風機のモータは、ＤＣモータからなり、このＤＣモータの回転数を検出する回転数センサを設け、この回転数センサで検出した回転数を制御回路にフィードバックして、テーブルに設定された回転数に送風機を制御することを特徴とする空調機である。

請求項１記載の発明によれば、２台の送風機を備えた空調機において、運転待機時に一方の送風機のみを最少風量で運転し、他方の送風機を停止するようにしたので、最少風量を低減することができ、消費電力や騒音も抑えることができるという効果を有する。

請求項２記載の発明によれば、制御装置にメモリを備え、このメモリに必要な風量を送出するための送風機の回転数を定めた複数のモード別に送風機の回転数を設定したテーブルを記憶し、このテーブルに設定された回転数に基づいて送風機を制御するので、複雑な演算などをせずに確実に所望の回転数に制御することができるという効果を有する。

請求項３記載の発明によれば、送風機のモータはＤＣモータからなり、このＤＣモータの回転数を検出する回転数センサを設け、この回転数センサで検出した回転数を制御回路にフィードバックして、テーブルに設定された回転数に送風機を制御するので、ＡＣモータより低回転での制御が可能となり、さらに最少風量を低減できるという効果を有する。

本発明による室内機の構成を示すブロック図である。 本発明による室内機の筐体の斜視図である。 本発明による室内機の筐体の蓋を取り外した状態の斜視図である。 本発明に使用される送風機の斜視図である。

本発明は、２台以上の送風機を備えた室内機において、運転待機時に、一方の送風機を最少風量で運転し、他方の送風機を停止させるものである。

次に図面に基づいて、本発明の実施例１として、羽の数が３０枚のシロッコファンを用いた送風機を備えた空調機の室内機について説明する。
図２及び図３は、室内機の筐体１の斜視図であり、筐体１の一方（図３の左上側）の側面に冷媒が流通する熱交換器２が設けられ、他方の側面に送風口３が設けられている。筐体１の内部には、２台の同一仕様の送風機４ａ、４ｂが備えられており、この送風機４ａ、４ｂの吹出口が前記筐体１の送風口３に臨むように配置されている。送風機４ａ、４ｂは、ＤＣモータ５とシロッコ型のファン６とからなり、ＤＣモータ５には回転数センサ（図２〜４には図示せず）が臨設されている。

次に、図１のブロック図に基づいて回路の接続構成について説明する。
図１において７は制御装置であり、この制御装置７には、前記２台の送風機４ａ、４ｂがそれぞれの駆動回路８ａ、８ｂを介して接続され、さらに前記ＤＣモータ５に臨設された前記回転数センサ１０が接続されている。また、制御装置７には、要求される風量を送出する回転数（以下、指定回転数と称する）に従って送風機４ａ、４ｂの回転数を設定するため、次の表１に示すテーブル１１が記憶されたメモリ９が設けられている。

この表１に示す回転数は一例を示すもので、モータ５の大きさや出力、及びファン６の大きさや羽の数などのによって決まる送風機４ａ、４ｂの特性に従ってこの数値は相違する。また、モータ５には、ロータの重量などに起因して大きく振動を起こす固有の回転数があり、この回転数付近を禁止回転数域とする。この実施例では、６５０ｒｐｍ〜７５０ｒｐｍの範囲を禁止回転数域とする。

この表１に示すように、送風機４ａ、４ｂの回転数は、４つのファンモード［強、中、弱及び待機］（風量）ごとに予め決められており、相対的に送風機のピッチ音の共鳴による騒音が大きい通常運転の回転数域では、回転数に順次２０(Hz)／羽数×６０(秒)ｒｐｍ以上の差をつけるように、相対的にモータのコギング音による騒音が大きい低回転数域では、回転数に順次２０(Hz)／モータの次数×６０(秒)ｒｐｍ以上の差をつけるように設定されている。
具体的には、下記のように設定した回転数がテーブル１１に記憶されている。

ファンモード［強、中、弱］は、冷房にあっては冷風を送出し、暖房にあっては温風を送出する通常の運転状態にあるモードである。また、ファンモード［待機］は、室温が冷房又は暖房の設定温度付近にあり、運転を待機した状態（非運転状態）にあって、空気を吸引して室内機内に設けられている温度センサで室温を監視したり、暖房の運転開始時に熱交換器２が温まるまで冷風が強く送出されるのを防止したりするモードである。

（ａ）ファンモード［強、中］での指定回転数の範囲では、コギング音の共振による騒音と比して、ファン６のピッチ音の共鳴によって発生する騒音が相対的に大きく、２つの送風機４ａ、４ｂの回転数にこのピッチ音の共鳴を防止するための４０ｒｐｍの差をつけるデータがテーブル１１に記憶されている。具体的には、指定回転数に対して、一方の送風機４ａの回転数を２０ｒｐｍ低くシフトし、他方の送風機４ｂを２０ｒｐｍ高くシフトしたデータがテーブル１１に記憶されている。

（ｂ）ファンモード［弱］では、指定回転数が６６０ｒｐｍであり、前記禁止回転数域となるため、その指定回転数を中心として禁止回転数域の範囲外にシフトさせたデータがテーブル１１に記憶されている。具体的には、指定回転数に対して、一方の送風機４ａを１００ｒｐｍ低くシフトして５６０ｒｐｍに、他方の送風機４ｂを１００ｒｐｍ高くシフトして７６０ｒｐｍに設定したデータがテーブル１１に記憶されている。

（ｃ）ファンモード［待機］では、指定回転数が１００ｒｐｍであり、一方の送風機４ａが、最少風量を発生させるように制御できる最低の回転数である２５０ｒｐｍに設定され、他方の送風機４ｂが０ｒｐｍ、すなわち停止するように設定されている。

次に、以上の構成による送風機の作用について説明する。
空調機の制御に従ってファンモードが決定されると、制御装置７はそれに対応する送風機４ａ、４ｂの回転数をテーブル１１から読み出し、駆動回路８ａ、８ｂを介して送風機４ａ、４ｂに駆動信号を与える。ここで、送風機４ａ、４ｂの回転数は、回転数センサ１０によって検出され、この検出信号が制御回路７にフィードバックされて送風機４ａ、４ｂの回転数をテーブル１１から読み出した回転数に近づけるように駆動回路８ａ、８ｂの出力電圧を制御する。

ファンモード［強］の場合、一方の送風機４ａは８６０ｒｐｍに、他方の送風機４ｂは９００ｒｐｍに制御される。ファンモード［中］の場合、一方の送風機４ａは７６０ｒｐｍに他方の送風機４ｂは８００ｒｐｍに制御される。この２つのモードでは、指定回転数を中心として±２０ｒｐｍシフトされ、シロッコファンなどのピッチ音の共鳴が防止される。

ファンモード［弱］の場合、一方の送風機４ａが禁止回転数域外の下の５６０ｒｐｍに、他方の送風機置４ｂが禁止回転数域外の上の７６０ｒｐｍに制御される。このモードでは、指定回転数を中心として±５０ｒｐｍシフトされ、禁止回転数域の外に制御される。
ここで、上記のファンモード［強、中、弱］の場合は、送風機４ａ、４ｂの平均回転数は指定回転数となるため、各々のファンモードに必要な所定の風量が室内機から送出される。

ファンモード［待機］の場合、一方の送風機４ａは２５０ｒｐｍに、他方の送風機４ｂは０ｒｐｍ、つまり停止に制御される。このモードでは、送風機４ａ、４ｂの平均の回転数が指定回転数とはならないが、２台の送風機４ａ、４ｂを備えた場合の最少の風量となる。

次に、本発明の実施例２としてプロペラファンを用いた送風機について説明する。実施例１の機械的構成は、送風機４ａ、４ｂとして２台のプロペラファンが備えられる以外は、特に実施例１と変わるところはなく、メモリ９に次の表２のテーブル１１が記憶されている。

この実施例では、６００ｒｐｍ〜７００ｒｐｍの範囲を禁止回転数域とする。

（ａ）ファンモード［強、中、弱］では、コギング音の共振による騒音と比して、ファン６のピッチ音の共鳴によって発生する騒音が相対的に大きく、２つの送風機４ａ、４ｂの回転数にこのピッチ音の共鳴を防止するため３００ｒｐｍの差をつけるデータがテーブル１１に記憶されている。具体的には、指定回転数に対して、一方の４ａの回転数を１５０ｒｐｍ低く設定し、他方の４ｂを１５０ｒｐｍ高く設定したデータがテーブル１１に記憶されている。
（ｂ）ファンモード［弱］では、指定回転数が６６０ｒｐｍであって、禁止回転数域にあり、禁止回転数域での使用を避ける回転数へのシフトを兼ねている。

（ｃ）ファンモード［待機］では、指定回転数が１００ｒｐｍであり、一方の送風機４ａが、最少風量を発生させるように制御できる最低の回転数である２５０ｒｐｍに設定され、他方の送風機４ｂが０ｒｐｍ、すなわち停止するように設定されている。

ファンモード［強］の場合、一方の送風機４ａは９３０ｒｐｍに、他方の送風機４ｂは１２３０ｒｐｍに制御される。ファンモード［中］の場合、一方の送風機４ａは７３０ｒｐｍに、他方の送風機４ｂは１０３０ｒｐｍに制御される。ファンモード［弱］の場合、一方の送風機４ａは５１０ｒｐｍに、他方の送風機４ｂは８１０ｒｐｍに制御される。この３つのモードでは、指定回転数を中心として±１５０ｒｐｍシフトされ、プロペラファンのピッチ音の共鳴が防止される。
ここで、上記のファンモード［強、中、弱］の場合は、送風機４ａ、４ｂの平均回転数は指定回転数となるため、各々のファンモードに必要な所定の風量が室内機から送出される。

ファンモード［待機］の場合、一方の送風機４ａは２５０ｒｐｍに、他方の送風機４ｂは０ｒｐｍ、つまり停止に制御される。このモードでは、送風機４ａ、４ｂの平均の回転数が指定回転数とはならないが、２台の送風機４ａ、４ｂを備えた場合の最少の風量となる。

以上の実施例では、４種類の送風量によるファンモードで段階的に風量制御を行うようにした空調機について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、連続的な風量変化で制御を行う空調機であってもよい。

以上の実施例では、ＤＣモータを利用したが、本発明はこれに限られるものではなく、ＡＣモータを用いた送風機を利用した空調機でもよい。

以上の実施例では、メモリ９に記憶されたテーブル１１にファンモードごとに送風機４ａ、４ｂの回転数データを予め記憶させ、このデータに基づいて制御装置７で送風機４ａ、４ｂの回転数を制御するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、送風機４ａ、４ｂの回転数域に従って演算によって制御すべき回転数を求め、その求められた回転数に従って送風機４ａ、４ｂの回転数を制御するようにしてもよい。

以上の実施例１ではシロッコファンを、実施例２ではプロペラファン用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、クロスフローファンやターボファンなど、モータでファンを回転させるタイプの送風機を利用した空調機であればどのようなものでもよい。

以上の実施例では、２台の送風機４ａ、４ｂを備えた空調機の室内機について説明したが、３台以上の送風機を備えた空調機でも良い。

以上の実施例では、２台の同一仕様の送風機を４ａ、４ｂを使用したが、本発明はこれに限られるものではなく、最少風量の相違する送風機を組み合わせて、ファンモード［待機］のときには、最少風量の少ない送風機を最少風量で稼動し、最少風量の多い送風機を停止させるようにしてよい。

１…室内機の筐体、２…熱交換器、３…送風口、４ａ、４ｂ…送風機、５…ＤＣモータ、６…ファン、７…制御装置、８ａ、８ｂ…駆動回路、９…メモリ、１０…回転数センサ、１１…テーブル。

Claims (3)

1. 室内機に２台以上の送風機を備えた空調機において、
   運転待機時に、１台の送風機を最少風量で運転し、他の送風機を停止させることを特徴とする空調機。
2. 制御装置にメモリを備え、
   このメモリに、必要な風量を送出するための送風機の回転数を定めた複数のモード別に送風機の回転数を設定したテーブルを記憶し、
   このテーブルに設定された回転数に基づいて送風機を制御することを特徴とする請求項１記載の空調機。
3. 送風機のモータは、ＤＣモータからなり、
   このＤＣモータの回転数を検出する回転数センサを設け、
   この回転数センサで検出した回転数を制御回路にフィードバックして、テーブルに設定された回転数に送風機を制御することを特徴とする請求項２記載の空調機。

Images