JP2011237093A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】低騒音運転機能が設定されている場合においても、室温がユーザーにとって快適な温度（設定温度）でない場合には、自動的に低騒音運転機能を解除して通常運転（空調能力優先運転）に切り替える。
【解決手段】圧縮機と室外送風ファンを有する室外熱交換器とを含む室外機と、室内熱交換器を含む室内機とを備え、所定の制御要因に応じて、圧縮機および／または室外送風ファンの回転数を所定値以下とする低騒音運転モードと、室温Ｔｒを設定温度Ｔｓに速やかに到達させる空調能力優先運転モードとを切り替える空気調和機であって、空気調和機の運転開始時には、まず、低騒音運転モードで運転を開始し、所定時間経過後に室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達していない場合には、低騒音運転モードから空調能力優先運転モードに切り替える。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、室外機を静粛に運転する低騒音運転機能を備えた空気調和機に関するものである。

例えば、ビル空調用途や家庭用途の大型エアコンでは、その運転時で特に外気負荷が大きい場合に室外機から大きな騒音が発生し、使用者のみならず近隣住民にも騒音被害がおよぶことがある。

室外機の騒音源は、主に圧縮機と室外熱交換器に付設されている室外送風ファンであることから、圧縮機および／または室外送風ファンの回転を低回転として騒音を下げる低騒音運転機能を備えた空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来の低騒音運転機能は、あらかじめ設定された時間帯（例えば夜間等）に動作するように設定されているため、その間は空調能力が犠牲にされ、熱帯夜等の気温が高い状態においては寝苦しくなる等の問題がある。

この点を考慮して、ユーザーがリモコン等により低騒音運転機能を適宜選択できるようにすることも提案されているが、その設定，解除の操作が煩わしい、という問題がある。

特開平４−３３２３４９号公報

したがって、本発明の課題は、低騒音運転機能が設定されている場合においても、室温がユーザーにとって快適な温度（設定温度）でない場合には、自動的に低騒音運転機能を解除して通常運転（空調能力優先運転）に切り替え、また、設定温度が得られた場合には、自動的に低騒音運転に戻るようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、圧縮機と室外送風ファンを有する室外熱交換器とを含む室外機と、室内熱交換器を含む室内機とを備え、所定の制御要因に応じて、上記圧縮機および／または上記室外送風ファンの回転数を所定値以下とする低騒音運転モードと、室温Ｔｒを設定温度Ｔｓに速やかに到達させる空調能力優先運転モードとを切り替える空気調和機であって、上記空気調和機の運転開始時には、まず、上記低騒音運転モードで運転を開始し、所定時間経過後に室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達していない場合には、上記低騒音運転モードから上記空調能力優先運転モードに切り替えることを特徴としている。

また、本発明は、上記空調能力優先運転モードにより室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達してから所定時間経過後に、室温Ｔｒと設定温度Ｔｓとの温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が冷房の場合には所定値以下、暖房の場合には所定値以上のときには、上記空調能力優先運転モードから上記低騒音運転モードに切り替えることを特徴としている。

また、本発明には、上記低騒音運転モードとして、第１低騒音運転モードと、上記第１低騒音運転モードよりもさらに低騒音の第２低騒音運転モードの少なくとも２つの低騒音運転モードを備え、上記空気調和機の運転開始時には、まず、上記第２低騒音運転モードで運転を開始し、所定時間経過後のｔ１時点で室温が設定温度に達していない場合には、上記第２低騒音運転モードから上記第１低騒音運転モードに切り替え、ｔ１時点からさらに所定時間経過後のｔ２時点においても室温が設定温度に達していない場合には、上記第１低騒音運転モードから上記空調能力優先運転モードに切り替える態様が含まれる。

また、本発明には、上記空調能力優先運転モードにより室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達してから所定時間経過後のｔ３時点で、室温Ｔｒと設定温度Ｔｓとの温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が冷房の場合には所定値以下、暖房の場合には所定値以上のときには、上記空調能力優先運転モードから上記第１低騒音運転モードに切り替え、ｔ３時点からさらに所定時間経過後のｔ４時点においても上記温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が冷房の場合には所定値以下、暖房の場合には所定値以上のときには、上記第１低騒音運転モードから上記第２低騒音運転モードに切り替える態様が含まれる。

さらに、本発明には、圧縮機と室外送風ファンを有する室外熱交換器とを含む室外機と、室内熱交換器を含む室内機とを備え、所定の制御要因に応じて、上記圧縮機および／または上記室外送風ファンの回転数を所定値以下とする低騒音運転モードと、室温Ｔｒを設定温度Ｔｓに速やかに到達させる空調能力優先運転モードとを切り替える空気調和機であって、冷房運転時で、外気温度が所定値未満の場合には上記低騒音運転モードを選択し、外気温度が所定値以上の場合には上記空調能力優先運転モードを選択する態様も含まれる。

本発明によれば、まず、低騒音運転モードで運転を開始するが、運転開始後の所定時間経過時点で、室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達していない場合には、自動的に通常運転である空調能力優先運転モードに切り替えられ、また、空調能力優先運転モードにより室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達してから所定時間経過後に、室温Ｔｒと設定温度Ｔｓとの温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が冷房の場合には所定値以下、暖房の場合には所定値以上のとき、すなわち、室温が設定温度Ｔｓ付近に維持されている場合には、空調能力優先運転モードから低騒音運転モードに自動的に切り替わるため、ユーザーに操作上の負担をかけることのない低騒音運転機能を有する空気調和機を提供することができる。

また、本発明の別の態様によれば、冷房運転時で、外気温度が所定値未満の場合には低騒音運転モードが選択され、外気温度が所定値以上の場合には空調能力優先運転モードが選択されるため、夏場の気温が高くなる日中では空調能力優先運転が行われ、気温が下がる夜間で低騒音運転が行われることになる。

本発明の空気調和機が備える制御系を示す模式図。 本発明の制御動作の一例を示すタイミングチャート。 冷房運転時において、低騒音運転モードと空調能力優先運転モードとを切り替える外気温度の境界を示す模式図。

次に、図１ないし図３を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、この実施形態に係る空気調和機は、室内機１０と、室外機２０とを備えるが、ここでは運転モードの切り替えに必要な構成のみを示し、室内機１０側の室内熱交換器およびその室内送風ファン等や、室外機２０側の圧縮機，室外熱交換器およびその室外送風ファン，四方弁および膨張弁等は図示を省略している。

室内機１０には、室温センサ１１の検出値である室温Ｔｒと、リモコン１２から送信される設定温度Ｔｓとから室温補正値である温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）を求める室温補正部１３と、制御部１４とが設けられている。

制御部１４は、例えば外気温度や室内温度，設定温度等の所定の制御要因に応じて室内機１０と室外機２０の制御を行うが、特には、室温補正部１３の温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）に基づいて室外機２０に運転モード切替信号を出す。

室外機２０は、低騒音運転モード設定部２１と、上記制御部１４からの運転モード切替信号に基づいて運転モードを切り替える運転モード切替部２２と、低騒音運転モード設定部２１に運転モードを設定する入力部２３とを備えている。

入力部２３から、初期設定として、低騒音運転機能の有効・無効，第１および第２の２つの低騒音運転モードおよび空調能力優先運転モードの有効・無効が設定される。これらの初期設定は、空気調和機の設置時に業者によって行われる。

低騒音運転機能を必要としない場合には「無効」に設定され、それ以降の設定は行われない。行われても、その設定は無視される。低騒音運転機能を「有効」に設定した場合には、次に低騒音運転モードの設定が行われる。この実施形態では、第１および第２の２つの低騒音運転モードが用意されている。

低騒音運転モードでは、騒音源である圧縮機および／または室外送風ファンの回転数が下げられるが、一例として、騒音レベルの定格表示が５０ｄＢであるとして、第１低騒音運転モードでは、５０ｄＢよりも−２〜−３ｄＢ低い騒音レベルで運転され、このときの冷凍能力は定格表示の約７０％の能力が確保される。

これに対して、第２低騒音運転モードでは、５０ｄＢよりも−５〜−８ｄＢ低い騒音レベルで運転され、このときの冷凍能力は定格表示の約５０％の能力が確保される。

次に、空調能力優先運転モードの有効・無効の設定が行われる。空調能力優先運転は、室温Ｔｒを設定温度Ｔｓに速やかに到達させる通常運転のことであり、これが「有効」に設定されると、室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達していない場合、低騒音運転モードから空調能力優先運転モードに移行する。

空調能力優先運転モードが「無効」に設定されると、常に低騒音運転モードが実行されることになる。なお、これらの設定項目の有効・無効は、通常、ユーザーには知らされないが、知らされてもよい。また、その後、ユーザーによって変更されてもよい。

次に、低騒音運転機能が「有効」で，第１および第２の２つの低騒音運転モードが設定され、また、空調能力優先運転が「有効」に設定されているとして、図２のタイミングチャートを参照して、この実施形態の制御動作の一例について説明する。

リモコンからの運転開始指令が出されると、冷房運転（ドライ運転を含む），暖房運転のいずれにおいても、まず、第２低騒音運転モードで運転が開始される。そして、運転開始のｔ０時点から所定時間（圧縮機積算運転時間）経過後のｔ１時点（例えば２５分後）における室温Ｔｒと設定温度の温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）を見る。

冷房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）＞１．５ｄｅｇ，暖房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）＜−１．５ｄｅｇであれば、ｔ１時点で第２低騒音運転モードから第１低騒音運転モードへの切り替えが行われる。なお、冷房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）≦１．５ｄｅｇ，暖房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）≧−１．５ｄｅｇであれば、第２低騒音運転モードを維持する。

第１低騒音運転モードに切り替えられてから、所定時間経過後のｔ２時点（例えばｔ１から５分後，運転開始から３０分後）に、再度、冷房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）＞１．５ｄｅｇ，暖房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）＜−１．５ｄｅｇかを判定する。

ＹＥＳであれば、ｔ２時点で第１低騒音運転モードから空調能力優先運転モードへの切り替えが行われる。なお、ｔ２時点での判定がＮＯ（冷房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）≦１．５ｄｅｇ，暖房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）≧−１．５ｄｅｇ）であれば、第１低騒音運転モードを維持する。このようなステップを繰り返して、低騒音運転モードから空調能力優先運転モードへの切り替えを行う。

空調能力優先運転モードにより、室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達したら、その時点から所定時間経過後のｔ３時点（例えば２５分後）における室温Ｔｒと設定温度の温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）を見る。

そして、冷房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）≦１．５ｄｅｇ，暖房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）≧−１．５ｄｅｇであれば、ｔ３時点で空調能力優先運転モードから第１低騒音運転モードへの切り替えが行われる。ＮＯの場合には、空調能力優先運転モードが維持される。

第１低騒音運転モードに切り替えられてから所定時間経過後のｔ４時点（例えばｔ３から５分後）に、再度、冷房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）≦１．５ｄｅｇ，暖房運転の場合、（Ｔｒ−Ｔｓ）≧−１．５ｄｅｇかを判定する。

ＹＥＳであれば、ｔ４時点で第１低騒音運転モードから第２低騒音運転モードへの切り替えが行われる。ＮＯの場合には、第１低騒音運転モードが維持される。このようなステップを繰り返して、空調能力優先運転モードから低騒音運転モードへの切り替えを行う。

なお、冷房運転時には、日中で外気負荷が大きくなり、夜間には外気負荷が小さくなるのに対して、暖房運転時には、夜間に外気負荷が大きくなり、日中には外気負荷が小さくなるため、上記実施形態では、冷房運転時と暖房運転時の双方に適用可能とするため、室温Ｔｒと設定温度Ｔｓとの温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）に基づいて、低騒音運転モードと空調能力優先運転モードとを切り替えるようにしているが、冷房運転（ドライ運転を含む）のみの場合には、外気温度の負荷に応じて、低騒音運転モードと空調能力優先運転モードとを切り替えるようにしてもよい。

その一例を図３により説明する。この場合には、切替外気温度の閾値として２つの温度を用いる。すなわち、外気温度が低下する場合においては、２５℃を境として、ＢゾーンからＡゾーンに下がった場合には、空調能力優先運転モードから低騒音運転モードに切り替える。

これに対して、外気温度が上昇する場合においては、２７℃を境として、ＡゾーンからＢゾーンに上昇した場合には、低騒音運転モードから空調能力優先運転モードに切り替える。

１０ 室内機
１１ 室温センサ
１２ リモコン
１３ 室温補正部
１４ 制御部
２０ 室外機
２１ 低騒音運転モード設定部
２２ 運転モード切替部
２３ 入力部
Ｔｒ 室温
Ｔｓ 設定温度

Claims (5)

1. 圧縮機と室外送風ファンを有する室外熱交換器とを含む室外機と、室内熱交換器を含む室内機とを備え、所定の制御要因に応じて、上記圧縮機および／または上記室外送風ファンの回転数を所定値以下とする低騒音運転モードと、室温Ｔｒを設定温度Ｔｓに速やかに到達させる空調能力優先運転モードとを切り替える空気調和機であって、
   上記空気調和機の運転開始時には、まず、上記低騒音運転モードで運転を開始し、所定時間経過後に室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達していない場合には、上記低騒音運転モードから上記空調能力優先運転モードに切り替えることを特徴とする空気調和機。
2. 上記空調能力優先運転モードにより室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達してから所定時間経過後に、室温Ｔｒと設定温度Ｔｓとの温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が冷房の場合には所定値以下、暖房の場合には所定値以上のときには、上記空調能力優先運転モードから上記低騒音運転モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 上記低騒音運転モードとして、第１低騒音運転モードと、上記第１低騒音運転モードよりもさらに低騒音の第２低騒音運転モードの少なくとも２つの低騒音運転モードを備え、
   上記空気調和機の運転開始時には、まず、上記第２低騒音運転モードで運転を開始し、所定時間経過後のｔ１時点で室温が設定温度に達していない場合には、上記第２低騒音運転モードから上記第１低騒音運転モードに切り替え、ｔ１時点からさらに所定時間経過後のｔ２時点においても室温が設定温度に達していない場合には、上記第１低騒音運転モードから上記空調能力優先運転モードに切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 上記空調能力優先運転モードにより室温Ｔｒが設定温度Ｔｓに達してから所定時間経過後のｔ３時点で、室温Ｔｒと設定温度Ｔｓとの温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が冷房の場合には所定値以下、暖房の場合には所定値以上のときには、上記空調能力優先運転モードから上記第１低騒音運転モードに切り替え、ｔ３時点からさらに所定時間経過後のｔ４時点においても上記温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が冷房の場合には所定値以下、暖房の場合には所定値以上のときには、上記第１低騒音運転モードから上記第２低騒音運転モードに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 圧縮機と室外送風ファンを有する室外熱交換器とを含む室外機と、室内熱交換器を含む室内機とを備え、所定の制御要因に応じて、上記圧縮機および／または上記室外送風ファンの回転数を所定値以下とする低騒音運転モードと、室温Ｔｒを設定温度Ｔｓに速やかに到達させる空調能力優先運転モードとを切り替える空気調和機であって、
   冷房運転時で、外気温度が所定値未満の場合には上記低騒音運転モードを選択し、外気温度が所定値以上の場合には上記空調能力優先運転モードを選択することを特徴とする空気調和機。

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