JP2013053789A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転時に除霜運転を行った後、運転を停止するとき、不要な内部乾燥運転をなくして、省エネルギ化を図る。
【解決手段】空調運転中、運転停止の指示があると、制御装置４は、冷房運転、除湿運転、除霜運転あるいは除霜運転後の暖房運転のいずれであるかを判断する。冷房運転、除湿運転あるいは除霜運転中であるとき、制御装置４は、空調運転を停止して、内部乾燥運転を行う。除霜運転後の暖房運転中であるとき、制御装置４は、暖房運転開始から停止するまでに経過した暖房運転時間が運転基準時間を超えているか否かにより、内部乾燥運転の要否を決める。暖房運転時間が運転基準時間以下のとき、内部乾燥運転が行われる。暖房運転時間が運転基準時間を超えているとき、室内熱交換器の温度が付着した水分を蒸発させるのに十分な温度まで上がっていると判断され、内部乾燥運転は行われない。
【選択図】図４

Description

本発明は、室内機内部を乾燥させるための内部乾燥運転を行う空気調和機に関する。

空気調和機において、冷房運転、除湿運転などのように室内熱交換器を蒸発器として使用する空調運転を行った場合、空気中の水蒸気が凝縮して、室内熱交換器に水分が付着する。室内熱交換器に水分が付着した状態のまま、運転を停止すると、室内機内部にカビや細菌などが増殖するおそれがある。

そこで、室内機内部を乾燥させるために内部乾燥運転が行われる。特許文献１に記載されているように、室内熱交換器を蒸発器として使用する冷房運転中、除湿運転中あるいは暖房運転時に行われる除霜運転中に、ユーザの空調運転オフ操作やタイマ設定による空調運転停止により、空調運転の停止が指示されると、冷房運転、除湿運転あるいは除霜運転が終了し、内部乾燥運転として暖房運転が行われる。このようにして、室内熱交換器や室内機内部を乾燥させることができる。

特開２００４−８５０２０号公報

ところで、暖房運転時に除霜運転が行われるとき、除霜運転が終了すると、暖房運転が行われる。しかし、すぐに室内熱交換器に付着した水分が蒸発して、室内機内部が乾燥することはない。そのため、この暖房運転中に運転停止の指示があると、内部乾燥運転を行う必要がある。

しかし、除霜運転終了後の暖房運転が長く行われた場合、室内熱交換器に付着した水分は蒸発し、室内機内部は十分に乾燥している。このような場合、内部乾燥運転は必ずしも必要ではない。

そこで、本発明は、上記に鑑み、除霜運転後の暖房運転が停止するときに、無駄な内部乾燥運転をなくすことができる空気調和機を提供することを目的とする。

本発明は、室内熱交換器を蒸発器として使用する空調運転を行い、この空調運転を停止すると、室内機内部を乾燥させる内部乾燥運転を行う空気調和機であって、暖房運転時に除霜運転が行われ、この除霜運転が終了した後の暖房運転が運転基準時間経過後に停止する場合、内部乾燥運転が行われず、前記暖房運転が運転基準時間以前に停止する場合、内部乾燥運転が行われるものである。

除霜運転後の暖房運転に伴い、室内熱交換器に付着した水分の蒸発が促進される。暖房運転が運転基準時間以上行われると、水分の蒸発が終了している。このような場合、内部乾燥運転を行う必要はない。そのため、暖房運転が運転基準時間以上行われると、内部乾燥運転は行われない。なお、運転基準時間は、暖房運転が行われるとき、所定の条件を満たした時点からの一定時間とされる。所定の条件の一例として、除霜運転が終了して、暖房運転が開始した場合である。

そして、暖房運転による暖房運転時間に応じて内部乾燥運転の運転時間が決められ、暖房運転時間が長いほど内部乾燥運転の運転時間が短くされることが好ましい。このようにすることにより、除霜運転後の暖房運転による暖房運転時間が長いほど室内熱交換器の水分蒸発は進んでいるため、内部乾燥運転によって水分が蒸発するのに要する時間は短くてすむ。

また、室内熱交換器の温度を検出する温度検出部を備え、温度検出器で検出された温度が所定温度以上であるとき、暖房運転時間の計時を開始することが好ましい。すなわち、室内熱交換器が所定温度以上であることが、運転基準時間に対する所定の条件とされる。このようにすることにより、室内熱交換器がある程度温まってから計時が行われるので、室内熱交換器に付着した水分が蒸発しやすい条件になってから暖房運転時間を計時することができる。室内熱交換器の温度が低いまま暖房運転時間を計時する場合、室内熱交換器から水分が完全に蒸発しないまま運転基準時間が経過する可能性がある。このような状態で暖房運転が停止した場合、内部乾燥運転が行われない。そうすると、室内機内部の乾燥が不十分となってしまう可能性がある。しかし、室内熱交換器の温度が所定温度以上になったとき、暖房運転時間の計時を開始することにより、室内熱交換器の温度が低いときには、暖房運転時間の計時が行われない。これにより、室内熱交換器の温度が低いまま暖房運転時間が運転基準時間を過ぎてしまい、その結果内部乾燥運転が行われないといった状況になることを防げる。したがって、より確実に室内機内部の乾燥を行うことができる。

室内熱交換器の温度を検出する温度検出部を備え、内部乾燥運転開始時の室内熱交換器の温度が運転選択温度以上のとき、乾燥運転として送風運転が行われ、室内熱交換器の温度が運転選択温度未満のとき、乾燥運転として暖房運転が行われることが好ましい。

内部乾燥運転を行う場合であって、室内熱交換器の温度が上がっているとき、送風だけでも水分は蒸発しやすい。しかし、室内熱交換器の温度が低いと、水分の蒸発をより促進させるためには、室内熱交換器を温めなければならない。そのため、室内熱交換器の温度が運転選択温度未満のときには、暖房運転が行われ、室内熱交換器の温度が運転選択温度以上のときには、送風運転であっても、室内機内部を十分に乾燥させることができる。

本発明によると、除霜運転後の暖房運転が停止されるとき、室内熱交換器に付着した水分を乾燥させるために、適切な内部乾燥運転を行うことにより、確実に室内機の乾燥を行えるとともに、無駄な内部乾燥運転を減らすことができる。これにより、消費電力を低減でき、空気調和機の省エネルギ化を図れる。

本発明の室内機と室外機を有する空気調和機を示す図 空気調和機のリモコンを示す図 空気調和機の制御ブロック図 空調運転中に運転を停止するときのフローチャート 内部乾燥運転のフローチャート 空調運転中に運転を停止するときのフローチャート

本実施形態の空気調和機を図１に示す。空気調和機は、室内機１と室外機２とからなるセパレート型である。室内機１には、室内熱交換器および室内ファンが内装され、室外機２には、圧縮機、四方弁、膨張弁、室外熱交換器および室外ファンが内装される。室内機１と室外機２とが配管によって接続される。そして、空気調和機は、図２、３に示すように、空気調和機を操作するためのリモコン３を備えており、リモコン３からの操作信号にしたがって空気調和機の運転を制御する制御装置４が室内機１に設けられる。

制御装置４は、赤外線通信等により通信部１０を通じてリモコン３と通信を行う。通信部１０がリモコン３から操作信号を受信すると、制御装置４は、入力された操作信号に応じて圧縮機のモータ、室内ファンのモータ、室外ファンのモータといった駆動部１１を制御して、空調運転を行う。空調運転には、冷房運転、暖房運転、除湿運転、自動運転などがある。自動運転では、室外温度および室内温度に応じて、冷房運転、除湿運転、暖房運転のいずれかの運転が行われる。図３中、温度検出部１２は、室内熱交換器の温度を検出するセンサである。温度検出部１２は、室内熱交換器の表面に接触あるいは近接して設けられる。

リモコン３は、複数の操作ボタン１３を有している。操作ボタン１３には、冷房運転、暖房運転、除湿運転、自動運転を開始するための運転ボタン、運転を停止するときの停止ボタン、温度や湿度の設定ボタンなどがある。ユーザが操作ボタン１３を操作したとき、リモコン３は室内機１に操作ボタン１３に応じた操作信号を送信する。室内機１の通信部１０が操作信号を受信すると、制御装置４は、操作信号にしたがって、指示された空調運転を行う。

冷房運転や除湿運転は、室内熱交換器を蒸発器として使用する空調運転である。また、暖房運転時に室外熱交換器に付着した霜を除去するために除霜運転が行われる。この除霜運転は、リバース除霜方式によって行われる。リバース除霜方式では、暖房運転時と除霜運転時とで冷媒の流れが逆になる。すなわち、除霜運転中は、冷媒の流れが冷房運転や除湿運転と同じ方向に流れる。したがって、除霜運転も、室内熱交換器を蒸発器として使用する空調運転である。

冷房運転、除湿運転、除霜運転が行われた場合、室内熱交換器に水分が付着する。そこで、空気調和機の運転を停止するときに、室内熱交換器の水分を蒸発させて、室内機１内部を乾燥させる内部乾燥運転が行われる。内部乾燥運転として、暖房運転や送風運転が行われる。すなわち、制御装置４は、室内熱交換器を蒸発器として使用する空調運転として冷房運転、除湿運転あるいは除霜運転を行ったとき、この空調運転を停止し、引き続き内部乾燥運転を行い、内部乾燥運転の終了後、空気調和機の運転を停止する。

なお、空調運転の停止とは、それまで実行していた冷房運転、除湿運転、暖房運転のルーチンから抜けることを言い、室内ファン、室外ファン、圧縮機などのいずれかはまだ停止していない状態にある。空気調和機の運転の停止（空気調和機運転停止）とは、室内ファン、室外ファン、圧縮機なども停止し、リモコン３による運転開始指示待ちをしている状態を指す。

ここで、暖房運転中、室外熱交換器に霜が付着したことが検出されたときに、除霜運転が行われる。そして、除霜運転の終了後、暖房運転が再び行われる。除霜運転時に運転が停止するとき、制御装置４は、内部乾燥運転を行う。

除霜運転終了後に暖房運転が行われる場合、室内熱交換器は温められる。ある程度暖房運転が行われると、室内熱交換器に付着した水分が乾燥する。このような場合、内部乾燥運転を行う必要はない。そこで、本空気調和機では、暖房運転時に除霜運転が行われ、この除霜運転が終了した後の暖房運転が停止されるとき、暖房運転時間に応じて内部乾燥運転が制御される。すなわち、制御装置４は、除霜運転終了後に暖房運転を停止するとき、暖房運転時間に基づいて内部乾燥運転の要否や運転条件を決め、内部乾燥運転を制御する。

暖房運転時に暖房運転時間の計時が開始され、暖房運転が停止するまで暖房運転時間が計時される。暖房運転が長く行われると、暖房運転時間は長くなる。暖房運転時間が長いほど、室内熱交換器に付着した水分は蒸発するので、運転基準時間経過した場合は、内部乾燥運転は行われない。逆に、暖房運転時間が運転基準時間より短いと、室内熱交換器に付着した水分は蒸発していないので、水分を蒸発させるために内部乾燥運転が必要となる。このように、制御装置４は、暖房運転時間の長さに応じて内部乾燥運転の有無を決める。

図４にしたがって空気調和機の内部乾燥運転を説明する。空気調和機において、冷蔵運転、除湿運転あるいは暖房運転のいずれかの空調運転が行われている。空調運転中、制御装置４は、運転停止の指示の有無を監視している（Ｓ１）。ユーザがリモコン３の停止ボタンを操作すると、通信部はリモコン３からの操作信号を受信し、制御装置４は、運転停止の指示を受ける。

制御装置４は、運転を停止するときの空調運転が冷房運転、除湿運転、暖房運転のいずれの運転であるかを判断する（Ｓ２）。冷房運転あるいは除湿運転が行われているとき、制御装置４は、この空調運転を停止し（Ｓ３）、内部乾燥運転を開始する（Ｓ４）。制御装置４は、所定の運転時間、内部乾燥運転を行い、内部乾燥運転を終了して、空気調和機の運転を停止する（Ｓ５）。

暖房運転が行われているとき、制御装置４は、除霜運転中か否かを判断する（Ｓ６）。除霜運転中のとき、制御装置４は、空調運転を停止して（Ｓ３）、内部乾燥運転を所定の運転時間行った後（Ｓ４）、空気調和機の運転を停止する（Ｓ５）。除霜運転終了後の暖房運転が行われているとき、制御装置４は、暖房運転時間を確認する。この暖房運転の開始時にタイマにより暖房運転時間の計時が開始されている。

制御装置４は、暖房運転の開始から停止するまでに経過した時間である暖房運転時間が予め決められた所定の条件を満たした時点からの一定時間である運転基準時間、例えば２０分を超えているかを判断する（Ｓ７）。なお、運転基準時間は、除霜運転が終了してから室内熱交換器に付着した水分が蒸発して、室内機１内部が乾燥するまでの時間を実験等により予め求めた時間である。

暖房運転時間が運転基準時間以下のとき、制御装置４は、内部乾燥運転を行う（Ｓ３）。暖房運転の運転時間が短いので、室内熱交換器の水分は蒸発していない。そのため、内部乾燥運転を行う必要がある。

暖房運転時間が運転基準時間を超えているとき、制御装置４は、内部乾燥運転を行わず、空気調和機の運転を停止する（Ｓ５）。暖房運転の運転時間が長いので、室内熱交換器に付着した水分は蒸発しており、内部乾燥運転を行わなくてもよい。

このように、暖房運転時間に基づく室内熱交換器の乾燥の程度に応じて内部乾燥運転の有無を決めることができるので、必要のないときには、内部乾燥運転が行われることはない。したがって、無駄な内部乾燥運転がなくなって、空気調和機の消費電力の低減を図れる。

上記の内部乾燥運転が除霜運転終了後の暖房運転時に行われる場合、内部乾燥運転の開始時の室内熱交換器の温度は、内部乾燥運転が冷房運転や除霜運転時に行われる場合に比べて上がっている。そこで、内部乾燥運転を行うとき、室内熱交換器の温度に応じて内部乾燥運転の運転条件を制御することにより、さらに空気調和機の省エネルギ化を図れる。

内部乾燥運転の運転条件として、室内熱交換器の温度に応じて暖房運転か送風運転のいずれかが選択される。室内熱交換器の温度が高いとき、送風運転が行われ、室内熱交換器の温度が低いとき、暖房運転が行われる。室内熱交換器の温度が高いと、水分が蒸発しやすい状況にある。そのため、室内熱交換器に風を流すだけでも、蒸発を促進でき、暖房運転を行わなくてもよい。

また、他の運転条件として、室内熱交換器の温度に応じて内部乾燥運転の運転時間を調整する。暖房運転時間が長いほど、内部乾燥運転の運転時間が短くされる。例えば、暖房運転時間が短いとき、予め決められた所定の運転時間だけ内部乾燥運転が行われる。暖房運転時間が長いとき、内部乾燥運転の運転時間は所定の運転時間より短い時間に変更される。暖房運転時間が長いと、ある程度室内熱交換器に付着した水分は蒸発しているため、完全に蒸発させるのに短い時間ですむ。これによって、内部乾燥運転の運転時間を短くしても、室内機の乾燥を確実に行える。このように、室内熱交換器の乾燥の程度によっては、内部乾燥運転の運転時間が短くてもよい場合があり、暖房運転時間が長いときに内部乾燥運転時間を短くすることにより、無駄な内部乾燥運転が減らすことができる。

具体的には、図５に示すように、内部乾燥運転が開始されると、制御装置４は、室内熱交換器の温度が運転選択温度以上か未満かを判断して（Ｓ１０）、内部乾燥運転を選択する。室内熱交換器の温度は、温度検出部１２によって検出される。内部乾燥運転開始時の室内熱交換器の温度が運転選択温度以上のとき、制御装置４は、内部乾燥運転として送風運転を行う（Ｓ１１）。室内熱交換器の温度が運転選択温度未満のとき、制御装置４は、内部乾燥運転として暖房運転を行う（Ｓ１２）。なお、運転選択温度は、現状の室内熱交換器の温度で水分を蒸発させることができる温度とされ、実験的に求められる。

続いて制御装置４は、室内熱交換器の温度に応じて内部乾燥運転の運転時間を決める。ここでは、暖房運転による暖房運転時間に基づいて室内熱交換器の温度が判断される。制御装置４は、除霜運転終了後に暖房運転を開始してから内部乾燥運転が開始するまでの暖房運転の運転時間である暖房運転時間を計時している。制御装置４は、この暖房運転時間が規定時間より長いか短いかを判断して（Ｓ１３）、内部乾燥運転の運転時間を設定する。暖房運転時間が規定時間より短いとき、内部乾燥運転の運転時間はＡ（例えば３０分）に設定される（Ｓ１４）。暖房運転時間が規定時間以上のとき、内部乾燥運転の運転時間はＢ（例えば１０分）に設定される（Ｓ１５）。運転時間Ａは、通常の内部乾燥運転の運転時間であり、運転時間Ｂは、室内熱交換器の温度と水分が蒸発するまでの時間とから実験的に決められた時間である。規定時間は、運転時間Ｂに基づいて決められた時間であり、例えば１５分である。

制御装置４は、内部乾燥運転の運転時間を計時して、設定された運転時間経過したか判断する（Ｓ１６）。設定された運転時間に達すると、制御装置４は、内部乾燥運転を停止する（Ｓ１７）。

このように、室内熱交換器の温度が高いとき、内部乾燥運転を送風運転にすることにより、圧縮機を駆動して暖房運転する場合に比べて消費電力が減り、省エネルギ化を図れる。また、暖房運転時間が長いとき、内部乾燥運転の運転時間を短くすることによっても、消費電力が減り、省エネルギ化を図れる。

ここで、運転基準時間は、暖房運転が行われるとき、所定の条件を満たした時点からの一定時間とされる。上記のように、除霜運転が終了して、暖房運転が開始した場合が、所定の条件の１つである。言い換えれば、除霜運転が終了して、暖房運転が開始した時点から暖房運転時間の計時を開始する。他の所定の条件として、室内熱交換器の温度が所定温度以上である場合である。室内熱交換器の温度が所定温度以上のとき、制御装置４は、暖房運転時間の計時を開始する。室内熱交換器の温度が所定温度より下がると、制御装置４は、計時した暖房運転時間をリセットする。

具体的には、図６に示すように、空調運転中に制御装置４は、リモコン３からの運転停止の指示の有無を監視している（Ｓ１）。運転停止の指示がないとき、制御装置４は、暖房運転が行われているかを確認する（Ｓ２０）。暖房運転中でないとき、制御装置４は、リモコン３からの指示を待つ。

暖房運転中のとき、制御装置４は、室内熱交換器の温度をチェックし、室内熱交換器の温度が所定の乾燥開始温度を超えているかを判断する（Ｓ２１）。乾燥開始温度は、除霜運転時に付着した水分が暖房運転により、水分を蒸発させやすい温度、例えば３０℃とされる。室内熱交換器の温度が乾燥開始温度以上のとき、制御装置４は、暖房運転時間の計時を開始する（Ｓ２２）。室内熱交換器の温度が乾燥開始温度未満のとき、制御装置４は、暖房運転時間の計時を開始しない、すなわちタイマを初期化して、暖房運転時間＝０とする（Ｓ２３）。暖房運転中、制御装置４は、室内熱交換器の温度を監視し続け、室内熱交換器の温度が乾燥開始温度以上のときには、タイマによる暖房運転時間の計時を続ける。室内熱交換器の温度が乾燥開始温度未満になると、制御装置４は、暖房運転時間をリセットする。暖房運転時間＝０となる。これにより、より適切に内部乾燥運転を行える。

空調運転中、制御装置４は、運転停止の指示の有無を監視している（Ｓ１）。ユーザがリモコン３の停止ボタンを操作すると、通信部はリモコン３からの操作信号を受信し、制御装置４は、運転停止の指示を受ける。制御装置４は、運転を停止するときの空調運転が冷房運転、除湿運転、暖房運転のいずれの運転であるかを判断する（Ｓ２）。冷房運転あるいは除湿運転が行われているとき、制御装置４は、この空調運転を停止し（Ｓ３）、内部乾燥運転を開始する（Ｓ４）。制御装置４は、所定の運転時間、内部乾燥運転を行い、内部乾燥運転を終了して、空気調和機の運転を停止する（Ｓ５）。暖房運転が行われているとき、制御装置４は、除霜運転中か否かを判断する（Ｓ６）。

除霜運転が終了して、暖房運転が行われているとき、制御装置４は、暖房運転時間が運転基準時間を超えているかを判断して（Ｓ７）、暖房運転時間に基づいて内部乾燥運転の要否を決める。ここでの暖房運転時間は、除霜運転前の暖房運転時に室内熱交換器の温度が乾燥開始温度以上になったときから除霜運転後に暖房運転を停止するときまでの時間である。暖房運転時間が運転基準時間以下のとき、制御装置４は、内部乾燥運転を行う（Ｓ３）。暖房運転時間が運転基準時間を超えているとき、制御装置４は、内部乾燥運転を行わず、空気調和機の運転を停止する（Ｓ５）。

室内熱交換器の温度が低いまま暖房運転時間を計時する場合、室内熱交換器から水分が完全に蒸発しないまま運転基準時間が経過する可能性がある。このような状態で暖房運転が停止した場合、内部乾燥運転が行われない。そうすると、室内機内部の乾燥が不十分となってしまうおそれがある。しかし、室内熱交換器の温度が所定温度以上になったとき、暖房運転時間の計時を開始することにより、室内熱交換器の温度が低いときには、暖房運転時間の計時が行われない。これにより、室内熱交換器の温度が低いまま暖房運転時間が運転基準時間を過ぎてしまい、内部乾燥運転が行われないといった状況は起こらない。したがって、より確実に室内機内部の乾燥を行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。空気調和機は、室内機と室外機とを一体化した一体型の空気調和機であってもよい。

また、空気調和機に、空気中にイオンを放出するイオン発生装置（荷電粒子発生器の一種）を設け、この装置を内部乾燥運転中に駆動してもよい。所定の電圧を印加することにより、イオン発生装置はプラズマ放電によりイオンを発生する。イオン発生装置は正イオンＨ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）と負イオンＯ２-（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を同時に生成することができる。これにより、室内機内部のカビ菌の除菌を行うことができる。

暖房運転による暖房運転時間に応じて内部乾燥運転の運転時間を決めるとき、上記の実施形態では２段階であるが、複数段階としてもよい。

１ 室内機
２ 室外機
３ リモコン
４ 制御装置
１０ 通信部
１１ 駆動部
１２ 温度検出部
１３ 操作ボタン

Claims (4)

1. 室内熱交換器を蒸発器として使用する空調運転を行い、この空調運転を停止すると、室内機内部を乾燥させる内部乾燥運転を行う空気調和機であって、暖房運転時に除霜運転が行われ、この除霜運転が終了した後の暖房運転が運転基準時間経過後に停止する場合、内部乾燥運転が行われず、前記暖房運転が運転基準時間以前に停止する場合、内部乾燥運転が行われることを特徴とする空気調和機。
2. 暖房運転時間に応じて内部乾燥運転の運転時間が決められ、暖房運転時間が長いほど内部乾燥運転の運転時間が短くされることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 室内熱交換器の温度を検出する温度検出部を備え、温度検出部で検出された温度が所定温度以上であるとき、暖房運転時間の計時が開始されることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
4. 室内熱交換器の温度を検出する温度検出部を備え、内部乾燥運転開始時の室内熱交換器の温度が運転選択温度以上のとき、乾燥運転として送風運転が行われ、室内熱交換器の温度が運転選択温度未満のとき、乾燥運転として暖房運転が行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。

Images