JP2014234958A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】暖房運転停止時の予熱運転を効率的に行う。【解決手段】暖房運転終了からの時間をカウントするタイマと、このタイマのタイムアップまで、前記暖房運転が行われたか否かを判定する判断手段とを有し、前記タイマのタイムアップまで前記暖房運転の停止状態が継続している時には、一定時間Ｘの予熱運転を行った後、前記第１の所定時間ｔ１よりも長い第２の所定時間ｔ２をカウントし、この第２の所定時間ｔ２がタイムアップするまで暖房運転の停止状態が継続している時には、一定時間Ｘの予熱運転を行った後も、徐々に予熱運転のインターバル時間を長くするインターバル予熱運転を行い、暖房運転の停止状態が所定時間ｔｎ継続した時には前記インターバル予熱運転を終了するインターバル予熱機能を設けたものである。【選択図】図２

Description

この発明は、空気調和機に係わり、暖房運転の停止後の予熱運転の運転制御を備えた空気調和機に関するものである。

従来から、従来、ヒートポンプ式空気調和機は、暖房運転に際し、例えば外気温度が低くい程、暖房の立上り特性が劣り、暖房運転の開始から室内に温風を吹き出すまで時間がかかっていた。そこで、暖房運転の停止後、例えば３時間継続して運転が行われず、かつ、外気温度が３℃以下になっているときには、圧縮機に高周波数の低電圧を印加し、その圧縮機に微弱電流（約30Wの消費電力）を流し、圧縮機を暖めるようにしている（予熱機能）。すなわち、その予熱機能により、空気調和機の暖房運転開始に際し、暖房の立上り特性が向上し、比較的短時間に温風を吹き出すことができ、室内を速やかに快適環境とすることができるようになっている。
また長期間外出等で暖房運転を行わない場合には自動的に予熱機能を停止して、無駄な電力消費を少なくし、経済性を向上した空気調和機があった。（例えば、特許文献１参照）

特公平７−５６４０４号公報

この従来例の空気調和機は、長期間の予熱運転を防止して電力消費を少なくするものであるが、近年の慢性的な電力不足や、地球温暖化対策等の関係で、更なる電力消費の削減が必要なものである。

この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、圧縮機をインバータ制御するとともに、室内ファンを制御し、室内を暖房するに際し、その暖房運転の停止後、所定時間ｔ１を経過したとき、かつ、室温が所定温度未満のときに、前記圧縮機に高周波の低電圧を印加し、この圧縮機を回転しない状態で暖める予熱機能を有するヒートポンプ式空気調和機に於いて、前記暖房運転終了からの時間をカウントするタイマと、このタイマのタイムアップまで、前記暖房運転が行われたか否かを判定する判断手段とを有し、前記タイマのタイムアップまで前記暖房運転の停止状態が継続している時には、一定時間Ｘの予熱運転を行った後、前記第１の所定時間ｔ１よりも長い第２の所定時間ｔ２をカウントし、この第２の所定時間ｔ２がタイムアップするまで暖房運転の停止状態が継続している時には、一定時間Ｘの予熱運転を行った後も、徐々に予熱運転のインターバル時間を長くするインターバル予熱運転を行い、暖房運転の停止状態が所定時間ｔｎ継続した時には前記インターバル予熱運転を終了するインターバル予熱機能を設けたものである。

この発明によれば、予熱運転が実行され、この実行から所定時間tｎ（例えば７日）の間継続して、暖房運転等が行われない場合には、そのインターバル予熱運転を自動的に解除するようにしたので、外出が長期間となり、その間室内暖房が行われないような場合、予熱機能の経済性の向上を図ることができる。
また、暖房運転停止前一定期間Ｙ（例えば２日間）の合計暖房運転時間に応じて、所定時間ｔｎを変化することで、更なる省電力を進め経済性の向上を図ることができる。

この発明一実施例の概略説明図。 同要部のフローチャート図。

次に、この発明に係る空気調和機を図面に示された一実施例で説明する。
１は空気調和機の室内機で、この室内機１側に配置されたリモコン２は、空気調和機の運転および停止スイッチと、室内側の冷房および暖房温度設定スイッチ、および空気調和機の暖房運転停止後の予熱運転の選択をする予熱スイッチ等のスイッチ類３と、温度や時間を液晶パネル等で表示する表示部４を設け、
ている。

５は室内制御部で、前記リモコン２で設定された暖房温度や運転信号が入ると、室内機１内に備えた送風経路（図示せず）の吸込側に位置する、室温センサ６から送られてくる室温を読み込み、運転条件を指令する。前記室内制御部５によって行われるこの運転指令は二系統あって、一つは室内送風モータ７を制御し、もう一つは室外機８の室外制御部９に運転条件信号を送る。またこの室内機制御部５には暖房運転停止から所定時間ｔ１をカウントし、かつ、予熱運転終了から所定時間ｔ２をカウントするタイマ５ａが備えられている。このタイマ５ａは暖房運転の停止状態が継続している所定時間ｔｎも同時にカウントする。

前記室温センサ６の下流側にはフィンチューブ式の室内熱交換器１０を備え、前記室内送風モータ７の作動で、室内送風ファン１１が回転して室内熱交換器１０にて温度調節された空気を室内に吹き出して室温の調節を行うものである。

前記室外機８内には圧縮機１２と四方弁１３、室外熱交換器１４、膨張弁１５を備え、前記室内機１の室内熱交換器１０とを含めて冷媒配管で連通して冷凍回路１６を形成し、この冷凍回路１６内をフロン等の冷媒が循環して室温調整を行うものであり、暖房運転では図１の実線矢印で示すように、圧縮機１２、四方弁１３、室内熱交換器１０、膨張弁１５、室外熱交換器１４、四方弁１３の方向で冷媒が循環することで、室内熱交換器１０は高温になり室内送風ファン１１で温風を室内に吹き出すことで室内の暖房をするものであり、暖房運転時は室外熱交換器１４は低温になり、室外送風ファン１７によって外気から熱をくみあげるものであり、外気温が低いときには霜が発生し、この霜が成長して室外熱交換器１４を覆った場合には、熱交換ができなくなる事を防止するため定期的に除霜運転が必要になる。

この除霜運転は四方弁１３を切替え、圧縮機１２から高温の冷媒を室外熱交換器１４に流すことで加熱し、室外熱交換器１４に付着した霜をとかすものであり、冷房運転での冷媒循環方向で、図１の破線で示すように、圧縮機１２、四方弁１３、室外熱交換器１４、膨張弁１５、室内熱交換器１０、四方弁１３の方向で冷媒が循環することで、室内熱交換器１０は低温になり室内送風ファン１１で冷風を室内に吹き出すことで室内の冷房をするものであり、冷房運転時は室外熱交換器１４は高温になり、室外送風ファン１７によって外気へ熱を発散するものであり、除霜運転時にはこの熱によって室外熱交換器１４の表面に付着した霜を落とすものである。

１８は前記室外熱交換器１４の表面の温度を検知し室外熱交センサで、霜の付着状態の判断材料とされる。１９は外気温センサで、室外機８内の送風経路（図示せず）で室外送風ファン１７の上流側に取り付けられ外気温を検出するものである。

前記室外制御部９は、室内制御部５からの信号や外気温センサ１９の値等から、情報を得ながら圧縮機１２の運転周波数を決め、インバータ制御し、このインバータ制御はコンバータから出力される直流電力を、三相の交流電力に変換して圧縮機１２を駆動している。

前記室内制御部５と室外制御部９は信号ラインを介して互いに信号を送受信する機能を有し、室外制御部９からのデータ、例えば圧縮機１２や四方弁１３等の制御信号が信号ラインを介して室外制御部９側に転送され、室外制御部９からのデータ、例えば外気の温度データ信号が信号ラインを介して室内制御部５側に逆転送される。

前記リモコン２内には、スイッチ類３の操作で切り予熱運転を強制的に作動させる予熱スイッチやおはようタイマー予約設定やおはようタイマー予約設定を行うタイマー設定部２０や、室温設定を行う室温設定部２１を設けている。
前記室内制御部５内には、暖房運転終了からの時間をカウントするタイマ２２と、このタイマ２２のタイムアップまで、前記暖房運転が行われたか否かを判定する判断手段２３とを有し、この判断手段２３の判定と暖房運転停止中の室温によってインターバル予熱の各く時間設定をもうけている。インターバル予熱中に予熱を実施する一定時間Ｘはこの実施例では約２時間としたが、寒冷地用や温暖地用などによって設定を変えてもよい。また、最終的なインターバル予熱終了の所定時間ｔｎは、暖房運転停止までの一定期間Ｙ（２日間）の合計暖房運転時間Ｙ１に応じて、７日間または５日間にしたが、適宜変更しても良い。

図２のフローチャートによって、暖房運転停止後の予熱機能について説明すれば、暖房運転停止（ｓ１）後にステップ２に予熱タイマがスタートする。ステップ３で室温センサ６の室温を読込み、室温が１０℃未満でステップ４にて、運転停止までの２日分（４８時間）の暖房時間の合計を計算し、この時間が３３時間以上で運転時間が多い場合には、就寝時の停止時間は短めであると考えられるので、Ｙｅｓでステップ５にてインターバル時間が短めの予熱制御に進み、３３時間未満で運転時間が少ない場合には、就寝時の停止時間も長めであると考えられるので、Ｎｏでステップ１３にてインターバル時間が長めの予熱制御に進む。

ステップ６では停止時間が６時間を経過したかを判断する。６時間暖房運転が停止し、かつ、室温が１０℃以下の時には、ステップ７にて圧縮機１２に高周波数の低電圧を印加し、微弱電流（約30Wの消費電力）を流し、圧縮機１２を回転せずに暖めるようにすることで、空気調和機の暖房運転開始に際し、暖房の立上り特性が向上し、比較的短時間に温風を吹き出すようにする。２時間の予熱運転後でも暖房運転が無い場合には、電力の消費を抑えるために、一旦予熱を終了しステップ８に進む。

ステップ８ではステップ６よりも１時間長い７時間を計測し、ここに於いても２時間の予熱運転を行うことで、空気調和機の暖房の立上り特性を向上することだけでなく、圧縮機１２内に潤滑油が滞ることも防止するものである。そして、ステップ９、１０、１１…と少しずつインターバル時間を長くしながら、定期的に圧縮機１２の予熱運転を繰り返し、最終的にステップ１２にて暖房運転が行われない時間が７日間と、室温が１０℃未満を継続している条件で、このインターバル予熱を終了して空気調和機を全停止する。

このように７日間連続で空気調和機を使用しない場合でも、予熱時間の合計は３８時間のみであり電力の消費を充分に抑えることができるものであり、また、春先などの比較的暖かい季節には室温が１０℃を超えることが多く、無駄な予熱運転を防止するものである。

前記ステップ４にて、運転停止までの２日分（４８時間）の暖房時間の合計を計算し、この時間が３３時間未満で運転時間が少ない場合には、就寝時の停止時間も長めであると考えられるので、Ｎｏでステップ１３にてインターバル時間が長めの予熱制御に進む。

ステップ１４では停止時間が８時間を経過したかを判断する。８時間暖房運転が停止し、かつ、室温が１０℃以下の時には、ステップ１５にて圧縮機１２に高周波数の低電圧を印加し、微弱電流（約30Wの消費電力）を流し、圧縮機１２を回転せずに暖めるようにすることで、空気調和機の暖房運転開始に際し、暖房の立上り特性が向上し、比較的短時間に温風を吹き出すようにする。２時間の予熱運転後でも暖房運転が無い場合には、電力の消費を抑えるために、一旦予熱を終了しステップ１６に進む。

ステップ１６ではステップ１４よりも１時間長い９時間を計測し、ここに於いても２時間の予熱運転を行うことで、空気調和機の暖房の立上り特性を向上することだけでなく、圧縮機１２内に潤滑油が滞ることも防止するものである。そして、ステップ１７、１８、１９…と少しずつインターバル時間を長くしながら、定期的に圧縮機１２の予熱運転を繰り返し、最終的にステップ２０にて暖房運転が行われない時間が５日間と、室温が１０℃未満を継続している条件で、このインターバル予熱を終了して空気調和機を全停止する。

このようにインターバル予熱２の方では、５日間連続で空気調和機を使用しない場合でも、予熱時間の合計は１６時間のみであり電力の消費をインターバル予熱１に比べ更に抑えることができるものであり、また、春先などの比較的暖かい季節には室温が１０℃を超えることが多く、無駄な予熱運転を防止するものである。

１ 室内機
５ 室内制御部
６ 室温センサ
８ 室外機
９ 室外制御部
１４ 室外熱交換器
１９ 外気温センサ
２２ タイマ
２３ 判定部

Claims (2)

1. 圧縮機をインバータ制御するとともに、室内ファンを制御し、室内を暖房するに際し、その暖房運転の停止後、所定時間ｔ１を経過したとき、かつ、室温が所定温度未満のときに、前記圧縮機に高周波の低電圧を印加し、この圧縮機を回転しない状態で暖める予熱機能を有するヒートポンプ式空気調和機に於いて、前記暖房運転終了からの時間をカウントするタイマと、このタイマのタイムアップまで、前記暖房運転が行われたか否かを判定する判断手段とを有し、前記タイマのタイムアップまで前記暖房運転の停止状態が継続している時には、一定時間Ｘの予熱運転を行った後、前記第１の所定時間ｔ１よりも長い第２の所定時間ｔ２をカウントし、この第２の所定時間ｔ２がタイムアップするまで暖房運転の停止状態が継続している時には、一定時間Ｘの予熱運転を行った後も、徐々に予熱運転のインターバル時間を長くするインターバル予熱運転を行い、暖房運転の停止状態が所定時間ｔｎ継続した時には前記インターバル予熱運転を終了するインターバル予熱機能を設けたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記インターバル予熱機能には、暖房運転停止前一定期間Ｙの合計暖房運転時間Ｙ１に応じて、前記所定時間ｔｎを変更する時間変更部を設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。

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