JP2020020520A

JP2020020520A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2020020520A
Application number: JP2018144192A
Authority: JP
Inventors: 大輝高橋; Daiki Takahashi
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP7373897B2

Abstract

【課題】室外機のファンへの着氷を正確に予測して、着氷の可能性が有る時のみ水滴の付着を防止するために室外機のファンを回転させる着氷防止を実行し、着氷防止における無駄な電力消費を抑制することを目的とする。【解決手段】室外機４はＷｅｂサーバ７から空気調和機２が設置された地域に関する天気予報のデータが事前に入力され、外気温センサ４２から現在の外気温を受信し、現在の時刻と対応する天気予報が雨又は雪で、かつ、入力された外気温が予め定めた温度閾値以下となる回転条件が成立した場合にファン４４を回転させる着氷防止部５０を備える。さらに、着氷防止部５０は、現在の時刻と対応する天気予報による風速が予め定めた風速閾値以上となる条件を追加した回転条件が成立した場合にファン４４を回転させる【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に係わり、より詳細には、外気温の低下により室外機のファンに付着する雪や氷を抑制する技術に関する。

従来、空気調和機は停止状態にある室外機のファンに付着した雪や氷が、室外機の始動によるファンの回転でファン自体や筐体などを損傷させる場合が有った。このため特許文献１に記載の空気調和機は、外気温が所定温度以下の場合に着氷を防止するため、空気調和機が運転停止時であっても室外機のファンを回転させる着氷防止処理が記載されている。

しかしながら、特許文献１では外気温が所定温度以下の場合にファンに着氷が発生する前提となっているが、外気温が所定温度以下の場合であっても降雪や降雨がない場合があり、外気温だけの条件では着氷の発生を正確に予測できず、この結果、着氷が発生しない条件であってもファンを回転させて無駄な電力を消費する場合があった。

特開２００３−２３２５５７号公報（段落番号００4０〜００４８）

本発明は以上述べた問題点を解決し、室外機のファンへの着氷を正確に予測して、着氷の可能性が有る時のみ水滴の付着を防止するために室外機のファンを回転させる着氷防止処理を実行し、着氷防止処理における無駄な電力消費を抑制することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、
天気予報の情報を配信する配信手段と通信接続された空気調和機であって、
前記空気調和機は、外気温センサとファンを備えた室外機を備え、
前記室外機は、前記配信手段から前記空気調和機が設置された地域に関する天気予報のデータが入力され、前記外気温センサから現在の外気温が入力され、現在の時刻と対応する前記天気予報のデータの内容が雨又は雪で、かつ、入力された前記外気温が予め定めた温度閾値以下となる回転条件が成立した場合に前記ファンを回転させる着氷防止手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、
前記着氷防止手段は、現在の時刻と対応する前記天気予報のデータにおける風速が予め定めた風速閾値以上となる条件を追加した前記回転条件が成立した場合に前記ファンを回転させることを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明による空気調和機によれば、室外機のファンへの着氷を正確に予測してファンへの着氷を防止するための無駄な電力消費を抑制することができる。

本発明による空気調和機を備えたシステムの実施例を示すブロック図である。本発明で使用される天気予報データを格納した予報情報テーブルの説明図である。本発明による空気調和機の動作例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、空気調和機において本発明と直接関係のない熱交換器や圧縮機、冷媒回路などの図示と説明を省略する。

図１は本発明による空気調和機２を備えたシステム１の実施例を示すブロック図である。このシステム１はネットワーク６を介して通信接続されて天気予報を配信するＷｅｂサーバ（配信手段）７と、このネットワーク６に家庭内に設置された無線ＬＡＮルーター５を介して接続された空気調和機２を備えている。なお、Ｗｅｂサーバ７は天気予報データ７ａを配信する。

空気調和機２は互いに通信接続された室内機３と室外機４が備えられている。そして室内機３は無線ＬＡＮルーター５と無線通信可能な無線送受信部３１と、室外機４と通信を行う室内機通信部３３と、無線送受信部３１と室内機通信部３３に接続され室内機３全体を制御する室内機制御部３２を備えている。

一方、室外機４は室内機通信部３３と通信接続された室外機通信部４１と、屋外の気温を検出する外気温センサ４２と、図示しない熱交換器に外気を送風する室外機用のファン４４と、ファン４４を回転させるファンモータ４５と、ファンモータ４５を駆動するファンモータ駆動部４３と、室外機通信部４１と外気温センサ４２とファンモータ駆動部４３に接続され、室外機４全体を制御する室外機制御部４０を備えている。

また、室外機制御部４０は着氷防止部（着氷防止手段）５０を備えており、着氷防止部５０は室外機通信部４１と接続された天気予報データ取得部５１と、時刻と日付を計時する時計部５２と、着氷判定部５３を備えている。時計部５２は着氷判定部５３へ現在の日付と時刻のデータを出力する。また、時計部５２は定期的に（例えば１時間毎）に天気予報の情報取得指示の信号を天気予報データ取得部５１へ出力する。

天気予報データ取得部５１は情報取得指示の信号が入力されると、室内機３と無線ＬＡＮルーター５とネットワーク６を介してＷｅｂサーバ７から天気予報データ７ａを受信する。天気予報データ取得部５１はこの受信の際、予め設定されている空気調和機２の設置場所を含む予報地域、この実施例では日本国神奈川県川崎市北部の天気予報データ７ａを受信する。

図２は天気予報データ取得部５１が受信した天気予報データ７ａを予報情報テーブル５１ａとして天気予報データ取得部５１の内部に記憶した例を説明する説明図である。図２は天気予報データ取得部５１が２月６日の１９：００に取得した２月６日の２０：００から１２時間分の予報データを示している。天気予報データ取得部５１は、２月６日の１９：００に更新した予報情報テーブル５１ａを後述する予報情報として着氷判定部５３へ出力する。
また、予報データ取得部５１は次の予報データの受信タイミングである２月６日の２０：００に取得したデータを予報情報テーブル５１ａの対応する時間帯に上書きし、その後、予報情報として着氷判定部５３へ出力する。予報データ取得部５１は、天気予報データ７ａの取り込み、予報情報テーブル５１ａの更新、着氷判定部５３への出力を繰り返して実行する。

予報情報テーブル５１ａは縦方向の項目として「予報地域」、「予報対象日」、「予報時間帯」、「予報天気」、「予報風速」（単位：メートル毎秒）があり、横方向はそれぞれの項目のデータである。「予報地域」は空気調和機２が設置されている地域であり、「予報対象日」は予報の対象となる日付である。「予報時間帯」は予報の対象となる時間帯であり、「予報天気」は各時間帯における予報された天気の状態である。また、「予報風速」は予報地域における予報された風速である。

天気予報データ取得部５１はＷｅｂサーバ７から天気予報データ７ａを受信すると、この天気予報データ７ａを一旦、予報情報テーブル５１ａへ格納し、次に予報情報テーブル５１ａの中から「予報対象日」と「予報時間帯」と「予報天気」と「予報風速」の全てのデータを予報情報として着氷判定部５３へ出力する。着氷判定部５３は入力された予報情報を既に記憶している前回の予報情報に上書きして更新する。従って着氷判定部５３は常に最新の予報情報を記憶することになる。

着氷判定部５３は、予報情報の他に現在の外気温と日付/時刻が入力されており、これらのデータに基づいてファン４４に着氷が発生する可能性の有無を判定し、着氷が発生する可能性有りと判定した場合、ファンモータ駆動部４３にファン制御信号を出力してファンモータ４５を介してファン４４を回転させ、ファン４４に水滴が付着しないようして着氷を防止する着氷防止処理を実行する。

着氷判定部５３は、現在の時刻と対応する天気予報データ７ａの内容が雨又は雪で、かつ、入力された外気温が温度閾値以下となる回転条件が成立した場合にファン４４を回転させる。さらに、この実施例では回転条件として予報風速の大きさも含めている。
具体的に着氷判定部５３は、予報情報で示された予報対象日及び予報時間帯の期間内に、時計部５２から入力された現在の日付・時刻が含まれる時、予報時間帯で示される時間帯の予報天気の内容と予想風速と、入力された外気温を確認し、予報天気の内容が雪か雨で、かつ、外気温が予め定めた温度閾値（この実施例では５℃）以下で、かつ、予報風速が予め定めた風速閾値（この実施例では３ｍ/秒）以上の条件である回転条件が成立した場合、着氷が発生する可能性が有ると判定してファン制御信号をハイレベル（ファン回転）にして出力する。なお、これらの条件のうち少なくとも１つの条件が満たされていない場合、例えば予報天気の内容が曇りか晴れの場合や、外気温が５℃を超えていた場合や、予報風速が３ｍ/秒未満の場合、着氷判定部５３は、着氷が発生する可能性がないと判定してファン制御信号をローレベル（ファン停止）にして出力する。

予報天気の内容が雪か雨の場合、着氷の発生に必要となる雪や水滴が存在する可能性が有り、予報風速が３ｍ/秒以上の時には、風に巻き込まれた雪や水滴が室外機４の内部に配置されたファン４４やその周辺に付着する可能性が有る。さらに、この条件加えて外気温が５℃以下となった場合、ファン４４などに付着した雪や水滴が凍って着氷する可能性が大きいため、本発明ではこの条件が重なった時に空気調和機２が運転を停止中であっても着氷判定部５３がファン４４を強制的に回転させる。なお、着氷するための条件である外気温や予報風速は地域や室外機４の設置場所で変化すると思われるので、空気調和機２の設置作業時に外気温や風速などの閾値を切り替えるようにしておけばさらに精度を向上させることができる。また、現在の状態において着氷が発生する可能性の有無を判定できればよいため、少なくとも天気予報データ７ａは現在の天候と対応するものがあればよい。

図３は本発明による空気調和機２の動作例を示す説明図である。
図３の横軸は時間であり、縦軸に関して図３（１）は実際の日付と時刻であり、図３（２）は予報された天気であり、図３（３）は予報された風速であり、図３（４）は室外機４で実際に検出した外気温であり、図３（５）は着氷判定部５３が出力するファン制御信号である。なお、ｔ０〜ｔ１７は時刻である。

図３の説明図は、図３（１）に示すように２月６日の２０時から２月７日の７時までを図示しており、予報天気と予報風速は図２で説明したものである。天気予報データ取得部５１は２月６日の１９：００にＷｅｂサーバ７から天気予報データ７ａを取得して図２の予報情報テーブル５１ａを作成する。そして、天気予報データ取得部５１は作成した予報情報テーブル５１ａから予報対象日と予報時間帯、予報天気、予報風速のデータを予報情報として着氷判定部５３へ出力し、着氷判定部５３はこの予報情報を内部に記憶する。
なお、前述したように少なくとも現在の天気に関する天気予報データ７ａが有れば着氷の可能性を判定できるため、天気予報データ７ａは必ずしも１２時間分のデータが必要ではない。

着氷判定部５３は時計部５２から判定間隔として例えば１分間隔で日付・時刻データが入力されており、着氷判定部５３は入力された日付・時刻が記憶している予報対象日・予報時間帯の期間内か否かを比較して期間内の場合、外気温センサ４２で検出した外気温を取り込んで回転条件を満たすか否かでファン４４を回転させるか否かを判定する。なお、着氷判定部５３は入力された日付・時刻が記憶している予報対象日・予報時間帯の期間内でなければ何もしない。

例えば２月６日の２０時の時間帯の場合、予報天気が曇り、予報風速が２ｍ／秒、外気温が５℃を超えており、ファン４４を回転させるためのすべての回転条件を満たしていないため、着氷判定部５３はファン制御信号をローレベル（ファン停止）にして出力する。また、２月６日の２１時（ｔ１）の場合、予報天気が雪、予報風速が３ｍ／秒、外気温が５℃を超えているため、着氷判定部５３はファン制御信号をローレベル（ファン停止）にしたままである。

一方、２月６日の２１時の時間帯の場合、外気温が徐々に低下してｔ２で外気温が５℃以下となり、かつ、予報天気が雪、予報風速が３ｍ／秒であるため、着氷判定部５３は回転条件を満たしたとしてｔ２でファン制御信号をハイレベル（ファン回転）にして出力する。一方、２月６日の２３時の時間帯の場合、予報天気が雪、予報風速が４ｍ／秒であっても外気温が徐々に上昇してｔ５で外気温が５℃を越えたため、着氷判定部５３は回転条件を満たさないとしてｔ５でファン制御信号をローレベル（ファン停止）にして出力する。

一方、ｔ５で外気温が５℃を超えた後、ｔ７で再び外気温が５℃以下となり、かつ、２月７日の０時の時間帯における予報天気が雨であるが、予報風速が２ｍ／秒であるため、着氷判定部５３は回転条件がみたされないためファン制御信号をローレベル（ファン停止）にしたままである。このように、予想風速が３ｍ／秒未満の場合は室外機４の内部に配置されたファン４４まで風による雪や雨の吹込みがないと予想されるため、着氷判定部５３はファン４４を停止状態にしている。

そして、ｔ９で外気温が５℃を超え、さらに、ｔ１１で外気温が５℃以下となるまで着氷判定部５３はファン４４を停止状態のままとする。そして、ｔ１１で外気温が５℃以下となり、かつ、２月７日の２時の予報天気が雨で、さらに、予想風速が３ｍ／秒であるため、着氷判定部５３は回転条件を満たしたとしてファン制御信号をハイレベル（ファン回転）にして出力する。

この状態は５時になるまで継続しており、２月７日の５時の時間帯で外気温が５℃以下で、かつ、予想風速が５ｍ／秒であるが、予報天気が曇りであるため、着氷判定部５３は回転条件を満たさなくなったとしてｔ１４でファン４４を停止状態にする。以降、２月７日の６時の時間帯で予報天気が曇り、また、２月７日の７時の時間帯で予報天気が晴れであるため、着氷判定部５３はファン４４を停止状態のままにしている。

なお、例えば２月７日の５時の時間帯のように直前の時間帯で雨や雪であった場合は、予報天気が曇りであっても水滴などが残っていることも考えられるため、着氷判定部５３が一定時間、例えば１時間だけファン制御信号をハイレベル（ファン回転）にして出力するようにしてもよい。このようにすることで、確実に着氷を防止することができる。

以上説明したように、着氷防止部（着氷防止手段）５０が、Ｗｅｂサーバ７から空気調和機２が設置された地域に関する天気予報データ７ａを受信し、外気温センサ４２から外気温を受信し、天気予報が雨又は雪で、かつ、入力された外気温が予め定めた所定温度以下となる回転条件や、さらにこの回転条件に予想風速が風速閾値以上の条件を追加してこれらの回転条件がすべて成立した場合にのみファン４４を回転させるため、ファン４４への着氷を防止するための無駄な電力消費を抑制することができる。
なお、現在の外気温のデータを実際に検出したものでなく、天気予報で示されるものを用いても良いが、場所によって気温差があるため精度が本発明よりも劣る場合がある。

なお、本実施例では、回転条件として予想風速が風速閾値以上の条件を追加しているが、これに限るものでなく、ビルの屋上など常に強風が吹いている場所であれば、予想風速の条件を削除した回転条件を用いてもよい。
また、本実施例では配信手段としてＷｅｂサーバを用いた例を記載しているが、これに限るものでなく、単純なサーバや衛星放送のチューナーなど天気予報データを配信するものなら何であってもよい。

１システム
２空気調和機
３室内機
４室外機
５無線ＬＡＮルーター
６ネットワーク
７Ｗｅｂサーバ（配信手段）
７ａ天気予報データ
３１無線送受信部
３２室内機制御部
３３室内機通信部
４０室外機制御部
４１室外機通信部
４２外気温センサ
４３ファンモータ駆動部
４４ファン
５０着氷防止部（着氷防止手段）
５１天気予報データ取得部
５１ａ予報情報テーブル
５２時計部
５３着氷判定部

Claims

天気予報の情報を配信する配信手段と通信接続された空気調和機であって、
前記空気調和機は、外気温センサとファンを備えた室外機を備え、
前記室外機は、前記配信手段から前記空気調和機が設置された地域に関する天気予報のデータが入力され、前記外気温センサから現在の外気温が入力され、現在の時刻と対応する前記天気予報のデータの内容が雨又は雪で、かつ、入力された前記外気温が予め定めた温度閾値以下となる回転条件が成立した場合に前記ファンを回転させる着氷防止手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
前記着氷防止手段は、現在の時刻と対応する前記天気予報のデータにおける風速が予め定めた風速閾値以上となる条件を追加した前記回転条件が成立した場合に前記ファンを回転させることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。