JP2022028551A - 空調室内機 - Google Patents
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Abstract
Description
空調室内機2は、空気調和装置10を構成する機器である。図1は、空気調和装置10の構成図である。図1に示すように、空気調和装置10は、主として、空調室内機2と、空調室外機4と、リモートコントローラ15と、を備えている。空調室内機2の室内制御部81は、空調室外機4の室外制御部82と協働して、室内熱交換器21を洗浄するための洗浄運転を行う。そのため、ここでは、空調室内機2だけでなく、空気調和装置10全体の構成について説明する。
(2-1)空気調和装置
空気調和装置10は、室内RMを空気調和する空調運転と、室内熱交換器21の洗浄運転と、を行う。空調運転は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、送風運転及び加湿運転を含む。図1に示すように、空気調和装置10は、空調室内機2と、空調室外機4と、加湿ユニット6と、リモートコントローラ15と、を備えている。
図1に示すように、本実施形態では、空調室内機2は、室内RMの壁WLに設置される。しかし、これに限定されず、空調室内機2は、例えば、天井又は床に設置されてもよい。
室内熱交換器21では、室内熱交換器21を流れる冷媒と、室内RMの空気との間で熱交換が行われる。図4は、空調室内機2の断面図である。図4に示すように、室内熱交換器21は、複数の伝熱フィン21aと、複数の伝熱管21bと、を有している。伝熱管21bは、複数折り返されていて1つの伝熱フィン21aを複数回貫通する。空調室内機2は、室内ファン22を駆動して、室内RMの空気を吸込口23aから吸い込む。吸い込まれた室内RMの空気は、複数の伝熱フィン21aの間を通過する。このとき、伝熱管21bには、冷媒が流れているため、伝熱管21bを流れる冷媒と、室内RMの空気との間で熱交換が行われる。室内熱交換器21を通過した空気は、吹出口23bから吹き出される。
室内ファン22は、室内熱交換器21に、室内RMの空気を供給するファンである。図4に示すように、室内ファン22は、空調室内機2の断面視において、略中央部分に配置されている。本実施形態では、室内ファン22は、クロスフローファンである。しかし、これに限定されず、室内ファン22は、例えば、ターボファンやシロッコファン等の遠心ファンでもよい。室内ファン22は、室内ファンモータ22aによって駆動される。室内ファンモータ22aの回転数は、インバータによって制御可能である。
室内膨張弁28は、冷媒回路13を流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。本実施形態では、室内膨張弁28は、電子膨張弁である。
図3に示すように、空調室内機2は、室内温度センサ31と、室内湿度センサ32と、ダクト用温度センサ33と、ダクト用湿度センサ34と、室内熱交換器温度センサ35と、人検出カメラ36と、を備えている。
検知部71は、室内制御部81からの指示により、人検出カメラ36を操作して、室内RMの人を検知する。検知部71は、検知結果を、室内制御部81に送信する。
室内制御部81は、空調室内機2を構成する各部の動作を制御する。
報知部73は、室内制御部81からの指示により、待機モード時に、室内RMからの退出を促す報知を行う。待機モードについては、後述する。本実施形態では、報知部73は、ユーザ端末90に対して、報知を行う。ユーザ端末90は、報知部73から報知を受信すると、例えば、ユーザ端末90の表示画面への文字表示や、音声等によって、報知内容をユーザに知らせる。しかし、これに限定されず、報知部73は、例えば、リモートコントローラ15に対して、報知を行ってもよい。リモートコントローラ15は、報知部73から報知を受信すると、例えば、リモートコントローラ15の表示画面15aへの文字表示によって、報知内容をユーザに知らせる。また、報知部73は、例えば、空調室内機2の本体ランプ(図示せず)を点滅させることにより、ユーザに対して報知を行ってもよい。また、報知部73は、例えば、空調室内機2に内蔵されているスピーカー(図示せず)から音声により、ユーザに対して報知を行ってもよい。
図1に示すように、空調室外機4は、室外OTに設置されている。
圧縮機41は、低圧の冷媒を吸入し、圧縮機構(図示せず)によって冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出する。本実施形態では、圧縮機41は、ロータリ式やスクロール式等の容積圧縮機である。図3に示すように、圧縮機41の圧縮機構(図示せず)は、圧縮機モータ41aによって駆動される。圧縮機モータ41aによって圧縮機構(図示せず)が駆動されることで、冷媒が圧縮される。圧縮機モータ41aは、インバータによる回転数制御が可能なモータである。圧縮機モータ41aの回転数が制御されることで、圧縮機41の容量が制御される。
流向切換機構42は、冷媒の流向を切り換えることで、冷媒回路13の状態を、第1状態と第2状態との間で変更する機構である。冷媒回路13が第1状態にある時には、室外熱交換器44が冷媒の凝縮器として機能し、室内熱交換器21が冷媒の蒸発器として機能する。冷媒回路13が第2状態にあるときには、室外熱交換器44が冷媒の蒸発器として機能し、室内熱交換器21が冷媒の凝縮器として機能する。
アキュムレータ43は、流入する冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離機能を有する。図3に示すように、アキュムレータ43は、流向切換機構42の第3ポートP3と、圧縮機41の吸入口と、の間に設置される。アキュムレータ43に流入する冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とに分離され、上部空間に集まるガス冷媒が、圧縮機41へと流出する。
室外熱交換器44では、室外熱交換器44の内部を流れる冷媒と、室外OTの空気との間で熱交換が行われる。具体的には、図3に示すように、空調室外機4は、室外ファン46を駆動して、室外OTの空気を吸込口47aから吸い込む。吸い込まれた室外OTの空気は、室外熱交換器44を通過する。このとき、室外熱交換器44には、冷媒が流れているため、室外熱交換器44を流れる冷媒と、室外OTの空気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器44を通過した空気は、吹出口47bから吹き出される。
室外膨張弁45は、冷媒回路13を流れる冷媒の圧力や流量を調節するための機構である。本実施形態では、室外膨張弁45は、電子膨張弁である。
室外ファン46は、室外熱交換器44に空気を供給するファンである。本実施形態では、室外ファン46は、プロペラファンである。室外ファン46は、室外ファンモータ46aによって駆動される。室外ファンモータ46aの回転数は、インバータにより制御可能である。
図3に示すように、空調室外機4は、外気温度センサ51と、吐出管温度センサ52と、室外熱交換器温度センサ53と、外気湿度センサ54と、を備えている。
室外制御部82は、空調室外機4を構成する各部の動作を制御する。
加湿ユニット6は、室外OTの空気から水分を取り入れる。加湿ユニット6は、取り入れた水分を室外OTの空気に付与することで、高湿度の空気を生成する。加湿ユニット6は、この高湿度の空気を、空調室外機4に送る。空気調和装置10は、加湿運転時に、空調室内機2において、加湿ユニット6から送られてきた高湿度の空気と、室内RMの空気と、を混合する。空調室内機2は、高湿度の空気が混合された空気を、室内RMに吹き出すことで、室内RMを加湿する。
本実施形態では、吸着ロータ61は、ハニカム構造を持つ円盤状のセラミックロータである。セラミックロータは、例えば、吸着剤を焼成することにより形成できる。吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着する性質を有している。また、吸着剤は、加熱されることによって吸着した水分を脱離するという性質を有している。吸着剤には、例えば、ゼオライト、シリカゲル及びアルミナがある。吸着ロータ61は、吸着ロータモータ61aにより駆動されて、回転する。吸着ロータ61の回転数は、吸着ロータモータ61aの回転数を変えることにより変更することができる。
ヒータ62は、加湿用空気取入口69cと、切換ダンパ63と、の間に配置されている。加湿用空気取入口69cから取り入れられた室外OTの空気は、ヒータ62を通過した後、さらに吸着ロータ61を通過して、切換ダンパ63に到達する。ヒータ62で加熱された空気が吸着ロータ61を通過すると、吸着ロータ61から水分が脱離して、加熱された空気に水分が供給される。ヒータ62は、出力を変化させることができ、ヒータ62を通過した空気の温度を出力に応じて変化させることができる。吸着ロータ61は、特定の温度範囲内では、吸着ロータ61を通過する空気の温度が高いほど脱離する水分量が多くなる。
切換ダンパ63は、第1出入口63aと、第2出入口63bと、を備えている。切換ダンパ63は、吸排気ファン64が駆動しているときに、空気を吸い込む空気の入口を、第1出入口63aとするか、又は、第2出入口63bとするか、を切り換えることができる。空気の入口を第1出入口63aとする場合には、室外OTの空気が、加湿用空気取入口69cから、吸着ロータ61、ヒータ62、吸着ロータ61、第1出入口63a、吸排気ファン64、第2出入口63b、ダクト66、吸排気ホース68、空調室内機2の順に流れる(図3の実線で示された矢印の向き)。空気の入口を第2出入口63bとするように切り換えると、逆に、空調室内機2から、吸排気ホース68、ダクト66、第2出入口63b、吸排気ファン64、第1出入口63a、吸着ロータ61、ヒータ62、吸着ロータ61、加湿用空気取入口69cの順に空気が流れる(図3の破線で示された矢印の向き)。切換ダンパ63の切り換えは、切換ダンパモータ63cにより行われる。
吸排気ファン64は、切換ダンパ63の第1出入口63aと、第2出入口63bと、の間に配置されている。吸排気ファン64は、第1出入口63aから第2出入口63b、又は、第2出入口63bから第1出入口63a、に向う空気の流れを発生させる。吸排気ファン64は、吸排気ファンモータ64aにより駆動される。
吸着ファン65は、吸着用空気取入口69bから吸着用空気吹出口69aに続く通路に配置されている。この通路には、吸着ロータ61が掛かるように、吸着ロータ61が配置されている。吸着ファン65は、吸着ファンモータ65aにより駆動される。吸着ファン65が駆動すると、室外OTの空気が、吸着用空気取入口69bから吸着用空気吹出口69aに向う。この時、室外OTの空気が、吸着ロータ61を通過すると、吸着ロータ61に水分が吸着する。
吸排気ホース68は、一方端をダクト66に、他方端を空調室内機2に、接続している。このような構成により、吸排気ホース68と室内RMとは、空調室内機2を介して連通している。
制御部8は、図3に示すように、空調室内機2の室内制御部81と、空調室外機4の室外制御部82とが、伝送線84を介して通信可能に接続されることによって構成されている。なお、室内制御部81と室外制御部82とは、物理的な伝送線84によってではなく、無線によって通信可能に接続されていてもよい。制御部8は、室外制御部82や室内制御部81の制御演算装置が、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、空気調和装置10全体の動作を制御する。
空気調和装置10は、空調運転及び洗浄運転を行う。空調運転は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、送風運転及び加湿運転を含む。また、暖房運転と加湿運転とを並行して行う加湿暖房運転等のように、複数の運転が組み合わされることがある。ここでは、それぞれの運転動作について説明する。
冷房運転は、室内RMの温度を、目標温度まで冷ます運転である。
暖房運転は、室内RMの温度を、目標温度まで温める運転である。
除湿運転は、室内RMの空気に含まれる水分を、室内熱交換器21の表面に結露させることで、室内RMの湿度を下げる運転である。
第1除湿運転では、制御部8は、室内膨張弁28を全開にする。そして、制御部8は、図5に示すように、室内熱交換器21のすべてが実質的に蒸発域になるように、圧縮機41の運転周波数、及び、室外膨張弁45の開度を制御する。
第2除湿運転では、制御部8は、室内膨張弁28を全開にする。そして、制御部8は、図5に示すように、第1熱交換部21Fの一部(例えば、室内熱交換器21の全容積の2/3以下の部分)が蒸発域に、第1熱交換部21Fの残りの部分及び第2熱交換部21Rが過熱域になるように、圧縮機41の運転周波数、及び、室外膨張弁45の開度を制御する。例えば、制御部8は、室外膨張弁45の弁開度を、第1除湿運転の場合よりも小さくすることで、室内熱交換器21に流入する冷媒にかかる圧力を小さくし、冷媒の蒸発温度を下げる。その結果、室内熱交換器21内を流れる冷媒は、第1除湿運転の場合よりも速く蒸発することになる。
第3除湿運転では、制御部8は、図5に示すように、第1熱交換部21Fが凝縮域に、第2熱交換部21Rが蒸発域になるように、室内膨張弁28の弁開度、圧縮機41の運転周波数、及び、室外膨張弁45の弁開度を制御する。例えば、制御部8は、室外膨張弁45を全開し、室外熱交換器44及び第1熱交換部21Fが、全体として凝縮域になるように制御する。また、例えば、制御部8は、室内膨張弁28の弁開度を狭くし、第2熱交換部21Rに流入する冷媒の蒸発温度を下げることで、第2熱交換部21Rが蒸発域になるように制御する。なお、第3除湿運転では、第2除湿運転よりも、蒸発域にする室内熱交換器21の部分が小さい。そのため、第3除湿運転において第2熱交換部21Rに流入する冷媒の蒸発温度は、第2除湿運転において室内熱交換器21に流入する冷媒の蒸発温度よりも、低くする必要がある。
除湿運転では、第1除湿運転、第2除湿運転及び第3除湿運転の順で、除湿効果が高い。また、除湿運転では、第3除湿運転、第2除湿運転及び第1除湿運転の順で、室内RMの温度の低下が抑制される。
送風運転は、室内RMに送風する運転である。
加湿運転は、室内RMの湿度を、目標湿度まで高める運転である。
洗浄運転は、室内熱交換器21を洗浄する運転である。制御部8は、室内熱交換器21の表面に結露水を生じさせることで、表面を洗浄する。ここでいう室内熱交換器21の表面には、伝熱フィン21aが含まれる。
制御部8は、タイマーによって、洗浄運転の停止時から、空調運転の駆動時間をカウントしておく(以下、カウントされている駆動時間を、積算駆動時間と記載する)。具体的には、積算駆動時間は、空調運転における室内ファン22の駆動時間である。積算駆動時間は、洗浄運転の停止時にリセットされる。
ユーザ端末90は、図2に示すように、主として、空調操作部91を備える。また、ユーザ端末90は、表示画面(図示せず)を備える。
空調操作部91は、リモートコントローラ15と同様の機能を有する。具体的には、空調操作部91は、空気調和装置10から情報を受信し、受信内容をユーザに通知する。空調操作部91は、例えば、ユーザ端末90の表示画面への文字表示や、音声等によって、受信内容をユーザに通知する。本実施形態では、空調操作部91は、空気調和装置10から、室内RMからの退出を促す報知を受信し、報知内容をユーザ端末90の表示画面に表示する。
(3-1)
洗浄運転中の室内は、冷気が吹き出る等の理由により一般に不快である。そのため、従来は、空調運転の停止後、洗浄運転の開始前に、所定の待機時間を設けて、ユーザに室内から退出する機会を与えていた。
本実施形態の空調室内機2では、報知部73は、待機モード時に、室内RMからの退出を促す報知を行う。その結果、空調室内機2は、ユーザに、室内RMから退出する機会を与え、洗浄運転下における室内RMの不快感を与えないようにすることができる。
(4-1)変形例1A
本実施形態では、制御部8は、図6のステップS1-1において、待機モードに入った後に、ステップS1-3において、検知部71による室内RMからの人の退出の検知、ユーザによる洗浄運転の許可操作、及び、待機モードにおける所定時間TT0の経過、の3つの条件の内の少なくとも1つの条件が成立するか否かを判断した。制御部8は、上記3つの条件の内の少なくとも1つの条件が成立する場合は、ステップS1-4において、待機モードを終了した。
本実施形態では、制御部8は、図6のステップS1-1において、待機モードに入った後に、ステップS1-3において、検知部71による室内RMからの人の退出の検知を判断した。制御部8は、室内RMからの人の退出が検知されれば、ステップS1-4において、待機モードを終了し、ステップS2において、洗浄運転を開始した。
本実施形態では、制御部8は、図6のステップS1-3において、待機モードにおける所定時間TT0の経過を判断した。制御部8は、所定時間TT0が経過したと判断すれば、ステップS1-4において、待機モードを終了し、ステップS2において、洗浄運転を開始した。
本実施形態では、制御部8は、ステップS0において、ユーザから洗浄運転の開始の指示があったか否か、又は、自動洗浄モードの洗浄開始条件が成立したか否か、を判断した。制御部8は、ユーザから洗浄運転の開始の指示があった(手動洗浄モードによる洗浄運転の開始)、又は、自動洗浄モードの洗浄開始条件が成立した(自動洗浄モードによる洗浄運転の開始)、場合には、ステップS1-1において、待機モードに入った。その後、制御部8は、ステップS1-4において、待機モードを終了し、ステップS2において、洗浄運転を開始した。
本実施形態では、制御部8は、ステップS0において、自動洗浄モードの洗浄開始条件が成立したか否か、を判断した。制御部8は、自動洗浄モードの洗浄開始条件が成立した、場合には、ステップS1-1において、待機モードに入った。自動洗浄モードの洗浄開始条件は、前回の洗浄運転から、積算駆動時間が所定時間TT4を経過した状態で、空調運転が停止することである。本実施形態では、制御部8が、リモートコントローラ15及びユーザ端末90の内のどちらから空調運転を停止する指示を受信しても、報知部73は、ユーザ端末90に対して、室内RMからの退出を促す報知を行った。
本実施形態では、自動洗浄モードの洗浄開始条件は、前回の洗浄運転から、積算駆動時間が所定時間TT4を経過した状態で、空調運転が停止することであった。しかし、自動洗浄モードの洗浄開始条件は、積算駆動時間ではなく、後述する積算実時間が用いられてもよい。その結果、情報報知システム100は、空調運転の駆動時間によらず、自動で洗浄運転を開始することができる。
本実施形態では、空気調和装置10は、空調室外機4と一体化された加湿ユニット6を用いて、室内RMを加湿した。しかし、空気調和装置10は、図8に示すように、室内RMに設置される室内加湿器200を用いて、室内RMを加湿してもよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
8 制御部
15 リモートコントローラ
21 室内熱交換器
71 検知部
73 報知部
90 ユーザ端末
RM 室内
Claims (6)
- 室内熱交換器(21)を洗浄するための洗浄運転、を行う空調室内機(2)であって、
前記洗浄運転を制御する前に所定時間(TT0)待機する待機モードを有する、制御部(8)、
を備え、
室内(RM)の人を検知する検知部(71)をさらに備え、前記待機モードは、前記検知部によって前記室内からの人の退出が検知されれば終了する、
又は、
前記待機モードは、ユーザによる前記洗浄運転の許可操作があれば終了する、
空調室内機(2)。 - 前記待機モード時に、前記室内からの退出を促す報知、を行う報知部(73)、
をさらに備える、
請求項1に記載の空調室内機(2)。 - 室内(RM)の人を検知する検知部(71)をさらに備え、
前記制御部は、前記検知部によって前記室内に人が検知されなければ、前記待機モードに入らずに前記洗浄運転を開始する制御を行う、
請求項1又は2に記載の空調室内機(2)。 - 前記制御部は、前記待機モードが前記所定時間の経過によって終了した場合、前記洗浄運転を開始しない制御を行う、
請求項1から3のいずれか1つに記載の空調室内機(2)。 - 前記制御部は、所定条件が成立すれば自動で前記洗浄運転を開始する自動洗浄モード、又は、ユーザが手動で前記洗浄運転の開始を指示する手動洗浄モード、によって前記洗浄運転を制御し、
前記制御部は、前記自動洗浄モードによって前記洗浄運転を開始する場合には、前記待機モードに入る制御を行い、前記手動洗浄モードによって前記洗浄運転を開始する場合には、前記待機モードに入らない制御を行う、
請求項1から4のいずれか1つに記載の空調室内機(2)。 - 前記制御部は、空調運転の停止後に、前記待機モードに入る制御を行い、
前記報知部は、前記空調運転の停止を指示した操作端末(15,90)によって、報知方法を変える、
請求項2から5のいずれか1つに記載の空調室内機(2)。
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