JP2023087744A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、機能性材料の性能を向上させることができ、効率よく抗菌、除菌、抗ウィルス、防汚などを行うことができる空気調和装置を提供する。【解決手段】本開示における空気調和装置は、少なくとも圧縮機と、室外熱交換器とを備えた室外機と、筐体の内部に室内熱交換器と、室内ファンと、フィルタと、上下風向板とを備えた室内機と、前記室外機および前記室内機の動作を制御する制御部と、を備え、前記フィルタに、機能性材料を付与し、前記制御部は、記室内熱交換器を過熱した状態で、前記室内ファンを通常運転の場合と逆方向に回転駆動するフィルタクリーン運転モードを行う。【選択図】図３

Description

本開示は、空気調和装置に関する。

特許文献１は、菌、ウィルス等の雑菌に抗する機能を有する空気調和装置を開示する。この空気調和装置は、表面に抗菌、抗ウィルス性を有する抗菌物質を塗布された、または、抗菌物質が素材中に混練された、抗菌、抗ウィルス性のフィルタを備える。
また、特許文献２は、銀を含む抗微生物性微粒子が付着された、厚みが１～２ｍｍ、目付けが２０～５０ｇ／ｍ２の不織布からなるフィルタ層を備えたフィルタを開示する。

特開平１０－２４６５０５号公報 特開２０２０－１１０７６２号公報

本開示は、機能性材料の性能を向上させることができ、効率よく抗菌、除菌、抗ウィルス、防汚などを行うことができる空気調和装置を提供する。

本開示における空気調和装置は、少なくとも圧縮機と、室外熱交換器とを備えた室外機と、筐体の内部に室内熱交換器と、室内ファンと、フィルタと、上下風向板とを備えた室内機と、前記室外機および前記室内機の動作を制御する制御部と、を備え、前記フィルタに、機能性材料を付与し、前記制御部は、前記室内熱交換器を過熱した状態で、前記室内ファンを通常運転の場合と逆方向に回転駆動するフィルタクリーン運転モードを行う。

本開示における空気調和装置は、フィルタクリーン運転モードを行うことで、フィルタを加温することができ、フィルタに付与された機能性材料の反応が促進され、機能性材料が有する本来の特性を発揮することが可能となる。そのため、フィルタの抗菌、除菌、抗ウィルス、防汚などを行うことができる。

実施の形態１に係る室内機の断面図 実施の形態１に係る空気調和装置の制御構成を示すブロック図 実施の形態１に係る空気調和装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る空気調和装置の室内熱交換器の温度とフィルタの温度との関係を示すグラフ

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、空気調和装置は、室内機に設けたフィルタを介して、室内機が吸い込む空気また室内機が吹き出す空気に含まれる塵や埃を除去することが一般的であった。そのため、当該業界では、フィルタに塵や雑菌が付着することを課題として、フィルタに触媒や抗菌物質等の機能性材料を塗布又は混錬する、または、フィルタの自動掃除機能等を搭載する、という製品設計が行われていた。

しかしながら、空気調和機に設置してあるフィルタに抗菌性をはじめとした機能性材料が付与されているが、機能性材料の性能にのみ依存しており、効率よく抗菌、除菌を行うことができないという課題があることを発見し、本開示の主題を構成するに至った。
そこで、本開示は、機能性材料の性能を向上させることができ、効率よく抗菌、除菌、抗ウィルス、防汚などを行うことができる空気調和装置を提供する。

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図面を用いて、実施の形態１を説明する。
［１－１．構成］
［１－１－１．室内機の構成］
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の室内機を示す断面図である。
図１に示すように、空気調和装置１は、室内機１０を備えている。室内機１０は、室内の壁面に取付けられる筐体１１を備えている。
筐体１１の上面には、室内の空気を吸い込む吸気口１２が設けられている。筐体１１の下面には、室内に向けて空気を吹出す吹出口１３が設けられている。吸気口１２および吹出口１３は、いずれも筐体１１の幅方向の全域に亘って形成されている。
筐体１１の内部には、室内熱交換器１４が収容されている。室内熱交換器１４は、側面視において略逆Ｖ字状に形成されており、室内熱交換器１４は、筐体１１内部における吸気口１２と吹出口１３との間の空間を仕切るように配置されている。これにより、吸気口１２から吸い込まれた室内空気は、吹出口１３に至る間に、必ず室内熱交換器１４を通過するように構成されている。

室内熱交換器１４の内側には、室内ファン１５が配置されている。室内ファン１５は、図示しない送風機駆動モータにより回転駆動されることで、吸気口１２から室内空気を吸い込み、室内熱交換器１４を通過させて熱交換させた空気を吹出口１３から室内に吹き出すように構成されている。なお、本実施の形態においては、室内ファン１５として、クロスフローファンを用いているが、これに限定されものではなく、いずれのファンを用いるようにしてもよい。
また、吸気口１２には、フィルタ１６が配置されている。フィルタ１６は、可撓性を有する材料で構成されており、吸気口１２から吸い込まれる空気中の塵芥などを除去するものである。

本実施の形態においては、フィルタ１６には、機能性材料が付与されている。機能性材料は、例えば、塗布、含浸などの手段によりフィルタ１６に付与される。
機能性材料としては、抗菌材料、抗カビ材料、抗ウィルス材料、防汚機能材料の１つまたは複数の組みあわせから構成される。
具体的には、無機系材料、有機系材料、触媒材料であり、無機系材料としては、例えば、銀、銅、リン酸ジルコニウム、リン酸カルシウム、ゼオライト、粘土鉱物、シリカゲル、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、活性炭、酸化チタン、錯塩、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、焼成貝殻などが適用される。

また、有機系材料としては、例えば、アルコール系、フェノール系、アルデヒド系、カルボン酸系、エーテル系、エステル系、の各系統の有機系材料や、イミダゾール、チアゾール、ピリジン、ビグアナイド、カーバメート、チアゾロン、アンモニウム塩、精油、香辛料抽出物、ポリフェノール、プロタミン、キチン、キトサン、ポリリジン、リゾチーム等などが適用される。
触媒としては、例えば、酸化チタン、モリブデン、ニッケル、コバルト、白金、ロジウム、パラジウムなどが適用される。

フィルタ１６の前方部分には、クリーニング駆動ローラ１７が回転駆動自在に設けられており、このクリーニング駆動ローラ１７を回転駆動してフィルタ１６を巻き取ることで、フィルタ１６に付着した塵芥などの汚れをクリーニングすることができるように構成されている。

吹出口１３近傍には、吹き出す空気の左右方向の風向を調整する左右風向板１８が左右方向に揺動自在に設けられている。左右風向板１８は、手動により風向を調整可能とされている。
左右風向板１８の下方には、吹き出す空気の上下方向の風向を調整する上下風向板１９が揺動自在に設けられている。
上下風向板１９は、図示しない風向板駆動モータにより自動的に上下の風向を調整可能とされている。

さらに、筐体１１の内部であって吹出口１３の近傍には、静電霧化装置２０が配置されている。静電霧化装置２０は、例えば、供給される水分に放電して帯電微粒子水を含むミストを生成する放電部と、放電部に印加する高電圧を発生させる電源回路とを備える。放電部及び電源回路の図示は省略する。静電霧化装置２０は、帯電微粒子水を含むミストを発生させることで、空気中のウィルス、カビ、アレルギーの原因となる物質、菌等を抑制したり、脱臭したりする。帯電微粒子水には、除菌作用や脱臭作用などを発揮する静電霧等の有効成分が含まれる。

空気調和装置１は、室外機３０を備えている。室外機３０は、圧縮機３１、室外熱交換器（図示せず）、室外熱交換器に外気を送る室外ファン３２、膨張機構３３、四方弁３４（いずれも図２を参照）を備えている。
室外機３０と室内機１０とは、図示しない冷媒配管で接続され、所定の冷凍サイクル回路を構成している。

［１－１－２．制御構成］
次に、実施の形態１の制御構成について説明する。
図２は、本実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
室内機１０は制御部４０を備えている。
制御部４０は、空気調和装置１の各機器の制御を行う。制御部４０はプロセッサ、メモリおよびタイマを備える。制御部４０の制御は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが処理することにより、実行される。

制御部４０は、通信部４３を備え、通信部４３は、使用者が操作するリモコン４４と通信可能とされている。
すなわち、制御部は、使用者によるリモコン４４の操作により、室外機３０の圧縮機３１、室外ファン３２、膨張機構３３、四方弁３４、室内機１０の室内ファン１５、上下風向板１９、静電霧化装置２０の駆動制御を行う。

また、制御部４０は、冷房運転モード、冷房除湿運転モード、暖房運転モード、除湿運転モード、送風運転モードといった、通常の運転モードによる制御を行う。
さらに、本実施の形態においては、制御部４０は、フィルタクリーン運転モードによる制御を行う。
フィルタクリーン運転モードは、利用者がリモコン４４を操作することで選択することができるように構成されている。

［１－２．動作］
次に、実施の形態１の動作について説明する。
図３は、本実施の形態におけるフィルタクリーン運転モードによる制御を示すフローチャートである。
本実施の形態においては、リモコン４４によりフィルタクリーン運転モードが選択されると（ＳＴ１）、制御部４０は、フィルタクリーン運転モードを開始する（ＳＴ２）。
フィルタクリーン運転モードが開始されると、制御部４０は、圧縮機３１を駆動して暖房運転を開始する（ＳＴ３）。これにより、室内熱交換器１４に加温された冷媒が送られる。

この状態で、室内ファン１５を逆回転させる（ＳＴ３）。このように室内ファン１５を逆回転させることで、室内の空気が吹出口から吸い込まれ、室内熱交換器１４により加温された状態で、フィルタ１６の全域に亘って送られる。
このようにフィルタ１６が加温されることで、フィルタ１６に設けられた機能性材料の反応が促進され、機能性材料が有する本来の特性を発揮することが可能となる。

なお、制御部４０は、フィルタクリーン運転モードを行う場合、室内熱交換器１４の加温温度を室内温度以上の温度に制御することが好ましい。室温以上の温度に制御することにより、フィルタ１６の機能性材料の性能向上を図ることができる。
また、室内ファン１５の回転数は、高回転の方が望ましいが、例えば、２００ｒｐｍ程度の低回転であっても安定的に熱を送ることは可能である。

そして、制御部４０は、所定時間が経過したか否かを判断し（ＳＴ４）、所定時間が経過したと判断した場合は（ＳＴ４：ＹＥＳ）、フィルタクリーン運転モードを終了する（ＳＴ５）。

また、制御部４０は、内部クリーン運転モードによる運転を行うことができる。
内部クリーン運転モード行う場合は、制御部４０は、圧縮機３１を停止して室内ファン１５を駆動する送風運転を行う。この状態で、静電霧化装置２０を動作させるとともに、上下風向板１９をわずかに開くように制御する。上下風向板１９のわずかに開く量としては、例えば、上下風向板１９の全開状態を１００％とした場合、１０％から１２％程度の開度とされる。

このように上下風向板１９をわずかに開いた状態で、送風運転を行うことで、吹出口１３から吹き出された空気は、上下風向板１９により室内機１０の筐体１１の前面に沿って上方に流れ、そのまま吸込口から吸い込まれる、いわゆるショートサーキットと呼ばれる空気の流れを形成する。
これにより、静電霧化装置２０による静電霧が筐体１１内で循環され、筐体１１の内部クリーンが行われる。

前述のフィルタクリーン運転モードは、内部クリーン運転を行った後、内部クリーン運転中、または前記内部クリーン運転を行う前に行うことができ、これにより、筐体１１内を静電霧による清浄、フィルタ１６の機能性材料の機能性向上を図ることができる。

図４は、フィルタクリーン運転モードを行った場合の室内熱交換器１４の温度とフィルタ１６の温度との関係を示すグラフである。
図４は、フィルタクリーン運転モードにおいて、圧縮機３１を所定時間ごとに駆動、停止を繰り返し、室内熱交換器１４に加温された冷媒を送る状態と、冷媒を送らない状態とを交互に行った条件下で、室内ファン１５を停止した場合のフィルタ１６の温度と、室内ファン１５を逆方向に回転させた場合のフィルタ１６の温度との測定結果を示したものである。

図４に示すように、室内熱交換器１４の温度が変化する場合でも、室内ファン１５を停止した状態では、フィルタ１６の温度はほとんど変化していないことがわかる。
これに対して、室内ファン１５を逆方向に回転させた場合には、室内熱交換器１４の温度変化に対応するようにフィルタ１６の温度も追随していることがわかる。
これにより、室内ファン１５を逆方向に回転させることで、フィルタ１６に加温された空気が送られ、フィルタ１６を加温することができることがわかる。

［１－３．効果等］
以上説明したように、本実施の形態においては、少なくとも圧縮機３１と、室外熱交換器とを備えた室外機３０と、筐体１１の内部に室内熱交換器１４と、室内ファン１５と、フィルタ１６と、上下風向板１９とを備えた室内機１０と、室外機３０および室内機１０の動作を制御する制御部４０と、を備え、フィルタ１６に、機能性材料を付与し、制御部４０は、室内熱交換器１４を過熱した状態で、室内ファン１５を通常運転の場合と逆方向に回転駆動するフィルタクリーン運転モードを行う。
これにより、フィルタクリーン運転モードを行うことで、フィルタ１６を加温することができ、フィルタ１６に設けられた機能性材料の反応が促進され、機能性材料が有する本来の特性を発揮することが可能となる。そのため、フィルタ１６の抗菌などを行うことができる。

また、本実施の形態においては、制御部４０は、フィルタクリーン運転モードを行う場合、室内熱交換器１４の加温温度を室内温度以上の温度に制御する。
これにより、フィルタ１６に付与された機能性材料の反応をより促進することができる。

また、本実施の形態においては、フィルタ１６の機能性材料は、抗菌材料、抗カビ材料、抗ウィルス材料、防汚機能材料の１つまたは複数の組みあわせから構成される。
これにより、機能性材料により、フィルタ１６の抗菌、抗カビ、抗ウィルス、防汚を行うことができ、これらの機能の促進を図ることができる。

また、本実施の形態においては、室内機１０は、静電霧化装置２０を備え、制御部４０は、静電霧化装置２０を駆動するとともに上下風向板１９を上向きにする内部クリーン運転を行った後、または内部クリーン運転を行う前に、フィルタクリーン運転モードを行う。
これにより、内部クリーン運転とともに、抗菌運転を行うことができ、筐体１１内の静電霧による清浄と、抗菌などを行うことができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１においては、室内熱交換器１４の上流側に配置したフィルタ１６に機能性材料を付与した場合の例について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、室内熱交換器１４の上流側に配置した集塵フィルタや脱臭フィルタに機能性材料を付与することで、これらのフィルタについても同様に適用することができる。

以上のように、本発明に係る空気調和装置は、機能性材料の性能を向上させることができ、効率よく抗菌、除菌を行うことができる空気調和装置として好適に利用可能である。

１ 空気調和装置
１０ 室内機
１１ 筐体
１２ 吸気口
１３ 吹出口
１４ 室内熱交換器
１５ 室内ファン
１６ フィルタ
１７ クリーニング駆動ローラ
１８ 左右風向板
１９ 上下風向板
２０ 静電霧化装置
３０ 室外機
３１ 圧縮機
３２ 室外ファン
３３ 膨張機構
３４ 四方弁
４０ 制御部
４３ 通信部
４４ リモコン

Claims (4)

1. 少なくとも圧縮機と、室外熱交換器とを備えた室外機と、
   筐体の内部に室内熱交換器と、室内ファンと、フィルタとを備えた室内機と、
   前記室外機および前記室内機の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記フィルタに、機能性材料を付与し、
   前記制御部は、前記室内熱交換器を過熱した状態で、前記室内ファンを通常運転の場合と逆方向に回転駆動するフィルタクリーン運転モードを行う、
   空気調和装置。
2. 前記制御部は、前記フィルタクリーン運転モードを行う場合、前記室内熱交換器の加温温度を室内温度以上の温度に制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記フィルタの機能性材料は、抗菌材料、抗カビ材料、抗ウィルス材料、防汚機能材料の１つまたは複数の組みあわせから構成される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記制御部は、内部クリーン運転を行った後、内部クリーン運転中、または前記内部クリーン運転を行う前に、前記フィルタクリーン運転モードを行う、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。

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