JP3071074B2

JP3071074B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP3071074B2
Application number: JP5246718A
Authority: JP
Inventors: 浩子田中; 諭史高橋; 好謙井田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JPH07103553A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調和機に係り、特に
除霜水を還流して加湿装置の加湿水として使用する空気
調和機の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、一体型ヒートポンプエアコン
として、室内側送風機に水を供給してこれによって室内
を加湿するものが知られている。しかしながら在来の構
成のものでは、加湿源としてたとえば予め室内機側に水
タンクなどを備えておき、これから水を供給するような
形式のものであったため、これではタンクが空になれば
加湿を停止してしまうので、その都度、タンクに給水す
るなどの作業が必要となり、誠に煩雑となる。そこで特
開昭５８−７２８２４号公報には、室外側熱交換器に発
生する凝結水を室内側ユニットの加湿源として用いる空
調機の加湿装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭５８−７２
８２４号公報の技術によると、室外熱交換器表面に凝結
し、受皿に集められたドレン水を(イ)ポンプで室内熱交
換器上に開口するドレンパイプから直接散布するか、
(ロ)室内器下に設けられた受皿にドレン水を貯め、スプ
ラッシャによって室内器表面に散布するか、(ハ)ドレン
パイプを室内機吹出口に開口させ、噴霧水として吹出空
気と共に放出するか、の(イ)〜(ハ)の少なくとも３つの
例により加湿を行なう手段が示されている。

【０００４】しかしながら、除霜水の採水手段あるいは
制御などについては、上記技術においては格別の配慮が
特になされてはいない。ところが、運転条件等は季節に
より異なる筈であり、就中、冬期においては、一般に湿
度が低下するため、空気調和機を春秋の如く通常運転を
行なったのでは加湿を行なうに充分なほど除霜水を供給
することが困難となり、従って除霜水を採取するための
特別運転を行なわねばならない必要が生じる。これは従
来技術においては、まだ行なわれるに至っていない。そ
こで、本発明の目的は、前記の除霜水採取という課題
を、外気の温湿度状態により運転周波数、室外機送風機
の回転数などの制御を行なうことにより達成し、より加
湿能力の高い空気調和機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明は標記課題を解
決するためになされたものであって、その要旨とすると
ころは、室外機と室内機とから構成され室外機の徐霜水
を液体のまま室内機に送り、室内で気化させる加湿装置
を備えた空気調和機であって、室外機は、熱交換器と、
該熱交換器に着霜した水分を貯水し、かつその水位を検
知する水位センサを有する室外水容器と、前記水分を室
内機に送水する送水ポンプと、前記熱交換器に設けられ
た蒸発温度を検知する蒸発温度センサと、圧縮機と、送
風機と、室外温度センサと、室外湿度センサとを備え、
室内機は、前記送水分を貯水し、かつその水位を検知す
る水位センサを有する室内水容器と、加湿必要時に所要
水量を加湿ユニットに送給する定量ポンプと、室内温度
センサと、室内湿度センサとを備え、各センサの検知結
果より徐霜水採取運転が可能と判断した時、前記圧縮機
の回転数を限界まで上げ、前記送風機の回転数を、前記
蒸発温度を感知しながら徐霜水が最も得られやすい回転
数にし、さらに前記室内温度センサにより感知した室内
温度が快適条件を越えないように送風機回転数を変化さ
せ、それでも室内温度が快適条件を越える場合に該快適
条件内に入るように圧縮機回転数を下げる制御部を備え
る空気調和機にある。ここで、快適条件とは、人が快適
と感じる範囲であり、あらかじめ快適条件を設定してお
いてもよいし、ユーザーが任意に設定可能としてもよ
い。

【０００６】なお、この場合、以上に加えてさらに、前
記室内水容器ならびに前記室外水容器に夫々水汚れセン
サと排水弁とを設け、前記制御部は、該水汚れセンサに
より貯留水の汚れを検知すると前記排水弁を開くこと、
前記熱交換器に着霜した水分の浄化フィルタを設けたこ
と、前記室外水容器に水温センサと凍結防止ヒータとを
設け、前記制御部は、前記水温センサによる貯留水の水
温検知により前記凍結防止ヒータの点滅を行うこと、
は、いずれも有効である。

【０００７】

【作用】本発明では、冬期、外気の相対湿度が高い夜か
ら明け方にかけて、室温に悪影響を及ぼさない程度に圧
縮機の回転数を上げ、ファンの回転数を落とすことによ
り室外パイプの蒸発温度を下げ、着霜を促すことを行な
う。この操作について、室内温湿度、室外温湿度、内外
の水容器の水位センサ及び水汚れセンサにより制御を行
なう。本発明の空気調和機は、上述のような構成なの
で、加湿に必要な水量を確保することができ、より高い
加湿能力をもつ空気調和機となる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の空気調和
機について詳細に説明する。まず、本発明の空気調和機
のシステム図を図１に従って説明すると、二点鎖線部１
は室外ユニット（室外機）を、二点鎖線部２は室内ユニ
ット（室内機）を示す。まず、除霜水の経路から説明す
ると、熱交換器３に着霜した水分は除霜されフィルター
４を通って室外水容器５に蓄えられる。次いで室外水容
器５から浄水フィルター６で浄化され給水ポンプ７で室
内へ送られる。さらに、ユニット間配管８を通って室内
水容器９内に除霜水は貯められ、給水ポンプ１０によっ
て加湿に必要な水量だけ加湿ユニット１１に送られ、室
内の加湿に使われる。この構成についての制御に関わる
センサ等の部品について説明すると、室外ユニット１内
に水汚れセンサの発光素子１２と受光素子１３、水位セ
ンサ１４、水温センサ１５、凍結防止ヒーター１６、オ
ーバーフロー口１７、排水弁１８が取り付けてあり、室
内ユニット２内に水汚れセンサの発光素子１９と受光素
子２０、水位センサ２１、排水弁２２が取り付けてあ
る。なお、図１には示さなかったが、これ以外に室外温
度センサ、室外湿度センサ、室内温度センサ、室内湿度
センサ、室外パイプ温度センサと、それぞれセンサの検
知回路が取り付けられている。

【０００９】次に制御方法について、図２〜図７の図面
に従って説明する。まず除霜水採取運転を行うための制
御回路の作動経路を図２に示す。室外温度センサ３１と
室外湿度センサ３２からの信号を室外温湿度検知回路３
３に受けて除霜水採取運転が可能か判断し、制御回路４
０に信号を送る。室内温度センサ３４からの信号を室内
湿度検知回路３５に受けて除霜水採取運転が可能か判断
し、制御回路４０に信号を送る。室外水位センサ１４か
らの信号を室外水量検知回路３７に受けて除霜水採取運
転が必要か判断し、制御回路４０に信号を送る。除霜水
採取運転が可能ならば、制御回路４０より圧縮機駆動回
路４１、室外側送風機駆動回路４２、蒸発温度検知回路
４３に信号を送る。蒸発温度検知回路４３は室外パイプ
温度センサ３１からの信号を受け、除霜水採取可能な温
度でなければ、制御回路４０に信号を送り、圧縮機駆動
回路４１及び室外側送風機駆動回路４２に更なる信号を
送らせる。これによって確実に着霜させ、加湿に必要な
水量を得ることができる。

【００１０】次に、加湿運転作動時の制御を図３に示
す。室内湿度センサ３８からの信号を室内湿度検知回路
３９に受け、加湿が必要ならば、給水ポンプ１０に信号
を送り、室内水容器９から加湿ユニット１１に水を送ら
せる。以上が除霜水採取から室内の加湿までのおおまか
な経路である。図４〜図６は水質及び水量保持のための
制御回路のブロック図である。図４は室外水容器５の水
質保持の制御を示す。室外水汚れセンサ１２，１３から
の信号を室外水質検知回路５０が受け、加湿に適してい
なければ室外排水弁１８を開けて排水する。図５は室内
水容器９の水質保持の制御を示す。図４と同様に、室内
水汚れセンサ１９，２０からの信号を室内水質検知回路
５１が受け、加湿に適していなければ室内排水弁２２を
開けて排水する。

【００１１】排水が終了すると室内水位センサ２１が室
内水量検知回路５２に信号を送り、室外給水ポンプ７が
作動して室外水容器５から除霜水を室内水容器９へ送
る。室内水位センサ２１は室内排水弁２２にかかわら
ず、室内水容器９の水量を絶えず検知し、ある一定量を
越えると室内水量検知回路５１に信号を送り、室外給水
ポンプ７を作動させる。図６は室外水容器５の凍結防止
のための制御である。室外水温センサ１５が絶えず室外
水容器５内の水温を検知し、ある一定温度をきると凍結
検知回路５３に信号を送り、凍結検知ヒーター１６を入
れる。水温がある一定温度を越えると凍結検知回路５３
に信号を送り、凍結検知ヒーター１６を止める。

【００１２】次に本発明の制御回路の動作を図７にした
がって説明する。空気調和機が運転を開始すると、まず
ステップ(１)で室外温湿度が採取に適しているかセンサ
で感知する。適していなければ(Ｎｏ)、ステップ(１８)
に進み、除霜水採取運転を見合わせる。適していれば
(Ｙｅｓ)、ステップ(２)で室内温度が採取運転に適して
いるかどうかセンサで感知する。適していなければ(Ｎ
ｏ)、ステップ(１８)に進み、除霜水採取運転を見合わ
せる。適していれば(Ｙｅｓ)、ステップ(３)で室外水容
器が一杯になっていないかセンサで感知する。一杯にな
っていなければ(Ｎｏ)、ステップ(４)で除霜水採取運転
を開始する。一杯になっていれば(Ｙｅｓ)、ステップ
(１１)で室外水容器の水が加湿に適しているかどうかセ
ンサで感知する。適していなければ(Ｎｏ)、ステップ
(１２)で排水弁１８を開け、排水が終了するとステップ
(４)にもどり、除霜水採取運転を開始する。適していれ
ばステップ(１１)がＹｅｓであればステップ(１３)で室
内水容器が一杯になっているかどうかセンサで感知す
る。一杯になっていなければ(Ｎｏ)、ステップ(１４)で
室外水容器がの水を室内水容器に送り、ステップ(４)に
もどり、除霜水採取運転を開始する。

【００１３】一杯になっていれば(Ｙｅｓ)、ステップ
(１５)で室内水容器の水が加湿に適しているかどうかセ
ンサで感知する。適していなければ(Ｎｏ)、ステップ
(１６)で排水弁２２を開けて排水し、ステップ(１４)で
室外水容器の水を室内水容器に送り、ステップ(４)にも
どり、除霜水採取運転を開始する。適していればステッ
プ(１５)がＹｅｓであれば、ステップ(１７)で室内湿度
が快適状態になっているかどうかセンサで感知する。快
適状態になっていなければ(Ｎｏ)、加湿運転が行われて
いるので、水容器の水が減り続けていることになる。よ
って、もう一度ステップ(１)の室外温湿度が採取に適し
ているかどうかセンサで感知するところから始める。快
適状態になっていれば(Ｙｅｓ)、ステップ(１８)の除霜
水採取運転を見合わせる。一方、ステップ(４)で除霜水
採取運転を開始すると、まずステップ(５)で室外側送風
機の制御を行い、次にステップ(６)で圧縮機の制御を行
う。そしてステップ(７)で蒸発温度が充分下がっている
かどうかセンサで感知する。下がっていなければ(Ｎ
ｏ)、再度ステップ(５)で室外機の送風機の制御を行う
ところから始める。

【００１４】蒸発温度が下がると(Ｙｅｓ)、ステップ
(８)で室内温度が採取運転に適しているかどうかセンサ
で感知する。適していなければ(Ｎｏ)、ステップ(１９)
で採取運転を中止する。適していれば(Ｙｅｓ)、ステッ
プ(９)で室外温湿度が採取に適しているかどうかセンサ
で感知する。適していなければ(Ｎｏ)、ステップ(１９)
で採取運転を中止する。適していれば(Ｙｅｓ)、ステッ
プ(１０)で室外水容器が一杯になっていないかセンサで
感知する。一杯になっていれば(Ｙｅｓ)、ステップ(１
９)で採取運転を中止する。一杯になっていなければ(Ｎ
ｏ)、ステップ(７)で蒸発温度が充分下がっているかセ
ンサで感知するところから始める。以上が制御回路の動
作であるが、各センサは絶えず作動し、ステップ(１８)
での除霜水採取運転の見合わせ、又はステップ(１９)で
の採取運転中止の状態になっても、各センサが除霜水採
取運転に適する状態になった場合、自動的に制御動作を
進めるようになっている。

【００１５】なお、除霜水採取運転時、圧縮機の回転数
は熱交換器の能力に関係なく限界近くまで上げることが
必要であるが、室外機送風機の回転数は熱交換器の形
状、能力等により最適条件が変わる。次に、各々の除霜
水量との関係を図８、図９に示す。圧縮機の回転数と除
霜水量との関係は図８より、回転数が高いほど除霜水が
得られやすいことがわかる。また、室外機送風機の回転
数と除霜水量との関係は図９より、回転数が低いほうが
蒸発温度が下がり除霜水が得られやすいが、低すぎると
処理空気量が減少するため除霜水量が減る傾向があるこ
とがわかる。送風機の最適回転数は熱交換器の形状、能
力によって変化するため、蒸発温度を感知しながら最適
回転数を求める必要がある。

【００１６】以上の関係より、除霜水採取運転の具体的
な制御動作を図１０に従って説明すると、まず、ステッ
プ(イ)で圧縮機の回転数を限界まで上げ、次にステップ
(ロ)で室外側送風機の回転数を通常の半分にする。その
後ステップ(ハ)で蒸発温度を感知しながら送風機回転数
を変え、最適回転数にする。この時、ステップ(ニ)で室
内温度が快適条件を越えていないか感知しながら、変え
られる範囲で送風機回転数を変化させる。それでも室内
温度が快適条件に入らない場合はステップ(ホ)で圧縮機
回転数を下げるなどの制御を行うようにする。また、採
取した後の制御の動作を示したのが図１１、図１２のフ
ローチャートである。図１１は図１の室外水容器５の制
御を示したフローチャートで、図１２は図１の室内水容
器９の水の制御を示したフローチャートである。図１１
の室外水容器５から説明すると、まず、ステップ１(Ｓ
１)で水汚れセンサ１２，１３で水が清浄か感知し、清
浄でなければ(Ｎｏ)、ステップ２(Ｓ２)に進み、排水弁
１８を開けて水を排水する。清浄であれば(Ｙｅｓ)、ス
テップ３(Ｓ３)において、水温センサ１５で凍結してい
るか感知する。

【００１７】凍結していれば(Ｙｅｓ)、ステップ４(Ｓ
４)で凍結防止ヒーター１６を入れる。ステップ５(Ｓ
５)で水温がある一定温度（Ｘ℃と仮にしておく）以上
になれば(Ｙｅｓ)、ステップ６(Ｓ６)で凍結防止ヒータ
ー１６を止める。一方、ステップ３(Ｓ３)で凍結してい
なければ(Ｎｏ)、再度水が清浄であるかというステップ
１(Ｓ１)のところに戻り、絶えず水の状態をセンサで感
知する。次に図１２の室内水容器９を説明すると、室外
水容器５と同様、まず、ステップ７(Ｓ７)において水汚
れセンサ１９，２０で水が清浄か感知し、清浄でなけれ
ば(Ｎｏ)、ステップ８(Ｓ８)で排水弁２２を開けて水を
排水する。その上でステップ１０(Ｓ１０)で水位センサ
２１から給水ポンプ７に信号を送り、室外水容器５の水
を室内水容器９に送らせる。そして再度ステップ７(Ｓ
７)で水が清浄かセンサで感知する。清浄であれば(Ｙｅ
ｓ)、ステップ９(Ｓ９)において水位センサ２１で水が
ある程度入っているか感知し、入っていなければ(Ｎ
ｏ)、ステップ１０(Ｓ１０)で給水ポンプ７で室外水容
器５の水を室内水容器９に送る。最初から水が入ってい
た時(Ｙｅｓ)も、室外から水を取り入れた場合も、再度
水が清浄であるかというステップ７(Ｓ７)のところに戻
り、絶えず水の状態をセンサで感知する。以上の制御よ
り、絶えず清浄な水分で確実に室内を加湿することがで
きる。

【００１８】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかな如く、本発
明によれば、空気調和機が運転している間は絶えず制御
回路が作動し、圧縮機の回転数と送風機の回転数を制御
することにより、室内の快適条件内で、極めて効率的な
徐霜水採取ができ、採取後も、水質保持、凍結防止を絶
えず行い、確実な水分の供給が可能になるものであり、
従来の装置と比べて改良によりもたされる効果は著しい
ものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和機のシステムを示す概略説明
図である。

【図２】本発明における除霜水採取運転を行うための制
御回路のブロック図である。

【図３】同じく加湿運転作動時の制御手段のブロック図
である。

【図４】同じく室外水容器の水質保持の制御手段のブロ
ック図である。

【図５】同じく室内水容器の水質保持の制御手段のブロ
ック図である。

【図６】同じく室外水容器の凍結防止のための制御手段
のブロック図である。

【図７】本発明の制御回路の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図８】圧縮機回転数と除霜水量との関係を示すグラフ
である。

【図９】除霜水量と室外機送風機回転数との関係を示す
グラフである。

【図１０】本発明における除霜水採取運転の具体的な制
御動作を示すブロック図である。

【図１１】同じく室外水容器の水の制御手段を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】同じく室内水容器の水の制御手段を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１室外ユニット（室外機）２室内ユニット（室内機）３熱交換器４フィルター５室外水容器６浄水フィルター７送水ポンプ８配管９室内水容器１０給水ポンプ１１加湿ユニット１２，１３，１９，２０水汚れセンサ（１２，１９発光素子）（１３，２０受光素子）１４，２１水位センサ１５水温センサ１６凍結防止ヒーター１７オーバーフロー口１８，２２排水弁３１室外温度センサ３２室内湿度センサ３３室外温湿度検知回路３４室内温度センサ３５室内温度検知回路３７室外水量検知回路３８室内湿度センサ３９室内湿度検知回路４０制御回路４１圧縮機駆動回路４２室外側送風機駆動回路４３蒸発温度検知回路５０室外水質検知回路５１室内水質検知回路５２室内水量検知回路５３凍結検知回路

フロントページの続き (56)参考文献特開平３−158634（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−250438（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−91430（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−290371（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−201939（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−160240（ＪＰ，Ｕ) 実開平５−25227（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/02 102 F25B 47/02 F24F 6/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室外機と室内機とから構成され室外機の
徐霜水を液体のまま室内機に送り、室内で気化させる加
湿装置を備えた空気調和機であって、室外機は、熱交換器と、該熱交換器に着霜した水分を貯水し、かつ
その水位を検知する水位センサを有する室外水容器と、
前記水分を室内機に送水する送水ポンプと、前記熱交換
器に設けられた蒸発温度を検知する蒸発温度センサと、
圧縮機と、送風機と、室外温度センサと、室外湿度セン
サとを備え、室内機は、前記送水分を貯水し、かつその水位を検知する水位セン
サを有する室内水容器と、加湿必要時に所要水量を加湿
ユニットに送給する定量ポンプと、室内温度センサと、
室内湿度センサとを備え、各センサの検知結果より徐霜水採取運転が可能と判断し
た時、前記圧縮機の回転数を限界まで上げ、前記送風機
の回転数を、前記蒸発温度を感知しながら徐霜水が最も
得られやすい回転数にし、さらに前記室内温度センサに
より感知した室内温度が快適条件を越えないように送風
機回転数を変化させ、それでも室内温度が快適条件を越
える場合に該快適条件内に入るように圧縮機回転数を下
げる制御部を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】前記室内水容器ならびに前記室外水容器
に夫々水汚れセンサと排水弁とを設け、前記制御部は、該水汚れセンサにより貯留水の汚れを検
知すると前記排水弁を開くことを特徴とする請求項１記
載の空気調和機。
【請求項３】前記熱交換器に着霜した水分の浄化フィ
ルタを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の
空気調和機。
【請求項４】前記室外水容器に水温センサと凍結防止
ヒータとを設け、前記制御部は、前記水温センサによる貯留水の水温検知
により前記凍結防止ヒータの点滅を行うことを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。