JP3282719B2 - 空気調和機の室内送風制御装置 - Google Patents

空気調和機の室内送風制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒圧縮機と、室
内側ファンと、室内側熱交換機と、室外側ファンと、室
外側熱交換機と、室内側熱交換機と室外側熱交換機との
間に介挿される減圧機と、冷媒圧縮機と室内側熱交換機
又は室外側熱交換機との接続を切り換える四方弁とで形
成される冷凍サイクルを備えた空気調和機に係り、より
詳細には、暖房運転の開始時及び停止時において、室内
側ファンを効率よく回転制御させるための空気調和機の
室内送風制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の空気調和機は、四方弁を切り換え
ることにより、冷房運転時には、圧縮機で圧縮された冷
媒を、四方弁、室外側熱交換機、減圧機、室内側熱交換
機、四方弁の経路を経て再び圧縮機に循環させ、暖房運
転時には、圧縮機で圧縮された冷媒を、四方弁、室内側
熱交換機、減圧機、室外側熱交換機、四方弁の経路を経
て再び圧縮機に循環させている。
【0003】ところで、このような従来の空気調和機で
は、暖房運転時において、冷たい空気が室内に吹き出す
のを防止するための種々の工夫がなされている。例え
ば、特開昭60−44752号公報に記載の空気調和機
は、暖房運転中において、冷媒圧縮機をオン、オフ制御
するサーモスタットがオフ時には、室内側ファンの回転
数を下げ、サーモスタットがオン時には、吹出温度が一
定温度に達したときに室内側ファンの回転数を上げるよ
うになっている(これを従来技術1という)。
【0004】また、特開昭60−108638号公報に
記載の空気調和機は、暖房運転の起動時、配管温度が設
定冷風防止温度値に達するまでは室内側ファンを停止
し、配管温度が設定冷風防止温度値以上になると室内側
ファンを低速運転し、目標快適温度値に達すると室内側
ファンを中速運転し、その後、室内温度が目標値(室内
設定温度値)に達すると、室内側ファンを例えば低速運
転に固定するようになっている(これを従来技術2とい
う)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術1のものでは、サーモスタットのオフ時に合わせて室
内側ファンの回転数を下げるようになっている。つま
り、室内側熱交換機の実際の温度とは無関係に室内側フ
ァンの回転数を下げてしまうため、実際には温風が吹き
出せる状態であるにも関わらず、室内側ファンの回転数
を下げてしまうといった不具合が発生し、低温風の吹き
出しを抑えるといった従来技術1の目的を必ずしも達成
しているとは言えない制御となっている。また、従来技
術1のものは、運転中のサーモスタットのオン、オフに
合わせた制御であって、暖房運転の起動時の冷風の吹き
出し防止や暖房運転の停止時における余熱の利用といっ
た点については何ら考慮されていない。
【0006】また、従来技術2のものは、暖房運転の起
動時には、室内側ファンを停止しているので、冷風の吹
き出しは防止できる。しかし、室内温度が目標値に達し
た後は、室内側ファンを例えば低速運転(中速や高速の
場合もある)に固定しているので、暖房運転中において
冷媒圧縮機がオフし、配管温度が低下しても室内側ファ
ンが例えば低速運転されているため、低温風を吹き出す
可能性があるといった問題があった。つまり、従来技術
2のものは、あくまで暖房運転の起動時にのみ、冷風の
吹き出しを防止するようにしたものであって、暖房運転
中の低温風の吹き出し防止や暖房運転の停止時における
余熱の利用といった点については何ら考慮されていな
い。
【0007】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたものであって、その目的は、暖房運転の起動時
のみならず、暖房運転中においても低温風の吹き出しを
確実に防止し得るとともに、暖房運転の停止時にはその
後しばらくの間室内側ファンの回転を所定の回転速度で
継続することによって、室内側熱交換機に蓄積されてい
る余熱の有効利用をも図った空気調和機の室内送風制御
装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1記載の空気調和機の室内送風制御
装置は、冷媒圧縮機と、室内側ファンと、室内側熱交換
機と、室外側ファンと、室外側熱交換機と、前記室内側
熱交換機と前記室外側熱交換機との間に介挿される減圧
機と、前記冷媒圧縮機と前記室内側熱交換機又は前記室
外側熱交換機との接続を切り換える四方弁とで形成され
る冷凍サイクルを備えた空気調和機において、前記室内
側熱交換機の導管温度を検出する導管温度検出手段と、
室内温度を検出する室内温度検出手段と、暖房運転時の
室内温度を設定する室内温度設定手段と、この室内温度
設定手段によって設定される室内設定温度に基づき、こ
の室内設定温度より若干高い第1の温度と、この第1の
温度より一定温度高い第2の温度とを設定する比較基準
温度設定手段と、暖房運転の開始時及び暖房運転中にお
いて、前記導管温度検出手段により検出される導管温度
が前記第1の温度に達するまでは前記室内側ファンの回
転を停止し、導管温度が前記第1の温度以上かつ前記第
2の温度以下であって、前記室内温度検出手段により検
出される室内温度が前記室内設定温度以下である場合に
は前記室内側ファンを超低速で回転し、導管温度が前記
第2の温度を超えている場合には前記室内側ファンを所
定速度で回転し、前記冷媒圧縮機がオフ後も導管温度が
前記第2の温度以下になるまでは前記室内側ファンの回
転を所定速度で継続し、導管温度が前記第2の温度以下
になると前記室内側ファンを超低速で回転する回転制御
手段とを備えた構成とする。
【0009】また、本発明の請求項2記載の空気調和機
の室内送風制御装置は、冷媒圧縮機と、室内側ファン
と、室内側熱交換機と、室外側ファンと、室外側熱交換
機と、前記室内側熱交換機と前記室外側熱交換機との間
に介挿される減圧機と、前記冷媒圧縮機と前記室内側熱
交換機又は前記室外側熱交換機との接続を切り換える四
方弁とで形成される冷凍サイクルを備えた空気調和機に
おいて、前記室内側熱交換機の導管温度を検出する導管
温度検出手段と、暖房運転開始にユーザによって室内
温度を設定する室内温度設定手段と、暖房運転の停止ス
イッチをユーザが操作することにより暖房運転停止
れると、前記室内側ファンの回転を超低速で継続させる
とともに、前記導管温度検出手段により検出される導管
温度が前記室内温度設定手段によって暖房運転開始時に
ユーザにより設定された室内設定温度まで低下したと
き、前記室内側ファンの回転を停止する回転制御手段と
を備えた構成とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の室内送風
制御装置を備えた空気調和機の系統図(冷凍サイクル)
である。
【0011】同図において、冷媒圧縮機(以下、単に圧
縮機という)1の吐出口11及び吸入口12は、四方弁
2を介して室内側ファン31を有する室内側熱交換機3
の一方の接続口と、室外側ファン51を有する室外側熱
交換機5の一方の接続口とに接続されており、室内側熱
交換機3の他方の接続口と室外側熱交換機5の他方の接
続口とが、減圧機4を介して接続されている。また、室
内側熱交換機3には、内部に設けられた導管(図示省
略)内を流れる冷媒の温度(実質的には導管温度)を検
出する導管温度センサ7が取り付けられている。導管温
度センサ7は、室内側ファン31の送風の影響を受けな
い箇所に取り付けられている。また、図示しない室内側
ユニットの空気吸込口近傍には、吸込空気の温度(すな
わち、室内温度)を検出する室内温度センサ21(図2
参照)が配置された構成となっている。
【0012】そして、暖房運転時には、四方弁2の切り
換えにより、圧縮機1の吐出口11と室内側熱交換機3
の一方の接続口とが接続され、圧縮機1の吸入口12と
室外側熱交換機5の一方の接続口とが接続されることか
ら、圧縮機1で圧縮された高温冷媒は、図中に実線で示
す矢符の如く流れて室内を暖房する。すなわち、圧縮機
1で圧縮された高温冷媒は、四方弁2を通って室内側熱
交換機3に供給され、ここで室内側ファン31によって
強制的に熱交換して室内を暖房する。室内側熱交換機3
により熱交換を終わって凝縮された冷媒は、減圧機4に
より減圧されて室外側熱交換機5に供給され、ここで室
外側ファン51によって強制的に熱交換して室外側熱交
換機5の表面温度を低下させる。室外側熱交換機5によ
り熱交換を終わって気化された冷媒は、四方弁2を通っ
て再び圧縮機1に循環される。
【0013】一方、冷房運転時には、四方弁2の切り換
えにより、圧縮機1の吐出口11と室外側熱交換機5の
一方の接続口とが接続され、圧縮機1の吸入口12と室
内側熱交換機3の一方の接続口とが接続されることか
ら、圧縮機1で圧縮された高温冷媒は、図中に破線で示
す矢符の如く流れて室内を冷房する。
【0014】図2は、本発明の室内送風制御装置の電気
的構成を示すブロック図である。室内側熱交換機3の導
管温度を検出する導管温度センサ7の出力、及び室内側
ユニットの空気吸込口の吸込空気の温度(すなわち、室
内温度)を検出する室内温度センサ21の出力は、図1
に示す冷凍サイクルを制御する運転制御部22に導かれ
ている。
【0015】また、運転制御部22には、タイマー部2
3が双方向に接続されているとともに、暖房運転時や冷
房運転時の室内設定温度等を入力する各種スイッチ(図
示省略)が設けられた入力部24が接続された構成とな
っている。タイマー部23は、運転制御部22によって
設定された任意の時間(例えば、運転開始から40分間
の強制運転時間等)を計測する。
【0016】運転制御部22は、マイクロコンピュータ
上で動作するソフトウエアを含む構成となっており、図
示しない内部メモリに格納された各種運転モード(暖房
運転モード、冷房運転モード、除霜運転モード等)を実
行するプログラムに従って、図1に示す冷凍サイクルを
制御するブロックである。また、運転制御部22は、暖
房運転時、入力部24より入力された室内設定温度Ts
を内部メモリに設定するとともに、この室内設定温度T
sより若干高い(本実施の形態では、2℃高い)第1の
温度T1と、この第1の温度T1より一定温度高い(本
実施の形態では、4℃高い)第2の温度T2とを内部メ
モリに設定し、これら設定温度Ts,T1,T2と、導
管温度センサ7によって検出される導管温度Tp及び室
内温度センサ21によって検出される室内温度Trとに
基づいて、暖房運転を制御する。すなわち、請求項1に
記載の比較基準温度設定手段及び回転制御手段は、運転
制御部22によって実現されている。
【0017】次に、上記構成の室内送風制御装置を備え
た空気調和機の暖房運転時の動作について、図3に示す
タイミングチャートを参照して説明する。ただし、本実
施の形態では、室内側ファン31の回転モードは、高速
回転である「H」モード、中速回転である「M」モー
ド、低速回転である「L」モードに加え、ユーザ側では
操作できない超低速回転である「LL」モードの4種類
が設定されているものとする。
【0018】まず、入力部24より室内設定温度Tsを
入力すると、この室内設定温度Tsは運転制御部22の
内部メモリに設定される。また、運転制御部22は、こ
の室内設定温度Tsに基づき、室内設定温度Tsより2
℃高い第1の温度T1と、この第1の温度T1より4℃
高い第2の温度T2とを内部メモリに設定する。例え
ば、室内設定温度Tsが30℃であったとすると、第1
の温度T1は32℃に設定され、第2の温度T2は36
℃に設定される。つまり、本実施の形態では、室内設定
温度Tsを何度に設定するかによって、第1の温度T1
及び第2の温度T2も変化するようになっている。
【0019】このような設定状態で、時刻t1に図示し
ない暖房運転の開始スイッチが操作されると、その操作
信号は入力部24から運転制御部22に入力される。運
転制御部22は、この操作信号に基づいて冷凍サイクル
を制御(圧縮機1をオン)し、暖房運転を開始する。
【0020】暖房運転が開始されると、導管温度センサ
7は室内側熱交換機3の導管温度Tpを随時検出し、そ
の検出温度を運転制御部22に入力する。また、室内温
度センサ21は室内側ユニットの空気吸込口から吸い込
まれる室内空気の温度(室内温度)Trを随時検出し、
その検出温度を運転制御部22に入力する。本実施の形
態では、時刻t1の導管温度Tp及び室内温度Trが共
に22℃であったとする。運転制御部22は、時刻t1
に暖房運転を開始すると、以後、内部メモリに設定され
た設定温度Ts,T1,T2と、各温度センサ7,21
から入力される導管温度Tp及び室内温度Trとに基づ
いて、暖房運転を制御する。
【0021】すなわち、運転制御部22は、導管温度T
pが第1の温度T1(32℃)に達する時刻t2まで
は、室内側ファン31の回転を停止して暖房運転を行
う。つまり、この間は室内側熱交換機3に十分な熱量を
蓄積するための暖気的な運転動作となっており、室内に
冷風が吹き出さないようになっている。
【0022】そして、時刻t2において導管温度Tpが
第1の温度T1(32℃)を超えると、室内温度Trが
室内設定温度Ts(30℃)以下であることを条件とし
て、運転制御部22は室内側ファン31をLLモードで
ある超低速で回転させる。つまり、時刻t2の時点で
は、室内側熱交換機3にある程度の熱量が蓄積されてい
るので、この時点で室内側ファン31を超低速で回転さ
せても、冷風が吹き出す心配がないからである。
【0023】この後、室内温度Trが室内設定温度Ts
(30℃)以下であることを条件として、導管温度Tp
が第2の温度T2(36℃)に達するまで、室内側ファ
ン31の回転を超低速で継続する。そして、時刻t3に
おいて導管温度Tpが第2の温度T2(36℃)を超え
ると、室内側熱交換機3には十分な熱量が蓄積されてい
るので、その後は室内側ファン31の回転を設定風量と
なるように制御する。例えば、設定風量が「強」である
場合には、室内側ファン31を「H」モードである高速
で回転させる。図3のタイミングチャートは「H」モー
ドとなっている。また、自動運転モードである場合に
は、その自動運転モードによって制御される風量(例え
ば、「M」モードであれば中速回転、「L」モードであ
れば低速回転))となるように室内側ファン31の回転
を制御する。
【0024】一方、時刻t4において室内温度Trが室
内設定温度Ts(30℃)を超えると、若干の遅延時間
をもって圧縮機1が停止(オフ)するが、このとき運転
制御部22は、導管温度Tpが第2の設定温度T2(3
6℃)以下になるまで、室内側ファン31の回転をそれ
までのモード(例えば、「H」モードである高速回転)
で継続させる。つまり、温風の吹き出しを継続させる。
そして、時刻t5において導管温度Tpが第2の設定温
度T2(36℃)以下になると、室内側ファン31の回
転をそれまでのモード(例えば、「H」モードである高
速回転)からLLモードである超低速回転に切り換え
る。また、この時点では室内温度Trが設定温度Ts
(30℃)を下回っているので、運転制御部22は圧縮
機1を再びオンすることになる。その結果、若干の遅延
時間をもって導管温度Tp及び室内温度Trが上昇に転
じる。そして、室内温度Trが室内設定温度Ts(30
℃)以下であることを条件として、導管温度Tpが第2
の温度T2(36℃)に達する時刻t6まで、超低速の
回転(LLモード)を継続する。そして、時刻t6にお
いて導管温度Tpが第2の温度T2(36℃)を超える
と、その後は室内側ファン31の回転を設定風量となる
ように制御する。
【0025】運転制御部22では、暖房運転中、このよ
うな制御(圧縮機1のオン、オフと室内側ファン31の
例えば「H」モードと「LL」モードとの切り換え)を
繰り返して、室内温度Trを室内設定温度Ts(30
℃)の例えば±1℃の範囲内に制御する。
【0026】この後、例えば時刻t7において入力部2
4の図示しない暖房運転の停止スイッチが操作される
と、運転制御部22はこの操作信号に基づいて、圧縮機
1を停止させるとともに、室内側ファン31の回転を
「LL」モードである超低速に切り換えて継続させる。
つまり、室内側ファン31を完全に停止させるのではな
く、超低速で回転させることによって、室内側熱交換機
3に残っている熱量(余熱)を有効利用するようになっ
ている。そして、導管温度Tpが室内設定温度Ts(3
0℃)まで低下した時刻t8において、室内側ファン3
1の回転を完全に停止する。つまり、導管温度Tpが室
内設定温度Ts(30℃)まで低下した後も室内側ファ
ン31を回転させると、その後は吹出口から低温風が吹
き出すことになるので、この時点で余熱による温風の吹
き出しを完全に停止するようにしたものである。
【0027】以上、暖房運転時の動作を説明したが、本
発明の特徴を図3に示すタイミングチャートに沿って再
度簡単に説明すると、その第1の特徴は、暖房運転の開
始から導管温度Tpが第1の設定温度T1(32℃)に
なるまでの間(時刻t1から時刻t2までの間)、室内
への冷風の吹き出しを防止するために室内側ファン31
の回転を停止し、導管温度Tpが第1の設定温度T1
(32℃)を超えて第2の設定温度T2(36℃)にな
るまでの間(時刻t2から時刻t3までの間)、室内側
ファン31をユーザ側では操作できないLLモードの超
低速で回転させることにより、ユーザがほとんど感じな
い程度の温風を吹き出させるようにした点である。つま
り、ユーザ側に低温風の吹き出しよにる不快感を与える
ことなく、室内の暖房を開始させることができるように
したものである。
【0028】また、第2の特徴は、暖房運転中におい
て、圧縮機1をオフ制御した後(時刻t4後)も室内側
ファン31の回転をそれまでのモード(例えば、「H」
モードである高速回転)で継続し、導管温度Tpが第2
の設定温度T2(36℃)以下になると(時刻t5)、
室内側ファン31の回転をそれまでのモード(例えば、
「H」モードである高速回転)からLLモードである超
低速回転に切り換えて継続させるようにした点である。
これにより、室内側熱交換機3に蓄積されている熱量
(余熱)を有効利用した暖房運転を実現している。
【0029】また、第3の特徴は、暖房運転を停止した
時刻t7以降も、導管温度Tpが室内設定温度Ts(3
0℃)に低下する時刻t8まで、室内側ファン31の回
転を「LL」モードである超低速に切り換えて継続させ
るようにした点である。これにより、室内側熱交換機3
に残っている熱量(余熱)を有効利用した暖房運転を実
現している。また、第4の特徴は、室内設定温度Tsを
何度に設定するかによって、第1の温度T1及び第2の
温度T2も変化するようになっている点である。つま
り、ユーザが設定した室内設定温度Tsに合わせて、最
適な比較基準温度T1,T2がその都度設定できること
になる。
【0030】なお、上記実施の形態では、第1の温度T
1を室内設定温度Tsより2℃高い温度に設定し、第2
の温度T2を第1の温度T1より4℃高い温度に設定し
ているが、室内設定温度Tsと第1の温度T1と第2の
温度T2との温度差は、この温度差に限定されるもので
はなく、実験等によって予め最適な温度差を決めておけ
ばよい。
【0031】
【発明の効果】本発明の空気調和機の室内送風制御装置
は、暖房運転の開始時及び暖房運転中において、導管温
度検出手段により検出される導管温度が第1の温度に達
するまでは室内側ファンの回転を停止し、導管温度が第
1の温度以上かつ第2の温度以下であって、室内温度検
出手段により検出される室内温度が室内設定温度以下で
ある場合には室内側ファンを超低速で回転し、導管温度
が第2の温度を超えている場合には室内側ファンを所定
速度で回転し、冷媒圧縮機がオフ後も導管温度が第2の
温度以下になるまでは室内側ファンの回転を所定速度で
継続し、導管温度が第2の温度以下になると室内側ファ
ンを超低速で回転するように構成したので、ユーザ側に
低温風の吹き出しよにる不快感を与えることなく、室内
の暖房を開始させることができる。また、暖房運転中に
おいて、冷媒圧縮機をオフした後も、室内側ファンの回
転を適切なモードに切り換えながら継続するようにした
ので、室内側熱交換機に蓄積されている熱量(余熱)を
有効利用した暖房運転が実現されている。
【0032】また、本発明の空気調和機の室内送風制御
装置は、暖房運転の停止時、室内側ファンの回転を超低
速で継続させるとともに、導管温度検出手段により検出
される導管温度が室内温度設定手段によって設定された
室内設定温度まで低下したとき、室内側ファンの回転を
停止するように構成したので、暖房運転の停止後も室内
側熱交換機に残っている熱量(余熱)を有効利用した暖
房運転が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の室内送風制御装置を備えた空気調和機
の系統図である。
【図2】本発明の室内送風制御装置の電気的構成を示す
ブロック図である。
【図3】本発明の室内送風制御装置の暖房運転時の動作
を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 圧縮機(冷媒圧縮機) 2 四方弁 3 室内側熱交換機 4 減圧機 5 室外側熱交換機 7 導管温度センサ(導管温度検出手段) 21 室内温度センサ(室内温度検出手段) 22 運転制御部(比較基準温度設定手段,回転制御手
段を含む) 23 タイマー部 24 入力部(室内温度設定手段)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 11/02 102

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒圧縮機と、室内側ファンと、室内側
    熱交換機と、室外側ファンと、室外側熱交換機と、前記
    室内側熱交換機と前記室外側熱交換機との間に介挿され
    る減圧機と、前記冷媒圧縮機と前記室内側熱交換機又は
    前記室外側熱交換機との接続を切り換える四方弁とで形
    成される冷凍サイクルを備えた空気調和機において、 前記室内側熱交換機の導管温度を検出する導管温度検出
    手段と、 室内温度を検出する室内温度検出手段と、 暖房運転時の室内温度を設定する室内温度設定手段と、 この室内温度設定手段によって設定される室内設定温度
    に基づき、この室内設定温度より若干高い第1の温度
    と、この第1の温度より一定温度高い第2の温度とを設
    定する比較基準温度設定手段と、 暖房運転の開始時及び暖房運転中において、前記導管温
    度検出手段により検出される導管温度が前記第1の温度
    に達するまでは前記室内側ファンの回転を停止し、導管
    温度が前記第1の温度以上かつ前記第2の温度以下であ
    って、前記室内温度検出手段により検出される室内温度
    が前記室内設定温度以下である場合には前記室内側ファ
    ンを超低速で回転し、導管温度が前記第2の温度を超え
    ている場合には前記室内側ファンを所定速度で回転し、
    前記冷媒圧縮機がオフ後も導管温度が前記第2の温度以
    下になるまでは前記室内側ファンの回転を所定速度で継
    続し、導管温度が前記第2の温度以下になると前記室内
    側ファンを超低速で回転する回転制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする空気調和機の室内送風制御装置。
  2. 【請求項2】 冷媒圧縮機と、室内側ファンと、室内側
    熱交換機と、室外側ファンと、室外側熱交換機と、前記
    室内側熱交換機と前記室外側熱交換機との間に介挿され
    る減圧機と、前記冷媒圧縮機と前記室内側熱交換機又は
    前記室外側熱交換機との接続を切り換える四方弁とで形
    成される冷凍サイクルを備えた空気調和機において、 前記室内側熱交換機の導管温度を検出する導管温度検出
    手段と、 暖房運転開始にユーザによって室内温度を設定する室
    内温度設定手段と、暖房運転の停止スイッチをユーザが操作することにより
    暖房運転停止される 、前記室内側ファンの回転を超
    低速で継続させるとともに、前記導管温度検出手段によ
    り検出される導管温度が前記室内温度設定手段によって
    暖房運転開始時にユーザにより設定された室内設定温度
    まで低下したとき、前記室内側ファンの回転を停止する
    回転制御手段とを備えたことを特徴とする空気調和機の
    室内送風制御装置。
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