JP4053834B2

JP4053834B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP4053834B2
Application number: JP2002209606A
Authority: JP
Inventors: 伸行竹谷
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2022-07-18
Also published as: JP2004053094A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、暖房運転時に室外熱交換器に対する逆サイクル除霜を行う空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器を順次に接続して冷媒を循環させるヒートポンプ式の冷凍サイクルを備え、室内空気を室内ユニット内に吸込み、その吸込み空気を上記室内熱交換器に通して熱交換させ、その室内熱交換器を経た空気を空調用空気として室内に吹出す。この吸込みおよび吹出しを行うための室内ファンが室内ユニットに設けられている。
【０００３】
冷房運転時は、四方弁が冷房ポジションに設定されることにより、圧縮機から吐出される冷媒が四方弁を通って室外熱交換器に流れ、その室外熱交換器を経た冷媒が減圧器を通って室内熱交換器に流れる。これにより、室外熱交換器が凝縮器、室内熱交換器が蒸発器として機能する。
暖房運転時は、四方弁が暖房ポジションに設定されることにより、圧縮機から吐出される冷媒が四方弁を通って室内熱交換器に流れ、その室内熱交換器を経た冷媒が減圧器を通って室外熱交換器に流れる。これにより、室内熱交換器が凝縮器、室外熱交換器が蒸発器として機能する。
【０００４】
このような空気調和機において、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時は、室外熱交換器の表面に徐々に霜が付着し、そのままでは室外熱交換器の熱交換量が減少し、暖房能力の低下を招いてしまう。
【０００５】
そこで、暖房運転時は、定期的または必要に応じて、室外熱交換器の霜を除去するための除霜運転が行われる。この除霜運転として、冷凍サイクルにおける冷媒の流れ方向を通常と反対（冷房時の流れ）に切換え、圧縮機から吐出される高温冷媒をそのまま室外熱交換器に流入させて霜を除去する逆サイクル除霜がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、逆サイクル除霜に際しては、室内熱交換器の温度が低下するため、室内に冷風が吹出されて居住者に不快感を与えるという問題がある。
この冷風吹出しを防ぐためには、逆サイクル除霜時に室内ファンを停止することが考えられる。しかしながら、室内ファンが停止すると、室内熱交換器での熱交換作用が減少し、室内空気からの吸熱量が減少して除霜能力が低下する。除霜能力が低下すると、除霜にかかる時間が長くなり、暖房効率の低下を招いてしまう。
【０００７】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的は、室外熱交換器に対する逆サイクル除霜での室内への冷風吹出しを防止しながら除霜能力の向上が図れ、しかも必要に応じて室内の換気が可能な空気調和機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の空気調和機は、室外熱交換器に対する逆サイクル除霜時、室内ファンを停止し、その状態で換気ファンを運転して室内空気を吸込み、その吸込み空気を室内熱交換器に通して換気ファンから室外に排出する。これにより、室内への冷風吹出しを防止しながら、室内熱交換器での熱交換作用を促進して除霜能力の向上を図る。
【０００９】
請求項２に係る発明の空気調和機は、室外熱交換器に対する逆サイクル除霜時、室内ユニットの吹出口を閉じた状態で室内熱交換器を低速度運転しつつ換気ファンを運転する。これにより、室内への冷風吹出しを防止しながら、室内熱交換器での熱交換作用を促進して除霜能力の向上を図る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１において、１は室内ユニットで、前面部に吸込口２、上面部に吸込口３、下面部に吹出口４を有し、吸込口２，３から吹出口４にかけて通風経路を形成している。吹出口４には開閉手段としてルーバ５が設けられている。ルーバ５は、吹出口４を開閉する機能のほかに、吹出し風の方向調節手段として機能する。
【００１１】
吸込口２，３から吹出口４にかけての通風経路には、室内熱交換器６および室内ファン７が配設され、さらに吸込口２と室内熱交換器６との間に空気清浄器８および室内温度センサ９が設けられている。室内ファン７は、室内空気を吸込口２，３を通して吸込み、その吸込み空気を空気清浄器８および室内熱交換器６に通して吹出口４から室内に吹出す。空気清浄器８は、吸込み空気から塵や埃を除去する。室内温度センサ９は、吸込まれる室内空気の温度を検知する。
【００１２】
また、吸込口２，３から吹出口４にかけての通風経路に臨む位置に換気ファン１０が設けられている。換気ファン１０は、室内熱交換器６を経た空気を取込み、その取込んだ空気を換気ダクト１１を通して室外に排出する。換気ダクト１１は、住居の壁面を通して室外に導出されている。
【００１３】
このような構成の室内ユニット１および図２の室外ユニット２０により、スプリット型の空気調和機が構成されている。
室外ユニット２０は、圧縮機２１、四方弁２２、室外熱交換器２３、減圧器たとえば電子膨張弁２４、室外ファン２５などを有している。圧縮機２１は、冷媒を吸込口から吸込み、その吸込んだ冷媒を圧縮して吐出口から吐出する。この圧縮機１の吐出口に四方弁２２を介して室外熱交換器２３が配管接続され、その室外熱交換器２３に電子膨張弁２４を介して上記室内熱交換器６が配管接続されている。そして、室内熱交換器６に四方弁２２を介して圧縮機２１の吸込口が配管接続されている。
【００１４】
制御部３０は、当該空気調和機の全般にわたる制御を行う。この制御部３０に、四方弁２２、電子膨張弁２４、室外ファン２５、室内ファン７、室内温度センサ９、換気ファン１０、インバータ３１、受光部３２が接続されている。
インバータ３１は、商用交流電源４０の交流電圧を整流し、その整流後の電圧を制御部３０からの指令に応じた周波数の交流電圧に変換し、出力する。この出力が圧縮機１に対する駆動電力となる。受光部３２は、運転条件設定用のリモートコントロール式の操作器（以下、リモコンと略称する）３３から発せられる赤外線光を受光する。
【００１５】
そして、制御部３０は、主要な機能として次の（１）〜（３）の手段を備えている。
（１）リモコン３３で換気運転モードが設定されると、圧縮機２１、室外ファン２５、室内ファン７を停止した状態で、換気ファン１０を運転する制御手段。
【００１６】
（２）暖房運転時、定期的に一定時間だけ、冷凍サイクルの冷媒の流れ方向を通常と反対に切換えて室外熱交換器に対する除霜運転を実行する制御手段。
（３）上記除霜運転時、室内ファン７を停止して換気ファン１０を運転する制御手段。
【００１７】
つぎに、図３のフローチャートを参照しながら作用について説明する。
リモコン３３で換気運転モードが設定されると、圧縮機２１、室外ファン２５、室内ファン７が停止された状態で、換気ファン１０が運転される。この換気ファン１０の運転により、吸込口２，３を通して室内ユニット１内に室内空気が吸込まれ、その吸込み空気が室内熱交換器６を通って換気ファン１０に流れる。換気ファン１０に流れた空気は換気ダクト１１を通して室外に排出される。
【００１８】
この換気運転により、室内の臭いやたばこ煙などを室外に排出することが可能であり、空気清浄器８の空気清浄作用と合わせて、室内を快適環境に維持することができる。
【００１９】
リモコン３３で暖房運転モードが設定されると、圧縮機２１が起動されるとともに四方弁２２が暖房ポジションに設定され、圧縮機２１の吐出冷媒が四方弁２２、室内熱交換器６、電子膨張弁２４、室外熱交換器２３、四方弁２２の順に流れる。これにより、室内熱交換器６が凝縮器、室外熱交換器２３が蒸発器として機能する。そして、室内ファン７の運転により、吸込口２，３を通して室内ユニット１内に室内空気が吸込まれ、その吸込み空気が室内熱交換器６に流れて暖められる。室内熱交換器６で暖められた空気は吹出口４から室内に吹出される。
【００２０】
この暖房運転時、定期的にかつ一定時間だけ、四方弁２２が冷房ポジションに設定され、冷凍サイクルにおける冷媒の流れ方向が通常と反対（冷房時の流れ）に切換えられる。これにより、圧縮機２１から吐出される高温冷媒がそのまま室外熱交換器２３に供給され、この高温冷媒によって室外熱交換器２３の霜が除去される。
【００２１】
この逆サイクル除霜時（ステップ１０１のＹＥＳ、ステップ１０２のＹＥＳ）、室内ファン７が停止されるとともに（ステップ１０３）、換気ファン１０が運転される（ステップ１０４）。この換気ファン１０の運転により、室内空気が吸込口２，３を通して室内ユニット１内に吸込まれ、その吸込み空気が室内熱交換器６を通って換気ファン１０に流れる。換気ファン１０に流れた空気は換気ダクト１１を通して室外に排出される。
【００２２】
このように、室内からの吸込み空気が室内熱交換器６を通ることにより、室内熱交換器６での熱交換作用が促進されて除霜能力が向上する。これにより、除霜時間の短縮が図れ、ひいては暖房効率の向上が図れる。
【００２３】
しかも、室内熱交換器６を経た冷気を換気ファン１０で室外に排出するとともに、室内ファン７を停止するので、たとえルーバ５が開いた状態にあっても、室内に冷気が吹出されることはない。
【００２４】
一定時間の除霜が終了すると（ステップ１０２のＮＯ）、室内ファン７が運転されるとともに（ステップ１０５）、換気ファン１０が停止され（ステップ１０６）、通常の暖房運転に復帰する。
【００２５】
以上のように、室外熱交換器２３に対する逆サイクル除霜では、室内ファン７を停止し、その状態で換気ファン１０を運転して室内空気を吸込み、その吸込み空気を室内熱交換器６に通して換気ファン１０から室外に排出することにより、室内への冷風吹出しを防止しながら、室内熱交換器６での熱交換作用を促進して除霜能力の向上を図ることができる。
［２］第２の実施形態
制御部２０の主要な機能として、第１の実施形態の（３）の手段に代えて次の（３ａ）の手段が採用される。
（３ａ）除霜運転時、ルーバ５を閉じて室内ファン７を低速度運転し且つ換気ファン１０を運転する制御手段。
他の構成は第１の実施形態と同じである。
【００２６】
図４のフローチャートを参照しながら作用について説明する。
暖房運転時に室外熱交換器２３に対する逆サイクル除霜が行われると（ステップ２０１のＹＥＳ、ステップ２０２のＹＥＳ）、ルーバ５が閉じられて吹出口４が閉塞されるとともに（ステップ２０３）、室内ファン７が低速度運転され（ステップ２０４）、さらに換気ファン１０が運転される（ステップ２０５）。
【００２７】
図５に示すように、室内ファン７が低速度運転することにより、室内熱交換器６での熱交換作用にとって十分な量の室内空気が吸込口２，３を通して室内ユニット１内に吸込まれ、その吸込み空気が室内熱交換器６を通って換気ファン１０に流れる。このとき、ルーバ５が閉じているので、室内熱交換器６を経た冷気が室内に吹出されることはない。室内熱交換器６を経た冷気は、換気ファン１０の運転により、換気ダクト１１を通して室外に排出される。
【００２８】
このように、室内への冷気の吹出しを防止しながら、熱交換作用にとって十分な量の室内空気を室内熱交換器６に通すことにより、室内熱交換器６での熱交換が促進されて、除霜効率が向上する。この除霜効率の向上により、除霜時間の短縮が図れ、ひいては暖房効率が向上する。
【００２９】
一定時間の除霜が終了すると（ステップ２０２のＮＯ）、ルーバ５が開かれて吹出口４が開放され（ステップ２０６）、室内ファン７が通常の速度で運転される（ステップ２０７）。さらに、換気ファン１０が停止される（ステップ２０８）。これにより、通常の暖房運転に復帰する。
【００３０】
以上のように、室外熱交換器２３に対する逆サイクル除霜では、ルーバ５を閉じた状態で室内熱交換器７を低速度運転しつつ換気ファン１０を運転することにより、室内への冷風吹出しを防止しながら、室内熱交換器６での熱交換作用を促進して除霜能力の向上を図ることができる。
【００３１】
換気運転モードの設定により、室内の臭いやたばこ煙などを換気ファン１０の換気運転によって室外に排出することも可能であり、空気清浄器８の空気清浄作用と合わせて、室内を快適環境に維持することができる。
【００３２】
［３］変形例
換気ファン１０としては、上記のように室内熱交換器６を経た後の空気を取込む機能だけでなく、吸込口２，３に吸込まれた室内空気を室内熱交換器６に通さずに室内熱交換器６の側方を迂回させて取込む機能を併せて採用し、これら機能を制御部３０からの指令で選択的に切換える構成としてもよい。
その他、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、室外熱交換器に対する逆サイクル除霜での室内への冷風吹出しを防止しながら除霜能力の向上が図れ、しかも必要に応じて室内の換気が可能な空気調和機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における室内ユニットの内部の構成を示す図。
【図２】第１の実施形態における冷凍サイクルおよび制御回路の構成を示す図。
【図３】第１の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図４】第２の実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図５】第２の実施形態の室内ユニットにおける吸込み空気の流れを示す図。
【符号の説明】
１…室内ユニット、２…吸込口、３…吸込口、４…吹出口、５…ルーバ（開閉手段）、６…室内熱交換器、７…室内ファン、８…空気清浄器、９…室内温度センサ、１０…換気ファン、２１…圧縮機、２２…四方弁、２３…室外熱交換器、２４…電子膨張弁（減圧器）、３０…制御部、３１…インバータ、３３…リモコン

Claims

圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧器、室内熱交換器を接続して冷媒を循環させるヒートポンプ式の冷凍サイクルと、
室内空気を前記室内熱交換器に通して循環させる室内ファンと、
前記室内熱交換器を経た空気を室外に排出する換気ファンと、
暖房運転時、前記冷凍サイクルの冷媒の流れ方向を通常と反対に切換えて前記室外熱交換器に対する除霜運転を実行する制御手段と、
前記除霜運転時、前記室内ファンを停止して前記換気ファンを運転する制御手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。
圧縮機、四方弁、室外熱交換器を有する室外ユニットと、
室内熱交換器を有するとともに室内空気の吸込口および吹出口を有する室内ユニットと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記室外熱交換器、前記室内熱交換器を接続して冷媒を循環させるヒートポンプ式の冷凍サイクルと、
前記吸込口から室内空気を吸込み、その吸込み空気を前記室内熱交換器に通して前記吹出口から室内に吹出す室内ファンと、
前記吹出口を開閉する開閉手段と、
前記室内熱交換器を経た空気を室外に排出する換気ファンと、
暖房運転時、前記冷凍サイクルの冷媒の流れ方向を通常と反対に切換えて前記室外熱交換器に対する除霜運転を実行する制御手段と、
前記除霜運転時、前記開閉手段を閉じて前記室内ファンを低速度運転し且つ前記換気ファンを運転する制御手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。