JP4430258B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の送風機を上下に並べて設けた室外機を有する空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１つの熱交換器に対し複数たとえば２つの送風機を並べて設けた空気調和機では、２つの送風機の回転数が同一に設定されると、例えば特開2000-356362号公報に示されているように、空気吸込口の付近に風速分布が生じ、それが原因となって大きないわゆる周期的騒音が発生することが知られている。上記公報の例では、２つの送風機の回転数を互いに異ならせることで騒音を低減している。
【０００３】
また、上記公報では２つの送風機を室内機に設けているが、２つの送風機を上下に並べて室外機に設けた空気調和機もある。このような空気調和機でも、２つの送風機の回転数が同一に設定されると、大きな周期的騒音が発生してしまう。
【０００４】
対策として、２つの送風機の回転数を互いに異ならせることが考えられるが、その際、熱交換器の熱交換効率等の関係から、上側の送風機の回転数を下側の送風機の回転数よりも大きく設定するのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２つの送風機を上下に並べて設けた室外機の場合、その高さ寸法が人の身長とほぼ同じとなるため、上側の送風機から生じる音が人体にとって大きな騒音となって聴こえてしまうという問題がある。
【０００６】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、室外機の送風機騒音を確実に低減することができる空気調和機を提供することにある。
【０００７】
【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、複数の送風機を上下に並べて設けた室外機を備え、上側の送風機の回転数を少なくとも回転数の高い領域において下側の送風機の回転数よりも低く設定するか、あるいは高く設定するか、その切換えを可能としている。
【０００９】
請求項２に係る発明の空気調和機は、複数の送風機を上下に並べて設け、かつ圧縮機および圧縮機駆動用のインバータを有し、上側の送風機をインバータの冷却用として兼用する室外機を備えている。そして、各送風機に対する要求送風量が所定値以上の場合に、上側の送風機の回転数を下側の送風機の回転数よりも低く設定する。各送風機に対する要求送風量が所定値未満の場合は、上側の送風機の回転数を下側の送風機の回転数よりも高く設定する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［１］以下、この発明の第１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は空気調和機の室外機で、人の身長とほぼ同じ高さ寸法を有し、前面に２つの空気吸込口２，３を上下に並べて有している。この室外機１の一方の側面および背面は開放され、その側面および背面の内側にＬ字形状の室内熱交換器４が配設されている。
【００１１】
また、室外機１内には、図２に示すように、室内熱交換器４の内側に室外送風機５，６が上下に並べて設けられている。上側の室外送風機５は、空気吸込口２と対応する位置に設けられ、その空気吸込口２から外気を吸込み、その吸込み空気を室外熱交換器４に供給する。下側の室外送風機６は、空気吸込口３と対応する位置に設けられ、その空気吸込口３から外気を吸込み、その吸込み空気を室外熱交換器４に供給する。
【００１２】
本体１の内部空間は、仕切壁７により、室外熱交換器４および室外送風機５，６が存する空間と、圧縮機８および回路基板９が存する空間とに分けられている。回路基板９には、後述するインバータ１１の構成部品および制御部３０などが搭載されている。また、回路基板９は仕切壁７に装着されており、その装着箇所から仕切壁７を貫通し且つ上記通風空間に臨む状態に放熱板いわゆるヒートシンク１０が設けられている。ヒートシンク１０は、インバータ１１の構成部品のうち発熱量が大きい部品であるスイッチング素子の放熱用であり、室外送風機５の送風を受け易い位置に臨んでいる。つまり、上側の室外送風機５を、室外熱交換器４に対する送風だけでなく、インバータ１１の冷却用としても兼用するようにしている。
【００１３】
空気調和機の冷凍サイクルおよび制御回路を図３に示す。
上記圧縮機８の吐出口に四方弁２１を介して上記室外熱交換器４が接続され、その室外熱交換器４に電子膨張弁２２を介して室内熱交換器２３が接続されている。そして、室内熱交換器２３に上記四方弁２１を介して圧縮機８の吸込口が接続されている。すなわち、冷房時は図示破線矢印の方向に冷媒が流れ、室外熱交換器４が凝縮器、室内熱交換器２３が蒸発器として機能する。暖房時は四方弁２１が切換わることにより図示実線矢印の方向に冷媒が流れ、室内熱交換器２３が凝縮器、室外熱交換器４が蒸発器として機能する。
【００１４】
室内熱交換器２３の近傍には、その室内熱交換器２３を通して室内空気を循環させるための室内送風機２４、および室内温度センサ２５が設けられている。室外熱交換器４の近傍には上記室外送風機５，６および外気温度センサ２６が設けられている。
【００１５】
３０は制御部で、空気調和機の全体を制御する。この制御部３０に、四方弁２１、電子膨張弁２２、室内送風機２４のモータ２４Ｍ、室内温度センサ２５、室外送風機５，６のモータ５Ｍ，６Ｍ、外気温度センサ２６、インバータ１１、および操作表示部３１が接続されている。
【００１６】
インバータ１１は、商用交流電源１２の電圧を整流し、その整流した電圧をスイッチング素子のオン，オフにより所定周波数の電圧に変換し、出力する。この出力が圧縮機８に駆動電力として供給される。
【００１７】
制御部３０は、主要な機能として次の（１）〜（４）を備える。
（１）室内温度センサ２５の検知温度Ｔａと操作表示部３１の操作による設定室内温度Ｔｓとの差ΔＴを求め、その温度差ΔＴおよび外気温度センサ２６の検知温度Ｔｏをパラメータとして空調負荷を求める手段。
（２）求めた空調負荷に応じてインバータ１１の出力周波数（つまり圧縮機８の容量）を制御する制御手段。
（３）求めた空調負荷に応じて室外送風機５，６に対する要求送風量を決定する手段。
（４）上側の室外送風機５の回転数を少なくとも回転数の高い領域において下側の室外送風機６の回転数よりも低く設定する制御手段。
【００１８】
つぎに、作用を説明する。
室外送風機５，６に対して決定される要求送風量として、多い方から順に、Ｈ（高），Ｍ（中），Ｌ（低），ＵＬ（極低）がある。これら要求送風量ごとに、図４に示すように、室外送風機５の回転数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４が設定され、室外送風機６の回転数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４が設定される。
【００１９】
これら設定回転数には、ａ１＜ｂ１、ａ２＜ｂ２、ａ３＜ｂ３、ａ４＜ｂ４の条件が含まれている。ａ１，ｂ１の差、ａ２，ｂ２の差、ａ３，ｂ３の差、ａ４，ｂ４の差については、３０ｒｐｍ程度から、できれば１００ｒｐｍ以上が望ましい。
【００２０】
ここでは、高回転域から低回転域までの全域にわたって回転数差を持たせたが、送風機騒音が回転数に比例し、回転数が高いほど送風機騒音が大きくなることから、高回転域の設定回転数ａ１，ｂ１についてだけ差を持たせるようにしてもよい。
【００２１】
室外送風機５，６の回転数を変化させる手段としては、リレーによるモータ巻線切替、モータに対する駆動電圧の位相制御、ＤＣモータの採用およびその駆動電圧レベル制御など、種々があるが、回転数を変化できればいずれの方法でもよい。
【００２２】
このように、上側の室外送風機５の回転数と下側の室外送風機６の回転数とを異ならせることにより、室外送風機５，６の運転に基づく周期的騒音を低減することが可能である。
【００２３】
とくに、人体の耳に近くなる上側の室外送風機５の回転数を下側の室外送風機６の回転数よりも低くするようにしているので、聴感面でも顕著な騒音低減効果が得られる。
【００２４】
［２］第２実施形態について説明する。
図３に破線で示すように、制御部３０にモード切換スイッチ３２が接続されている。
制御部３０は、上記（４）の機能に代えて、次の（１１）〜（１３）の機能を備えている。
（１１）上側の室外送風機５の回転数を少なくとも回転数の高い領域において下側の室外送風機６の回転数よりも低く設定する第１制御手段。
（１２）上側の室外送風機５の回転数を少なくとも回転数の高い領域において下側の室外送風機６の回転数よりも高く設定する第２制御手段。
（１３）第１制御手段による設定（第１モード運転）および第２制御手段による設定（第２モード運転）をモード切換スイッチ３２の操作に応じて切換える切換手段。
他の構成は第１実施形態と同じである。
【００２５】
要するに、室外送風機５，６に対する要求送風量としてＨ（高），Ｍ（中），Ｌ（低），ＵＬ（極低）があり、これら要求送風量ごとに室外送風機５の回転数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および室外送風機６の回転数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４が設定されるが、設定回転数には第１制御手段によるａ１＜ｂ１、ａ２＜ｂ２、ａ３＜ｂ３、ａ４＜ｂ４の条件の第１モード運転と、第２制御手段によるａ１＞ｂ１、ａ２＞ｂ２、ａ３＞ｂ３、ａ４＞ｂ４の条件の第２モード運転とがある。そして、図５のフローチャートに示すように、モード切換スイッチ３２がオンされると、第１モード運転が選択される。モード切換スイッチ３２がオフされると、第２モード運転が選択される。
【００２６】
たとえば、室外機１が通行人等の近くや他の建物の近くに設置され、騒音低減が重視される場合は、係員によってモード切換スイッチ３２がオンされ、第１モード運転が選択される。これにより、人体の耳に近くなる上側の室外送風機５の回転数が下側の室外送風機６の回転数よりも低く設定され、周期的騒音が人体の聴感面を含めて大幅に低減される。
【００２７】
ビルの屋上など、騒音が問題とならない場所に室外機１が設置される場合は、係員によってモード切換スイッチ３２がオフされ、第２モード運転が選択される。これにより、上側の室外送風機５の回転数が下側の室外送風機６の回転数よりも高く設定される。これは、周期的騒音の低減を図りながら、インバータ１１に対する冷却風量を積極的に増大させること、ひいてはインバータ１１の効率の良い安定運転につながる。
【００２８】
［３］第３実施形態について説明する。
制御部３０は、上記（４）の機能に代えて、次の（２１）（２２）の機能を備えている。
（２１）室外送風機５，６に対する要求送風量が所定値以上（Ｈ，Ｍ）のとき、上側の室外送風機５の回転数を下側の室外送風機６の回転数よりも低く設定する第１制御手段。
（２２）室外送風機５，６に対する要求送風量が所定値未満（Ｌ，ＵＬ）のとき、上側の室外送風機５の回転数を下側の室外送風機６の回転数よりも高く設定する第２制御手段。
他の構成は第１実施形態と同じである。
【００２９】
要するに、室外送風機５，６に対する要求送風量としてＨ（高），Ｍ（中），Ｌ（低），ＵＬ（極低）があり、これら要求送風量ごとに室外送風機５の回転数ａ１，ａ２，ａ３，ａ４および室外送風機６の回転数ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４が設定されるが、設定回転数には第１制御手段によるａ１＜ｂ１、ａ２＜ｂ２の条件と、第２制御手段によるａ３＞ｂ３、ａ４＞ｂ４の条件とが含まれている。
【００３０】
たとえば、騒音が問題となる高風量域（Ｈ，Ｍ）では、人体の耳に近くなる上側の室外送風機５の回転数が下側の室外送風機６の回転数よりも低く設定され、周期的騒音が人体の聴感面を含めて大幅に低減される。
【００３１】
騒音がもともと小さい低風量域（Ｌ，ＵＬ）では、上側の室外送風機５の回転数が下側の室外送風機６の回転数よりも高く設定される。これは、周期的騒音の低減を図りながら、インバータ１１に対する冷却風量を積極的に増大させること、ひいてはインバータ１１の効率の良い安定運転につながる。
なお、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。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、室外機の送風機騒音を確実に低減することができる空気調和機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各実施形態における室外機の外観を示す図。
【図２】各実施形態における室外機の内部構成を示す図。
【図３】各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４】各実施形態における要求送風量と各室外送風機の設定回転数との関係を示す図。
【図５】第２実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…室外機、２，３…空気吸込口、４…室外熱交換器、５…上側の室内送風機、６…下側の室内送風機、７…仕切壁、８…圧縮機、９…回路基板、１０…ヒートシンク、１１…インバータ、３０…制御部、３２…モード切換スイッチ

Claims (2)

1. 複数の送風機を上下に並べて設けた室外機と、
   前記上側の送風機の回転数を少なくとも回転数の高い領域において前記下側の送風機の回転数よりも低く設定する第１制御手段と、
   前記上側の送風機の回転数を少なくとも回転数の高い領域において前記下側の送風機の回転数よりも高く設定する第２制御手段と、
   前記各制御手段による設定を切換える切換手段と、
   を備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 複数の送風機を上下に並べて設け、かつ圧縮機および圧縮機駆動用のインバータを有し、上側の送風機をインバータの冷却用として兼用する室外機と、
   前記各送風機に対する要求送風量が所定値以上のとき、前記上側の送風機の回転数を前記下側の送風機の回転数よりも低く設定する第１制御手段と、
   前記各送風機に対する要求送風量が所定値未満のとき、前記上側の送風機の回転数を前記下側の送風機の回転数よりも高く設定する第２制御手段と、
   を備えたことを特徴とする空気調和機。

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