JP4573026B2

JP4573026B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP4573026B2
Application number: JP2004246597A
Authority: JP
Inventors: 浩彰遠藤
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP2006064266A

Description

本発明は空気調和機（エアコン）の制御方法に関し、さらに詳しく言えば、室内機に備えられるエアフィルタを所定条件で自動的に清掃する空気調和機の制御方法に関するものである。

空気調和機の室内機の空気吸入口には、吸い込む空気に含まれているホコリを除去するためのエアフィルタが備えられている。エアフィルタの清掃は手動によるのが一般的であり、人手によりエアフィルタを室内機から外して洗浄するため、装置的には安価な方法と言えるが、その都度作業を行わなければならず煩わしい。

また、室内機の設置箇所によってはエアフィルタを外す作業が困難であり、特に室内機が高所に設置されている場合には、例えば椅子や脚立に乗ってエアフィルタを室内機から外さなければならないため、転倒などのおそれがあり特に高齢者には危険性が高い。この点を考慮して、本出願人は例えば特許文献１においてエアフィルタを外すことなく自動的に清掃する方法を提案している。

すなわち、特許文献１に記載の発明は、エアフィルタをモータなどの駆動手段により空気吸込口の内面に沿って移動可能とするとともに、その移動経路内に内部に両面ブラシを有するダストボックスを配置し、エアフィルタをダストボックス内に通過させることによりエアフィルタに付着しているホコリをダストボックス内に掻き落とすようにしている。

特許文献１に記載の発明では、フィルタ清掃の動作条件としてオートクリーン動作積算時間を用いており、空気調和機の運転（例えばファン運転）が所定の動作積算時間に達すると、自動清掃モードによりエアフィルタを移動させてその両面を清掃する。また、使用者が任意の時点でリモコンを操作してフィルタ清掃を行うことができる手動清掃モードも備えている。

特開２００４−１０１１０１号公報

特許文献１に記載の発明において、自動清掃モードもしくは手動清掃モードのいずれによるにせよ、フィルタ清掃時にはフィルタに付着したホコリが飛散しないようにするため空気調和機の運転を停止させる必要がある。

また、動作積算時間を経過しても空気調和機の運転が停止されないこともあり、このように運転停止なしに継続して長時間運転されるとエアフィルタにはホコリが堆積してその汚れが酷くなり、運転の効率が低下するだけなく室内環境や省エネルギの観点からも好ましくない。

そこで、特許文献１に記載の発明では、上記動作積算時間とは別にそれよりも長い動作積算時間を予め決めておき、空気調和機の運転が継続して行われてその長い動作積算時間を経過した場合には、強制的に運転を停止させて自動清掃モードによるフィルタ清掃を行うようにしている。

ところで、使用者の指示による手動清掃モードでは使用者が納得してのことであることから空気調和機の運転を停止しても問題とならない。また、自動清掃モードにあって動作積算時間経過後の運転停止についても、取扱説明書などから使用者がその動作積算時間後の運転停止時のフィルタ清掃を了解していることから問題とならない。

しかしながら、空気調和機の運転が動作積算時間経過後に何らかの理由により停止せずに継続して行われ、長い方の動作積算時間まで達した場合には、突然的に空気調和機の運転を停止させてフィルタ清掃を行うことから、例えば冷房運転の強制的中断により室内環境が悪化し快適性が損なわれることがある。

上記課題を解決するため、本発明は、空気吸入口と空気吹出口とを結ぶ空気通路を有し、その空気通路内に送風手段と冷凍サイクル系内の熱交換器とが配置されている室内機筐体と、上記空気吸入口に面して配置されているエアフィルタを清掃するフィルタ清掃手段と、所定の条件下で上記フィルタ清掃手段を駆動する制御手段と、当該空気調和機の運転時間を積算する運転時間積算手段と、上記制御手段に所定の指示信号を与えるリモコンとを備え、上記制御手段は、上記運転時間積算手段にて計時される積算時間がフィルタ清掃を必要とする所定の積算時間を超えた後に上記リモコンからの運転停止信号を受信した場合に上記フィルタ清掃手段を駆動するようにした空気調和機において、上記制御手段は、上記積算時間がフィルタ清掃を必要とする所定の積算時間を超えた後で上記リモコンからの運転停止信号を受信する前に、上記送風手段および／または上記冷凍サイクル系内の圧縮機が上記リモコンの指示によることなく一時的に停止した際に上記フィルタ清掃手段を駆動することを特徴としている。

本発明の好ましい態様によれば、上記制御手段は、あらかじめ設定されたオートクリーン動作積算時間として少なくとも第１，第２および第３の３つの動作積算時間Ａ，Ｂ，Ｃを第１動作積算時間Ａ＜第２動作積算時間Ｂ＜第３動作積算時間Ｃの関係で有し、上記オートクリーン動作積算時間が上記第１動作積算時間Ａを超え上記第２動作積算時間Ｂ未満である場合には、当該空気調和機の運転停止時に上記フィルタ清掃手段を駆動してフィルタ清掃を実行し、上記オートクリーン動作積算時間が上記第２動作積算時間Ｂを超え上記第３動作積算時間Ｃ未満である場合には、上記送風手段および／または上記圧縮機が一時的な停止状態となったときに上記フィルタ清掃手段を駆動してフィルタ清掃を実行し、上記送風手段および上記圧縮機のいずれもが停止することなく、上記第３動作積算時間Ｃに達した場合には、上記送風手段および／または上記圧縮機を強制的に停止し上記フィルタ清掃手段を駆動してフィルタ清掃を実行する。

本発明において、上記送風手段および／または上記圧縮機の一時的な停止には、室温調節時における一時的停止，上記冷凍サイクルの除霜時もしくは保護機能動作時における一時的停止または当該空気調和機の運転モード切換時における一時的な停止が含まれる。

本発明によれば、原則として冷凍サイクル系に含まれる圧縮機および／または送風手段の停止を条件としてフィルタ清掃を自動的に行うようにしているため、フィルタの汚れが酷くない限り、フィルタ清掃を行うためだけの理由によって空気調和機の運転が突然に停止されることがない。したがって、空気調和機の突然の運転停止による室内環境の悪化を防ぐことができる。

本発明の好ましい態様によると、オートクリーン動作（自動清掃モード）によるフィルタ清掃の開始を判断するオートクリーン動作積算時間について、第１ないし第３の動作積算時間Ａ，Ｂ，Ｃを有し、その各時間長をＡ＜Ｂ＜Ｃの関係で設定し、オートクリーン動作積算タイマがＡ時間以上，Ｂ時間未満の範囲にあるときにはエアコンの運転停止指令があれば自動清掃モードによるフィルタ清掃を行い、この運転停止指令がなくオートクリーン動作積算タイマがＢ時間以上，Ｃ時間未満の範囲にあるときに圧縮機の停止条件によりフィルタ清掃を可能とし、圧縮機の停止条件に当てはまらず、オートクリーン動作積算タイマがＣ時間に達した場合に強制的にフィルタ清掃を行うようにして、強制的なフィルタ清掃動作の頻度を低減する。

以下、本発明の実施形態を図１ないし図５を参照して詳細に説明する。図２に示すように、この空気調和機の制御装置は、室内機側の制御回路１および室外機側の制御回路２を備え、室温コントロールに必要な制御を行う一方、自動清掃モードおよび手動清掃モードに基づいてエアフィルタの清掃を自動的に行う。制御回路１，２には例えばマイクロコンピュータが用いられる。

図３に室内機の内部構造を模式的に示す。室内機には、その本体の上面から前面側にかけて桟形状の空気吸入口５が形成されており、空気吸入口５の下側にはエアフィルタ４の清掃時に同エアフィルタ４の一部を室内機外に飛び出し可能とする開閉パネル６が設けられている。

この室内機は壁掛け型で、その本体の下面側に空気吹出口７が設けられ、空気吹出口７に吹き出し方向を変えるための上下風向板８ａや左右風向板８ｂが備えられている。空気吸入口５と空気吹出口７とを結ぶ空気通路内には、本体の前面側から背面側にかけてラムダ型とした室内熱交換器９ａ，９ｂ，９ｃが設けられ、室内熱交換器９ａ，９ｂ，９ｃにて囲まれた内側に室内ファン（送風手段）１０が配置されている。

この例において、エアフィルタ４は目の細かな柔軟性を有する合成樹脂板であって空気吸入口５と室内熱交換器９ｂとの間の空気通路で室内機本体の内側に沿って移動可能に配置され、このエアフィルタ４を清掃するフィルタ清掃装置１１は空気吸入口５の下部で開閉パネル６付近に配置されている。

図４および図５を参照して、フィルタ清掃装置１１は、エアフィルタ４を本体内側に沿って往復させるためのフィルタ駆動モータ（ステッピングモータ）１２よびギヤ１３を含む駆動手段と、エアフィルタ４の両面に当接するブラシ１４，１５と、エアフィルタ４の位置を検出するリミットスイッチ１６と、エアフィルタ４の一部（横方向全体）を挟む形で覆い、かつ内部に上記ブラシ１４，１５を有するダストボックス１７とを備えている。

なお、エアフィルタ４の一部には上記ギヤ１３と噛合する歯が上下方向に直線状に形成されており、清掃時にはエアフィルタ４が室内機本体の内側に沿いダストボックス１７に対して往復（上昇・下降）される。また、開閉パネル６は上端を支点として開閉し、清掃時においてはエアフィルタ４の下端によって押し開かれ、エアフィルタ４が室内機内に収容されたときに図示しないバネ手段により閉じられる。

リミットスイッチ１６はダストボックス１７の入口（エアフィルタ４の移動方向の下流側）に近い側に配置され、エアフィルタ４が空気吸入口５に対応した位置（正常な位置）にあるときにオフ状態となり、エアフィルタ４の往復による清掃時にオン状態となる。ダストボックス１７は室内機に対して着脱可能であり、エアフィルタ４から掻き落としたホコリを蓄積し、開閉パネル６を開いて室内機内部から取り出すことができる。

このほかに、室内機の前面側にはリモコン３からのリモコン信号を受信する受信部および運転状態やフィルタ清掃装置に関する情報等を表示する本体表示部１８が備えられており、本体内部で室内熱交換器９ａ，９ｂ，９ｃの下部には同熱交換器から滴下する凝縮水を受けて室外に排出するためのドレンパン１９が備えられている。また、室外機には上記室内熱交換器９ａ，９ｂ，９ｃとともに冷凍サイクルを構成する四方弁２０および圧縮機２１と室外ファン２２とが備えられている。

上記室内機の制御回路１は、リモコン３の設定操作に応じて上下風向板８ａ，左右風向板８ｂおよび室内ファン１０を制御し、室温と設定温度の差に応じた圧縮機２１の運転コード等を室外機側の制御回路２に送信するとともに、制御回路２との間で室温コントロールに必要な信号の授受を行い、また、リモコン３による設定に基づいてフィルタ清掃装置１１を制御する。

そのために、制御回路１は、リモコン信号を判定する判定部１ａおよび当該空気調和機の運転状態を判定する状態判定部１ｂ、フィルタ清掃装置１１を制御するために用いるオートクリーン動作積算タイマ，運転積算タイマ，連続運転積算タイマ，マスク用タイマや切りタイマを含むタイマ部１ｃ、記憶部１ｄ、清掃運転を判定するため積算時間やダストボックス１７のホコリ量を判定するための積算時間などの種々積算時間（運転積算時間、複数のオートクリーン動作積算時間Ａ，Ｂ，Ｃ）を記憶している運転積算記憶部１ｅおよびリミットスイッチ１６の状態をもとしてエアフィルタ４の位置を判定するフィルタ位置判定部１ｆの機能を備えている。

上記オートクリーン動作積算時間には、最も短い動作積算時間Ａ（例えば２００時間）、中位の動作積算時間Ｂ（３００時間）および最も長い動作積算時間Ｃ（６００時間）が含まれており、この場合、最も短い動作積算時間Ａと中位の動作積算時間Ｂの間隔が短く、中位の動作積算時間Ｂと最も長い動作積算時間Ｃの間隔がそれよりも長い関係に設定されている。

上記室外機側の制御回路２は、制御回路１側からの運転モード等を判別する運転モード判定部２ａと、四方弁２０を制御する四方弁制御部２ｂと、圧縮機２１を制御する圧縮機制御部２ｃとを備えている。これらの構成は一般的なものであってよい。

次に、本発明による空気調和機の動作を図１のフローチャートを参照して説明する。まず、電源の投入によりエアコンの運転が開始されると、ステップＳＴ１からＳＴ２に進み各積算タイマをスタートする。そして、オートクリーン動作積算タイマがあらかじめ設定されている動作積算時間Ａ（２００時間），Ｂ（３００時間），Ｃ（６００時間）のいずれに達しているか否かを判断する（ステップＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５）。

オートクリーン動作積算タイマがＡ時間（２００時間）に達していなければ、自動清掃モードによるフィルタ清掃を行う必要がないとして、エアコンの運転停止が行われたか否かを判断する（ステップＳＴ６）。

エアコンの運転が停止されなければ、ステップＳＴ３に戻って上述した処理を繰り返すが、使用者によってリモコン３で停止操作が行われた場合には、運転を停止して当該ルーチンを終了する（ステップＳＴ７）。なお、各タイマは当然に一旦停止状態とされる。

エアコンが再び運転され、あるいは運転が継続されオートクリーン動作積算タイマがＡ時間（２００時間）に達すると、ステップＳＴ６と同様に運転停止である否かを判断する（ステップＳＴ８）。運転が停止されなければ、ステップＳＴ３に戻って中位の積算時間であるＢ時間（３００時間）に達するまで上述するステップを繰り返すことになる。

オートクリーン動作積算タイマがＡ時間（２００時間）以上，Ｂ時間（３００時間）未満の範囲にあるときに、使用者によってリモコン３の停止操作が行われると、運転を停止し（ステップＳＴ９）、自動清掃モードによるフィルタ清掃処理を行う（ステップＳＴ１０）。

このフィルタ清掃処理については、上記特許文献１により明らかであることから簡単に説明すると、室内機側の制御回路１はオートクリーン動作（自動清掃モード）のルーチンを実行して運転積算タイマにより得られている運転積算時間が所定値（例えば２０００時間）に達しているか否かを判断する。

運転積算時間が２０００時間に達していなければ、リミットスイッチ１６を確認してエアフィルタ４を所定動作速度で下降させ、しかる後エアフィルタ４を所定動作速度で上昇動作とする。

なお、運転積算時間が２０００時間に達しているときには、フィルタクリーン動作許可を１回に設定してフィルタ清掃を実行する。すなわち、それ以上エアフィルタ４の清掃を行うと、ダストボック１７のホコリが溢れ出てしまうおそれがあるからである。

このように、エアコンの運転がＡ時間（２００時間）を超えていると、エアフィルタ４の清掃時期と判断して、運転が停止しているときにフィルタ清掃が行われるため、ホコリなどが飛散することもない。

また、このフィルタ清掃はＡ時間（２００時間）以上，Ｂ時間（３００時間）未満の範囲で行われるが、その時間の範囲がそれほど長くないことからフィルタ清掃が行われるまでの間にエアフィルタ４の汚れによる影響も少なくて済む。

上記フィルタ清掃処理を実行したことから、オートクリーン動作積算タイマをリセットして当該ルーチンを終了する（ステップＳＴ１１）。フィルタ清掃が行われず、つまりオート動作積算タイマがリセットされずにＢ時間（３００時間）に達すると、圧縮機２１や室内ファン１０などの停止条件によって上述したフィルタ清掃処理を可能とする。

ステップＳＴ１２ないしＳＴ１４に示すように、圧縮機２１や室内ファン１０が停止する条件としては、例えば室温調節により室温が設定温度に維持されているとき、保護機能が動作しもしくは使用者により運転モードの切り替えられたとき、また除霜機能が働いたときが挙げられる。

そして、上記停止条件に該当しなければ、ステップＳＴ８に進んで上述した処理を繰り返すが、オートクリーン動作積算タイマがＢ時間（３００時間）以上，Ｃ時間（６００時間）未満の範囲にあるとき、室温調節機能により少なくとも圧縮機２１を停止する条件、例えば室温が設定温度に維持されたため圧縮機２１の停止指示が発生すると、ステップＳＴ１２からＳＴ１５に進み圧縮機２１を停止し、さらには場合によっては室内ファン１１を停止する（ステップＳＴ１６）。

続いて、自動清掃モードによるフィルタ清掃処理を行う（ステップＳＴ１７）。なお、フィルタ清掃処理については、ステップＳＴ１０と同様であることから、その説明を省略する。上記以外で、例えば冬場の暖房運転時に室外機熱交換器に霜が付いて熱交換効率が低下することを防止するため除霜機能が働き圧縮機２１が停止されたときには、ステップＳＴ１３からＳＴ１７に進み上記自動清掃モードによるフィルタ清掃処理を行う。

さらに上記以外でエアコンの保護機能が働き、あるいは使用者によってリモコン３による運転モードの切り替え操作が行われ、圧縮機２１の停止条件が発生すると、ステップＳＴ１４からＳＴ１５に進み上述した処理によりフィルタ清掃を行う。

すなわち、保護機能の動作においては、圧縮機２１や室内ファン１１が強制的に停止され、また運転モードの切り替えがあったときには直ちにその切り替えられた運転にせずに圧縮機２１や室内ファン１１を停止しても使用者に不快感や不安感などを与えることもないからでもある。

上述したフィルタ清掃処理が終了すると、ステップＳＴ１８からＳＴ１９に進み、オートクリーン動作積算タイマをリセットするとともに（ステップＳＴ１９）、運転を再開してステップＳＴ２０からＳＴ２戻って上述した処理を繰り返す。例えば、ステップＳＴ１５，ＳＴ１６において圧縮機２１および室内ファン１１が停止されていれば、その制御の再開し、あるいは上記運転モードの切り替えが行われている場合には、その切り替えられた運転を再開する。

このように、オートクリーン動作積算タイマがＢ時間（３００時間）以上，Ｃ時間（６００時間）未満の範囲にあっては、エアコンの運転が停止されることなく継続していれば圧縮機２１の停止条件が発生したときに自動清掃モードによるフィルタ清掃を行うことから、後述する強制的フィルタ清掃の頻度が少なくなり室内環境の悪化，使用者の快適性への悪影響が抑えられる。

上記オート動作積算タイマがリセットされず、つまり圧縮機２１などの停止条件によってもフィルタ清掃処理が行われずに、オート動作積算タイマがＣ時間（６００時間）に達すると、ステップＳＴ３からＳＴ１３に進み上述した処理を実行する。すなわち、圧縮機２１および室内ファン１１を強制的に停止し、しかる後自動清掃モードによるフィルタ清掃を行う（ステップＳＴ１４，ＳＴ１５）。

そして、上述同様にフィルタ清掃終了後、オートクリーン動作積算タイマをリセットするとともに、運転を再開し（ステップＳＴ１９，ＳＴ２０）、さらにステップＳＴ２に戻って上述した処理を繰り返す。

したがって、オートクリーン動作積算タイマが最長のＣ時間（６００時間）以上であれば、強制的に圧縮機２１および室内ファン１１を停止して自動清掃モードによるフィルタ清掃が行われることから、エアフィルタ４の汚れによる室内環境の悪化、快適性が損なわれないで済む。

なお、上記実施例の説明では、フィルタ清掃動作の判断としてオートクリーン動作積算時間がＡ（２００時間）以上，Ｂ（３００時間）未満の範囲と、Ｂ（３００時間）以上，Ｃ（６００時間）未満の範囲に分けているが、そのＡ時間とＢ時間との間をより短くし、Ｂ時間とＣ時間の間をそれよりもより長くすることが好ましい。

また、圧縮機２１などの停止条件を発生する状況を勘案して、Ａ時間からＣ時間の間をより細かく分けるようにしてもよい。このようにすることにより、オートクリーン動作積算時間がＣ時間である例えば６００時間に達して強制的にフィルタ清掃を行う頻度をより減らすことができる。

以上、エアフィルタ４をダストボックス１７に向けて移動させてフィルタ清掃を行う清掃手段を例にして本発明を説明したが、本発明における清掃手段はこれに限定されるものではなく、例えばエアフィルタをエンドレス状とし、その一部分にブラシを配置してフィルタ清掃を行う清掃手段であってもよい。

本発明の動作を説明するためのフローチャート。本発明が適用される空気調和機の制御装置のブロック線図。本発明が制御対象とする室内機の内部構造を模式的に示す断面図。図３に示す室内機に取り付けられるエアフィルタ清掃装置の構成図。図３に示す室内機に取り付けられるエアフィルタ清掃装置の構成図。

符号の説明

１室内機の制御回路
１ａ判定部
１ｂ状態判定部
１ｃタイマ部
１ｄ記憶部
１ｅ運転積算記憶部
１ｆフィルタ位置判定部
２室外機の制御回路
３リモコン
４エアフィルタ
５空気吸入口
６開閉パネル
７空気吹出口
９ａ，９ｂ，９ｃ室内熱交換器
１１フィルタ清掃装置
１２フィルタ駆動モータ（ステッピングモータ）
１３ギヤ
１４，１５ブラシ
１６リミットスイッチ
１７ダストボックス

Claims

空気吸入口と空気吹出口とを結ぶ空気通路を有し、その空気通路内に送風手段と冷凍サイクル系内の熱交換器とが配置されている室内機筐体と、上記空気吸入口に面して配置されているエアフィルタを清掃するフィルタ清掃手段と、所定の条件下で上記フィルタ清掃手段を駆動する制御手段と、当該空気調和機の運転時間を積算する運転時間積算手段と、上記制御手段に所定の指示信号を与えるリモコンとを備え、上記制御手段は、上記運転時間積算手段にて計時される積算時間がフィルタ清掃を必要とする所定の積算時間を超えた後に上記リモコンからの運転停止信号を受信した場合に上記フィルタ清掃手段を駆動するようにした空気調和機において、
上記制御手段は、上記積算時間がフィルタ清掃を必要とする所定の積算時間を超えた後で上記リモコンからの運転停止信号を受信する前に、上記送風手段および／または上記冷凍サイクル系内の圧縮機が上記リモコンの指示によることなく一時的に停止した際に上記フィルタ清掃手段を駆動することを特徴とする空気調和機。
上記制御手段は、あらかじめ設定されたオートクリーン動作積算時間として少なくとも第１，第２および第３の３つの動作積算時間Ａ，Ｂ，Ｃを第１動作積算時間Ａ＜第２動作積算時間Ｂ＜第３動作積算時間Ｃの関係で有し、
上記オートクリーン動作積算時間が上記第１動作積算時間Ａを超え上記第２動作積算時間Ｂ未満である場合には、当該空気調和機の運転停止時に上記フィルタ清掃手段を駆動してフィルタ清掃を実行し、
上記オートクリーン動作積算時間が上記第２動作積算時間Ｂを超え上記第３動作積算時間Ｃ未満である場合には、上記送風手段および／または上記圧縮機が一時的な停止状態となったときに上記フィルタ清掃手段を駆動してフィルタ清掃を実行し、
上記送風手段および上記圧縮機のいずれもが停止することなく、上記第３動作積算時間Ｃに達した場合には、上記送風手段および／または上記圧縮機を強制的に停止し上記フィルタ清掃手段を駆動してフィルタ清掃を実行することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
上記送風手段および／または上記圧縮機の一時的な停止には、室温調節時における一時的停止，上記冷凍サイクルの除霜時もしくは保護機能動作時における一時的停止または当該空気調和機の運転モード切換時における一時的な停止が含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。