JP4931566B2 - 空気調和機 - Google Patents

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本発明は空気調和機に係り、特に自動的に熱交換器を清掃できる空気調和機に関する。
空気調和機は種々の部屋に設置されて使用されるが、特に、ダイニングキッチンなどの部屋に設置される空気調和機は、室内側熱交換器に室内の空気中に含まれる油分が、空気と共に吸引され、エアフィルタを通過して熱交換器に付着する。
そして、長期間の使用により、油分が熱交換器のフィンの表面に堆積し、粘着性により、熱交換器を通過する空気に含まれる微細な塵埃や、カビの胞子を吸着し、熱交換効率を低下させる原因となる。
この対策として、図10に示すように、フィンの表面にフッ素樹脂などの撥水・撥油性を備えた防汚作用のある樹脂コーティングを施し、汚れやカビ発生の防止手段としているが、このコーティング表面は疎な凹凸面であったため、油分が付着した場合、熱交換器の上面から水を散布しても水は熱交換器表面を急速に流下してしまうため油分の表面を通過して、油分除去効果が不十分であるという問題点があった。
このため、コーティング表面を水が隙間に浸透できる微細で密な凹凸面として、フィン表面の親水性を高め、この隙間に浸透した水分により表面に付着した油分などを含む塵埃を浮き上がらせ、流下する水滴と共に、下方へ押し流すように構成させた樹脂コーティングを施した熱交換器が検討されている。
しかしながら、上記構成の熱交換器において、夏場などの冷房運転時には、熱交換器が蒸発器として作用し表面に水滴が発生するため、この水滴の流下に伴い、表面に付着した油分も洗い流せる作用が得られるが、暖房運転時は、凝縮器として作用し、水滴が生じないため、冬季においては、油分が付着したまま堆積してしまうといった問題点があった。
また、このような油分を含む塵埃を洗浄するため、洗浄剤を噴霧して熱交換器を洗浄させるようにした装置も検討されたが、特別な洗浄液を常に補充させなければならず、費用と、使用者に負担がかかるといった問題が生じ、実用的ではなかった(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−337105号公報
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、暖房運転モード時にも、室内側熱交換器を常に清潔な状態に維持可能な空気調和機を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、室内空気を吸い込む吸込口および熱交換空気の吹出口を備えた室内機本体と、この室内機本体内に形成され、前記吸込口と前記吹出口を連通する送風路と、この送風路に配置されたエアフィルタと、このエアフィルタの風下側に配置され、フィン表面に防汚性の処理を施した室内側熱交換器と、この熱交換器に送風する送風機と、暖房運転後に、前記フィン表面に水を付着させる水分付与手段を備え、前記水分付与手段は、室内熱交換器を蒸発器として作用させるために、冷凍サイクルの冷媒流路を冷房運転あるいは除湿運転に切り換える四方弁と、この四方弁の動作を制御する制御手段であり、前記吹出口に開閉可能な吹出ルーバを設け、冷房運転あるいは除湿運転時、前記吹出ルーバを略全閉あるいは、風向が水平方向以上となる位置に設定することを特徴とする。
本発明に係る空気調和機によれば、暖房運転モード時にも、室内側熱交換器を常に清潔な状態に維持可能な空気調和機を提供することができる。
以下、本発明の第1実施形態に係る空気調和機について添付図面を参照して説明する。
本発明の第1実施形態に係る空気調和機に組み込まれる冷凍サイクルの概念図、図2はその制御系統図である。
図1に示すように、本第1実施形態に係る空気調和機1の冷凍サイクルは、室内機2に収容され、室内ファン3を備えた室内側熱交換器4、室外機5に各々収容される四方切換弁6、圧縮機7、室外ファン8を備えた室外側熱交換器9及び膨張手段10を順次配管接続してなる。
図2に示すように、空気調和機1の制御装置11は、室内機2に収容された室内制御回路13と、室内制御回路13と通信可能なリモコン14と、室外機5に収容された室外制御回路15とを備える。
室内制御回路13は、室内機用MCUを備え室内機運転指令信号発生機能、演算機能(温度演算)、圧縮機再起動3分遅延機能、室内ファン起動補償機能、タイマー機能、フィルタ自動運転清掃制御などを行い、室内ファンモータ、ルーバ回動モータを含む室内機制御対象要素12の制御を実行する。
リモコン14は、空気調和機1の運転/停止、運転条件選択を行い、その指令信号を室内機2に送信する。
室外制御回路15は、空気調和機1全体を制御する室内制御回路13に接続された室外機用MCUを備え、室外機5のインバータ出力周波数制御、圧縮機再起動制御、除霜運転機能、外気温推定などを行ない、インバータにより制御される圧縮機7を含む室外制御対象要素17の制御を実行する。
また、制御装置11は、暖房運転モードにおいて、暖房運転後に室内側熱交換器4のフィン4b表面に水を付着させてフィン4b表面の油分などを除去する熱交換器クリーン運転モードを実行する手段を備える。
このクリーン運転モードは、暖房運転後に、四方切換弁6を切り換えて、室内側熱交換器4を蒸発器として作用させる運転モードであり、室内側熱交換器4に水分を付着させることが可能な冷房運転あるいは除湿運転である。
次に、室内機2の構成を説明する。
図3に示すように、室内機2は、その前面部に前面吸込口18aが、上面部には上面吸込口18bが開口され、さらに、下部には吹出口18cが開口され、吹出口18cには回動式のルーバ18dが設けられる。
両吸込口18a、18bと吹出口18cを連通する送風路19には、エアフィルタ20、室内側熱交換器4、室内ファン3が配される。
また、室内側熱交換器4の下方には、凝縮水を受けるドレンパン21が設けられ、このドレンパン21で受けた露水はドレンホースから室外へ排出される。
図4に示すように、室内側熱交換器4のフィン4bの表面には、コーティング表面を水が隙間に浸透できる微細な凹凸面として親水性を有し、かつその表面をフッ素樹脂などの撥水・撥油性を備えた防汚作用を有する構成とした樹脂コーティング4b1による防汚性の処理が施される。
この微細で密な凹凸面を形成することにより、フィン4b表面に空気中に含まれる油分が表面に付着するが、撥油性のある表面により微細な凹凸面内には浸み込むことがなく、この状態で、室内側熱交換器4の蒸発作用によりフィン4b表面に水滴が生じこの水滴が微細な凹凸面隙間に浸透すると共に、水滴が増加して水が流下すると、油面と樹脂コーティング表面の凹凸面の隙間に浸み込んだ水が、油分を内側から浮かせて水と共に油分を下方向に押し流す作用を得ることが出来る。
なお、図中符号22は電気集塵器である。
次に本第1実施形態の空気調和機の熱交換器クリーン運転モードについて説明する。
図2に示す制御装置11の室内制御回路13を介して室外制御回路15により、図1に示す四方切換弁6を暖房運転位置にし、空気調和機1の暖房運転を行う。この暖房運転を継続すると、フィン4b表面の樹脂コーティング4b1に油分を主成分とする埃が付着、堆積する。そこで、熱交換器クリーン運転を実行する。
この熱交換器クリーン運転は、室内制御回路13のROMに記憶されている制御プログラムを実行することで行われ、例えば、所定時間の暖房運転後、四方切換弁6を冷房運転位置に切り換えて、例えば冷房運転を行い、室内側熱交換器4を蒸発器として作用させる。
室内側熱交換器4が蒸発器として作用することで、室内側熱交換器4には水分が凝縮して、フィン4bに付着する。
フィン4b表面に付着した水分は、フィン4b表面が密な凹凸面が形成されているので、図4に示すように、油面と樹脂コーティング表面の凹凸面の隙間に浸み込み、油分を浮かせて油分を下方向に押し流す。押し流された油分は、水分とともにドレンパン21で受けられ、ドレンホースを介して室外へ排出される。
このような作用を有する表面が微細な凹凸面が密に形成されかつフッ素樹脂などの撥水・撥油性を備えた防汚作用のある樹脂コーティングによる防汚性の処理をフィン4bに施し、フィン4b表面に水分を付与することで、常に清潔な状態に室内側熱交換器4を維持でき、暖房運転時、省エネ運転が長期に渡り可能である。
上記した熱交換器クリーン運転時における冷房運転は、圧縮機7を制御し、本空気調和機1の冷房定格能力以下で行うのが好ましい。これにより、暖房運転を行なう季節においても、被空調室内が冷えることがないので、使用者に不快感を与えることがなく、室内の快適性を保持したまま、室内側熱交換器の清浄運転を行うことができる。
また、熱交換器クリーン運転時の冷房運転時、室内制御回路13を介して、ルーバモータによりルーバ18dを回動させ、ルーバ18dを略全閉あるいは、風向が水平方向以上となる位置にする。これにより、室内機2本体内に発生した冷気が、吹出口18cから室内に流失するのを防ぎ、使用者に不快感を与えることがなく、室内側熱交換器4の清浄運転を行うことができる。
熱交換器クリーン運転後、すなわち冷房運転後には、暖房運転および送風運転を行うのが好ましい。これにより、ドレンパン21やドレンホースに滴下し残っている水分は、暖房による暖気あるいは送風により、暖房時期の低温時に結露水がドレンパン21やドレンホースに残り、凍結するのを回避できる。
本空気調和機1では、四方切換弁6の切り替えで、室内側熱交換器4への水分の付与が可能となるので、一般的な空気調和機の室内熱交換器のフィンの樹脂コーティングを改良することで、暖房運転時の熱交換器の清掃が可能となる。また、通常の暖房運転時に一時的冷房運転を行い、フィンをクリーンな状態に保つことができ、暖房能力を最大限に発揮させることができる。
本第1実施形態の空気調和機によれば、室内側熱交換器のフィン表面に密な凹凸面が形成された樹脂コーティングを施すとともに、暖房運転後に、フィン表面に水を付着させる水分付与手段として冷房運転を行い、フィン表面の水分を付与することで、暖房運転時の熱交換器を自動的に常に清潔な状態に維持することができる。
また、本発明の第2実施形態に係る空気調和機について説明する。
本第2実施形態は第1実施形態に排気装置を付加する。
例えば、図5に示すように、本発明の第2実施形態に係る空気調和機の室内機2Aは、図4に示すと同様の構造を有する室内側熱交換器4の下流側の送風路19に臨む位置に空気を排気する排気装置31が設けられる。
この排気装置31はケーシング32と、このケーシング32に収容された電動ファン33からなり、ケーシング32には、送風路19に連通する吸込口32aと、排気ダクト34が連通する排気口32bとが設けられる。そして、排気装置31は室内側熱交換器4を経た空気を吸込口32aから取込んで、換気ダクト34により室外に排出する。
また、排気装置31による排気運転は、図2に示すような室内制御回路13により、他の室内機制御対象要素と同様に制御され、使用者のリモコンからの排気指令あるいはROMに予め記憶されたプログラムに基づく制御回路からの指令に基づき電動ファン33を回転させて行う。
本第2実施形態の空気調和機における熱交換器クリーン運転は、暖房運転モードによる運転時、所定時間の暖房運転後、四方弁を冷房運転位置に切り換えて、冷房運転あるいは除湿運転を行い、室内側熱交換器4を蒸発器として作用させて、フィン4b表面に水を付与する冷房運転を行なうと共に、排気装置31を運転して、排気運転を行う。
本第2実施形態の空気調和機によれば、室内機2A本体内で発生した冷気は、排気装置で機外に排出されるため、暖房運転を行なう季節においても、室内に冷気が流出して冷やされることがなく、使用者に不快感を与えることがなく、室内の快適性を保ったまま、熱交換器の清浄運転を行うことができる。
他の構成は第1実施形態と異ならないので、同一部分に同一符号を付して説明は省略する。
また、本発明の第3実施形態に係る空気調和機について説明する。
本第3実施形態は第1実施形態にファン清掃装置を付加する。
例えば、本第3実施形態の空気調和機は、図3に示す室内機と同様の室内機を備え、この室内機内には、図6に示すように、横流型の室内ファン3の下方に対向してファン清掃装置41が配される。このファン清掃装置41は、アーム42と、このアーム42の先端に取付けたブラシ43と、このブラシ43を室内ファン3に沿って水平移動させるブラシ移動機構44からなり、このブラシ移動機構44はアーム42が取り付けられるねじ部材45と、このねじ部材45が螺合し、ねじ回転モータ46によって回転されるボールねじ47からなる。
ねじ回転モータ46の制御は、図2に示すような室内制御回路13により、他の室内機制御対象要素と同様に制御され、ROMに予め記憶されたプログラムに基づく制御回路からの指令に基づき行う。
本第3実施形態の空気調和機は、暖房運転モードによる運転時、所定時間の暖房運転後、四方切換弁を冷房運転位置に切り換えて、例えば冷房運転を行い、室内側熱交換器4を蒸発器として作用させて、図4に示すようにフィン4b表面に水を付与する冷房運転を行ない、熱交換器を清掃するとともに、ファン清掃装置41を運転して、ファン清掃を開始する。ファン清掃が開始されると、室内ファン3は低速回転になる。室内ファン(ファンブレード)4aにブラシ43を当接させ、ブラシ43を室内ファン3の表面を螺旋状に沿わせて室内ファン3の埃を除去する。除去された埃は、排気装置を介して、機外に排出される。ファン清掃装置41の運転と同時に排気装置を運転する。
本第3実施形態の空気調和機によれば、室内機2の本体内で発生した冷気は、排気装置で機外に排出されるため、暖房運転を行なう季節においても、室内に冷気が流出して冷やされることがなくて、使用者に不快感を与えることがなく、室内の快適性が保もたれ、また、ファン清掃と同時に排気するので、熱交換器、ファン及び室内空気の清浄が保たれる。
また、本発明の第4実施形態に係る空気調和機について説明する。
本第4実施形態は第1実施形態にフィルタ清掃装置を付加する。
例えば、図7及び図8に示すように、本発明の第4実施形態に係る空気調和機の室内機2Bは、エアフィルタ20を定期的に自動的に清掃するフィルタ清掃装置51を備える。フィルタ清掃装置51は、エアフィルタ20に付着した埃を自動清掃するもので、室内側熱交換器4の前方に配される前面フィルタ20aと上面フィルタ20bからなるエアフィルタ20の間に配置され、このフィルタ20を室内側熱交換器4に沿って昇降移動させるラックとピニオンを利用したフィルタ移動機構52と、埃溜容器53と回転ブラシ54とから構成される。また、埃溜容器53は排気装置に連通する。
本第4実施形態の空気調和機は、暖房運転モードによる運転時、所定時間の暖房運転後、四方弁を冷房運転位置に切り換えて、例えば冷房運転を行い、室内側熱交換器4を蒸発器として作用させて、図4に示すようにフィン4b表面に水を付与する冷房運転を行ない、室内側熱交換器4を清掃するとともに、フィルタ清掃装置51を運転して、フィルタ清掃を開始し、エアフィルタ20の埃を除去する。除去された埃は、排気装置を介して、機外に排出される。
フィルタ清掃装置51によるフィルタ清掃は、図2に示すような室内制御回路13により、他の室内機制御対象要素と同様に制御され、ROMに予め記憶されたプログラムに基づく制御回路からの指令に基づき電動ファンを回転させて行う。
本第4実施形態に係る空気調和機によれば、室内側熱交換器の清掃にあわせて、自動的にエアフィルタの清掃を行うことができて、室内側熱交換器及びフィルタを常に清潔な状態に保つことができ、また、長期に渡って省エネ効果を保つことができる。
本発明の第1実施形態に係る空気調和機に組み込まれる冷凍サイクルの概念図。 本発明の第1実施形態に係る空気調和機の制御系統図。 本発明の第1実施形態に係る空気調和機の室内機の縦断面図。 本発明の第1実施形態に係る空気調和機の室内側熱交換器のフィンの概念図。 本発明の第2実施形態に係る空気調和機の室内機の縦断面図。 本発明の第3実施形態に係る空気調和機の室内機に組み込まれるファン清掃装置の縦断面図。 本発明の第4実施形態に係る空気調和機の室内機の縦断面図。 本発明の第4実施形態に係る空気調和機の室内機に組み込まれるフィルタ清掃装置の概念図。 従来の空気調和機の室内側熱交換器のフィンの概念図。
符号の説明
1…空気調和機、2…室内機、3…室内ファン、4…室内側熱交換器、4b…フィン、4b1…樹脂コーティング、5…室外機、6…四方切換弁、7…圧縮機、8…室外ファン、9…室外側熱交換器、10…膨張手段、11…制御装置、12…室内機制御対象要素、13…室内制御回路、14…リモコン、17…室制御対象要素、18a…前面吸込口、18b…上面吸込口、18c…吹出口、18d…ルーバ、19…送風路、20…エアフィルタ、21…ドレンパン。

Claims (1)

  1. 室内空気を吸い込む吸込口および熱交換空気の吹出口を備えた室内機本体と、この室内機本体内に形成され、前記吸込口と前記吹出口を連通する送風路と、この送風路に配置されたエアフィルタと、
    このエアフィルタの風下側に配置され、フィン表面に防汚性の処理を施した室内側熱交換器と、
    この熱交換器に送風する送風機と、
    暖房運転後に、前記フィン表面に水を付着させる水分付与手段を備え、
    前記水分付与手段は、室内熱交換器を蒸発器として作用させるために、冷凍サイクルの冷媒流路を冷房運転あるいは除湿運転に切り換える四方弁と、この四方弁の動作を制御する制御手段であり、
    前記吹出口に開閉可能な吹出ルーバを設け、冷房運転あるいは除湿運転時、前記吹出ルーバを略全閉あるいは、風向が水平方向以上となる位置に設定することを特徴とする空気調和機。
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