JP5098529B2

JP5098529B2 - 熱交換器温度検出に依存する空気調和機の制御方法

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Publication number: JP5098529B2
Application number: JP2007235100A
Authority: JP
Inventors: 晋一古川
Original assignee: 株式会社トヨトミ
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009068729A

Description

この発明は冷凍サイクルを利用して空気調和を行う空気調和機の制御方法に関するものである。

枠体内には冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された高温のガス状冷媒が送られるコンデンサと、コンデンサで液化した冷媒が減圧器を介して送られるエバポレータとを備え、該エバポレータで気化した冷媒が、再び圧縮機に戻されることによって冷凍サイクルを構成している。

前記コンデンサとエバポレータには送風装置を備えて送風されており、前記冷媒が圧縮機で加圧されると高温高圧になり、この冷媒はコンデンサを通過する空気流と熱交換して液化する。そして、この液化した高圧の冷媒は減圧器を経て圧力を下げてエバポレータに送られ、エバポレータを通過する空気を冷却することで冷媒はエバポレータ内部で気化し、この気化した冷媒は再び圧縮機で加圧されてコンデンサに送られる。

前記冷媒がエバポレータで気化する時にエバポレータは低温度になるから、送風装置によりエバポレータを通過する冷却された空気流が、枠体の吹出し口を冷風出口として直接室内に吹出すことで、冷風機能と呼ばれる運転を提供する空気調和機を構成している。

また、前記冷媒がコンデンサで液化する時にコンデンサは高温度になるから、前記の冷風機では送風装置によってコンデンサを通過して加熱された空気流を、枠体の吹出し口とは別の排風口から使用者のいない方向に吹出している。このコンデンサを通過して加熱された空気流と、エバポレータを通過して冷却された空気流とを、枠体の吹出し口の前で混ぜ合わせて吹出せば、空気流の冷風感と温風感を低減させることができ、除湿機能と呼ばれる運転を提供する空気調和機を構成することができる。

また、エバポレータで冷却された空気の吹出し側の流路をコンデンサの入口側に接続して、エバポレータを通過した空気流がコンデンサを通過するように単一化した送風経路を構成し、このコンデンサを通過した空気流が枠体の吹出し口を調和風出口として吹出すことで、除湿専用と呼ばれる運転を提供する空気調和機を構成することができる。

そして、上記の態様の空気調和機は目的に合った運転を単独に提供する空気調和機として、空気流路に切替機構を備えて、複数の運転状態を選択して実現できる空気調和機として実用化されている（特許文献１参照）。
特開２００５−３４４９４５号公報

空気調和機における一般的な制御で重要な項目は、「室温による運転制御」や「湿度による運転制御」などによる快適運転制御の追求であり、「熱交換器凍結防止」や「冷凍サイクル過負荷防止」などによる異常運転防止制御の追求である。特に異常運転防止制御は製品の破損や発火の問題に直結するから、高価格で高精度な部品が選定されるが、快適運転制御では製品故障に直結しないから、製品コストが優先されて精度よりも機能の存否に着目され、できることなら当該機能の専用の部品を使用しなくともその機能が実現できることが望まれる。
また、その制御の仕組みにおいても、「室温による運転制御」や「熱交換器凍結防止」や「冷凍サイクル過負荷防止」は所定の検出手段の検出出力に基づいて容易に制御することが可能であるが、快適運転制御を目的にする「湿度による運転制御」は、湿度検出手段の検出出力のみでなくそのときの使用環境に影響されやすく、使用者が期待するレベルの制御が難しいものであり、実際の製品では室内の環境をその場限りで監視して、湿度検出手段の検出出力のみを使う制御で良しとしていた。

このように、空気調和機による除湿運転には「湿度による運転制御」が不可欠であって前記湿度検出手段を必要とするが、通常の湿度検出手段は相対湿度を検出しており、この相対湿度は絶対湿度が一定の場合であっても室温によって変化して湿度と温度の双方と密接に関係している。
このため、湿度検出手段のみで制御するときには使用者が期待して設定した湿度レベルに対してある程度の誤差を含む制御しかできず、常に快適性が得られるものではなく、積極的に快適性に係わる制御が行われていなかった。

空気中の湿度についての快適性を求めるために、除湿機能と呼ばれる運転を可能にする空気調和機や、除湿専用と呼ばれる運転を可能にする空気調和機や、除湿機能と除湿専用と呼ばれる運転を可能にする兼用タイプの空気調和機があり、この快適性の制御として正確な湿度制御を可能にするためには、湿度検出手段のほかに室温によって変化する湿度に対応するために、別途室温検出手段を備える必要性が理解される。
しかし、実際は新たに室温検出手段を備えるときにはコストアップになることと、空気調和機を利用する人の湿度感覚は雰囲気条件に馴れが働くから、制御された空間の湿度がある程度の誤差を含んで、湿度検出手段だけによるおおまかな制御が行われていても、この誤差を体感として理解できる人は少ないから、結局、空気調和機として湿度検出手段と室温検出手段を兼ね備えて湿度制御を行っている除湿機能や除湿専用と呼ばれる運転を行なう除湿機と呼ばれる製品はなかった。

この除湿機能や除湿専用と呼ばれる運転を行う除湿することが主機能となっている除湿機は、空気調和する室内に洗濯物があるなど室内を加湿する条件と一緒に除湿機を使用するときであっても、その室内に存在する洗濯物や水分を発生するものの状態を考慮していなかった。しかし、このような室内を加湿する条件と一緒に除湿機を使用するときには細かな運転制御が行われないと、運転を停止したのち洗濯物が湿度を放出した際には高湿度になり、設定条件との誤差が使用者の体感として理解できるほど大きくなる時があり、使用者に不満足感を与えるものであるから、室温を検出して湿度の制御に利用したい要求が強く生まれた。
しかし、具体的に湿度検出手段と室温検出手段の出力をどのように利用して除湿機の制御に利用するかは全く知られておらず、温度と湿度の相関関係による不快感を解除しようとする制御に反映することが困難であった。また、既存の除湿機能や除湿専用と呼ばれる運転を可能とする除湿機には、製品コストの制約からこのような室温検出器は備え付けられておらず、この制御を実現するためには新たに室温検出器を備えなければならないから、コストアップは避けることができないという問題点がある。

この発明は上記課題を解決するためのものであり、枠体１内には冷凍サイクルを構成するために、冷媒加圧用の圧縮機２と、ガス状冷媒を液化するコンデンサ３と、液化した冷媒を気化して冷却空気を作りだすエバポレータ５とを備え、該エバポレータ５及びコンデンサ３を通過する空気流を作る送風装置６を備えた空気調和装置であって、前記エバポレータ５には熱交換器温度検出手段１０を備え、前記圧縮機２と送風装置６との運転を制御する制御装置１２は、圧縮機２運転中の熱交換器温度検出手段１０が低温検出時にエバポレータ５の凍結と判断して空気調和機の運転を停止すると共に、前記制御装置１２には、空気調和された空気の湿度を検出する湿度検出手段１１と、希望する室内湿度を設定する湿度設定手段１１ａとを接続し、空気調和機の運転状態である冷風運転や除湿運転を指示する運転選択スイッチ１３が除湿運転を選択したときの前記制御装置１２は、前記湿度検出手段１１の検出湿度が湿度設定手段１１ａの設定湿度を維持するように前記送風装置６と前記圧縮機２に断続運転を指示すると共に、前記圧縮機２と送風装置６との通常運転の途中に、送風装置６を運転し圧縮機２を短時間停止する前記圧縮機２の運転停止モードを時々挿入し、前記運転停止モードにおける前記圧縮機２の停止後に前記熱交換器温度検出手段１０の温度データを検出し、この温度データを室温データとして入力し、前記湿度検出手段１１の検出湿度及び／または前記湿度設定手段１１ａによる設定湿度は入力した温度データによって補正され、前記制御装置１２は補正動作後の前記湿度検出手段１１の検出湿度と前記湿度設定手段１１ａの設定湿度とに基づいて、前記送風装置６と前記圧縮機２に断続運転を指示することを特徴するものであり、特別に専用の室温検出手段を備えていないにも係わらず、体感湿度に近い感覚の湿度による運転制御が可能になった。

また、前記運転停止モードにおける前記熱交換器温度検出手段１０の温度データは、前記圧縮機２の運転停止直後の検出データを無視し、前記制御装置１２は運転停止所定時間経過後の検出データを、温度データとして用いるようにしたから、正確な制御が可能になった。

この発明で使用される熱交換器温度検出手段１０は冷凍サイクルにおける異常状態を検出するために必須で取り付けられており、一般的には熱交換器温度検出手段１０が検出する温度データは、熱交換器の凍結時の検出や冷凍サイクルの過負荷の検出に使用されるものである。前記制御装置１２は前記熱交換器温度検出手段１０が、例えば前記圧縮機２の運転中に異常低温度を検出したときには、エバポレータ５が凍結したと判断して空気調和機の運転を停止し、異常状態での運転を継続して、空気調和機が回避不可能な故障になってしまうのを防ぐ働きがあり、この種の空気調和機にとって不可欠な検出手段である。
この発明は、この熱交換器温度検出手段１０の利用範囲を広げるために、新たな空気調和機の運転制御方法を提案しており、空気調和機の圧縮機２と送風装置６とが運転を継続中において、前記制御装置１２は圧縮機２だけを強制的に停止する運転停止モードを時々挿入している。そして、送風装置６だけの運転を継続することにより、前記エバポレータ５は室温とほぼ同じ温度になるから、この運転モード中に前記熱交換器温度検出手段１０が検出する温度データを室温データと見なして、前記制御装置１２は空気調和機の運転の継続・停止制御を行うものである。
このため、室温を維持する制御をしたり、室温を利用して制御する空気調和機であっても、専用の室温を検出するための温度検知手段が不要になり、この省略した温度検知手段からの温度データの取得は、マイコンなどによる空気調和機の制御方法の変更で対応できるから、室温検出手段の部品価格だけでなく、部品の管理と取り付けなどの加工工程が大幅に簡略化でき、実質的な空気調和機の運転制御性能を維持したまま、大きなコストダウンが実現できたものである。

特に空気調和機が除湿専用や除湿機能と呼ばれる運転だけを実現するものにあっては、冷風機のように室温を検出する室温検出手段が取り付けられていないから、室温を利用した制御を行うことができず、正確な湿度制御を追求するときには、新たに室温検出する室温検出手段を取り付けなければならなかったが、冷凍サイクルを利用する空気調和機にとって不可欠な熱交換器温度検出手段１０と、圧縮機２の運転停止モードを利用することによって、正確な制御が可能となった。
即ち、前記圧縮機２の運転を変更する湿度検出手段１１の設定湿度は、前記圧縮機２が停止して送風装置６のみ運転する圧縮機２の運転停止モードを利用して、前記熱交換器温度検出手段１０で検出した温度に依存させて、熱交換器温度検出手段１０が低温時にはそれに見合った湿度とし、高温時にはそれに見合った湿度に調整される制御としたので、専用の室温を検出する室温検出手段が無くとも、圧縮機２の停止時に入手した室温データによって、水分発生時や洗濯物の乾き具合に対応することが可能となり、使用者が期待する湿度感覚が得られる非常に快適な空気調和機の運転制御が実現可能となった。

また、前記圧縮機の運転停止モードを利用するに際して、前記湿度検出手段１１及び熱交換器温度検出手段１０は前記圧縮機２の運転停止後直後の検出データを無視し、所定時間経過後の検出データを用いることになったから、前記熱交換器温度検出手段１０の検出温度は充分に室温と近似することが可能となり、制御の精度が格段に向上するものとなった。

実施例を示す図によってこの構成を説明すると、図１はこの発明の制御方法を利用している除湿機からなる空気調和機の断面図であり、１は空気調和機を構成する枠体、２は枠体１内に収納された冷媒圧縮用の圧縮機、３は高温のガス状冷媒が送られるコンデンサ、４は液化した冷媒が減圧される減圧器である。
５は減圧された液状の冷媒がガス化するエバポレータ、６はコンデンサ３やエバポレータ５に空気を通過させる送風ファンで構成する送風装置であり、図１に示す実施例の送風装置６は、前記コンデンサ３に処理用の空気を通過させて、コンデンサ３内の高温のガス状冷媒から熱を奪うことによって冷媒を液化する働きと、前記エバポレータ５に空気調和するための空気を通過させて、エバポレータ５内の液状の冷媒がガス化するときの気化熱を奪うことによって冷媒をガス化して気体の状態に戻す働きとが、一つの空気流によって実現できるシステムを作り出しており、エバポレータ５を通過して低温となった空気がコンデンサ３を通過して、高温のガス状冷媒から効率よく熱を奪うことができる。

前記圧縮機２で圧縮された高温高圧のガス状の冷媒は始めにコンデンサ３に送られて液化し、この時コンデンサ３を高温度にするから前記送風装置６で作られる処理用の空気流はコンデンサ３の熱を奪って高温となる。さらに、前記減圧器４で減圧された液状の冷媒はエバポレータ５に送られて気化し、この時の冷媒の気化熱によってエバポレータ５を低温度にするから、送風装置６で作られる空気調和用の空気流はこのエバポレータ５と熱交換して低温の調和空気となる。
そして、エバポレータ５で気化した冷媒は再び圧縮機２に戻されることによって冷凍サイクルを構成している。

１４は枠体１の壁面に開口して枠体１内に空気を取り入れる吸込み口、１５は枠体１内に取り込んだ空気を室外に吹出すための吹出し口、１６は吸込み口１４から吹出し口１５に至る枠体１内に配置した送風経路であり、この送風経路１６内にはコンデンサ３とエバポレータ５と送風装置６とが空気調和機の目的に応じて適宜取り付け位置を変えて配置されている。
７は枠体１内の前記エバポレータ５の下方に配置したドレンパン、８はドレンパン７で集められたドレン水を最終的に収納するドレンタンク、７ａは前記ドレンパン７で集められたドレンを前記ドレンタンク８に誘導するためのドレン水経路であり、前記エバポレータ５によって発生するドレン水はドレンタンク８を使って製品内に一時的に貯めることが可能となっており、満量になれば外部に取り出して排水するものである。

冷凍サイクルを備えた空気調和機は、前記送風経路１６の形状によって各種の形態が実施されており、冷風機と呼ばれる運転を可能にする空気調和機は、枠体１内にコンデンサ３専用の送風経路１６と、エバポレータ５専用の送風経路１６とを備えており、コンデンサ３を通過する処理空気はコンデンサ３専用の送風経路１６の端の吹出し口１５から高温となって枠体１外に吹出している。一方、エバポレータ５を通過する調和空気は、エバポレータ５専用の送風経路１６の端の吹出し口１５が冷風出口となって、冷風が使用者に向けて供給されている。

また、除湿冷風機と呼ばれる運転を可能にする空気調和機は、枠体１内にコンデンサ３専用の送風経路１６と、エバポレータ５専用の送風経路１６とを備えているが、その吹出し口１５を１個にまとめて共通化する点に特徴があり、コンデンサ３を通過した高温の処理空気と、エバポレータ５を通過した低温の調和空気は、吹出し口１５の前の送風経路１６内で合流して、温度差を低減させた後、吹出し口１５が調和風出口となって除湿した空気を枠体１外の使用者に向けて吐出する構成となっている。

更に、図１に示すような除湿専用と呼ばれる運転を可能にする空気調和機は、コンデンサ３とエバポレータ５とが単一の送風経路１６内に配置されており、その送風経路１６の上流側にエバポレータ５を配置し、その下流にコンデンサ３を配置することによって、エバポレータ５により低温除湿された室内空気をコンデンサ３に当てることにより、コンデンサ３の冷却効果を高めると同時に、冷風になった室内空気を再加熱し室温に近づけた後、送風経路１６の吹出し口１５が調和風出口となって除湿した空気を枠体１外の使用者に提供するものである。

１３は空気調和機に取り付けられた運転状態を指示する運転選択スイッチであり、従来の多くの空気調和機には、前記した各種の機能が選択して得られるように送風経路１６に切替機能が取り付けられ、冷風機能と呼ばれる運転を可能としたり、除湿機能と呼ばれる運転が得られたり、除湿専用と呼ばれる運転が得られたりできるように、適宜組み合わせて切替できるものがある。
また、各種運転モードの切り替えができない夫々の機能に特化したもののなかで、除湿運転を可能とする専用の空気調和機では、使用者のために除湿した快適環境を得るための除湿運転や、洗濯物の乾燥に適する乾燥運転といった、更に細かな運転目的を選択するための運転モードを備えたものがあり、前記運転選択スイッチ１３は、使用者によってこのような運転モードの選択ができるようになっている。

図２に示すブロック図において、１２は内装するＣＰＵによって、前記コンデンサ３やエバポレータ５に送風する送風装置６と、前記冷凍サイクルを構成するための冷媒を圧縮する圧縮機２との作動を制御するための制御装置、９は空気調和機の運転の開始と停止を前記制御装置１２に指示する運転スイッチ、１７は前記圧縮機２の負荷を常に検出するために前記制御装置１２に付設した冷凍サイクル過負荷検出部であり、前記制御装置１２は運転スイッチ９の指示によって圧縮機２と送風装置６の運転を開始し、前記圧縮機２の負荷を検出している前記冷凍サイクル過負荷検出部１７が異常な負荷を検出した時に、空気調和機の運転を停止して異常運転を防止している。

１０は熱交換器を構成するエバポレータ５に取り付けられて熱交換器の温度を検出する熱交換器温度検出手段であり、この熱交換器温度検出手段１０の出力は前記制御装置１２に接続されている。
室内の空気中の湿度は低温となったエバポレータ５の表面で結露してドレンとなって前記ドレンパン７に溜まるが、この時、エバポレータ５の表面温度が低いときには、ドレンが凍結して空気が通過する流路を塞いでしまうときがある。前記熱交換器温度検出手段１０はこのエバポレータ５の凍結を監視するために配置されており、エバポレータ５の温度が零度以下を検知すると、前記制御装置１２は空気調和機の運転を停止して異常運転を防止するなどの安全動作を行っており、空気調和機に必須となっている。

また、１１は空気調和機を運転する室内の湿度を検出する湿度検出手段、１１ａは使用者が希望する室内の湿度を前記制御装置１２に指示する湿度設定手段であり、前記制御装置１２は前記湿度検出手段１１で検出した湿度を基に、前記圧縮機２と送風装置６の運転を制御して、室内の湿度が前記湿度設定手段１１ａでセットした湿度に維持させる働きがある。

空気調和機の中で除湿機能や除湿専用と呼ばれる運転を可能にする除湿機と称される製品群は、除湿することが主機能であることから、上記のように前記湿度検出手段１１を備えて最適湿度を得ようとするものがある。しかし、その湿度検出手段１１以外の検出データを積極的に利用して制御しようとするものはなかった。
一般に湿度検出手段１１は相対湿度を検出しており、この検出湿度は気温によって変化して室内の温度むらは直ちに湿度の違いになり、空気調和機本体の湿度検出手段１１付近の相対湿度で制御される除湿状態が、空気調和機本体から離れた実際の室内の湿度に反映されないときがある。
しかし、除湿機の多くは日本の梅雨時や夏の高温多湿の時の室内空間を除湿して、乾いた空間を作り出すために利用され、空気調和機本体に設置した湿度検出手段１１の検出の湿度と異なって室内の湿度が制御されていても、使用者の湿度感覚では外部よりも低湿度で良好に体の表面から水分が気化しているから快適環境となり、室内湿度と設定湿度に差があっても、その違いは特に問題にされなかった。

しかしながら、除湿機の使用形態が、高温高湿度の夏の室内の空気の除湿だけであるのなら湿度検出手段１１のみによる制御で特に問題はなかったが、室内に水を使う場所や水槽があったり、洗濯物を乾燥するために物干しを持ち込んで使用するときのように、人体以外に加湿する要因があるときには、除湿機本体の湿度検出手段１１が設定湿度以下を検出して、制御装置１２が圧縮機２の運転は必要ないと判断して停止した状態であっても、部屋の或る部分、例えば加湿要因があるところでは、直ぐに室内湿度が上昇して湿度設定手段１１ａで設定した湿度以上の高湿度になっているときがある。
このようなときには、使用者の体の表面から気化する水分の量は室内のほかの加湿要因によって妨げられるから、その違いに使用者が気付き、除湿機の湿度制御機能が壊れているというクレームになることが多くなった。
また、一般に除湿機はエアコンを使うまでもない、梅雨時の室外が高湿度の時に部屋の湿気を除去するために多く使われるから、最近では、室外では乾きにくい洗濯物を乾燥するために、室内に物干しを持ち込んで使用する事例がある。このとき、物干しの周り（水周り）の空間が高湿度になっていても、除湿機本体の湿度検出手段１１は低湿度を検出続けているから、除湿機は停止したままで洗濯物の乾きが悪く、このときも除湿機の湿度制御機能が壊れてしまっているとのクレームになっていた。
このように除湿機の機能として正常であっても、実際の使用感覚に問題点が指摘されている以上その対応が必要になり、如何に正常に動作している湿度制御に補正をかけるのか、始めてのことであるから解決すべき課題がある。

ところで、使用者の体の表面から気化する水分の量や洗濯物の乾き具合いは、空気中の水分の絶対湿度よりも、相対湿度に関連しており、この相対湿度は室温によって大きく変化するから、室温データを湿度制御に利用することが考えられる。
しかし、室温を検出するには新たに室内温度検出手段を設置しなければならないが、従来の除湿機能や除湿専用と呼ばれる運転を可能にする除湿機では、この種の室内温度検出手段を使う事例はなく、制御の仕方はよくわからない。また、一部の特殊な使用事例を良好にするためだけに、新たに室内温度検出手段を設置すれば除湿機のコストアップは避けることができず、価格的に同種の商品と比べて非常に不利となって商品価値を損なうことになる。
この発明は既存の冷凍サイクルを利用する空気調和機には必ず前記エバポレータ５に熱交換器温度手段１０が設置してあるから、この熱交換器温度手段１０を使う前記制御装置１２の制御の仕組みを新たに提案することで、この熱交換器温度手段１０を室内温度検出手段として機能させようとするものである。

空気調和機の運転を制御する制御装置１２には熱交換器温度検出手段１０が接続されており、この熱交換器温度検出手段１０は、冷凍サイクルが通常運転をしているときにエバポレータ５として機能する熱交換器の温度を検出しており、エバポレータ５の室内空気中の水蒸気による凍結時の温度を検出し、この凍結時の低温検出時に前記制御装置１２は除湿機の運転を停止する。この異常時を示す低温は急に発生するのではなく、徐々に熱交換器に氷が付着して、少しずつ検出温度が低下してやがて異常温度に至るものであるから、一定のタイミングでエバポレータ５の温度測定するときでもこの異常は検出できる。
この発明は熱交換器温度検出手段１０が温度を検出するセンサで構成されている点に着目して、この熱交換器温度検出手段１０を使って室温センサとして機能させる方法を提案しており、前記制御装置１２は前記熱交換器温度検出手段１０が凍結温度を検出しない前記圧縮機２と送風装置６との通常運転（制御装置１２の作動で圧縮機２と送風装置６とが一時的に止められているときを含む）の途中に、送風装置６の運転を行ない圧縮機２を短時間停止する運転動作を「運転停止モード」として時々挿入している。

そして、この「運転停止モード」では、エバポレータ５を構成する熱交換器に冷媒が送られず、壁面が冷却されるようなことがないからエバポレータ５が凍結する問題は発生せず、また、エバポレータ５には前記送風装置６によって常に室内空気が送られているから、エバポレータ５は室温とほぼ同じ温度になる。このため、この「運転停止モード」において前記圧縮機２が停止後に前記熱交換器温度検出手段１０によってエバポレータ５の温度データを検出し、この温度データを直近の室温データとして保持して、この温度を通常運転時の制御中に参照することによって、制御装置１２は空気調和機の運転の継続・停止制御を実現することができたものである。

一般に空気調和機によって室内の空気の条件が制御されるときにおいて、その部屋の大きさと空気調和機の能力とがバランスする長時間連続運転した後では、断続運転に移行するものであり、このため、強制的に圧縮機２の断続運転を早い時期から取り入れても、空気調和機としての機能が大きく損なわれることはない。
このように前記送風装置６の運転を継続したままで、前記圧縮機２を停止する運転モードを空気調和機の運転中に挿入することによって、はじめて、前記熱交換器温度検出手段１０からは所定の時間間隔で空気調和する室内の温度が検出できるようになったもので、特に空気調和機に室温検出用のセンサを持たなくとも、通常運転に戻った空気調和機はこの熱交換器温度検出手段１０の検出温度を直近の室内温度として、室温に基づく制御を初めて可能にとすることができた。
また、このためには制御装置１２のプログラムの書き換えによる制御方法の変更によって実施可能であるから、部品の追加によるコストアップはなく、また、既に室温検出用のセンサを設置している空気調和機にあっては室温検出用のセンサを省略することで、コストダウンになる。

実施例を示す図１において、前記湿度検出手段１１は前記枠体１の送風経路１６の吸込み口１４付近で室内側に近接した位置に取り付けられ、前記湿度設定手段１１ａは枠体１の運転スイッチ９を配置した操作部に取り付けられており、この温度検出手段１１と湿度設定手段１１ａは前記制御装置１２に接続してある。
そして、湿度検出手段１１で検出した湿度データと湿度設定手段１１ａでセットした湿度データによって、前記圧縮機２と送風装置６の運転を制御する制御装置１２を記載した図２のブロック図において、１２ａは制御装置１２のワークエリアとして機能する記憶手段である。
前記運転選択スイッチ１３が空気調和機の運転状態として、除湿機能や除湿専用と呼ばれる運転を選択したときに、前記制御装置１２は空気調和される室内の空気の湿度を前記湿度検出手段１１によって適当なタイミングで検出して、前記記憶手段１２ａに室内湿度データとして記憶している。また、前記制御装置１２は使用者が前記湿度設定手段１１ａで設定した設定湿度データも前記記憶手段１２ａに記憶している。
この記憶手段１２ａに記憶された室内湿度データと設定湿度データとを前記制御装置１２が読み込んで比較し、もし室内湿度データが湿度設定手段１１ａで設定した設定湿度データよりも高湿度のときには、前記送風装置６と前記圧縮機２の運転を指示し、また、室内湿度データが湿度設定手段１１ａで設定した設定湿度データよりも低湿度になったときには、少なくとも前記圧縮機２の運転を停止し、前記湿度検出手段１１の検出湿度が湿度設定手段１１ａの設定湿度を維持するように前記送風装置６と前記圧縮機２に断続運転を指示している。

この湿度検出手段１１の湿度データと湿度設定手段１１ａでセットした湿度データによる室内の湿度制御が行われ、前記送風装置６と前記圧縮機２が通常運転を継続しているときにおいて、前記制御装置１２は強制的に前記圧縮機２の運転を停止し、前記送風装置６の運転を継続する「運転停止モード」を実施し、制御装置１２はこの「運転停止モード」による前記圧縮機２の停止後に、前記熱交換器温度検出手段１０から温度データを検出し、この温度データは空気調和される室内の温度に近似しているから室温データと認識して、前記記憶手段１２ａに室温データとして記憶するものである。
このため、制御装置１２は「運転停止モード」が終了して通常運転に復帰してからは、この通常運転では前記記憶手段１２ａに室温データが記憶されているから、この室温データを読み出して、空気調和機の運転に利用できるようになった。

一方、前記運転選択スイッチ１３が空気調和機の運転状態として、除湿機能や除湿専用と呼ばれる運転を選択したときにおいて、室内に加湿要因があるときには、使用者は更に前記運転選択スイッチ１３の選択設定を詳細な設定として、乾燥運転のモードを選択することがある。
このように加湿要因のあるところでは、この室温データが高い程、水分の気化が促進して、実際に湿度検出手段１１の検出湿度データよりも室内は高湿度になりやすいから、前記制御手段１２は「運転停止モード」が終了して通常運転の再開に先立って、ワークエリアである前記記憶手段１２ａに記憶させた、前記熱交換器温度検出手段１０から読み取った室温データに基づいて、前記記憶手段１２ａに記憶されている室内湿度データを高湿度側に補正している。また、運転再開後において、前記湿度検出手段１１によって検出される室内湿度データも同様に補正してから、前記記憶手段１２ａに記憶している。
このため、運転再開後は前記制御手段１２が記憶手段１２ａに記憶した室内湿度データと設定湿度データとをあるタイミングで呼び出して比較し、室内湿度データが設定湿度データよりも高湿度のときには、送風装置６と圧縮機２の運転を指示し、同じ湿度になったときには少なくとも圧縮機２の運転を停止する。このため、圧縮機２が運転を停止する時の湿度は、補正のない通常状態で停止したときよりも低湿度になってから運転を停止することになる。

このように前記記憶手段１２ａに記憶されている室内湿度データの補正は、除湿機の置かれた環境が低温時の補正はわずかであり、また、高温時にはそれに見合って大きく補正されており、室温検出手段を設けなくとも的確な室内湿度の制御を可能としている。
この記憶手段１２ａに記憶されている室内湿度データは実際に検出した湿度よりも高湿度になっており、制御装置１２が設定湿度データと室内湿度データとを比較して除湿機の運転を制御するときには、補正前よりも運転時間が長くなり、実際は設定湿度よりもかなり低い湿度になってから圧縮機２の運転を停止する。また、室内に加湿要因があるときには、室内の湿度は局部的に高湿度の空間ができることを見越して補正されるから、通常の運転システムによっても早めに圧縮機２の運転が再開するものである。
したがって、空気調和機は補正前と比べて長く除湿運転を行うようになり、室内空気の湿度が補正前に比べて低湿度となるから、室内が加湿されやすい条件であっても、使用者の体感は期待した低湿度を感じることができるようになり、高湿度を感じて不満を漏らすようなことは避けられるようになった。

なお、上記の説明では検出した室内湿度データのみを補正しているが、従来の除湿機において、湿度制御する機能はそのままであっても比較的長めに圧縮機２の運転を継続することによって期待した除湿運転が可能になるから、前記湿度検出手段１１によって検出されて前記記憶手段１２ａに記憶される室内湿度データは補正せずに、湿度設定手段１１ａで設定して前記記憶手段１２ａに記憶してある設定湿度データを、前記熱交換器温度検出手段１０から読み取った室温データに基づいて低湿度側に補正してもよく、また、室内湿度の設定を湿度設定手段１１ａで変更設定するときには、低湿度側に補正した後の設定湿度データを前記記憶手段１２ａに記憶させても良い。
また、室内湿度データと設定湿度データは、それぞれ単独に、片方だけ補正するシステムの代りに、室内湿度データと設定湿度データとを同時に少しずつ補正しても良く、何れの補正方法でも、補正後に記憶された室内湿度データと設定湿度データとを使って、従来の空気調和装置を制御する機能はそのままで、比較的長く除湿運転が継続できるようになった。

このように、前記圧縮機２と送風装置６との通常運転の途中に、送風装置６を運転し圧縮機２を短時間停止する運転停止モードを設定し、この圧縮機２の停止中に前記熱交換器温度検出手段１０の温度データを検出して室温データとしているが、この運転停止モード時に検出する前記熱交換器温度検出手段１０の温度データは、運転停止モードになった直後の温度データは、熱交換器が冷媒の気化によってまだ低温度を維持しているから、正確な室温を反映しない可能性があり、前記圧縮機２の運転停止直後の検出データを無視し、前記制御装置１２は運転停止所定時間経過後の検出データを、温度データとして前記記憶手段１２ａに記憶している。
即ち、前記熱交換器温度検出手段１０が取り付けられる熱交換器であるエバポレータ５の表面は、圧縮機２が停止した直後はその表面に結露水が付着しており、エバポレータ５本体の温度低下だけでなく、結露水の気化熱によっても温度を低下させている。そして、圧縮機２の運転停止後から所定時間経過すれば、エバポレータ５を通過する室内空気によって結露水は乾き、また、エバポレータ５の温度も室温に近づいており、このときに検出した温度データはかなり正確な室温データと見なすことができる。
したがって、この温度データを室温データとして、前記制御装置１２は前記記憶手段１２ａに記憶させることによって、空気調和機本体に室温検出手段が設置されていないときでも、エバポレータ５に設置した熱交換器温度検出手段１０から、正確な室温データを得ることができた。

一方、前記圧縮機２の運転を短時間停止する運転停止モードは、室温データを得るためであり、あらかじめ設定した時間内でかなり正確な室温データが得られれば、その後に圧縮機２の運転を再開するまでの時間は不用であり、運転停止モードの時間は短縮できる可能性がある。
また、前記圧縮機２の運転停止直後の検出データを無視し、運転停止所定時間経過後の熱交換器温度検出手段１０からの検出データを室温データとして、前記制御装置１２が前記記憶手段１２ａに記憶する構成において、室温データを読み込むまでの時間は各種の条件を加味して、ある程度長い時間を設定しなければならず、このことも、運転停止モードの時間が長くなる要因である。

このため、運転停止モードになってから、制御装置１２はあるタイミングで何回も熱交換器温度検出手段１０から検出データを読み込むと共に、直近の例えば３回の検出データの平均を取り、この平均値を室温データと見なすことは有効な方法である。この方法であれば、たまたま読み込んだ１回のデータが、例えば、送風経路１６の壁に付着していた水滴が滴下して、熱交換器温度検出手段１０に触れて室温と異なる異常データを検出しても、この影響を極力少なくすることができるものである。
そして、この複数個の検出データの平均値は、運転停止モード直後の検出データでは１回目と２回目では大きな温度差になるが、ある時間経過すれば、前回の平均値と今回の平均値がほとんど同じになるから、このときの時間を圧縮機２の運転停止直後の検出データを無視続ける所定時間と見なして、この検出データを、温度データとして前記記憶手段１２ａに記憶することになる。
このため、圧縮機２の運転停止直後の検出データを無視続ける所定時間はそのときの環境条件による最短の時間となり、この短縮された時間であっても正確な室温を知ることができた。
また、運転停止モードの経過時間については、期待した正確度で室温データが得られれば、直ちに運転停止モードを完了させて通常運転に移行しても良く、このときの運転停止モードの実際の時間はかなり短くすることができ、空気調和機の運転への影響を非常に少なくすることができた。

図３に示すフローチャートは、湿度設定手段１１ａと湿度検出手段１１とを備え、エバポレータ５に取り付けた熱交換器温度検出手段１０の検出データを利用して、空気調和機を制御する一例を説明するものであり、この図３はメインのフローチャートであって、空気調和機は運転スイッチ９の起動信号によって運転を開始している。
Ｓ１は空気調和機の運転開始時において、運転選択スイッチ１３の設定状態を読み込みを行なう運転選択データ読込のステップであり、Ｓ２の運転選択データ判断のステップで運転選択スイッチ１３の選択状態を判断し、このフローチャートは除湿機の自動運転にかかるものであるから、これ以外の運転状態を選択しているときには、Ｓ３に進んで全ての運転条件を起動時の条件に戻して他の運転状態実行のステップを実施することになる。
Ｓ４は除湿機自動運転確認のステップで、除湿機がこのフローチャートで自動運転することが決定したから、圧縮機２と送風装置６へ運転の開始を指示する。Ｓ５では湿度設定手段１１ａでセットした湿度と湿度検出手段１１から読み込んだ湿度とを記憶している記憶手段１２ａから、設定湿度データと室内湿度データを読み込む室内条件入力のステップであり、Ｓ６はこの読み込んだ両湿度データに基づいて運転を継続するかどうかの判断をする運転中止判断のステップである。
そして、記憶手段１２ａの室内湿度データが設定湿度データに到達しておれば、Ｓ７に進んで圧縮機停止のステップを実行し、次いでＳ９の遅延動作及び入力判断のステップを行なう。
また、設定湿度に到達していないときは、Ｓ８の圧縮機運転確認のステップで前記圧縮機２が室内湿度条件で停止していたときは再起動を指示ながら圧縮機２の運転状態を確認し、Ｓ９の遅延動作及び入力判断のステップを実行することになる。
このＳ９の遅延動作及び入力判断のステップは、空気調和機の運転状態を所定時間維持したままで、前記制御手段１２は運転スイッチ９などの手動の入力手段や湿度検出手段１１などのセンサの入力手段の情報を得て、記憶手段１２に記憶されたデータを書換えたり、運転中止の指示があるときには、Ｓ１０の運転停止のステップへ流れを指示している。やがて、所定の遅延動作時間がカウントアップすれば、Ｓ５の室内条件入力のステップに戻り、記憶手段１２ａから設定湿度データと室内湿度データの読み込みから動作を繰り返す。

図４に示すフローチャートは、図３のフローチャートにおいて、Ｓ９の遅延動作及び入力判断のステップの詳細を示したものであり、図３のフローチャートではＳ５の室内条件入力部のステップから動作を繰り返しているが、このＳ５の室内条件入力のステップを所定のタイミングで繰り返すための遅延動作と、この遅延動作時間を利用して各種データの入力と判断を実現するのが、Ｓ９の遅延動作及び入力判断のステップである。
図４に示すフローチャートにおいて、Ｓ１１は遅延時間セットのステップであり、ここにセットした例えば１５秒の時間間隔で図３のＳ５の室内条件入力のステップ以降の動作が１回実施され、その後は図４の動作が１５秒間繰り返されることになる。Ｓ１２は運転スイッチ９の押し状態を検出する運転スイッチ読込のステップ、Ｓ１３は運転スイッチ判断のステップであり、Ｓ１３の運転スイッチ判断のステップで運転スイッチ９が停止状態になったことを確認すると、図３のＳ１０の運転停止のステップへ進み、空気調和機の運転を停止する。
Ｓ１４は運転選択スイッチ１３の設定状態を読み込む運転選択データ読込のステップであり、Ｓ１５の他の運転状態判断のステップでは、運転選択スイッチ１３の運転選択データの状態を判断し、除湿機の自動運転以外の運転状態を選択しているときには、図３のＳ３の他の運転状態実行のステップを実施することになる。
Ｓ１６の除湿運転状態判断のステップでは、運転選択スイッチ１３の選択状態を判断し、例えば洗濯物乾燥運転を選択している時には、Ｓ１７の熱交換器温度読込のステップを実行し、このステップでは熱交換器の温度を検出し、この温度を記憶手段１２ａの室温データの記憶場所に書き込む動作を行ない、次のＳ１９の設定湿度検出湿度読込のステップへ進む。

一方、Ｓ１６の除湿運転状態判断のステップで、運転選択スイッチ１３が洗濯物乾燥運転を選択していない時には、Ｓ１８の室温データクリヤのステップを経て、前記Ｓ１９の設定湿度検出湿度読込のステップへ進む。
そして、Ｓ２０の設定湿度室内湿度書込のステップでは、湿度検出手段１１で検出した室内湿度データと、湿度設定手段から入力した設定湿度データを、前記記憶手段１２ａの室温データの書き込みがあるときには、この室温データに基づいて補正して、また、書き込みのないときにはそのまま、前記記憶手段１２ａに設定湿度データと室内湿度データとの書き込みを行なう。
その後、Ｓ２１の遅延時間完了判断のステップで、Ｓ１１でセットした遅延時間が完了したかを判断し、遅延時間に到達しないときには前記Ｓ１２の運転スイッチ読込のステップから繰り返す。また、遅延時間に到達した時には図３のＳ５の室内条件入力に進むことになる。

図５に示すフローチャートは、図４のフローチャートにおいて、Ｓ１７の熱交換器温度読込のステップの詳細を示したものであり、室内温度をエバポレータ５に取り付けた熱交換器温度検出手段１０を使って検出して、その検出データを記憶手段１２ａに室温データとして書き込みしている。
即ち、図５に示すフローチャートにおいて、Ｓ２２は室温を測定する時間間隔をカウントする室温カウンタの値を判断するリセット判断のステップであり、この室温カウンタが例えば測定間隔である２０分と初回のゼロのときに、Ｓ２３のカウンタゼロ設定のステップで室温カウンタをゼロリセットし、次にＳ２４で圧縮機停止のステップに進む。このＳ２４の圧縮機停止のステップでは圧縮機２の運転を停止し、また、必要なら送風装置６の送風を弱に落とす。但し、空気調和機の表示手段に圧縮機２や送風装置６の運転状態を表示する時には、この表示の変更はせずに圧縮機２や送風装置６の運転状態が変化する前の表示を維持している。そして、このＳ２４の圧縮機停止のステップの後で、図４のＳ１９の設定湿度検出湿度読込のステップに進むことになる。

一方、Ｓ２２のリセット判断のステップで、室温カウンタがリセット時ではないときは、Ｓ２５のカウンタ第１判断のステップに進む。このステップはエバポレータ５に取り付けた熱交換器温度検出手段１０で室温が検出できるようになったことを判断しており、例えば１２０秒であればＳ２６の熱交換器温度第１読込のステップで温度データを検出し、Ｓ２７の第１温度データ記憶のステップで、この温度データを第１温度データとして前記記憶手段１２ａに記憶する。そして、このＳ２７の第１温度データ記憶のステップの後で、図４のＳ１９の設定湿度検出湿度読込のステップに進むことになる。
また、Ｓ２５のカウンタ第１判断のステップで、室温カウンタが例えば１２０秒ではないときは、Ｓ２８のカウンタ第２判断のステップに進む。そして、室温カウンタが例えば１２５秒であればＳ２９の熱交換器温度第２読込のステップで温度データを検出し、Ｓ３０の第２温度データ記憶のステップで、この温度データを第２温度データとして前記記憶手段１２ａに記憶する。そして、このＳ３０の第２温度データ記憶のステップの後で、図４のＳ１９の設定湿度検出湿度読込のステップに進むことになる。
更に、Ｓ２８のカウンタ第２判断のステップで、室温カウンタが例えば１２５秒ではないときは、Ｓ３１のカウンタ第３判断のステップに進む。そして、室温カウンタが例えば１３０秒でないときは、そのまま、図４のＳ１９の設定湿度検出湿度読込のステップに進むことになる。

また、Ｓ３１のカウンタ第３判断のステップで、室温カウンタが例えば１３０秒のときは、Ｓ３２の熱交換器温度第３読込のステップで温度データを検出し、Ｓ３３の第３温度データ記憶のステップで、この温度データを第３温度データとして前記記憶手段１２ａに記憶する。その後、Ｓ３４の室温データ決定のステップで、記憶手段１２ａに記憶した第１温度データと第２温度データと第３温度データを読み出して平均の温度データを室温データとして決定し、Ｓ３５の室温データ書込のステップで、前記記憶手段１２ａに室温データを記憶する。そして、この動作で室温データの測定が完了したから、Ｓ３６の圧縮機運転再開のステップで圧縮機２の運転を開始し、また、送風装置６の送風量を変更しておればこの送風量を変更前の送風量に戻して、図４のＳ１９の設定湿度検出湿度読込のステップに進むことになる。
以上の動作説明から明らかなように、図４に示すＳ１７の熱交換器温度読込のステップの動作は、実施例では室温カウンタが室温測定間隔である２０分と、３回の温度測定時である１２０秒、１２５秒、１３０秒以外の時間では、そのまま何もせずに素通りして図４のＳ１９の設定湿度検出湿度読込のステップに進むようになっている。
従って、この実施例では２０分毎にカウンタがゼロになり、その後２分経過してから熱交換器温度検出手段１０によって熱交換器の温度を３回測定すると共に、圧縮機２は２０分毎に温度測定中の約１３０秒間停止することになる。

この発明の実施例を示す空気調和機の断面図である。この発明の実施例を示す空気調和機のブロック図である。この発明の動作状態を示すフローチャートである。図３の動作状態の詳細を示すフローチャートである。図４の動作状態の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１枠体
２圧縮機
３コンデンサ
５エバポレータ
６送風装置
１０熱交換器温度検出手段１１湿度検出手段
１１ａ湿度設定手段
１２制御装置
１３運転選択スイッチ

Claims

枠体（１）内には冷凍サイクルを構成するために、冷媒加圧用の圧縮機（２）と、ガス状冷媒を液化するコンデンサ（３）と、液化した冷媒を気化して冷却空気を作りだすエバポレータ（５）とを備え、該エバポレータ（５）及びコンデンサ（３）を通過する空気流を作る送風装置（６）を備えた空気調和装置であって、
前記エバポレータ（５）には熱交換器温度検出手段（１０）を備え、
前記圧縮機（２）と送風装置（６）との運転を制御する制御装置（１２）は、圧縮機（２）運転中の熱交換器温度検出手段（１０）が低温検出時にエバポレータ（５）の凍結と判断して空気調和機の運転を停止すると共に、
前記制御装置（１２）には、空気調和された空気の湿度を検出する湿度検出手段（１１）と、希望する室内湿度を設定する湿度設定手段（１１ａ）とを接続し、
空気調和機の運転状態である冷風運転や除湿運転を指示する運転選択スイッチ（１３）が除湿運転を選択したときの前記制御装置（１２）は、前記湿度検出手段（１１）の検出湿度が湿度設定手段（１１ａ）の設定湿度を維持するように前記送風装置（６）と前記圧縮機（２）に断続運転を指示すると共に、前記圧縮機（２）と送風装置（６）との通常運転の途中に、送風装置（６）を運転し圧縮機（２）を短時間停止する前記圧縮機（２）の運転停止モードを時々挿入し、
前記運転停止モードにおける前記圧縮機（２）の停止後に前記熱交換器温度検出手段（１０）の温度データを検出し、この温度データを室温データとして入力し、前記湿度検出手段（１１）の検出湿度及び／または前記湿度設定手段（１１ａ）による設定湿度は入力した温度データによって補正され、
前記制御装置（１２）は補正動作後の前記湿度検出手段（１１）の検出湿度と前記湿度設定手段（１１ａ）の設定湿度とに基づいて、前記送風装置（６）と前記圧縮機（２）に断続運転を指示することを特徴する空気調和機の制御方法。
前記運転停止モードにおける前記熱交換器温度検出手段（１０）の温度データは、前記圧縮機（２）の運転停止直後の検出データを無視し、前記制御装置（１２）は運転停止所定時間経過後の検出データを、温度データとして用いることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御方法。