JP5368156B2 - 空気調和機 - Google Patents
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例えば,特許文献1〜3では,空気調和機においてフィルタの清掃が自動的に実行される構成が開示されている。具体的には,フィルタが吸込口に対応する吸込位置と清掃装置により清掃される清掃位置の間で摺動可能に構成されており,必要に応じてフィルタをその吸込位置と清掃位置との間で往復させることによって自動清掃が行われる。これにより,ユーザによるフィルタの清掃の手間を省くことができる。
また,特許文献2,3には,所定時間の経過を計時することによって自動的にフィルタの清掃タイミングを計ることが記載されている。但し,空気調和機の送風機が駆動されている状態でフィルタを吸込口から清掃部まで摺動させると,吸込口から吸い込まれる空気中の塵埃が熱交換器や送風機に付着するおそれがある。そのため,特許文献2では,送風機の駆動を中断してからフィルタの清掃を行う構成が開示されている。また,特許文献3では,空気調和機の稼働が停止されるときまでフィルタの清掃を実行しない構成が開示されている。
また,特許文献3に係る構成では,空気調和機の稼働が停止されるときまでフィルタの清掃が行われないため,空気調和機が長時間連続稼働されると,フィルタに目詰まりが生じて空調能力が低下した非効率的な状態が長時間継続することとなる。この場合,例えば空気調和機が非効率的な状態で稼働することによる電力消費の増加などが問題となる。特に近年では,空気調和機が冷暖房機能だけでなく空気清浄機能を有することがあり,その空気清浄機能による空気清浄を目的とする送風運転が長時間継続的に実行することが考えられるため,このような状況に陥りやすい。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,冷暖房運転時などにおけるユーザの快適性を損なうことなく,フィルタの目詰まりによる空調能力の低下状態の長時間の継続を防止することのできる空気調和機を提供することにある。
そして,本発明に係る空気調和機では,前記フィルタ清掃制御手段が,前記送風運転の実行中に前記フィルタ清掃条件が充足したときは,その時点で前記送風運転を中断させて前記清掃動作を実行し,前記温調運転の実行中に前記フィルタ清掃条件が充足したときは,その時点では前記清掃動作を実行せずに前記温調運転を継続させ,その後に前記送風運転が実行されるとき,或いは前記空気調和機の稼働が停止されるときに前記清掃動作を実行するように構成されている。
なお,前記フィルタ清掃条件は,初期状態から或いは前に前記清掃動作が実行されたときから計時した累積時間が予め設定された設定時間に達することであることが考えられる。ここに,前記累積時間は,例えば初期状態から或いは前に前記清掃動作が実行されたときから計時した前記送風機の駆動時間の累積時間である。前記送風機の駆動時間によって前記フィルタへの塵埃の堆積量を推定し得るためである。
また,前記フィルタ清掃制御手段が,前記フィルタ清掃条件が充足した後,前記清掃動作が実行されるまでの経過時間に応じて前記清掃動作の内容を変更するものであることも考えられる。
具体的に,前記フィルタ清掃制御手段は,前記設定時間又は前記経過時間が長いほど前記清掃動作における前記フィルタの清掃時間や清掃回数を増加させるものであることが考えられる。
このように前記清掃動作の内容を変更することにより,前記フィルタの清掃間隔が長くなり該フィルタの塵埃の堆積量が多くなるほど,前記清掃動作における前記フィルタの清掃を念入りに行うことができる。
本発明の実施の形態に係る空気調和機(以下,「空気調和機Z」と称する)は,屋内に配設される後述の室内ユニットX(図1参照)と,屋外に配設される不図示の室外機(以下,「室外機Y」と称する)とが各種の配管・配線で接続されることによって構成された所謂セパレート型の空気調和機である。なお,本発明は,一体型の空気調和機にも適用可能である。
室外機Yには,冷媒を圧縮する圧縮機や冷媒を状態変化(膨張)させる膨張弁,冷媒の循環方向を切り換える四方切換弁,冷媒及び室外空気の間で熱交換を行う室外空気熱交換器などが設けられている。そして,空気調和機Zでは,室外機Yに設けられた前記圧縮機,前記四方切換弁,前記室外空気熱交換器,前記膨張弁と,室内ユニットXに設けられた後述の熱交換器2とが冷媒配管によって順に接続されることにより,冷媒が循環されるヒートポンプサイクル(冷凍サイクル)が形成されている。
また,ユニット筐体1の前面には,図3及び図4に示すように上端部又は下端部のいずれかを中心に回動することによって吹出口12を開く吹出パネル13が設けられている。室内ユニットXでは,ユーザが風向調整のためにリモコン(不図示)を操作したこと等に応じて,吹出パネル13が上端部又は下端部のいずれかを中心に回動することにより,吹出口12からの空気の吹き出し方向が水平方向又は下方向に切り換えられる。
そして,室内ユニットXは,ユニット筐体1の吸込口11の内側に配置されて該吸込口11から吸い込まれる空気から塵埃を除去するフィルタ4を有している。本発明の実施の形態に係る空気調和機Zは,このフィルタ4の自動清掃を実行するタイミング制御に特徴を有しており,該フィルタ4及びこれを清掃するための構成及び処理については後段で詳述する。
制御装置αは,前記CPUによって,前記ROMに予め記憶された制御プログラムに従った処理を実行することにより,空気調和機Zを統括的に制御する。なお,不揮発性メモリである前記EPROMは,前記CPUによる各種処理のパラメータ記憶領域や演算処理領域として用いられる。
まず,制御装置αは,冷房運転,暖房運転,除湿運転などの温度調節を伴う温調運転の実行が要求された場合には,室外機Yの圧縮機及び室内ユニットXのクロスフローファン3を共に駆動させる。これにより,前記ヒートポンプサイクルに冷媒が循環されると共に,室内ユニットXによる吸排気が行われ,室内空気が冷却又は加熱される冷房運転,暖房運転,除湿運転などの温調運転が実現される。このとき,制御装置αは,室外機Yの四方弁を切り換えて前記ヒートポンプサイクルにおける冷媒の循環方向を切り換えることにより,室内ユニットXの熱交換器2における空気の冷却(冷房運転),加熱(暖房運転)を切り換える。なお,除湿運転は,室内の湿度を下げることによりユーザの体感温度を下げるものであって,冷房運転と略同様の動作を行うものである。
また,制御装置αは,イオン発生装置7を駆動することにより空気調和機Z内でイオンを発生させて空気を浄化する空気清浄運転など,温度調節を伴わない送風運転の実行が要求された場合には,室外機Yの圧縮機を駆動させずに室内ユニットXのクロスフローファン3を駆動させる。
ただし,例えば冷房運転の実行中に,設定温度よりも少し低めの室温(具体的には,少なくともフィルタ清掃が終わるまでは部屋温度が室外機Yの圧縮機を再起動する温度に達しない程度の室温)まで冷房運転を継続させた後で該圧縮機を停止させれば,その停止中にフィルタ清掃を行っても,室外機Yの圧縮機の再起動が必要となる前にフィルタ清掃を終了させることができるため,このような構成においては,冷房運転の実行中に室外機Yの圧縮機が一時的に停止される状態も送風運転の一例として捉えることが可能である。なお,暖房運転の実行中についても同様である。
図2及び図5に示すように,室内ユニットXは,フィルタ4を清掃する清掃装置5と,フィルタ4を吸込口11に対応する吸込位置P1と清掃装置5により清掃される清掃位置P2との間で摺動させるフィルタ摺動機構6とを備えている。
フィルタ4は,埃や塵などを除去するためのメッシュ状のフィルタ部や,該フィルタ部を支持するフィルタ枠部,フィルタ摺動機構6に設けられた後述の駆動ギア64に噛合される凹凸部などを有する平板状の塵埃捕集フィルタである。前記凹凸部は,フィルタ4の摺動方向に沿って形成されており,該凹凸部に噛合された後述の駆動ギア64の駆動に連動してフィルタ4を摺動させる。なお,前記フィルタ枠部は,可撓性のあるものであればよく,例えばポリプロピレン,ポリエチレンテレフタレート(PET),軟質樹脂などの合成樹脂,ゴム,紙などである。
ブラシ51は,フィルタ4の摺動方向とは直交する方向に長尺状を成しており,該フィルタ4が摺動するレール部61上の清掃位置P2に配置されている。これにより,ブラシ51は,フィルタ4がレール部61に沿って摺動するときに,該フィルタ4における吸込口11との対向面に接触し,該フィルタ4に付着した塵埃を掻き取る。
そして,ブラシ51によりフィルタ4から掻き取られた塵埃は,排気ファン54が駆動されることによって排気ダクト52,53内に発生する吸引力によって,該排気ダクト52,53を介して室外に排出される。
レール部61は,吸込口11に対応する吸込位置P1から清掃装置5により清掃される清掃位置P2を経て退避位置P3に亘る略U字状を成している。少なくともレール部61は,フィルタ4を吸込位置P1から退避位置P3に向けて移動させたときの該フィルタ4の後端部4aが清掃装置5による清掃が可能な清掃位置P2を通過し得る長さを有している。
駆動ギア64は,U字状のレール部61の内側に配置されており,フィルタ4の前記凹凸部に噛合されている。そして,駆動ギア64は,駆動モータ62の正逆転に連動して駆動ギア63と共に正逆転し,該フィルタ4を吸込位置P1と清掃位置P2との間で摺動させる。
このように,室内ユニットXでは,フィルタ摺動機構6の駆動モータ62が駆動されてフィルタ4が吸込位置P1と清掃位置P2との間で摺動することにより,該フィルタ4が清掃装置5で清掃される清掃動作が実行される。
以下,図7のフローチャートに従って,制御装置αによって実行されるフィルタ清掃制御処理の手順の一例について説明する。なお,図7中のS1,S2,…は処理手順(ステップ)の番号を表している。
当該フィルタ清掃制御処理は,室内ユニットXの稼働中に制御装置αによって実行され,該室内ユニットXの稼働停止と共に終了する。なお,空気調和機Zの稼働中とは,クロスフローファン3が駆動されており,温調運転及び送風運転のいずれかが実行されている状態をいい,稼働停止とは,クロスフローファン3が停止した状態(スタンバイモード,省電力モードなど)をいう。
まず,制御装置αは,ステップS1において,クロスフローファン3が駆動している時間の合計を示す累計時間の計時を実行する。前記累積時間は,制御装置αのEPROMなどに記憶される。そして,前記累積時間は,当該室内ユニットXの稼働終了時にはリセットされず,フィルタ4の清掃動作(後述のS5,S33)が実行されたことを条件にリセットされる(後述のS6又はS34)。即ち,前記累積時間は,前に清掃動作が実行されたときから計時したクロスフローファン3の駆動時間の累積時間を示すものである。なお,室内ユニットXの初期稼働時には,その初期状態から前記累積時間が計時される。
このように,本実施の形態では,クロスフローファン3の駆動時間の合計を前記累積時間として計時することにより,フィルタ4への塵埃の堆積量を推定している。なお,例えば前回清掃動作が実行されたときからの経過時間を前記累積時間として計時することや,送風運転の実行時間だけを前記累積時間として計時することも他の実施例として考えられる。
次に,制御装置αは,ステップS2において,前記累積時間が,予め設定された設定時間に達したか否かを判断する。
前記設定時間は,フィルタ4の清掃タイミングを判断するために初期設定され或いはユーザによって任意に設定される時間である。例えば,制御装置αは,室内ユニットXに付随するリモコン(不図示)のユーザ操作に応じて前記設定時間を設定する。ここに,係る前記設定時間を設定するための処理を実行するときの制御装置αが設定時間設定手段に相当する。なお,前記累積時間が前記設定時間に達することは,フィルタ4の清掃タイミングの到来を判断するために予め設定されたフィルタ清掃条件の一例に過ぎず,その他のフィルタ清掃条件が設定されていてもよい。
当該ステップS2において,前記累積時間が前記設定時間に達していないと判断されると(S2のNo側),フィルタ4の清掃タイミングが到来していないため,処理はステップS1に戻る。
一方,前記累積時間が前記設定時間に達したと判断されると(S2のYes側),フィルタ4の清掃タイミングが到来したため,処理はステップS3に移行する。
ステップS3では,制御装置αは,空気調和機Zにおいて現在実行中の運転モードが送風運転であるか否かを判断する。ここで,送風運転の実行中であると判断されると(S3のYes側),処理はステップS4に移行する。一方,送風運転の実行中でないと判断された場合,即ち温調運転が実行されている場合には(S3のNo側),処理は後述のステップS31に移行する。
まず,送風運転の実行中である場合には,続くステップS4において,制御装置αは,クロスフローファン3の駆動を停止させることにより,現在実行中の送風運転を中断する。これにより,ユニット筐体1の吸込口11からの吸気が停止する。
そして,制御装置αは,フィルタ摺動機構6の駆動モータ62を駆動させることにより,フィルタ4を吸込位置P1から清掃位置P2に往復して摺動させることにより,該フィルタ4を清掃装置5によって清掃する清掃動作を実行させる(S5)。
このように,空気調和機Zでは,送風運転の実行中に,前記累積時間が前記設定時間に達した場合(フィルタ清掃条件が充足した場合)には,その時点で該送風運転が中断されてフィルタ4の清掃動作が優先的に実行される。
その後,ステップS5におけるフィルタ4の清掃動作が終了すると,制御装置αは,前記累積時間をリセットし(S6),前記ステップS4で中断した送風運転を再開させ(S7),処理をステップS1に戻す。
一方,温調運転の実行中である場合には,続くステップS31において,制御装置αは,空気調和機Zの稼働停止要求が発生したか否かを判断する。具体的に,制御装置αは,ユーザのリモコン操作やオフタイマー設定時間が経過したか否かなどに応じて空気調和機Zの稼働停止要求の有無を判断する。
ここで,空気調和機Zの稼働停止要求が発生したと判断されると(S31のYes側),処理はステップS32に移行し,空気調和機Zの運転停止要求がなければ(S31のNo側),処理はステップS31に戻される。
空気調和機Zの稼働停止要求がなされた場合(S31のYes側),制御装置αは,次のステップS32において,室外機Yの前記圧縮機及び室内ユニットXの前記クロスフローファン3の駆動を停止させることにより,温調運転を停止させる。
そして,制御装置αは,前述のステップS5と同様に,フィルタ摺動機構6の駆動モータ62を駆動させることにより,フィルタ4を吸込位置P1から清掃位置P2に往復して摺動させることにより,該フィルタ4を清掃装置5によって清掃する清掃動作を実行させる(S33)。
その後,フィルタ4の清掃動作が終了すると,制御装置αは,前記累積時間をリセットし(S34),当該フィルタ清掃制御処理を終了する。
このように,空気調和機Zでは,温調運転の実行中に,前記累積時間が前記設定時間に達した場合(フィルタ清掃条件が充足した場合)には,その時点でフィルタ4の清掃動作は実行されず(S3のNo側,S31のNo側),その温調運転が継続される。そして,その後,送風運転が実行されること,或いは温調運転が停止されることを条件に(S3のYes側又はS31のYes側),フィルタ4の清掃動作が実行される(S5,S33)。
その一方で,送風運転の実行中は,該送風運転を中断してもユーザの快適性に与える影響は小さいため,フィルタ4の清掃動作を優先させることにより,フィルタ4の目詰まりによる空調能力低下状態の長時間の継続を防止することができる。
そこで,この場合には,制御装置αが,前記設定時間に応じてフィルタ4の清掃動作(S5,S33)の内容を変更することが望ましい。具体的には,前記設定時間が長いほど清掃動作におけるフィルタ4の清掃回数(往復回数)を増加させることが考えられる。なお,清掃装置5が該清掃装置5を通過するフィルタ4の通過時間が長いほど該フィルタ4の清掃効果が高まるような場合(例えば吸引式の清掃装置)には,清掃時間を増加させることも考えられる。
これにより,フィルタ4に堆積した塵埃量が増加していると考えられる場合には,より念入りにフィルタ4の清掃を行うことができる。
そのため,制御装置αは,前記フィルタ清掃条件が充足した後,フィルタ4の清掃動作が実行されるまでの経過時間に応じてその清掃動作(S5,S33)の内容を変更することが望ましい。
図8に示すように,本実施例2に係るフィルタ清掃制御処理は,ステップS31の前段でステップS30の処理が実行される点で図7に示したフィルタ清掃制御処理と異なる。
このステップS30では,制御装置αは,ステップS2において前記累積時間が前記設定時間に達したと判断された後,清掃動作が実行されるまでの清掃待機時間を計時する。なお,当該清掃待機時間は,ステップS6,S34における前記累積時間のリセットと共にリセットされる。
そして,制御装置αは,その後に清掃動作(S5,S33)を実行することとなった場合に,その清掃動作の内容を前記清掃待機時間に応じて変更する。具体的には,前記清掃待機時間が長いほど清掃動作におけるフィルタ4の清掃回数(往復回数)を増加させることが考えられる。なお,清掃装置5が該清掃装置5を通過するフィルタ4の通過時間が長いほど該フィルタ4の清掃効果が高まるような場合(例えば吸引式の清掃装置)には,清掃時間を増加させることも考えられる。これにより,フィルタ4に堆積した塵埃量が増加していると考えられる場合には,より念入りにフィルタ4の清掃を行うことができる。
Y:室外機
Z:空気調和機
1:ユニット筐体
11:吸込口
12:吹出口
13:吹出パネル
2:熱交換器
3:クロスフローファン(送風機の一例)
4:フィルタ
5:清掃装置
51:ブラシ
52,53:排気ダクト
54:排気ファン
6:フィルタ摺動機構
61:レール部
62:駆動モータ
63,64:駆動ギア
7…イオン発生装置
S1,S2,…:処理手順(ステップ)番号
Claims (8)
- 空気及び冷媒の間で熱交換を行う熱交換器と,前記熱交換器が接続されたヒートポンプサイクルに冷媒を循環させる圧縮機と,外部の空気を吸込口から吸い込み 前記熱交換器を通過させて吹出口から外部に吹き出す送風機と,前記吸込口の内側に配置されて該吸込口から吸い込まれる空気から塵埃を除去するフィルタと,前記フィルタを清掃する清掃装置と,前記フィルタを前記吸込口に対応する吸込位置と前記清掃装置により清掃される清掃位置との間で摺動させるフィルタ摺動手段と,予め設定されたフィルタ清掃条件が充足した場合に,前記フィルタ摺動手段により前記フィルタを前記吸込位置から前記清掃位置に摺動させて前記フィルタを清掃するフィルタ清掃動作を自動実行するフィルタ清掃制御手段とを備えてなり,
前記圧縮機及び前記送風機を共に駆動する温度調節を伴う温調運転モードあるいは前記圧縮機を駆動せずに前記送風機を駆動する温度調節を伴わない送風運転モードとを実行する空気調和機であって,
前記フィルタ清掃制御手段が,現在実行中の運転モードを判断し、
前記送風運転モードの実行中に前記フィルタ清掃条件が充足したときは,その時点で送風を中断させて前記清掃動作を実行し,
前記温調運転モードの実行中に前記フィルタ清掃条件が充足したときは,その時点では前記清掃動作を実行せずに前記温調運転モードを継続させ,前記空気調和機の稼働が停止されるときに前記清掃動作を実行することを特徴とする空気調和機。 - 前記温調運転モードが,冷房運転,暖房運転,除湿運転のいずれか一つ又は複数を含んでなる請求項1に記載の空気調和機。
- 前記送風運転モードが,前記空気調和機内においてイオンを発生させて空気を浄化する空気清浄運転を含んでなる請求項1又は2のいずれかに記載の空気調和機。
- 前記フィルタ清掃条件が,初期状態から或いは前に前記清掃動作が実行されたときから計時した累積時間が予め設定された設定時間に達することである請求項1〜3のいずれかに記載の空気調和機。
- 前記累積時間が,初期状態から或いは前に前記清掃動作が実行されたときから計時した前記送風機の駆動時間の累積時間である請求項4に記載の空気調和機。
- 前記設定時間を任意に設定するための設定時間設定手段を備えてなり,
前記フィルタ清掃制御手段が,前記設定時間設定手段によって設定された前記設定時間に応じて前記清掃動作の内容を変更するものである請求項4又は5のいずれかに記載の空気調和機。 - 前記フィルタ清掃制御手段が,前記フィルタ清掃条件が充足した後,前記清掃動作が実行されるまでの経過時間に応じて前記清掃動作の内容を変更するものである請求項1〜5のいずれかに記載の空気調和機。
- 前記フィルタ清掃制御手段が,前記設定時間又は前記経過時間が長いほど前記清掃動作における前記フィルタの清掃時間及び/又は清掃回数を増加させるものである請求項6又は7のいずれかに記載の空気調和機。
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