JP6493178B2

JP6493178B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP6493178B2
Application number: JP2015232216A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　裕介; 裕介鈴木
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP2017096606A

Description

本発明は、除湿運転を行う空気調和機に関する。

空気調和機の室内機として、本体ユニットと本体ユニットの両側部に取付けられた１対のファンユニットを備えたものがある。本体ユニットの内部には、室内熱交換器と、送風ファンが配置されている。この送風ファンが回転することで、室内空気が本体ユニット内に吸込まれる。吸込まれた空気は室内熱交換器で冷媒と熱交換され、調和空気となって室内へ吹き出される。ファンユニットの内部には補助送風ファンが配置され、ファンユニット内に吸込んだ室内空気を吹き出す送風機の役目をしている。（例えば、特許文献１参照。）

特許文献１に記載されている空気調和機は、冷房運転時、本体ユニットから冷気を吹き出して室内温度を下げると共に、ファンユニットから室内空気を吹き出して室内にある空気を撹拌して、冷気を室内全体に行き渡らせる。この冷房運転により、室内温度が設定温度にまで達した場合、本体ユニットの送風ファンが停止し、ファンユニットの補助送風ファンのみが送風するサーモオフ運転に切り替わる。また、サーモオフ運転中に室内温度と設定温度との温度差が所定の温度差以上になると、空気調和機は冷房運転に戻る。

特開２０１４−１４５５６１号公報（第３〜４頁、図２）

ところで、室内温度を設定温度に近づける運転に加え、室内湿度を目標湿度に近づける運転を行う場合、室内湿度が目標湿度にまで低下するよりも、室内温度が設定温度にまで早く低下してサーモオフ運転に切り替わることがある。この場合、室内湿度を目標湿度にまで下げることができず利用者に蒸し暑さを感じさせ不快感を与えるという問題があった。また、サーモオフ運転に切り替えずに室内湿度が目標湿度に達するまで冷房運転や除湿運転を行うと、室内温度が設定温度よりも低くなり利用者に寒さを感じさせ不快感を与えるという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決し、利用者の快適性を高めた冷房運転と除湿運転を実行できる空気調和機を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、吸込口より室内空気を吸込み調和された調和空気を前面下部にある吹出口より吹出す送風ファンを有する本体ユニットと、前記本体ユニットの側部に取付けられ、一側面側にある補助吸込口より室内空気を吸込み吸込んだ室内空気を前面側にある補助吹出口より吹出す補助送風ファンを有するファンユニットと、室内空気の温度を測定する温度センサと、室内空気の湿度を測定する湿度センサと、前記本体ユニットと前記ファンユニットを制御する制御部とを備えた空気調和機において、前記制御部は、冷房運転中に前記温度センサで測定された室内空気の温度が設定温度に達し、かつ前記湿度センサで測定された室内空気の湿度が目標湿度よりも高い場合、前記冷房運転を除湿運転に切り替え、前記除湿運転の運転時間が所定の時間を経過した時、前記湿度センサで測定された室内空気の湿度が目標湿度よりも高い場合、補助送風ファンの回転数を除湿運転に切り替える前よりも上げることを特徴とする。

本発明の空気調和機によれば、室内温度の温度変化と室内湿度の湿度変化に応じて、冷房運転と除湿運転を制御することで、利用者の快適性を高める空気調和機を提供できる。

本発明による空気調和機の室内機の外観を概略的に示す斜視図である。本発明による空気調和機の室内機の構成を概略的に示す分解斜視図である。本発明による空気調和機の室内機の主筐体を正面から見た概略図である。本発明による空気調和機の室内機の送風ファンの構成を概略的に示す室内機の垂直断面図である。本発明による空気調和機の室内機の室内温度と室内湿度の推移に応じた冷房運転と除湿運転の動作を説明する説明図である。本発明による空気調和機の室内機の冷房運転と除湿運転の処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１と図２と図４に示すように、本実施例の室内機１０は、直方体形状の本体ユニット２０および１対のファンユニット３０を備える。本体ユニット２０の前面にはアウターパネル２３が配置される。本体ユニット２０の天面側と前面側には室内空気を取り込むための吸込口２１が設けられる。前面側の吸込口２１と対向する位置には前面パネル２４が設けられ、この前面パネル２４はアウターパネル２３に覆われている。図４に示すように、本体ユニット２０の内部には、室内熱交換器２５と、送風ファン２７が配置される。送風ファン２７が回転することで、室内空気が吸込口２１より本体ユニット２０内に吸込まれる。吸込まれた室内空気は室内熱交換器２５で冷媒と熱交換され、調和空気が生成される。生成された調和空気は、本体ユニット２０の前面下部にある吹出口２２に設けられた上下風向板２９ａ、２９ｂで風向を偏向され、吹出口２２より室内へ吹き出される。

ファンユニット３０について、図１と図２と図３を基に説明する。ファンユニット３０は、図１に示すように、本体ユニット２０の両側部にあるサイドファンカバー３５内に収まるように配置される。図２に示すように、ファンユニット３０は、本体ユニット２０に対して水平軸線４１回りで回動可能となるように、サイドファンカバー３５に軸支されている。ファンユニット３０には水平軸線４１方向の外側から室内空気を吸込む補助吸込口３１が配置され、この補助吸込口３１から吸込まれた室内空気を室内空間に吹き出す補助吹出口３２がファンユニット３０の前面側に配置される。また、図３に示すように、ファンユニット３０は、室内空気を吸込み、吸込んだ室内空気を吹き出すための補助送風ファン３３を備えている。補助送風ファン３３はファンユニット３０の内部に配置される。補助送風ファン３３にはモータ３４が接続され、このモータ３４を回転させることで補助送風ファン３３は回転する。

図３に示すように、本体ユニット２０の内部には電装品ユニット２６が配置されている。電装品ユニット２６には、送風ファン２７および補助送風ファン３３を制御する制御部５３と、吸込口２１から吸込まれた室内空気の温度を測定する温度センサ５１と、室内空気の湿度を測定する湿度センサ５２が搭載されている。また、記憶部５４を備え、室内に居る使用者が快適と感じることができる室内の温度を設定温度として、室内の湿度を目標湿度として記憶している。なお、設定温度と目標湿度はリモコン等によりユーザーが設定してもよい。

電装品ユニット２６は、本体ユニット２０の前面側に取付けられることにより、送風ファン２７によって吸込口２１から吸込まれた空気が流通する位置に配置される。例えば、図４に示すように、電装品ユニット２６は吸込口２１と室内熱交換器２５の間に配置される。また、電装品ユニット２６に搭載された温度センサ５１および湿度センサ５２は送風ファン２７によって吸込口２１から吸込まれた空気がそれらセンサの周囲を流通することによって、室内の温度および湿度を測定することが出来る。

次に、本体ユニット２０およびファンユニット３０の冷房運転及び除湿運転時の動作について説明する。冷房運転及び除湿運転時には、図４に示す室内熱交換器２５が空気から吸熱する蒸発器として機能しており、吹出口２２から吹き出される調和空気である冷気は上下風向板２９ａ、２９ｂで本体ユニット２０の前面側に向かって水平方向に偏向され吹き出される。このとき補助吹出口３２を水平方向より斜め下方向に向くまでファンユニット３０を回動させることで補助吹出口３２から吹き出される室内空気は、吹出口２２から吹き出される冷気の吹出し方向（本体ユニット２０の前面側に向かって水平方向）より斜め下方向に吹き出される。これにより、吹出口２２から吹き出される冷気を室内に居る人に直接当てて寒さによる不快感を与えることを防止し、補助吹出口３２から吹き出される室内空気を室内に居る人に向けて吹き出すことで涼しさを提供することが出来る。

図５は、本発明による空気調和機の室内機１０の室内温度と室内湿度の推移に応じた冷房運転と除湿運転の動作を説明する説明図である。図５のグラフは縦軸に室内湿度と室内温度、横軸に時間の経過を示している。また、グラブの下に示す表は室内湿度と室内温度の推移に応じて切り替えられる運転モードと補助送風ファン３３の風量を示している。なお、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は運転モードと補助送風ファン３３の風量が切り替わるタイミングを示している。

制御部５３は、冷房運転が開始されると、温度変化が温度推移Ｘに示すように室内温度が設定温度に達するまで、補助送風ファン３３の風量を「微風」とする。Ｔ１において室内温度が設定温度に達すると、室内湿度が目標湿度にまで低下したか否かを確認し、湿度変化が湿度推移ａ及び湿度推移ｂに示すように、室内湿度が目標湿度にまで低下していない場合、運転モードを冷房運転から室内室温の低下を抑えた除湿運転（例えば、本体ユニット２０内に吸込んだ室内空気の温度を一旦下げて除湿し、除湿した室内空気の温度を室温まで上げて調和空気を送風する再熱除湿運転など）へと切り替える。尚、Ｔ１において、室内湿度が目標湿度にまで低下している場合には、冷房運転から冷凍サイクルを停止して補助送風ファン３３から送風のみを行うサーモオフ運転に切り替える。

制御部５３は湿度変化が湿度推移ａに示すような場合、Ｔ１において補助送風ファン３３の風量を冷房運転時の風量「微風」を維持した除湿運転を開始する。また、除湿運転の運転時間の計時を開始し、計時している除湿運転の運転時間が所定の時間（例えば除湿運転を行うことによる室内湿度の変化が、一定の室内湿度に収まるまでに要する時間である３０分など）に達するＴ３まで、室内湿度が目標湿度にまで低下しなかった場合、Ｔ３において補助送風ファン３３のモータ３４の回転数を上げて風量を「微風」から「弱風」へと切り替えて除湿運転を継続する。このようにすることで室内湿度が目標湿度にまで低下しなくても、補助送風ファン３３から吹出される室内空気の気流が室内に居る人に当たり、室内に居る人に涼しさを提供することが出来る。

また、制御部５３は湿度変化が湿度推移ｂに示すように、室内温度が設定温度に達した時に室内湿度が既に目標湿度近くに低下し、除湿運転を開始したＴ１から除湿運転の運転時間が所定の時間に達するＴ３までの間に、Ｔ２において室内湿度が目標湿度にまで低下した場合、Ｔ２において運転モードを除湿運転からサーモオフ運転に切り替える。尚、補助送風ファン３３の風量は、除湿運転時の風量「微風」を維持する。このようにすることで、室内湿度が目標湿度よりも低下して室内に居る人に寒さを感じさせ不快感を与えることが無い。

このように、冷房運転時の補助送風ファン３３の風量「微風」を所定の時間維持したまま除湿運転を行うことにより、湿度変化が湿度推移ａに示すように除湿運転を所定の時間に達するＴ３まで行っても、室内湿度が目標湿度にまで低下しない場合には、除湿能力が不足している（つまり、Ｔ３以降に補助送風ファン３３の風量「微風」を維持した除湿運転を継続したとしても、室内に居る人に蒸し暑さを感じさせ不快感を与える）と判断し、補助送風ファン３３の風量を上げ、室内に居る人に涼しさを提供する。また、湿度変化が湿度推移ｂに示すように、除湿運転を開始する前から室内湿度が目標湿度近くに低下している場合にも、除湿運転時に冷房運転時の補助送風ファン３３の風量「微風」を維持しているため、室内に居る人に寒さを感じさせ不快感を与えることが無い。

なお、Ｔ１における室内湿度が目標湿度より所定の湿度以上高い場合には、補助送風ファン３３の風量を除湿運転の開始とともに冷房運転時の風量から上げても良い。これにより、利用者に蒸し暑さを感じさせ不快感を与える時間を短縮することができる。

図６は、本発明による空気調和機の室内機１０の冷房運転と除湿運転の処理の一例を示すフローチャートである。図６の処理を開始する条件として、図示しないリモコンから冷房運転を指示する信号が送信されたものとする。なお、フローチャートに記載のＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号をそれぞれ表している。

室内機１０は、図示しないリモコンから冷房運転を指示する信号を受信すると、制御部５３は冷房運転を開始する（ＳＴ１）。具体的には、制御部５３は、図４で説明したように、上下風向板２９ａ、２９ｂで風向が偏向され本体ユニット２０の前面側に向かって吹出口２２から水平方向に調和空気を吹き出す。また、ファンユニット３０を回動させることで補助吹出口３２を斜め下方向に向けて、補助吹出口３２より室内空気を吹き出す。

次に制御部５３は、温度センサ５１で測定している室内温度を取得する（ＳＴ２）。そして、ＳＴ２で取得した室内温度が、記憶部５４に記憶されている設定温度以下であるか否かを確認する（ＳＴ３）。室内温度が設定温度より高い場合（ＳＴ３−Ｎｏ）、Ｓ２に戻る。また、室内温度が設定温度以下となった場合（図５で説明した湿度推移ａと湿度推移ｂのＴ１のタイミング）（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、湿度センサ５２で測定している室内湿度を取得する（ＳＴ４）。そして、ＳＴ４で取得した室内湿度が、記憶部５４に記憶されている目標湿度以下であるか否かを確認する（ＳＴ５）。室内湿度が目標湿度以下である場合（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、サーモオフ運転に切り替える（ＳＴ６）。具体的には、制御部５３は、送風ファン２７の回転を停止させて、補助送風ファン３３だけを低回転で回転させ風量を「微風」にする。そして、冷房運転と除湿運転の処理を終了する。

一方、制御部５３はＳＴ５において、室内湿度が目標湿度より高い場合（ＳＴ５−Ｎｏ）、運転モードを冷房運転から除湿運転に切り替えて除湿運転を開始し（ＳＴ７）、そして除湿運転時間の計時を開始する（ＳＴ８）。湿度センサ５２で測定している室内湿度を取得する（ＳＴ９）。そして、ＳＴ９で取得した室内湿度が、記憶部５４に記憶されている目標湿度以下であるか否かを確認する（ＳＴ１０）。室内湿度が目標湿度以下となった場合（図５で説明した湿度推移ｂのＴ２のタイミング）（ＳＴ１０−Ｙｅｓ）、ＳＴ６にジャンプする。また、室内湿度が目標湿度より高い場合（ＳＴ１０−Ｎｏ）、ＳＴ８で計時を開始していた除湿運転の運転時間が所定の時間に達したか否かを確認する（ＳＴ１１）。除湿運転の運転時間が所定の時間に達していない場合（ＳＴ１１−Ｎｏ）、ＳＴ９に戻る。

一方、制御部５３は、除湿運転の運転時間が所定の時間に達した場合（図５で説明した湿度推移ａのＴ３のタイミング）（ＳＴ１１−Ｙｅｓ）、補助送風ファン３３の回転数を大きくする。例えば冷房運転時に風量が微風となる回転数であった場合、風量が弱風となる回転数にする（ＳＴ１２）。湿度センサ５２で測定している室内湿度を取得する（ＳＴ１３）。そして、ＳＴ１３で取得した室内湿度が記憶部５４に記憶されている目標湿度以下であるか否かを確認する（ＳＴ１４）。室内湿度が目標湿度以下である場合（ＳＴ１４−Ｙｅｓ）、ＳＴ６にジャンプする。また、室内湿度が目標湿度より高い場合（ＳＴ１４−Ｎｏ）、ＳＴ１３に戻る。

なお、制御部５３はＳＴ６において、サーモオフ運転に切り替えると定期的に温度センサ５１で測定している室内温度を取得し、取得した室内温度と設定温度との温度差が所定の温度差以上になると、サーモオフ運転から冷房運転に戻る。

１０室内機
２０本体ユニット
２１吸込口
２２吹出口
２５室内熱交換器
２６電装品ユニット
２７送風ファン
３０ファンユニット
３１補助吸込口
３２補助吹出口
３３補助送風ファン
３４モータ
３５サイドファンカバー
５１温度センサ
５２湿度センサ
５３制御部
５４記憶部

Claims

吸込口より室内空気を吸込み調和された調和空気を前面下部にある吹出口より吹出す送風ファンを有する本体ユニットと、前記本体ユニットの側部に取付けられ、一側面側にある補助吸込口より室内空気を吸込み吸込んだ室内空気を前面側にある補助吹出口より吹出す補助送風ファンを有するファンユニットと、室内空気の温度を測定する温度センサと、室内空気の湿度を測定する湿度センサと、前記本体ユニットと前記ファンユニットを制御する制御部とを備えた空気調和機において、前記制御部は、冷房運転中に前記温度センサで測定された室内空気の温度が設定温度に達し、かつ前記湿度センサで測定された室内空気の湿度が目標湿度よりも高い場合、前記冷房運転を除湿運転に切り替え、前記除湿運転の運転時間が所定の時間を経過した時、前記湿度センサで測定された室内空気の湿度が目標湿度よりも高い場合、補助送風ファンの回転数を除湿運転に切り替える前よりも上げることを特徴とする。