JP6786019B1 - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

複数の室内熱交換器の洗浄における省エネルギ化を図った空気調和機を提供する。空気調和機(100)は、圧縮機(1)及び室外熱交換器(2)を有する室外機(Uo)と、室内膨張弁(12)及び室内熱交換器(10)を有する複数台の室内機(U1,U2,U3,U4)と、が配管を介して接続されてなる冷媒回路(Q)を備えるとともに、少なくとも圧縮機(1)及び複数の室内膨張弁(12)を制御する制御部を備える。制御部は、複数台の室内機(U1,U2,U3,U4)に含まれる所定の室内機(U1)が、室内熱交換器(10)を凍結又は結露させる処理を開始するまで、他の室内機(U2,U3,U4)では、前記処理を開始しない。

Description

本発明は、空気調和機に関する。
空気調和機の室内熱交換器を清潔な状態にする技術として、例えば、特許文献1には、制御装置が、室内熱交換器を冷却して着霜させた後、室内熱交換器を加熱して除霜する洗浄運転について記載されている。
特許第6296633号公報
特許文献1には、室外機と室内機とを1台ずつ備える空気調和機の洗浄運転については記載されているが、1系統で複数台の室内機を備えるマルチ型の空気調和機の洗浄運転については記載されていない。例えば、マルチ型の空気調和機において、洗浄運転の開始条件が満たされた室内機ごとに個別に洗浄運転が行われると、圧縮機の駆動頻度が増加し、結果的に空気調和機の消費電力量も増加する可能性がある。
また、複数台の室内機のうちの一部で洗浄運転が行われた場合でも、その室内機の室内熱交換器の他、配管の一部(例えば、ガス冷媒が通流する配管の共用部分)も冷やされる。その結果、複数台の室内機ごとに個別に洗浄運転が行われると、室内機における単位容量当たりの消費電力量の増加を招く。このようなことを考慮し、洗浄運転における省エネルギ化を図ることが望まれている。
そこで、本発明は、複数の室内熱交換器の洗浄における省エネルギ化を図った空気調和機を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するために、本発明に係る空気調和機は、圧縮機及び室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する複数台の室内機と、が配管を介して接続されてなる冷媒回路を備えるとともに、少なくとも前記圧縮機を制御する制御部を備え、前記制御部は、所定の条件が成立すると、複数台の前記室内機に含まれる所定の室内機と他の室内機とで、前記室内熱交換器を凍結又は結露させる処理を行う時間帯の少なくとも一部が重なるように、前記所定の室内機及び前記他の室内機で前記処理を自動で開始し、前記所定の条件は少なくとも、前記所定の室内機における前記処理の前回終了時からの空調運転時間の積算値、又は、前記所定の室内機における前記処理の前回終了時からの室内ファンの駆動時間の積算値が所定値に達することであり、前記所定の室内機における前記処理の前回終了時からの空調運転時間の積算値が前記所定値に達していない場合、又は、前記所定の室内機における前記処理の前回終了時からの前記室内ファンの駆動時間の積算値が前記所定値に達していない場合、前記他の室内機は前記処理を自動で開始しないこととした。
本発明によれば、複数の室内熱交換器の洗浄における省エネルギ化を図った空気調和機を提供できる。
第1実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を含む構成図である。 第1実施形態に係る空気調和機の各機器の接続関係を示す説明図である。 第1実施形態に係る空気調和機の機能ブロック図である。 第1実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである。 第1実施形態に係る空気調和機での洗浄処理に関するフローチャートである。 第1実施形態に係る空気調和機における洗浄処理のタイムチャートである。 第2実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである。 第2実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである。 第2実施形態に係る空気調和機における洗浄処理のタイムチャートである。
≪第1実施形態≫
<空気調和機の構成>
図1は、第1実施形態に係る空気調和機100の冷媒回路Qを含む構成図である。
なお、図1では、冷房サイクル(冷房運転時の冷凍サイクル)における冷媒の流れを実線矢印で示す一方、暖房サイクル(暖房運転時の冷凍サイクル)における冷媒の流れを破線矢印で示している。また、図1では、室外熱交換器2や4つの室内熱交換器10の付近での空気の流れを白抜き矢印で示している。
空気調和機100は、冷房運転や暖房運転等の空調を行う機器である。図1では、一例として、1台の室外機Uoと、4台の室内機U1,U2,U3,U4と、が配管を介して所定に接続された1系統のマルチ型の空気調和機100を示している。
空気調和機100は、室外機Uoに設けられる機器として、圧縮機1と、室外熱交換器2と、室外ファン3と、室外膨張弁4と、四方弁5と、アキュムレータ6と、室外温度センサ7と、阻止弁8,9と、を備えている。
圧縮機1は、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する機器であり、駆動源である圧縮機モータ1a(図3参照)を備えている。このような圧縮機1として、例えば、スクロール式圧縮機やロータリ式圧縮機が用いられる。
室外熱交換器2は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室外ファン3から送り込まれる外気と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。室外熱交換器2の一端g1は、四方弁5の切替えによって圧縮機1の吸入側又は吐出側に接続され、他端g2は液側の配管J1に接続されている。
室外ファン3は、室外熱交換器2に外気を送り込むファンである。室外ファン3は、駆動源である室外ファンモータ3aを備え、室外熱交換器2の付近に設置されている。
室外膨張弁4は、室外熱交換器2に流れる冷媒の流量を調整したり、室外熱交換器2を蒸発器として機能させる際に冷媒を減圧したりする電子膨張弁であり、液側の配管J1に設けられている。
四方弁5は、空調時の運転モードに応じて、冷媒の流路を所定に切り替える弁である。
アキュムレータ6は、四方弁5を介して流れ込む冷媒を気液分離する殻状部材である。アキュムレータ6によって気液分離された後、ガス状の冷媒が、圧縮機1の吸入側に導かれるようになっている。
室外温度センサ7は、外気の温度である室外温度を検出するセンサであり、室外機Uoの所定箇所(図1の例では、室外熱交換器2の空気吸込側)に設置されている。
なお、図1では図示していないが、圧縮機1の吐出圧力・吐出温度・吸入圧力・吸入温度のうち一つ又は複数を検出するための各センサが適宜に設けられていてもよい。
阻止弁8,9は、空気調和機100の据付後に開弁されることで、室外機Uoに封入されている冷媒を冷媒回路Qの全体に行き渡らせるための弁である。一方の阻止弁8はガス側の配管J10に設けられ、他方の阻止弁9は液側の配管J1に設けられている。
また、空気調和機100は、室内機U1に設けられる機器として、室内熱交換器10と、室内ファン11と、室内膨張弁12と、室内温度センサ13と、室内熱交換器温度センサ14と、を備えている。
室内熱交換器10は、その伝熱管(図示せず)を通流する冷媒と、室内ファン11から送り込まれる室内空気(空調室の空気)と、の間で熱交換が行われる熱交換器である。室内熱交換器10の一端h1はガス側の配管J3に接続され、他端h2は液側の配管J2に接続されている。
室内ファン11は、室内熱交換器10に室内空気を送り込むファンである。室内ファン11は、駆動源である室内ファンモータ11aを有し、室内熱交換器10の付近に設置されている。
室内膨張弁12は、室内熱交換器10に流れる冷媒の流量を調整したり、室内熱交換器10を蒸発器として機能させる際に冷媒を減圧したりする電子膨張弁であり、液側の配管J2に設けられている。
室内温度センサ13は、空調室の温度である室内空気の温度を検出するセンサである。図1の例では、室内熱交換器10の空気吸込側に室内温度センサ13が設置されている。
室内熱交換器温度センサ14は、室内熱交換器10の温度を検出するセンサである。図1の例では、配管J2において室内熱交換器10の他端h2付近に室内熱交換器温度センサ14が設置されている。
なお、室内熱交換器温度センサ14の位置は、図1の例に限定されない。例えば、配管J3において室内熱交換器10の一端h1付近に室内熱交換器温度センサ14が設置されていてもよい。また、室内熱交換器10に直接的に室内熱交換器温度センサ14が設置されていてもよい。
残り3台の室内機U2,U3,U4については、前記した室内機U1と同様の構成であるから、説明を省略する。
液側接続部K1,K2,K3は、冷房サイクル中には冷媒を分流させ、また、暖房サイクル中に冷媒を合流させるものである。例えば、冷房サイクル中には、配管J1を通流する冷媒が、液側接続部K1,K2,K3を順次に介して、4つの室内熱交換器10に所定に分配されるようになっている。
ガス側接続部K4,K5,K6は、冷房サイクル中には冷媒を合流させ、また、暖房サイクル中に冷媒を分流させるものである。例えば、冷房サイクル中には、4つの室内熱交換器10からガス側接続部K4,K5,K6を順次に介して、冷媒が合流するようになっている。
そして、空調時の運転モードに応じて、冷媒回路Qにおいて周知の冷凍サイクル(図1に示す冷房サイクル又は暖房サイクル)で冷媒が循環するようになっている。例えば、冷房サイクルでは、圧縮機1、室外熱交換器2(凝縮器)、室外膨張弁4、室内膨張弁12、及び室内熱交換器10(蒸発器)を順次に介して冷媒が循環する。一方、暖房サイクルでは、圧縮機1、室内熱交換器10(凝縮器)、室内膨張弁12、室外膨張弁4、及び室外熱交換器2(蒸発器)を順次に介して冷媒が循環する。
図2は、空気調和機100の各機器の接続関係を示す説明図である。
図2に示すように、空気調和機100は、前記した構成の他に、リモコン15と、集中管理機器16と、を備えている。また、室外機Uoは室外制御回路17を備える一方、室内機U1,U2,U3,U4は、それぞれ、室内制御回路18を備えている。
室外制御回路17及び室内制御回路18は、図示はしないが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、各種インタフェース等の電子回路を含んで構成されている。そして、ROMに記憶されたプログラムを読み出してRAMに展開し、CPUが各種処理を実行するようになっている。
図2に示すように、室外制御回路17は、配線m1を介して室外温度センサ7に接続されている。そして、室外温度センサ7を含む各センサの検出値やリモコン15からの信号に基づいて、室外制御回路17が各機器の制御指令値を算出するようになっている。
また、室外制御回路17は、通信線m3を介して、室内制御回路18に接続されている。室内制御回路18は、配線m21を介して室内温度センサ13に接続され、また、配線m22を介して室内熱交換器温度センサ14に接続されている。これらの各検出値は、通信線m3を介して、室内制御回路18から室外制御回路17に伝達される。そして、室内制御回路18は、室外制御回路17によって算出された制御指令値に基づき、室内ファンモータ11a(図1参照)や室内膨張弁12(図1参照)を所定に制御する。
図2の例では、4つのリモコン15は、4台の室内機U1,U2,U3,U4のそれぞれの室内制御回路18と一対一で対応するように、配線m4を介して接続されている。なお、1つのリモコン15に複数台の室内機が接続されるようにしてもよい。
例えば、室内機U1に接続されているリモコン15は、ユーザの操作によって、室内機U1に所定の制御指令を与える機能を有している。前記した制御指令として、空気調和機100の運転/停止や、運転モードの切替えや設定温度・風量・風向の変更の他、後記する洗浄処理の開始が挙げられる。なお、他の室内機U2,U3,U4についても同様である。
集中管理機器16は、4つのリモコン15の表示や設定等を制御する装置であり、通信線m5を介して、室外制御回路17に接続されている。なお、ユーザ(管理者)が集中管理機器16を所定に操作することで、空調の設定の他、4つのリモコン15における表示のさせ方等を変更することも可能である。
図3は、空気調和機100の機能ブロック図である。
なお、図3では、4台の室内機U1,U2,U3,U4のうち1台の室内機U1を図示し、残り3台の室内機U2,U3,U4の図示を省略している。
図3に示すように、室外制御回路17は、記憶部17aと、室外制御部17bと、を備えている。記憶部17aには、所定のプログラムや各センサの検出値の他、集中管理機器16から入力されたデータ等が格納される。室外制御部17bは、記憶部17aに格納されているデータに基づいて、圧縮機モータ1a、四方弁5、室外膨張弁4、室外ファンモータ3a等を制御する。
一方、室内制御回路18は、記憶部18aと、室内制御部18bと、を備えている。
記憶部18aには、所定のプログラムや各センサの検出値の他、リモコン15を介して入力されたデータ等が格納される。室内制御部18bは、記憶部18aに格納されているデータに基づいて、室内膨張弁12や室内ファンモータ11aの他、風向板用モータ19等を所定に制御する。以下では、室外制御回路17及び室内制御回路18を総称して、「制御部20」という。
なお、図3に示す風向板用モータ19は、室内機U1の風向板(図示せず)の角度を調整することで、室内に吹き出される空気の風向きを調整するモータである。
次に、室内熱交換器10(図1参照)を洗浄するための一連の処理について説明する。
室内熱交換器10の空気吸込側には、塵や埃を捕集するためのフィルタ(図示せず)が設けられていることが多い。しかしながら、細かい塵や埃がフィルタを通り抜けて、室内熱交換器10に付着する可能性がある。したがって、室内熱交換器10を定期的に洗浄することが望ましい。そこで、第1実施形態では、室内熱交換器10を凍結(着霜)させた後、室内熱交換器10の氷や霜を溶かすことで、室内熱交換器10を洗浄するようにしている。このような一連の処理を、室内熱交換器10の「洗浄処理」という。
図4は、空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである(適宜、図1、図3を参照)。
なお、図4では、洗浄処理に関する処理を示し、他の処理(通常の空調運転等)については省略している。
ステップS101において制御部20は、全ての室内機U1,U2,U3,U4が停止中であるか否かを判定する。全ての室内機U1,U2,U3,U4が停止中である場合(S101:Yes)、制御部20の処理はステップS102に進む。一方、ステップS101において、空調運転を行っている(つまり、停止中ではない)室内機が少なくとも一台存在する場合(S101:No)、制御部20の処理は「START」に戻る(RETURN)。
なお、室内熱交換器10の凍結等を行う洗浄処理と、通常の空調運転と、では圧縮機1における圧力の動作点が大きく異なる。したがって、全ての室内機U1,U2,U3,U4が停止中であるときに、制御部20が、洗浄処理に関する所定の判定処理(次のステップS102)を行うようにしている。
ステップS102において制御部20は、代表の室内機(所定の室内機)の空調運転時間の積算値が所定値に達したか否かを判定する。なお、第1実施形態では、一例として、「代表の室内機」が室内機U1として、予め設定されている場合について説明する。なお、集中管理機器16の操作で代表の室内機が適宜に変更されてもよい。
前記したステップS102に関して、代表の室内機U1の空調運転時間の積算値とは、例えば、前回の洗浄処理の終了時を基準として、冷房運転や暖房運転等の通常の空調運転が行われた時間を積算した値(和をとった値)である。
ステップS102において、代表の室内機U1の空調運転時間の積算値が所定値に達している場合(S102:Yes)、制御部20の処理はステップS103に進む。一方、代表の室内機U1の空調運転時間の積算値が所定値に達していない場合(S102:No)、制御部20の処理は「START」に戻る(RETURN)。そして、制御部20は、ステップS102の条件が満たされるまで、ステップS101,S102の処理を繰り返す。このように、ステップS101,S102の処理が繰り返されている期間では、代表の室内機U1や他の室内機U2,U3,U4の洗浄処理は行われない。
すなわち、制御部20は、複数台の室内機U1,U2,U3,U4に含まれる所定の室内機U1が、室内熱交換器10の凍結等の処理を開始するまで、他の室内機U2,U3,U4では、前記した処理(凍結)を開始しない。これによって、室内機ごとに個別に洗浄処理が行われる場合に比べて、圧縮機1の駆動頻度を低減し、ひいては、空気調和機100の消費電力量を大幅に削減できる。
なお、他の室内機U2,U3,U4で室内熱交換器10の凍結等の処理を「開始しない」とは、他の室内機U2,U3,U4での前回の洗浄処理を行った後、制御部20が、他の室内機U2,U3,U4での今回の洗浄処理をまだ開始しないという意味である。
次に、ステップS103において制御部20は、代表の室内機U1とともに他の室内機U2,U3,U4でも洗浄処理を実行する。つまり、制御部20は、代表の室内機U1及び他の室内機U2,U3,U4において、洗浄処理を行う時間帯の少なくとも一部が重なるようにする。
例えば、制御部20が、室内機U1,U2,U3,U4で洗浄処理を開始するタイミングを略一致させてもよい。また、例えば、制御部20が、室内機U1,U2,U3,U4で洗浄処理を終了するタイミングを略一致させてもよい。また、室内機U1,U2,U3,U4の機種や室内熱交換器10の容量に違いがある場合、室内熱交換器10の凍結時間の長さが異なるものが混在していてもよい。ステップS103の処理を行った後、制御部20の処理は「START」に戻る(RETURN)。
図5は、空気調和機での洗浄処理に関するフローチャートである。
すなわち、図5は、図4のステップS103に関して、それぞれの室内機U1,U2,U3,U4で行われる洗浄処理を具体的に示したものである。
図5のステップS103aにおいて制御部20は、室内熱交換器10を凍結させる。詳細については後記するが、制御部20は、室内熱交換器10を蒸発器として機能させ、室内熱交換器10を着霜させる。
次に、ステップS103bにおいて制御部20は、室内熱交換器10を解凍する。例えば、制御部20は、室内熱交換器10を凝縮器として機能させ、室内熱交換器10の霜を溶かす。これによって、霜の解凍に伴う水で、室内熱交換器10の塵や埃が洗い流される。
ステップS103cにおいて制御部20は、室内熱交換器10を乾燥させる。例えば、制御部20は、解凍時から所定期間は空調運転を禁止し、空気の自然対流で室内熱交換器10を乾燥させる。ステップS103cの処理を行った後、制御部20は、洗浄処理に関する一連の処理を終了する(END)。
図6は、空気調和機における洗浄処理のタイムチャートである(適宜、図1、図3を参照)。
以下では、一例として、全ての室内機U1,U2,U3,U4で洗浄処理が行われる場合について説明する。なお、図6では、室内機U1,U2,U3,U4のそれぞれの室内膨張弁12を「室内膨張弁」と記載し、また、それぞれの室内ファン11を「室内ファン」と記載している。
また、図6の例では、時刻t0において空気調和機100が停止状態であり、四方弁5の弁体(図示せず)が暖房サイクルの位置になっている。室内熱交換器10を凍結させる前準備として、制御部20は、時刻t1〜t3において室内機U1,U2,U3,U4の室内ファン11を所定の回転速度Nfi1で駆動させる。また、制御部20は、時刻t2から室外ファン3を所定の回転速度Nfo1で駆動させる。これによって、室内温度・室外温度が検出される。そして、時刻t3〜t4において制御部20は、室外ファン3を駆動させつつ、室外膨張弁4を閉弁状態で維持し、圧縮機1を比較的低速の回転速度Nc2で駆動させる。これによって、四方弁4の高圧側・低圧側の差圧が適宜に調整される。
このような処理を行った後、時刻t4〜t5において制御部20は、室内機U1,U2,U3,U4のそれぞれの室内熱交換器10を凍結させる処理を行う(図5のS103a)。すなわち、制御部20は、時刻t4において四方弁5を暖房サイクルから冷房サイクルに切り替える。また、時刻t4〜t5において制御部20は、室外膨張弁4を開いた状態(図6の例では全開)とする一方、室内膨張弁12を所定開度Ei1に絞り、圧縮機1を所定の回転速度Nc1で駆動させる。
このように、制御部20が室内機U1,U2,U3,U4の室内膨張弁12を所定開度Ei1に絞ることで、それぞれの室内熱交換器10が蒸発器として機能する。その結果、室内熱交換器10に低温低圧の冷媒が通流して、室内熱交換器10が凍結する。制御部20は、例えば、室内熱交換器温度センサ14(図3参照)の検出値が氷点下である状態を所定時間、継続させる。
また、それぞれの室内熱交換器10の凍結中(時刻t4〜t5)、制御部20は、室外ファン3を所定の回転速度Nfo1で駆動させる一方、それぞれの室内ファン11を停止状態にする。その結果、凝縮器として機能する室外熱交換器2に外気が送り込まれる。また、それぞれの室内熱交換器10のフィン(図示せず)の隙間を介して、自然対流で空気が流れる。これによって、空調室が過度に冷やされることを抑制できる。なお、それぞれの室内熱交換器10の凍結中、制御部20が室内ファン11を低速で駆動させてもよい。
それぞれの室内熱交換器10を凍結させた後、時刻t5〜t6において制御部20は、室内熱交換器10の解凍の前準備として、圧縮機1を比較的低速の回転速度Nc2で駆動させる。これによって、四方弁5の高圧側・低圧側の差圧が適宜に調整される。ちなみに、四方弁5の高圧側・低圧側の差圧が比較的大きい場合には、図6に示すように、解凍の前準備として制御部20が圧縮機1を減速させるが、前記した差圧が小さすぎる場合には、制御部20が圧縮機1を増速させる。また、制御部20は、室内膨張弁12の開度を凍結時の所定開度Ei1で維持する。
そして、それぞれの室内熱交換器10の解凍(図5のS103b)を行う際、制御部20は、四方弁5を冷房サイクルから暖房サイクルに切り替える。前記したように、四方弁5の高圧側・低圧側の差圧が適宜に調整されるため、圧縮機1の駆動を継続しつつ、四方弁5を切り替えることができる。なお、室内熱交換器10の凍結後、制御部20が圧縮機1をいったん停止させ、四方弁5を冷房サイクルから暖房サイクルに切り替えた後、室内熱交換器10を解凍するようにしてもよい。
それぞれの室内熱交換器10の解凍中(時刻t6〜t7)、制御部20は、室外膨張弁4を所定開度Eo1に絞る一方、それぞれの室内膨張弁12を開く(図6の例では、全開にする)。これによって、室内熱交換器10が凝縮器として機能し、室内熱交換器10の伝熱管(図示せず)を介して、高温の冷媒が通流する。
また、制御部20は、それぞれの室内熱交換器10の解凍中(時刻t6〜t7)、室外ファン3を所定の回転速度Nfo2で駆動させる一方、それぞれの室内ファン11を停止状態で維持する。これによって、室内熱交換器10の解凍に伴う冷気が室内機U1,U2,U3,U4から空調室に流れ込むことを抑制できる。なお、それぞれの室内熱交換器10の解凍中、制御部20が、室内ファン11を低速で駆動させてもよい。
そして、それぞれの室内熱交換器10の解凍後、時刻t7から所定時間、制御部20は、室内熱交換器10を乾燥させる(図5のS103c)。図6の例では、制御部20は、それぞれの室内ファン11を含む各機器を停止させている。このような処理において、制御部20が、室内熱交換器10の解凍の終了時(時刻t7)から所定時間、リモコン15の操作に基づく空調運転を禁止させてもよい。これによって、室内機U1,U2,U3,U4から空調室に冷気が流れ込むことを防止し、また、室内熱交換器10を自然対流で乾燥させることができる。
<効果>
第1実施形態によれば、制御部20は、複数台の室内機U1,U2,U3,U4のうち所定の室内機U1が、室内熱交換器10を凍結させる処理を開始するまで、他の室内機U2,U3,U4では、室内熱交換器10の凍結を開始しない。これによって、室内機ごとに個別に洗浄処理が行われる場合に比べて、圧縮機1の駆動頻度を低減し、ひいては、空気調和機100の消費電力量を大幅に削減できる。
また、複数台の室内機U1,U2,U3,U4において、室内熱交換器10の凍結が一括で行われるため、この凍結に伴って、ガス冷媒が通流する配管の共用部分が冷やされる頻度を低減できる。したがって、室内機U1,U2,U3,U4における単位容量当たりの消費電力量を削減できる。このように第1実施形態によれば、複数の室内熱交換器10の洗浄における省エネルギ化を図った空気調和機100を提供できる。
また、第1実施形態によれば、室内機ごとに個別に洗浄処理が行われる場合に比べて、所定期間中に洗浄処理に要する時間(合計値)を短縮できる。これによって、例えば、室内機U2における洗浄処理が、他の室内機U1,U3,U4の空調運転の妨げになることを抑制できる。したがって、ユーザにとっての快適性・利便性を向上させることができる。なお、室内熱交換器10の凍結を含む洗浄処理が行われていない期間中、その室内機は、リモコン15の操作に基づく空調運転を行うことが可能である。
≪第2実施形態≫
第2実施形態は、代表の室内機U1や他の室内機U2,U3,U4について、洗浄処理の設定が有効であるか否かの他、洗浄処理の時間帯等の条件が満たされているか否かを制御部20が判定する点が、第1実施形態とは異なっている。なお、その他(空気調和機100の構成等:図1〜図3参照)については、第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態とは異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
図7A、図7Bは、第2実施形態に係る空気調和機の制御部が実行する処理のフローチャートである(適宜、図1、図3を参照)。
なお、図7AのステップS201,S202の処理は、この順で、図4のステップS101,S102の処理と同様であるから、説明を省略する。
ステップS202において代表の室内機U1の空調運転時間の積算値が所定値に達している場合(S202:Yes)、制御部20の処理はステップS203に進む。一方、ステップS202において代表の室内機U1の空調運転時間の積算値が所定値に達していない場合(S202:No)、制御部20の処理は「START」に戻る(図7Bの「RETURN」)。
ステップS203において制御部20は、代表の室内機U1の洗浄処理の設定が有効になっているか否かを判定する。なお、洗浄処理の設定の有効/無効は、例えば、管理者(ユーザ)による集中管理機器16(図3参照)の操作で切り替えられる。ステップS203において、代表の室内機U1の洗浄処理の設定が有効になっている場合(S203:Yes)、制御部20の処理はステップS204に進む。一方、代表の室内機U1の洗浄処理の設定が無効になっている場合(S203:No)、制御部20の処理は「START」に戻る(図7Bの「RETURN」)。
ステップS204において制御部20は、代表の室内機U1について、洗浄処理の時間帯等の条件が満たされているか否かを判定する。なお、洗浄処理が行われる時間帯の他、その曜日や日付等が、管理者(ユーザ)による集中管理機器16(図3参照)の操作で設定できるようになっている。
ステップS204において、代表の室内機U1について、洗浄処理の時間帯等の条件が満たされている場合(S204:Yes)、制御部20の処理はステップS205に進む。例えば、日曜日の18時〜23時の時間帯の中で洗浄処理を行うように設定されていた場合において、現時点が日曜日の19時であるときには、洗浄処理の時間帯等の条件が満たされている(S204:Yes)。一方、代表の室内機U1について、洗浄処理の時間帯等の条件が満たされていない場合(S204:No)、制御部20の処理は「START」に戻る(図7Bの「RETURN」)。
ステップS205において制御部20は、洗浄処理の実行を決定する。なお、洗浄処理が実際に行われるのは(図7BのS213)、残りの室内機U2,U3,U4について、図7BのステップS206〜S212の処理が行われた後である。
図7BのステップS206において制御部20は、n=2とする。この値nは、室内機U2,U3,U4のいずれかを室内機Unとして指定する際に用いられる値であり、適宜にインクリメントされる(S212)。
ステップS207において制御部20は、他の室内機Unの洗浄処理の設定が有効になっているか否かを判定する。例えば、n=2の場合には、ステップS207において制御部20は、室内機U2の洗浄処理の設定が有効になっているか否かを判定する。他の室内機Unの洗浄処理の設定が有効になっている場合(S207:Yes)、制御部20の処理はステップS208に進む。
次に、ステップS208において制御部20は、他の室内機Unで洗浄処理の時間帯等の条件が満たされているか否かを判定する。ステップS208において、他の室内機Unで洗浄処理の時間帯等の条件が満たされている場合(S208:Yes)、制御部20の処理はステップS209に進む。
ステップS209において制御部20は、他の室内機Un(例えば、室内機U2)を洗浄処理の対象に含める。
一方、他の室内機Unの洗浄処理の設定が有効になっていない場合(S207:No)、又は、他の室内機Unについて時間帯等の条件が満たされていない場合(S208:No)、制御部20の処理はステップS210に進む。
ステップS210において制御部20は、他の室内機Unを洗浄処理の対象から外す。例えば、室内機U4の洗浄処理の設定が無効になっている場合(S207:No)、制御部20は、この室内機U4を洗浄処理の対象から外す。
このように、制御部20は、他の室内機U2,U3,U4のうち、洗浄処理(室内熱交換器10の凍結等の処理)の設定が無効になっている室内機、又は、洗浄処理を行う曜日、日付、及び時間帯のうち少なくとも一つの条件が満たされていない室内機を洗浄処理の対象から外す。そして、ステップS209又はS210の処理を行った後、制御部20の処理はステップS211に進む。
ステップS211において制御部20は、値nが値Nに達したか否かを判定する。値Nは、室内機U1,U2,U3,U4の全台数(第2実施形態では4台)であり、制御部20に予め記憶されている。
ステップS211において値nが値Nに達していない場合(S211:No)、制御部20の処理はステップS212に進む。
ステップS212において制御部20は、値nをインクリメントする。そして、値nをインクリメントした後、制御部20の処理はステップS207に戻る。このように制御部20は、室内機U2,U3,U4について、洗浄処理の可否を順次に判定する。
また、ステップS211において値nが値Nに達している場合(S211:Yes)、制御部20の処理はステップS213に進む。
ステップS213において制御部20は、代表の室内機U1とともに、他の室内機(例えば、室内機U2,U3)でも洗浄処理を行う。つまり、制御部20は、代表の室内機U1の洗浄処理の時間帯と、他の室内機U2,U3の洗浄処理の時間帯と、が少なくとも部分的に重なるように、洗浄処理を実行する。一方、洗浄処理の対象から外された室内機(例えば、室内機U4)については、制御部20は、今回の洗浄処理を行わないようにする。
図8は、空気調和機における洗浄処理のタイムチャートである。
なお、図8は、洗浄処理の対象に含まれる室内機U1,U2,U3の各機器と、洗浄処理の対象から外された室内機U4の各機器と、を分けて記載している点が、第1実施形態の図6とは異なるが、それ以外の点については図6と同様である。以下では主に、洗浄処理の対象から外された室内機U4について説明し、それ以外については説明を省略する。
図8に示すように、制御部20は、室内機U1,U2,U3の室内熱交換器10を凍結させる処理中(時刻t4〜t5)、次の処理を行う。すなわち、制御部20は、複数台の室内機U1,U2,U3,U4のうち、処理(凍結)の対象である室内機U1,U2,U3の室内熱交換器10を蒸発器として機能させる一方、処理(凍結)の対象外である室内機U4の室内膨張弁12を閉じる。これによって、室内機U4に低温の冷媒が流れることを防止できる。
さらに、制御部20は、前記した処理後(凍結後)、複数台の室内機U1,U2,U3,U4のうち、処理(凍結)の対象である室内機U1,U2,U3の室内熱交換器10を凝縮器として機能させる一方、処理(凍結)の対象外である室内機U4の室内膨張弁12を開く(時刻t6〜t7の「解凍」)。これによって、室内機U1,U2,U3のそれぞれの室内熱交換器10の霜が溶けて、室内熱交換器10が洗い流される。また、洗浄処理の対象外である室内機U4の室内膨張弁12を開くことで、この室内機U4の室内熱交換器10に冷媒が溜まり込むことを防止できる。
<効果>
第2実施形態によれば、代表の室内機U1や他の室内機U2,U3,U4のそれぞれについて、洗浄処理の設定が有効になっているか否かの他、洗浄処理の時間帯等の条件が満たされているか否かが判定される。これによって、洗浄処理に関するユーザの設定の自由度を高めることができる。
≪変形例≫
以上、本発明に係る空気調和機100について各実施形態で説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第1実施形態では、室内熱交換器10を凍結させる処理について説明したが、これに限らない。すなわち、室内熱交換器10の凍結に代えて、室内熱交換器10を結露させてもよい。このように室内熱交換器10を結露させる場合、制御部20は、室内熱交換器10の温度が、外気の露点以下であり、かつ、所定の凍結温度よりも高くなるように、室内膨張弁12の開度等を調整し、その状態を所定時間継続させる。前記した「凍結温度」とは、室内熱交換器10の温度を徐々に低下させたとき、空気に含まれる水分が室内熱交換器10で凍結し始める温度である。
なお、室内熱交換器10を「凍結」させる場合よりも、「結露」の方が室内膨張弁12の開度が大きい点以外は、「凍結」の場合の制御内容と同様である。また、第2実施形態についても同様のことがいえる。
また、各実施形態では、室内熱交換器10の凍結後、制御部20が室内熱交換器10を凝縮器として機能させ、室内熱交換器10を解凍させる処理について説明したが、これに限らない。例えば、室内熱交換器10の凍結後、制御部20が室内膨張弁12の開度を凍結時よりも大きくする(例えば、全開にする)ようにしてもよい。これによって、室外熱交換器2から室内膨張弁12を介して、室内熱交換器10に高温の冷媒が流れ込み、室内熱交換器10が解凍される。
また、第1実施形態では、代表の室内機U1において、前回の洗浄処理の終了時からの空調運転時間の積算値が所定値に達した場合(図4のS102)、洗浄処理が実行される(S103)ことを説明したが、これに限らない。例えば、空調運転時間を積算する際の起算点が室内機U1等の凍結の終了時であってもよい。すなわち、代表の室内機U1の室内熱交換器10を凍結させる処理の前回終了時からの空調運転時間の積算値が所定値に達した場合、制御部20が、代表の室内機U1とともに、他の室内機U2,U3,U4でも前記した処理(凍結)を実行するようにしてもよい。また、代表の室内機U1の室内熱交換器10を凍結させる処理の前回終了時からの室内ファン11(室内機U1の室内ファン11)の駆動時間の積算値が所定値に達した場合、代表の室内機U1とともに、他の室内機U2,U3,U4でも前記した処理(凍結)を実行するようにしてもよい。なお、第2実施形態についても同様のことがいえる。ちなみに、冷房運転や暖房運転等の空調運転が行われていないときでも、制御部20が、室内ファン11を適宜に駆動させることもある。したがって、空調運転時間と室内ファン11の駆動時間とが異なっていることもある。
また、代表の室内機U1における空調運転時間の積算値、又は、室内ファン11の駆動時間の積算値が所定値に達していない場合において、リモコン15の操作で他の室内機U2,U3,U4への処理(室内熱交換器10の凍結)の開始指令があったとき、制御部20が、この開始指令を受け付けないことが好ましい。これによって、管理者以外のユーザによる個々のリモコン15の操作で、洗浄処理が徒に頻繁に行われることを防止できる。したがって、空気調和機100の消費電力量を削減できる。
また、各実施形態では、代表の室内機U1の台数が1台である場合について説明したが、代表の室内機(所定の室内機)の台数が2台以上であってもよい。そして、2台以上である代表の室内機について、室内熱交換器10を凍結させる処理の前回終了時からの空調運転時間の積算値の和をとった値(若しくは、当該和を代表の室内機の台数で平均した値)が所定値に達した場合、制御部20が、2台以上である代表の室内機とともに、他の室内機でも、室内熱交換器10を凍結させる処理を実行するようにしてもよい。
同様に、2台以上である代表の室内機について、室内熱交換器10を凍結させる処理の前回終了時からの室内ファン11の駆動時間の積算値の和をとった値(若しくは、当該和を代表の室内機の台数で平均した値)が所定値に達した場合、制御部20が、2台以上である代表の室内機とともに、他の室内機でも、室内熱交換器10を凍結させる処理を実行するようにしてもよい。これによって、制御部20は、2台以上である代表の室内機の平均的な空調運転時間等に基づき、洗浄処理を実行できる。
なお、室内機U1〜U4の全てが代表の室内機として設定されるようにしてもよい。この場合でも、前記した空調運転時間や室内ファン11の駆動時間に基づいて、制御部20が、洗浄処理を適切な頻度で実行できる。
また、各実施形態において、リモコン15の識別情報等に基づいて、代表の室内機U1が設定されるようにしてもよい。すなわち、複数台の室内機U1,U2,U3,U4には、配線m4(図2参照)を介して代表のリモコン15(所定のリモコン)に接続されている代表の室内機U1(所定の室内機)と、別の配線m4(図2参照)を介して他のリモコン15に接続されている他の室内機U2,U3,U4と、が含まれている。このような構成において、代表のリモコン15は、予め設定されている、又は、集中管理機器16の操作に基づいて変更可能であることが好ましい。これによって、管理者は、それぞれのリモコン15の識別情報等に基づいて、代表の室内機U1を適宜に設定できる。
また、代表のリモコン15に複数台の室内機(図示せず)が接続されていてもよい。そして、複数台の室内機には、配線m4を介して代表のリモコン15(所定のリモコン)に接続されている2台以上の室内機と、別の配線m4を介して他のリモコンに接続されている他の室内機と、が含まれている。このような構成において、代表の室内機(所定の室内機)は、代表のリモコン15に配線m4を介して接続されている2台以上の室内機に含まれる所定の1台の室内機であることが好ましい。これによって、管理者は、1つのリモコン15に複数台の室内機が接続されている構成であっても、特定の室内機を代表として設定できる。
また、室内熱交換器10を凍結させる処理中、リモコン15又は集中管理機器16の操作で代表の室内機U1(所定の室内機)への空調運転の指令があった場合、制御部20が、代表の室内機U1及び他の室内機U2,U3,U4での処理(凍結)を中止し、代表の室内機U1で空調運転を実行することが好ましい。これによって、代表の室内機U1で空調運転を行いたいというユーザの意図を適切に反映できる。
また、室内熱交換器10を凍結させる処理中、リモコン15又は集中管理機器16の操作で他の室内機U2,U3,U4のうち少なくとも一台に空調運転の指令があった場合、制御部20が、代表の室内機U1(所定の室内機)及び他の室内機U2,U3,U4での処理(凍結)を中止し、少なくとも一台の他の室内機で空調運転を実行することが好ましい。これによって、例えば、他の室内機U2で空調運転を行いたいというユーザの意図を適切に反映できる。
また、各実施形態では、室内熱交換器10の凍結・解凍・乾燥が洗浄処理に含まれる場合について説明したが(図5参照)、これに限らない。例えば、室内熱交換器10の解凍・乾燥のうち一方又は両方が適宜に省略されてもよい。室内機における空気の自然対流によって、室内熱交換器10の解凍又は乾燥が進むからである。
また、室内機U1〜U4の種類は、特に限定されるものではない。例えば、4方向カセット型、天井埋込型、床置型、壁掛型等の複数種類うち、いずれか1種類が用いられてもよいし、また、複数種類の室内機が混在していてもよい。
また、各実施形態では、室外機Uo(図1参照)が室外膨張弁4や四方弁5を備える構成について説明したが、これに限らない。例えば、冷房専用の空気調和機において、室外膨張弁4や四方弁5が省略されてもよい。
また、各実施形態では、4台の室内機U1,U2,U3,U4(図1参照)が設けられる構成について説明したが、1系統において並列接続される室内機の台数は、2台や3台であってもよいし、また、5台以上であってもよい。
また、各実施形態では、空気調和機100(図1参照)が1台の室外機Uoを備える構成について説明したが、1系統で複数台の室外機が並列接続される構成であってもよい。
また、各実施形態は、ビル用マルチエアコン(VRF:Variable Refrigerant Flow)やパッケージエアコン(PAC:Packaged Air Conditioner)といった様々な種類の空気調和機に適用可能である。
また、制御部20の処理(図4、図5、図7A、図7B参照)をコンピュータに実行させるためのプログラムを通信回線を介して提供することが可能であり、また、CD−ROM等の記録媒体に所定のプログラムを書き込んで配布することも可能である。
また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、前記した機構や構成は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての機構や構成を示しているとは限らない。
1 圧縮機
2 室外熱交換器
3 室外ファン
4 室外膨張弁
5 四方弁
10 室内熱交換器
11 室内ファン
12 室内膨張弁
15 リモコン
16 集中管理機器
20 制御部
100 空気調和機
J1,J2,J3,J4,J5,J6,J7,J8,J9,J10,J11,J12,J13,J14 配管
m4 配線
Q 冷媒回路
Uo 室外機
U1 室内機(所定の室内機)
U2,U3,U4 室内機(他の室内機)

Claims (9)

  1. 圧縮機及び室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有する複数台の室内機と、が配管を介して接続されてなる冷媒回路を備えるとともに、
    少なくとも前記圧縮機を制御する制御部を備え、
    前記制御部は、所定の条件が成立すると、複数台の前記室内機に含まれる所定の室内機と他の室内機とで、前記室内熱交換器を凍結又は結露させる処理を行う時間帯の少なくとも一部が重なるように、前記所定の室内機及び前記他の室内機で前記処理を自動で開始し、
    前記所定の条件は少なくとも、前記所定の室内機における前記処理の前回終了時からの空調運転時間の積算値、又は、前記所定の室内機における前記処理の前回終了時からの室内ファンの駆動時間の積算値が所定値に達することであり、
    前記所定の室内機における前記処理の前回終了時からの空調運転時間の積算値が前記所定値に達していない場合、又は、前記所定の室内機における前記処理の前回終了時からの前記室内ファンの駆動時間の積算値が前記所定値に達していない場合、前記他の室内機は前記処理を自動で開始しない空気調和機。
  2. 前記所定の室内機における前記空調運転時間の積算値又は前記室内ファンの駆動時間の積算値が前記所定値に達していない場合において、リモコンの操作で他の室内機への前記処理の開始指令があったとき、前記制御部は、前記開始指令を受け付けないこと
    を特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  3. 前記所定の室内機の台数は2台以上であり、
    2台以上である前記所定の室内機について、前記処理の前回終了時からの空調運転時間の積算値の和をとった値、若しくは、当該和を前記所定の室内機の台数で平均した値が所定値に達した場合、
    又は、
    2台以上である前記所定の室内機について、前記処理の前回終了時からの前記室内ファンの駆動時間の積算値の和をとった値、若しくは、当該和を前記所定の室内機の台数で平均した値が所定値に達した場合、
    前記制御部は、2台以上である前記所定の室内機とともに、他の室内機でも前記処理を実行すること
    を特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  4. 複数台の前記室内機には、配線を介して所定のリモコンに接続されている前記所定の室内機と、別の配線を介して他のリモコンに接続されている他の室内機と、が含まれ、
    前記所定のリモコンは、予め設定されている、又は、集中管理機器の操作に基づいて変更可能であること
    を特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  5. 複数台の前記室内機には、配線を介して所定のリモコンに接続されている2台以上の室内機と、別の配線を介して他のリモコンに接続されている他の室内機と、が含まれ、
    前記所定の室内機は、前記所定のリモコンに配線を介して接続されている2台以上の前記室内機に含まれる所定の1台の室内機であること
    を特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  6. 前記制御部は、他の室内機のうち、前記処理の設定が無効になっている室内機、又は、前記処理を行う曜日、日付、及び時間帯のうち少なくとも一つの条件が満たされていない室内機を前記処理の対象から外すこと
    を特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  7. 複数台の前記室内機は、それぞれ、室内膨張弁を有し、
    前記制御部は、
    前記処理中、複数台の前記室内機のうち、前記処理の対象である前記室内機の前記室内熱交換器を蒸発器として機能させる一方、前記処理の対象外である前記室内機の前記室内膨張弁を閉じ、
    前記処理後、複数台の前記室内機のうち、前記処理の対象である前記室内機の前記室内熱交換器を凝縮器として機能させる一方、前記処理の対象外である前記室内機の前記室内膨張弁を開くこと
    を特徴とする請求項6に記載の空気調和機。
  8. 前記制御部は、前記処理中、リモコン又は集中管理機器の操作で前記所定の室内機への空調運転の指令があった場合、前記所定の室内機及び前記他の室内機での前記処理を中止し、前記所定の室内機で空調運転を実行すること
    を特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
  9. 前記制御部は、前記処理中、リモコン又は集中管理機器の操作で前記他の室内機のうち少なくとも一台に空調運転の指令があった場合、前記所定の室内機及び前記他の室内機での前記処理を中止し、少なくとも一台の前記他の室内機で空調運転を実行すること
    を特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
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