JP6786019B1 - 空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
<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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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、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、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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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