JP6789399B2

JP6789399B2 - 空気調和機

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Publication number: JP6789399B2
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Inventors: 佳祐池宮
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Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
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Description

本発明は、室内機に設けられた室内機ファンの回転速度を制御する空気調和機に関する。

空気調和機の室内機の室内機ファンは、ユーザに指定された指示情報に基づいて回転速度が制御される。また、空気調和機の空調運転時において空調能力の過多状態であると判断された場合には、室内機ファンの回転速度を低下する制御が行われる。特許文献１には、暖房運転時において室内の全エリアの平均温度が設定温度よりも高いときには、空調能力の過多状態であると判断し、圧縮機の回転数低下制御および室内機のファンの回転数低下制御を行うことが開示されている。

ここで、特許文献１の空気調和機では、室内機のケーシングに熱交換器とファンと制御部とが収納されている。制御部は、一般的に室内機に配置された電気品ボックス内に収納されている。空気調和機の暖房運転中、熱交換器からの放熱の影響で電気品ボックス内の温度は上昇する。また、ファンを運転することで、負荷電流による発熱が生じる。すなわち、ファンを運転することで、ファンを駆動するモータの内部において電気エネルギーが巻線の抵抗によって熱エネルギーにかわる損失、いわゆる銅損が発生して発熱が生じる。そして、暖房能力を上げるためにファンの回転速度を上げてファンの風量を増やすほどファンの負荷電流が増大し、電気品ボックス内の温度が上昇する。

特開２００３−１９４３８９号公報

しかしながら、上記特許文献１の空気調和機によれば、空調能力の過多状態であると判断した場合には室内機のファンの回転数を低下する制御が行われるが、室内機の電気品ボックス内の温度上昇を考慮したファンの回転速度の制御は行われていない。このため、電気品ボックス内の電気部品の温度が上昇し、電気部品の温度が温度定格以上の温度まで上昇してしまう可能性があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気部品を収納した電気品ボックスと熱交換器と室内機ファンとが同一の筐体内に収められた室内機を備え、電気品ボックス内の電気部品の温度上昇を抑制可能な空気調和機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる空気調和機は、電気部品が収納された電気品ボックス、室内機熱交換器および室内機熱交換器に送風する室内機ファンを筐体内に有する室内機を備える。空気調和機は、室内機熱交換器の温度を計測する温度計測部と、温度計測部で計測された室内機熱交換器の温度に基づいて室内機ファンの回転速度の上限値を決定し、決定した上限値以下の回転速度で室内機ファンを動作させて電気品ボックス内の空気の温度を電気部品の温度定格以下の温度に制限する制御を行う制御部と、を備える。制御部は、室内機熱交換器の温度が既定の温度閾値以上である場合に、上限値を既定の第１上限値に決定し、室内機熱交換器の温度が温度閾値未満である場合に、上限値を、第１上限値よりも速い既定の第２上限値に決定し、上限値を第２上限値に決定した後に、室内機熱交換器の温度が温度閾値以上である状態が既定の閾値時間以上継続された場合に、上限値を第１上限値に決定する。

本発明にかかる空気調和機は、電気部品を収納した電気品ボックスと熱交換器と室内機ファンとが同一の筐体内に収められた室内機において、電気品ボックス内の電気部品の温度上昇を抑制可能である、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の構成を模式的に示す構成図本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の冷媒回路図本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の室内機における室内機ファンの運転制御に関する機能ブロック図本発明の実施の形態１にかかるデータテーブルの一例を示す図本発明の実施の形態１にかかる室内機熱交換器の一例を示す図本発明の実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図本発明の実施の形態１にかかる空気調和機の室内機における室内機ファンの回転速度制御動作の手順を示すフローチャート本発明の実施の形態２にかかるデータテーブルの一例を示す図本発明の実施の形態２における室内機ファンの回転速度制御動作の手順を示すフローチャート本発明の実施の形態２における室内機ファンの回転速度制御動作の手順を示すフローチャート本発明の実施の形態２における室内機ファンの回転速度制御動作の手順を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和機１の構成を模式的に示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和機１の冷媒回路図である。図３は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和機１の室内機２における室内機ファン１６の運転制御に関する機能ブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態１にかかる空気調和機１は、筐体２ａを備えて室内に設置された室内機２、筐体３ａを備えて室外に設置された室外機３、空気調和機１の動作を遠隔操作するリモートコントローラー４、および室内機２と室外機３との間で冷媒を循環させるための冷媒管５を備える。室外機３は、通信線６を介して室内機２と通信可能とされている。以下、リモートコントローラーを、リモコンと呼ぶ場合がある。

図２に示すように、本実施の形態１にかかる空気調和機１は、圧縮機２０と、冷媒の流れる方向を切り替える四方弁１９と、室外機３に搭載された室外機熱交換器２１と、膨張装置である膨張弁２５と、室内機２に搭載された室内機熱交換器１４とが順次冷媒管５で接続され、冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えている。四方弁１９は、冷凍サイクル内の冷媒の流れる方向を切り替えることで、暖房運転と冷房運転との切り替えを行う。

室内機２には主要な構成として、電気部品を収納する電気品ボックス１３と、室内側の熱交換器であり冷媒管５が接続された室内機熱交換器１４と、室内機熱交換器１４の温度を測定するための温度計測部１５と、室内機熱交換器１４を通過する気流を発生させる室内機ファン１６と、が筐体２ａの中に設置されている。

電気品ボックス１３の中には、室内機ファンモータ１８、空気調和機１の運転状態を表示する図示しない表示器、リモコン４との間で赤外線通信を行うための図示しない受光基板といった、室内機２に設けられたアクチュエータを駆動して制御するための制御基板３０が収納されている。

制御基板３０は、空気調和機１の動作を制御する制御部３１と、室内機２の内部の構成部を動作させるための専用電源を生成する電源回路３２と、空気調和機１の制御に用いられる各種の情報を記憶する記憶部３３と、室内機通信部３４と、が構成されている。

電源回路３２は、室内機２の外部の外部電源７から供給される電力を変換して室内機２の内部の各構成部を動作させるための専用電源を生成する。電源回路３２は、室内機２の内部の各構成部と電源線によって接続されている。なお、図３においては、一部の電源線を省略している。

記憶部３３には、空気調和機１における空調運転動作において用いられる各種の情報が記憶されている。また、記憶部３３は、後述するデータテーブル記憶部３６とファン最大回転速度設定記憶部３７とを有する。

室内機通信部３４は、リモコン４から送信された情報を受信して制御部３１に送信し、また制御部３１から送信された情報をリモコン４へ送信する。室内機通信部３４とリモコン４との通信方法の例としては、赤外線通信が例示される。なお、室内機通信部３４とリモコン４との通信方法は、室内機通信部３４とリモコン４と互いに通信できるものであればよく、赤外線通信に限定されない。

制御部３１は、空気調和機１の動作を制御する制御部であり、室内機２および室外機３の動作を制御することによって空気調和機１の運転を制御する。制御部３１は、室内機通信部３４を介してリモコン４と情報の伝送を行うことができる。制御部３１は、室内機通信部３４を介してリモコン４から受信した指示情報、およびあらかじめ制御部３１または記憶部３３に記憶している情報といった、空気調和機１の運転に関する各種情報に基づいて空気調和機１の動作を制御する。

制御部３１は、室内機２から室内に吹き出す気流の温度、室内機２から室内に吹き出す気流の強さおよび方向といった室内機２における空気調和運転の設定を制御し、空気調和機１の動作を制御する。制御部３１は、室外機３の内部の各構成部を制御するために指示情報を室外機３に送信する。

また、制御部３１は、室内機ファン１６の動作を制御する室内機ファン制御部３５を有する。室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６の動作を制御する制御部であり、例えば室内機ファン１６をインバータ制御する。室内機ファン制御部３５は、室内機ファン制御部３５で決定した室内機ファン１６の回転速度の上限値であるファン最大回転速度以下の回転速度の範囲で室内機ファン１６を動作させる制御を行う。

室内機ファン制御部３５は、温度計測部１５で計測された室内機熱交換器１４の温度に基づいて、あらかじめ決められている室内機ファン１６の回転速度の上限値の候補から、室内機ファン１６の回転速度の上限値を決定する。そして、室内機ファン制御部３５は、決定した上限値以下の回転速度で室内機ファン１６を動作させて、電気品ボックス１３内の空気の温度を電気品ボックス１３内に収納された複数の電気部品のうち最も低い温度定格以下の温度に制限する制御を行う。制御基板３０と温度計測部１５とはリード線で接続されている。これにより、室内機ファン制御部３５は、温度計測部１５と通信可能であり、温度計測部１５で計測された室内機熱交換器１４の温度を取得することができ、温度計測部１５を介して常に室内機熱交換器１４の温度を監視することが可能である。

室内機ファン制御部３５は、温度計測部１５で計測された室内機熱交換器１４の温度が既定の第１温度閾値以上である場合に、室内機ファン１６の回転速度の上限値を既定の第１上限値に決定する。また、室内機ファン制御部３５は、温度計測部１５で計測された室内機熱交換器１４の温度が第１温度閾値未満である場合に、第１上限値よりも速い既定の第２上限値に、室内機ファン１６の回転速度の上限値を決定する。

第１温度閾値は、室内機ファン１６の回転速度の上限値であるファン最大回転速度の設定値を決定するための温度閾値である。第１温度閾値は、あらかじめ決定されて記憶部３３に記憶されている。

第１上限値は、空気調和機１の暖房運転において室内機熱交換器１４の温度が最も上昇して室内機２の室内機熱交換器１４の放熱による電気品ボックス１３内の空気の温度上昇が最も大きいと想定される場合においても、電気品ボックス１３内の空気の温度が電気部品の温度定格以内に収まり、電気品ボックス１３内の電気部品の温度が電気部品の温度定格以内に収まるようにあらかじめ決定された、室内機ファン１６のファン最大回転速度である。すなわち、第１上限値は、電気部品の温度定格と、室内機熱交換器１４の最大温度とによってあらかじめ制限されたファン最大回転速度である。ここでの電気部品の温度定格は、電気品ボックス１３内の複数の電気部品の温度定格のうち、最も温度の低い温度定格を用いる。

第２上限値は、第１上限値よりも速い回転速度で室内機ファン１６の運転を実施する場合のためにあらかじめ決定された、室内機ファン１６のファン最大回転速度である。すなわち、第２上限値は、電気品ボックス１３内の空気の温度が電気品ボックス１３に収納された電気部品の温度定格を越えない範囲で室内機ファン１６の回転速度の制限を緩和した運転を実施するためにあらかじめ決定された、室内機ファン１６のファン最大回転速度である。第１温度閾値、第１上限値および第２上限値は、電気部品の温度定格、空気調和機１の仕様および能力といった諸条件を考慮して決定される。

記憶部３３におけるデータテーブル記憶部３６には、第１温度閾値と第１上限値と第２上限値との関係が設定されたデータテーブル４１が記憶されている。室内機ファン制御部３５は、温度計測部１５で計測された室内機熱交換器１４の温度と、データテーブル４１に設定された第１温度閾値と第１上限値と第２上限値とに基づいて、室内機ファン１６の回転速度の上限値であるファン最大回転速度を決定する。

ここで、第１温度閾値と第１上限値と第２上限値との決定方法の一例について説明する。ファン回転速度の第１上限値は、空気調和機の実機で実施される、電気品ボックス１３内の空気の温度の上昇状態を測定する温度上昇試験を複数回実施した結果によって決定される。温度上昇試験は、室内機熱交換器１４の温度に基づいた室内機ファン１６の回転速度の制限をかけずに実施される。すなわち、温度上昇試験は、本実施の形態１にかかる空気調和機１において室内機ファン制御部３５によって実施される室内機熱交換器１４の温度に基づいた室内機ファン１６の回転速度の制御を行わずに実施される。

第１上限値は、温度上昇試験の結果に基づいて、電気品ボックス１３に収納された電気部品の温度定格を超える寸前の室内機ファン１６の回転速度に設定される。すなわち、第１上限値は、電気品ボックス１３に収納された電気部品の温度定格をぎりぎり超えないレベルの速い回転速度に設定される。ここでの電気部品の温度定格は、電気品ボックス１３内の複数の電気部品の温度定格のうち、最も温度の低い温度定格を用いる。なお、電気品ボックス１３内の空気の温度が電気品ボックス１３に収納された電気部品の温度定格を超える前に、室内機ファン１６の騒音の大きさが大きすぎる状態になる空気調和機も存在し得る。このような空気調和機は、室内機ファン１６の騒音の大きさによって室内機ファン１６の回転速度が制限される。したがって、このような仕様の空気調和機の室内機は、空気調和機１の室内機ファン制御部３５によって実施される室内機熱交換器１４の温度に基づいた室内機ファン１６の回転速度の制御の適用の対象外となる。

第２上限値は、空気調和機の所望の能力に基づいて要求される値である。第２上限値は、空気調和機の機能設計において設定された空気調和機の所望の能力を達成するために必要とされる室内機ファン１６の回転速度であるため、空気調和機の機種によって異なる値に決定される。

第１温度閾値は、温度上昇試験の結果に基づいて、第２上限値で室内機ファン１６を問題なく回転させることが可能な室内機熱交換器１４の温度に設定される。

図４は、本発明の実施の形態１にかかるデータテーブル４１の一例を示す図である。図４に示すデータテーブル４１においては、第１温度閾値が４５℃であり、第１上限値が１６００ｒｐｍであり、第２上限値が１７００ｒｐｍである。第１温度閾値と第１上限値と第２上限値とは、あらかじめ決定されてデータテーブル４１として記憶部３３のデータテーブル記憶部３６に記憶されている。

また、室内機ファン制御部３５は、決定した室内機ファン１６の回転速度の上限値であるファン最大回転速度を、記憶部３３内のファン最大回転速度設定記憶部３７に設定して記憶させる。そして、室内機ファン制御部３５は、ファン最大回転速度設定記憶部３７に設定したファン最大回転速度以下の範囲で室内機ファン１６を動作させる制御を行う。

なお、室内機ファン制御部３５から送信される指示信号に従って室内機ファン１６をインバータ制御するインバータ制御部を別個に設けた構成とすることも可能である。また、室内機ファン１６の動作の制御はインバータ制御に限定されない。

室内機熱交換器１４は、室内機熱交換器１４内を流れる冷媒と室内空気との熱交換を行い、室内の温度を調整する役割を有する。図５は、本発明の実施の形態１にかかる室内機熱交換器１４の一例を示す図である。図５において、室内機熱交換器１４は、空気調和装置の蒸発器および凝縮器として広く利用されているフィンチューブ式の熱交換器である。図５においては、室内機熱交換器１４の一部を切断した状態の斜視図を示している。室内機熱交換器１４は、複数の熱交換器用のフィン５１と伝熱管５２とで構成されている。室内機熱交換器１４は、既定の間隔で並べられた複数のフィン５１に対して、各フィン５１に設けられた貫通穴を貫通した状態に伝熱管５２が設けられている。伝熱管５２は、冷媒管５に接続されて内部に冷媒が流れる配管であり、空気調和機１の冷凍サイクルにおける冷媒回路の一部となる。

温度計測部１５は、室内機ファン１６の回転速度を制御するために室内機熱交換器１４の温度を既定の周期で計測する。温度計測部１５は、室内機熱交換器１４の温度として、室内機熱交換器１４の伝熱管５２の温度を計測する。温度計測部１５は、計測した室内機熱交換器１４の温度を、室内機ファン制御部３５に送信する。

室内機ファン１６は、室内プロペラ１７が室内機ファンモータ１８によって駆動されることで動作する。室内機ファン１６の回転速度は、室内機ファン制御部３５によって制御される。室内機ファン１６の回転速度は、たとえば室内機ファンモータ１８にエンコーダといった回転速度検出装置を設けることで取得できる。

また、制御部３１は、例えば、図６に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図６は、本発明の実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。制御部３１が図６に示す処理回路により実現される場合、制御部３１は、例えば、図６に示すメモリ１０２に記憶されたプログラムをプロセッサ１０１が実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して制御部３１の機能を実現してもよい。また、制御部３１の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。

また、電源回路３２、記憶部３３および室内機通信部３４のうちの１つ以上を、同様にメモリ１０２に記憶されたプログラムをプロセッサ１０１が実行することにより、実現されるように構成してもよい。また、電源回路３２、記憶部３３および室内機通信部３４のうちの１つ以上を実現するためのプロセッサおよびメモリは、制御部３１を実現するプロセッサおよびメモリと同一であってもよいし、別のプロセッサおよびメモリであってもよい。

室外機３には、冷媒の流れる方向を切り替える四方弁１９と、冷媒を圧縮する圧縮機２０と、冷媒と室外の空気との熱交換を行う室外側の熱交換器であり冷媒管５が接続された室外機熱交換器２１と、室外機熱交換器２１を通過する気流を発生させる室外機ファン２２と、が筐体３ａの中に設置されている。室外機ファン２２は、室外プロペラ２３が室外機ファンモータ２４によって駆動されることで動作する。

リモコン４は、現在の時刻、空気調和機１による空調における室内温度の目標となる設定温度、運転モードといった、空気調和機１による空調において必要となる情報を設定して空気調和機１の動作を遠隔操作するための操作装置である。リモコン４は、室内機２との間で有線通信または無線通信によって互いに情報の双方向通信が可能である。

リモコン４は、主たる構成として、リモコン４の動作を制御するリモートコントローラー制御部と、空気調和機１おける空調管理に関する各種情報を表示してユーザに視覚的に通知するリモートコントローラー表示部と、ユーザの要求する設定操作を受け付ける指示受け付け部であるリモートコントローラー操作部と、室内機２との間で情報の送受信を行うリモートコントローラー通信部と、を有する。リモコン４内における各構成部は、互いに通信可能である。

ここで、空気調和機１における冷房運転時および暖房運転時の冷媒の流れを説明する。冷房運転時における冷媒は、圧縮機２０によって圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、四方弁１９を介して室外機熱交換器２１へと流れ込む。そして、ガス冷媒は、室外機熱交換器２１で室外機ファン２２から送風される室外空気と熱交換されて放熱し、高圧の液冷媒となる。その後、液冷媒は、膨張弁２５により既定の圧力まで膨張されて低圧の気液二相の冷媒となり、室内機熱交換器１４に流入する。室内機熱交換器１４に流入した気液二相の冷媒は、室内機ファン１６から送風される室内空気と熱交換されて吸熱し、低温低圧のガス冷媒となり、四方弁１９を介して圧縮機２０へと戻る。

暖房運転時における冷媒は、前記と同様に圧縮機２０によって圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、四方弁１９を介して室内機熱交換器１４へと流れ込む。ガス冷媒は、室内機熱交換器１４で室内機ファン１６から送風される室内空気と熱交換されて放熱し、高圧の液冷媒となる。その後、液冷媒は、膨張弁２５により既定の圧力まで膨張されて低圧の気液二相の冷媒となり、室外機熱交換器２１に流入する。室外機熱交換器２１に流入した気液二相の冷媒は、室外機ファン２２から送風される室外空気と熱交換されて吸熱し、低温低圧のガス冷媒となり、四方弁１９を介して圧縮機２０へと戻る。

つぎに、空気調和機１の暖房運転時における室内機２の室内機ファン１６の回転速度制御動作について説明する。図７は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和機１の室内機２における室内機ファン１６の回転速度制御動作の手順を示すフローチャートである。以下では、図４に示したデータテーブル４１に記憶された条件を用いて室内機ファン１６の回転速度を制御する場合について説明する。

まず、空気調和機１の室内機２の制御部３１は、空気調和機１の暖房運転の開始を指示する旨の暖房開始指示情報の赤外線信号をリモコン４から受信すると、ステップＳ１０において空気調和機１の空調制御を開始する。すなわち、制御部３１は、空気調和機１による空調運転を行うために、空気調和機１の室内機２および室外機３の各構成部の制御を開始する。なお、室内機２に設けられた図示しない運転スイッチが操作されることで、空気調和機１の運転開始を指示する信号が室内機２の制御部３１に送信される構成とされてもよい。この場合、制御部３１は、運転スイッチが操作されることで制御部３１に送信された信号に従って空気調和機１の空調制御を開始する。

そして、室内機ファン制御部３５が、室内機熱交換器１４の温度計測を開始させる制御を温度計測部１５に対して行う。すなわち、室内機ファン制御部３５は、室内機熱交換器１４の温度計測の開始を指示する温度計測指示情報を温度計測部１５に送信する。

温度計測部１５は、温度計測指示情報を受信すると、温度計測指示情報に基づいて室内機熱交換器１４の温度計測を開始する。すなわち、温度計測部１５は、室内機熱交換器１４の温度として、室内機２内に配設されている室内機熱交換器１４の配管温度である伝熱管５２の温度を計測する。温度計測部１５は、既定の周期で伝熱管５２の温度を計測して、計測した配管温度を室内機熱交換器１４の温度として室内機ファン制御部３５に送信する。

ステップＳ２０において室内機ファン制御部３５は、温度計測部１５から送信された室内機熱交換器１４の配管温度を受信する。室内機ファン制御部３５は、室内機熱交換器１４の配管温度を受信すると、ステップＳ３０において、データテーブル記憶部３６のデータテーブル４１に記憶された第１温度閾値である４５℃と、配管温度とを比較して、室内機熱交換器１４の配管温度が第１温度閾値である４５℃未満であるか否かを判定する。

室内機熱交換器１４の配管温度が第１温度閾値である４５℃以上である場合、すなわちステップＳ３０においてＮｏの場合は、ステップＳ１００が実施される。ステップＳ１００において、室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６のファン最大回転速度の設定値を、データテーブル４１に記憶された第１上限値である１６００ｒｐｍに決定し、記憶部３３内のファン最大回転速度設定記憶部３７に設定して記憶させる。すなわち、室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６の回転速度の上限値を１６００ｒｐｍに設定する。

そして、ステップＳ１１０において、室内機ファン制御部３５は、リモコン４から送信される指示情報、およびファン最大回転速度設定記憶部３７に設定した情報に基づいて、１６００ｒｐｍ以下の回転速度の範囲で室内機ファン１６を動作させる制御を行う。そして、室内機ファン制御部３５は、ステップＳ３０に戻る。

ここで、１６００ｒｐｍは、配管温度が第１温度閾値である４５℃以上である場合に室内機ファン１６の負荷電流による発熱を少なくして、室内機２の室内機熱交換器１４の放熱による電気品ボックス１３内の空気の温度上昇が大きい場合でも電気品ボックス１３内の空気の温度が電気部品の温度定格以内に収まり、電気品ボックス１３内の電気部品の温度が電気部品の温度定格以内に収まるようにあらかじめ決定された、室内機ファン１６のファン最大回転速度である。すなわち、配管温度が第１温度閾値である４５℃以上である場合には、１６００ｒｐｍ以下の回転速度の範囲で室内機ファン１６を動作させることで、後述するようにファン最大回転速度が１７００ｒｐｍのときに比べて室内機ファン１６の負荷電流による発熱を少なくすることができる。これにより、室内機２の室内機熱交換器１４の放熱による影響が大きくても電気品ボックス１３内の空気の温度上昇を抑制することができ、電気品ボックス１３内の電気部品の温度を温度定格以内に抑えることができる。これにより、電気品ボックス１３内の電気部品が温度定格を超えた温度に上昇することに起因した電気部品の寿命の短寿命化を防止することができる。

したがって、室内機２の室内機熱交換器１４の温度が第１温度閾値を超えた場合には、室内機２の電気品ボックス１３内の空気の温度および電気部品の温度も上昇していると考えられるため、室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６のファン回転速度の上限値を低く設定する制御を行う。これにより、電気品ボックス１３内の空気の温度上昇に起因した電気品ボックス１３内の電気部品の寿命の短寿命化を防止することができる。

一方、室内機熱交換器１４の配管温度が第１温度閾値である４５℃未満である場合、すなわちステップＳ３０においてＹｅｓの場合は、ステップＳ４０が実施される。ステップＳ４０において室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６のファン最大回転速度の設定値を、データテーブル４１に記憶された第２上限値である１７００ｒｐｍに決定し、ファン最大回転速度設定記憶部３７に設定して記憶させる。

そして、ステップＳ５０において、室内機ファン制御部３５は、リモコン４から送信される指示情報、およびファン最大回転速度設定記憶部３７に設定した情報に基づいて、１７００ｒｐｍ以下の回転速度の範囲で室内機ファン１６を動作させる制御を行う。そして、室内機ファン制御部３５は、ステップＳ６０に進む。

ここで、１７００ｒｐｍは、配管温度が第１温度閾値である４５℃未満である場合に第１上限値よりも速い回転速度で室内機ファン１６の運転を実施する場合のためにあらかじめ決定された、室内機ファン１６のファン最大回転速度である。配管温度が第１温度閾値である４５℃未満である場合は、配管温度が第１温度閾値である４５℃以上である場合に比べて、室内機熱交換器１４の放熱による電気品ボックス１３内の空気の温度上昇が少ない。すなわち、配管温度が第１温度閾値である４５℃未満である場合は、配管温度が第１温度閾値である４５℃以上である場合に比べて、室内機熱交換器１４の放熱が電気品ボックス１３内の電気部品の温度上昇に及ぼす影響が少ない。

このため、室内機ファン１６の負荷電流による発熱が増えても、電気品ボックス１３内の空気の温度上昇および電気部品の温度上昇を抑制することができ、後述するように室内機熱交換器１４の温度を監視することで電気品ボックス１３内の電気部品の温度を温度定格以内に抑えることが可能である。すなわち、配管温度が第１温度閾値である４５℃未満である場合は、配管温度が第１温度閾値である４５℃以上である場合に比べて、ファン最大回転速度の設定を大きな値にしても、室内機熱交換器１４の温度を監視することで電気品ボックス１３内の電気部品の温度を温度定格以内に抑えることが可能である。

したがって、配管温度が第１温度閾値である４５℃未満である場合には、室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６の風量を配管温度が第１温度閾値である４５℃以上である場合よりも増加させて、１７００ｒｐｍをファン最大回転速度設定記憶部３７に設定して記憶させる。これにより、空気調和機１は、配管温度が第１温度閾値である４５℃未満である場合に、室内機ファン１６の風量を配管温度が第１温度閾値である４５℃以上である場合よりも増加させて、配管温度が４５℃以上である場合よりも大風量で、高能力かつ高効率での空調を行うことが可能となる。

つぎに、ファン最大回転速度が１７００ｒｐｍに設定されている状態で空調動作を続けたときに、ステップＳ６０において室内機ファン制御部３５は、温度計測部１５から送信される室内機熱交換器１４の配管温度と、データテーブル記憶部３６のデータテーブル４１に記憶された第１温度閾値である４５℃と、を比較して、配管温度が第１温度閾値である４５℃を３０秒以上継続して越えたか否かを判定する。すなわち、室内機ファン制御部３５は、温度計測部１５から送信される配管温度が第１温度閾値以上である状態が既定の閾値時間である第１閾値時間以上継続されたか否かを判定する。

第１閾値時間は、室内機ファン制御部３５がファン最大回転速度を第２上限値から第１上限値に変更するか否かを決定するための閾値である。第１閾値時間は、あらかじめ決定されて室内機ファン制御部３５に記憶されている。なお、第１閾値時間は、記憶部３３に記憶されていてもよい。

配管温度が第１温度閾値である４５℃を３０秒以上継続して越えていない場合、すなわちステップＳ６０においてＮｏの場合は、ステップＳ１２０が実施される。ステップＳ１２０において室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６のファン回転速度の上限値を変更せず、また現状のファン回転速度を維持する制御を行う。そして、室内機ファン制御部３５は、ステップＳ６０に戻る。

配管温度が第１温度閾値である４５℃未満であり、１６００ｒｐｍを回転速度の上限値として室内機ファン１６を運転させた場合には、制御基板３０に実装されている電気部品が温度定格を超えることはない。しかしながら、配管温度が第１温度閾値である４５℃未満で室内機ファン１６のファン回転速度を１６００ｒｐｍよりも速く回転させた場合、室内機熱交換器１４からの放熱と室内機ファン１６の回転速度を上げたことによる室内機ファン１６の負荷電流の増大との影響で電気品ボックス１３内の空気の温度が上昇し、制御基板３０に実装されている電気部品の温度定格を超えてしまう可能性がある。

そこで、配管温度が第１温度閾値である４５℃を３０秒以上継続して越えた場合、すなわちステップＳ６０においてＹｅｓの場合は、ステップＳ７０が実施される。ステップＳ７０において室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６のファン回転速度の上限値の設定を第１上限値である１６００ｒｐｍに決定し、ファン最大回転速度設定記憶部３７に設定して記憶させる。このように、室内機ファン１６のファン回転速度の上限値を１６００ｒｐｍに下げることで室内機ファン１６の負荷電流による発熱を少なくして、電気部品の温度定格を超えることを未然に防ぐことができる。

つぎに、ステップＳ８０において室内機ファン制御部３５は、室内機ファン１６のファン回転速度が１６００ｒｐｍより高速であるか否かを判定する。

室内機ファン１６のファン回転速度が１６００ｒｐｍ以下である場合、すなわちステップＳ８０においてＮｏの場合は、ステップＳ１３０が実施される。ステップＳ１３０において室内機ファン制御部３５は、現状のファン回転速度を維持する制御を行う。そして、室内機ファン制御部３５は、ステップＳ３０に戻る。

一方、室内機ファン１６のファン回転速度が１６００ｒｐｍより大である場合、すなわちステップＳ８０においてＹｅｓの場合は、ステップＳ９０が実施される。ステップＳ９０において室内機ファン制御部３５は、ファン回転速度を１６００ｒｐｍまで低減する制御を行う。そして、室内機ファン制御部３５は、ステップＳ３０に戻る。そして、空気調和機１の暖房運転の停止を指示する旨の暖房停止指示情報の赤外線信号を制御部３１がリモコン４から受信するまで、上記の制御が実施される。制御部３１が暖房停止指示情報を受信した場合には、制御部３１は、室内機ファン１６を含む、室内機２および室外機３の各構成部を停止させる制御を実施する。

なお、図７のフローチャートに示した制御方法において、配管温度が第１温度閾値である４５℃を既定の閾値時間である第２閾値時間以上下回った場合に、再度、室内機ファン１６のファン回転速度の上限値であるファン最大回転速度を第２上限値である１７００ｒｐｍに設定するステップをステップＳ９０の後およびステップＳ１３０の後に実施してもよい。第２閾値時間は、空気調和機１の仕様および能力といった諸条件によって、リモコン４を介して任意の値に設定および変更が可能である。第２閾値時間は、上述した第１閾値時間と同じ時間であってもよく、異なる時間であってもよい。また、この場合の温度閾値は、必ずしも第１温度閾値である４５℃である必要はない。

たとえば、ステップＳ９０においてファン回転速度を１６００ｒｐｍまで低減した後に配管温度が第１温度閾値である４５℃を既定の閾値時間である第２閾値時間である３０秒間以上下回ったか否かを判定する。そして、配管温度が４５℃を３０秒間以上下回った場合に、再度、室内機ファン１６のファン回転速度の上限値であるファン最大回転速度を１７００ｒｐｍに決定し、ファン最大回転速度設定記憶部３７に設定して記憶させる。そして、室内機ファン制御部３５は、リモコン４から送信される指示情報、およびファン最大回転速度設定記憶部３７に設定した情報に基づいて、１７００ｒｐｍ以下の回転速度の範囲で室内機ファン１６を動作させる制御を行う。そして、室内機ファン制御部３５は、ステップＳ６０に戻る。配管温度が４５℃を３０秒間以上下回っていない場合には、配管温度が４５℃を３０秒間以上下回ったか否かの判定を繰り返す。

また、上述した制御における温度閾値である第１温度閾値および第２温度閾値にヒステリシス性を持たせることもできる。温度閾値にヒステリシス性を持たせることで、室内機熱交換器１４の配管温度が温度閾値付近で上下することに起因して室内機ファン１６のファン回転速度が頻繁に変化するようなハンチング現象を防ぐことができる。

上述したように、本実施の形態１にかかる空気調和機１では、室内機熱交換器１４の温度が第１温度閾値以上の場合には電気品ボックス１３内の空気の温度および電気部品の温度も上昇しているとの推測に基づいて、室内機ファン１６のファン回転速度の上限値を決定して室内機ファン１６の回転速度の制御を行う。すなわち、室内機ファン制御部３５は、室内機熱交換器１４の配管温度が第１温度閾値以上の場合には、第１上限値である１６００ｒｐｍ以下の回転速度の範囲で室内機ファン１６を動作させる制御を行う。また、室内機ファン制御部３５は、室内機熱交換器１４の配管温度が第１温度閾値未満の場合には、第１上限値よりも速い回転速度である第２上限値の１７００ｒｐｍ以下の回転速度の範囲で室内機ファン１６を動作させる制御を行う。

すなわち、空気調和機１は、室内機熱交換器１４の温度に対応して、室内機ファン１６の回転速度を制御することで、室内機熱交換器１４からの放熱が少なく室内機熱交換器１４の温度が第１温度閾値未満の場合には、電気部品の温度定格によって制限される室内機ファン１６の回転速度の上限を引き上げることができる。これにより、空気調和機１は、室内機２の室内機熱交換器１４の放熱による電気品ボックス１３内の空気の温度上昇が小さい場合には、室内機熱交換器１４の放熱による電気品ボックス１３内の空気の温度上昇が大きい場合よりも速い回転速度で室内機ファン１６を動作させて、室内機ファン１６の風量を増加させて、高能力かつ高効率での空調を行うことができる。

このような空気調和機１は、室内機熱交換器１４の温度が第１温度閾値以上の場合には室内機ファン１６の負荷電流による発熱を抑制して電気品ボックス１３内の空気の温度上昇を抑制することができ、電気品ボックス１３内の電気部品が温度定格を超えることを防止できるという効果が得られる。また、空気調和機１は、室内機熱交換器１４の温度が第１温度閾値未満の場合には室内機ファン１６の風量を増加させて、高能力かつ高効率での空調を行うことができるという効果が得られる。また、室内機ファン１６の風量を増加させた場合も、室内機熱交換器１４の温度に基づいて室内機ファン１６の回転速度を調整することで電気品ボックス１３内の電気部品の温度を温度定格以内に抑えることができる。

したがって、本実施の形態１にかかる空気調和機１は、電気品ボックス１３内の電気部品の温度上昇を抑制可能であり電気品ボックス１３内の空気の温度上昇に起因した電気部品の短寿命化を起こすことなく、また制御基板３０に実装されている電気部品の温度定格を超えない範囲で室内機ファン１６の回転速度の制限を緩和した室内機ファン１６の運転が可能となる。

実施の形態２．
上述した実施の形態１では、室内機ファン１６のファン回転速度の上限値であるファン最大回転速度が１６００ｒｐｍおよび１７００ｒｐｍの２つの値のうちの１つに設定される場合について示したが、３つ以上の候補からファン最大回転速度を選択することも可能である。図８は、本発明の実施の形態２にかかるデータテーブル４２の一例を示す図である。データテーブル４２は、データテーブル４１と同様に空気調和機１において使用可能な第１温度閾値と第１上限値と第２上限値との関係が設定されたデータテーブルである。

図８に示すデータテーブル４２においては、異なる複数の温度閾値が記憶されている。すなわち、図８に示すデータテーブル４２においては、温度の高い順に、第１温度閾値が４５℃であり、第２温度閾値が４０℃であり、第３温度閾値が３５℃である。また、図８に示すデータテーブル４２においては、異なる複数の温度閾値の各々に対応する第１上限値と第２上限値とが設定されている。すなわち、図８に示すデータテーブル４２においては、第１温度閾値である４５℃に対応する第１上限値が１６００ｒｐｍであり、第２上限値が１７００ｒｐｍである。第２温度閾値である４０℃に対応する第１上限値が１７００ｒｐｍであり、第２上限値が１８００ｒｐｍである。第３温度閾値である３５℃に対応する第１上限値が１８００ｒｐｍであり、第２上限値が１９００ｒｐｍである。

つぎに、空気調和機１が図８に示したデータテーブル４２に記憶された条件を用いて室内機ファン１６の回転速度を制御する場合について説明する。図９から図１１は、本発明の実施の形態２における室内機ファン１６の回転速度制御動作の手順を示すフローチャートである。なお、図９および図１１において、上述した図７に示したフローチャートと同じステップには、図７と同じステップ番号を付している。

まず、空気調和機１の室内機２の制御部３１が、実施の形態１の場合と同様にステップＳ１０およびステップＳ２０を実施する。

つぎに、室内機ファン制御部３５が、第１温度閾値の４５℃の代わりに第３温度閾値である３５℃を用いること以外はステップＳ３０からステップＳ９０、ステップＳ１２０およびステップＳ１３０と同様にして、ステップＳ２３０からステップＳ２９０、ステップＳ３２０およびステップＳ３３０を実施する。この場合の第１上限値は、１６００ｒｐｍの代わりに１８００ｒｐｍとされる。また、第２上限値は、１７００ｒｐｍの代わりに１９００ｒｐｍとされる。また、ステップＳ２９０の後およびステップＳ３３０の後には、ステップＳ２３０が実施される。

ここで、ステップＳ２３０においてＮｏの場合は、室内機ファン制御部３５は、図１０に示すフローチャートの手順で制御を実施する。すなわち、室内機ファン制御部３５は、第１温度閾値の４５℃の代わりに第２温度閾値である４０℃を用いること以外はステップＳ３０からステップＳ９０、ステップＳ１２０およびステップＳ１３０と同様にして、ステップＳ４３０からステップＳ４９０、ステップＳ５２０およびステップＳ５３０を実施する。この場合の第１上限値は、１６００ｒｐｍの代わりに１７００ｒｐｍとされる。また、第２上限値は、１７００ｒｐｍの代わりに１８００ｒｐｍとされる。また、ステップＳ４９０の後およびステップＳ５３０の後には、ステップＳ２３０が実施される。

ここで、ステップＳ４３０においてＮｏの場合は、室内機ファン制御部３５は、図１１に示すフローチャートの手順で制御を実施する。すなわち、室内機ファン制御部３５は、ステップＳ３０からステップＳ１３０を実施する。また、ステップＳ９０の後およびステップＳ１３０の後には、ステップＳ２３０が実施される。

本実施の形態２では、空気調和機１は、上述した制御を行うことによって、決定する第１上限値と第２上限値とを室内機熱交換器１４の配管温度の温度帯によって異ならせることができる。これにより、空気調和機１は、制御基板３０に実装されている電気部品の温度定格による室内機ファン１６の最大回転速度の制限を、室内機熱交換器１４の配管温度の温度帯に対応させて、より緩和することができる。したがって、空気調和機１は、電気品ボックス１３内の空気および電気部品の温度上昇を抑制可能であり電気品ボックス１３内の温度上昇に起因した電気部品の短寿命化を起こすことなく、また制御基板３０に実装されている電気部品の温度定格を超えない範囲で室内機ファン１６の回転速度の制限をより緩和した室内機ファン１６の運転が可能となる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１空気調和機、２室内機、２ａ，３ａ筐体、３室外機、４リモートコントローラー、５冷媒管、６通信線、７外部電源、１３電気品ボックス、１４室内機熱交換器、１５温度計測部、１６室内機ファン、１７室内プロペラ、１８室内機ファンモータ、１９四方弁、２０圧縮機、２１室外機熱交換器、２２室外機ファン、２３室外プロペラ、２４室外機ファンモータ、２５膨張弁、３０制御基板、３１制御部、３２電源回路、３３記憶部、３４室内機通信部、３５室内機ファン制御部、３６データテーブル記憶部、３７ファン最大回転速度設定記憶部、４１，４２データテーブル、５１フィン、５２伝熱管、１０１プロセッサ、１０２メモリ。

Claims

電気部品が収納された電気品ボックス、室内機熱交換器および前記室内機熱交換器に送風する室内機ファンを筐体内に有する室内機を備えた空気調和機であって、
前記室内機熱交換器の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部で計測された前記室内機熱交換器の温度に基づいて前記室内機ファンの回転速度の上限値を決定し、前記決定した上限値以下の回転速度で前記室内機ファンを動作させて前記電気品ボックス内の空気の温度を前記電気部品の温度定格以下の温度に制限する制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記室内機熱交換器の温度が既定の温度閾値以上である場合に、前記上限値を既定の第１上限値に決定し、
前記室内機熱交換器の温度が前記温度閾値未満である場合に、前記上限値を、前記第１上限値よりも速い既定の第２上限値に決定し、
前記上限値を前記第２上限値に決定した後に、前記室内機熱交換器の温度が前記温度閾値以上である状態が既定の閾値時間以上継続された場合に、前記上限値を前記第１上限値に決定すること、
を特徴とする空気調和機。
前記温度閾値と、前記第１上限値と、前記第２上限値との関係が設定されたデータテーブルを有すること、
を特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記データテーブルは、異なる複数の前記温度閾値と、前記異なる複数の温度閾値の各々に対応する前記第１上限値と前記第２上限値とが設定されていること、
を特徴とする請求項２に記載の空気調和機。