JP7179952B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、室内熱交換器の表面を洗浄する洗浄運転機能を備えた空気調和機に関する。

空気調和機では、使用時間が経過するにつれて、室内熱交換器に塵埃が付着する。そのため、空気調和機には、塵埃が付着した室内熱交換器の表面を洗浄する洗浄機能を備えたものがある。このような洗浄機能を備えた空気調和機に関する従来技術として、特許文献１に開示された技術がある。

特許文献１に開示された空気調和機は、室内熱交換器の表面を凍結させて表面の洗浄を行う凍結洗浄運転機能を備えている。詳細には、室内熱交換器の内部を流れる冷媒の温度を低下させて、室内熱交換器の表面に氷（霜を含む）を付着させた後に氷を解凍（融解）させ、氷が解凍して生成された水が落下する勢いを利用して室内熱交換器に付着した塵埃を流し落とす運転動作である。

ただし、氷を生成させ続けると、大きくなった氷が隣接するファン等に接触してしまうため、氷の大きさには限界がある。そのため、氷が解凍して生成された水の量も所定の量に限られる。生成される水の量が少ないと、ドレンパンに流れ落ちた塵埃がドレンパンに残ってしまう。

一般に、空気調和機には、室内熱交換器の表面に結露を発生させて、結露により生じた水を利用して、室内熱交換器の表面に付着した塵埃を洗い流す技術もある。熱交換器の表面に付着した水滴は、所定の大きさになるとドレンパンに滴下する。結露による水滴の生成からドレンパンへの滴下までのサイクルが繰り返されるため、凍結洗浄と比較すると、洗浄に伴う水の量が多くなる。ドレンパンに塵や埃が残りにくくなる。このような洗浄運転に関する従来技術として、特許文献２に開示された技術がある。

特許文献２に開示された空気調和機では、加湿された空気を室内熱交換器に供給する加湿空気供給手段が設けられている。この湿空気供給手段は、室内熱交換器の表面を結露させやすくするように、湿度が高い環境を作ることを目的とする。ただし、通常の空調ユニットとは別個に設けられているため、空気調和機全体の構成が複雑となってしまう。

特許６３１４２９４号 特開２００９ー３０００３０号公報

本発明は、簡素な構成により、室内熱交換器の表面を結露させることが可能な空気調和機の提供を課題とする。

請求項１では、 圧縮機と、膨張弁と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器の表面に付着した塵埃を洗浄する洗浄運転を実行する制御部と、を有しており、
室内を加湿する加湿器を有さず、
前記洗浄運転は、前記室内熱交換器の表面を結露させて前記室内熱交換器の表面を洗浄する洗浄用冷房運転を含み、
前記制御部は、
冷房運転の終了後における前記洗浄運転において、
温度センサにより検出された室温が、前記洗浄用冷房運転を開始する基準となる予め設定された基準室温値に達するまで、前記室内熱交換器を流れる冷媒と室内の空気との間で熱交換を行って室内を暖めることにより室内の空気中の水分量を増やす洗浄用暖房運転を実行し、
前記洗浄用暖房運転を停止させた後に、前記洗浄用冷房運転を実行する、空気調和機が提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記制御部は、前記温度センサにより検出された室温が、前記基準室温値に達していないと判断した場合に、前記洗浄用暖房運転を実行する。

請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記制御部は、前記温度センサにより検出された室温が前記基準室温値に達する前に予め設定された第１の基準時間を経過した場合、前記洗浄用暖房運転を停止する。

請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記制御部は、前記温度センサにより検出された室温が、前記基準室温値を超えていると判断した場合、前記洗浄用暖房運転を実行せずに、前記洗浄用冷房運転を実行する。

請求項１において、制御部は、洗浄用冷房運転を開始する前に、室内を暖める洗浄用暖房運転を実行する。

即ち、洗浄用暖房運転により室内を暖めて、室内熱交換器の表面を結露させやすくする。室内熱交換器の表面を結露させやすくする加湿ユニット等は不要である。通常の空気調和機のみの簡素な構成で、室内熱交換器の表面を結露させやすくする環境を整えることができる。

実施例による空気調和機の模式図である。 図１に示された空気調和機のブロック図である。 図１に示された空気調和機の洗浄用暖房運転の制御内容を説明するフローチャートである。 図１に示された空気調和機の洗浄用冷房運転及び洗浄用乾燥運転の制御内容を説明するフローチャートである。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１には、内部を冷媒が流れる冷媒回路１１を備えたエアコン装置１０（空気調和機）が示されている。エアコン装置１０は、室内Ｒを冷却する冷房運転と、室内Ｒを暖める暖房運転と、を行う機能を備えている。冷媒回路１１は、室外Ｏｕに配置された室外機２０と、室内Ｒに配置された室内機３０とを、含んでいる。以下、特に説明のない限り、冷媒の循環する方向は、冷房運転時を基準とする。

室外機２０は、冷房運転時及び暖房運転時における冷媒の循環する方向を切り替える四路切替弁２１と、この四路切替弁２１を通過した冷媒が流され冷媒を圧縮する圧縮機２２と、この圧縮機２２において圧縮され高温高圧となった冷媒が流れる室外熱交換器２３と、この室外熱交換器２３に向かって風を送るプロペラファン２４と、室外熱交換器２４を通過した冷媒を減圧する膨張弁２５と、を有する。

室内機３０は、室内Ｒにおいて壁Ｗａに掛けられている。室内機３０は、室内から空気を取り込むと共に室内へ空気を送風する室内ファン３１と、この室内ファン３１が取り込んだ空気を冷却する室内熱交換器３２と、室内ファン３１及び室内熱交換器３２を収納しているケース３３と、を有している。

ケース３３は、室内ファン３１が送り出す風の吹出口となる送風口３３ａを有する。送風口３３ａには、吹き出される送風の左右の向きを調整する左右ルーバ３４と、吹き出される送風の上下の向きを調整する上下ルーバ３５と、が配置されている。

冷房運転について説明する。圧縮機２２により高温高圧とされた冷媒は、室外熱交換器２３において外気と熱交換を行い、熱を放出する。このとき、プロペラファン２４が回転することによって、外気を強制的に室外熱交換器２３の外周に流し、熱交換を促す。室外熱交換器２３を通過し熱を放出した冷媒は、膨張弁２５において減圧され、温度が低下する。温度が低下した冷媒は、室内熱交換器３２へ流れる。

室内熱交換器３２に流れ込んだ低温の冷媒は、室内熱交換器３２において室内Ｒの空気と熱交換を行い、室内Ｒの空気を冷却する。冷却された空気は、室内ファン３１によって室内Ｒに送風される。室内ファン３１は、空気を強制的に室内熱交換器３２の外周に流し、冷媒との熱交換を促す。

暖房運転時には、四路切替弁２１が冷媒の流路を切り替え、冷房運転時とは逆方向に冷媒を循環させる。

図２には、エアコン装置１０（図１参照）の制御ブロック図が示されている。室内機３０は、室内ファン３１と、左右ルーバ３４と、上下ルーバ３５とを制御する室内制御部４０（制御部）と、室内の温度を検出する温度センサ４１と、室内制御部４０により運転状況を表示する表示ランプ４２と、リモコン１２との間で所定の情報をやり取りするリモコン送受信部４３と、を内蔵している。

室内制御部４０は、リモコン送受信部４３を介して受信したデータや、温度センサ４１の検出値や、後述する設定温度や基準時間や、その他所定のプログラム等が記憶される記憶部４４と、経過時間を計測する複数のタイマt1～t4と、を有している。

室外機２０は、室内制御部４０と電気的に接続している室外制御部４５を有している。室内制御部４０は、室外制御部４５を介して、四路切替弁２１と、圧縮機２２と、プロペラファン２３と、膨張弁２５とを制御可能である。

エアコン装置１０は、室内熱交換器３２（図１参照）の表面に付着した塵埃を洗浄する洗浄運転を行う機能も備えている。以下、エアコン装置１０の洗浄運転の制御内容を説明する。

図３及び図４には、エアコン装置１０の制御内容を表すフローチャートが示されている。リモコン１２（図２参照）から室内制御部４０へ洗浄運転開始の信号が送信された場合、又は、冷房運転又は暖房運転の終了後、所定の条件を満たしている場合（例えば前回の洗浄運転の終了から所定の時間が経過しているなど）、室内制御部４０は、表示ランプ４２を洗浄運転を行っている旨を示す態様で洗浄運転を開始する（スタート）。

洗浄運転が開始されると、ステップＳｔ１では、第１のタイマt1が”０”からスタートする。第１のタイマt1は、洗浄運転の継続時間を計測する。

ステップＳｔ２では、温度センサ４１が検出した室温Trを室内制御部４０が取得する。

ステップＳｔ３では、室温Trが所定の温度の範囲内に収まっているか判断する。具体的には、室温Trが、基準室温値Ts1未満、かつ、基準室温値Ts1よりも低く設定された最低基準値Ts2以上か判断する（Ts2 ≦ Tr ＜ Ts1）。基準室温値Ts1と最低基準値Ts2とは、予め設定された値である。

室温Trが最低基準値Ts2に満たない場合（Tr < Ts2）、洗浄運転は終了する（エンド）。

室温Trが、最低基準値Ts2以上、かつ、基準室温値Ts1未満の場合（Ts2 ≦ Tr < Ts1）、ステップＳｔ４では、第２のタイマt2が”０”からスタートする。

その後、ステップＳｔ５では、室内Ｒを暖める洗浄用暖房運転を実行する。図１及び図２も参照する。洗浄用暖房運転は、室内熱交換器３２の表面を結露させるのに適した環境を整えることを目的とする。洗浄用暖房運転は、通常の暖房運転と同様に、室内制御部４０からの指示を受けた室外制御部４５が、圧縮機２２と膨張弁２５及び四方切替弁２１とを制御することにより実行される。

洗浄用暖房運転は、予め設定された条件に基づいて実行される。この条件として、例えば、洗浄用暖房運転では、少なくとも基準室温値Ts1よりも高い温度を設定温度Ts3とし、室内ファン３１による風量を最大とする。上下ルーバ３５及び左右ルーバ３４は、風量最大時における位置で固定する。

ステップＳｔ６では、温度センサ４１が検出した室温Trを室内制御部４０が取得する。

ステップＳｔ７では、洗浄用暖房運転により室温Trが設定温度Ts3に達したか判断する(Tr ≧ Ts3）。

室温Trが設定温度Ts3に達した場合(Tr ≧ Ts3）、ステップＳｔ８では、第３のタイマt3を”０”からスタートさせる。

その後、ステップＳｔ９では、結露により室内熱交換器３２の表面に水滴を生成させる洗浄用冷房運転を実行する。結露により生成された水滴は、室内熱交換器３２の表面に付着した塵埃を洗い流す。洗浄用冷房運転は、通常の冷房運転と同様に、室内制御部４０からの指令を受けた室外制御部４５が、圧縮機２２と膨張弁２５及び四方切替弁２１とを制御することにより実行される。

洗浄用冷房運転は、予め設定された条件に基づいて実行される。例えば、洗浄用冷房運転の設定温度Ｔｓ４は、所定の温度（例えば、最低基準値Ts2）とし、左右ルーバ３４及び上下ルーバ３５は、風量最大時における位置で固定する。風量は、室温Trによって適宜変化させる。

なお、ステップＳｔ７において、室温Trが設定温度Ts3に達していない場合(Tr ＜ Ts3）、ステップｓｔ１０では、第２のタイマt2による計測時間（洗浄用暖房運転の継続時間）が、予め設定された基準時間m1（第１の基準時間）を経過したか判断する（t2 ＞ m1）。

第２のタイマt2による計測時間が基準時間m1を経過している場合（t2 ＞ m1）、第３のタイマt3を”０”からスタートさせ（ステップＳｔ８）、その後に洗浄用冷房運転を実行する（ステップＳｔ９）。

第２のタイマt2による計測時間が基準時間m1を経過していない場合（t2 ＜ m1）、洗浄用暖房運転を継続する。

なお、ステップＳｔ３において、室温Trが基準室温値Ts1を超えている場合（Tr ＞ Ts1）、室内制御部４０は、室内Ｒがすでに室内熱交換器３２の表面を結露させるために適した環境であると判断する。そのため、室内制御部４０は、洗浄用暖房運転（ステップＳｔ５）を実行せずに、第３のタイマをスタートさせ（ステップＳｔ８）、洗浄用冷房運転を実行する（ステップＳｔ９）。

ステップｓｔ９の洗浄用冷房運転の開始後、ステップＳｔ１１では、温度センサ４１が検出した室温Trを室内制御部４０が取得する。

その後、ステップＳｔ１２では、室温Trが洗浄用冷房運転の設定温度Ts4を下回ったか判断する（Tr ＜ Ts4）。

室温Trが設定温度Ts4を下回った場合（Tr ＜ Ts4）、ステップＳｔ１３では、第１のタイマt1による計測時間（洗浄運転の継続時間）が予め設定された基準時間m2（第２の基準時間）を経過したかを判断する（t1 ＞ m2)。

第１のタイマt1による計測時間が基準時間m2を経過していない場合（t1≦ m2)、洗浄用冷房運転を停止して、第２のタイマt2をリセット後に再スタートさせ（ステップＳｔ４）、洗浄用暖房運転を再度実行する（ステップＳｔ５）。

ステップＳｔ１３において第１のタイマt1による計測時間（洗浄運転の継続時間）が基準時間m2を経過した場合（t1> m2）や、ステップＳｔ１２において室温Trが設定温度Ts4以上となった場合（Tr ≧ Ts4）、ステップＳｔ１４では、第３のタイマt3による計測時間（洗浄用冷房運転の継続時間）が予め設定された基準時間m3を経過しているか判断する（t3 > m3）。

ステップＳｔ１４において第３のタイマによる計測時間が基準時間を経過している場合（t3 > m3）、ステップＳｔ１５では、第４のタイマｔ４を”０”からスタートさせる。

その後、ステップＳｔ１６では、室内熱交換器３２を乾燥させるための洗浄用乾燥運転を開始する。洗浄用乾燥運転は、通常の暖房運転と同様に、室内制御部４０からの指令を受けた室外制御部４５が、圧縮機２２と膨張弁２５及び四方切替弁２１とを制御することにより実行される。

洗浄用乾燥運転は、予め設定された条件に基づいて実行される。例えば、洗浄用乾燥運転の設定温度Ts６（不図示）を所定の温度とする。暖房運転開始時に冷風の吹き出しを防止するホットスタート機能と、室外熱交換器２３を暖めて霜を融かす除霜運転機能と、は無効とする。上下ルーバ３５及び左右ルーバ３４は、風量最大時における位置で固定する。風量は、室温Trに応じて適宜変化させる。

なお、ステップＳｔ１４において第３のタイマt3による計測時間（洗浄用冷房運転の継続時間）が基準時間m3を経過していない場合（t3 ≦ m3）、ステップＳｔ１７では、第１のタイマt1による計測時間（洗浄運転の継続時間）が予め設定された基準時間m4を経過したかを判断する（t1 > m4 ）。

第１のタイマt1による計測時間（洗浄運転の継続時間）が基準時間m4を経過していない場合（t1 ≦ m4 ）、洗浄用冷房運転（ステップＳｔ９）を継続する。

第１のタイマt1による計測時間（洗浄運転の継続時間）が基準時間m4を経過している場合（t1 > m4 ）、第４のタイマt4を”０”からスタートさせ（ステップＳｔ１５）、その後に洗浄用乾燥運転を開始する（ステップＳｔ１６）。

ステップＳｔ１６の洗浄用乾燥運転の開始後、ステップＳｔ１８では、第４のタイマt4による計測時間（洗浄用乾燥運転の継続時間）が予め設定された基準時間m5を経過しているか判断する（t4 > m5）。

第４のタイマｔ4による計測時間（洗浄用乾燥運転の継続時間）が予め設定された基準時間m5を経過していない場合（t4 ≦ m5）、洗浄用乾燥運転を継続する。

第４のタイマt4による計測時間が予め設定された基準時間m5を経過した場合（t4 > m5）、室内制御部４０は、洗浄運転を終了する（エンド）。洗浄運転の終了の際、室内制御部４０は、室内機３０に設けられた表示ランプ４２を消灯させ、上下ルーバ３５及び左右ルーバ３４を運転停止時の際の処理を行う。

実施例の効果を説明する。

図１及び図２を参照する。エアコン装置１０は、圧縮機２２と、膨張弁２５及び四方切替弁２１を制御することにより、室内熱交換器３２の表面を結露させて室内熱交換器３２の表面を洗浄するための洗浄用冷房運転を実行する室内制御部４０を有している。

図３及び図４を参照する。洗浄運転の開始後、ステップＳｔ３では、室温Trが、基準室温値Ts1未満、かつ、最低基準値Ts2T以上か判断する（Ts2 ≦ Tr < Ts1）。室温Trが、最低基準値Ts2以上、かつ、基準室温値Ts1未満の場合（Ts2 ≦ Tr < Ts1）、ステップｓｔ９の洗浄用冷房運転を開始する前に、ステップＳｔ５の洗浄用暖房運転を実行する。

即ち、室温Trが基準室温値Ts1に達しておらず（Ｔｒ＜Ｔｓ１）、室内Ｒが室内熱交換器３２の表面を結露させにくい環境であるとき、洗浄用暖房運転により室内Ｒを暖めて、室内熱交換器３２の表面を結露させやすくする。洗浄用暖房運転は、通常の暖房運転と同様に、室内制御部４０からの指示を受けた室外制御部４５が、圧縮機２２と膨張弁２５及び四方切替弁２１とを制御することにより実行される。室内熱交換器３２の表面を結露させやすくするための加湿ユニット等は不要である。通常のエアコン装置１０のみの簡素な構成で、室内熱交換器３２の表面を結露させやすくする環境を整えることができる。

加えて、ステップＳｔ３において室温Trが最低基準値Ts2に満たない場合（Tr < Ts2）、洗浄運転を終了させる（エンド）。即ち、室温Trが低すぎる場合、空気中の水分量が少ないため室内熱交換器３２の表面を結露させるために適した環境といえないと判断し、洗浄運転を実行しない。洗浄用暖房運転を効率的に実行することができる。

加えて、ステップｓｔ９の洗浄用冷房運転の開始後、ステップＳｔ１２において室温Trが最低基準値Ts2を下回ったと判断され、ステップＳｔ１３において第１のタイマt1による計測時間（洗浄運転の継続時間）が予め設定された基準時間m2（第２の基準時間）を経過していない場合（t1 ＜ m2)、洗浄用冷房運転を停止し、再度、洗浄用暖房運転を実行する。

即ち、洗浄用冷房運転の運転中であっても、室内熱交換器３２の表面を結露させにくい環境と判断された場合、洗浄用冷房運転を停止し、洗浄用暖房運転を実行することにより結露させやすい環境を整えた後に、洗浄用冷房運転を再び実行する。室内熱交換器３２の表面を結露させやすくなるため、より確実に室内熱交換器３２の表面に付着した塵埃を洗浄することができる。

本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は実施例に限定されるものではない。

本発明の空気調和機は、家庭用のエアコン装置に好適である。

１０…エアコン装置（空気調和機）
１１…冷媒回路
２１…四路切替弁
２２…圧縮機
２５…膨張弁
３２…室内熱交換器
４０…室内制御部（制御部）
４１…温度センサ
Ts1…基準室温値
m1…基準時間（第１の基準時間）
T2s…最低基準値
m2…基準時間（第２の基準時間）
Ts4…設定温度

Claims (4)

1. 圧縮機と、膨張弁と、室内熱交換器と、前記室内熱交換器の表面に付着した塵埃を洗浄する洗浄運転を実行する制御部と、を有しており、
   室内を加湿する加湿器を有さず、
   前記洗浄運転は、前記室内熱交換器の表面を結露させて前記室内熱交換器の表面を洗浄する洗浄用冷房運転を含み、
   前記制御部は、
   冷房運転の終了後における前記洗浄運転において、
   温度センサにより検出された室温が、前記洗浄用冷房運転を開始する基準となる予め設定された基準室温値に達するまで、前記室内熱交換器を流れる冷媒と室内の空気との間で熱交換を行って室内を暖めることにより室内の空気中の水分量を増やす洗浄用暖房運転を実行し、
   前記洗浄用暖房運転を停止させた後に、前記洗浄用冷房運転を実行する、空気調和機。
2. 前記制御部は、前記温度センサにより検出された室温が、前記基準室温値に達していないと判断した場合に、前記洗浄用暖房運転を実行する、請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御部は、前記温度センサにより検出された室温が前記基準室温値に達する前に予め設定された第１の基準時間を経過した場合、前記洗浄用暖房運転を停止する、請求項１に記載の空気調和機。
4. 前記制御部は、前記温度センサにより検出された室温が、前記基準室温値を超えていると判断した場合、前記洗浄用暖房運転を実行せずに、前記洗浄用冷房運転を実行する、請求項１に記載の空気調和機。

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