JP7247594B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、湿熱除菌を実施する空気調和機に関する。

特許文献１は空気調和機を開示する。空気調和機は冷房運転後に内部クリーン運転を実施する。内部クリーン運転では、送風運転後に暖房運転が実施される。送風運転の開始にあたって強風が設定される。強風は室内機内部に存在する水分を吹き飛ばす。暖房運転に応じて室内機内部の水分は除去される。特許文献２に開示されるように、熱交換器の表面に生成される結露水を利用して湿熱除菌を実現する空気調和機は提案される。

特開２００９－２９９９８３号公報 特許第６３９９１８１号公報

特許文献２に開示される湿熱除菌では、送風運転に続いて暖房サイクル運転が実施される。ここで、暖房サイクル運転とは、いわゆる暖房運転以外であって暖房運転時と同様な冷媒の循環を確立する動作をいう。しかしながら、特許文献１のように暖房サイクル運転に応じて室内機内部の水分が除去されてしまうと、湿熱除菌は実現されることができない。その一方で、送風運転で熱交換器が十分に乾燥されないと、暖房サイクル運転の開始時に気流の湿度が著しく上昇してしまい、在室者に不快を感じさせてしまう。

本発明は、湿熱除菌の処理にあたって在室者の肌感を良好に維持することができる空気調和機を提供することを目的とする。

本発明の一形態は、送風ファンの回転に応じて熱交換器を通過する気流を生成し、吹出口から前記気流を吹き出す室内機と、圧縮機および膨張弁の働きに応じて、前記熱交換器に冷媒を供給する室外機と、吹き出し気流内の１分あたり湿度変化率がピーク値を示した後に所定の範囲内の値となるまで送風運転を実施する前処理制御部と、１分あたり湿度変化率が前記所定の範囲内の値になった後に、暖房サイクル運転を実施し、摂氏５５度以上に前記熱交換器の温度を維持する加熱制御部とを備える空気調和機に関する。

１分あたり湿度変化率がピーク値を示した後に所定の範囲内に収まると、その後に暖房サイクル運転が実施されても、暖房サイクル運転に基づく湿度の上昇は抑制されることができる。したがって、在室者の肌感は良好に維持されることができる。その一方で、１分あたり湿度変化率がピーク値を示した後に安定する前に暖房サイクル運転が開始されると、１分あたり湿度変化率がピーク値よりも著しく増加する。その結果、在室者の肌感が悪化してしまう。

空気調和機は、前記暖房サイクル運転後に送風運転を実施し、前記隙間から前記結露水を気化させる後処理制御部を備えてもよい。こうして室内機の内部は乾燥するので、カビの繁殖は抑制される（防止される）ことができる。

前記熱交換器の温度は、前記圧縮機の使用温度範囲の上限温度に対応して定められる限度温度以下に維持されればよい。圧縮機には、圧縮機の動作を保証する使用温度範囲が設定される。圧縮機の温度が使用温度範囲の上限温度以下に維持されると、圧縮機の動作は確実に確保されることができる。暖房運転時に圧縮機の動作が抑制されると、圧縮機の温度の上昇は回避されることができる。ここで、空気調和機では圧縮機の温度制御にあたって熱交換器の温度が利用される。熱交換器の温度が限度温度を超えると、圧縮機の動作は抑制される（例えば圧縮機は停止する）。したがって、熱交換器の温度が限度温度以下に抑えられると、圧縮機の動作は抑制されずに、熱交換器の加熱は良好に維持されることができる。加えて、熱交換器は限度温度を超えた温度に加熱されないので、過度に温かい気流が室内機から室内に吹き出されることは防止されることができる。室内の居住環境の悪化は防止されることができる。

前記送風運転は、前記熱交換器の隙間に結露水を維持しながら、前記熱交換器の表面に付着する水分を取り除けばよい。送風運転時に熱交換器の隙間に結露水が維持されるので、熱交換器の温度が摂氏５５度以上に維持されると、十分な除菌が実現されることができる。送風運転は熱交換器の表面から水分を乾燥させるので、暖房サイクル運転後に室内機内の湿度は十分に低下する。カビの繁殖は防止されることができる。こうしてできる限り短時間に湿熱除菌は実現されることができる。

前記前処理制御部は、それぞれ１つの固定値で、前記送風運転にあたって前記送風ファンの１分あたり回転数および送風時間を規定する参照テーブルを有してもよい。結露水の水滴は熱交換器の表面でだんだん成長していき重力の働きで熱交換器の表面を伝って流れ落ちる。したがって、重力に逆らって熱交換器の表面に維持されると予想される水分量に基づき送風機の１分当たり回転数と送風時間とは特定されることができる。

以上のように開示の空気調和機によれば、湿熱除菌の処理にあたって在室者の肌感を良好に維持することができる

本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す概念図である。 一実施形態に係る室内機の外観を概略的に示す斜視図である。 室内機の本体の構成を概略的に示す斜視図である。 室内機の構造を概略的に示す分解斜視図である。 室内機の本体の拡大垂直断面図である。 制御部の構成を概略的に示すブロック図である。 リモコンの外観および表示を概略的に示す拡大平面図である。 加熱除菌動作を概略的に示すフローチャートである。 １分あたり湿度変化率の時間変化を示すグラフである。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

（１）空気調和機の構成
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機１１の構成を概略的に示す。空気調和機１１は室内機１２および室外機１３を備える。室内機１２は例えば建物内の室内空間に設置される。その他、室内機１２は室内空間に相当する空間に設置されればよい。室内機１２には室内熱交換器１４が組み込まれる。室外機１３には圧縮機１５、室外熱交換器１６、膨張弁１７および四方弁１８が組み込まれる。室内熱交換器１４、圧縮機１５、室外熱交換器１６、膨張弁１７および四方弁１８は冷凍回路１９を形成する。室外機１３は、室外空気との熱交換が可能な屋外に設置されればよい。

冷凍回路１９は第１循環経路２１を備える。第１循環経路２１は四方弁１８の第１口１８ａおよび第２口１８ｂを相互に結ぶ。第１循環経路２１には圧縮機１５が設けられている。圧縮機１５の吸入管１５ａは四方弁１８の第１口１８ａに冷媒配管を介して接続される。第１口１８ａからガス冷媒は圧縮機１５の吸入管１５ａに供給される。圧縮機１５は低圧のガス冷媒を所定の圧力まで圧縮する。圧縮機１５の吐出管１５ｂは四方弁１８の第２口１８ｂに冷媒配管を介して接続される。圧縮機１５の吐出管１５ｂからガス冷媒は四方弁１８の第２口１８ｂに供給される。冷媒配管は例えば銅管であればよい。

冷凍回路１９は第２循環経路２２をさらに備える。第２循環経路２２は四方弁１８の第３口１８ｃおよび第４口１８ｄを相互に結ぶ。第２循環経路２２には、第３口１８ｃ側から順番に室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４が組み込まれる。室外熱交換器１６は、室外熱交換器１６を通過する冷媒と室外熱交換器１６に接触する空気との間で熱エネルギーを交換する。室内熱交換器１４は、室内熱交換器１４を通過する冷媒と室内熱交換器１４に接触する空気との間で熱エネルギーを交換する。

室外機１３には送風ファン２３が組み込まれる。送風ファン２３は室外熱交換器１６に通風する。送風ファン２３は例えば羽根車の回転に応じて気流を生成する。送風ファン２３の働きで気流は室外熱交換器１６を通り抜ける。室外の空気は室外熱交換器１６を通り抜け冷媒と熱交換する。熱交換された冷気または暖気の気流は室外機１３から吹き出される。通り抜ける気流の流量は羽根車の回転数に応じて調整される。

室内機１２には送風ファン２４が組み込まれる。送風ファン２４は室内熱交換器１４に通風する。送風ファン２４は羽根車の回転に応じて気流を生成する。送風ファン２４の働きで室内機１２には室内空気が吸い込まれる。室内空気は室内熱交換器１４を通り抜け冷媒と熱交換する。熱交換された冷気または暖気の気流は室内機１２から吹き出される。通り抜ける気流の流量は羽根車の回転数に応じて調整される。

室内機１２には上下風向板２５ａ、２５ｂを備える。上下風向板２５ａ、２５ｂは、室内機１２から吹き出される気流の向きを規定する。上下風向板２５ａ、２５ｂの構造の詳細は後述される。

冷凍回路１９で冷房運転が実施される場合には、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第３口１８ｃを相互に接続し第１口１８ａおよび第４口１８ｄを相互に接続する。したがって、圧縮機１５の吐出管１５ｂから高温高圧の冷媒が室外熱交換器１６に供給される。冷媒は室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４を順番に流通する。室外熱交換器１６では冷媒から外気に放熱する。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器１４で周囲の空気から吸熱する。冷気が生成される。冷気は送風ファン２４の働きで室内空間に吹き出される。

冷凍回路１９で暖房運転が実施される場合には、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第４口１８ｄを相互に接続し第１口１８ａおよび第３口１８ｃを相互に接続する。圧縮機１５から高温高圧の冷媒が室内熱交換器１４に供給される。冷媒は室内熱交換器１４、膨張弁１７および室外熱交換器１６を順番に流通する。室内熱交換器１４では冷媒から周囲の空気に放熱する。暖気が生成される。暖気は送風ファン２４の働きで室内空間に吹き出される。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室外熱交換器１６で周囲の空気から吸熱する。その後、冷媒は圧縮機１５に戻る。

空気調和機１１は温度センサ２６ａおよび湿度センサ２６ｂを備える。温度センサ２６ａは室内熱交換器１４に取り付けられる。温度センサ２６ａは室内熱交換器１４の温度を計測する。温度センサ２６ａは、計測された温度の温度情報を含む温度信号を出力する。湿度センサ２６ｂは室内機１２内に配置される。湿度センサ２６ｂは室内機１２内の相対湿度を計測する。湿度センサ２６ｂは、計測された湿度の湿度情報を含む湿度信号を出力する。

空気調和機１１は制御部２７を備える。制御部２７は、例えば室外機１３に組み込まれる図示しない制御ボード上に形成される。制御部２７には、個別の信号線で、室外機１３内の四方弁１８、膨張弁１７および圧縮機１５が電気的に接続される。同様に、制御部２７には、個別の信号線で室内機１２内の送風ファン２４の駆動モータ、上下風向板２５ａ、２５ｂの駆動源、温度センサ２６ａおよび湿度センサ２６ｂが電気的に接続される。制御部２７は、温度センサ２６ａからの温度信号や湿度センサ２６ｂからの湿度信号に基づき、室外機１３内の四方弁１８、膨張弁１７、送風ファン２３および圧縮機１５、並びに、室内機１２内の送風ファン２４の動作を制御する。そうした制御の結果、後述されるように、空気調和機１１の冷房運転や暖房運転、加熱除菌動作は実現される。

（２）室内機の構成
図２は一実施形態に係る室内機１２の外観を概略的に示す。室内機１２の本体（筐体）２８ａにはアウターパネル２８ｂが覆い被さる。本体２８ａの下面には吹出口２９が形成される。吹出口２９は室内に向けて開口する。本体２８ａは例えば室内の壁面に固定されることができる。室内熱交換器１４で冷気または暖気が生成され、冷気または暖気の気流は吹出口２９から吹き出す。

吹出口２９には前後１対の上下風向板２５ａ、２５ｂが配置される。上下風向板２５ａ、２５ｂはそれぞれ本体の長手方向と平行な回転軸線３２ａ、３２ｂ回りに回転することができる。回転に応じて上下風向板２５ａ、２５ｂは吹出口２９を開閉する。上下風向板２５ａ、２５ｂの角度に応じて、吹き出される気流の方向は変えられる。

図３に示されるように、本体２８ａには吸込口３３が形成される。吸込口３３は本体２８ａの正面および上面で開口する。室内の空気は吸込口３３から本体２８ａ内に取り込まれ、室内熱交換器１４に向けて供給される。

吸込口３３には回転軸線３２ａ、３２ｂに平行な方向にエアフィルタアセンブリ３４が並べられる。エアフィルタアセンブリ３４はエアフィルタ３５およびダストボックス３６を備える。エアフィルタ３５はダストボックス３６に保持される。ダストボックス３６は本体２８ａに着脱自在に取り付けられる。ダストボックス３６が本体２８ａにセットされると、エアフィルタ３５は吸込口３３の全面にわたって配置される。

ダストボックス３６には前側のフィルタレール３８が形成される。本体２８ａには前側のフィルタレール３８の延長線上に対応して後側のフィルタレール３９が形成される。フィルタレール３８、３９は回転軸線３２ａ、３２ｂに直交する垂直面に沿って延びる。エアフィルタ３５の左右両端はスライド自在にフィルタレール３８、３９に保持される。エアフィルタ３５は、後述する第２従動ギア５２により駆動され、フィルタレール３８、３９に沿って移動する。

図４に示されるように、本体２８ａには送風ファン２４が回転自在に支持される。送風ファン２４には例えばクロスフローファンが用いられる。送風ファン２４は回転軸線３２ａ、３２ｂに平行な回転軸４１回りで回転する。送風ファン２４の回転軸４１は本体２８ａの設置時の水平方向に延びる。送風ファン２４は吹出口２９に平行に配置される。送風ファン２４には駆動源（図示されず）から回転軸４１回りの駆動力が伝達される。駆動源は本体２８ａに支持される。送風ファン２４の回転に応じて気流は室内熱交換器１４を通過する。その結果、冷気または暖気の気流が生成される。冷気または暖気の気流は吹出口２９から吹き出される。

室内熱交換器１４は前側体１４ａおよび後側体１４ｂを備える。前側体１４ａは送風ファン２４の前側から送風ファン２４に向き合わせられる。後側体１４ｂは送風ファン２４の後側から送風ファン２４に向き合わせられる。前側体１４ａおよび後側体１４ｂは後述されるように上端で相互に連結される。前側体１４ａおよび後側体１４ｂは冷媒管４２ａを有する。すなわち、冷媒管４２ａは、回転軸線３２ａ、３２ｂに平行に延び、本体２８ａの正面視左右端で折り返され、再び回転軸線３２ａ、３２ｂに平行に延び、再び本体２８ａの正面視左右端で折り返され、これらが繰り返される。冷媒管４２ａは第２循環経路２２の一部を構成する。冷媒管４２ａには複数の放熱フィン４２ｂが結合される。放熱フィン４２ｂは回転軸線３２ａ、３２ｂに直交しつつ相互に平行に配列される。冷媒管４２ａおよび放熱フィン４２ｂは例えば銅やアルミニウムといった金属材料から形成されることができる。冷媒管４２ａおよび放熱フィン４２ｂを通じて冷媒と空気との間で熱交換が実現される。

図４および図５に示されるように、エアフィルタアセンブリ３４はフィルタ清掃ユニット４３を備える。ダストボックス３６はフィルタ清掃ユニット４３の１構成要素を担う。ダストボックス３６は上ダストボックス４５および下ダストボックス４６を備える。上ダストボックス４５はエアフィルタ３５の前面側に配置される。上ダストボックス４５はカバー４７を有する。カバー４７はボックス本体４８の貯留空間４９を開閉する。下ダストボックス４６はエアフィルタ３５の後面側に配置される。上ダストボックス４５および下ダストボックス４６はエアフィルタ３５を挟み込む。エアフィルタ３５の清掃時、概ねエアフィルタ３５の前面の塵埃は上ダストボックス４５のボックス本体４８に回収され、エアフィルタ３５の後面の塵埃は下ダストボックス４６に回収される。

フィルタ清掃ユニット４３は第１従動ギア５１および第２従動ギア５２を備える。第１従動ギア５１は上ダストボックス４５に支持される。第１従動ギア５１は水平軸５３回りで回転する。第１従動ギア５１の歯は上ダストボックス４５の外面から部分的に露出する。同様に、第２従動ギア５２は下ダストボックス４６に支持される。第２従動ギア５２は水平軸５４回りで回転する。第２従動ギア５２は、下ダストボックス４６の両端でエアフィルタ３５を駆動する。第２従動ギア５２の歯は下ダストボックス４６の外面から部分的に露出する。エアフィルタアセンブリ３４が本体２８ａにセットされると、第１従動ギア５１は本体２８ａに搭載の第１駆動ギア（図示されず）に噛み合い、同様に第２従動ギア５２は本体２８ａに搭載の第２駆動ギア（図示されず）に噛み合う。個々の駆動ギアには個別に電動モータといった駆動源（図示されず）が連結される。個々の駆動源から供給される駆動力に応じて第１従動ギア５１および第２従動ギア５２は個別に回転する。

図５に示されるように、フィルタ清掃ユニット４３は清掃ブラシ５６を備える。清掃ブラシ５６は上ダストボックス４５内に収納される。清掃ブラシ５６はブラシ台座５７を備える。ブラシ台座５７は第１従動ギア５１からの駆動力により水平軸５８回りに回転することができる。ブラシ毛５９はブラシ台座５７の筒面上に所定の中心角範囲にわたって配置される。ブラシ毛５９の植毛範囲はブラシ台座５７の軸方向にエアフィルタ３５を横切る広がりを有する。清掃ブラシ５６は所定の回転位置でブラシ毛５９をエアフィルタ３５に接触させ当該回転位置以外ではブラシ毛５９をエアフィルタ３５から離脱させる。ブラシ毛５９がエアフィルタ３５に接触する状態で回転軸線３２ａ、３２ｂに直交する垂直面に沿った方向にエアフィルタ３５が移動すると、エアフィルタ３５の前面に付着した塵埃はブラシ毛５９に絡め取られることができる。

フィルタ清掃ユニット４３はブラシ受け６１を備える。ブラシ受け６１は下ダストボックス４６内に収納される。ブラシ受け６１は受け面６２を有する。受け面６２は清掃ブラシ５６に向き合わせられる。ブラシ毛５９がエアフィルタ３５に接触する際に受け面６２はブラシ毛５９との間にエアフィルタ３５を挟み込む。その他、受け面６２にはブラシ毛が植毛されてもよい。

室内熱交換器１４は、前側体１４ａおよび後側体１４ｂを相互に連結する連結体６３を備える。連結体６３は前側体１４ａの上端および後側体１４ｂの上端に結合される。連結体６３は、例えば銅やアルミニウムといった熱伝導性の良い金属材料から成形される。連結体６３は、少なくとも部分的に前側体１４ａの上端および後側体１４ｂの上端に被さる板材に形成される。送風ファン２４の回転時、吸込口３３から送風ファン２４に向かって流れる空気は連結体６３で遮蔽されて室内熱交換器１４の第１領域６４には行き届かない。

室内熱交換器１４は、前側体１４ａの下端に連結される下側体１４ｃを備える。前側体１４ａおよび下側体１４ｃの隙間の前方には例えばプラズマクリーンユニットといった遮風体６５が配置される。遮風体６５は、本体２８ａの前方から送風ファン２４に向かって流れる空気を遮る。送風ファン２４の回転時、吸込口３３から送風ファン２４に向かって流れる空気は遮風体６５で遮蔽されて室内熱交換器１４の第２領域６６には行き着かない。

空気調和機１１の室内機１２は、室内熱交換器１４の下方に配置されるドレンパンを備える。ドレンパンは、前側体１４ａの下方に配置される第１ドレンパン６７ａと、後側体１４ｂの下方に配置される第２ドレンパン６７ｂとを含む。第１ドレンパン６７ａは、送風ファン２４の前方で本体２８ａに支持される。前側体１４ａの表面に生成される結露水は重力の作用で第１ドレンパン６７ａに流れ落ちる。第１ドレンパン６７ａは最下位置の排出口（図示されず）に向けて緩やかに傾斜する。排出口には室外機１３に繋がる配管が接続される。送風ファン２４の回転時、吸込口３３から送風ファン２４に向かって流れる空気は第１ドレンパン６７ａで遮蔽されて室内熱交換器１４の第３領域６８には行き着かない。

第２ドレンパン６７ｂは、送風ファン２４の後方で本体２８ａに支持される。後側体１４ｂの表面に生成される結露水は重力の作用で第２ドレンパン６７ｂに流れ落ちる。第２ドレンパン６７ｂは最下位置の排出口（図示されず）に向けて緩やかに傾斜する。排出口には室外機１３に繋がる配管が接続される。第２ドレンパン６７ｂは、送風ファン２４の回転時、本体２８ａの背壁に沿って吸込口３３から流入する空気の通り道を塞ぐ。したがって、送風ファン２４の回転時、本体２８ａの背壁に沿って吸込口３３から流入する空気は通り抜けできないことから第２ドレンパン６７ｂに向かって流れ込むことはできず、室内熱交換器１４の第４領域６９まで行き着かない。

（３）制御系の構成
図６に示されるように、制御部２７は、冷房運転の動作を管理する冷房運転部７８と、暖房運転の動作を管理する暖房運転部７９と、加熱除菌動作を管理する加熱除菌動作部８１とを備える。これら冷房運転部７８、暖房運転部７９および加熱除菌動作部８１には弁切替制御部８２、開度制御部８３、圧縮機制御部８４、第１送風ファン制御部８５、第２送風ファン制御部８６および風向制御部８７が接続される。弁切替制御部８２は四方弁１８に接続される。弁切替制御部８２は四方弁１８に向けて制御信号を出力する。四方弁１８は受信した制御信号に応じて第１位置および第２位置の間で切り替えられる。第１位置では四方弁１８は第２口１８ｂおよび第３口１８ｃを相互に接続し第１口１８ａおよび第４口１８ｄを相互に接続する。第２位置では四方弁１８は第２口１８ｂおよび第４口１８ｄを相互に接続し第１口１８ａおよび第３口１８ｃを相互に接続する。弁切替制御部８２は、冷房運転部７８、暖房運転部７９または加熱除菌動作部８１からの指示に応じて、第１位置または第２位置を特定する制御信号を生成する。

開度制御部８３は膨張弁１７に接続される。開度制御部８３は膨張弁１７に向けて制御信号を出力する。膨張弁１７の開度は受信した制御信号に応じて調整される。制御信号は膨張弁１７の開度を特定する。室内熱交換器１４の温度の設定にあたって、後述される圧縮機１５の制御とともに膨張弁１７の開度の調整は用いられる。開度制御部８３は、冷房運転部７８、暖房運転部７９または加熱除菌動作部８１からの指示に応じて、膨張弁１７の開度を特定する制御信号を生成する。

圧縮機制御部８４は圧縮機１５に接続される。圧縮機制御部８４は圧縮機１５に向けて制御信号を出力する。圧縮機１５の動作は受信した制御信号に応じて制御される。制御信号は例えば圧縮機１５の回転数を特定する。室内熱交換器１４の温度の設定にあたって、膨張弁１７の開度とともに圧縮機１５の動作は調整される。圧縮機制御部８４は、冷房運転部７８、暖房運転部７９または加熱除菌動作部８１からの指示に応じて、圧縮機１５の回転数を特定する制御信号を生成する。

第１送風ファン制御部８５は室外機１３の送風ファン２３に接続される。第１送風ファン制御部８５は送風ファン２３に向けて制御信号を出力する。送風ファン２３の回転は受信した制御信号に応じて制御される。制御信号は例えば送風ファン２３の回転および静止を切り替える。送風ファン２３の回転時には制御信号は送風ファン２３の回転数を特定する。送風ファン２３の回転に基づく風量に応じて室外熱交換器１６で交換される熱エネルギー量は調整される。第１送風ファン制御部８５は、冷房運転部７８、暖房運転部７９または加熱除菌動作部８１からの指示に応じて、動作の停止や送風ファン２３の回転数を特定する制御信号を生成する。

第２送風ファン制御部８６は室内機１２の送風ファン２４に接続される。第２送風ファン制御部８６は送風ファン２４に向けて制御信号を出力する。送風ファン２４の回転は受信した制御信号に応じて制御される。制御信号は例えば送風ファン２４の回転および静止を切り替える。送風ファン２４の回転時には制御信号は送風ファン２４の回転数を特定する。送風ファン２４の回転に基づく風量に応じて室内熱交換器１４で交換される熱エネルギー量は調整される。第２送風ファン制御部８６は、冷房運転部７８、暖房運転部７９または加熱除菌動作部８１からの指示に応じて、動作の停止や送風ファン２４の回転数を特定する制御信号を生成する。

風向制御部８７は上下風向板２５ａ、２５ｂに接続される。風向制御部８７は上下風向板２５ａ、２５ｂに向けて制御信号を出力する。回転軸線３２ａ、３２ｂ回りで上下風向板２５ａ、２５ｂの姿勢は受信した制御信号に応じて制御される。制御信号は例えば回転軸線３２ａ、３２ｂ回りで上下風向板２５ａ、２５ｂの角度を特定する。最小角度で上下風向板２５ａ、２５ｂは吹出口３３を閉じる。最大角度で上下風向板２５ａ、２５ｂは最大限に吹出口３３を開放する。風向制御部８７は、冷房運転部７８、暖房運転部７９または加熱除菌動作部８１からの指示に応じて、上下風向板２５ａ、２５ｂの角度を特定する制御信号を生成する。

冷房運転部７８は、弁切替制御部８２に指示して冷房運転を確立する。冷房運転部７８は、冷房運転時の設定温度に応じて開度制御部８３および圧縮機制御部８４に指示して膨張弁１７の開度および圧縮機１５の回転数を制御する。暖房運転部７９は、弁切替制御部８２に指示して暖房運転を確立する。暖房運転部７９は、暖房運転時の設定温度に応じて開度制御部８３および圧縮機制御部８４に指示して膨張弁１７の開度および圧縮機１５の回転数を制御する。こうして室内機１２は、送風ファン２４の回転に応じて室内熱交換器１４を通過する冷気または暖気の気流を生成し、吹出口２９から冷気または暖気の気流を吹き出す。室外機１３は、圧縮機１５および膨張弁１７の働きに応じて、調整された相状態で室内熱交換器１４に冷媒を供給する。

加熱除菌動作部８１は、暖房サイクル運転を実施し、予め決められた継続時間（例えば１０分）にわたって摂氏５５度以上に室内熱交換器１４の温度を維持する加熱制御部８１ａと、加熱制御部８１ａの暖房サイクル運転に先立って送風運転（以下「第１送風運転」という）を実施する前処理制御部８１ｂと、加熱制御部８１ａの暖房サイクル運転後に送風運転（以下「第２送風運転」という）を実施する後処理制御部８１ｃとを備える。送風運転時、圧縮機１５では休止状態が確立される。すなわち、圧縮機１５の動作は停止する。ここで、暖房サイクル運転では、冷凍回路１９で暖房運転時と同様な冷媒の循環が確立される。加熱除菌動作部８１には温度センサ２６ａおよび湿度センサ２６ｂが接続される。温度センサ２６ａおよび湿度センサ２６ｂは、空気調和機１１の冷房運転あるいは暖房運転に用いられるセンサと兼用されるものであってもよい。

ここでは、加熱除菌動作部８１は、圧縮機１５の使用温度範囲の上限温度に対応して定められる限度温度を設定する。圧縮機１５には、圧縮機１５の動作を保証する使用温度範囲が設定される。圧縮機１５の温度が使用温度範囲の上限温度以下に維持されると、圧縮機１５の動作は確実に確保される。暖房運転時に圧縮機１５の動作が抑制されると、圧縮機１５の温度の上昇は回避されることができる。ここで、空気調和機１１では圧縮機１５の温度制御にあたって室内熱交換器１４の温度が利用される。室内熱交換器１４の温度は温度センサ２６ａで検出される。室内熱交換器１４の温度が限度温度を超えると、加熱除菌動作部８１は圧縮機１５の動作を抑制する。加熱除菌動作部８１は圧縮機１５の動作を停止してもよい。こうして圧縮機１５は保護される。限度温度は例えば摂氏５９度に設定される。

第２送風ファン制御部８６には参照テーブル８８が接続される。参照テーブル８８には、送風ファン２４の１分あたり回転数を規定する第１値８８ａと、第１値８８ａよりも小さい送風ファン２４の１分あたり回転数を規定する第２値８８ｂと、第２値８８ｂよりも小さい送風ファン２４の１分あたり回転数を規定する第３値８８ｃと、第１値８８ａよりも小さく第２値８８ｂよりも大きい送風ファン２４の１分あたり回転数を規定する第４値８８ｄとが保持される。第１値８８ａの回転数で送風ファン２４が回転すると、吹出口２９から第１風量の気流は吹き出す。第２値８８ｂの回転数で送風ファン２４が回転すると、吹出口２９から第１風量よりも小さい第２風量の気流は吹き出す。第３値８８ｃの回転数で送風ファン２４が回転すると、吹出口２９から第２風量よりも小さい第３風量の気流は吹き出す。第４値８８ｄの回転数で送風ファン２４が回転すると、吹出口２９から第１風量よりも小さく第２風量よりも大きい風量の気流は吹き出す。参照テーブル８８は例えばメモリといった記憶媒体内に構築されればよい。ここでは、第３値８８ｃよりも小さい送風ファン２４の１分あたり回転数を規定する第５値８８ｅが参照テーブル８８に保持される。第５値８８ｅの回転数で送風ファン２４が回転すると、吹出口２９から第３風量よりも小さい風量の気流は吹き出す。

参照テーブル８８には、加熱制御部８１ａで実施される暖房サイクル運転の送風時間を特定する第１時間値８９ａと、前処理制御部８１ｂで実施される第１送風運転の送風時間を特定する第２時間値８９ｂと、後処理制御部８１ｃで実施される第２送風運転の送風時間を特定する第３時間値８９ｃとが保持される。ここでは、第１値８８ａ～第５値８８ｅおよび第１時間値８９ａ～第３時間値８９ｃはそれぞれ１つの固定値で特定される。

制御部２７は、冷房運転部７８、暖房運転部７９および加熱除菌動作部８１に接続されるタイマー９１を備える。タイマー９１は冷房運転部７８、暖房運転部７９または加熱除菌動作部８１の指示に従って計時する。冷房運転あるいは暖房運転の運転時間や加熱制御部８１ａの暖房サイクル運転時間、前処理制御部８１ｂの送風時間、後処理制御部８１ｃの送風時間が測定される。タイマー９１は加熱除菌動作部８１に向けて計時信号を出力する。計時信号は、計時された時間の値を特定する。加熱除菌動作部８１は、計時された時間の値に応じて、弁切替制御部８２の動作や圧縮機制御部８４の動作、第２送風ファン制御部８６の動作を制御する。

制御部２７は、冷房運転部７８、暖房運転部７９および加熱除菌動作部８１に接続される受信部９２を備える。受信部９２はリモコン（操作ユニット）９３と通信する。通信には光信号や電波が用いられる。リモコン９３は、室内空間に配置されて、室内機１２に操作信号を送る。

図７に示されるように、リモコン９３は、筐体９４の表面に埋め込まれる操作ボタン群９５およびディスプレイパネル９６を備える。操作ボタン群９５は、「メニュー」ボタン９５ａ、「決定」ボタン９５ｂ、「戻る」ボタン９５ｃ、「冷房」ボタン９５ｄ、「暖房」ボタン９５ｅ、「除湿」ボタン９５ｆ、「停止」ボタン９５ｇといった操作ボタンを含む。個々の操作ボタンが操作されると、個々の操作ボタン９５ａ～９５ｇに固有の電気信号が出力される。電気信号は、送信回路で光信号や電波に変換され室内機１２の受信部９２に向けて送信される。

ディスプレイパネル９６には、描画回路の指示に従って「自動」「冷房」「暖房」「除湿」「送風」といった運転動作の種類や設定温度が表示されるほか、「メニュー」ボタン９５ａの操作に応じてメニューリスト（アイコン）が表示される。メニューリストに表示される選択肢の中から「決定」ボタン９５ｂで選択することで、加熱除菌動作を含むその他の動作に関して実行または不実行が決定されることができる。例えば冷房運転中や暖房運転中に「メニュー」ボタン９５ａが操作されると、図７（Ｂ）に示されるように、ディスプレイパネル９６にはメニューリスト９７が表示される。「決定」ボタン９５ｂの操作に応じて「風量」が選択されると、図７（Ｃ）に示されるように、「風量」のリスト９８が表示される。ユーザーは、「決定」ボタン９５ｂの操作を通じて希望する風量を選択することができる。例えば「強風」が選択されると、第２送風ファン制御部８６は参照テーブル８８から第１値８８ａを取得する。第１値８８ａに応じて第２送風ファン制御部８６は送風ファン２４の動作を制御する。同様に、「弱風」が選択されると第２値８８ｂは取得される。「微風」が選択されると第３値８８ｃは取得される。「静音」が選択されると、第５値８８ｅは取得される。同様にユーザーはメニューリストから「加熱除菌」を選択することができる。リモコン９３で「加熱除菌」が選択されると、制御部２７は加熱除菌動作を実施する。

（４）加熱除菌動作
次に、空気調和機１１で実施される加熱除菌動作を説明する。加熱除菌動作の開始に先立って空気調和機１１では冷房運転が実施されていると、室温に比べて室内機１２内の温度が低下することから、室内空間の湿度に応じて室内機１２の筐体内で結露が生じる。このとき、放熱フィン４２ｂは表面張力に応じて結露水の毛細管現象を引き起こす間隔で配列されることから、放熱フィン４２ｂ同士の隙間に結露水は溜まる。送風ファン２４の回転で引き起こされる気流や重力の働きで結露水は部分的に室内熱交換器１４から第１および第２ドレンパン６７ａ、６７ｂに流れ落ちる。

加熱除菌動作は例えばユーザーのリモコン操作に応じて開始される。ユーザーは「メニュー」ボタン９５ａの操作に基づきリモコン９３のディスプレイパネル９６にメニューリストを表示する。ユーザーはメニューリストから「加熱除菌」を選択する。リモコン９３から室内機１２の受信部９２に「加熱除菌」を特定する電波は送信される。加熱除菌動作部８１は「加熱除菌」信号の受信に応じて加熱除菌動作を開始する。加熱除菌動作に先立って冷房運転部７８は冷房運転を終了する。

図８に示されるように、加熱除菌動作が開始されると、ステップＳ１で、前処理制御部８１ｂは第１送風運転を実施する。第１送風運転にあたって前処理制御部８１ｂは参照テーブル８８から第４値８８ｄおよび第２時間値８９ｂを取得する。前処理制御部８１ｂは圧縮機１５の動作を停止する。前処理制御部８１ｂは第２送風ファン制御部８６を通じて第４値８８ｄおよび第２時間値８９ｂに基づき送風ファン２４の動作を制御する。前処理制御部８１ｂは第２時間値８９ｂの計時にあたって例えばタイマー９１を用いればよい。第１領域６４、第２領域６６、第３領域６８および第４領域６９では、気流が通らないことから、放熱フィン４２ｂの隙間に結露水が残存する。隙間以外で放熱フィン４２ｂの表面に付着する水分は取り除かれる。

第１送風運転が終了すると、ステップＳ２で、加熱制御部８１ａは暖房サイクル運転を実施する。暖房サイクル運転にあたって加熱制御部８１ａは参照テーブル８８から第３値８８ｃおよび第１時間値８９ａを取得する。加熱制御部８１ａは弁切替制御部８２、開度制御部８３および圧縮機制御部８４を通じて四方弁１８、膨張弁１７および圧縮機１５の動作を制御し暖房運転を確立する。暖房サイクル運転にあたって加熱制御部８１ａは第２送風ファン制御部８６を通じて第３値８８ｃおよび第１時間値８９ａに基づき送風ファン２４の動作を制御する。加熱制御部８１ａは第１時間値８９ａの計時にあたって例えばタイマー９１を用いればよい。

暖房サイクル運転が終了すると、ステップＳ３で、後処理制御部８１ｃは第２送風運転を実施する。第２送風運転にあたって後処理制御部８１ｃは参照テーブル８８から第２値８８ｂおよび第３時間値８９ｃを取得する。後処理制御部８１ｃは圧縮機１５の動作を停止する。後処理制御部８１ｃは第２送風ファン制御部８６を通じて第２値８８ｂおよび第３時間値８９ｃに基づき送風ファン２４の動作を制御する。後処理制御部８１ｃは第３時間値８９ｃの計時にあたって例えばタイマー９１を用いればよい。

加熱制御部８１ａは予め決められた継続時間（＝第１時間値８９ａ）にわたって摂氏５５度以上に室内熱交換器１４の温度を維持する。加熱除菌動作には時間短縮が望まれることから、第１時間値８９ａにはカビ菌および細菌（例えば大腸菌）が９０％以上で死滅する最小時間が設定される。ここでは、既知の実験結果に基づき最小時間は５［ｍｉｎ］に設定される。圧縮機１５の保護の観点から室内熱交換器１４の温度は摂氏５９度以下に設定される。

第１送風運転にあたって、第４値８８ｄおよび第２時間値８９ｂは、加熱制御部８１ａの暖房サイクル運転中に室内熱交換器１４の隙間に結露水を維持することができる値に設定される。したがって、第１送風運転では、加熱制御部８１ａの暖房サイクル運転中に室内熱交換器１４の隙間に結露水を維持する水量に、室内熱交換器１４の隙間に結露水は残存する。放熱フィン４２ｂの表面に付着する水分は取り除かれる。室内熱交換器１４では、前述の第１領域６４、第２領域６６、第３領域６８および第４領域６９といった具合に、気流が通らない領域で結露水の蒸発は抑制されることから、設計段階で第１領域６４、第２領域６６、第３領域６８および第４領域６９の面積が調整されることで、残存する結露水の水量は調整されることができる。

第２送風運転にあたって、第２値８８ｂおよび第３時間値８９ｃは、少なくとも十分に暖房サイクル運転後の室内熱交換器１４を冷却することができる値に設定される。望ましくは、室内熱交換器１４は室温まで冷やされる。ここでは、第２送風運転に応じて室内熱交換器１４に残留する結露水は気化する。室内熱交換器１４の表面は乾燥する。

本実施形態では、加熱除菌動作の暖房サイクル運転時に結露水は維持されるので、摂氏５５度以上に室内熱交換器１４が維持されると、湿熱除菌は実現される。結露水中でカビ菌および細菌は効果的に除菌される。カビの繁殖は抑止される。しかも、暖房サイクル運転に先立って送風運転が実施されることから、暖房サイクル運転の開始時に吹き出し気流内で湿度の上昇は抑制される。その結果、在室者は湿った温かい空気に触れずに済む。在室者の肌感は良好に維持される。その一方で、過度に第１送風運転が持続されると、室内熱交換器１４の隙間から結露水が蒸発してしまい、暖房サイクル運転時に十分な除菌効果が実現されない。反対に、第１送風運転時に室内熱交換器１４の表面が十分に乾燥しないと、暖房サイクル運転の開始時に吹き出し気流の湿度が著しく上昇し、在室者の肌感は悪化してしまう。

本実施形態に係る後処理制御部８１は、加熱除菌動作の暖房サイクル運転後に第２送風運転を実施し、室内熱交換器１４を冷却するとともに、室内熱交換器１４の隙間から結露水を気化させる。こうして室内機１２の内部は乾燥するので、カビの繁殖は抑制される（防止される）。

室内熱交換器１４には、過度の加熱から圧縮機１５を保護する限度温度が設定される。室内熱交換器１４の温度が限度温度を超えると、圧縮機１５の動作は抑制される。したがって、室内熱交換器１４の温度が限度温度以下に抑えられると、圧縮機１５の動作は抑制されずに、室内熱交換器１４の加熱は良好に維持される。加えて、室内熱交換器１４には限度温度が設定されるので、過度に温かい気流が室内機１２から室内に吹き出されることは防止される。室内の居住環境の悪化は防止されることができる。

本実施形態に係る前処理制御部８１ａは、それぞれ１つの固定値で、第１送風運転にあたって送風ファン２４の１分あたり回転数および送風時間を規定する参照テーブル８８を有する。結露水は重力の働きで室内熱交換器１４の表面を伝って流れ落ちる。したがって、室内熱交換器１４の表面に付着する水分の量は予め想定されることができる。予め想定される水分の量に基づき送風ファン２４の１分当たり回転数と送風時間とは特定されることができる。こうして前処理制御部８１ａの処理動作は簡素化される。

本実施形態では、第２送風運転時には、暖房サイクル運転後で室内熱交換器１４は高温に達するものの、送風ファン２４は１分あたりに第１送風運転時の回転数（第４値８８ｄの回転数）よりも小さい回転数（第３値８８ｃの回転数）で回転するので、吹き出し気流の流量は抑制され、その結果、在室者の肌感は良好に維持される。第２送風運転で室内熱交換器１４は冷まされるので、後続して冷房運転が実施される場合でも冷房運転は短時間で開始されることができる。

加熱除菌動作にあたって暖房サイクル運転時に最も風量が抑制されれば、在室者は暖かい気流に曝されずに済む。したがって、在室者の肌感は良好に維持される。第２送風運転時には、暖房サイクル運転時よりも大きい風量が確保されれば、室内熱交換器１４の乾燥および温度の下降は促進される。したがって、処理時間は短縮される。第２送風運転時には吹き出し気流の温度は下降するので、たとえ風量が増加しても在室者の肌感は良好に維持されることができる。

冷房運転部７８の冷房運転や暖房運転部７９の暖房運転ではユーザーの選択に応じて室内機１２の風量は調整されることができる。風量の調整にあたってユーザーの選択肢ごとに送風ファン２４の回転数は予め設定される。ユーザーの選択肢はリモコン９３に設定される。加熱除菌動作の暖房サイクル運転や第２送風運転にあたってリモコン９３に設定される回転数が利用されると、通常制御時と回転数が変わらないので、制御は簡素化されることができる。制御部２７の負荷は軽減される。参照テーブル８８に新たに数値が追加される必要もないので、記憶容量も節約されることができる。

本実施形態では、第１送風運転にあたって、送風ファン２４の回転数は、「強風」よりも小さく「弱風」よりも大きい風量に対応して回転数を規定する第４値に設定される。こうして第１送風運転にあたってユーザーの選択肢とは異なる回転数は割り振られる。ユーザーの選択肢以外で第１送風運転に適した回転数は設定されることができる。こうしてできる限り第１送風運転の時間は短縮されることができる。できる限り短時間に加熱除菌動作は完了することができる。ただし、第１送風運転にあたって、前処理制御部８１ｂは第２送風運転時の「弱風」よりも大きい「強風」に対応する第１値に設定されてもよい。こうして第１送風運転にあたってリモコン９３に設定される回転数が利用されると、通常制御時と回転数が変わらないので、制御は簡素化されることができる。

第１送風運転の第４値８８ｄおよび第２時間値８９ｂの設定にあたって例えば吹き出し気流内の１分あたり湿度変化率が参照されてもよい。本発明者は、第１送風運転時および暖房サイクル運転時に経過時間ごとに１分あたり湿度変化率を計測した。計測にあたって実験室に空気調和機１１は設置された。実験室内で１分ごとに相対湿度は計測された。第１送風運転にあたって第２値８８ｂに基づき送風量は「弱風」に設定された。暖房サイクル運転にあたって第３値８８ｃに基づき送風量は「微風」に設定された。

図９に実線で示されるように、第１送風運転が特定の運転時間にわたって継続されると、吹き出し気流内の１分あたり湿度変化率はピーク値１０１を示した後に所定の範囲内の値に収束することが見出された。その後、第１送風運転に引き続き暖房サイクル運転が実施されると、暖房サイクル運転の開始に伴って再び吹き出し気流内の１分あたり湿度変化率はピーク値１０２を示した。こうして第１送風運転時と暖房サイクル運転時とでピーク値１０１、１０２は分散されることが確認された。その一方で、第１送風運転でピーク値１０１が現れるまで第１送風運転が継続されず、第１送風運転から暖房サイクル運転に切り替えられると、図９に点線で示されるように、暖房サイクル運転の開始に伴っていずれのピーク値１０１、１０２よりも大きいピーク値１０３が現れた。こうした１分あたり湿度変化率の増大は在室者の肌感を悪化させることから、ピーク値の低減は在室者の心地よさに繋がる。すなわち、吹き出し気流内の１分あたり湿度変化率はピーク値１０１を示した後に所定の範囲内の値に収束するまで第１送風運転が実施されると、その後に暖房サイクル運転が実施されても、暖房サイクル運転に基づく湿度の上昇は抑制される。したがって、在室者の肌感は良好に維持される。その一方で、１分あたり湿度変化率がピーク値を示した後であって所定の範囲に収まる前に暖房サイクル運転が開始されると、１分あたり湿度変化率がいずれのピーク値１０１、１０２よりも著しく増加する。ここでは、吹き出し気流内の１分あたり湿度変化率がピーク値１０１を示した後に１分あたり湿度変化率が±１．０％以内に収束すると、加熱制御部８１ａは第１送風運転から暖房サイクル運転に切り替えを実施する。

加熱除菌動作の暖房サイクル運転では、前述のように暖房サイクル運転の全期間にわたって室内熱交換器１４に結露水が維持される必要はなく、予め決められた継続時間にわたって摂氏５５度以上に室内熱交換器１４の温度が維持され室内熱交換器１４に結露水が維持されればよい。この場合には、送風ファン２４の１分あたり回転数および送風時間がそれぞれ１固定値で特定されるのではなく、冷房運転中に室内熱交換器１４で発生する結露水の量に応じて送風ファン２４の１分あたり回転数および送風時間は決定されればよい。例えば、前処理制御部８１ｂは冷房運転の運転時間に基づき送風ファン２４の回転数を決定することができる。室内熱交換器１４で発生する結露水の量は冷房運転の運転時間に依存することから、制御部２７で計時される冷房運転の運転時間に応じて送風運転時の送風ファン２４の回転数が決定されれば、送風運転の終了時に室内熱交換器１４では最適な湿り具合が確立されることができる。

こうして第１送風運転時に結露水の量に応じて送風ファン２４の回転数は決定されることから、室内熱交換器１４では結露水の維持にあたって最適な湿り具合が確立されることができる。したがって、送風運転時間は短縮されることができる。過度に第１送風運転が持続されると、室内熱交換器１４から結露水が蒸発してしまい、加熱除菌動作の暖房サイクル運転時に十分な除菌効果が実現されない。反対に、第１送風運転時に室内熱交換器１４の表面が十分に乾燥しないと、暖房サイクル運転の開始時に吹き出し気流の湿度が著しく上昇し、在室者の肌感は悪化してしまう。

前処理制御部８１ｂは、湿度センサ２６ｂで検出される湿度に基づき送風ファン２４の回転数を決定してもよい。室内熱交換器１４で発生する結露水の量は室内機１２内の湿度に依存することから、湿度センサ２６ｂの計測値に応じて第１送風運転時の送風ファン２４の回転数が決定されれば、第１送風運転の終了時に室内熱交換器１４では最適な湿り具合が確立されることができる。

１１…空気調和機、１２…室内機、１３…室外機、１４…熱交換器（室内熱交換器）、１５…圧縮機、１７…膨張弁、８１ａ…加熱制御部、８１ｂ…前処理制御部、８１ｃ…後処理制御部、８８…参照テーブル。

Claims (5)

1. 送風ファンの回転に応じて熱交換器を通過する気流を生成し、吹出口から前記気流を吹き出す室内機と、
   圧縮機および膨張弁の働きに応じて、前記熱交換器に冷媒を供給する室外機と、
   吹き出し気流内の１分あたり湿度変化率がピーク値を示した後に所定の範囲内の値となるまで送風運転を実施する前処理制御部と、
   １分あたり湿度変化率が前記所定の範囲内の値になった後に、暖房サイクル運転を実施し、摂氏５５度以上に前記熱交換器の温度を維持する加熱制御部と
   を備えることを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機において、前記暖房サイクル運転後に送風運転を実施し、前記熱交換器の隙間に残存する結露水を気化させる後処理制御部を備えることを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１または２に記載の空気調和機において、前記熱交換器の温度は、前記圧縮機の使用温度範囲の上限温度に対応して定められる限界温度以下に維持されることを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和機において、前記送風運転は、前記熱交換器の隙間に結露水を維持しながら、前記熱交換器の表面に付着する水分を取り除くことを特徴とする空気調和機。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の空気調和機において、前記前処理制御部は、それぞれ１つの固定値で、前記送風運転にあたって前記送風ファンの１分あたり回転数および送風時間を規定する参照テーブルを有することを特徴とする空気調和機。
   

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