JPH0428976B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、壁掛け形の空気調和機に関し、詳し
くは暖房運転起動時等における快適暖房対策に関
する。

（従来の技術） 一般に、ヒートポンプ式などの空気調和機の暖
房運転起動時には、室内フアンの作動を停止して
コールドドラフトを防止することが行われてい
る。また、暖房運転中において室温を検知する室
内サーモスタツトにより圧縮機が停止したときに
は、室内フアンを低速運転に切換えて、同様のコ
ールドドラフトを防止するようにしたもの（実公
昭53−1632号公報参照）も知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、壁掛け形の空気調和機においては、
暖房運転時、吹出空気（温風）の到達距離を稼ぐ
ために下向き吹出しが行われている。そして、暖
房運転起動時、吹出空気温度がコールドドラフト
（冷風）防止設定温度以上になつた際、迅速にウ
オーミングアツプすべく、圧縮機の能力を大きく
容量制御した状態で室内フアンを低速運転する
と、温度の高い吹出空気による気流上昇現象や吹
出空気の運動量の減少、粘性係数の増大などによ
り、第８図に示すように吹出空気つまり温風が床
面に到達せずに上昇してしまい、床面（足元）の
温度上昇が遅くて不快である。さりとて、室内フ
アンを高速（強）運転すると、比較的高温度の吹
出空気が第８図に示す如く床面に向つて強く吹出
されて、床面の温度上昇は速いが、室内上部（頭
部）の温度上昇が遅くて、同じく不快となる。

本発明はかかる点に鑑み、その目的とするとこ
ろは、暖房運転起動時等、高能力で暖房運転を開
始するときには、先ずは室内フアンを低速運転し
て吹出空気の温度を速かに上昇させたのち、室内
フアンの低速運転と中高速運転との繰返しを行う
ことにより、高温度の温風を床面（足元）および
室内上部（頭部）にそれぞれ吹出して双方の温度
を速かに上昇させ、よつてコールドドラフトを防
止しながら室内の高さ方向の温度分布の均一化を
速かに図つて快適暖房効果を得ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的の達成のため、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、変速モータよりなる室
内フアン用モータ１１を備え、暖房運転時、室内
フアン１０からの吹出空気をほぼ下向きに吹出す
ようにした壁掛け形の空気調和機を前提とする。
そして、暖房運転起動時等、高能力で暖房運転を
開始したとき以降の凝縮温度T_Aもしくはこれに
対応する冷媒回路中の高圧回路の状態を検出する
状態検出手段１４と、コールドドラフト防止のた
めの温度に相当する凝縮温度の所定冷風防止温度
値T₁もしくはこれに対応する高圧回路の所定状
態値を第１目標状態として設定する第１状態設定
手段１５と、吹出空気の快適温度に相当する上記
所定冷風防止温度値T₁よりも高い凝縮温度の所
定快適温度値T₂もしくはこれに対応する高圧回
路の所定状態値を第２目標状態として設定する第
２状態設定手段１６とを備える。一方、暖房運転
起動時等、高能力で暖房運転を開始したとき以降
の室内の温度T_Bを検出する室温検出手段１７と、
室温の目標値T₃を設定する室温設定手段１８と
を備える。さらに、上記状態検出手段１４の実際
の高圧回路の状態T_Aと上記第１及び第２状態設
定手段１５，１６の第１及び第２目標状態T₁，
T₂とを比較判別する第１判別手段２３と、上記
室温検出手段１７の実際の室温T_Bと上記室温設
定手段１８の目標室温T₃とを比較判別する第２
判別手段２７と、上記第１及び第２判別手段２
３，２７の出力を受けて、暖房運転起動時等、高
能力での暖房運転開始時、上記高圧回路の状態
T_Aが上記第１目標状態T₁に達してから上記第２
目標状態T₂に達するまでは上記室内フアン用モ
ータ１１の回転速度を低速にし、その後高圧回路
の状態T_Aが上記第２目標状態T₂に達してから室
温T_Bが目標室温T₃に達するまでは該モータ１１
の回転速度を所定周期でもつて低速と中高速との
間で増減変化の繰返しを行うよう制御する制御手
段２４とを備えたものとする。

（作用） このことにより、暖房運転起動時等、高能力で
暖房運転を開始するときには、室内フアンの送風
能力を小さく抑えて吹出空気温度を速かに目標快
適温度値に上昇させ、その後室温が目標値に達す
るまでは室内フアンの低速運転とコールドドラフ
トを生じない範囲での中高速運転とを所定周期毎
に繰返して、上記吹出空気（温風）を床面および
室内上部にそれぞれ十分に送り出すようにしたも
のである。

（発明の効果） したがつて、本発明によれば、暖房運転起動時
等、高能力で下向吹出しの暖房運転を開始すると
き、室内フアンを送風能力を小さくして吹出空気
温度を速かに目標快適温度値に上昇させ、その後
室温が目標値に達するまでは室内フアンの送風能
力を所定周期毎の低速と中高速との繰返しにして
吹出空気（温風）を床面および室内上部にそれぞ
れ十分に到達させることができるので、コールド
ドラフトを防止しながら床面および室内上部双方
の温度上昇（つまり目標室温値への温度上昇）が
速かに行われて室内の高さ方向の温度分布をほぼ
均一にすることができ、暖房立上り時の快適性を
向上させることができるものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第２図は本発明を壁掛け形のセパレートタイプ
のヒートポンプ式冷暖房装置に適用した実施例を
示し、１は室外機、２は室内機である。室外機１
はその内部に、回転数可変型の圧縮機３、四路切
換弁４、冷暖房用膨張機構５ａ，５ｂおよび室外
熱交換器６を備え、また室内機２はその内部に室
内熱交換器７を備えている。尚、SVは上記膨張
機構５ａに並列に設けられた電磁弁で、上記圧縮
機３の回転数が所定値以上のときに開き、所定値
より低いときに閉じるものである。また、室外熱
交換器６には室外フアン８およびそれを駆動する
モータ９が備えられ、室内熱交換器７には室内フ
アン１０およびそれを駆動するモータ１１が備え
られている。該室内フアン用モータ１１は変速モ
ータによつて構成されている。そして、上記各機
器３〜７はそれぞれ冷媒配管１２……により接続
されて閉回路の冷媒回路を形成し、暖房運転時に
は四路切換弁４を図中破線の如く切換えて冷媒を
図中破線矢印の如く循環させることにより、冷媒
が有する熱量を室内熱交換器７で室内空気に放熱
したのち、室外熱交換器６で室外空気から熱量を
吸熱することを繰返して、温風を室内にほぼ下向
きに吹出し室内の暖房を行う一方、冷房運転時に
は四路切換弁４を図中実線で示す如く切換えて冷
媒を図中実線矢印の如く循環させることにより、
熱量の授受を上記とは逆にして室内の冷房を行う
ようにしている。

そして、上記室内フアン用モータ１１および圧
縮機３は制御装置１３により制御される。すなわ
ち、該制御装置１３は第３図に示す如き内部構成
になつている。第３図において、１４は凝縮温度
T_A（暖房運転時の室内熱交換器７の温度）により
暖房運転時の冷媒回路中の高圧回路の状態を検出
する状態検出手段としての熱交換器温度センサ、
１５はコールドドラフト（冷風）防止のための温
度に相当する凝縮温度の所定冷風防止温度値T₁
を第１目標状態として設定する第１状態設定手段
としての第１温度調節器、１６は吹出空気の快適
温度に相当する上記所定冷風防止温度T₁よりも
高い凝縮温度の所定快適温度値T₂を第２目標状
態として設定する第２状態設定手段としての第２
温度調節器、１７は室内の温度T_Bを検出する室
温検出手段としての室温センサ、１８は目標室温
値T₃を設定する室温設定手段としての室温調節
器、１９は室内フアン用モータ１１の回転速度を
低速、中速、高速の３段階に切換設定する風量調
節器であつて、これら各センサ１４，１７の出力
は各々Ａ−Ｄ変換器１４ａ，１７ａを介してマイ
クロコンピユータ２０に入力されているととも
に、各調節器１５，１６，１８，１９の出力はマ
イクロコンピユータ２０に入力されている。ま
た、２１は上記マイクロコンピユータ２０からの
出力を受けて室内フアン用モータ１１の回転速度
を可変制御する第１周波数変換装置、２２は同じ
くマイクロコンピユータ１９からの出力を受けて
圧縮機３の回転速度を可変制御する第２周波数変
換装置である。

次に、上記制御装置１３の暖房運転起動時にお
ける作動について第４図のフローチヤートに従つ
て説明するに、スタートして、先ず第１ステツプ
S₁で熱交換器温度センサ１４からの凝縮温度T_A
と第１温度調節器１５からの設定冷風防止温度値
T₁とを比較判別して、T_A≦T₁のNOの場合には
第ステツプS₂で室内フアン用モータ１１を停止制
御してスタートに戻り、この室内フアン１０の停
止によりコールドドラフト（冷風）を防止する。
一方、T_A＞T₁のYESの状態になると、コールド
ドラフト状態が解消されたものと判断して次の第
３ステツプS₃に進み、第３ステツプS₃で第１周波
数変換装置２１を制御して室内フアン用モータ１
１の回転速度を低速制御し、室内フアン１０の低
速（弱）運転を行う。このことにより、室内熱交
換器７の熱交換量を小さくして冷媒回路中の高圧
回路の状態つまり吹出空気を速かに快適温度にま
で上昇させるようにしている。

次いで、第４ステツプS₄において、上記熱交換
器温度センサ１４からの凝縮温度T_Aと第２温度
調節器１６からの設定快適温度値T₂とを比較判
別して、T_A≦T₂のNOのときには第３ステツプ
S₃に戻つて室内フアン１０の低速運転を続行す
る。一方、T_A＞T₂のYESの状態になると、吹出
空気が快適温度になつたと判断して第５ステツプ
S₅に進む。そして、第５ステツプS₅において、第
１周波数変換装置２１により室内フアン用モータ
１１の回転速度を、低速とコールドドラフトを生
じない範囲の中速とを所定時間毎に交互に繰返す
ように制御し、室内フアン１０の低速運転と中速
運転との繰返しを行う。このことにより、快適温
度に達した吹出空気の風量を増大させて床面（足
元）および室内上部（頭部）にそれぞれ吹出空気
を到達させるようにしている。

続いて、第６ステツプS₆において、室温センサ
１７からの室温T_Bと室温調節器１８からの目標
室温値T₃とを比較判別して、T_B≦T₃のNOのと
きには上記第５ステツプS₅に戻つて室内フアン１
０の低速運転と中速運転との繰返しを続行する。
一方、T_B＞T₃のYESの場合には、室温が目標値
に達したと判断して、第７ステツプS₇で風量調節
器１９の信号に基づいて室内フアン用モータ１１
の回転速度つまり室内フアン１０を例えば低速運
転に固定する。

ここで、上記第１ステツプS₁及び第４ステツプ
S₄により、凝縮温度T_A（つまり冷媒回路中の高圧
回路の実際状態）と設定冷風防止温度値T₁及び
設定快適温度値T₂（つまり第１及び第２目標状
態）とを比較判別する第１判別手段２３を構成
し、第６ステツプS₆により、室温T_Bと目標室温
値T₃とを比較判別する第２判別手段２７を構成
している。また、第３ステツプS₃及び第５ステツ
プS₅により、上記第１及び第２判別手段２３，２
７の信号に応じて、つまり凝縮温度T_Aが設定冷
風防止温度値T₁に達してから設定快適温度値T₂
に達するまでは室内フアン用モータ１１を低速に
し、上記設定快適温度値T₂に達してから室温T_B
が目標室温値T₃に達するまでは室内フアン用モ
ータ１１の回転速度を低速と中速とを所定時間毎
に交互に繰返すように制御する制御手段２４を構
成している。

尚、その間において、圧縮機３は第２周波数変
換装置２２により、室温T_Bと目標室温値T₃との
偏差に基づいて容量制御され、目標室温値T₃に
達するまでは（ステツプS₁〜S₅）、圧縮機３は高
能力運転され、目標室温値T₃に達すると容量ダ
ウンされる。

以上の第４図のフローチヤートに基づく、暖房
運転の起動からの経過時間に対する凝縮温度T_A、
室温T_B、室内フアン１０の送風能力および圧縮
機３の能力の各変化は一例として第５図に示す如
くなる。

このように、暖房運転起動時、凝縮温度T_Aが
設定冷風防止温度値T₁に達するまでは室内フア
ン１０は停止され、該設定冷風防止温度値T₁以
上になると室内フアン１０は低速運転されて吹出
空気の快適温度への温度上昇が速かに行われ、そ
して設定快適温度値T₂に達すると室内フアン１
０は低速運転と中速運転との繰返しが行われれ
て、快適温度の吹出空気（温風）が床面および室
内上部にそれぞれ到達するので、該床面および室
内上部の各々の温度上昇（つまり目標室温値への
温度上昇）が速かに行われるとともに、室内の高
さ方向の温度分布をほぼ均一なものとすることが
でき、暖房立上り時の快適性を向上させることが
できる。

今、具体的に、上記実施例の如く室内フアンの
強弱運転の繰返しを行つた場合（本発明例）と、
室内フアンの弱運転を行つた場合（比較例１）
と、室内フアンの強運転を行つた場合（比較例
２）とについて、経過時間に対する床面と室内上
部つまり頭部（約1500mmの高さ）との部位での平
均温度の変化を測定し、その結果を第７図に示
す。同図に示すように、比較例１では、破線で示
す如く頭部の温度は約５分経過後には快適ゾーン
（20〜25℃）にまで上昇するが、床面の温度はほ
とんど上昇せず、不快ゾーンのままである。ま
た、比較例２では、鎖線で示す如く床面の温度は
直ちに快適ゾーンにまで上昇するが、頭部の温度
は快適ゾーンにまで上昇するに時間がかかる。こ
れらに対し、本発明例では、実線で示す如く床面
および頭部の温度は共に約５分経過後に快適ゾー
ンにまで上昇し、床面および頭部の快適ゾーンへ
の温度上昇が速いとともに室内高さ方向にほぼ均
一な温度分布が得られることが判る。

尚、上記実施例では周波数変換装置２１を用い
て室内フアン用モータ１１の変速制御を行つた
が、第６図に示すようにリレーを用いて変速制御
してもよい。すなわち、第６図において、凝縮温
度T_Aが目標快適温度値T₂に達したときマイクロ
コンピユータ２０からの信号を受けて作動するタ
イマリレー２５を設け、該タイマリレー２５によ
り室内フアン用モータ１１の作動回路におけるリ
レー接点２５ａを低速端子と中速端子とに所定時
間毎に交互に切換接続して室内フアン１０の低速
運転と中速運転との繰返しを行う。さらに、室温
T_Bが目標室温値T₃に達した後はマイクロコンピ
ユータ２０からの信号により作動するリレー２６
を設け、該リレー２６の接点２６ａをON作動に
より風量調節器１９の例えば低速端子の切換状態
を閉成して室内フアン１０の低速運転するように
したものである。

また、上記実施例では、凝縮温度T_Aが設定快
適温度値T₂に達した後は室内フアン１０を低速
と中速との運転にON−OFF的に切換えたが、室
内フアン用モータ１１の回転速度を所定周期でも
つて低速と中速との間で増減変化の繰返しを連続
的ないし段階的に行うようにしてもよい。

また、上記実施例では暖房運転時の冷媒回路中
の高圧回路の状態を凝縮温度T_Aにより検出した
が、その他それとほぼ対応する高圧圧力や吹出空
気温度などにより検出してもよい。

また、本発明は上記実施例の如きヒートポンプ
式冷暖房装置に限らず、各種壁掛け形の空気調和
暖房機にも適用できるのは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図〜第７図は本発明の実施例を示し、第２図はヒ
ートポンプ式冷暖房装置に適用した場合の冷媒配
管系統図、第３図は制御装置の内部構成を示すブ
ロツク図、第４図は制御装置の作動を説明するフ
ローチヤート図、第５図は凝縮温度および室温の
変化並びに圧縮機および室内フアンの作動変化を
示す説明図、第６図は制御装置の変形例を示す要
部回路図、第７図は経過時間に対する室内各部の
平均温度変化の測定結果図である。第８図は従来
の温風吹出し状態を示す図である。 ７……室内熱交換器、１０……室内フアン、１
１……室内フアン用モータ、１４……熱交換器温
度センサ（状態検出手段）、１５……第１温度調
節器（第１状態設定手段）、１６……第２温度調
節器（第２状態設定手段）、１７……室温センサ
（室温検出手段）、１８……室温調節器（室温設定
手段）、２０……マイクロコンピユータ、２３…
…第１判別手段、２４……制御手段、２７……第
２判別手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 変速モータよりなる室内フアン用モータ１１
   を備え、暖房運転時、室内フアン１０からの吹出
   空気をほぼ下向きに吹出すようにした壁掛け形の
   空気調和機において、 暖房運転起動時等、高能力で暖房運転を開始し
   たとき以降の凝縮温度T_Aもしくはこれに対応す
   る冷媒回路中の高圧回路の状態を検出する状態検
   出手段１４と、 コールドドラフト防止のための温度に相当する
   凝縮温度の所定冷風防止温度値T₁もしくはこれ
   に対応する高圧回路の所定状態値を第１目標状態
   として設定する第１状態設定手段１５と、 吹出空気の快適温度に相当する上記所定冷風防
   止温度値T₁よりも高い凝縮温度の所定快適温度
   値T₂もしくはこれに対応する高圧回路の所定状
   態値を第２目標状態として設定する第２状態設定
   手段１６と、 暖房運転起動時等、高能力で暖房運転を開始し
   たとき以降の室内の温度T_Bを検出する室温検出
   手段１７と、 室温の目標値T₃を設定する室温設定手段１８
   と、 上記状態検出手段１４の実際の高圧回路の状態
   T_Aと上記第１及び第２状態設定手段１５，１６
   の第１及び第２目標状態T₁，T₂とを比較判別す
   る第１判別手段２３と、 上記室温検出手段１７の実際の室温T_Bと上記
   室温設定手段１８の目標室温T₃とを比較判別す
   る第２判別手段２７と、 上記第１及び第２判別手段２３，２７の出力を
   受けて、暖房運転起動時等、高能力での暖房運転
   開始時、上記高圧回路の状態T_Aが上記第１目標
   状態T₁に達してから上記第２目標状態T₂に達す
   るまでは上記室内フアン用モータ１１の回転速度
   を低速にし、高圧回路の状態T_Aが上記第２目標
   状態T₂に達してから室温T_Bが目標室温T₃に達す
   るまでは該モータ１１の回転速度を所定周期でも
   つて低速と中高速との間で増減変化の繰返しを行
   うよう制御する制御手段２４と、 を備えたことを特徴とする空気調和機。