JP2012097999A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】空調運転開始時、所定時間換気運転を行ってから空調運転に移行する設定が可能な空気調和機において、入りタイマー機能で空調運転が開始されたとき、換気運転の送風音が耳障りにならないようにする。
【解決手段】空気調和機１は室内部２と室外部４を一体化したものであり、室内空気を吸い込んで室外に排気する換気機能を備え、運転開始時に所定時間換気運転を行ってから空調運転に移行する設定が可能である。空気調和機１の制御部５０は、入りタイマーによって運転が開始されたときは、入りタイマーによらずして運転が開始されたときに比べ、換気運転の送風が弱くされるか、あるいは換気運転が行われない制御をする。入りタイマーは、空調対象室の室温が設定時刻に設定温度となるように機能するものである。
【選択図】図７

Description

本発明は換気機能を備えた空気調和機に関する。

空気調和機には、冷房、暖房、除湿といった空気調和（本明細書では「空調」の略称を用いることがある）機能だけでなく、室内の汚染空気を室外に排気する換気機能を備えたものがある。そのような空気調和機の例を特許文献１〜３に見ることができる。

特許文献１には、室内の空気の汚染状態に応じて電気信号が変化する汚染度センサを具備し、該汚染度センサにより室内の空気の汚染状態を検知して室内の空気が汚染されると換気運転を行う自動換気機能付空気調和機が記載されている。

特許文献２には、室内ユニットが、室内熱交換器と、室内送風機と、換気送風機と、室内の空気を吸い込む吸込口と、室内熱交換器で熱交換した空気を室内に吹き出させる吹出口と、ユニット内に吸い込んだ空気を室外に排気させる換気口と、吹出口を開閉自在とするフラップを備えるものであるとともに、内気運転開始時は換気運転手段を優先的に起動するとともに室内送風機を微風運転モードで運転して室内ユニット内の空気を室外に排気し、一定時間の換気運転の後に内気運転手段を起動するように切り換える第１の制御手段を有する空気調和機が記載されている。

空気調和機の中には、室内ユニットのフィルタを自動的に掃除する機能を備えたものがある。このような空気調和機では、室内ユニットのフィルタに付着している塵埃をブラシやブレードで除去し、除去した塵埃を排気ファンにより室外に排出する。排気ファンは換気ファンとしても機能する。特許文献３に記載された空気調和機もこのタイプのものである。

特許文献３に記載された空気調和機では、内部に空気の流路が形成される半割状の塵埃除去ボックス同士をその開口面が対向するように配置し、両ボックス間の隙間にフィルタを配置した上で、ボックス内に空気を流通させてフィルタに付着した塵埃を除去するようにしている。吸引ファンがボックスから空気を吸引することにより、ボックス内に流速の大きな空気流が発生し、フィルタに付着していた塵埃が吹き飛ばされ、除塵される。吸引ファンが吸引した空気は屋外に排気される。

特開昭５８−９９６３０号公報 特許第３７９４９９７号公報 特開２００７−９３１４７号公報

通常の空気調和機は、設定時刻になると空調運転を開始するタイマー機能を備えている。このようなタイマー機能を、本明細書では「入りタイマー機能」と称する。空気調和機の中には、設定時刻になると空調運転が開始されるだけのシンプルな入りタイマー機能でなく、当該空気調和機で空調を行おうとする部屋（以下「空調対象室」と称する）の室温が設定時刻に設定温度となるように機能する入りタイマー機能を備えたものがある。このような空気調和機では、入りタイマーをセットした場合、室内温度と設定温度との温度差が大きければ、設定時刻よりもかなり早い時期から空調運転が開始されることになる。

設定時刻に室温が設定温度となるように機能する入りタイマー機能は、起床時の室温が快適温度であるようにという目的で用いられることが多い。この場合、空調運転開始時には使用者は就寝中ということになる。空調運転に先立って換気が行われる（このことを本明細書では「プレクリーニング」と呼称することがある）設定になっているとき、送風が「強」で行われると、送風音が就寝中の使用者の安眠を妨げる可能性がある。

就寝中に限らず、空調運転の開始に入りタイマー機能を利用するときは、使用者が意識しないうちに静かに空調運転が開始されることが望ましい。大きな音でプレクリーニングが行われたりすると、空調によって得られる筈の快適さが減殺されてしまう。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、空調運転開始時、所定時間換気運転を行ってから空調運転に移行する設定が可能な空気調和機において、入りタイマー機能で空調運転が開始されたとき、換気運転の送風音が耳障りにならないようにすることを目的とする。

本発明の好ましい実施形態によれば、室内空気を吸い込んで室外に排気する換気機能を備え、運転開始時に所定時間換気運転を行ってから空調運転に移行する設定が可能な空気調和機において、当該空気調和機の制御部は、入りタイマーによって運転が開始されたときは、入りタイマーによらずして運転が開始されたときに比べ、換気運転の送風が弱くされるか、あるいは換気運転が行われない制御をする。

また、上記構成の空気調和機において、前記入りタイマーは、空調対象室の室温が設定時刻に設定温度となるように機能するものであることが好ましい。

また、上記構成の空気調和機において、空調運転停止後所定時間以内に運転が再開されたときは、換気運転が行われないことが好ましい。

また、上記構成の空気調和機において、運転停止中に電源が遮断されていた場合は、前記所定時間内に運転が再開されたときであっても換気運転が行われることが好ましい。

本発明によると、運転開始時に所定時間換気運転を行ってから空調運転に移行する設定とした場合、入りタイマーによって運転が開始されたときは、入りタイマーによらずして運転が開始されたときに比べ、換気運転の送風が弱くされるか、あるいは換気運転が行われないから、プレクリーニングの音によって安眠が妨げられる、あるいは空調によって得られる筈の快適さが減殺されるといったことがない。

本発明の実施形態に係る空気調和機を示す斜視図である。 図１の空気調和機の概略水平断面図である。 図１の空気調和機の概略垂直断面図である。 図２と同様の概略水平断面図で、換気時の状態を示すものである。 図４と同様の概略水平断面図で、異なる換気状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る空気調和機のブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る空気調和機の動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態に係る空気調和機の動作を説明する他のフローチャートである。

本発明の実施形態に係る空気調和機１は、空調対象室の内部に配置される室内部２と空調対象室の外部に配置される室外部４が共通の底板３の上に設けられた、一体型の構造となっている。室内部２と室外部４は中央壁５によって隔てられている。なお室内部２の側を空気調和機１の前部、室外部４の側を空気調和機１の後部とする。また図１、２、４、５において、図の右側を空気調和機１の右側、図の左側を空気調和機１の左側とする。

室外部４には、右側の端に冷凍サイクルの一環をなす圧縮機４１が配置される。室外部４の後部には冷媒管４７を介して圧縮機４１に接続される室外熱交換器４２が配置される。室外熱交換器４２の前面にはプロペラファンからなる室外ファン４３が配置される。

室外熱交換器４２はハウジング４４により覆われ、ハウジング４４に設けた開口部４４ａ（図３参照）に室外ファン４３が配置される。ハウジング４４によって室外ファン４３から気流を室外熱交換器４２に導くダクトが形成される。ハウジング４４はブラケット４５を介して中央壁５に支持される。また、ハウジング４４の側方には外気を室外部４内に流入させる外気流入路４８が形成される。

室内部２の前面を覆う外装カバー（図示せず）に吸込口２１（図３参照）が形成される。外装カバーには吸込口２１の上方に吹出口２２も形成されている。室内部２の内部には吸込口２１と吹出口２２とを連結する送風通路２３が形成される。送風通路２３内にはシロッコファンから成る送風ファン２５が設けられる。

吹出口２２には電動式のルーバ４９（図１から図５には図示しないが、図６にその存在を示す）が設けられる。ルーバ４９は単に風の吹き出し方向を変えるだけでなく、吹出口２２を閉ざす機能も備えている。

送風ファン２５と吸込口２１との間には冷媒管４７を介して圧縮機４１に接続される室内熱交換器２７が配置される。送風通路２３の右側方には電装部品が配置される電装部２０が設けられる。

中央壁５の右端部及び左端部には室内部２と室外部４とを連通させる換気ダンパ３１、３２がそれぞれ設けられる。換気ダンパ３１は電装部２０に臨む開口部３１ａを開閉し、換気ダンパ３２は送風通路２３に臨む開口部３２ａを開閉する。開口部３２ａは送風ファン２５よりも下流側に設けられる。

室内熱交換器２７の結露水は底板３上に排水され、室外ファン４３の羽根は底板３に溜まる結露水に一部浸漬する。室外ファン４３の回転によって結露水が室外熱交換器４２に向けて放散され、室外熱交換器４２を単なる空冷以上に冷却できるようになっている。この時、換気ダンパ３１、３２が室外ファン４３の近傍に配置されていると、換気ダンパ３１、３２が開放状態にあった場合、開口部３１ａ、３２ａを通じて結露水が室内部２に侵入する。本実施形態のように、換気ダンパ３１、３２が室外ファン４３から離れた左右の端部に配置されていれば、室内部２への結露水の侵入を防止することができる。

上記構成の空気調和機１において、冷房運転または暖房運転を開始すると、圧縮機４１の駆動によって冷凍サイクルが働き出す。これにより、室内熱交換器２７と室外熱交換器４２の一方が冷凍サイクルの低温側の蒸発器となり、他方が冷凍サイクルの高温側の凝縮器となる。室外ファン４３の駆動により、図２の矢印Ａ２０に示すように外気流入路４８を介して室外部４内に外気が流入する。室外部４に流入した外気はハウジング４４に流入し、室外熱交換器４２が冷却または昇温されて矢印Ａ２１に示すように排気される。

送風ファン２５の駆動によって室内の空気は矢印Ａ１０に示すように吸込口２１から送風通路２３内に流入する。送風通路２３に流入した空気は室内熱交換器２７と熱交換し、図３の矢印Ａ１１に示すように吹出口２２から室内に送出される。これにより、室内の空気調和が行われる。

室内の換気を行う際には図４に示すように右側の換気ダンパ３１が開かれ、開口部３１ａが開口する。これにより、送風通路２３の外側の電装部２０と室外熱交換器４２を配したハウジング４４内とが連通する。この時、換気ダンパ３１は右側の外気流入路４８を遮蔽し、電装部２０から室外ファン４３に空気を導く流路の壁面を形成する。

室外ファン４３の駆動によって室内の空気は矢印Ａ１２に示すように電装部２０を通り、開口部３１ａを介して室外部４に流入する。室外部４に流入した空気はハウジング４４内を通って室外に排気される。これにより、室内の換気を行うことができる。室外ファン４３は送風ファン２５よりも風量の大きいプロペラファンから成るため、換気量を大きくすることができる。

換気ダンパ３１と換気ダンパ３２の開閉状態を逆にして、すなわち換気ダンパ３１を閉じ、換気ダンパ３２を開いておいて、室外ファン４３を駆動し、室内空気を室外に排気する構成としてもよい。

換気量を大きくする場合には、図５に示すように換気ダンパ３１と換気ダンパ３２の両方が開かれる。換気ダンパ３１、３２はそれぞれ右側及び左側の外気流入路４８を遮蔽し、電装部２０または送風通路２３から室外ファン４３に空気を導く流路の壁面を形成する。吹出口２２においてはルーバ４９を閉ざし、吹出口２２から室内側に空気が出ないようにする。送風ファン２５及び室外ファン４３の駆動によって室内の空気は上記と同様に矢印Ａ１２に示すように開口部３１ａを介して室外部４に流入する。また、室内熱交換器２７を通り抜けた空気が送風通路２３から矢印Ａ１３（図５参照）に示すように開口部３２ａを介して室外部４に流入する。室外部４に流入した空気はハウジング４４内を通って室外に排気される。

空気調和機１の制御システムは図６に示す構成となっている。空気調和機１全体の制御を司る制御部５０はマイクロコンピュータを中核として構成され、様々な構成要素から出力信号を受け取り、また様々な構成要素に対し制御信号を出力する。

制御部５０から制御信号を受けて動作を行う構成要素には、既出の圧縮機４１、送風ファン２５、換気ダンパ３１、換気ダンパ３２、室外ファン４３、ルーバ４９、及び外装カバーの一部または図示しないリモートコントローラの一部に設けられる表示部５２が含まれる。

制御部５０に信号を出力する構成要素には、外装カバーの一部に形成される操作パネルまたは図示しないリモートコントローラにより構成される操作部５１と、ハウジング４４の内部の適所に配置される室温センサ５３が含まれる。

制御部５０の備える制御機能には、プレクリーニング機能と入りタイマー機能が含まれる。操作部５１を操作してプレクリーニングを選択すると、空調運転開始時、所定時間換気運転が行われ、その後空調運転に移行する。プレクリーニングの目的は室内部２の中にこもったにおいを室外に追い出すことである。この時の換気運転では、図５に示すように換気ダンパ３１だけでなく換気ダンパ３２も開き、吹出口２２のルーバ４９を閉ざし、送風ファン２５は駆動せず、室外ファン４３のみを駆動する。送風ファン２５を駆動しないのは、この換気運転は室内部２の中のにおいを室外に排除することが主目的であって、室内外の空気を入れ換えようというものではないため、特に高い風圧を要しないこと、及び、室内に漏れる騒音をできるだけ小さくしたいこと、の二つの理由による。

プレクリーニングの換気運転が行われることにより、冷房や暖房、除湿などの空調運転により吹出口２２から調和空気（室内温度より冷やされた、あるいは暖められた空気、あるいは湿度が下げられた空気）が室内に吹き出される前に、室内部２の内部のにおいを室外に排出することができる。例えば、室内熱交換器２７の内部にカビが発生し、それが空気調和機１の停止中ににおいを発生していたとしても、そのようなにおいを含んだ空気は室外に排気されてしまい、室内に吹き出すことがない。

入りタイマーは、空調対象室の室温が設定時刻に設定温度となるように機能する。入りタイマーをセットした場合、室内温度と設定温度との温度差が大きければ、設定時刻よりもかなり早い時期から空調運転が開始される。

制御部５０は、プレクリーニングが選択されたとき、入りタイマーによって運転が開始されるときと、入りタイマーによらずして運転が開始されるときとで、空気調和機１の挙動を異ならせる。それを図７のフローチャートに基づき説明する。

ステップ＃１０１では、制御部５０は空気調和機１の運転が開始されたかどうかをチェックする。運転が開始されたらステップ＃１０２に進む。

ステップ＃１０２では、制御部５０はプレクリーニングの設定がなされているかどうかをチェックする。プレクリーニングの設定がなされていればステップ＃１０３に進む。プレクリーニングの設定がなされていなければステップ＃１０９に進み、空調運転が開始される。なお、このプレクリーニング設定は使用者が操作部５１を操作して行うことができる。

ステップ＃１０３では、制御部５０は通電後初めての運転であるかどうかをチェックする。「通電後初めて」とは、運転停止中に電源遮断状態（電源プラグがコンセントから抜かれた状態）にあった空気調和機１が通電状態（電源プラグがコンセントに差し込まれた状態）となり、その後初めて、という意味である。

通電後初めての運転であるときにはステップ１０３からステップ＃１０４に進む。電源遮断状態では制御部５０が通常の計時機能を果たしておらず、電源遮断状態がどれだけ続いていたかどうかが不明であり、室内部２にどの程度においがこもっているかどうかも不明である。そこでステップ＃１０４では空調運転の開始に先立ち強制的に換気運転が実行される。この時は換気ダンパ３１、３２が両方とも開き、ルーバ４９が閉じ、室外ファン４３が「強」で所定時間（例えば３０秒間）運転される。これにより、室内部２の内部の空気は強力に排気される。その後ステップ＃１０４からステップ＃１０９に進み、空調運転が開始される。

室外ファン４３は「強」と「弱」で運転することができ、当然のことながら「強」の方が「弱」よりも回転数が高い。例えば、「強」は４００ｒｐｍ、「弱」は２００ｒｐｍといった具合に設定される。

通電後初めての運転でなかった場合は、つまり電源プラグがコンセントに差し込まれたまま停止状態が続いていた場合は、ステップ＃１０３からステップ＃１０５に進む。ステップ＃１０５では、制御部５０は、運転停止後、今回運転が再開されるまでに所定時間（例えば２４時間）が経過していたか、どうかをチェックする。

運転再開までに所定時間が経過していなければ、室内部２ににおいがこもっているとは考えにくいため、ステップ＃１０５からステップ＃１０９に進む。これにより、直ちに空調運転が開始される。

プレクリーニング中は空調運転が行われないので、空気調和機１の運転ＯＮ／ＯＦＦ毎にこまめにプレクリーニングを行っていたのでは使用性が悪くなる。においがこもっているとは考えにくい時期にはプレクリーニングを行わないこととすることで、使用性を向上させることができる。

運転再開までに所定時間が経過していれば、室内部２ににおいがこもっている可能性がある。この場合はステップ＃１０５からステップ＃１０６に進む。ステップ＃１０６では、制御部５０は、入りタイマーによる運転開始であるか、どうかをチェックする。

入りタイマーによる運転開始の場合はステップ＃１０６からステップ＃１０７に進む。ステップ＃１０７では換気ダンパ３１、３２が両方とも開き、ルーバ４９が閉じ、室外ファン４３が「弱」で所定時間（例えば３０秒間）運転される。室内部２の内部の空気の排気は静かに開始され、静かに所定時間続く。このため、使用者が就寝中であったとしてもその安眠を妨げることがない。ステップ＃１０７の後、ステップ＃１０９に進み、空調運転が開始される。

入りタイマーによる運転開始でなかった場合はステップ＃１０６からステップ＃１０８に進む。ステップ＃１０８では換気ダンパ３１、３２が両方とも開き、ルーバ４９が閉じ、室外ファン４３が「強」で所定時間（例えば３０秒間）運転される。これにより、室内部２の内部の空気は強力に排気される。ステップ＃１０８の後、ステップ＃１０９に進み、空調運転が開始される。

入りタイマーによる運転開始の場合、プレクリーニング自体を行わない設定とすることもできる。すなわちステップ＃１０７を廃止し、ステップ＃１０６で入りタイマーによる運転開始であった場合には直接ステップ＃１０９に進むこととするのである。これにより、空調運転が開始されるまでの時間を早めることもできる。

図８にフローチャートの変形態様を示す。図８のフローチャートが図７のフローチャートと異なるのは、ステップ＃１０４が廃止され、ステップ＃１０３のチェック結果が「通電後初めての運転」であった場合にはステップ＃１０６に進むようになっている点である。これにより、通電後初めての運転であった場合にも、強制的に「強」で換気運転を行うのでなく、入りタイマーによる運転開始であるかどうかがチェックされ、その結果によって、「弱」で換気運転を行うか、「強」で換気運転を行うかが決定されることになる。

図８のフローチャートでも、入りタイマーによる運転開始の場合、プレクリーニング自体を行わない設定とすることができる。すなわちステップ＃１０７を廃止し、ステップ＃１０６で入りタイマーによる運転開始であった場合には直接ステップ＃１０９に進むこととして、空調運転が開始されるまでの時間を早めることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、上記実施形態の空気調和機は室内部と室外部を一体化したものであったが、特許文献２に記載されたような、室内ユニットと室外ユニットが分離したタイプ、すなわち、セパレートタイプの空気調和機を実施形態とすることもできる。あるいは、特許文献３に記載されたような、室内ユニットのフィルタを自動的に掃除する機能を備え、フィルタから除去した塵埃を排気ファンで室外に排出するタイプの空気調和機を実施形態とすることもできる。なぜなら、排気ファンを換気ファンの代わりに使用することで換気機能を持たせることが可能だからである。要は、換気機能を備え、空気調和機（室内ユニットや室内部）内の空気も吸い出すことができる空気調和機であるかぎり、本発明の適用対象とすることが可能である。

本発明は換気機能を備えた空気調和機に利用可能である。

１ 空気調和機
２ 室内部
４ 室外部
２１ 吸込口
２２ 吹出口
２３ 送風通路
２５ 送風ファン
２７ 室内熱交換器
３１、３２ 換気ダンパ
４１ 圧縮機
４２ 室外熱交換器
４３ 室外ファン
４８ 外気流入路
４９ ルーバ
５０ 制御部

Claims (4)

1. 室内空気を吸い込んで室外に排気する換気機能を備え、運転開始時に所定時間換気運転を行ってから空調運転に移行する設定が可能な空気調和機において、
   当該空気調和機の制御部は、入りタイマーによって運転が開始されたときは、入りタイマーによらずして運転が開始されたときに比べ、換気運転の送風が弱くされるか、あるいは換気運転が行われない制御をすることを特徴とする空気調和機。
2. 前記入りタイマーは、空調対象室の室温が設定時刻に設定温度となるように機能するものであることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 運転停止後所定時間以内に運転が再開されたときは、換気運転が行われないことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 運転停止中に電源が遮断されていた場合は、前記所定時間内に運転が再開されたときであっても換気運転が行われることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。

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