JP4830632B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、暖房運転時の立ち上がり性能を向上させるために、外気温度に応じて送風フ
ァンの回転数を制御することを特徴とする空気調和機。

従来、この種の空気調和機において、冷房運転や暖房運転の開始時に、冷房能力および暖房能力不足とならないよう、外気温に応じて圧縮機の初期の運転周波数の上限値や下限値を設定することを特徴とするものがあった（例えば、特許文献１参照）。

また、暖房運転時の立ち上がり性能向上および暖房運転時の足元暖房感を向上させるための方策としては、室内機の吹出口の吹出面積を狭くして風量を減少させ、同時に圧縮機の運転周波数を上げることにより凝縮温度を高くして吹出空気温度を上げ、吹出空気温度と輻射温度に基づいた風量制御を行っていた（例えば、特許文献２参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来の空気調和機の暖房運転時の外気温度に対する初期周波数、上限周波数、下限周波数の補正特性を示す図である。図４に示すように、基準外気温度よりも外気温度が高くなるにつれて必要な暖房能力は小さくなるため、徐々に初期周波数、上限周波数、下限周波数を低く設定するようにしている。

さらに、従来制御としては、室内熱交換器温度を検出し、室内熱交換器温度の上昇に応じて室内機の送風ファンの回転数を閾値毎にステップ状に変更させ、暖房時の吹出空気による冷風感を緩和するようにしている。

図５は、従来の空気調和機の暖房運転時の室内熱交換器温度と室内機の送風ファンの回転数との相関を示す図である。図５に示すように、室内熱交換器温度の上昇に応じて室内機の送風ファンの回転数を室内熱交換器温度の閾値毎に、回転数１、回転数２、回転数３とステップ状に変更している。
特開平８−２１９５３０号公報 特開平９−２９６９５３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、次のような課題があった。即ち、運転開始時は必要な能力に応じた周波数に設定可能であるが、特に外気温が低い時には、運転可能な電流制限値があるためその周波数まで上昇しないことがあり、結果として室温がある程度まで上昇するまで絶対的な暖房能力不足となる場合があった。

一方、室内熱交換器温度の上昇に応じて室内機の送風ファンの回転数を閾値毎にステップ状に変更させる方式では、次のような課題があった。即ち、室内熱交換器の温度が低くて送風ファンの回転数が低い場合には、風が部屋の下部にまで届かずに足元暖房感が損なわれることがあった。

また、雪の日など外気温が低い場合には、暖房運転開始とともに室外熱交換器への急速な着霜の進行により蒸発温度が低下することから、凝縮温度の上昇が妨げられて室内熱交換器温度が設定の送風ファンの回転数となる温度領域まで上昇せずに下がり始めるようになることがある。そのために、送風ファンの回転数が低いままで絶対的な暖房能力不足となり、部屋全体の温度がなかなか上昇せず、暖房時の立ち上がり性能が悪くなる傾向にあった。この場合には、送風ファンの回転数が低くて吹出空気温度が低いために暖房感が得られないばかりでなく、部屋の温度上昇が極端に悪くなり、設定の室温に到達する前に除霜運転が開始されてますます室温の上昇が遅くなるという悪循環に陥ることもまれにあった。

また、ステップ状に規定されている送風ファンの回転数を単純に増加させた場合、ある閾値を超えて送風ファンの回転数が上がると、ステップ状に変更させるがゆえに、風量差が大きく、室内熱交換器温度が極端に低下し、それに伴って再度、送風ファンの回転数が低下する可能性があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、暖房運転時の立ち上がり性能を向上させるために、外気温検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合に、ある特定の閾値間のみ送風ファンの回転数を段階的に増加させ、最終的には閾値で規定されている回転数に調整することを特徴とする空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、室内熱交換器と、送風ファンと、空気吹出口に取り付けられた吹出し空気の風向きを変化させる風向変更手段と、前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段と、外気温を検出する外気温検出手段とを有する室内機を備えた空気調和機であって、室内熱交換器温度に基づいて前記送風ファンの回転数がステップ状に変更されるとともに、外気温が所定値以下の時は、各ステップを決定する室内熱交換器温度の閾値間に前記室内熱交換器の温度がある場合は前記送風ファンの回転数を一定として、前記室内熱交換器の温度が閾値を越えた場合は前記送風ファンの回転数を増加または減少させ、前記室内熱交換器の温度がある特定の閾値間にある場合は前記送風ファンの回転数を時間に応じて段階的に増加または減少させ、前記ある特定の閾値間とは、前記送風ファンの回転数が増加時は、リモコンで設定した送風ファンの回転数に移行する直前のステップを決定する室内熱交換器の閾値間とし、前記送風ファンの回転数が減少時は、リモコンで設定した送風ファンの回転数から移行した直後のステップを決定する室内熱交換器の閾値間であることを特徴とするものである。

これによって、従来に比べて早く送風ファンの回転数が高い回転数となると共に、再度送風ファンの回転数が低下すること防止し、絶対的な暖房能力不足を改善でき、同時に部屋全体の温度上昇を従来に比べて改善し、暖房時の立ち上がり性能を向上させることができるため、より快適な室内環境を提供することが可能となるものである。

本発明の空気調和機は、雪の日など外気温が低い場合にも、絶対的な暖房能力不足を改善でき、同時に部屋全体の温度上昇を従来に比べて改善し、暖房時の立ち上がり性能を向上させることができるため、より快適な室内環境を提供できる。

第１の発明は、室内熱交換器と、送風ファンと、空気吹出口に取り付けられた吹出し空気の風向きを変化させる風向変更手段と、前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段と、外気温を検出する外気温検出手段とを有する室内機を備えた空気調和機であって、室内熱交換器温度に基づいて前記送風ファンの回転数がステップ状に変更されるとともに、外気温が所定値以下の時は、各ステップを決定する室内熱交換器温度の閾値間に前記室内熱交換器の温度がある場合は前記送風ファンの回転数を一定として、前記室内熱交換器の温度が閾値を越えた場合は前記送風ファンの回転数を増加または減少させ、前記室内熱交換器の温度がある特定の閾値間にある場合は前記送風ファンの回転数を時間に応じて段階的に増加または減少させ、前記ある特定の閾値間とは、前記送風ファンの回転数が増加時は、リモコンで設定した送風ファンの回転数に移行する直前のステップを決定する室内熱交換器の閾値間とし、前記送風ファンの回転数が減少時は、リモコンで設定した送風ファンの回転数から移行した直後のステップを決定する室内熱交換器の閾値間であることを特徴とするものである。

第２の発明は、特に、第１の発明において、リモコンによる運転開始時にのみ実施することを特徴とするものである。

第３の発明は、特に、第１の発明において、リモコンの設定温度と室内機の吸い込み温度の差が所定値以上の場合のみ実施することを特徴とするものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の冷凍サイクル図を示すものである。

図１において、冷房運転時、冷媒は、圧縮機１を吐出された後、四方弁２を通過した後、室外熱交換器３で凝縮し、膨張弁４で減圧され、室内熱交換器５で蒸発し、再び四方弁２を通過して圧縮機１に戻る構成となっている。

一方、暖房運転時、冷媒は、圧縮機１を吐出された後、四方弁２を通過て、室内熱交換器５で凝縮し、膨張弁４で減圧され、室外熱交換器３で蒸発し、再び四方弁２を通過して圧縮機１に戻る。

図３は、従来の空気調和機の暖房運転時の室内熱交換器温度と室内機の送風ファンの回転数との相関を示す図である。

図３において、室内熱交換器温度に基づき、室内送風ファン回転数はステップ状に変更される。この時、各ステップを決定する室内熱交換器温度の閾値と送風ファンの回転数は、体感的に寒さを感じない吹出温度となるように設定され、かつ、最終的にリモコンで設定された送風ファンの回転数となった場合に違和感が無い様、リモコンで選択できる最低の送風ファンの回転数が直前の設定１回転数となっている。

外気温が１０℃以下の様な低い状態での立ち上がり時において、部屋を急速に暖めたいがゆえにリモコンで最大の回転数を設定された場合は、室内熱交換器温度が上昇し、３９℃を超えた場合、設定１の最低回転数から、最大回転数に移行することとなり、結果、その風量差により、急激な室内熱交換器温度の低下を招き、再度、送風ファンの回転数が低下し、部屋が暖まらない可能性があった。

図２は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の暖房運転時の室内熱交換器温度と室内機の送風ファン回転数のステップとの相関を示す図である。

図２において、外気温度が１０℃以下の場合には、室内熱交換器の温度が３７℃〜３９℃の間にＡ領域を設け、この領域の設定は２０ｒｐｍ／ｍｉｎ分だけ送風ファンの回転数を増加させ、ＭＡＸ：設定回転数とする。このＡ領域を設けることで、前記のような場合においても急激な室内風量変化が回避可能で、確実に最大回転数を維持させることができ、暖房運転における立ち上がり性能を向上させることができる。

また、外気温度が１０℃以下の場合には、室内熱交換器の温度が３６℃〜３３℃の間にＢ領域を設け、この領域の設定は１０ｒｐｍ／ｍｉｎ分だけ送風ファンの回転数を減少させ、ＭＩＮ：設定１とする。

このことで、外気温度が低いために着霜が成長し、能力不足による室内熱交換器温度の
低下が発生した場合においても、送風ファンの急激な低下が防止でき、暖房運転における立ち上がり性能を向上させることができる。

また、暖房運転時で、外気温１０℃以下において設定した条件は、リモコンによる運転開始時のみ実施することにより、室温が設定温度近辺で安定し、サーモＯＮ／ＯＦＦ（運転／停止）を繰り返している状態では、送風機の回転数を即時リモコン設定回転数とすることができ、室温の安定性の向上が図れる。

また、暖房運転時で、外気温１０℃以下において設定した条件は、リモコンの設定温度と室内機の吸い込み温度の差が所定値以上のみ実施することとすることにより、室温が低い状態からの立ち上がり時に、冷風感を与えることを防止することが可能となる。

尚、本実施の形態において、外気温閾値と室内熱交換器温度閾値によって制御する方法を説明したが、室内熱交換器温度を推定できる圧力や、吹出し空気温度そのものをパラメータとしても構わない。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、暖房運転時、外気温度が低い場合でも外気温に応じて送風ファン回転数を制御することで暖房時の立ち上がり性能を向上できるので、ヒートポンプ給湯器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル図 本発明の実施の形態１における空気調和機の暖房運転時の室内熱交換器温度と室内機の送風ファン回転数のステップとの相関を示す図 従来の空気調和機の暖房運転時の室内熱交換器温度と室内機の送風ファンの回転数との相関を示す図 従来の空気調和機の暖房運転時の外気温度に対する初期周波数、上限周波数、下限周波数の補正特性を示す図 従来の空気調和機の暖房運転時の室内熱交換器温度と室内機の送風ファンの回転数との相関を示す図

１ 圧縮機
２ 四方弁
３ 室外側熱交換器
４ 膨張弁
５ 室内側熱交換器

Claims (3)

1. 室内熱交換器と、送風ファンと、空気吹出口に取り付けられた吹出し空気の風向きを変化させる風向変更手段と、前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段と、外気温を検出する外気温検出手段とを有する室内機を備えた空気調和機であって、室内熱交換器温度に基づいて前記送風ファンの回転数がステップ状に変更されるとともに、外気温が所定値以下の時は、各ステップを決定する室内熱交換器温度の閾値間に前記室内熱交換器の温度がある場合は前記送風ファンの回転数を一定として、前記室内熱交換器の温度が閾値を越えた場合は前記送風ファンの回転数を増加または減少させ、前記室内熱交換器の温度がある特定の閾値間にある場合は前記送風ファンの回転数を時間に応じて段階的に増加または減少させ、前記ある特定の閾値間とは、前記送風ファンの回転数が増加時は、リモコンで設定した送風ファンの回転数に移行する直前のステップを決定する室内熱交換器の閾値間とし、前記送風ファンの回転数が減少時は、リモコンで設定した送風ファンの回転数から移行した直後のステップを決定する室内熱交換器の閾値間であることを特徴とする空気調和機。
2. リモコンによる運転開始時にのみ請求項１に記載の制御を実施することを特徴とする空気調和機。
3. リモコンの設定温度と室内機の吸い込み温度の差が所定値以上の場合のみ請求項１に記載の制御を実施することを特徴とする空気調和機。

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