JP2002130769A - 空調機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】湿度を考慮した運転制御がリアルタイムで行
え、且つ本体のコストアップ、信頼性の低下を抑えた空
調機器を提供する。 【解決手段】流量計２３において熱交換器１５で発生し
たドレン水の流量が測定される。熱交換器１５で発生す
るドレン水の量は室内の湿度に応じてリアルタイムで変
化する。流量計２３で測定されたドレン水の流量によ
り、熱交換器１５の運転が制御される。したがって、室
温だけでなく、湿度も考慮した熱交換器１５の運転制御
がリアルタイムで行え、且つ高価な湿度センサを用いな
いので本体のコストも十分に抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、室内の空気の温
度、すなわち室温、を外気温よりも低くする冷房機能を
有する空調機器に関し、特に室内の室温と湿度とを用い
て熱交換器の運転を制御する空調機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、室内の空気の温度（以下、室温と
言う。）を外気の温度（以下、外気温と言う。）よりも
低くする冷房機能を有する空調機器が実用化されてい
る。空調機器の冷房機能は、室内の空気を本体内部に吸
い込み、本体内部に設けた熱交換器でこの空気から熱を
奪って冷却し、冷却された空気を室内に戻すことで室温
を調整する機能である。

【０００３】実用化されている一般的な空調機器には、
ユーザが予め室温を設定する室温設定機能、および室温
を検出する室温検出部が設けられている。空調機機器
は、上記室温検出部で検出されている室温が上記室温設
定部で設定されている温度になるように、熱交換器の運
転状態を制御する。例えば、室温検出部で検出されてい
る室温が上記室温設定部で設定されている温度以上であ
れば熱交換器を運転し、逆に室温検出部で検出されてい
る室温が上記室温設定部で設定されている温度以上でな
ければ熱交換器の運転を停止する。

【０００４】冷房運転では、熱交換器で空気中の水蒸気
が露となったドレン水が発生するため、室内の除湿も行
われる。人は、湿度が低くなるにつれて体感温度が低く
なる。したがって、熱交換器の運転制御を上述の室温と
設定温度だけで行うのではなく、さらに湿度も用いるこ
とで室内環境を一層快適な環境に維持することができ
る。

【０００５】しかし、湿度センサは湿度吸着物質の表面
変化による電気的特性の変化を利用するセンサであるこ
とから、比較的高価であり、また長期間にわたる信頼性
も低い。このため、空調機器本体のコストアップ、信頼
性の低下という問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記湿度セン
サを用いないで簡易的に湿度を測定し、測定した湿度を
用いて熱交換器の運転を制御する空調機器が提案されて
いる。

【０００７】例えば、特公昭６０−８４１２号には、
熱交換器のフィンまたはパイプの温度、熱交換器で発
生したドレン水の温度、および室内温度を測定し、こ
れらの測定結果に応じて本体の運転を制御する空調機器
が開示されている。

【０００８】また、特開昭６２−２９４４２１号には熱
交換器で発生したドレン水の重量増加を測定し、その増
加率から本体の動作をオン／オフする除湿器が開示され
ている。

【０００９】さらに、特開昭５６−１１７０３５号に
は、乾球温度、および熱交換器において発生したドレン
水の量から本体の運転を制御する装置が開示されてい
る。

【００１０】しかしながら、上記技術では一定時間にお
けるドレン水の重量増加を測定していることから、湿度
を利用した本体の運転制御がリアルタイムで行えないと
いう問題があった。

【００１１】この発明の目的は、湿度を考慮した運転制
御がリアルタイムで行え、且つ本体のコストアップ、信
頼性の低下を抑えた空調機器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の空調機器は、
上記課題を解決するために以下の構成を備えている。

【００１３】（１）本体内部に吸い込み、熱交換器で冷
却した室内空気を送風器で再度室内に戻す空調機器にお
いて、上記熱交換器で発生したドレン水の流量を測定す
る流量計と、上記流量計で測定された流量に応じて上記
熱交換器の運転を制御する運転制御部と、を備えてい
る。

【００１４】（２）上記ドレン水の温度を測定する感温
素子を備え、上記運転制御部は、上記流量計で測定され
た流量に加えて、上記感温素子で測定されたドレン水の
温度を用いて上記熱交換器の運転を制御する。

【００１５】（３）室温を測定する室温測定部を備え、
上記運転制御部は、上記流量計で測定された流量に加え
て、上記室温測定部で測定された室温を用いて上記熱交
換器の運転を制御する。

【００１６】（４）上記運転制御部は、上記室温測定部
で測定された室温と上記室温設定部で設定された温度と
の温度差も用いて上記熱交換器の運転を制御する。

【００１７】上記構成では、流量計で測定された熱交換
器で発生したドレン水の流量に応じて熱交換器の運転が
制御される。

【００１８】空気中の飽和水蒸気量は、該空気の温度の
低下にともなって低下する。本体内部に吸い込んだ単位
体積あたりの空気（室内の空気）に含まれている水蒸気
量ｅ、熱交換器で冷却された空気の温度Ｔａ、温度Ｔａ
である単位体積あたりの空気の飽和水蒸気量Ｅａとする
と、熱交換器で発生するドレン水の量は単位体積あたり
（ｅ−Ｅａ）となる。

【００１９】本体内部に吸い込まれる空気の量は、送風
器の運転状態から得られる。したがって、上記ドレン水
の流量Ｌと、熱交換器で冷却された空気の温度Ｔａを用
いれば、室内の空気に含まれている水蒸気量ｅが算出で
きる。

【００２０】このことから、ドレン水の流量Ｌに応じて
熱交換器の運転を制御することで、湿度も考慮した空調
制御がリアルタイムで行える。

【００２１】また、流量計は、湿度センサに比べて安価
であり、また、長期間にわたる信頼性も高いことから、
装置本体のコストが抑えられるとともに、信頼性を低下
させることもない。

【００２２】また、熱交換器で冷却された空気の温度Ｔ
ａとして、熱交換器近傍の温度を測定してもよいし、熱
交換器で発生したドレン水の温度を測定してもよい。

【００２３】さらに、熱交換器の運転制御に測定した室
温も用いることで、室内環境を一層快適な環境に維持す
ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態にかか
る空調機器について説明する。図１は、この発明の実施
形態である空調機器の構成を示すブロック図である。図
２は、この空調機器の概略の構成を示す断面図である。
この実施形態の空調機器１は、本体の動作を制御する本
体制御部２と、室内の空気の温度（以下、室温と言
う。）を制御する空調部３と、室温を検出する室温検出
部４と、本体内部で発生したドレン水の流量を測定する
流量測定部５と、入力操作を行うボタンが配置された操
作部６と、を備えている。なお、空調機器１は、入力操
作がリモコン装置（不図示）で行える構成であってもよ
い。この場合、空調機器１本体に、リモコン装置から赤
外線や電波で送信されてくる制御コードを受信するリモ
コン受信部を設ければよい。

【００２５】空調部３には、以下に示すクロスフローフ
ァン１３や熱交換機１５が設けられている。空調機器１
は、通常室内の壁１０に取り付けられる。空調機器１
は、本体カバーの前面に空気吸込口１１および空気吹出
口１２が形成されている。クロスフローファン１３の運
転により、室内の空気が上記空気吸込口１１から本体内
部に吸い込まれる。本体内部に吸い込まれた空気の流路
にはフィルタ１４および熱交換器１５が配置されてい
る。フィルタ１４は、本体内部に吸い込んだ空気から塵
や埃を取り除く。フィルタ１４を通過した空気は、熱交
換機１５において冷却される。ここで冷却された空気
は、空気吹出口１２から室内に戻される。

【００２６】また、空調機器１の本体内部には、熱交換
器１５で発生したドレン水を集めるドレンパン２１が設
けられている。２２は、ドレンパン２１に集めたドレン
水を室外に排水するための排水ホースである。ドレン水
の排水路にはドレン水の流量を測定する流量計２３が設
けられている。この流量計２３は、比較的少ない流量の
測定が行える、微小流量計である。さらに、空調機器１
には、ドレンパン２１に集めたドレン水の温度を測定す
る感温素子２５として湿球温度計が設けられている。

【００２７】なお、空調機器１は熱交換器１５に冷媒を
送るコンプレッサを本体内部に設けたものであってもよ
いし、室外に設置された室外器に設けたものであっても
よい。

【００２８】以下、この実施形態の空調機器１の動作に
ついて説明する。この実施形態の空調機器１は、室温検
出部４において室温を測定している。また、流量測定部
５（流量計２３）で熱交換器１５で発生したドレン水の
流量を測定している。ドレン水の流量は、熱交換器１５
で発生するドレン水の量の変化にともなってリアルタイ
ムで変化する。

【００２９】ここで、流量測定部５で測定されるドレン
水の流量と、湿度の関係について説明する。クロスフロ
ーファン１３の運転状態（回転数）から、本体内部に吸
い込まれる単位時間あたりの空気の量が得られる。本体
内部に吸い込まれた空気は熱交換器１５で冷却される。
周知のように、空気中の飽和水蒸気量Ｅａは空気の温度
が低下するにつれて小さくなる。このため、熱交換器１
５では本体内部に吸い込んだ室内の空気に含まれていた
水蒸気量ｅに応じた量の露が発生する。

【００３０】具体的には、本体に吸い込んだ単位体積あ
たりの空気から、熱交換器１５で発生する露、すなわち
ドレン水、の量Ｌは、単位体積あたりの室内の空気に含
まれている水蒸気量ｅから、熱交換器１５で冷却された
温度Ｔａの空気における単位体積あたりの飽和水蒸気量
Ｅａを引いた量、Ｌ＝ｅ−Ｅａ となる。

【００３１】上記説明から明らかなように、室内の空気
に含まれている水蒸気量ｅが少なくなるつれて、熱交換
器１５で発生するドレン水の量Ｌも少なくなる。しか
も、熱交換器１５で発生するドレン水の量Ｌの変化に対
して、リアルタイムで流量計２３で測定されるドレン水
の流量が変化する。したがって、ドレン水の流量を測定
することで、リアルタイムで室内の湿度を検出すること
ができる。

【００３２】さらに、室内の空気の温度Ｔｂ、および熱
交換器１５で冷却された空気の温度Ｔａを測定すれば、
室内の湿度を正確に得ることができる。

【００３３】この実施形態の空調機器１では、室内の空
気の温度Ｔｂは上述のように室温検出部４で検出されて
いる。また、熱交換器１５で冷却された空気の温度Ｔａ
は、熱交換器１５で発生した露であるドレン水の温度と
一致する。上述のように感温素子２５がドレンパン２１
に集めたドレン水の温度を測定していることから、この
感温素子２５により熱交換器１５で冷却された空気の温
度Ｔｂが測定されている。したがって、この実施形態の
空調機器１では、室内の空気の温度、および湿度を正確
に検出することができる。

【００３４】図３は、この実施形態にかかる空調機器の
動作を示すフローチャートである。この実施形態の空調
機器１は、室温が操作部６において設定されている設定
温度以上であるかどうかを判定する（ｓ１）。室温は、
上述のように室温検出部４で検出されている。室温が設
定温度以上であれば空調部３に設けられている熱交換器
１５の運転を開始する（ｓ２）。熱交換器１５の運転に
より室温が低下し、室温が設定温度よりも低くなると
（ｓ３、ｓ４）、ｓ５で熱交換器１５の運転を停止して
上記ｓ１に戻る。

【００３５】一方、室温が設定温度よりも低くなる前
に、室内の湿度が予め設定されている設定湿度以下にな
ると、熱交換器１５の運転を停止する（ｓ３→ｓ６）。
その後、一定時間経過するのを待って（ｓ７）、ｓ８で
再度熱交換器１５の運転を開始した後、ｓ３に戻って上
記処理を繰り返す。

【００３６】このように、この実施形態の空調機器１で
は室温、および湿度に応じて熱交換器１５の運転が制御
される。また、湿度の測定には、熱交換器１５で発生し
たドレン水の流量を測定する流量計２３、ドレンパン２
１に溜まったドレン水の温度を測定する感温素子２５、
および室内温度を検出する室温検出部４という簡単な構
成であるので、装置本体のコストを十分に抑えることが
できるとともに、長期間にわたる動作の安定性も得ら
れ、信頼性を低下させるという問題もない。

【００３７】なお、熱交換器１５で発生したドレン水の
流量を測定する流量計２３で測定されている流量が一定
量以上であるかどうかにより熱交換器１５の運転／停止
を切り換えるようにしてもよい。このようにすれば、上
記実施形態の空調機器１における感温素子２５が不要に
なり、装置本体が一層安価に構成できる。

【００３８】また、設定温度と実際の室温との差に応じ
て、ｓ５で熱交換器の運転を停止する湿度の下限値が調
整される構成としてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、湿度
を考慮した熱交換器の運転制御がリアルタイムで行え、
且つ本体のコストアップ、信頼性の低下も抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である空調機器の構成を示
すブロック図である。

【図２】この発明の実施形態である空調機器の概略の構
成を示すブロック図である。

【図３】この発明の実施形態である空調機器の動作を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１−空調機器 ２−本体制御部 ３−空調部 ４−室温検出部 ５−流量測定部 １５−熱交換器 ２１−ドレンパン ２３−流量計 ２５−感温素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体内部に吸い込み、熱交換器で冷却し
   た室内空気を送風器で室内に戻す冷房機能を有する空調
   機器において、 上記熱交換器で発生したドレン水の流量を測定する流量
   計と、 上記流量計で測定された流量を用いて上記熱交換器の運
   転を制御する運転制御部と、を備えた空調機器。
2. 【請求項２】 上記ドレン水の温度を測定する感温素子
   を備え、 上記運転制御部は、上記流量計で測定された流量に加え
   て、上記感温素子で測定されたドレン水の温度を用いて
   上記熱交換器の運転を制御する請求項１に記載の空調機
   器。
3. 【請求項３】 室温を測定する室温測定部を備え、 上記運転制御部は、上記流量計で測定された流量に加え
   て、上記室温測定部で測定された室温を用いて上記熱交
   換器の運転を制御する請求項１または２に記載の空調機
   器。
4. 【請求項４】 上記運転制御部は、上記室温測定部で測
   定された室温と上記室温設定部で設定された温度との温
   度差を用いて上記熱交換器の運転を制御する請求項３に
   記載の空調機器。