JP2017072323A

JP2017072323A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2017072323A
Application number: JP2015199840A
Authority: JP
Inventors: 藤田　直人; Naoto Fujita; 直人藤田; 光秀疋田; Mitsuhide Hikita; 馬場　雅浩; Masahiro Baba; 雅浩馬場
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2015-10-08
Publication date: 2017-04-13

Abstract

【課題】予熱機能を備えた空気調和機において、冷房運転の立ち上がり性能の向上と結露防止を両立させることを目的とする。【解決手段】１日のうちに設けられた弱冷運転許可時間帯を複数の所定時間帯に分け、過去の所定期間における前記所定時間帯ごとの運転開始回数を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された記憶情報において前記所定時間帯ごとの運転開始回数が所定の閾値を越えているかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて弱冷運転を行う制御手段と、室内の相対湿度を検知する相対湿度検知手段と、を備え、前記相対湿度件検知手段により検知された相対湿度に応じて前記弱冷運転の運転時間を変更させることで冷房運転開始時に短時間で冷風を吹出すことができ、しかも、室内機からの露の滴下を防止させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、冷房運転開始時に短時間で冷風を吹出すことができ、且つ、室内機からの露の滴下を防止することができる空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機には、暖房運転の開始前に、予め圧縮機等を暖めるなどし、暖房運転の立ち上がりを早める予熱機能を備えたものがある。また予熱運転を開始する時刻を、過去の暖房運転の開始時刻から学習して決定するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１８５５号公報

従来の空気調和機は、運転停止中に室内熱交換器の温度が室温とほぼ同一となることが多い。従って、特に冷房運転開始時に室内送風機が運転されると冷却されていない空気が吹出されて、使用者は不快感を感じることになる。

一方、暖房運転開始前に予め予備運転を行い、室内熱交換器の温度を所定温度以上に保つことにより温風が吹き出すまでの時間を短縮している。

しかし、この公報に記載の空気調和機は暖房運転開始時に温風が吹き出すまでの時間を短縮できるように構成されたものであり、冷房運転開始時に冷風が吹き出すまでの時間を短縮できるような構成とされたものではなく、しかも高湿のときに運転すれば、冷風により室内機に結露し、この露が滴下するおそれがある、という課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷房運転開始時にも短時間で冷風を吹き出すことができ、且つ、室内機からの露の滴下を防止させることを目的とする。

１日のうちに設けられた弱冷運転許可時間帯を複数の所定時間帯に分け、過去の所定期間における前記所定時間帯ごとの運転開始回数を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された記憶情報において前記所定時間帯ごとの運転開始回数が所定の閾値を越えているかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて弱冷運転を行う制御手段と、室内の相対湿度を検知する相対湿度検知手段と、を備え、前記相対湿度件検知手段により検知された相対湿度に応じて前記弱冷運転の運転時間を変更させることで冷房運転開始時に短時間で冷風を吹き出すことができ、しかも、室内機からの露の滴下を防止させることができる。

本発明の空気調和機は、冷房運転開始時に短時間で冷風を吹出すことができ、且つ、室内機からの露の滴下を防止させることができる。

本実施の形態１における室内機の外観斜視図および要部構成図本実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル構成概略図本実施の形態１における制御系のシステムの構成を説明するブロック図本実施の形態１における弱冷運転を行う時間を決定する制御フローチャート本実施の形態１における弱冷運転を行う時間の決定例を説明する説明図

第１の発明の空気調和機は、１日のうちに設けられた弱冷運転許可時間帯を複数の所定時間帯に分け、過去の所定期間における前記所定時間帯ごとの運転開始回数を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された記憶情報において前記所定時間帯ごとの運転開始回数が所定の閾値を越えているかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて弱冷運転を行う制御手段と、室内の相対湿度を検知する相対湿度検知手段と、を備え、前記相対湿度件検知手段により検知された相対湿度に応じて前記弱冷運転の運転時間を変更させるものである。

この構成をなすことにより、ユーザーがよく使う時間帯に応じて予め弱冷運転を行い冷房運転開始時に短時間で冷風を吹き出すことができ、しかも、室内の相対湿度に応じて弱冷運転の時間を変更することで室内機からの露の滴下を防止させることができる。

第２の発明の空気調和機は、室内温度を検知する室内温度検知手段を備え、前記弱冷運転の運転中に室内温度が所定の温度以下を検知すると、前記弱冷運転を停止するものである。

この構成をなすことにより、居住空間を必要以上に冷やし過ぎることがないため、快適性を損なうことがない。

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は本実施の形態１における室内機の外観斜視図および要部構成図、図２は空気調和機の冷凍サイクルの構成図である。本実施の形態１では空気調和機は室内機１、室外機２を備えており、これらは接続配管３と通信線４によって接続されている。接続配管３は冷媒を、通信線４は制御によるデータをそれぞれ室内機１、室外機２に供給、輸送している。また、空気調和機はユーザーが空気調和機を操作するためのリモコン５を備えている。

室内機１には、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器１０４と、室内熱交換器１０４での熱交換を促進し室内へ送風するための室内ファン１０５を備える。また、室内温度（室温）を検知する室内温度検知手段である室内温度センサ１０６を備える。また、室内の相対湿度を検知する室内相対湿度検知手段である相対湿度センサ１２３を備える。

室外機２には、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器１０７と、室外熱交換器１０７での熱交換を促進し送風する室外ファン１０８と、冷媒を圧縮し高温冷媒を吐出する圧縮機１６と、冷媒の流路の順逆を切り換える四方弁１１０と、冷媒を減圧する減圧装置１１１を備える。

そして、冷房運転時には、圧縮機１６、四方弁１１０、室外熱交換器１０７、減圧装置１１１、室内熱交換器１０４、四方弁１１０、圧縮機１６の順に冷媒が流れるように冷凍サイクルが構成され、暖房運転時には四方弁１１０を切り換えることによって冷媒の流路が逆となる。

また、室内機１の正面側には空調運転時に開き、空調運転停止時に閉まる正面パネル１
２０と、室内へ送風を行う吹き出し口１２１と、吹き出し口１２１からの風の風向を上下に変更させる上下羽根１２２と、吹き出し口１２１からの風の風向を左右に変更させる左右羽根（図示せず）とを備える。

図３を用いて、本実施の形態における制御系のシステムの構成について説明する。室内機１は、室内機１内に設けられた室内ファン１０５等を制御するための室内制御部９を備えている。室内制御部９は、運転カウンタ１０（本発明における記憶手段）、時刻暗記部１１、室外機２と通信線４を介して接続される送受信装置１２を備えている。また、室内制御部９内には、運転カウンタ１０によって記憶された記憶情報において所定時間帯ごとの運転開始回数が所定の閾値を越えているかどうかを判定する判定手段と、判定手段の判定結果に基づいて将来の予熱運転許可時間帯における使用予測をする使用予測手段とが設けられている。

室外機２は、室外機２内に設けられた圧縮機１６や室外ファン１０８等を制御するための室外制御部１３を備えている。室外制御部１３は、室内機１と通信線４を介して接続される送受信装置１４、圧縮機１６の運転制御を行う圧縮機駆動回路１５を備えている。

リモコン５は、空気調和機の運転の開始や停止、設定の変更を入力する設定ボタン６、赤外線などにより室内機１へ操作信号を送信するための送信部７を備えている。

ユーザーが、リモコン５に設けられた設定ボタン６を操作し、行いたい運転や設定を決定すると、リモコン５は、設定ボタン６からの入力情報を送信部７から室内機１に設けられた受信部８に送信する。受信部８が受信した情報は室内制御部９に送られ、室内制御部９はその情報に応じた処理を行う。

運転カウンタ１０では、学習範囲内全ての弱冷運転許可時間帯における冷房運転回数（総運転回数）と、学習範囲内でのある時間区間における冷房運転回数（区間運転回数）をそれぞれカウントすることができる。ここで、学習範囲は、過去の所定期間、具体的には、空気調和機が設置されてから現在の時刻までの範囲、もしくは、停電などの何らかの理由で運転カウンタ１０が記憶していた冷房運転回数をリセットされてから、現在の時刻までの範囲である。

本実施の形態では、弱冷運転許可時間帯を時刻１２：００〜１９：００の７時間としている。そして、その弱冷運転許可時間帯を複数の所定時間帯に分けている。具体的には、弱冷運転許可時間帯を、３０分ごとに区切り、１４区間の時間区間を設けている。なお、弱冷運転許可時間帯の長さや、所定時間帯の長さや区間数は、これに限定されることなく、適宜、変更することができる。

時刻暗記部１１は、現在の時刻情報を覚えておくことができ、運転カウンタ１０による冷房運転回数のカウントに用いられる。本実施の形態では初期の時刻情報はリモコン５によってユーザーが設定することにしているが、これに限定されることなく、たとえば無線ＬＡＮによる通信機能によって外部から情報を得ることで設定するものでも良い。

ところで、以上のように構成された空気調和機においては、運転停止中に室内熱交換器１０４の温度が室温とほぼ同一となることが多い。従って、特に冷房運転開始時に室内ファン１０５が運転されると冷却されていない空気が吹出されて、使用者は不快感を感じることになる。

そこで、冷房運転開始される前に、あらかじめ周波数を低くした冷房運転を行うことにより室内熱交換器１０４を冷やし、冷風の吹き出されるまでの時間を短縮してユーザーの
快適性を高めることができる。

このような室内熱交換器１０４を冷やすための低い周波数での予熱運転は弱冷運転とも呼ばれる。しかし、弱冷運転を行うことは圧縮機１６を駆動させることになるので、無駄な電力を消費し、省エネ性が失われる。

そこで、予め弱冷運転が行われるであろう時間を予想し、その時間に合わせて弱冷運転を行うことによって、省エネ性を失わず、快適性を高めることができるが、そのためには、弱冷運転を実施する最適な時間を決定する必要がある。

図４は、判定手段と使用予測手段とによって行われる、弱冷運転を行う時間を決定する制御フローチャートである。

図５は弱冷運転を行う時間の決定例を説明する説明図である。

判定手段は、まずステップ３１において、複数の所定時間帯である１４区間の時間区間のうち、過去の学習範囲において冷房運転が開始された回数の高い高使用頻度区間の決定を行う。運転カウンタ１０により、１４区間それぞれでの区間運転回数を総運転回数で除した値を算出し、その値が閾値を超えている場合、ユーザーが頻繁に冷房運転を開始する時間帯であると考え、高使用頻度区間とする。

ここで、閾値は頻繁に冷房運転を開始する頻度がどの程度であるかを考慮して設定を行うことが望ましい。例えば、本実施の形態では、閾値は０．２としている。この理由について、以下に説明する。

弱冷運転を行うことで、快適性を向上させたい時間帯としては、暑い日に外出先から帰宅時や入浴後等にユーザーは冷たい風をあたりたいという要望を考慮すると、昼間から夕方であると考えられる。

なお、本実施の形態では、快適性を向上させたい時間帯は、時刻１２：００〜１９：００であると想定して、弱冷運転許可時間帯を時刻１２：００〜１９：００の７時間と設定している。

そして、一般的なユーザーは、１週間のうち平日と休日とで異なった生活サイクルを取っていることが多い。平日と休日の生活サイクルの違いを考え、１週間を平日５日、休日２日とすると、１週間のうち２日以上の冷房運転を開始する程度の使用頻度を閾値として設定すると、休日の生活サイクルに合わせた弱冷運転が実施されない。また、逆に１週間のうち１日未満、冷房運転を開始する程度の使用頻度を閾値として設定すると、頻繁に運転を開始する時間であるとは言いがたく、多くの時間帯が高使用頻度区間となってしまい、省エネ性が悪化する恐れがある。このため、本実施の形態では、１週間のうち１日以上、２日未満の頻度で使用される時間帯が高使用頻度区間になるよう、閾値を１／７以上、２／７未満の数値である０．２と設定している。

なお、閾値の設定は、上述のように設定することが望ましいが、これに限定されることなく、運転回数がある区間だけ大きくなることを見込んで、０．３にしても良いし、逆に０．１にしても良い。また、本実施の形態では各区間運転回数を総運転回数で除した値を用いたが、これに限定されることなく、各区間の運転回数を用いても良い。

次に、使用予測手段は、ステップ３２においては、弱冷運転許可時間帯に高使用頻度区間が存在するかを判断し、存在すればステップ３３に移行する。ステップ３３では高使用
頻度区間から弱冷運転を実施する時間を決定する。

その方法はまず弱冷運転許可時間帯において、最も時間の早い高使用頻度区間を基準区間とし、その開始時間（例えば、区間１７：００〜１７：３０では１７：００）を基準時間として、その３０分前から９０分後までを弱冷運転時間とする（例えば、１７：００を基準時間とすると１６：３０〜１８：３０）。なお、本実施の形態では前記のように弱冷運転時間を決定しているがこれに限定されるものではない。

弱冷運転終了時間１８：３０になるまでは、ユーザーから冷房運転の指示がない限り、弱冷運転を継続するようにしている。これはユーザーが弱冷運転開始時刻１７：００になったときに冷房運転指示をするということは限らないことが想定されるためである。ユーザーの利便性を向上させるため所定の範囲内でずれて冷房運転を指示しても、冷房運転を開始した時にすぐに冷風が吹き出すようにしている。

ここで、冷房予備運転時の結露防止について説明する。雨が降った時や室内に洗濯物を干している時など室内の相対湿度が高い場合においては室内機に露が付き、露が成長し滴下すると、この露が室内機下方の家具、電化製品、カーペット等を汚したり、損傷したりするため、ステップ３４で室内の相対湿度を検知する相対湿度センサ１２３で検知する湿度により弱冷運転時間を変更させるようにしている。例えば、本実施の形態では相対湿度７０％以下を検知した場合はステップ３５で弱冷運転は９０分とし、相対湿度７０％以上を検知した場合はステップ３６弱冷運転は６０分とする。このように、室内の相対湿度に応じて弱冷運転の運転時間を制御することにより室内機１からの露の滴下を防止することができる。なお、相対湿度７０％という値と弱冷運転時間（９０分、３０分）の値は適宜変更可能であることはいうまでもない。また、高気密・高断熱の住宅などは弱冷運転中に部屋の室温が徐々に低下してしまうことがある。そのためステップ３７で室内温度を検知する室内温度センサ１０６により、弱冷運転中に室内温度が所定の温度以下を検知すると弱冷運転を停止させるようにしている。例えば、本実施の形態では室内温度が２７℃以下を検知した場合は弱冷運転を停止させることにより、快適性を損なうことがなく、運転停止直後であれば冷風を急速に吹出すための弱冷運転をしなくても室内熱交換器１０４が冷えているためユーザーが冷房運転指示をした場合にはすぐ冷風が吹出されるため、なかなか冷風が吹き出されないことに対するユーザーの不満も低減することができる。なお、この室内温度２７℃という値は宜変更可能であることはいうまでもない。

以上のように本発明は、ユーザーの使用頻度に応じて弱冷運転を行うことで冷房運転開始時に短時間で冷風を吹出すことができ、しかも、室内機からの露の滴下を防止させることができるため、個人向けの能力の小さい空気調和機だけでなく、業務用の大型の空気調和機にも応用することができる。

１室内機
２室外機
３接続配管
４通信線
５リモコン
６設定ボタン
７送信部
８受信部
９室内制御部
１０運転カウンタ
１１時刻暗記部
１２送受信装置
１３室外制御部
１４送受信装置
１５圧縮機駆動回路
１６圧縮機
１０４室内熱交換器
１０５室内ファン
１０６室内温度センサ
１０７室外熱交換器
１０８室外ファン
１１０四方弁
１１１減圧装置
１２０正面パネル
１２１吹き出し口
１２２上下羽根
１２３相対湿度センサ

Claims

１日のうちに設けられた弱冷運転許可時間帯を複数の所定時間帯に分け、過去の所定期間における前記所定時間帯ごとの運転開始回数を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された記憶情報において前記所定時間帯ごとの運転開始回数が所定の閾値を越えているかどうかを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて弱冷運転を行う制御手段と、室内の相対湿度を検知する相対湿度検知手段と、を備え、前記相対湿度件検知手段により検知された相対湿度に応じて前記弱冷運転の運転時間を変更させることを特徴とする空気調和機。
室内温度を検知する室内温度検知手段を備え、前記弱冷運転の運転中に室内温度が所定の温度以下を検知すると、前記弱冷運転を停止することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。