JP2020016429A - 空調機の蒸発器の自動洗浄方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調機の蒸発器の自動洗浄方法および装置を提供する。【解決手段】空調機の蒸発器の自動洗浄方法は、蒸発器の表面に結霜させるステップ２０１と、蒸発器の目標温度を確定するステップ２０２と、蒸発器の測定温度を測定し続けるステップ２０３と、測定温度の下降速度率を計算するステップ２０４と、測定温度が目標温度に達したか否かを判断すること、および測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断することによって、結霜が完了したか否かを判断するステップ２０５と、結霜が完了したと判断した時に、霜の溶解を行うことで蒸発器の洗浄を行うステップ２０６と、を含む。【選択図】図２

Description

空調機の分野に関し、特に、空調機の蒸発器の洗浄方法および装置に関する。

空調機は、使用の過程で、例えば蒸発器等の部品に大量の塵埃が溜まりやすい。これらの塵埃を速やかに除去しないと、蒸発器の熱交換性能が大幅に低下してしまう上、細菌の繁殖およびカビの発生が起こりやすい。

従来、空調機の洗浄は、ユーザまたはメンテナンススタッフの手による洗浄に頼っていたが、これは大変な労力を必要とする。

既に、空調機の蒸発器上に結霜させた後、霜の溶解後に生じる凝縮水を利用して蒸発器の表面を洗浄する空調機の蒸発器の自動洗浄方法が提示されている。しかし、このような自動洗浄方法には、洗浄効果およびエネルギー消費の面で、まだ最適化すべき余地が残されている。

課題は、結霜が完了した時点をより正確に判断することによって、洗浄効果を確保するとともに自動洗浄のエネルギー消費を低減することができる空調機の蒸発器の自動洗浄方法および装置を提供することである。

課題を解決するために採用する技術手段は、蒸発器の表面に結霜させるステップと、蒸発器の目標温度を確定するステップと、蒸発器の測定温度を測定し続けるステップと、測定温度の下降速度率を計算するステップと、測定温度が目標温度に達したか否かを判断すること、および測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断することによって、結霜が完了したか否かを判断するステップと、結霜が完了したと判断した時に、霜の溶解を行うことで蒸発器の洗浄を行うステップと、を含む空調機の蒸発器の自動洗浄方法を提示するものである。

蒸発器の目標温度を確定する方法は、蒸発器が存在する室内の温度および湿度に基づいて目標温度を計算することを含む、ことが好ましい。

測定温度が目標温度に達した場合に、測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断するステップは、
ａ．蒸発器の測定温度の下降速度率が上昇したと判断した時に上昇回数を累計するステップと、
ｂ．上昇回数が第１閾値に達したか否かを判断し、達した場合はステップｃに入り、達していない場合はステップａに戻るステップと、
ｃ．結霜が完了したと判断するステップと、
を含む、ことが好ましい。

測定温度が目標温度に達した場合に、ステップａにおいて蒸発器の測定温度の下降速度率がまだ上昇していないと判断した時、測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断するステップは、
ｄ．蒸発器の測定温度の下降速度率が低下している、または不変であると判断した時に、低下時間または不変時間を累計するステップと、
ｅ．低下時間または不変時間が第２閾値に達したか否かを判断し、達した場合はステップｃに入り、達していない場合はステップｄに戻るステップと、
をさらに含む、ことが好ましい。

測定温度は目標温度にまだ達していないが、結霜時間が第３閾値に達した時に、結霜が完了したと判断する、ことが好ましい。

空調機の冷房モードまたは結霜モードにおいて蒸発器の表面に結霜させ、このうち結霜モードにおいて、空調機の室内ファンを最低の風レベルで運転させる、ことが好ましい。

霜の溶解を行う方法は、空調機を送風モードにすることを含む、ことが好ましい。

送風モードにおいて、空調機の室内ファンの回転速度を、室温の上昇に伴って上げる、ことが好ましい。

送風モードにおいて、送風時間が事前設定時間に達したか否かを測定し続け、達した場合は、空調機に洗浄動作を終了させ、達していない場合は、空調機に送風運転を継続させることをさらに含む、ことが好ましい。

空調機はフラップアッセンブリを含み、フラップアッセンブリのガイドフラップは、結霜時および／または霜の溶解時に、水平面に対して下向きに遥動して所定角度をなす、ことが好ましい。

空調機の蒸発器の自動洗浄装置は、蒸発器と、室内ファンと、上述の方法に従って蒸発器および室内ファンの運転を制御するコントローラと、を含む。

空調機は、室内機を含み、この室内機は、上述の自動洗浄装置と、フラップアセンブリとを含む。このフラップアッセンブリのガイドフラップは、水平面に対して下向きに遥動して所定角度をなす。

上述の技術手段を採用すれば、既存技術と比較して、結霜が完了した時点をより正確に判断することができる。これによって、適量の凝縮水を確保して蒸発器の表面を洗浄し、洗浄効果を確保することができる。

また、結霜が完了した時点を正確に判断するので、結霜完了後に蒸発器が無駄な動作を続けることによって発生する不必要なエネルギー消費を防ぐことができ、自動洗浄のエネルギー消費を低減することができる。

上述の目的、特徴、および利点について、より明瞭かつ容易に理解できるように、以下、図面と結びつけながら、具体的な実施形態について詳しく説明する。
一実施例に係る空調機の蒸発器の自動洗浄装置のブロック図。 一実施例に係る空調機の蒸発器の自動洗浄方法のフロー図。 一実施例に係る空調機の結霜事前設定条件の判断フロー図。 一実施例に係る空調機の結霜完了時点の判断フロー図。 一実施例に係る空調機の室内機の断面図。

上述の目的、特徴、および利点について、より明瞭かつ容易に理解できるように、以下、図面と結びつけながら、具体的な実施形態について詳しく説明する。

以下の記載において、十分に理解しやすいように、多くの具体的な細部について詳述しているが、本記載とは異なる他の手段を採用してもよい。よって、特許請求の範囲に記載する技術手段は、以下に開示する具体的な実施例の制限を受けない。

本願および特許請求の範囲に示すように、以上および以下の記載において、例外的な事柄を明示している場合を除き、「１つ」「１種」および／または「この（該）」等の語は、決して単数を特に指すものではなく、複数も含むことができる。一般的に、「含む」および「備える」という用語は、既に明示されたステップおよび要素を含むことを示唆するのみであり、これらのステップおよび要素は排他的な列挙を成すものではなく、方法または機器が他のステップまたは要素を含むこともあり得る。

この実施例は、洗浄効果を確保するとともに自動洗浄のエネルギー消費を低減することができる空調機の蒸発器の自動洗浄方法および装置について記載するものである。

図１は、空調機の蒸発器の自動洗浄装置のブロック図である。図１を参照すると、装置１００は、蒸発器１１０と、室内ファン１２０と、温度センサ１３０と、コントローラ１４０とを含むことができる。要点が曖昧になることを避けるため、本技術とは無関係の空調機内の部品については示していない。蒸発器１１０、室内ファン１２０、および温度センサ１３０は、全てコントローラ１４０に電気的に接続されている。温度センサ１３０は蒸発器１１０に取り付けられ、蒸発器１１０の温度を測定する。温度センサ１３０を取り付ける位置は、蒸発器１１０の表面であることが最も好ましい。コントローラ１４０は、蒸発器１１０、室内ファン１２０、および温度センサ１３０の動作を制御することができる。自動洗浄装置は、室内温度センサ１５０および室内湿度センサ１６０をさらに有することができ、それぞれ室内温度および室内湿度を測定してコントローラ１４０に送信するために用いられる。

図２は、空調機の蒸発器の自動洗浄方法のフロー図である。この方法は、図１に示す自動洗浄装置１００または他の変形例において実施することができる。図２を参照すると、本実施例の方法は、ステップ２０１〜２０６を含む。

ステップ２０１において、蒸発器の表面に結霜させる。

このステップでは、空調機の冷房モードにおいて蒸発器の表面に結霜させる。補足または代替として、空調機は専用の結霜モードを有していてもよく、この結霜モードにおいて蒸発器の表面に結霜させる。結霜モードにおいて、空調機の室内ファンを最低の風レベルで運転させることができる。図１を参照すると、コントローラ１４０は、冷房モードまたは結霜モードにおいて、蒸発器１１０の表面に結霜させることができる。必要な場合は、コントローラ１４０は、室内ファン１２０の風速を適応させることができる。

ステップ２０２において、蒸発器１１０の目標温度を確定する。

このステップでは、現在の環境に基づいて、それに応じた蒸発器の目標温度を確定することができる。この目標温度は、結霜が完了したか否かを判断するための温度である。空調機が備え付けられた環境の室内温度および室内湿度によって、蒸発器の目標温度を算出することができる。図１を参照すると、コントローラ１４０は、室内温度センサ１５０および室内湿度センサ１６０の所から室内温度および室内湿度を取得し、これに基づいて蒸発器の目標温度を計算する。１つの代替実施例においては、室内湿度センサ１６０を取り付けなくてもよく、固定された室内湿度（例えばＲＨ６０％）を用いて近似計算を行ってもよい。

ステップ２０３において、蒸発器の測定温度を測定し続ける。

結霜の過程でこのステップを実施することによって、蒸発器表面の温度を知ることができる。図１を参照すると、温度センサ１３０は、蒸発器表面の測定温度を測定し続けて、コントローラ１４０に送信することができる。

ステップ２０４において、測定温度の下降速度率を計算する。

結霜の過程でこのステップを実施することによって、測定温度の下降速度率を知ることができる。測定温度の下降速度率の変化状況は、結霜が完了したか否かを判断する重要な指標である。図１を参照すると、コントローラ１４０は、ステップ２０３で取得した一連の測定温度を用いて、測定温度の下降速度率を計算することができる。

ステップ２０５において、測定温度が目標温度に達したか否かを判断すること、および測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断することにより、結霜が完了したか否かを判断する。

結霜の過程でこのステップを実施することによって、結霜が完了したか否かを判断することができる。１つの方面においては、比較することで測定温度が目標温度に達したか否かを知ることができる。測定温度が目標温度に達したか否かは、結霜が完了したか否かを判断する重要な指標である。図１を参照すると、コントローラ１４０は、ステップ２０３で取得した一連の測定温度およびステップ２０２で確定した目標温度を用いて、この比較を行う。

測定温度が目標温度に達したということは、通常であれば結霜が完了したということを意味する。しかし、環境温度の干渉や蒸発器の動作状況異常等の要因により、温度値のみに頼って結霜が完了したと判断すると、その正確率が十分ではない場合がある。このため、本実施例では、測定温度の下降特徴と併せることで、結霜が完了した時点を判断している。事前のテストによって結霜の過程における蒸発器表面の温度の下降特徴を知ることで、本ステップの事前設定条件を確定させることができる。図１を参照すると、コントローラ１４０は、測定温度の下降特徴を測定することによって、このステップを実行することができる。

結霜が完了したと判断した時に、ステップ２０６において、霜の溶解を行うことで蒸発器を洗浄する。

このステップでは、空調機を送風モードにして、霜の溶解を行うことができる。図１を参照すると、コントローラ１４０は、室内ファン１２０を比較的速い回転速度にして送風を行うことができる。１つの実施例において、さらに、室内ファン１２０の回転速度を、室温の上昇に伴って速くしてもよい。送風モードにおいて、コントローラ１４０は、送風時間が事前設定時間に達したか否かを測定し続けることができる。事前設定時間に達した場合は、空調機に洗浄動作を終了させ、達していない場合は、空調機に送風運転を継続させる。

ここで、フロー図を用いて、本願の実施例の方法に従って実行される操作について説明する。なお、上述の操作が必ずしも順番に基づいて正確に実行されるわけではないことは、理解されるべきである。これとは対照的に、反対の順番で、または同時に、各種ステップが処理されてもよい。さらに、これらの過程に他の操作を追加してもよく、あるいは、これらの過程から、ある１つのまたは数個の操作を削除してもよい。

上述のステップ２０１では、以下の表１のパラメータに基づいて空調機の動作を設定することができる。

表１において、室内ファンの回転速度が遅いほど結霜速度は速くなるが、蒸発器を経る水分が少なくなり、結霜量が減る。室内ファンの回転速度が速いほど、周囲との熱交換効果は高くなり、結霜速度は遅くなるが、結霜量は増える。ＥＶ弁は低開度で運転され、ＥＶ弁の開度が小さいほど、室内の結霜速度は速くなる。室外ファンの回転速度が速いほど、熱交換効果はより良好になり、室内機の結霜速度は速くなる。

表１において、フラップの遥動角度は、空調機の室内機のフラップアセンブリのガイドフラップが水平面に対して下向きに遥動した後に停止する角度である。図５は、空調機の室内機の断面図である。図５を参照すると、室内機５００のフラップアッセンブリ５１０のガイドフラップ５１１は、水平面Ｓに対して角度Ａだけ下向きに遥動する。

上述のステップ２０２において、以下の表２に示す例を参考にして目標温度を確定することができる。

上述のステップ２０６において、以下の表３のパラメータに基づいて空調機の動作を設定することができる。

選択的に、ステップ２０６の後に、さらに所定時間だけ乾燥を行ってもよい。以下の表４のパラメータに基づいて、空調機の乾燥段階における動作を設定することができる。

図３は、空調機の結霜事前設定条件の判断フロー図である。この判断フローは、例えば図１のコントローラ１４０内で行われうる。図３を参照すると、上述の測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断するステップは、ステップ３０１〜３０３を含むことができる。ステップ３０１〜３０３は、測定温度が目標温度に達したと判断した後に実行され得る。これらのステップでは、まず、ステップ３０１において蒸発器の測定温度の下降速度率が上昇したか否かを判断する。言い換えると、現在の下降速度率Ｖ１が前回の下降速度率Ｖ２よりも大きいか否かを判断する。大きい場合は、ステップ３０２に入り、ステップ３０２において、下降速度率の上昇回数ｎを累計する。ステップ３０３において、上昇回数ｎが第１閾値Ｎに達したか否かを判断する。達した場合は、ステップ３０６に飛び、結霜が完了したと判断し、達していない場合は、ステップ３０１に戻る。

ステップ３０１〜３０３の事前設定条件は、結霜の過程における典型的な温度下降曲線に合致するが、想定外の急激な温度変化が起こった時は、温度がステップ３０１〜３０３の事前設定に従って下降しない恐れがある。このため、より良い実施例では、ステップ３０４〜３０５の特別な事前設定条件を提供している。ステップ３０１〜３０３も測定温度が目標温度に達したと判断した後に実行される。具体的には、ステップ３０１において、蒸発器の測定温度の下降速度率がまだ上昇していないと判断した時は、ステップ３０４において蒸発器の測定温度の下降速度率が低下している、または不変であると判断して、その後に下降速度率の低下時間または不変時間ｔ１を累計する。ステップ３０５において、低下時間または不変時間が第２閾値Ｔ１に達したか否かを判断する。達した場合は、ステップ３０６に入り、達していない場合は、ステップ３０４に戻る。

上述のステップ３０１〜３０３の事前設定条件やステップ３０４〜３０５の事前設定条件は、状況に応じて組み合わせ可能であると理解される。

ステップ３０１〜３０５は、測定温度が目標温度に達したという条件のもとで実行される。しかし、若干の場合において、測定温度がまだ目標温度に達してないことがある。このため、より良い実施例では、図４に示すような結霜時点の判断フローを別途提供している。具体的には、ステップ４０１において、測定温度が目標温度に達したか否かを判断する。達した場合は、ステップ４０２に入り、測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したか否かを判断する。この判断方法については、図３を参照することができる。達していない場合は、ステップ４０３に入り、結霜時間ｔ２を取得する。ここで、結霜時間の積算は、１つのタイマーによって結霜の開始時に行われる。タイマーは、コントローラの内部に設けることができる。その後、ステップ４０４において、結霜時間ｔ２が第３閾値Ｔ２に達したか否かを判断する。達した場合は、ステップ４０５に入り、結霜が完了したと判断し、達していない場合は、ステップ４０１に戻る。

本願では、特定の語句を用いて本願の実施例を記載した。例えば、「１つの実施例」、「一実施例」、および／または「若干の実施例」の意味するところは、本願の少なくとも１つの実施例に関するある特徴、構造、または特徴点である。よって、本明細書中の異なる箇所で２回または複数回言及してきた「一実施例」、「１つの実施例」または「１つの代替的実施例」は、必ずしも同一の実施例を指すものではないことを、強調および注意すべきである。また、本願の１つまたは複数の実施例におけるある特徴、構造、または特徴点は、適当に組み合わせることができる。

以上、空調機の蒸発器の自動洗浄方法の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

Claims (12)

1. 蒸発器の表面に結霜させるステップ（２０１）と、
   前記蒸発器の目標温度を確定するステップ（２０２）と、
   前記蒸発器の測定温度を測定し続けるステップ（２０３）と、
   前記測定温度の下降速度率を計算するステップ（２０４）と、
   前記測定温度が前記目標温度に達したか否かを判断すること、および前記測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断することによって、結霜が完了したことを判断するステップ（２０５）と、
   結霜が完了したと判断した時に、霜の溶解を行うことで前記蒸発器を洗浄するステップ（２０６）と、
   を含む、
   空調機の蒸発器の自動洗浄方法。
2. 前記蒸発器の目標温度を確定する方法は、前記蒸発器が存在する室内の温度および湿度に基づいて、前記目標温度を計算することを含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記測定温度が前記目標温度に達した場合に、前記測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断するステップは、
   ａ．前記蒸発器の測定温度の下降速度率が上昇したと判断した時に、上昇回数を累計するステップと、
   ｂ．上昇回数が第１閾値に達したか否かを判断し、達した場合はステップｃに入り、達していない場合はステップａに戻るステップと、
   ｃ．結霜が完了したと判断するステップと、
   を含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記測定温度が前記目標温度に達した場合に、ステップａにおいて前記蒸発器の測定温度の下降速度率がまだ上昇していないと判断した時、前記測定温度の下降速度率が事前設定条件に達したことを判断するステップは、
   ｄ．前記蒸発器の測定温度の下降速度率が低下している、または不変であると判断した時に、低下時間または不変時間を累計するステップと、
   ｅ．低下時間または不変時間が第２閾値に達したか否かを判断し、達した場合はステップｃに入り、達していない場合はステップｄに戻るステップと、
   をさらに含む、
   請求項３に記載の方法。
5. 前記測定温度は前記目標温度に達していないが、結霜時間が第３閾値に達した時に、結霜が完了したと判断する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記空調機の冷房モードまたは結霜モードにおいて前記蒸発器の表面に結霜させ、このうち前記結霜モードにおいて、前記空調機の室内ファンを最低の風レベルで運転する、
   請求項１に記載の方法。
7. 霜の溶解を行う方法は、前記空調機を送風モードにすることを含む、
   請求項１に記載の方法。
8. 前記送風モードにおいて、前記空調機の室内ファンの回転速度を、室温の上昇に伴い上げる、
   請求項７に記載の方法。
9. 前記送風モードにおいて、送風時間が事前設定時間に達したか否かを測定し続け、達した場合は、前記空調機に洗浄動作を終了させ、達していない場合は、前記空調機に送風運転を継続させることをさらに含む、
   請求項７に記載の方法。
10. 前記空調機の室内機は、フラップアッセンブリを含み、
    前記フラップアッセンブリのガイドフラップは、結霜時および／または霜の溶解時に水平面に対して下向きに遥動して所定角度をなす、
    請求項１に記載の方法。
11. 蒸発器（１１０）と、
    室内ファン（１２０）と、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法に従って前記蒸発器および室内ファンの運転を制御するコントローラ（１４０）と、
    を含む、空調機の蒸発器の自動洗浄装置（１００）。
12. 室内機を含み、
    前記室内機は、請求項１１に記載の自動洗浄装置と、フラップアセンブリと、を含み、
    前記フラップアッセンブリのガイドフラップは、水平面に対して下向きに遥動して所定角度をなす、
    空調機。

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