JP2022172982A - 室内機、および、空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の第1実施形態の室内機12を備える空気調和装置10について、図面を参照しながら説明する。
図1に示されるように、空気調和装置10は、冷媒配管方式の空気調和装置であって、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって建物内の各室を冷暖房する。空気調和装置10は、室外機11と、室内機12と、液冷媒連絡管13と、ガス冷媒連絡管14と、を備える。空気調和装置10の冷媒回路は、室外機11と室内機12とが、液冷媒連絡管13およびガス冷媒連絡管14で接続されることによって構成される。空気調和装置10の冷媒回路では、冷媒回路内に封入された冷媒が循環する。空気調和装置10は、冷媒回路内において冷媒が圧縮され、放熱(凝縮)され、減圧され、吸熱(蒸発)された後に再び圧縮される冷凍サイクル運転を行う。
(2-1)ケーシング22
ケーシング22の内部には、主として、室内熱交換器50と、室内ファン55と、ベルマウス56と、ドレンパン57と、ドレンポンプ59と、室内制御部92とが配置される。ケーシング22は、主として、ケーシング本体22aと、化粧パネル22bと、を有する。
室内熱交換器50は、平面視における室内ファン55の周囲を囲むように曲げられた状態で、ケーシング本体22aの内部に配置された熱交換器である。より具体的には、室内熱交換器50は、所定間隔を空けて配置された多数の伝熱フィンと、これらの伝熱フィンを板厚方向に貫通した複数の伝熱管と、を有している。室内熱交換器50の液側には、液冷媒連絡管13の一端が接続されており、室内熱交換器50のガス側には、ガス冷媒連絡管14の一端が接続されている。
室内ファン55は、ケーシング本体22aの内部に配置された遠心送風機である。室内ファン55は、室内の空気を化粧パネル22bの吸込口36を通じてケーシング22内に吸入し、室内熱交換器50を通過させた後、化粧パネル22bの吹出口37を通じてケーシング22外へ吹き出す空気流れを形成させる。室内ファン55は、ケーシング本体22aの天板の中央に設けられたファンモータ55aと、ファンモータ55aに連結されて回転駆動される羽根車とを有している。羽根車は、ターボ翼を有する羽根車であり、回転軸線Oを軸心として回転することで、下方から羽根車の内部に空気を吸入し、平面視における羽根車の外周側に向かって吹き出すことができる。室内ファン55は、室内制御部92によって回転数が制御されることで風量を複数段階に制御することが可能である。
図4に示されるように、ドレンパン57は、室内熱交換器50の下側に配置され、室内熱交換器50において空気中の水分が凝縮して生じるドレン水を受けとる。このドレンパン57は、ケーシング本体22aの下部に装着されている。ドレンパン57には、平面視において、室内熱交換器50の内側において上下方向に伸びた円筒形状の空間が形成されており、当該空間の内側下方にベルマウス56が配置されている。ベルマウス56は、吸込口36から吸入される空気を室内ファン55に案内するための部材であり、水平に広がった平面部と、中心近傍において上下に伸びる円筒形状部分と、を有している。
ドレンポンプ59は、ドレンパン57からドレン水を排出する。ドレンポンプ59は、吸水口59aと排水口59bとを有する。ドレンポンプ59は、ドレンパン57内のドレン水を、吸水口59aから吸入して、排水口59bから吐出する。
(3-1)暖房運転
空気調和装置10が暖房運転を実行する場合、四路切換弁15は、図1の破線で示される状態に切り換えられる。空気調和装置10の冷媒回路において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機20に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機20から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁15、ガス側閉鎖弁18およびガス冷媒連絡管14を通じて、室内熱交換器50に送られる。室内熱交換器50に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器50において、室内空気と熱交換を行って凝縮して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気が加熱される。室内熱交換器50で凝縮した液冷媒は、液冷媒連絡管13および液側閉鎖弁17を通じて、室外膨張弁41に送られる。室外膨張弁41に送られた冷媒は、室外膨張弁41によって冷凍サイクルの低圧まで減圧される。室外膨張弁41で減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器30に送られる。室外熱交換器30に送られた低圧の冷媒は、室外熱交換器30において、室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器30で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁15およびアキュムレータ25を通じて、再び、圧縮機20に吸入される。
空気調和装置10が冷房運転を実行する場合、四路切換弁15は、図1の実線で示される状態に切り換えられる。空気調和装置10の冷媒回路において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機20に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機20から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁15を通じて、室外熱交換器30に送られる。室外熱交換器30に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器30において、室外空気と熱交換を行って凝縮して、高圧の液冷媒となる。室外熱交換器30で凝縮した液冷媒は、室外膨張弁41によって冷凍サイクルの低圧まで減圧される。室外膨張弁41で減圧された低圧の冷媒は、液側閉鎖弁17および液冷媒連絡管13を通じて、室内熱交換器50に送られる。室内熱交換器50に送られた冷媒は、室内熱交換器50において、室内空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。これにより、室内空気は冷却される。室内熱交換器50で蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡管14、ガス側閉鎖弁18、四路切換弁15およびアキュムレータ25を通じて、再び、圧縮機20に吸入される。
室内制御部92は、空気調和装置10の冷房運転の実行時に、第1状態におけるドレンポンプ59の運転開始条件、および、第2状態におけるドレンポンプ59の運転開始条件が互いに異なるように、ドレンポンプ59を制御する。ドレンポンプ59の運転開始条件とは、空気調和装置10の起動後、ドレンポンプ59の運転を開始するタイミングに関する条件である。
(5-1)
室内機12の室内制御部92は、空気調和装置10の冷房運転の実行時において、空気調和装置10の負荷に応じてドレンポンプ59の制御方法を変更する。例えば、室内制御部92は、空気調和装置10の負荷が小さく、ドレンパン57内のドレン水の水位が上昇する速さが小さい場合、ドレンパン57の水位が所定の高さになるまでドレンポンプ59の運転を開始させない。これにより、ドレンポンプ59を常時運転させる場合と比較して、ドレンポンプ59の消費電力が抑制される。
室内機12の室内制御部92は、空気調和装置10の負荷が大きく、ドレンパン57内のドレン水の水位が上昇する速さが大きい場合、ドレンポンプ59を常時運転させる。これにより、ドレンパン57の水位が急上昇することによるドレン水の漏洩が抑制される。
室内機12の室内制御部92は、ドレンパン57内のドレン水の水位が上昇する速さが小さい場合、ドレンパン57の水位が、ドレンポンプ59の吸水口59aの高さ位置である第3高さh3よりも高い第1高さh1になるとドレンポンプ59の運転を開始させる。言い換えると、室内制御部92は、ドレンパン57の水位が、第3高さh3に達した直後に、ドレンポンプ59の運転を開始させない。このように、第3高さh3よりも高くなるように第1高さh1を設定して、ドレンポンプ59の運転が開始するタイミングを遅らせることで、ドレンポンプ59の消費電力が抑制される。
第1状態および第2状態が上述のように定義される場合、室内機12の室内制御部92は、室内熱交換器50内の冷媒の蒸発温度、および、室内空気の露点温度に基づいて、室内熱交換器50の表面に結露水が発生しやすいか否かを判定して、空気調和装置10の負荷を推定する。冷媒の蒸発温度は、蒸発温度サーミスタ51によって検出され、室内空気の露点温度は、室内温度センサ52および室内湿度センサ53によって検出される。蒸発温度サーミスタ51、室内温度センサ52および室内湿度センサ53は、従来の空気調和装置10においても使用されるセンサである。そのため、空気調和装置10の負荷を推定するために特別なセンサを用いる必要がないので、室内機12のコストが抑制される。
ドレンポンプ59の消費電力が抑制されるので、空気調和装置10の運転に必要な電力が抑制される。
本開示の第2実施形態の室内機12を備える空気調和装置10は、第1実施形態と同じ構成及び動作を有する。以下、第1実施形態との相違点である、冷房運転の実行時における室内機12の制御について説明する。
第1実施形態では、室内制御部92は、空気調和装置10の負荷に応じてドレンポンプ59の制御方法を変更する。本実施形態では、室内制御部92は、空気調和装置10の負荷のレベルに関わらず、ドレンパン57内のドレン水の水位の変化に応じて、ドレンポンプ59の運転を制御する。
室内機12の室内制御部92は、空気調和装置10の冷房運転の実行時において、ドレンパン57の水位が、ドレンポンプ59の吸水口59aの高さ位置である第3高さh3よりも高い第1高さh1になるとドレンポンプ59の運転を開始させる。言い換えると、室内制御部92は、ドレンパン57の水位が、第3高さh3に達した直後に、ドレンポンプ59の運転を開始させない。このように、第3高さh3よりも高くなるように第1高さh1を設定して、ドレンポンプ59の運転が開始するタイミングを遅らせることで、ドレンポンプ59の消費電力が抑制される。
(1)第1変形例
第1実施形態および第2実施形態では、例えば、第2状態とは、室内熱交換器50内の冷媒の蒸発温度が、室内空気の露点温度よりも高い状態と定義される。室内制御部92は、冷媒の蒸発温度が、室内空気の露点温度よりも高い場合、空気調和装置10が第2状態であると判定する。
第1実施形態および第2実施形態では、第1高さh1は、ドレンポンプ59の吸水口59aの高さh3よりも高い位置、かつ、第2高さh2よりも低い位置に設定される。第1高さh1は、さらに、ドレンポンプ59の吸水口59aの高さh3と第2高さh2との中間の高さ位置(h2+h3)/2よりも低い位置に設定されてもよい。この場合、ドレンポンプ59の運転が開始する条件となるドレンパン57の水位が、ドレンポンプ59の吸水口59aの近くに設定される。これにより、ドレンパン57の水位が急上昇することによるドレン水の漏洩が抑制される。
第1実施形態および第2実施形態の室内機12は、冷房および暖房の機能を有する空気調和装置10に用いられる。しかし、室内機12は、冷房専用の空気調和装置10に用いられてもよい。
12 :室内機
20 :圧縮機
50 :室内熱交換器(熱交換器)
57 :ドレンパン
59 :ドレンポンプ
59a :ドレンポンプの吸水口
92 :室内制御部(制御部)
Claims (10)
- 冷媒を循環させることで冷房運転を実行可能な空気調和装置(10)に用いられる室内機であって、
冷媒と室内空気とを熱交換する熱交換器(50)と、
前記熱交換器で発生する水を受けるドレンパン(57)と、
前記ドレンパンから水を吸い上げるドレンポンプ(59)と、
制御部(92)と、
を備え、
前記制御部は、前記冷房運転の実行時に、第1状態における前記ドレンポンプの運転開始条件、および、第2状態における前記ドレンポンプの運転開始条件が互いに異なるように、前記ドレンポンプを制御し、
前記第2状態は、前記第1状態よりも、前記冷房運転の実行時における前記空気調和装置の負荷が小さい状態である、
室内機(12)。 - 前記制御部は、前記冷房運転の実行時に、
前記第1状態において、前記ドレンポンプの運転を継続させ、
前記第2状態において、前記ドレンパンの水位が上昇して所定高さになると前記ドレンポンプの運転を開始させ、前記ドレンパンの水位が下降して前記所定高さを下回ると前記ドレンポンプの運転を停止させる、
請求項1に記載の室内機。 - 前記所定高さは、前記ドレンポンプの吸水口(59a)の高さよりも高い、
請求項2に記載の室内機。 - 前記第2状態は、
前記熱交換器内の冷媒の蒸発温度が、前記室内空気の露点温度よりも高い状態、または、
前記蒸発温度が前記露点温度以下である場合に、前記蒸発温度と前記露点温度との差が所定の値よりも小さい状態、
である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の室内機。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の室内機を備える、
空気調和装置。 - 冷媒を循環させることで冷房運転を実行可能な空気調和装置(10)に用いられる室内機であって、
冷媒と室内空気とを熱交換する熱交換器(50)と、
前記熱交換器で発生する水を受けるドレンパン(57)と、
前記ドレンパンから水を吸い上げるドレンポンプ(59)と、
制御部(92)と、
を備え、
前記制御部は、前記冷房運転の実行時に、
前記ドレンパンの水位が上昇して第1高さになると前記ドレンポンプの運転を開始させ、
前記ドレンパンの水位が上昇して前記第1高さよりも高い第2高さになると前記ドレンポンプの運転を継続させつつ前記空気調和装置の圧縮機(20)を停止させ、
前記ドレンパンの水位が下降して前記第1高さを下回ると前記ドレンポンプの運転を停止させる、第1制御を行い、
前記第1高さは、前記ドレンポンプの吸水口(59a)の高さよりも高い、
室内機(12)。 - 前記制御部は、前記冷房運転の実行時に、
第1状態において、前記ドレンポンプの運転を継続させ、
前記第1状態よりも、前記冷房運転の実行時における前記空気調和装置の負荷が小さい第2状態において、前記第1制御を行う、
請求項6に記載の室内機。 - 前記第2状態は、
前記熱交換器内の冷媒の蒸発温度が、前記室内空気の露点温度よりも高い状態、または、
前記蒸発温度が前記露点温度以下である場合に、前記蒸発温度と前記露点温度との差が所定の値よりも小さい状態、
である、
請求項7に記載の室内機。 - 前記第1高さは、前記吸水口の高さと前記第2高さとの中間の高さ以下である、
請求項6から8のいずれか1項に記載の室内機。 - 請求項6から9のいずれか1項に記載の室内機を備える、
空気調和装置。
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