JP6220707B2 - 空気調和機および空気調和システム - Google Patents
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Description
<空気調和機の全体構成と動作概要>
室外機10は、図1に示されるように、主に、筐体11、圧縮機12、四路切換弁13、室外側熱交換器14、膨張弁15、室外側送風機16、液側冷媒配管17、ガス側冷媒配管18、二方弁19、三方弁20、室外側熱交換器温度検出器21、吐出温度検出器22、吸入温度検出器23、膨張弁近傍温度検出器24、外気温度検出器25(外気環境情報取得部)および室外側制御器29から構成されている。なお、この室外機10は、屋外に設置されている。
室内機30は、図1に示されるように、主に、筐体31、室内側熱交換器32、室内側送風機33、フラップ36、室内側熱交換器温度検出器34、室内温度検出器37(室内環境情報取得部)および室内側制御器35から構成されている。なお、この室内機30は、室内に設置されている。
リモートコントローラ50は、点滅赤外線を利用してユーザの指令を室内機30の室内側制御器35に伝達するためのものであって、主に、赤外線発光部、表示パネル、運転停止ボタン、モード切換ボタン、温度上昇ボタン、温度下降ボタン、風量上昇ボタン、風量下降ボタン、風向調節ボタン、自動運転ボタン等から構成されている。
液側連絡配管17はガス側連絡配管18よりも細い管であって、運転時、この液側連絡配管17には、液冷媒が流れる。なお、冷媒としては、例えば、HFC系のR410AやR32等が用いられる。
ガス側連絡配管18は液側連絡配管17よりも太い管であって、運転時、このガス側連絡配管18には、ガス冷媒が流れる。
以下、本実施の形態にかかる空気調和機1の冷房運転および暖房運転について詳述する。
冷房運転では、四路切換弁13が図1に示される状態、すなわち、圧縮機12の吐出管12aが室外側熱交換器14に接続され、かつ、圧縮機12の吸入管12bが室内側熱交換器32に接続された状態となる。また、このとき、二方弁19および三方弁20は開状態とされている。この状態で、圧縮機12が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機12に吸入され、圧縮された後、四路切換弁13を経由して室外側熱交換器14に送られ、室外側熱交換器14において冷却され、液冷媒となる。その後、この液冷媒は、膨張弁15に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、二方弁19を経由して室内側熱交換器32に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、三方弁20および四路切換弁13を経由して、再び、圧縮機12に吸入される。
暖房運転では、四路切換弁13が図2に示される状態、すなわち、圧縮機12の吐出管12aが室内側熱交換器32に接続され、かつ、圧縮機12の吸入管12bが室外側熱交換器14に接続された状態となる。また、このとき、二方弁19および三方弁20は開状態とされている。この状態で、圧縮機12が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機12に吸入され、圧縮された後、四路切換弁13および三方弁20を経由して室内側熱交換器32に供給され、室内空気を加熱すると共に凝縮されて液冷媒となる。その後、この液冷媒は、三方弁19を経由して膨張弁15に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、室外側熱交換器14に送られて、室外側熱交換器14において蒸発させられてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、四路切換弁13を経由して、再び、圧縮機12に吸入される。
本実施の形態にかかる空気調和機1では、運転時、人検出部35dによって人の存在が検出されなくなると、ヒートショック抑制制御が実行される。以下、図4に基づいてこのヒートショック抑制制御について詳述する。
(1)
本実施の形態にかかる空気調和機1では、人検出部35dによって人が存在していると判断された場合、ユーザに室内温度等の設定を委ね、人検出部35dによって人が不在であると判断された場合、中央処理演算部29bがヒートショック抑制制御を実行する。このため、この空気調和機1は、一般家庭の家屋や小規模オフィス等の居住者に対してストレスを与えることなくヒートショック抑制対策を行うことができる。
本実施の形態にかかる空気調和機1では、ヒートショック抑制制御中において人検出部35dによって人が存在していると判断された場合、外気温度Toから室内温度Tiを差し引いた値が第1基準温度差ΔTr1よりも大きいときに(冷房運転時)、中央処理演算部29bが、室内設定温度Tsを入室用冷房時ヒートショック抑制温度Tc1から冷房時中間温度Tc2を経てユーザ設定温度Tuに段階的に設定変更する。また、この空気調和機1では、ヒートショック抑制制御中において人検出部35dによって人が存在していると判断された場合、室内温度Tiから外気温度Toを差し引いた値が第2基準温度差ΔTr2よりも大きいときに(暖房運転時)、中央処理演算部29bが、室内設定温度Tsを入出用暖房時ヒートショック抑制温度Tw1から暖房時中間温度Tw2を経てユーザ設定温度Tuに段階的に設定変更する。このため、この空気調和機1では、室内温度と外気温度Toとの差が著しい場合に、人は徐々に体を慣らしていくことができる。したがって、この空気調和機1では、入室時のヒートショックが抑制される。
第2の実施の形態にかかる空気調和機は、第1の実施の形態にかかる空気調和機1とヒートショック抑制制御の態様で相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、ヒートショック抑制制御のみを説明する。
図7において、ステップS101〜107における中央処理演算部29bの処理は、第1の実施の形態にかかるヒートショック抑制制御を示すフローチャート(図4)におけるステップS101〜107と同じ処理である。このため、これらの処理についての詳細な説明は省略する。
(1)
本実施の形態にかかる空気調和機では、人検出部35dによって人が存在していると判断された時点から第1基準時間ts1が経過した後に中央処理演算部29bがヒートショック抑制制御を実行する。このため、この空気調和機1では、不在期間が短期間であれば、ヒートショック抑制制御が実行されず、ユーザにとって快適な空調空間を維持することができる。
本実施の形態にかかる空気調和機では、人検出部35dによって人が存在していると判断された時点から第2基準時間ts2が経過した後に中央処理演算部29bが空気調和機1を停止状態とする。このため、この空気調和機1は、省エネルギーに貢献することができる。
第3の実施の形態にかかる空気調和機は、ヒートショック抑制制御の態様で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、ヒートショック抑制制御のみを説明する。
ユーザによってリモートコントローラ50の自動運転ボタンが押圧されると、空気調和機は、自動運転モードとなり、中央処理演算部29bが、図8のステップS131の処理を実行する。なお、ここで、空気調和機が自動運転モードに設定されたときの時間をtaとして表す(図9参照)。
(1)
本実施の形態にかかる空気調和機ではユーザによってリモートコントローラ50の自動運転ボタンが押圧された後、人検出部35dによって人が存在していると判断され且つ外気温度Toが基準外気温度Ta1よりも大きい場合、中央処理演算部29bがヒートショック抑制制御を実行する。このため、空気調和機1では、ユーザの意思によってヒートショック抑制制御を実行させることができるだけでなく、外気温度Toが著しく高いまたは低いときに限ってヒートショック抑制制御を実行させることができる。
本実施の形態にかかる空気調和機ではユーザによってリモートコントローラ50の自動運転ボタンが押圧されると、室内設定温度Tsが自動運転設定温度Tc0に設定され、さらにタイマ29dのカウント時間tが第3基準時間ts3に達した時点で室内設定温度Tsが退室用冷房時ヒートショック抑制温度Tc3(>Tc0)に設定される。このため、この空気調和機1では、人が再入室するときのヒートショック抑制対策のみならず人が退出するときのヒートショック抑制対策も行うことができる。
第4の実施の形態にかかる空気調和機は、ヒートショック抑制制御の態様で第3の実施の形態にかかる空気調和機と相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、ヒートショック抑制制御のみを説明する。
本実施の形態にかかるヒートショック抑制制御のフローチャートは、図8のステップS137以外全て同一である。このため、ステップS137以外の各ステップの処理についての詳細な説明は省略する。
本実施の形態にかかる空気調和機では外気温度Toから室内温度Tiを差し引いた値が第5基準温度差ΔTr5よりも大きい場合、中央処理演算部29bがヒートショック抑制制御を実行する。このため、空気調和機1では、外気温度Toと室内温度Tiとの差が著しく高いまたは低いときに限ってヒートショック抑制制御を実行させることができる。
第5の実施の形態にかかる空気調和機は、ヒートショック抑制制御の態様で第3の実施の形態にかかる空気調和機と相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、ヒートショック抑制制御のみを説明する。
本実施の形態にかかるヒートショック抑制制御のフローチャートは、(i)図8のステップS136とステップS137との間に、図7のステップS121およびステップS122の部分が挿入される点、(ii)図8のステップS139が図7のステップS104、ステップS123およびステップS124に置き換えられる点を除いて全て同一である。以下に、上記(i)、(ii)の具体的な態様を説明する。
先ず、ステップS136において、中央処理演算部29bが、通信部29cにおいて人検出部35dから人非検出信号が受信されたと判断した場合、中央処理演算部29bは、図7のステップS121、ステップS122の処理に進む。次に、ステップS122において、中央処理演算部29bが、カウント時間tが第1基準時間ts1に達したと判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS137の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、カウント時間tが第1基準時間ts1に達していないと判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS122の処理に戻る。そして、ステップS137において、中央処理演算部29bが、外気温度Toが基準外気温度Ta1よりも大きいと判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS138の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、外気温度Toが基準外気温度Ta1以下であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS137の処理に戻る。
先ず、ステップS138の処理が完了すると、ステップS104の処理が実行される。ステップS104において、中央処理演算部29bが、通信部29cにおいて人検出部35dから人検出信号が受信されたと判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS140の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、通信部29cにおいて人検出部35dから人検出信号が受信されていないと判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS123の処理に進む。次に、ステップS123において、中央処理演算部29bが、カウント時間tが第2基準時間ts2に達したと判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS124の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、カウント時間tが第2基準時間ts2に達していないと判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS104の処理に戻る。そして、ステップS124では、中央処理演算部29bが、空気調和機1を停止状態とすべく、通信部29cを介して圧縮機12、四路切換弁13、膨張機15、室外側送風機16、室内側送風機34、フラップ36等に制御信号を送信する。
第6の実施の形態にかかる空気調和機は、リモートコントローラに自動運転ボタンとは別にヒートショック抑制対策ボタンが設けられ、ユーザによってリモートコントローラ50のヒートショック抑制対策ボタンが押圧されたときに、図8のフローチャートにかかる一連の処理が実行される点で第3の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、本実施の形態は、第4および第5の実施の形態にも適用することができる。
<第6の実施の形態にかかる空気調和機の特徴>
本実施の形態にかかる空気調和機ではリモートコントローラにヒートショック抑制対策ボタンが設けられる。このため、ユーザは、意識的にヒートショック抑制対策を行うことができる。
第7の実施の形態にかかる空気調和機は、図4のフローチャートにおけるステップS103において室内設定温度Tsが入室用冷房時ヒートショック抑制温度Tc1に固定的に設定されるのではなく、室内設定温度Tsが外気温度Toと一定の幅を有するように逐次変更される点で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、このような態様は、第2〜第6の実施の形態にも適用可能である。
第8の実施の形態にかかる空気調和機は、図4のフローチャートにおけるステップS103において室内設定温度Tsが入室用冷房時ヒートショック抑制温度Tc1に一段階で設定されるのではなく、室内設定温度Tsが入室用冷房時ヒートショック抑制温度Tc1まで多段階で設定される点で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、このような態様は、第2〜第7の実施の形態にも適用可能である。
第9の実施の形態にかかる空気調和機は、セパレート式ではなく一体型の空気調和機(例えば、床置式や窓枠取付式)である点で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、このような態様は、第2〜第8の実施の形態にも適用可能である。
第10の実施の形態にかかる空気調和機は、ヒートポンプ式ではなく他の形式(暖房機であればヒータ式暖房機、ガス暖房機、石油暖房機など。冷房機であればガス冷房機など)である点で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、このような態様は、第2〜第9の実施の形態にも適用可能である。
第11の実施の形態は、第1〜10の実施の形態にかかる空気調和機と、屋内外のサーバや、スマート家電製品、スマートフォン等の携帯端末(以下「外部情報機器」と称する)とから構成される空気調和システムに関する点で第1の実施の形態と相違する。かかる場合、外部情報機器は、空気調和機の制御部60と通信接続され、その制御部60と共同してヒートショック抑制制御を実行する。例えば、外部情報機器が制御部60を介して空気調和機構2を遠隔制御するようにしてもよいし、外部情報機器に制御パラメータの情報を持たせ、その制御パラメータの情報を外部情報機器から制御部60に提供するようにしてもよい。また、かかる場合、外部情報機器は、空気調和機には常時接続されていてもよい。
第12の実施の形態は、第1〜11の実施の形態にかかる空気調和機と、加湿機および除湿機の少なくとも一つの湿度調節機とから構成される空気調和システムに関する点で第1の実施の形態と相違する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、本実施の形態では冷暖房可能な空気調和機にて本発明を説明したが、冷房運転に関係するものは冷房専用機器に適用することができ、暖房運転に関係するものは暖房専用機器に適用することができる。
2 :空気調和機構
25 :外気温度検出器(外気環境情報取得部)
29a :記憶部(第1情報記憶部,第11情報記憶部)
29d :タイマ(時間計測部)
35d :人検出部(存否判断部)
37 :室内温度検出器(室内環境情報取得部)
50 :リモートコントローラ(運転モード選択部)
60 :制御部
t :カウント時間(経過時間)
Ti :室内温度(室内環境指標値)
To :外気温度(外気環境指標値)
Tr1 :第1基準温度差(第1制御基準値,第11制御基準値)
Tr2 :第2基準温度差(第1制御基準値,第11制御基準値)
Tr3 :第3基準温度差(第1制御基準値,第11制御基準値)
Claims (4)
- 空気調和機構と、
対象物の存否を判断する存否判断部と、
室内環境指標値の情報を取得する室内環境情報取得部と、
外気環境指標値の情報を取得する外気環境情報取得部と、
第1制御基準値の情報を記憶する第1情報記憶部と、
前記存否判断部によって前記対象物が不在であると判断された時点以降のいずれかの時点において、前記室内環境指標値を前記外気環境指標値に近づけるように前記空気調和機構を制御する第1制御を実行し、前記第1制御中において前記存否判断部によって前記対象物が存在すると判断された状態において前記外気環境指標値と前記室内環境指標値との差が前記第1制御基準値よりも大きい場合、前記室内環境指標値を段階的に前記外気環境指標値から遠ざけるように前記空気調和機構を制御する第2制御を実行する制御部と
を備える、空気調和機。 - 空気調和機構と、
対象物の存否を判断する存否判断部と、
室内環境指標値の情報を取得する室内環境情報取得部と、
外気環境指標値の情報を取得する外気環境情報取得部と、
運転モードを選択する運転モード選択部と、
前記運転モード選択部において特定の運転モードが選択された時点以降のいずれかの時点において、前記室内環境指標値を前記外気環境指標値に近づけるように前記空気調和機構を制御する第3制御を実行し、さらに前記存否判断部によって前記対象物が不在であると判断された場合、前記室内環境指標値をさらに前記外気環境指標値に近づけるように前記空気調和機構を制御する第4制御を実行する制御部と
を備える、空気調和機。 - 空気調和機構と、
対象物の存否を判断する存否判断部と、
室内環境指標値の情報を取得する室内環境情報取得部と、
外気環境指標値の情報を取得する外気環境情報取得部と、
第11制御基準値の情報を記憶する第11情報記憶部と、
前記存否判断部によって前記対象物が不在であると判断された時点以降のいずれかの時点において、前記室内環境指標値を前記外気環境指標値に近づけるように前記空気調和機構を制御する第11制御を実行し、前記第11制御中において前記存否判断部によって前記対象物が存在すると判断された状態において前記外気環境指標値と前記室内環境指標値との差が前記第11制御基準値よりも大きい場合、前記室内環境指標値を段階的に前記外気環境指標値から遠ざけるように前記空気調和機構を制御する第12制御を実行する制御部と
を備える、空気調和システム。 - 空気調和機構と、
対象物の存否を判断する存否判断部と、
室内環境指標値の情報を取得する室内環境情報取得部と、
外気環境指標値の情報を取得する外気環境情報取得部と、
運転モードを選択する運転モード選択部と、
前記運転モード選択部において特定の運転モードが選択された時点以降のいずれかの時点において、前記室内環境指標値を前記外気環境指標値に近づけるように前記空気調和機構を制御する第13制御を実行し、さらに前記存否判断部によって前記対象物が不在であると判断された場合、前記室内環境指標値をさらに前記外気環境指標値に近づけるように前記空気調和機構を制御する第14制御を実行する制御部と
を備える、空気調和システム。
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