(57)【要約】【課題】除霜中に室外熱交換器に当たる外風の影響を少なくすることにより、効率的な室外熱交換器の除霜を行うことのできる空気調和機の制御方法及び空気調和機を得る。【解決手段】室外熱交換器２と、室外熱交換器２に送風する室外ファン３と、室外ファン３を駆動するファンモーター４に備えたローターの磁極を検知する磁気センサー４１と、磁気センサー４１の検知結果に基づいて外風の風向と風速を算出する風向風速演算手段１０と、ファンモーター４の運転を制御するファンモーター制御手段１１とを備え、除霜運転時に、外風の風向と風速とに基づいて、室外熱交換器２に当たる外風を相殺するようにファンモーター４を駆動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外熱交換器を備えた空気調和機の制御方法であって、
外風の風向を検知する工程と、
外風の風速を検知する工程と、
前記室外熱交換器の除霜中に、検知した外風の風向と風速に基づいて、前記室外熱交換器に当たる外風を相殺するように送風する工程とを有する
ことを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項２】
室外熱交換器を備えた空気調和機の制御方法であって、
外風の風向を検知する工程と、
外風の風速を検知する工程と、
前記室外熱交換器の除霜後に、検知した外風の風向と風速に基づいて、前記室外熱交換器に所定の風圧の風が当たるよう送風する工程とを有する
ことを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項３】
室外熱交換器と、
前記室外熱交換器に送風可能な送風手段と、
前記室外熱交換器に当たる外風の風向と風速を検知する風向風速検知手段と、
前記送風手段の運転制御を行う送風運転制御手段とを備え、
前記送風運転制御手段は、前記室外熱交換器の除霜中に、前記風向風速検知手段の検知結果に基づいて、前記室外熱交換器に当たる外風を相殺するように前記送風手段を動作させる
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
室外熱交換器と、
前記室外熱交換器に送風可能な送風手段と、
前記室外熱交換器に当たる外風の風向と風速を検知する風向風速検知手段と、
前記送風手段の運転制御を行う送風運転制御手段とを備え、
前記送風運転制御手段は、前記室外熱交換器の除霜後に、前記風向風速検知手段の検知結果に基づいて、前記室外熱交換器に所定の風圧を与えるよう前記送風手段を動作させる
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
前記送風手段は、前記室外熱交換器の前面に設けられたファンと、ローターを備え前記送風運転制御手段に制御されて前記ファンを駆動するファンモーターとを有し、
前記風向風速検知手段は、前記ローターの磁極を検知する少なくとも３個の磁気センサーと、前記磁気センサーの検知結果に基づいて外風の風向と風速を算出する風向風速演算部とを有する
ことを特徴とする請求項３または請求項４記載の空気調和機。
【請求項６】
前記風向風速検知手段は、回転型風向風速センサーである
ことを特徴とする請求項３または請求項４記載の空気調和機。
【請求項７】
前記風向風速検知手段は、超音波式風向風速センサーである
ことを特徴とする請求項３または請求項４記載の空気調和機。
【請求項８】
前記送風運転制御手段は、前記送風手段の運転制御をインバーター制御により行うことを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれかに記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房機能を有する空気調和機の制御方法及び暖房機能を有する空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機が暖房機能を発揮する場合には、室内機側の熱交換器が凝縮器、室外機側の熱交換器が蒸発器となり、冬期間においては室外機側の熱交換器に着霜することがある。熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転においては、「除霜開始時に、前記電磁弁を開状態とするとともに前記室外ファンを逆回転状態に制御し、除霜終了時に、前記電磁弁を閉状態とするとともに、前記室外ファンを正回転状態に戻すように制御してなる」ものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、「暖房における除霜運転で、除霜運転中は送風用電動機４を停止し、除霜を効果的に行ない、除霜終了後は、送風用電動機４を一定時間逆回転させ、破線で示す矢印のごとく風の流れを変え、室外熱交換器２に残存する水滴を吹きとばす」ものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０４２２３号公報（第３頁、第４頁）
【特許文献２】特開昭６３−１８３３３５号公報（第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の除霜運転においては、除霜中に温められている室外熱交換器への外風の影響が考慮されていなかった。したがって、室外熱交換器に外風が当たることにより室外熱交換器が冷やされて、除霜を効率的に行うことができなかった。また、除霜終了後は、室外熱交換器に付着した融解水を吹き飛ばす目的で室外ファンを逆回転させていたが、外風の影響により、室外ファンにより一定の風圧の風を室外熱交換器に当てることができず、融解水を効率的に吹き飛ばすことができなかった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、除霜中の室外熱交換器に当たる外風の影響を少なくすることにより、効率的に室外熱交換器を除霜することのできる空気調和機の制御方法及び空気調和機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、室外熱交換器を備えた空気調和機の制御方法であって、外風の風向を検知する工程と、外風の風速を検知する工程と、前記室外熱交換器の除霜中に、検知した外風の風向と風速に基づいて、前記室外熱交換器に当たる外風を相殺するように送風する工程とを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る空気調和機の制御方法は、外風の風向と風速を検知し検知した結果に基づいて室外熱交換器に当たる外風を相殺するようにしたので、外風により室外熱交換器が冷やされるのを防ぎ、効率的な除霜運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００の要部構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和機１００の除霜運転を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２に係る空気調和機２００の要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の要部構成図である。本実施の形態１では、室外機と室内機を有し、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用して冷房運転及び暖房運転を行う空気調和機を例に説明する。また、本発明及び以降の説明において、外風とは、室外機の設置箇所もしくはその周辺部の風のことをいうものとする。
【００１１】
図１において、空気調和機１００は、室外熱交換器２、ファンモーター４によって駆動される室外ファン３、及び圧縮機（図示せず）を備えた室外機１と、室内熱交換器７を備えた室内機６を有し、室外機１と室内機６は冷媒ガス循環用の接続配管である冷媒配管５を介して接続されている。
【００１２】
ファンモーター４は、ローターとステーター（ともに図示せず）を備えたモーターである。ステーターには、ローターのＮ極あるいはＳ極の磁極を検知可能なホール素子などを用いた磁気センサー４１ａ、４１ｂ、４１ｃ（以下、総称して磁気センサー４１と称する場合がある）を備えている。磁気センサー４１の検知結果は風向風速演算手段１０に出力される。
【００１３】
風向風速演算手段１０は、磁気センサー４１の検知結果に基づいて、後述する方法により外風の風速及び方向を検出する。風向風速演算手段１０の検出結果はファンモーター制御手段１１に出力される。ファンモーター制御手段１１は、風向風速演算手段１０の検出結果に基づいて、インバーター制御によりファンモーター４の回転数及び回転方向を制御する。風向風速演算手段１０及びファンモーター制御手段１１は、マイコンなどにより構成される。なお、本発明の風速風向検知手段は、本実施の形態１では磁気センサー４１と風速風向演算手段１０に相当する。
【００１４】
次に、風向風速演算手段１０による外風の風速及び方向の検出方法を説明する。
室外機１が外風にさらされている状態において、ファンモーター４を駆動していない場合には、外風により室外ファン３が回転させられる。この室外ファン３の回転に伴ってファンモーター４のローターが回転すると、ローターのＮ極あるいはＳ極を、磁気センサー４１ａ、４１ｂ、４１ｃがそれぞれ検知する。風向風速演算手段１０は、磁気センサー４１ａ、４１ｂ、４１ｃが磁極を検出する順番に基づいて、室外ファン３の回転方向を判断することができる。例えば、磁気センサー４１ａ、４１ｂ、４１ｃの順番で磁極が検知された場合には順方向での回転、磁気センサー４１ｃ、４１ｂ、４１ａの順番で磁極が検知された場合には逆方向での回転、と判断することができる。
また、磁気センサー４１がローターのＮ極あるいはＳ極を検出する周期（検出時間間隔）は室外ファン３の回転数に反比例し、室外ファン３の回転数は外風の風速に比例する。したがって、検出時間間隔を測定し、この値に基づいて外風の風速を判断することができる。
【００１５】
このように構成された空気調和機１００は、図示しないリモコンなどの設定に従って冷房運転や暖房運転を行う。暖房運転時には、室外熱交換器２は蒸発器として機能し、室外ファン３から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行う。ここで、蒸発器として機能している室外熱交換器２は温度が低下するので、霜が付着しやすい。室外熱交換器２に霜が付着した状態で運転を続けると、熱交換効率が低下して空気調和機１００の能力が低下してしまう。そこで、空気調和機１００は、所定タイミングで除霜運転を行う。
【００１６】
図２は、除霜運転の動作を示すフローチャートである。
除霜運転を開始すると、ファンモーター４を停止して（Ｓ１０１）、室外ファン３の回転を停止させる。そして、上述のようにして外風の風速及び方向を検出する（Ｓ１０２）。続けて、室外熱交換器２に高温のガス冷媒を流入させ、除霜を開始する（Ｓ１０３）。室外熱交換器２に高温のガス冷媒が流入すると、その熱により室外熱交換器２に付着した霜が融解する。
【００１７】
そして、除霜中は、ステップＳ１０２で検出した外風の風速及び方向に基づいて、この外風を相殺するようにファンモーター４の回転数と回転方向を制御する（Ｓ１０４）。ファンモーター制御手段１１はインバーター制御を行うので、ファンモーター４の回転数を連続的に切り替え、精度の高い制御を行うことができる。そして、室外ファン３が発生させる風により外風を相殺することで、除霜中の室外熱交換器２にはほとんど風が当たらない状態となる。このように、室外熱交換器２への外風の影響を除去することで、効果的に除霜を行うことができる。例えば、従来であれば、外風が強い場合にはその影響で室外熱交換器２が冷やされて高温のガス冷媒による除霜効果を低下させていたが、本実施の形態１に係る空気調和機１００によればそのようなこともない。なお、外風が無く無風状態である場合には、ファンモーター４を動作させなくてよい。
【００１８】
室外熱交換器２の除霜が終了すると（Ｓ１０５）、ステップＳ１０２で検出した外風の風速及び方向に基づいて、室外熱交換器２に所定の風圧を与えるようにファンモーター４を動作させ、室外ファン３を回転させる（Ｓ１０６）。除霜後の室外熱交換器２には融解水が付着しているので、外風と室外ファン３が発生させる風によって所定の風圧を与えることで、室外熱交換器２に付着した融解水を吹き飛ばす。例えば、室外ファン３から室外熱交換器２の方向に融解水を吹き飛ばしたい場合において、外風が室外熱交換器２から室外ファン３の方向に吹いているときには、外風を相殺し、さらに、室外熱交換器２に所定の風圧を与えることができるようにファンモーター４の動作を制御する。反対に、外風が室外ファン３から室外熱交換器２の方向に吹いているときには、室外熱交換器２に所定の風圧を与えることができるよう、外風を補うようにファンモーター４の動作を制御する。このようにすることで、室外熱交換器２に付着した融解水を効果的に吹き飛ばすことができる。なお、外風が所定の風圧を有している場合には、外風により融解水を吹き飛ばすことができるので、ファンモーター４を動作させなくてよい。
【００１９】
以上のように本実施の形態１に係る空気調和機１００によれば、除霜中には、外風の風速及び方向を検知した結果に基づいて、室外ファン３を動作させて外風を相殺するようにした。このため、除霜中に室外熱交換器２が外風によって冷やされるのを防ぎ、効率的に除霜を行うことができる。したがって、従来よりも省エネルギー運転を行うことができる。
また、除霜後には、外風の風速及び方向を検知した結果に基づいて、室外熱交換器２に所定の風圧が与えられるように室外ファン３を動作させるようにした。このため、除霜後に室外熱交換器２に付着した融解水を効果的に吹き飛ばすことができる。したがって、融解水が室外熱交換器２に再凍結するのを防ぐことができ、暖房運転時の暖房能力を向上させることができる。
また、外風の風向及び風速の検出は、既存の室外ファン３とその駆動源であるファンモーター４を利用して行うことができるので、安価に構成することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態１では、高温のガス冷媒により除霜を行う例を説明したが、ヒーターによる除霜を行う空気調和機に本発明を適用することもでき、同様の効果を得ることができる。
【００２１】
また、室外熱交換器２の付近の外気温を検出する温度検出手段を別途設け、検出結果をファンモーター制御手段１１に出力するようにしてもよい。そして、ファンモーター制御手段１１は、外風の風向、風速に加え、外気温を考慮して除霜中及び除霜後のファンモーター４の運転を制御するようにする。このようにすることで、さらに効率的な除霜運転を行うことができる。
【００２２】
実施の形態２．
前述の実施の形態１では、室外ファン３のファンモーター４に設けた磁気センサー４１の出力によって外風の風速と風向を検出する例を示した。本実施の形態２では、外風の風向と風速を検出する風向風速センサーを別途設ける場合の構成例について説明する。
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機２００の要部構成図である。図３において、前述の実施の形態１と同様または相当する構成要素には、同一の符号を付している。
図３において、空気調和機２００は、風向風速センサー１２を備える。風向風速センサー１２は、室外熱交換器２に当たる外風の風向と風速とを検出し、これに応じた信号をファンモーター制御手段１１に出力する。
【００２４】
風向風速センサー１２としては、例えば、胴体に垂直尾翼とプロペラを備え、外風により回転する胴体の向きにより風向を検出し、プロペラの回転数により風速を検出する既知の回転型の風向風速センサーを用いることができる。
また、例えば、超音波の発信器・受信器を備え、外風によって変化する超音波の到達時間差に基づいて風向と風速を検出する既知の超音波型の風向風速センサーを用いてもよい。
【００２５】
以上のように構成された空気調和機２００は、前述の実施の形態１で述べた図２のフローチャートに従って除霜運転を行う。このように、室外熱交換器２に当たる外風の風向と風速を検出する風向風速センサー１２を設けても、前述の実施の形態１と同様に、除霜を効率的に行うことができるとともに、除霜後は室外熱交換器２に付着した融解水を効果的に吹き飛ばすことができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  室外機、２  室外熱交換器、３  室外ファン、４  ファンモーター、５  冷媒配管、６  室内機、７  室内熱交換器、１０  風向風速演算手段、１１  ファンモーター制御手段、１２  風向風速センサー、４１  磁気センサー、４１ａ  磁気センサー、４１ｂ  磁気センサー、４１ｃ  磁気センサー、１００  空気調和機、２００  空気調和機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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