(57)【要約】【課題】短時間に室内機内の水分の除去することができるとともに、ユーザに不快感を与えることなく、省エネルギー化が可能な空気調和機を提供する。【解決手段】本空気調和機は、２個のシリンダを備えた密閉型圧縮機とシリンダの１個または２個運転に切換えるための切換弁と、室内熱交換器および室内ファンと、制御手段を備え、制御手段により、冷房あるいは除湿運転終了後に、室内機の内部に残留する水分を除去して乾燥させる乾燥運転を行い、この乾燥運転は、室内ファンの運転と、密閉型圧縮機のシリンダ１個のみに低圧冷媒が流入する暖房サイクルによる暖房運転とにより実行する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外機内に設けられ、かつ２個のシリンダを備え、その１個または２個のシリンダを選択的に運転可能な密閉型圧縮機と、
この密閉型圧縮機の吸込側に設けられ、前記シリンダの１個または２個運転に切換えるための切換弁と、
室内機に収容された室内熱交換器および室内ファンと、
前記密閉型圧縮機、前記室内ファンおよび前記切換弁の動作を制御する制御手段を備えた空気調和機において、
前記制御手段により、冷房あるいは除湿運転終了後に、前記室内機の内部に残留する水分を除去して乾燥させる乾燥運転を行い、
この乾燥運転は、室内ファンの運転と、前記密閉型圧縮機のシリンダ１個のみに低圧冷媒が流入する暖房サイクルによる暖房運転とにより実行することを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に係り、特に密閉型圧縮機の運転制御を改良した空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に空気調和機は、暖房運転の他に、冷房、除湿が行われる。この冷房、除湿運転終了時は、室内機内の熱交換器で生じた露や、通風路に発生した結露が残っており、そのままの状態にしておくと、カビ発生の原因となる。
【０００３】
このため、運転終了後に、所定時間、熱交換器を加熱させ、送風機を機内循環するように運転することで、室内の温度上昇を伴わないで内部の水分を除去する乾燥運転を実施している。
【０００４】
しかしながら、従来の乾燥運転は、暖房モード、もしくは送風モードで、所定時間乾燥運転を行い、機内に残留している水分を除去していたが、送風運転では、水分の除去に時間がかかっていた。また、圧縮機の運転周波数を小とした最低暖房能力により、暖房乾燥運転を実施した場合は、熱交換器の温度上昇が急激になり熱交換器に付着した水分の居室域への蒸発や居室域の温度上昇を招き、ユーザへ不快感を与えていた。さらに、この最低暖房能力運転と運転停止を断続で行うようにした場合は、圧縮機の起動を頻繁に繰り返すこととなり、消費電力が上昇し、省エネを図ることができないという問題があった。
【０００５】
なお、室内機内を清潔に保つためのクリーニング運転を行う空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−１３４００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、短時間に室内機内の水分を除去することができるとともに、ユーザに不快感を与えることなく、省エネルギー化が可能な空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、室外機内に設けられ、かつ２個のシリンダを備え、その１個または２個のシリンダを選択的に運転可能な密閉型圧縮機と、この密閉型圧縮機の吸込側に設けられ、前記シリンダの１個または２個運転に切換えるための切換弁と、室内機に収容された室内熱交換器および室内ファンと、前記密閉型圧縮機、前記室内ファンおよび前記シリンダ数切換弁の動作を制御する制御手段を備えた空気調和機において、前記制御手段により、冷房あるいは除湿運転終了後に、前記室内機の内部に残留する水分を除去して乾燥させる乾燥運転を行い、この乾燥運転は、室内ファンの運転と、前記密閉型圧縮機のシリンダ１個のみに低圧冷媒が流入する暖房サイクルによる暖房運転とにより実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る空気調和機によれば、短時間に室内機内の水分を除去することができるとともに、ユーザに不快感を与えることなく、省エネルギー化が可能な空気調和機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る空気調和機について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機に用いる冷凍サイクルの概念図であり、図２は本空気調和機に用い使用シリンダ数を切換える切換弁を備えた密閉型圧縮機の縦断面図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明の一実施例である空気調和機１は、室外機２と室内機３に分離される。
【００１２】
この室外機２は、いずれも図示しない筐体内を熱交換器室と機械室とに仕切板で左右に分割され、前記熱交換器室収容される室外ファン６および室外熱交換器７と、機械室内に収容される密閉型圧縮機８、四方弁９、バッファーマフラー１０、シリンダ数切換弁１１、電子膨張弁１２を備え、室内機３には室内ファン１４を備えた室内熱交換器１３を備え、室外機２と室内機３は連通管１５、１６、室外機２に設けられたパックドバルブ１７、１８を介して順次連通して冷凍サイクルが構成される。なお、室内熱交換器１３の中間部には、再熱除湿運転を行うための除湿弁１９が介在している。
【００１３】
図２に示すように、密閉型圧縮機８は密閉容器２２を備え、この密閉容器２２内の下部には圧縮機構部２３が、上部には電動機部２４がそれぞれ設けられ、これら圧縮機構部２３と電動機部２４は、回転軸２５を介して連結される。
【００１４】
圧縮機構部２３は、２個のシリンダを備えるツインタイプ形で、第１の圧縮機構部を構成する第１のシリンダ２３Ａと第２の圧縮機構部を構成する第２のシリンダ２３Ｂとから構成される。
【００１５】
第１のシリンダ２３Ａは上部側に設けられ、第１のローリングピストン２３ａ１が偏心回転自在に収容され、第２のシリンダ２３Ｂは第１のシリンダ２３Ａの下部に中間仕切り板２６で離間されて設けられ、第２のローリングピストン２３ｂ１が偏心回転自在に収容される。
【００１６】
シリンダ数切換弁１１は上面に第１の接続口、下面に第２および第３の接続口を備えた３方弁として機能する弁で構成し、第１の接続口と第３の接続口が連通、または第２の接続口と第３の接続口が連通するよう切替えられる構成とする。なお、この弁は、このために設計された３方弁を使用しても良いが、水平方向に弁が作動する構成でなり、通常冷凍サイクルの流路切換え用として使用され量産されている四方切換弁を１箇所の接続口を閉塞して使用しても良い。
【００１７】
前記第１のシリンダ２３Ａは、吸込側に第１の吸込み側配管２７ａが接続し、一方、第２のシリンダ２３Ｂは、吸込側に第２の吸込み側配管２７ｂが接続し、この第２の吸込み側配管２７ｂには冷媒のマフラー効果を得るバッファーマフラー１０が介設している。
【００１８】
冷凍サイクルの密閉型圧縮機の吸込側に冷媒を戻すための低圧側配管２９には、蒸発器でガス化しきれなかった冷媒が液状のまま密閉型圧縮機８に吸入されるのを防ぐ役割を持つ筒状構造をしたアキュムレータ２８が介在されている。
【００１９】
このアキュムレータ２８は、上部に冷媒流入用の低圧側配管２９が上方から挿入され、下部に冷媒流出用の２本の配管が下方に延出し、その一方は前記第１の吸込み側配管２７ａとして密閉型圧縮機の第１のシリンダ２３Ａに常時連通するよう配管される。また、もう一方は、低圧側連通管２９ａによりシリンダ数切換弁１１の第２の接続口に接続している。
【００２０】
さらに密閉型圧縮機８の吐出管３０と連通する高圧側配管３１がシリンダ数切換弁１１の第１の接続口に接続し、バッファーマフラー１０が介設している第２の吸込み側配管２７ｂがシリンダ数切換弁１１の第３の接続口に接続されている。
【００２１】
また、密閉容器２２の内底部には潤滑油を集溜する油溜り部３２が設けられ、第２のシリンダ２３Ｂの全部と、第１のシリンダ２３Ａのほとんど大部分が油溜り部３２の潤滑油中に浸漬されている。
【００２２】
回転軸２５の最下端面は第２の軸受２５ａから露出していて、ここに図示しない給油ポンプが設けられる。この給油ポンプには給油通路が連通していて、回転軸２５の回転にともなって給油ポンプが油溜り部３２の潤滑油を吸い上げ、給油通路に導くようになっている。
【００２３】
従って、図３に示すように、密閉型圧縮機８の２個のシリンダを用いた通常の運転では、シリンダ数切換弁１１が、第２の接続口と第３の接続口が連通する状態に保持される。アキュムレータ２８に戻ったガス冷媒は、アキュムレータ２８で２分され、一方の冷媒ガスは、直接第１のシリンダ２３Ａに吸い込まれ、他方の冷媒ガスはシリンダ数切換弁１１を介して第２のシリンダ２３Ｂに吸込まれ、第１のシリンダと第２のシリンダ双方で圧縮作用が行われ、密閉容器２２を介して、高圧ガスが吐出管３０より吐出される。
【００２４】
これに対して、図４に示すように、密閉型圧縮機８の１個のシリンダを用いた省エネルギー運転では、シリンダ数切換弁１１が、第１の接続口と第３の接続口が連通する状態に保持される。第２のシリンダ２３Ｂは、高圧側配管３１、シリンダ数切換弁１１およびバッファーマフラー１０、第２の吸込み側配管２７ｂを介して吐出管３０に連通するので、第２シリンダ２３Ｂの吸込側は高圧になり、第２のシリンダ２３Ｂの圧縮室内の圧力差により第２のローリングピストン２３ｂ１へと押し付けられ、追従していたベーン２３ｂ２は離れ、フリーとなる。この状態で、ベーン背面側に埋め込んだ小磁石２３ｂ３によりベーンを吸着、保持する。シリンダではベーンによる仕切りがないため、空運転状態となり、第２のシリンダ２３Ｂでの圧縮作用は停止状態となる。このためアキュムレータ２８に戻ったガス冷媒は、一方の、第１の吸込み側配管２７ａを介して第１のシリンダ２３Ａのみに吸い込まれる。この結果、１個のシリンダのみの運転になる。
【００２５】
一方、図５に示すように、この室内機３は室内機本体４１を有し、この室内機本体４１にはその前面部に前面吸込口４１ａが設けられ、上面部に上面吸込口４１ｂが各々設けられ、さらに、前面部の下部には吹出口４１ｃが設けられる。
【００２６】
また、室内機本体４１内には、両吸込口４１ａ、４１ｂと吹出口４１ｃを連通するように送風路４２が形成されており、この送風路４２内に両吸込口４１ａ、４１ｂと対向して逆Ｖ字状に構成された室内熱交換器１３が設けられ、さらに、この室内熱交換器１３後流側には室内ファン１４が設けられ、また、室内熱交換器１３の下方にはドレンパン４５が設けられる。
【００２７】
さらに、吹出口４１ｃには熱交換空気の上下方向の風向を設定し吹出用の駆動モータを備えた上ルーバ４６ａ、下ルーバ４６ｂが設けられる。
【００２８】
また、室内機本体４１の前面部には、室内機本体４１の前面を構成する前面可動パネル４７が前後方向に可動自在に取付けられ、この前面可動パネル４７は平滑面をなし、制御モータ（図示せず）を備えたリンク機構４８を用いて、前面吸込口４１ａの閉成及び開放を行うようになっており、前面吸込口４１ａに当接させた状態で、その下端部４７ａが吹出口４１ｃの上側前面側を覆う位置に延出するようになっている。
【００２９】
これにより、前面可動パネル４７は、この前面可動パネル４７を前面吸込口４１ａに当接させて閉じると共に、下端部４７ａを吹出口４１ｃの上側前面側を覆うように延出して位置させる状態の前面吸込口全閉モードと、前面可動パネル４７を前面吸込口４１ａより前方斜め上方に大きく移動させ、下端部４７ａを吹出口４１ｃより上方に位置させる前面吸込口全開モードと、前面パネル４７を前面吸込口４１ａより前方に全開モードより小さく移動させた図５に示す半開状態とし、下端部４７ａを吹出口４１ｃの上側前面側を覆うように延出して位置させる前面吸込口半開モードを備える。
【００３０】
さらに、空気調和機１は、密閉型圧縮機８、室内ファン１４、シリンダ数切換弁１１を含む空気調和機１に制御対象構成部品を制御するマイコンなどの制御手段（図示せず）を備え、また、いずれも図示しない湿度センサー、室温センサーを備える。
【００３１】
なお、図５中、符号４９は電気集塵器であり、前面吸込口４１ａと熱交換器１３間に設けられる。
【００３２】
次に本実施形態の空気調和機の動作について説明する。
【００３３】
冬季など外気が低温時、図１に点線で矢示するように冷媒を循環させて暖房運転が行われる。
【００３４】
運転当初はシリンダを２個使用する通常運転が行われる。
【００３５】
図３に示すように、通常運転では、第２のシリンダ２３Ｂは、低圧側連通管２９ａ、シリンダ数切換弁１１、バッファーマフラー１０を介在する第２の吸込み側配管２７ｂと連通する。このとき、シリンダ数切換弁１１は定常状態にあり、動作はしない。
【００３６】
この状態で、アキュムレータ２８に戻ったガス冷媒は、アキュムレータ２８で２分され、一方の冷媒ガスは、直接第１のシリンダ２３Ａに吸い込まれ、他方の冷媒ガスは、シリンダ数切換弁１１を介して第２のシリンダ２３Ｂに吸込まれ、第１のシリンダ２３Ａと第２のシリンダ２３Ｂの双方で圧縮される。
【００３７】
一方、通常運転が継続され、室内温度が所定温度になると、省エネルギー運転が行われる。
【００３８】
図４に示すように、省エネルギー運転では、シリンダ数切換弁１１の切換え動作により、第２のシリンダ２３Ｂは、吐出管３０、高圧側配管３１、シリンダ数切換弁１１およびバッファーマフラー１０を介在する第２の吸込み側配管２７ｂと連通する。
【００３９】
従って、第２のシリンダ２３Ｂの吸込側は高圧になり、第２のシリンダ２３Ｂの圧縮室内の圧力差により第２のローリングピストン２３ｂ１へと押し付けられ、追従していたベーンは離れ、フリーとなり、第２のシリンダ２３Ｂではベーンによる仕切りがないため、空運転状態となり、第２のシリンダ２３Ｂでの圧縮作用は停止する。このため、密閉型圧縮機８は第１のシリンダ２３Ａのみでの運転になり、低圧縮容量での省エネルギー運転となる。
【００４０】
これに対して、夏季など外気が高温多湿時、図１に実線で矢示するように冷媒を循環させて冷房、除湿の運転が行われる。
【００４１】
冷房あるいは除湿運転終了時、室内機３の通風路４２内、室内熱交換器１３、室内ファン１４などには、結露により水分が残留している。このまま、運転停止状態とすると、この水分に埃が付着し、カビの発生原因となる。
【００４２】
そこで、冷房あるいは除湿運転終了後、室内機３の内部を清潔に保つクリーニング運転を行う。このクリーニング運転には、室内機３の内部に残留する水分を除去して乾燥させる乾燥運転（弱暖房運転）を含む。
【００４３】
クリーニング運転では、冷凍サイクルは、図６に示す冷凍サイクルはフローに従って動作する。
【００４４】
例えば、冷凍サイクルの運転が開始される（Ｓ１）と、乾燥運転（弱暖房運転）に先行して、再熱除湿運転がｔ１分間行われる（Ｓ２）。
【００４５】
この再熱除湿運転は室外側絞り機構を最大流量側にし、室内側絞り機構を最小流量側にして行われる。
【００４６】
また、この運転時間ｔ１の決定は、図７に示す運転時間決定表に従って行われる。
【００４７】
室温センサー値（Ｔａ）を横軸にとり、湿度センサー値（Ｈｕ）を縦軸にとり、室温センサー、湿度センサーで測定されたＴａ、Ｈｕに基づき、両軸の交点から運転時間ｔ１を決定する。
【００４８】
例えば、Ｈｕ＜４０％で、１５℃＜Ｔａ＜２５℃の場合は、ｔ１は１０分であり、また、例えば、６０％≦Ｈｕ＜６０％で、２５℃≦Ｔａの場合は、ｔ１は２５分である。
【００４９】
例えば、冷凍サイクルの運転が開始される（Ｓ１）と、弱暖房運転に先行して、再熱除湿運転がｔ１分行われる（Ｓ２）。
【００５０】
再熱除湿運転が行われた後、空気調和機の運転制御入力を送信するリモコンのメニューが、乾燥運転が標準として設定されているか否かを判断する（Ｓ３）。
【００５１】
乾燥運転が標準として設定されている場合（Ｓ３のＹＥＳ）、最大で２０分間、乾燥運転（弱暖房運転）が行われる（Ｓ４）。
【００５２】
乾燥運転では、暖房運転時の省エネルギー運転と同様の第１のシリンダ２３Ａのみでの運転が行われる。
【００５３】
すなわち、図４に示すように、シリンダ数切換弁１１の切換え動作により、第２のシリンダ２３Ｂは、吐出管３０、高圧側配管３１、シリンダ数切換弁１１およびバッファーマフラー１０を介在する第２の吸込み側配管２７ｂと連通する。従って、第２シリンダ２３Ｂの吸込側は高圧になり、第２のシリンダ２３Ｂの圧縮室内の圧力差により第２のローリングピストン２３ｂ１へと押し付けられ、追従していたベーンは離れ、フリーとなり、第２のシリンダ２３Ｂではベーンによる仕切りがないため、空運転状態となり、第２シリンダ２３Ｂでの圧縮作用は停止する。このため、乾燥運転では、密閉型圧縮機８は第１のシリンダ２３Ａのみでの運転になり、低圧縮容量での省エネルギー運転となる。
【００５４】
乾燥運転は、熱交換器に設けた温度センサーが４５℃以上になったときに終了し、２０分間運転しても、４５℃未満の場合でも、乾燥運転は終了する。
【００５５】
乾燥運転は、予め定めた温度あるいは運転時間に従って完了する（Ｓ５）。
【００５６】
Ｓ３において、乾燥運転が標準として設定されていない場合（Ｓ３のＮＯ）、弱暖房運転は行われず、クリーニング運転は完了する（Ｓ５）。
【００５７】
このクリーニング運転は、図５に示すように、室内機３の前面可動パネル４７を半開状態とし、吹出口４１ｃの上ルーバ４６ａ、下ルーバ４６ｂを上向きに設定し、室内ファン１４を弱運転させることで、吹出口４１ｃから吹き出された空気が、矢示のように、前面可動パネル４７の表面および内面より、吸込側に導かれるショートサーキット運転が実行され、空気清浄機４９も運転される。
【００５８】
クリーニング運転では、ショートサーキット運転を実行するのが好ましいが、必ずしも必要なく、前面可動パネルはいかなる位置であってもよい。
【００５９】
上記乾燥運転では、図８、図９に示すように、２シリンダ運転に比べて、居室の室温、湿度上昇を抑制することが可能になり、快適性が保たれる。
【００６０】
なお、クリーン運転は、上記乾燥運転以外に、室内機本体内にフィルタ清掃装置を設けることでフィルタ清掃運転、オゾン発生による殺菌運転、換気ファンを設けることで臭気排出運転などと、併用して実行することができる。
【００６１】
本実施形態の空気調和機によれば、短時間に室内機内の水分を除去することができるとともに、ユーザに不快感を与えることなく、省エネルギー化が可能な空気調和機が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態の空気調和機に用いる冷凍サイクルの概念図。
【図２】本発明の一実施形態の空気調和機に用いる密閉型圧縮機の縦断面図。
【図３】本発明の一実施形態の空気調和機に用いる冷凍サイクルの通常運転時の概念図。
【図４】本発明の一実施形態の空気調和機に用いる冷凍サイクルの省エネルギー運転時の概念図。
【図５】本発明の一実施形態の空気調和機に用いる室内機の縦断面図。
【図６】本発明の一実施形態の空気調和機に用いる冷凍サイクルの運転フロー図。
【図７】本発明の一実施形態の空気調和機のクリーニング運転時の再熱除湿運転時間決定表図。
【図８】本発明の一実施形態の空気調和機のクリーニング運転時の室内温度推移図。
【図９】本発明の一実施形態の空気調和機のクリーニング運転時の室内湿度推移図。
【符号の説明】
【００６３】
１…空気調和機、２…室外機、３…室内機、６…室外ファン、７…室外熱交換器、８…密閉型圧縮機、９…四方弁、１０…バッファーマフラー、１１…シリンダ数切換弁、１２…電子膨張弁、１３…室内熱交換器、１４…室内ファン、１５、１６…連通管、１７、１８…パックドバルブ、１９…除湿弁、２２…密閉容器、２３…圧縮機構部、２３Ａ…第１の圧縮機構部を構成する第１のシリンダ、２３Ｂ…第２の圧縮機構部を構成する第２のシリンダ、２３ａ１…第１のローリングピストン、２３ｂ１…第２のローリングピストン、２３ｂ２…ベーン、２３ｂ３…小磁石、２４…電動機部、２５…回転軸、２５ａ…第２の軸受、２６…中間仕切り板、２７ａ…第１の吸込み側配管、２７ｂ…第２の吸込み側配管、２８…アキュムレータ、２９…低圧側配管、２９ａ…低圧側連通管、３０…吐出管、３１…高圧側配管、３２…油溜り部、４１…室内機本体、４１ａ…前面吸込口、４１ｂ…上面吸込口、４１ｃ…吹出口、４２…送風路、４５…ドレンパン、４６ａ…上ルーバ、４６ｂ…下ルーバ、４７…前面可動パネル、４７ａ…下端部、４８…リンク機構、４９…電気集塵器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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