(57)【要約】【課題】複数の吹出口から吹き出される温度の異なる気流を組み合わせて制御する際に、過電流を生じさせず、最大能力で常に運転可能な空気調和機を提供するようにする。【解決手段】熱交換器を通過した空気を送風するメインファン２６５と、メインファン２６５の両側の少なくとも一方に熱交換器を通過させない空気を送風するサイドファン２６６とを有する室内機２０と、冷凍回路の冷媒を圧縮する回転数制御可能な圧縮機４３を有する室外機４０と備え、室外機４０で使用される電流値を検出する電流検出部４９３と、サイドファン２６６を制御する室内機制御部２１と、圧縮機４３を制御する室外機制御部４６とを備え、室内機制御部２１は、サイドファン２６６の運転指示に応じて、室外機４０で消費可能な電流制限値を変更する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインファンと、該メインファンの両側の少なくとも一方にサイドファンとを有する室内機と、前記熱交換器を含む冷凍回路の冷媒を圧縮する回転数制御可能な圧縮機を有する室外機とを備えた空気調和機であって、
前記室内機は、少なくとも前記サイドファンの運転を制御する室内機制御部を備え、
前記室外機は、少なくとも前記圧縮機の回転を制御する室外機制御部と、前記室外機で消費される電流値を検出する電流検出部とを備え、
前記室内機制御部、または、前記室外機制御部は、前記サイドファンが運転しているか否かによって、前記室外機で消費できる電流の制限値を変更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、複数の吹出口から吹き出される気流の制御を行う空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機は、左右方向に長い熱交換器を通過した空気をクロスフローファンで送風し、その風向を上下、左右に変更するために、吹出口に上下風向板と左右風向板とが設けられている。
【０００３】
また、最近の空気調和機では、複数の吹出口を備えたものがある。例えば、空気調和機筐体部から室内に空気を吹き出す主排気口部と副排気口部とを備え、主排気口部に空調に適した空調気流を作る主気流制御手段を設け、副排気口部に空気中の塵埃を回収するための集塵気流を発生させる副気流制御手段を設けて、空調気流と集塵気流とを同時に発生させ、室温の調整と空気の清浄化とを同時に行うものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６４２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の空気調和機は、主排気口部の主気流制御手段は空調に適した空調気流を発生させ、副排気口部の副気流制御手段は空気中の塵埃を回収するための集塵気流を発生させるようになっており、空調気流と集塵気流は互いに影響を与えない領域に形成される。この集塵気流は、送風するファンの回転数によって風量を変えることができるために室内機側で消費する電流値が変動する要因となる。
【０００６】
一般に空気調和機は、運転能力に応じて消費電力が変わるため、個々の空気調和機の運転能力に応じて使用する交流電源電圧や消費電流を設定し、それに基づいて使用する電源プラグ、コードを選択する。通常、空気調和機で使用される電源プラグ、コードは、電源電圧が１００ボルトまたは２００ボルトで、最大電流容量が１５アンペアまたは２０アンペアに規定されたものなので、空気調和機の運転能力がいくら大きくても、空気調和機の消費電流がこの最大電流容量（上限電流値）を超えないようにする必要がある。このために、上限電流値から空気調和機の室内機側で消費される最大電流値を除いた残りの電流値（電流制限値）の範囲内で、室外機側の圧縮機等を動作させて過電流を生じないように制御している。従って、副気流制御手段が最大で運転することを前提に電流制限値が設定されるので、例えば、副気流制御手段を停止させている場合でも、従来は電流制限値が固定であったために、副気流制御手段で消費しない電流を圧縮機の運転に回せないため、余力があっても空気調和機の運転能力を上げることができないという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のファンを用いて複数の吹出口から吹き出される異なる気流を組み合わせて空調を制御する空気調和機において、過電流を防止しつつ、特定のファンが停止中は、停止したファンで消費しない電流分を圧縮機の運転に使用できる様にすることで、運転能力を上げること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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の空気調和機は、メインファンと、該メインファンの両側の少なくとも一方にサイドファンとを有する室内機と、前記熱交換器を含む冷凍回路の冷媒を圧縮する回転数制御可能な圧縮機を有する室外機とを備えた空気調和機であって、前記室内機は、少なくとも前記サイドファンの運転を制御する室内機制御部を備え、前記室外機は、少なくとも前記圧縮機の回転を制御する室外機制御部と、前記室外機で消費される電流値を検出する電流検出部とを備え、前記室内機制御部、または、前記室外機制御部は、前記サイドファンが運転しているか否かによって、前記室外機で消費できる電流の制限値を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気調和機によれば、メインファンと、該メインファンの両側の少なくとも一方にサイドファンとを有する室内機と、前記熱交換器を含む冷凍回路の冷媒を圧縮する回転数制御可能な圧縮機を有する室外機と備えた空気調和機であって、前記室内機は、少なくとも前記サイドファンの運転を制御する室内機制御部を備え、前記室外機は、少なくとも前記圧縮機の回転を制御する室外機制御部と、前記室外機で消費される電流値を検出する電流検出部とを備え、前記室内機制御部、または、前記室外機制御部は、前記サイドファンが運転しているか否かによって、前記室外機で消費できる電流の制限値を変更することで、サイドファンが停止中、停止したサイドファンで消費しない電流分を圧縮機の運転に使用できる様にすることで、空気調和機の運転能力を上げることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る空気調和機の室内機の外観斜視図である。
【図２】図２は、室内機および室外機における概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、空気調和機の制御系を概略的に示すブロック図である。
【図４】図４は、空気調和機の電流制限値の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例に係る空気調和機の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる空気調和機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例に係る空気調和機の室内機の外観斜視図であり、図２は、室内機および室外機における概略構成を示すブロック図であり、図３は、空気調和機の制御系を概略的に示すブロック図であり、図４は、空気調和機を最大電流値で動作させる際の電流制限の一例を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施例に用いられる空気調和機の室内機２０は、本体ユニット２６３とその両側に左ファンユニット２６１と右ファンユニット２６２とを備える。室内機２０の本体ユニット２６３は、主筐体２７を備える。主筐体２７では、筐体本体２８に外装パネル２９が覆い被さる。筐体本体２８には、中央吹出口３０が形成される。外装パネル２９の上部には、図示しない吸込口が形成される。中央吹出口３０は、下向きに開口している。このような筐体本体２８は、例えば室内の壁面に固定することができる。その際、中央吹出口３０の前端３０ａは、後端３０ｂと比べると上方の位置に配置される。その結果、中央吹出口３０は、所定の傾斜角αで前上がりの姿勢に形成される。このような傾斜角αの働きで、気流は中央吹出口３０から床面に向かって下向きに吹き出すことができるだけでなく、床面に対して平行（水平方向）に吹き出すこともできる。
【００１４】
そして、中央吹出口３０には、メイン風向変更手段として前後一対の上下風向板３１ａ、３１ｂが配置される。上下風向板３１ａ、３１ｂは、それぞれ水平軸線３２ａ、３２ｂ回りで回転することができる。回転に応じて上下風向板３１ａ、３１ｂは、中央吹出口３０を開閉することができる。
【００１５】
また、筐体本体２８の両側面には、個別に左ファンユニット２６１と右ファンユニット２６２が配置される。つまり、左ファンユニット２６１と右ファンユニット２６２は、筐体本体２８の側壁の外側に配置される。左ファンユニット２６１は、左サイドファン筐体３３１を備えており、左吹出口３４１が形成され、サイド風向変更手段としてサイドファンの風向を左右に変える左右風向板３４１ａが配置されている。右ファンユニット２６２は、右サイドファン筐体３３２を備えており、右吹出口３４２が形成され、サイド風向変更手段としての左右風向板３４２ａが配置されている。この左吹出口３４１と右吹出口３４２は、不図示の駆動機構によって水平軸線３５回りでそれぞれ回転させることで、サイド風向変更手段としてサイドファンの風向を上下に変えられる。上記した水平軸線３２ａ、３２ｂと水平軸線３５とは、図１に示すように、相互に平行に延びている。筐体３３１と筐体３３２の側面には、サイドパネル３６が覆い被さる。このサイドパネル３６には、側面吸込口３７が形成される。側面吸込口３７は、図１に示すように、例えばスリット状の小開口を集合させて形成する。
【００１６】
本実施例にかかる空気調和機は、上記した室内機２０との間で無線による双方向通信により遠隔から運転操作が行えるリモコン１０を備えている。
【００１７】
本実施例にかかる空気調和機の室内機および室外機は、図２に示すように構成されている。上記した室内機２０の本体ユニット２６３内には、室内熱交換器２６４およびメインファン２６５が組み込まれる。メインファン２６５はクロスフローファンであって、回転によって気流を生成する。本体ユニット２６３には、メインファン２６５の働きにより室内空気が吸い込まれる。吸い込まれた室内空気は室内熱交換器２６４を通過することで冷媒と熱交換され、冷気または暖気が生成される。この室内熱交換器２６４を通り抜けた後の冷気または暖気の気流は、本体ユニット２６３の中央吹出口３０から吹き出され、メインファン気流３０１となる。また、室内熱交換器２６４を通り抜けた気流の流量は、クロスフローファンの回転数によって調整される。
【００１８】
室外機４０の冷凍回路４１は、図２に示すように、四方弁４２、圧縮機４３、室外熱交換器４４、室外ファン４４ａ、膨張弁４５、および冷媒管５０などで構成されている。例えば、冷凍回路４１で冷房運転が設定されると、四方弁４２は、第２口４２ｂおよび第３口４２ｃを相互に接続し、第１口４２ａおよび第４口４２ｄを相互に接続する。これにより、圧縮機４３の吐出管４３ｂから高温高圧の冷媒が室外熱交換器４４に供給される。冷媒は、室外熱交換器４４、膨張弁４５および室内熱交換器２６４を順番に流通する。室外熱交換器４４では、冷媒の熱エネルギーが外気に放出される。冷媒は、膨張弁４５で低圧まで減圧され、室内熱交換器２６４において周囲の空気から吸熱する。これにより生成された冷気は、メインファン２６５の働きで室内空間に吹き出される。室内熱交換器２６４で吸熱した冷媒は、四方弁４２を介して圧縮機４３に戻される。
【００１９】
また、冷凍回路４１で暖房運転が設定されると、四方弁４２は、第２口４２ｂおよび第４口４２ｄを相互に接続し、第１口４２ａおよび第３口４２ｃを相互に接続する。これにより、圧縮機４３の吐出管４３ａから高温高圧の冷媒が室内熱交換器２６４に供給される。冷媒は、室内熱交換器２６４、膨張弁４５および室外熱交換器４４を順番に流通する。室内熱交換器２６４では、冷媒の熱エネルギーが周囲の空気に放出され、暖気が生成される。暖気は、メインファン２６５の働きで室内空間に吹き出される。冷媒は、膨張弁４５で低圧まで減圧され、室外熱交換器４４において周囲の空気から吸熱する。その後、冷媒は圧縮機４３に戻される。
【００２０】
また、本実施例にかかる空気調和機の左ファンユニット２６１および右ファンユニット２６２は、本体ユニット２６３とは独立して設けられる。左ファンユニット２６１および右ファンユニット２６２は、ファンユニットの内部に遠心送風機からなるサイドファン２６６と、サイドファン２６６から送出される気流を吹き出す左吹出口３４１および右吹出口３４２をそれぞれ備え、図１で説明した駆動機構により水平軸線３５回りに回転させると共に、左吹出口３４１および右吹出口３４２の左右風向板３４１ａ、３４２ａにより各吹出口から吹き出される空気の風向・風量を個別に制御することが可能となる。中央吹出口３０から吹き出される空気は、室内熱交換器２６４を通り抜けた冷気または暖気からなるメインファン気流３０１である。左吹出口３４１および右吹出口３４２から吹き出される左サイドファン気流３４１１と右サイドファン気流３４２１は、それぞれの側面吸込口３７から吸い込んだ室内空気をそのまま吹き出した気流である。
【００２１】
続いて、図３を用いて、本実施例の空気調和機の制御系について説明する。本実施例にかかる空気調和機は、図３に示すように、室内機２０と室外機４０とで構成されている。
【００２２】
室内機２０は、ＡＣ電源８０から供給される交流電圧を基に室内機２０で使用するＤＣ電源電圧に変換する室内機電源部２４と、メインファン２６５を含む本体ユニット２６３と、サイドファン２６６と、室外機４０との間で空調運転制御に関する情報を通信する室内機通信部２２と、リモコンとの間で双方向通信を行うリモコン送受信部２５と、室内機２０を制御するプログラムおよび電流制限値を記憶する記憶部２３と、上記室内機各部を制御する室内機制御部２１とを備えている。なお、室内機電源部２４は、供給される交流電圧を分岐して室外機４０の整流回路４９４へ電源ライン６１、６２を介して供給する。
【００２３】
また、室外機４０は、圧縮機４３と、室内機電源部２４から電源ライン６１、６２を介して供給される交流電圧を基に圧縮機４３など室外機４０で使用する電源電圧に変換する室外機電源部４９と、室内機２０の室内制御部２１との間で室内機通信部２２を介して空調運転制御に関する情報を通信する室外機通信部４７と、室外機４０を制御するプログラムを記憶する記憶部４８と、上記室外機各部を制御する室外機制御部４６とを備えている。室外機電源部４９は、インバータ４９１、平滑コンデンサ４９２、電流検出部としての電流検出部４９３、および、整流回路４９４とを備えている。
【００２４】
整流回路４９４は、室内機２０側のＡＣ電源８０から供給される交流電圧を整流して直流電圧として出力する回路であり、ブリッジダイオード等で構成されている。整流回路４９４で整流された脈流電圧は、平滑コンデンサ４９２により平滑化されて、直流電圧になる。
【００２５】
インバータ４９１は、整流回路４９４で整流され平滑コンデンサ４９２により平滑化された直流電圧を再び交流電圧に変換して圧縮機４３に備えられた図示しないモータ（ブラシレスＤＣモータ等）を駆動する回路であり、複数のパワートランジスタ等のスイッチング素子や、スイッチング素子を保護するための複数のフライバックダイオードで構成されている。
【００２６】
図３の電流検出部４９３は、室外機４０で最も電力を要する圧縮機４３に消費される電流を検出するために平滑コンデンサ４９２とインバータ４９１との間に設けられている。この電流検出部４９３は、図示しない内部の電流検出抵抗の両端の電圧値を検出し、検出した電圧値を室外機制御部４６に出力する。なお、室外機全体の消費電流を検出する場合には、整流回路９４９の入力側のＡＣ電源ライン６１にＣＴ（Current  Transformer）等を挿入して検出するようにしてもよい。
【００２７】
室外機制御部４６は、電流検出部４９３で検出した電圧値を基に入力電流値を算出し、後述する電流制限値を超えないように監視するとともに、インバータ４９１経由で圧縮機４３の回転数制御を行っている。また、室外機制御部４６は、室外機通信部４７から信号ライン６０と室内機通信部２２とを介し、室内機２０の室内機制御部２１と空調制御に関する運転情報を通信している。さらに、室外機制御部４６は、図２に示す四方弁４２や膨張弁４５の開閉制御や室外ファン４４ａなども制御する。
【００２８】
図４は、室外機４０で消費される最大電流値をサイドファン２６６の動作状態（運転時と停止時）に応じて電流制限値を設ける場合の一例である。この電流制限値は、空気調和機の最大電流容量である上限電流値から室内機で消費される最大電流値を減算して求めるものである。空気調和機の機種によって上限電流値が異なっている。図４では、上限電流値が２０Ａの機種と、１５Ａの機種の２種類があり、また、室内機の最大消費電流値は、サイドファンの停止時で１Ａ、運転時で１．５Ａとした場合を表わしている。従って、サイドファンの停止時は、サイドファンが消費する０．５Ａ分を室外機４０で使えるようになる。なお、室外機４０で消費される電流のほとんどは圧縮機４３の駆動に使われるため、図３で示すように電流検出部４９３は圧縮機の消費電流のみ検知する配置としている。
【００２９】
これにより、本実施例にかかる空気調和機は、過電流の発生を未然に防止しつつ、サイドファン停止時の運転能力を上げることが可能となる。
【００３０】
次に、本実施例の空気調和機の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
図５に示すフローチャートでは、図３の室内機２０の室内機制御部２１が室内機２０のサイドファン２６６の動作状況を把握し、サイドファン２６６の運転時と停止時とで室外機４０側で使用可能な電流制限値を変えるように制御するものである。サイドファン２６６は、ユーザの設定に応じて動作させたり、停止させたりできる。
【００３２】
まず、図５に示すように、空気調和機の運転が開始されると、室内機制御部２１は、サイドファン２６６の動作指示があるか否か判断する（ステップＳ１００）。なお、運転開始時は、前回の運転でサイドファンが動作設定されていたか否かを確認する事になる。動作指示があると（ステップＳ１００でＹｅｓ）、室内機通信部２２から信号ライン６０を経て、室外機通信部４７を介して室外機制御部４６に対しサイドファンの動作指示がある事を伝え、室外機制御部４６は、圧縮機４３で使用できる電流制限値を所定の値に下げて運転するように制御する（ステップＳ１０１）。室外機制御部４６は、図４に示すように、上限電流値が２０Ａの機種でサイドファン動作時の場合、室外機４０の電流制限値を１８．５Ａとし、上限電流値が１５Ａの機種でサイドファン動作時の場合、室外機４０の電流制限値を１４．０Ａとし運転を行う。
【００３３】
続いて、室内機制御部２１は、室外機制御部４６が電流制限値を設定した後にサイドファンを動作させる（Ｓ１０２）。
【００３４】
また、室内機制御部２１は、ステップＳ１００においてサイドファン２６６の動作指示がないと判断すると（ステップＳ１００でＮｏ）、サイドファンの運転を停止させる（ステップＳ１０３）。なお、運転開始時に、前回の運転でサイドファンが動作設定されていなかった場合、サイドファン２６６は停止したままである。
【００３５】
続いて、室内機制御部２１は、室内機通信部２２から信号ライン６０を経て、室外機通信部４７を介して室外機制御部４６に対しサイドファンの動作指示がない事を伝え、室外機制御部４６は、圧縮機４３で使用できる電流制限値を設定して運転する（ステップＳ１０４）。すなわち、室外機制御部４６は、図４に示すように、上限電流値が２０Ａの機種でサイドファンの停止時の場合、室外機４０の電流制限値を１９．０Ａとし、上限電流値が１５Ａの機種でサイドファンの停止時の場合、室外機４０の電流制限値を１４．５Ａとして運転できる。
【００３６】
上記、ステップＳ１０２、またはステップＳ１０４より、ステップＳ１０５に進んで室内機制御部２１は、運転停止指示があるか否かを判断し（ステップＳ１０５）、運転停止ではない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ１００に戻って、サイドファンの動作指示変更があるまで、電流制限値は、上限電流値が２０Ａの機種で１９．０Ａ、上限電流値が１５Ａの機種で１４．５Ａのままにして室外機４０の運転を継続する。
【００３７】
このように、図５に示す空気調和機の一実施例の動作によれば、サイドファン２６６の運転時と停止時に対応させて、室外機４０で使用可能な電流値を決めて運転するため、過電流が生じることがなく、サイドファン停止時の運転能力を上げることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、室内機に複数の吹出口が配置され、各吹出口から吹き出される気流の風量を個別に調節可能な空気調和機に有用であり、副気流を起こすためのサイドファンの動作の有無により圧縮機で使用できる電流制限値を変更することで、過電流防止するとともにサイドファン停止時の運転能力を上げることが可能な空気調和機を提供することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  リモコン
２０  室内機
２１  室内機制御部
２２  室内機通信部
２３  記憶部
２４  室内機電源部
２５  リモコン送受信部
２７  主筐体
２８  筐体本体
２９  外装パネル
３０  中央吹出口
３０１  メインファン気流
３０ａ  前端
３０ｂ  後端
３１ａ、３１ｂ  上下風向板
３２ａ、３２ｂ、３５  水平軸線
３６  サイドパネル
３７  側面吸込口
４０  室外機
４１  冷凍回路
４２  四方弁
４２ａ  第１口
４２ｂ  第２口
４２ｃ  第３口
４２ｄ  第４口
４３  圧縮機
４３ａ、４３ｂ  吐出管
４４  室外熱交換器
４４ａ  室外ファン
４５  膨張弁
４６  室外機制御部
４７  室外機通信部
４８  記憶部
４９  室外機電源部
５０  冷媒管
８０  ＡＣ電源
２６１  左ファンユニット
２６２  右ファンユニット
２６３  本体ユニット
２６４  室内熱交換器
２６５  メインファン
２６６  サイドファン
３３１  左サイドファン筐体
３３２  右サイドファン筐体
３４１  左吹出口
３４１ａ  左右風向板
３４２  右吹出口
３４２ａ  左右風向板
４９１  インバータ
４９２  平滑コンデンサ
４９３  電流検出部
４９４  整流回路
【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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