(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒流路の順逆を切り換える四方弁と、室内に送風する室内ファンとを備え、暖房運転時に前記圧縮機、前記四方弁、前記室内熱交換器、前記膨張弁、前記室外熱交換器、前記四方弁の順に冷媒が流れるように冷凍サイクルを構成し、エアフィルターを自動で掃除する自動掃除運転の機能と、前記四方弁を切り換えて行う除霜運転の機能とを有し、暖房運転開始後、第一の除霜開始条件を満たした場合に前記除霜運転を行うものであって、前記室内ファンの累積運転時間が所定の累積運転時間を経過すると前記自動掃除運転を行い、当該自動掃除運転を行う際に、前記第一の除霜開始条件よりも緩和された第二の除霜開始条件を満たしている場合は、前記除霜運転と前記自動掃除運転とを同時に行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒流路の順逆を切り換える四方弁と、室内に送風する室内ファンとを備え、暖房運転時に前記圧縮機、前記四方弁、前記室内熱交換器、前記膨張弁、前記室外熱交換器、前記四方弁の順に冷媒が流れるように冷凍サイクルを構成し、エアフィルターを自動で掃除する自動掃除運転の機能と、前記四方弁を切り換えて行う除霜運転の機能とを有し、前記室内ファンの累積運転時間が第一の累積運転時間を経過していると、前記自動掃除運転を行うものであって、暖房運転開始後、所定の除霜開始条件を満たすと前記除霜運転を行い、当該除霜運転を行う際に、前記第一の累積運転時間よりも短い時間に設定された第二の累積運転時間を経過している場合は、前記除霜運転と前記自動掃除運転とを同時に行うことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
前記除霜運転と前記自動掃除運転とを同時に行う場合は、前記エアフィルターの一部のみを掃除することを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記除霜運転を行わずに前記自動掃除運転のみを行う場合は、前記エアフィルターの全面を掃除することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項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、エアフィルターを自動で掃除する機構を搭載した空気調和機の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエアフィルターの自動掃除機能を搭載した空気調和機は、暖房などの連続運転を行っている場合、室内ファン運転時間が所定時間に達すると暖房などの運転を一旦停止し、エアフィルターの掃除運転を行った後、停止前の運転モードに復帰するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ヒートポンプ形式の空気調和機の場合、低外気温下で暖房運転を行うと室外熱交換器に霜が着き暖房能力が低下するため、定期的に暖房運転を一旦停止し、除霜運転を行うことが周知の技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３９２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、暖房運転を中止して除霜運転を行い、除霜運転終了後に暖房運転へ復帰した後、すぐにエアフィルターの掃除を行うタイミングが重なってしまうと、エアフィルターの掃除のために、再度、暖房運転を中止しなければならず、室温の低下が大きくなってしまい、快適性を損なってしまうという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、快適性を損なうことなく、暖房運転と除霜運転とを両立できる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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒流路の順逆を切り換える四方弁と、室内に送風する室内ファンとを備え、暖房運転時に圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、四方弁の順に冷媒が流れるように冷凍サイクルを構成し、エアフィルターを自動で掃除する自動掃除運転の機能と、四方弁を切り換えて行う除霜運転の機能とを有し、暖房運転開始後、第一の除霜開始条件を満たした場合に除霜運転を行うものであって、室内ファンの累積運転時間が所定の累積運転時間を経過すると自動掃除運転を行い、当該自動掃除運転を行う際に、第一の除霜開始条件よりも緩和された第二の除霜開始条件を満たしている場合は、除霜運転と自動掃除運転とを同時に行うことにより、除霜運転による暖房運転の停止時間と、自動掃除運転による暖房運転の停止時間とを共有することができるため、暖房運転の停止時間を短くすることができ、快適性の低下を最小限にとどめることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、快適性を損なうことなく、暖房運転と除霜運転とを両立できる空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図
【図２】同実施の形態１における空気調和機の室内機のエアフィルター構成図
【図３】同実施の形態１における除霜運転と自動掃除運転のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明の空気調和機は、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒流路の順逆を切り換える四方弁と、室内に送風する室内ファンとを備え、暖房運転時に圧縮機、四方弁、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、四方弁の順に冷媒が流れるように冷凍サイクルを構成し、エアフィルターを自動で掃除する自動掃除運転の機能と、四方弁を切り換えて行う除霜運転の機能とを有し、暖房運転開始後、第一の除霜開始条件を満たした場合に除霜運転を行うものであって、室内ファンの累積運転時間が所定の累積運転時間を経過すると自動掃除運転を行い、当該自動掃除運転を行う際に、第一の除霜開始条件よりも緩和された第二の除霜開始条件を満たしている場合は、除霜運転と自動掃除運転とを同時に行うことにより、除霜運転に入りそうなタイミングを予測して、予め除霜運転を行うことで次回の除霜運転のタイミングを遅らせることができるとともに、除霜運転のタイミングと自動掃除運転のタイミングを合わせることができる。これにより、除霜運転による暖房運転の停止時間と、自動掃除運転による暖房運転の停止時間とを共有することができるため、暖房運転の停止時間を短くすることができ、快適性の低下を最小限にとどめることができる。
【００１１】
第２の発明の空気調和機は、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒流路の順逆を切り換える四方弁と、室内に送風する室内ファンとを備え、暖房運転時に前記圧縮機、前記四方弁、前記室内熱交換器、前記膨張弁、前記室外熱交換器、前記四方弁の順に冷媒が流れるように冷凍サイクルを構成し、エアフィルターを自動で
掃除する自動掃除運転の機能と、前記四方弁を切り換えて行う除霜運転の機能とを有し、前記室内ファンの累積運転時間が第一の累積運転時間を経過していると、前記自動掃除運転を行うものであって、暖房運転開始後、所定の除霜開始条件を満たすと前記除霜運転を行い、当該除霜運転を行う際に、前記第一の累積運転時間よりも短い時間に設定された第二の累積運転時間を経過している場合は、前記除霜運転と前記自動掃除運転とを同時に行うことにより、除霜運転のタイミングと自動掃除運転のタイミングを合わせることができる。
【００１３】
第３の発明の空気調和機は、特に第１または第２の発明において、除霜運転と自動掃除運転とを同時に行う場合は、エアフィルターの一部のみを掃除することにより、暖房運転を停止する時間を長時間化することないため、室内の温度低下を抑制する。
【００１４】
第４の発明の空気調和機は、特に第１から第３の発明において、除霜運転を行わずに自動掃除運転のみを行う場合は、エアフィルターの全面を掃除することにより、エアフィルターの塵埃が通常よりも多く堆積していると考えられるので、全面を掃除することで通風抵抗をなくして、効率の良い運転を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図である。図１に示すように、本実施の形態における空気調和機は、室内に設置される室内機１と、室外に設置される室外機２とが冷媒配管３で接続されて構成されている。
【００１６】
また、本実施の形態における空気調和機は、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器４と、冷媒を減圧する膨張弁５と、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器６と、冷媒を圧縮する圧縮機７と、冷媒流路を切り換える四方弁８とが配管で環状に接続されている。
【００１７】
また、室内熱交換器４へ風を供給し、室内へ送風する室内ファン９と、室外熱交換器６へ風を供給し冷媒と外気との熱交換を促進する室外ファン１０とを備えている。
【００１８】
さらに、室内熱交換器４の前面には室内熱交換器４へ供給される風に混入している塵埃
などの異物を捕集するためのエアフィルター１１を配置している。また、室外熱交換器６の温度を検出する温度センサ２１を備えている。
【００１９】
そして、暖房運転時には、圧縮機７から吐出された高温冷媒が、四方弁８を通って室内熱交換器４で凝縮し、膨張弁５で減圧された後、室外熱交換器６で蒸発し、再度、四方弁８を通って圧縮機７へ戻るように冷凍サイクルを構成している。なお、図１に示す実線矢印が暖房運転時の冷媒の流れる方向となり、点線矢印が冷房運転時の冷媒の流れる方向となる。
【００２０】
このような冷凍サイクルで構成される空気調和機の場合、暖房運転を長時間継続すると、室外熱交換器６に霜が付くため、霜を溶かす除霜運転が必要となる。
【００２１】
本実施の形態における除霜運転は、暖房運転の継続時間が所定の時間経過するか、もしくは室外熱交換器６の温度が所定温度以下であることを所定の時間経過すると、室外熱交換器への着霜量が多いと判断し、四方弁８を切り換えて冷房運転の冷媒流路とする。
【００２２】
その結果、圧縮機７から吐出される高温冷媒が室外熱交換器６へ供給され、室外熱交換器６に付いている霜を溶かす。なお、上記に示した除霜運転へ入るタイミングは、一実施例を示すだけであって、除霜運転に入るタイミングはどのような条件であっても良い。
【００２３】
一方、本実施の形態の空気調和機にはエアフィルター１１を自動的に掃除する自動掃除運転の機能を有している。自動掃除運転は、室内ファンの運転時間が所定の時間を経過すると、暖房運転もしくは冷房運転を停止させて行うか、もしくはユーザーが暖房運転もしくは冷房運転の停止指示をした際に、室内機の運転を停止する前に自動掃除運転を行っている。
【００２４】
図２は本実施の形態におけるエアフィルター１１と、エアフィルター１１を自動的に掃除する自動掃除機構の構成図である。
【００２５】
図２に示すように、エアフィルター１１の前面側を左右方向に駆動して塵埃を吸引する吸引ノズル１２と、吸引ノズル１２から塵埃を吸引して外部へ排出する排気ファン１３とを有している。そして、エアフィルター１１の前面側を左右方向に駆動することによって、エアフィルター１１に捕集されている塵埃を吸い込み、室外へ排出している。
【００２６】
また、吸引ノズル１２のエアフィルター１１と対向する面側には、吸引口（図示せず）が設けられており、吸引口を上下方向に駆動することによって、エアフィルター１１の掃除する場所を上下方向に変更している。
【００２７】
また、エアフィルター１１の全面を掃除する場合には、左右方向に吸引ノズル１２を往復駆動した後、吸引口を上下方向に駆動し、再度、吸引ノズル１２を左右方向に駆動し、以降、これを第一の所定回数だけ繰り返してエアフィルター１１の全面を掃除する。例えば、吸引ノズル１２を左右方向に８往復（第一の所定回数）することによって、エアフィルター１１の全面を掃除する。
【００２８】
また、エアフィルター１１の一部を掃除する場合には、左右方向に吸引ノズル１２を往復駆動した後、吸引口を上下方向に駆動し、再度、吸引ノズル１２を左右方向に駆動し、以降、これを第二の所定回数だけ繰り返してエアフィルター１１を掃除するが、全面掃除に比べて掃除する面を間引いて自動掃除を行う。例えば、吸引ノズル１２を左右方向に２往復（第二の所定回数）することによって、エアフィルター１１の一部を掃除する。いうまでも無く、第一の所定回数の方が、第二の所定回数に比べて回数が多い。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、吸引ノズル１２を駆動してエアフィルター１１に付着している塵埃の掃除を行っているが、これに限定することなく、例えば、エアフィルター１１を駆動させて、予め設けているブラシで掻き落とすような構成でもよいし、その他の構成でもよい。
【００３０】
エアフィルター１１を駆動させて自動掃除運転をする機構の場合は、エアフィルター１１の全面を掃除する場合においては、エアフィルター１１を複数回駆動することによって掃除し、エアフィルター１１の一部を掃除する場合とは、エアフィルター１１の全面を掃除する場合に比べて、エアフィルター１１を駆動する回数を減らして自動掃除を行うようにすればよい。
【００３１】
このように、エアフィルター１１の自動掃除運転においては、エアフィルター１１の全面を掃除する全面掃除と、エアフィルター１１の一部を掃除する一部掃除とを有する。エアフィルター１１の掃除の効果は、塵埃の付着具合にもよるが、全面掃除の方が一部掃除に比べて掃除効果は高い。
【００３２】
次に、除霜運転のタイミングと自動掃除運転のタイミングについて説明する。図３は、除霜運転と自動掃除運転のタイミングチャートである。
【００３３】
まず、ＳＴＥＰ１においてユーザーがリモコン装置（図示せず）等で暖房運転の開始を行う。そして、ＳＴＥＰ２において暖房運転を開始するとともに、室内ファンの累積運転時間の計測を開始する。
【００３４】
次に、ＳＴＥＰ３において、これまでの室内ファンの累積運転時間の合計が、予め設定されている第一の累積運転時間Ｔｒａを経過しているかどうかを判断する。経過している場合はＳＴＥＰ１１へ進み、経過していない場合はＳＴＥＰ４へ進む。
【００３５】
なお、室内ファンの累積運転時間は、前回の運転から継続して計測されており、エアフィルター１１の自動掃除運転を行うことによって、クリアもしくは減算されている。よって前回の運転停止時にエアフィルター１１の自動掃除運転を行ってから停止した場合は、室内ファンの累積運転時間はクリアされており、今回の暖房運転時にはゼロから計測が始まるが、前回の運転停止時にエアフィルター１１の自動掃除運転が行われていない場合は、前回の室内ファンの累積運転時間を始まりとし、今回の暖房運転時に運転時間が加算されていく。例えば、第一の累積運転時間Ｔｒａを４８０分とすると、室内ファンの累積運転時間が４８０分経過した時点で、エアフィルター１１の自動掃除運転を行う。
【００３６】
ＳＴＥＰ４では、除霜運転の第一の開始条件を満たしたかどうかを判断している。本実施の形態においては除霜運転の第一の開始条件と第二の開始条件とを設けており、第一の開始条件よりも第二の開始条件の方が緩和されている。例えば、第一の開始条件が室外熱交換器６の温度がゼロ℃を下回ると除霜運転を開始するのに対して、第二の開始条件が室外熱交換器６の温度が２℃を下回ると除霜運転を開始するというように、第一の開始条件が成立する前に、必ず成立する条件を第二の開始条件としている。
【００３７】
また、暖房運転時間が長くなるにつれて除霜運転を開始するような空気調和機であれば、第一の開始条件には暖房運転が１２０分継続していると除霜運転を行うのに対して、第二の開始条件には暖房運転が１００分継続していると除霜運転を行うようにすればよい。
【００３８】
このように、除霜開始条件には様々な条件があるが、第一の除霜開始条件の前に必ず成立する条件を第二の除霜開始条件とする。
【００３９】
ＳＴＥＰ４において、除霜運転を開始するための第一の開始条件が成立した場合には、ＳＴＥＰ５へ進み、第一の開始条件が成立していない場合は、ＳＴＥＰ３へ戻る。
【００４０】
次に、ＳＴＥＰ５においては、室内ファンの累積運転時間が第二の累積運転時間Ｔｒｂを経過しているかどうかを判断している。第二の累積運転時間Ｔｒｂは、第一の累積運転時間Ｔｒａよりも短い時間が設定されており、室内ファンの累積運転時間が第二の累積運転時間Ｔｒｂを経過していない場合はＳＴＥＰ６へ進み、それほどエアフィルター１１に塵埃が堆積していないと判断して、除霜運転のみを行う。
【００４１】
そしてＳＴＥＰ７へ進み除霜運転が終了したら、ＳＴＥＰ３へ戻る。なお、ＳＴＥＰ６で行う除霜運転は、四方弁８を切り換えることによって、冷房運転の冷凍サイクルで運転を行って除霜を行う。
【００４２】
また、除霜運転の終了条件は、温度センサ２１で検出される温度が、除霜終了温度（例えば、６℃）を検知してから所定時間（例えば、４分）継続したら、除霜運転を終了するようにしてもよいし、その他の条件であっても問題はない。
【００４３】
ＳＴＥＰ５において、室内ファンの累積運転時間が第二の累積運転時間Ｔｒｂを経過した場合は、ＳＴＥＰ８へ進み、エアフィルター１１に塵埃が少し堆積していると判断して、除霜運転とエアフィルター１１の一部掃除運転を行う。
【００４４】
そして、ＳＴＥＰ９において除霜運転と一部掃除運転の両方が終了した場合には、ＳＴＥＰ１０において室内ファン累積運転時間を所定の時間だけ減算して、ＳＴＥＰ３へ戻る。なお、ＳＴＥＰ１０において室内ファン累積運転時間を減算する所定の時間は、一義的に決定されているものではなく、空気調和機の構成に応じて適宜設定されるものであり、例えば、室内ファン累積運転時間から二時間を減算している。
【００４５】
また、エアフィルター１１の一部掃除運転の終了条件は、予め決められている一部掃除運転の条件を満たせば終了すればよく、一義的に決定されるものではない。例えば、本実施の形態のように吸引ノズル１２を駆動してエアフィルター１１を掃除する構成であれば、吸引ノズル１２が左右方向に往復する回数が、前述したような第二の所定回数を満たせばよい。
【００４６】
次に、ＳＴＥＰ３において、室内ファンの累積運転時間が第一の累積運転時間Ｔｒａを経過している場合は、ＳＴＥＰ１１へ進み、第二の除霜開始条件を満たしているかどうかを判断し、第二の除霜開始条件を満たしている場合は、ＳＴＥＰ８へ進み、第二の除霜開始条件を満たしていない場合は、ＳＴＥＰ１２へ進む。
【００４７】
ＳＴＥＰ１２では、エアフィルター１１には塵埃が比較的多く堆積していると判断し、エアフィルター１１の全面掃除運転を行う。ＳＴＥＰ１３で全面掃除運転が終了したかどうかを判断し、終了した場合には、ＳＴＥＰ１４において室内ファンの累積運転時間をゼロにして、ＳＴＥＰ３へ戻る。
【００４８】
また、エアフィルター１１の全面掃除運転の終了条件は、予め決められている全面掃除運転の条件を満たせば終了すればよく、一義的に決定されるものではない。例えば、本実施の形態のように吸引ノズル１２を駆動してエアフィルター１１を掃除する構成であれば、吸引ノズル１２が左右方向に往復する回数が、前述したような第一の所定回数を満たせばよい。
【００４９】
このように、除霜運転のタイミングと自動掃除運転のタイミングとをあわせることにより、除霜運転や自動掃除運転を実施することによって暖房運転を中止するタイミングを合わせることができるため、暖房運転を立て続けに中止することなく、室内温度の低下を極力抑制することができ、ユーザーの不快感を抑制することができる。
【００５０】
また、本実施の形態において、除霜運転と自動掃除運転とを同時に行うとは、除霜運転を行うタイミングにあわせて自動掃除運転を行う場合もあれば、自動掃除運転を行うタイミングにあわせて除霜運転を行う場合もあり、いずれかに限定されるものではない。
【００５１】
また、除霜運転と自動掃除運転とを同時に行う場合、除霜運転の開始時刻と自動掃除運転の開始時刻が同じである必要はないし、除霜運転の終了時刻と自動掃除運転の終了時刻が同じである必要は無い。
【００５２】
また、本実施の形態では壁掛け型の空気調和機を例にとって説明したが、これに限定されることはなく、除霜運転の機能と自動掃除運転の機能を有していれば問題は無い。例えば、天井に取り付ける天井埋め込み型の空気調和機や、一台の室外機に、複数台の室内機が接続されたマルチ型の空気調和機であっても問題は無い。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、エアフィルターの自動掃除運転の機能と除霜運転の機能を有する空気調和機に適用することができ、自動掃除運転においては、エアフィルターが駆動式のものであっても、エアフィルターが固定で吸引ノズルが駆動するものであっても適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  室内機
２  室外機
３  冷媒配管
４  室内熱交換器
５  膨張弁
６  室外熱交換器
７  圧縮機
８  四方弁
９  室内ファン
１０  室外ファン
１１  エアフィルター
１２  吸引ノズル
１３  排気ファン
２１  温度センサ
【図１】
0005691000.tif 000002
【図２】
0005691000.tif 000003
【図３】
0005691000.tif 000004