(57)【要約】【課題】送風機が所定回転数より少ない回転数で運転した場合であっても本体ケーシング内における結露の発生、成長を抑制することの可能な空気調和装置の提供を目的とする。【解決手段】空気調和装置は、吸込口１及び吹出口５を有する本体ケーシング９と、吸込口１から吹出口５への通風路内に設置された風量可変の送風機４と、通風路内で、通風方向に対し傾斜して設置された室内側熱交換器２と、送風機４の風量を制御する風量制御手段１０とを備えた空気調和装置において、風量制御手段１０は、送風機４が所定時間継続して所定回転数より少ない回転数で運転した場合に、送風機４の回転数を所定回転数以上に増加させる風量増加手段１１を備えているものである。【選択図】図１
2008249180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口及び吹出口を有する本体ケーシングと、前記吸込口から前記吹出口への通風路内に設置された風量可変の送風機と、前記通風路内で、通風方向に対し傾斜して設置された室内側熱交換器と、前記送風機の風量を制御する風量制御手段とを備えた空気調和装置において、前記風量制御手段は、前記送風機が所定時間継続して所定回転数より少ない回転数で運転した場合に、前記送風機の回転数を所定回転数以上に増加させる風量増加手段を備えていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
吸込空気の温度を検出する吸込空気温度検出手段と、吸込空気の湿度を検出する吸込空気湿度検出手段と、室内側熱交換器の所定箇所における温度を検出する熱交換器温度検出手段とを備えるとともに、風量増加手段は、検出された吸込空気温度及び検出された吸込空気湿度より吸込空気の露点温度を演算し、演算した露点温度と検出された熱交換器温度とを比較し、前記露点温度が前記熱交換器温度より低い状態が所定時間継続した場合に、前記送風機の回転数を所定の回転数以上に増加させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に係り、更に詳しくは空気調和装置の本体ケーシング内における結露の発生、成長を抑制可能な空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置は、装置の小型化の目的で、室内側熱交換器が通風路内において通風方向に対し傾斜して設置される場合がある。このような空気調和装置においては、室内側熱交換器の一端部及び他端部と、通風路内に設置されている送風機との距離が異なるため、室内側熱交換器を通過後の空気の風速分布に偏りが生じ、その結果、本体ケーシング内において、結露が発生、成長するという問題がある。
【０００３】
下記特許文献１には、壁掛けタイプの空気調和装置の吹出口の結露の発生を防止するため、冷却運転中に室内熱交換器温度が積算で所定の第１基準時間以上のあいだ所定の基準温度以下であったときは、制御手段は、送風ファンの下限回転数を所定量だけ高くする露付防止制御を行うことにより、吹出口に設けられた水平フラップやルーバ等に結露の発生を防止する技術が開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には吸込空気を直接除湿することができるよう装置内に除湿器を備えた室内空気調和機に関する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５３１３６号公報
【０００６】
【特許文献２】特許第２５２２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、室内側熱交換器が通風路内において通風方向に対し傾斜して設置される空気調和装置においては、風速の偏りを予め考慮に入れ、最適な空調条件を満たす室内側熱交換器の傾斜角度を選択し設計を行っている。よって、通常は本体ケーシング内の空気の混合による結露の問題は生じない。
【０００８】
しかしながら、送風機として、風量可変の送風機を用いた場合には、空気調和装置が所定回転数以下の回転数で運転を行われる場合もあり、このような場合には本体ケーシングに予想以上の風速差が生じ、その結果、本体ケーシング内を流れる空気の温度が不均一となる。そして、この温度差のある空気が混合すると、結露が発生、成長していく。
【０００９】
また、上記特許文献１，２に記載の空気調和装置は、室内側熱交換器が通風路内において通風方向に対し傾斜して設置される空気調和装置に関する技術ではないため、本発明の課題の解決には至らない。
【００１０】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、送風機が所定回転数より少ない回転数で運転した場合であっても本体ケーシング内における結露の発生、成長を抑制することの可能な空気調和装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る空気調和装置は、吸込口及び吹出口を有する本体ケーシングと、前記吸込口から前記吹出口への通風路内に設置された風量可変の送風機と、前記通風路内で、通風方向に対し傾斜して設置された室内側熱交換器と、前記送風機の風量を制御する風量制御手段とを備えた空気調和装置において、前記風量制御手段は、前記送風機が所定時間継続して所定回転数より少ない回転数で運転した場合に、前記送風機の回転数を所定回転数以上に増加させる風量増加手段を備えているものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、風量増加手段により、送風機が所定時間継続して所定回転数より少ない回転数で運転した場合に、送風機の回転数を強制的に所定回転数以上に増加させるよう制御するので、通風路内の風速を一時的に上昇させることで、通風路内の空気の温度分布を均一なものとすることができ、これにより、結露の発生、成長を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和装置の内部構成図である。
同図において、本実施形態１に係る空気調和装置は、上部に吸込口１、下部に吹出口５を有する本体ケーシング９と、吸込口１から吹出口５への通風路内に設置された風量可変の送風機４と、通風路内で、通風方向に対し傾斜して設置された室内側熱交換器２と、送風機４の風量を制御する風量制御手段１０を備えている。また、熱交換機２の下方には室内側熱交換器２に付着した水滴を受け止める複数のドレンパン３が設けられている。
【００１４】
風量制御手段１０は、送風機４の回転数を制御することにより吹出口５から空調室内に吹き出される空気の風量を制御する。風量制御手段１０は、送風機４が所定時間ｔａだけ継続して所定回転数Ｒａより少ない回転数で運転した場合に、送風機４の回転数を所定回転数Ｒａ以上に増加させる風量増加手段１１を備えている。
【００１５】
所定時間ｔａとは、空気調和装置の大きさにもよるが、例えば２０分〜４０分程度の時間である。所定時間が２０分以上である場合には、２０分より短い場合に比較して、吹出口５から吹き出される風量を強制的に増加させる時間の間隔が長くなるので、空調室内温度の安定性を維持できる。また、所定時間ｔａが４０分以下の場合には、４０分より長い場合に比較して、本体ケーシング９内において多量の結露が発生する前に強制的に送風機４の風量を増加させることで、効率的に本体ケーシング９内の結露の発生、成長を抑制することができる。
【００１６】
また、所定回転数Ｒａとは、空気調和装置内に備えた送風機４の大きさにもよるが、下限風量、又は下限風量に近い風量となる回転数であって、例えば、６００ｒｐｍ〜７８０ｒｐｍ程度である。６００ｒｐｍ以上の場合には、空気調和装置が運転可能な状態であり、風量増加御手段１１による制御が必要となる。また、７８０ｒｐｍ以下の場合には７８０ｒｐｍより多い場合に比較して、本体ケーシング９内の通風路内の風速分布が不均一になりやすく、結露を発生しやすい状況にあるので、風量増加手段１１による制御が必要となる。
【００１７】
送風機４の回転数を所定回転数Ｒａ以上に増加した後、その増加した回転数を維持し運転を行う時間ｔｂは２分〜１５分程度である。増加後の回転数を維持し運転を行う時間ｔｂが２分以上の場合には、２分より短い場合に比較して、本体ケーシング９内の結露の発生、成長を十分抑制できるため好ましい。また、増加後の回転数を維持し運転を行う時間ｔｂが１５分以下の場合には、１５分より長い場合に比較して、吹出口５から吹き出される風量を強制的に増加させる時間が短くなり、空調室内の温度の安定性を維持できるため好ましい。
【００１８】
次に、本実施形態１に係る空気調和装置の動作につき以下に説明する。空気調和装置は冷房運転中に、吸込口１から本体ケーシング９内に吸い込まれた空気は、室内側熱交換器２において室内側熱交換器２の冷媒配管内を流通する冷媒と熱交換して冷媒を蒸発させることにより冷却される。その後、送風機４を通過し、吹出口５より空調室内に吹き出される。
【００１９】
室内側熱交換器２の冷媒配管内を流通する冷媒は、管壁との摩擦により流速が徐々に低下するので、室内側熱交換器２内においては、冷媒配管を流通する冷媒の量に偏りが生じている。
【００２０】
また、図１においては、室内側熱交換器２が通風方向である上下方向に対し傾斜して設置されているため、室内側熱交換器２の上端部と下端部とでは、室内側熱交換器２の下方に設けられた送風機４との距離が等しくならない。このため、送風機４に近い室内側熱交換器の下端部を通過する空気Ｌの風速が早くなり、送風機４からの距離が遠い室内側熱交換器２の上端部を通過する空気Ｓの風速は遅くなってしまう。この場合、送風機４からの距離が短い室内側熱交換器２の下端部を通過する空気Ｌは風速が速いためにあまり冷却されず、温度があまり低下しない。これに対し、送風機４からの距離の遠い室内側熱交換器２の上端部を通った空気Ｓは風速が遅いために室内側熱交換器２近傍においてよく冷却され温度が低下する。
【００２１】
このように、通風路内において風速に差が生じた場合には、通風路を流れる空気温度が不均一となるが、通常はこれら冷媒量の偏りや風速の偏りを予め考慮に入れた設計を行い、最適な空調条件を満たすよう室内側熱交換器の傾斜角度を選択しているので、本体ケーシング９内の空気の混合による結露の問題は生じない。
【００２２】
しかしながら、風量可変の送風機４を用いた空気調和装置において、下限風量又は下限風量に近い風量で運転を行った場合には、本体ケーシング９に予想以上の風速差が生じ、その結果、上記したように風速が速い空気は比較的暖かく、風速が遅い空気は速い空気よりも冷たくなり、本体ケーシング９内を流れる空気温度が不均一となる。そして、図２の湿り空気線図に示すように、暖かい空気が冷たい空気によって露点温度以下にまで冷却され、結露が発生する。
【００２３】
そこで、本実施形態１では、風量増加手段１１により、送風機４が所定時間ｔａだけ継続して所定回転数Ｒａより少ない回転数で運転した場合に、送風機４の回転数を強制的に所定回転数Ｒａ以上に増加させるよう制御することで、通風路内の風速を所定時間ｔｂだけ強制的に速めて、本体ケーシング９内の空気温度分布を均一なものとし、結露の発生、成長を抑制することができる。
【００２４】
特に、電気機器を多数収容した室内など、結露の発生が非常に問題となるため、この本体ケーシング９内での結露の発生、成長を極力抑制したい場所等において、本実施形態に係る空気調和装置を設置し、使用すれば、風量増加手段１１により結露の発生、成長を抑制できるのでより好ましい。また、このような電気機器を多数収容した室内等において空気調和装置を運転する際には、空調室内に人がいない場合が多く、設定風量から所定時間ｔｂの間強制的に風量を増加させても空調室内にいる者に不快感を与えるといったことはない。
【００２５】
図３は、本実施形態１に係る空気調和装置の風量増加手段１１のフローチャートである。まず、ステップＳ１では、風量制御手段１０に備えた通常運転の際の制御、即ち、設定風量での運転を行う。そして、ステップＳ２において、送風機４の回転数が、予め設定した所定回転数Ｒａより少ない回転数において、予め設定した所定時間ｔａの間継続して運転しているかどうかを判断する。未だ所定時間ｔａを経過していない場合には、本体ケーシング９内において結露は殆ど発生しないので、ステップＳ１へ戻る。
【００２６】
ステップＳ２において、所定回転数Ｒａより少ない回転数での運転が、所定時間ｔａ以上となった場合には、ステップＳ３へ進み、送風機４の回転数を所定回転数Ｒａ以上に増加し、所定時間ｔｂの間運転し、室内に吹き出す空気の風量を増加させる。そして、所定時間ｔｂ経過後はＳ１に戻り、風量制御手段１０による通常制御を行う。
【００２７】
これにより、本体ケーシング９内で局所的に非常に冷たい空気が存在するといったことがなく、本体ケーシング９内の空気温度分布が均一となり、結露の発生、成長を抑制することができる。
【００２８】
実施の形態２
図４は、本実施形態２に係る空気調和装置を示す。同図において、空気調和装置は上記実施形態１と同様に、上部に吸込口１及び下部に吹出口５を有する本体ケーシング９と、風量可変の送風機４と、通風方向に傾斜して設置された室内側熱交換器２と、送風機４の風量を制御する風量制御手段１０とを備えている。また、熱交換機２の下方には室内側熱交換器２に付着した水滴を受け止める複数のドレンパン３が設けられている。
【００２９】
本実施形態２においては、室内側熱交換器２はプレートフィンチューブ式熱交換器を用いており、このフィンの表面には、室内側熱交換器２の所定箇所における温度を検出する複数の熱交換器温度検出手段６を備えている。この熱交換器温度検出手段６は、室内側熱交換器２のうち送風機４からの距離が遠い部分に多く取り付けることが好ましい。即ち、図４における室内側熱交換器２の上端部近傍に多く取り付けることが好ましい。これの部分は、送風機４が所定回転数Ｒａより少ない回転数において運転を行った場合に、送風機４からの距離が遠いために風速が遅くなり、室内側熱交換器２近傍に比較的長く滞在する空気がよく冷却されることでフィン表面温度が低下しやすい部分だからである。
【００３０】
また、吸込口１には、吸込空気の温度を検出する吸込空気温度検出手段７ａと、吸込空気の湿度を検出する吸込空気湿度検出手段７ｂとを備えている。
【００３１】
さらに、風量制御手段１０は風量増加手段１１ａを備え、風量増加手段１１ａは、吸込空気温度検出手段７ａにより検出された吸込空気温度、及び、吸込空気湿度検出手段７ｂにより検出された吸込空気湿度とに基づいて吸込空気の露点温度Ｔｗを演算する。そして、演算した露点温度Ｔｗと、熱交換器温度検出手段６により検出された熱交換器温度Ｔｆとを比較する。露点温度Ｔｗが熱交換器温度Ｔｆより低い状態で、予め設定した所定時間ｔｃ以上経過した場合に、送風機４の回転数を強制的に所定回転数Ｒａ以上に増加させるよう制御を行う。
【００３２】
所定時間ｔｃとは上記実施形態１の所定時間ｔａと同様に、例えば２０分〜４０分程度の時間である。所定時間ｔａと同様の理由により、所定時間ｔｃが２０分以上である場合は空調室内の温度の安定性を維持できるため好ましく、所定時間ｔｃが４０分以下の場合は本体ケーシング９内の結露の発生を効率的に抑制することができるため好ましい。
【００３３】
尚、本実施形態２の風量制御手段１１ａにおける所定回転数Ｒａは、上記実施形態１の風量制御手段１１における所定回転数Ｒａと同義である。
【００３４】
次に、本実施形態２に係る空気調和装置の動作につき以下に説明する。吸込口１から吸い込まれた空気は、吸込空気温度検出手段７ａによって吸込空気温度が検出され、吸込空気湿度検出手段７ｂによって吸込空気湿度が検出される。そして、この空気は、室内側熱交換器２を通過して冷却された後、送風機４を通過し、吹出口５より吹き出される。その際、熱交換器温度検出手段６は、室内側熱交換器２のフィン表面温度Ｔｆを検出する。
【００３５】
図５は、本実施形態２にかかる風量増加手段１１ａについてのフローチャートである。ステップＳ１１において、空気調和装置は風量制御手段１０に備える通常運転の制御手段により、通常の制御、即ち、設定風量での運転を行う。ステップＳ１２において、吸込空気温度検出手段７ａにより検出した吸込空気温度、及び吸込空気湿度検出手段７ｂにより検出した吸込空気湿度に基づいて吸込空気の露点温度Ｔｗを演算する。
【００３６】
そして、ステップＳ１３において、熱交換器温度検出手段６により検出した熱交換器温度Ｔｆと、ステップ１２において演算した吸込空気の露点温度Ｔｗとを比較する。熱交換器温度Ｔｆの方が露点温度Ｔｗより高くステップＳ１３を満たさない場合には、本体ケーシング９内において結露は殆ど発生しないと考えられるので、ステップＳ１１に戻り通常運転を行う。
【００３７】
ステップＳ１３において、熱交換器温度Ｔｆの方が露点温度Ｔｗより低くステップＳ１３を満たす場合には、本体ケーシング９内において結露が発生すると考えられるので、ステップＳ１４に進み、Ｔｆ＜Ｔｗの状態で例えば３０分といった所定時間ｔｃ以上継続してステップＳ１３の条件Ｔｆ＜Ｔｗを満たしたかどうかを判断する。
【００３８】
ステップＳ１３の条件Ｔｆ＜Ｔｗを満たす状態で所定時間ｔｃより短い時間しか経過しなかった場合には、本体ケーシング９内において、結露は殆ど発生しないと考えられるので、ステップＳ１１に戻り通常運転を行う。これに対し、ステップＳ１３の条件Ｔｆ＜Ｔｗを所定時間ｔｃ以上継続して満たした場合には、ステップＳ１５に進み、例えばｔｄ＝５分間といった所定時間ｔｄにわたり送風機４の回転数を所定回転数Ｒａ以上に上昇させる。送風機４の回転数を所定回転数Ｒａ以上として所定時間ｔｄの間連続運転した後は、ステップＳ１１に戻り、通常制御により運転を行う。そして、このような制御を繰り返し行う。
【００３９】
これにより、吸込空気温度検出手段７ａにより検出された吸込空気温度と、吸込み空気湿度検出手段７ｂにより検出された吸込空気湿度から露点温度Ｔｗを演算し、演算された露点温度Ｔｗと、熱交換器温度検出手段６により検出された熱交換器温度Ｔｆとの比較に基づいて、送風機４の回転数を所定回転数Ｒａ以上に増加させるかどうかの判断を行う。よって、ステップＳ１３の条件Ｔｆ＜Ｔｗとなる結露が発生しやすい状態となり、風量増加の必要が生じたときにのみ、空気調和装置の風量を増加することが可能となる。
【００４０】
従って、結露が発生せず、風量増加の必要がない場合には、通常運転即ち設定風量による運転を行うことができ、空調室内の温度安定性を維持することができる。また、上記実施形態１に係る空気調和装置の風量増加手段１１とは異なり、送風機４が所定時間ｔａ継続して所定回転数Ｒａより少ない回転数で運転した場合であっても、ステップＳ１３の条件Ｔｆ＜Ｔｗを満たさず、結露が発生しやすい状態でない、即ち、風量増加の必要のない場合には所定回転数Ｒａより少ない回転数で送風機４を運転できるので、運転コストを抑えることができる。
【実施例】
【００４１】
送風機４の回転数の使用範囲が５００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ程度であり、通常運転の際の送風機の回転数が１０００ｒｐｍである空気調和装置において、送風機４の回転数を７３０ｒｐｍとして、ｔａ＝３０分間連続運転を行ったところ、本体ケーシング９内で結露が発生し、徐々に成長していった。そこで、送風機４の回転数を８００ｒｐｍに増加させた状態で、ｔｂ＝１０分間にわたり運転を行った。この結果、本体ケーシング９内で発生していた結露の発生、成長を抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の内部構造図である。
【図２】前記空気調和装置の結露発生に関する湿り空気線図である。
【図３】前記空気調和装置の風量増加手段のフローチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態に係る空気調和装置の内部構造図である。
【図５】前記空気調和装置の風量増加手段のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１  吸込口
２  室内側熱交換器
４  送風機
５  吹出口
６  熱交換器検出手段
７ａ  吸込空気温度検出手段
７ｂ  吸込空気湿度検出手段
９  本体ケーシング
１０  風量制御手段
１１，１１ａ  風量増加手段
【図１】
2008249180.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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