(57)【要約】【課題】定温の保持及び除湿が可能なエアコンにおける消費電力を節減することができる節電装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明のエアコンの節電装置及び方法は、検出した屋内の温度に基づき、予め設定しておいた第１の設定温度及び第２の設定温度を用いて屋外ファンの回転速度を相違して調節することにより、従来のエアコンに比べて消費電力を１０〜２０％程度節減することができる卓越した効果がある。また、除湿性能もより向上することができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋内・外の空気との熱交換を行う屋内・外の熱交換器のうちの前記屋内の熱交換器が凝縮器として使用される第１の熱交換器と蒸発器として使用される第２の熱交換器とからなり、定温の保持及び除湿が可能なエアコンにおいて、
前記屋内の熱交換器の一側に備えられた屋内温度センサで感知した温度に応じて前記屋外の熱交換器に備えられた屋外ファンの回転速度を可変することを特徴とするエアコン。
【請求項２】
前記屋内温度センサが、前記屋内の熱交換器の吹出口に取り付けられることを特徴とする請求項１記載のエアコン。
【請求項３】
前記屋内温度センサで感知した温度が第１の設定温度であるか、または第２の設定温度であるかに応じて前記屋外ファンの回転速度が決まることを特徴とする請求項１記載のエアコン。
【請求項４】
前記屋内温度センサで感知した温度が第１の設定温度である場合、前記屋外ファンが高速で回転することを特徴とする請求項３記載のエアコン。
【請求項５】
前記屋外ファンが高速で回転する場合、相対的に多くの風量により前記屋外の熱交換器の凝縮圧力が低くなり、消費電力が相対的に減少することを特徴とする請求項３記載のエアコン。
【請求項６】
前記屋外ファンが高速で回転する場合、蒸発温度が低下し、除湿性能が相対的に向上することを特徴とする請求項３記載のエアコン。
【請求項７】
前記屋内温度センサで感知した温度が第２の設定温度である場合、前記屋外ファンが低速で回転することを特徴とする請求項１記載のエアコン。
【請求項８】
屋内に吹き出される冷気の温度を検出するステップと；
前記検出した温度が設定温度であるかを判断するステップ；及び
前記検出した温度が設定温度であるか否かに応じて屋外ファンの回転速度を可変するステップと；
を含むエアコンの節電方法。
【請求項９】
前記屋外ファンの回転速度を可変するステップが、
前記検出した温度が第１の設定温度であるかを判断するステップ；及び
前記検出した温度が第１の設定温度である場合、前記屋外ファンの回転速度を高速で回転するステップと；
を含む請求項８記載のエアコンの節電方法。
【請求項１０】
前記第１の設定温度が定温であることを特徴とする請求項９記載のエアコンの節電方法。
【請求項１１】
前記検出した温度が第１の設定温度でない場合、前記検出した温度が第２の設定温度であるかを判断するステップ；及び
前記検出した温度が第２の設定温度である場合、前記屋外ファンの回転速度を低速で回転するステップと；
を更に含む請求項９記載のエアコンの節電方法。
【請求項１２】
前記第２の設定温度が除湿温度であることを特徴とする請求項１１記載のエアコンの節電方法。
【請求項１３】
屋内に吹き出される冷気の温度を検出する温度検出手段と；
前記検出した温度に基づいて設定温度であるかを判断し、該判断結果に応じて互いに異なる駆動制御信号を出力する制御手段；及び
前記制御手段からの駆動制御信号に応じて前記屋外ファンの回転速度を可変的に駆動する駆動手段と；
とからなるエアコンの節電装置。
【請求項１４】
前記温度検出手段が、前記冷気が吹き出される吹出口の一側に取り付けられることを特徴とする請求項１３記載のエアコンの節電装置。
【請求項１５】
前記設定温度が、定温を示す第１の設定温度及び除湿温度を示す第２の設定温度のいずれかであることを特徴とする請求項１３記載のエアコンの節電装置。
【請求項１６】
前記制御手段が、前記検出した温度が第１の設定温度である場合、前記駆動手段を高速で駆動することを特徴とする請求項１３記載のエアコンの節電装置。
【請求項１７】
前記制御手段が、前記検出した温度が第２の設定温度である場合、前記駆動手段を低速で駆動することを特徴とする請求項１３記載のエアコンの節電装置。
【請求項１８】
前記屋外ファンが、前記駆動手段に一体として連結され、前記駆動手段の回転速度と同一の速度で回転することを特徴とする請求項１３記載のエアコンの節電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定温の保持及び除湿が可能なエアコンに関し、より詳しくは、消費電力を節減すると共に除湿性能を向上することができるエアコンの節電装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、除湿機能付きのエアコンは、屋内に位置する屋内熱交換部に凝縮器の役割を果たす熱交換器と蒸発器の役割を果たす熱交換器とをそれぞれ配設し、定温の保持のほかに湿気の除去に重点をおいたものである。
【０００３】
図６は、従来のエアコンを概略的に示す図である。同図を参照すると、前記エアコンは、冷媒を圧縮する圧縮部１０と、前記冷媒と屋外の空気との熱交換を行うことができる熱交換器２１及びファン２２を有する屋外熱交換部２０と、第１の熱交換器３１と、第２の熱交換器３２と、前記第１第２の熱交換器３１、３２の間に位置する屋内膨張部３７と、屋内ファン３５とを有する屋内熱交換部３０と、前記屋外熱交換部２０と屋内熱交換部３０との間に位置する膨張部４０とからなる。
【０００４】
前記圧縮部１０は、前記屋外熱交換部２０または屋内熱交換部３０から出力された低温・低圧の気状冷媒を高温・高圧の気状冷媒に変換する圧縮器１１と、前記圧縮器１１の吐出方向を決め４方向弁１２とを備える。前記４方向弁１２は、前記圧縮器１１の吸込及び吐出配管を切り換えることで屋内を冷却しようとする時は、前記屋内熱交換部３０を蒸発器として動作するようにし、屋内を暖房しようとする時は、前記屋内熱交換部３０を凝縮器として動作するようにする。
【０００５】
勿論、これに対応して前記屋外熱交換部２０は、それぞれ凝縮器、蒸発器として動作するのはいうまでもない。ただし、除湿器の用途として使用しようとすることが本説明の主な事項であるため、以下では、前記屋外熱交換部２０は凝縮器として、前記屋内熱交換部３０は、蒸発器として動作すると仮定する。
前記屋外熱交換部２０は、前記圧縮器１０で生成された高温・高圧の気状冷媒を中温・高圧の液状冷媒に変換する手段であって、このために、凝縮器２１と屋外ファン２２を備えている。
【０００６】
前記膨張部４０は、前記屋外熱交換部２０から出力される中温・高圧の液状冷媒を低温・低圧の液状冷媒に変換する手段であって、毛細管４１とこの毛細管と並列して備えられる第１の弁４２とからなる。前記第１の弁４２により前記毛細管４１を通るか否かが決められる。即ち、前記第１の弁４２が開状態となると、冷媒が前記第１の弁４２を通って流れ、逆に、前記第１の弁４２が閉状態となると、冷媒が前記毛細管４１を通って流れるようになる。このように、前記毛細管４１を通るか否かを制御することは、除湿器として使用する場合、前記膨張部４０で膨張行程を行う必要があるため、前記第１の弁４２を開状態にし、冷媒が前記第１の弁４２を通るようにすることで膨張行程が行われないようにする。
【０００７】
このように、膨張行程を経由しないことから中温・高圧状態の冷媒がそのまま前記屋内熱交換部３０に流れ込むが、上述したように、前記屋内熱交換部３０は、第１の熱交換器３１と、第２の熱交換器３２及びこれらの間に位置する屋内膨張部３７とからなる。前記第１の熱交換器３１で凝縮作用がもう一度行われ、前記屋内膨張部３７の屋内膨張器３３で膨張行程が行われる。かかる膨張行程により前記中温・高圧の液状冷媒は、低温・低圧の液状冷媒に変換され、該液状冷媒は、前記第２の熱交換器３２で周辺の熱を吸収し蒸発することで低温・低圧の気状冷媒に変換された後、再び前記圧縮器１０に流入される。
【０００８】
なお、除湿器でない冷房器として動作する場合、前記膨張部４０で膨張行程が行われ、前記第１の熱交換器３１も第２の熱交換器３２と同様に蒸発器として動作するようになる。勿論、この時は、前記屋内膨張部３７の第２の弁３４を開状態にし、前記屋内膨張器３３が動作しないようにする必要がある。
【０００９】
かかる構成を有する従来の除湿機能付き冷暖房器の動作を簡略に説明すると、前記第２の熱交換器３２では、冷媒の蒸発により温度が下降することで周囲の水分が結露し、このように結露した水分を外に排出することで除湿を行う。なお、この過程で屋内の温度も冷却されるため、これを防止するために前記第１の熱交換器３１を凝縮器として動作するようにすることで温度のバランスをとるようにしている。
【００１０】
かかる従来の冷暖房器は、屋内の環境条件による除湿作用及び定温作用時、前記屋内の除湿及び定温に応じて前記屋外の熱交換器の屋外ファンの回転速度を可変、制御することではなく、図７に示したように、同一の屋外ファンの回転速度を通じて屋内の除湿作用及び定温作用を全て行うため、前記冷暖房器の駆動による屋内の温度は保持されるものの、屋内の湿気を除去する除湿効果は大きく劣るという大きな不具合がある。
【００１１】
また、前記のように冷暖房器の除湿作用及び定温作用による屋外ファンの回転速度が屋内の除湿及び定温作用に関係することなく同一の速度（屋外ファンの強風（６５０ｒｐｍ）対比３０％の約２００ｒｐｍ）で回転するため、これによる屋外の熱交換器の凝縮圧力が増加することで消費電力が増加するという大きな不具合もあった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の一つの目的は、屋外の熱交換器の屋外ファンの回転速度を可変することで除湿作用を向上しつつ定温を保持することができるエアコンを提供することである。
本発明の他の目的は、屋外の熱交換器の回転速度を可変することで消費電力を節減することができるエアコンを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の好適な一実施の形態によると、屋内・外の空気との熱交換を行う屋内・外の熱交換器のうちの屋内の熱交換器が凝縮器として使用される第１の熱交換器と蒸発器として使用される第２の熱交換器とからなり、定温の保持及び除湿が可能なエアコンは、前記屋内の熱交換器の一側に備えられた屋内温度センサで感知した温度に応じて前記屋外の熱交換器に備えられた屋外ファンの回転速度を可変する。
【００１４】
前記屋内温度センサが、前記屋内の熱交換器の吹出口に取り付けられる。
前記エアコンによると、前記屋内温度センサで感知した温度が第１の設定温度であるか、または第２の設定温度であるかに応じて前記屋外ファンの回転速度が決まる。
【００１５】
本発明の好適な実施の形態によると、エアコンの節電方法は、屋内に吹き出される冷気の温度を検出するステップと；前記検出した温度が設定温度であるかを判断するステップ；及び前記検出した温度が設定温度であるか否かに応じて屋外ファンの回転速度を可変するステップと；を含む。
前記屋外ファンの回転速度を可変するステップが、前記検出した温度が第１の設定温度であるかを判断するステップ；及び前記検出した温度が第１の設定温度である場合、前記屋外ファンの回転速度を高速で回転するステップと；を含む。
【００１６】
また、前記屋外ファンの回転速度を可変するステップが、前記検出した温度が第１の設定温度でない場合、前記検出した温度が第２の設定温度であるかを判断するステップ；及び前記検出した温度が第２の設定温度である場合、前記屋外ファンの回転速度を低速で回転するステップ；を更に含む。
本発明の好適なまた他の実施の形態によるエアコンの節電装置によると、屋内に吹き出される冷気の温度を検出する温度検出手段と；前記検出した温度に基づいて設定温度であるかを判断し、該判断結果に応じて互いに異なる駆動制御信号を出力する制御手段；及び前記制御手段からの駆動制御信号に応じて前記屋外ファンの回転速度を可変的に駆動する駆動手段と；とからなる。
【００１７】
前記設定温度が、定温を示す第１の設定温度及び除湿温度を示す第２の設定温度のいずれかであってもよい。
前記制御手段が、前記検出した温度が第１の設定温度である場合、前記駆動手段を高速で駆動する。
前記制御手段が、前記検出した温度が第２の設定温度である場合、前記駆動手段を低速で駆動する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態を説明する。
なお、本明細書及び図面において、従来の構成と実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。先ず、本発明を概略的に説明すると、既存のエアコンにおいて冷気が屋内に吹き出される吹出口（図示せず）の一側に取り付けられた屋内温度センサで検出した温度と予め設定しておいた設定温度（第１の設定温度及び第２の設定温度）とが一致するか否かにより屋外ファン２２の回転速度に変化を与え、消費電力を節減しつつ除湿性能も向上することができるエアコンである。
【００１９】
図１は、本発明の好適な一実施の形態によるエアコンの節電装置を概略的に示す。同図を参照すると、前記エアコンの節電装置は、屋内に吹き出される冷気の吹出口の一側に取り付けられて冷気の温度を検出する屋内温度センサ１１０と、前記屋内温度センサ１１０で検出した温度に基づいて予め設定しておいた設定温度と一致するか否かを判断し、該判断結果に応じて互いに異なる駆動制御信号を出力するマイクロコンピュータ１２０と、前記マイクロコンピュータ１２０からの駆動制御信号に応じて屋外ファン２２の回転速度を可変的に駆動する屋外ファンモーター１３０とからなる。
【００２０】
前記屋外ファンモーター１３０の回転速度と同一の速度で回転する屋外ファン２２が前記屋外ファンモーター１３０に一体として連結されるようになる。
ここで、前記設定温度は、定温を示す第１の設定温度と除湿温度を示す第２の設定温度とからなる。定温は、２４℃であり、除湿温度は、２３．５℃と設定するのが好ましい。
前記マイクロコンピュータ１２０は、前記屋内温度センサ１１０で検出した温度が定温の第１の設定温度と一致するのか、または除湿温度の第２の設定温度と一致するのかを判断する。
【００２１】
そして、該判断結果に応じて前記屋外ファンモーター１３０の回転速度を相違して駆動する。即ち、前記検出した温度が第１の設定温度と一致する場合は前記マイクロコンピュータ１２０は、前記屋外ファンモーター１３０を高速回転で駆動する。仮に、前記検出した温度が第２の設定温度と一致する場合は前記屋外ファンモーター１３０を低速回転で駆動する。これにより、前記屋外ファンモーターに連結されている屋外ファン２２も可変的な回転速度で駆動するようになる。例えば、６５０ｒｐｍを強風とすると、６５０ｒｐｍの７０％である４５０ｒｐｍ程度を高速回転とし、６５０ｒｍｐの３０％である２００ｒｐｍを低速回転とする。
【００２２】
従って、前記マイクロコンピュータ１２０は、図４に示すように前記検出した温度が定温である第１の設定温度（２４℃）である場合、除湿機能をより強化する必要があるため、屋外ファンモーター１３０を高速回転（４５０ｒｐｍ）する。これにより、圧縮器１１を通じて高温・高圧状態に加圧された冷媒が凝縮器、即ち屋外の熱交換器２１の管内に流動しながら、強風の空気とより多く熱交換する発熱作用を通じて凝縮圧力が低くなり、このように低くなった凝縮圧力により消費電力が節減するようになる。また、蒸発温度も低下し、これによる除湿量が相対的に多くなり、この結果、除湿量の増加による屋内の除湿効率が向上する。これは、図３を参照すると容易に理解できるはずである。
【００２３】
一方、前記屋外ファンモーター１３０が高速で回転すると、これに伴って屋内の温度も徐々に下がる。このように屋内の温度が下がる時、前記屋内温度センサ１１０で検出した温度が第２の設定温度（２３．５℃）となる場合、前記マイクロコンピュータ１２０は、屋外ファンモーター１３０を低速で駆動する。これにより、屋内の温度は徐々に上がる。そのうちに屋内の温度が再び第１の設定温度になると、再びマイクロコンピュータ１２０は、屋外ファンモーター１３０を高速で駆動するという過程を繰り返して行う。
このような動作により、屋内の温度をほぼ定温に保持しつつ消費電力を節減し、また除湿性能もより向上することができる。
【００２４】
図５は、本発明の好適な一実施の形態によるエアコンの節電装置における除湿及び定温作用時の屋外の風量による凝縮圧力及び消費電力を示す図である。同図に示すように、屋外の風量、即ち屋外ファン２２の可変する回転速度と凝縮圧力及び消費電力とは反比例することが分かる。即ち、屋外ファン２２が高速で回転する過程の除湿作用では、圧縮器１１を通じて高温・高圧状態に加圧された冷媒が、屋外ファン２２の高速回転により発生する強風の空気と凝縮器、即ち屋外の熱交換器２１で熱交換することで凝縮圧力が低くなり、この結果、圧縮器１１に小さい負荷がかかり、その分、消費電力が節減する。
【００２５】
逆に、屋外ファン２２が低速で回転する過程の定温作用では、冷媒が弱風の空気と熱交換することで前記凝縮器２１の凝縮圧力が高くなり、この結果、圧縮器１１に大きい負荷がかかり、その分、消費電力が増加する。
従って、前記のように構成されたエアコンの節電装置によると、屋内温度センサ１１０で検出した温度が第１の設定温度と一致する場合には、屋外ファン２２を高速で回転することで消費電力を節減しつつ除湿性能も向上し、前記検出した温度が第２の設定温度と一致する場合には、屋外ファン２２を低速で回転することで定温を保持するようにする。
【００２６】
図２は、本発明の好適な一実施の形態によるエアコンの節電方法を説明するためのフローチャートである。
同図を参照すると、先ず、屋内側に備えられた屋内温度センサ１１０で屋内の温度を検出してマイクロコンピュータ１２０に提供する（Ｓ２１１）。
前記マイクロコンピュータ１２０は、前記屋内温度センサ１１０で検出した温度に基づき、予め設定しておいた温度との比較を行うことで屋外ファン２２を可変的に駆動する。
【００２７】
即ち、前記マイクロコンピュータ１２０は、前記検出した温度が第１の設定温度、即ち定温であるかを判断し（Ｓ２１４）、この検出した温度が第１の設定温度である場合、屋外ファンモーター１３０を高速で駆動するための駆動制御信号を出力し、前記駆動制御信号により前記屋外ファンモーター１３０が高速で駆動する（Ｓ２１７）。この結果、前記屋外ファンモーター１３０に連結されている屋外ファン２２も高速で回転する（Ｓ２２０）。これにより、除湿性能の向上と共に消費電力が節減するようになる。
【００２８】
一方、前記マイクロコンピュータ１２０は、前記検出した温度が第１の設定温度でない場合、前記検出した温度が第２の設定温度、即ち定温であるかを判断する（Ｓ２２３）。
判断の結果、前記検出した温度が第２の設定温度と一致する場合、前記マイクロコンピュータ１２０は、屋外ファンモーター１３０を低速で駆動するための駆動制御信号を出力し、この結果、前記屋外ファンモーター１３０は、低速で駆動する（Ｓ２２６）。
【００２９】
この時、当然のごとく屋外ファン２２も前記屋外ファンモーターと同様に低速で駆動する（Ｓ２２９）。このように、前記検出した温度が第２の設定温度である場合は、温度が多少下がったと判断し、屋内の温度を元の定温の２４℃に一定に保持すべく屋外ファンモーター１３０を低速で駆動してその温度を調節する。前記のようなエアコンの節電装置及び方法により屋外ファンの回転速度を可変制御することで従来のエアコンに比べて消費電力が１０〜２０％程度節減した節電運転を具現することができる。
【００３０】
【発明の効果】
従って、以上で説明したように、本発明によるエアコンの節電装置及び方法によると、屋外ファンの回転速度を可変することで定温を保持しつつ、除湿性能を向上し、消費電力を著しく節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施の形態によるエアコンの節電装置を概略的に示す図である。
【図２】本発明の好適な一実施の形態によるエアコンの節電方法を説明するための図である。
【図３】本発明の好適な一実施の形態によるエアコンにおける屋外の風量に応じるサイクルの変化状態を示す図である。
【図４】本発明の好適な一実施の形態によるエアコンの除湿及び定温作用時の運転状態を示す図である。
【図５】本発明の好適な一実施の形態によるエアコンの節電装置における除湿及び定温作用時の屋外の風量に応じる凝縮圧力及び消費電力を示す図である。
【図６】従来のエアコンを概略的に示す図である。
【図７】従来のエアコンの除湿及び定温作用時の運転状態を示す図である。
【符号の説明】
１１…圧縮器
２１…屋外の熱交換器
２２…屋外ファン
１１０…温度センサ
１２０…マイクロコンピュータ
１３０…屋外ファンモーター
【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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