(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機に、室内熱交換器と、送風ファンと、空気吹出口に取り付けられた吹出し空気の風向きを変化させる風向変更手段を備えた空気調和機であって、前記室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段と、前記室内熱交換器温度検出手段により検出された室内熱交換器温度が上昇するに従って前記送風ファンの回転数を閾値毎にステップ状に上昇させる送風ファン回転数変更手段と、外気温を検出する外気温検出手段と、圧縮機とを有し、前記風向手段は、空気吹出口に上下方向に回動可能に軸支され、風向きを垂直方向に変化させる風向上下羽根と、空気吹出口近傍に左右方向に回動可能に軸支され、風向きを水平方向に変化させる複数の風向左右羽根で構成され、暖房運転の立ち上がり時の圧縮機の運転開始から所定時間内において、外気温度が所定値を超える場合は、予め設定された閾値に基づいて前記送風ファンの回転数を上昇させるとともに、外気温度が所定値以下の場合は、前記送風ファンの回転数をステップ状に上昇させる閾値を、予め設定された閾値より低く設定して前記送風ファンの回転数を上昇させ、前記風向上下羽根または前記風向左右羽根の開度を外気温度が所定値を超える場合の開度よりも風量を減少させるように設定することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
外気温度が所定値以下の暖房運転時であって、リモコンの設定温度と室内機の吸い込み温度の差が所定値以上の場合のみ、前記送風ファンの回転数をステップ状に上昇させる閾値を低くすることを特徴とする請求項１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、暖房運転時の立ち上がり性能を向上させるための制御手段を有する空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の空気調和機において、冷房運転や暖房運転の開始時に、冷房能力および暖房能力不足とならないよう、外気温に応じて圧縮機の初期の運転周波数の上限値や下限値を設定することを特徴とするものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、暖房運転時の立ち上がり性能向上および暖房運転時の足元暖房感を向上させるための方策としては、室内機の吹出口の吹出面積を狭くして風量を減少させ、同時に圧縮機の運転周波数を上げることにより凝縮温度を高くして吹出し空気温度を上げて、吹出し空気温度と輻射温度に基づいた風量制御を行っていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図８は、特許文献１に記載された従来の空気調和機の暖房運転時の外気温度に対する初期周波数，上限周波数，下限周波数の補正特性を示す図である。図８に示すように、基準外気温度よりも外気温度が高くなるにつれて必要な暖房能力は小さくなるため、徐々に初期周波数、上限周波数、下限周波数を低く設定するようにしている。
【０００５】
さらに、従来制御としては、室内熱交換器温度を検出し、室内熱交換器温度の上昇に応じて室内機の送風ファンの回転数を閾値毎にステップ状に変更させ、暖房時の吹出空気による冷風感を緩和するようにしている。
【０００６】
図９は、従来の空気調和機の暖房運転時の室内熱交換器温度と室内機の送風ファンの回転数との相関を示す図である。図９に示すように、室内熱交換器温度の上昇に応じて室内機の送風ファンの回転数を室内熱交換器温度の閾値毎に、回転数１、回転数２、回転数３とステップ状に変更している。
【特許文献１】特開平８−２１９５３０号公報
【特許文献２】特開平９−２９６９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、次のような課題があった。即ち、運転開始時は必要な能力に応じた周波数に設定可能であるが、特に外気温が低い時には、運転可能な電流制限値があるためその周波数まで上昇しないことがあり、結果として室温がある程度まで上昇するまで絶対的な暖房能力不足となる場合があった。
【０００８】
一方、室内熱交換器温度の上昇に応じて室内機の送風ファンの回転数を閾値毎にステップ状に変更させる方式では、次のような課題があった。即ち、室内熱交換器の温度が低くて送風ファンの回転数が低い場合には、風が部屋の下部にまで届かずに足元暖房感が損なわれることがあった。
【０００９】
また、雪の日など外気温が低くて湿度が高い場合には、暖房運転開始とともに室外熱交換器への急速な着霜の進行により蒸発温度が低下することから、凝縮温度の上昇が妨げられて室内熱交換器温度が設定の送風ファンの回転数となる温度領域まで上昇せずに下がり始めるようになることがある。そのために、送風ファンの回転数が低いままで絶対的な暖房能力不足となり、部屋全体の温度がなかなか上昇せず、暖房時の立ち上がり性能が悪くなる傾向にあった。この場合には、送風ファンの回転数が低くて吹出空気温度が低いために暖房感が得られないばかりでなく、部屋の温度上昇が極端に悪くなり、設定の室温に到達する前に除霜運転が開始されてますます室温の上昇が遅くなるという悪循環に陥ることもまれにあった。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、暖房運転時の立ち上がり性能を向上させ
るために、外気温検出手段により検出された外気温度が所定値以下の場合に、送風ファン回転数変更手段の閾値を所定値より低く設定することを特徴とす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】
【００１１】
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、室内機に、室内熱交換器と、送風ファンと、空気吹出口に取り付けられた吹出し空気の風向きを変化させる風向変更手段を備えた空気調和機であって、室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段と、室内熱交換器温度検出手段により検出された室内熱交換器温度が上昇するに従って送風ファンの回転数を閾値毎にステップ状に上昇させる送風ファン回転数変更手段と、外気温を検出する外気温検出手段と、圧縮機とを有し、風向手段は、空気吹出口に上下方向に回動可能に軸支され、風向きを垂直方向に変化させる風向上下羽根と、空気吹出口近傍に左右方向に回動可能に軸支され、風向きを水平方向に変化させる複数の風向左右羽根で構成され、暖房運転の立ち上がり時の圧縮機の運転開始から所定時間内において、外気温度が所定値を超える場合は、予め設定された閾値に基づいて送風ファンの回転数を上昇させるとともに、外気温度が所定値以下の場合は、送風ファンの回転数をステップ状に上昇させる閾値を、予め設定された閾値より低く設定して送風ファンの回転数を上昇させ、風向上下羽根または風向左右羽根の開度を外気温度が所定値を超える場合の開度よりも風量を減少させるように設定することを特徴とするものである。
【００１２】
これによって、従来に比べて早く送風ファンの回転数が高い回転数となるために、絶対的な暖房能力不足を改善でき、同時に部屋全体の温度上昇を従来に比べて改善し、暖房時の立ち上がり性能を向上させる空気調和機を提供することが可能となるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の空気調和機は、雪の日など外気温が低くて湿度が高い場合にも、絶対的な暖房能力不足を改善でき、同時に部屋全体の温度上昇を従来に比べて改善し、暖房時の立ち上がり性能を向上させることができるため、より快適な室内環境を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、室内機に、室内熱交換器と、送風ファンと、空気吹出口に取り付けられた吹出し空気の風向きを変化させる風向変更手段を備えた空気調和機であって、室内熱交換器の温度を検出する室内熱交換器温度検出手段と、室内熱交換器温度検出手段により検出された室内熱交換器温度が上昇するに従って送風ファンの回転数を閾値毎にステップ状に上昇させる送風ファン回転数変更手段と、外気温を検出する外気温検出手段と、圧縮機とを有し、風向手段は、空気吹出口に上下方向に回動可能に軸支され、風向きを垂直方向に変化させる風向上下羽根と、空気吹出口近傍に左右方向に回動可能に軸支され、風向きを水平方向に変化させる複数の風向左右羽根で構成され、暖房運転の立ち上がり時の圧縮機の運転開始から所定時間内において、外気温度が所定値を超える場合は、予め設定された閾値に基づいて送風ファンの回転数を上昇させるとともに、外気温度が所定値以下の場合は、送風ファンの回転数をステップ状に上昇させる閾値を、予め設定された閾値より低く設定して送風ファンの回転数を上昇させ、風向上下羽根または風向左右羽根の開度を外気温度が所定値を超える場合の開度よりも風量を減少させるように設定することにより、従来に比べて早く送風ファンの回転数が高い回転数となるために、絶対的な暖房能力不足を改善でき、同時に部屋全体の温度上昇を従来に比べて改善し、暖房時の立ち上がり性能を向上させる空気調和機を提供することができ、風量を下げることで凝縮温度を上げて送風ファンの上のステップへと移行することが可能となり、結果として暖房能力が向上し、暖房運転時の立ち上がり性能を良くすることができ、圧縮機の運転開始から所定時間以内のみ実施することにより、室温安定状態での除霜運転終了からの立ち上がり時や室温安定状態による圧縮機の停止からの立ち上がり時に、冷風感を与えることを防止できる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、外気温度が所定値以下の暖房運転時であって、リモコンの設定温度と室内機の吸い込み温度の差が所定値以上の場合のみ、送風ファンの回転数をステップ状に上昇させる閾値を低くすることにより、室温が低い状態からの立ち上がり時に、冷風感を与えることを防止することが可能となる。
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の冷凍サイクル図を示すものである。
【００１８】
図１において、冷房運転時、冷媒は、圧縮機１を吐出された後、四方弁２を通過した後、室外熱交換器３で凝縮し、膨張弁４で減圧され、室内熱交換器５で蒸発し、再び四方弁２を通過して圧縮機１に戻る構成となっている。
【００１９】
一方、暖房運転時、冷媒は、圧縮機１を吐出された後、四方弁２を通過した後、室内熱交換器５で凝縮し、膨張弁４で減圧され、室外熱交換器３で蒸発し、再び四方弁２を通過して圧縮機１に戻る。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施の形態における暖房運転の温度上昇時における室内熱交換器温度と室内機の送風ファンの回転数との相関を示す図、図３は、暖房運転の温度上昇時における室内熱交換器温度と暖房能力の相関を示す図である。図において、温度の閾値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは外気温が所定値を超える場合と、所定値以下の場合によって表１のように設定されている。尚、本実施の形態では所定値を５℃、室内機の送風ファンの回転数は設定回転数に達するまでに、回転数１、回転数２、回転数３とステップ状に変化するように設定している。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
図２において、外気温度が所定値５℃を超える場合、室内機の送風ファンの回転数は、暖房運転時の吹出空気による冷風感が発生しないように、室内熱交換器温度に応じて回転数１、回転数２、回転数３とステップ状に変化するよう設定されている。
【００２３】
一方、外気温度が所定値５℃以下の場合には、室内機の送風ファンの回転数が変化する室内熱交換器温度の閾値が表１で示されるように所定値より低く設定されている。
【００２４】
例えば、室内機の送風ファンの回転数が回転数２から回転数３へ変更する室内熱交換器温度の閾値Ｂを３５℃から３３℃に変更することにより、外気温度が所定値５℃を超える時よりも早く、回転数２から回転数３に変更されることとなる。
【００２５】
従って、図３のように、暖房運転開始時の絶対的な能力不足を送風ファンの回転数を早く上げることにより少しでも補うことが可能となり、暖房運転における立ち上がり性能を向上させることができる。
【００２６】
次に、図４は、本発明の第１の実施の形態における風向上下羽根と室内機の空気吹出口近傍の斜視図、図５は、同一回転数での上下羽根角度と風量の相関を示す図である。
【００２７】
図４において、外気温が所定値５℃以下の場合に風向上下羽根の開度を、外気温が５℃を超える場合の開度よりも小さくすることにより、図５のように風量は減少する。従って、外気温が低くて湿度が高い雪の日などのように、送風ファンの回転数が回転数３から設定回転数に上昇せずに暖房運転を継続してしまうような場合にも、風向羽根の開度を小さくして風量を下げることにより凝縮温度を上げて室内熱交換器温度を上昇させることで、送風ファン回転数を上のステップ値へと移行することが可能となり、結果として暖房能力が向上し、暖房運転時の立ち上がり性能を良くすることが可能となる。
【００２８】
また、暖房運転時の羽根の下限開度位置よりももっと下向きに設定すれば、従来よりも低い温度の空気が人に当たる可能性が少なくなり、冷風感を与えることなく凝縮温度も上昇させることができ、速暖性を向上させることが可能となる。
【００２９】
次に、図６は、本発明の第１の実施の形態における風向左右羽根と室内機の空気吹出口近傍の平面図、図７は、同一回転数での上下羽根位置と左右羽根位置による風量の相関を示す図である。
【００３０】
図６において、外気温が所定値５℃以下の場合に風向左右羽根の開度を、外気温が５℃を超える場合の開度よりも小さくすることにより、図７のように風量は減少する。従って、外気温が低くて湿度が高い雪の日などのように、送風ファンの回転数が回転数３から設定回転数に上昇せずに暖房運転を継続してしまうような場合にも、風向羽根の開度を小さくして風量を下げることにより凝縮温度を上げて室内熱交換器温度を上昇させることで、送風ファン回転数を上のステップ値へと移行することが可能となり、結果として暖房能力が向上し、暖房運転時の立ち上がり性能を良くすることが可能となる。
【００３１】
また、複数の風向左右羽根位置を中央寄りから外向きにして開度を小さくすることにより、従来よりも低い温度の空気が人に当たる可能性が少なくなり、冷風感を与えることなく凝縮温度も上昇させることができ、速暖性を向上させることが可能となる。
【００３２】
更に、外気温が所定値５℃以下において、閾値Ｂを３５℃から３３℃に変更し、風向上下羽根角度を所定角度よりも小さく変更した状態で暖房運転を継続し、室内熱交換器温度が閾値Ｂの初期値である３５℃を所定時間の２０分継続した場合には、風向上下羽根の開度を所定角度に戻すことを行う。これにより、冷風感を与えることなく部屋の下部に風を届けることが可能となり、部屋全体の温度上昇も早めることが可能となる。
【００３３】
更に、外気温が所定値５℃以下において、閾値Ｂを３５℃から３３℃に変更し、複数の風向左右羽根角度を所定角度よりも小さく変更した状態で暖房運転を継続し、室内熱交換器温度が閾値Ｂの初期値である３５℃を所定時間の２０分継続した場合には、複数の風向左右羽根の開度を所定角度に戻すことを行う。これにより、冷風感を与えることなく部屋の下部に風を届けることが可能となり、部屋全体の温度上昇も早めることが可能となる。
【００３４】
更に、暖房運転時で、外気温が所定値５℃以下において設定した条件は、圧縮機の運転開始から所定時間以内のみ実施することとすることにより、室温安定状態での除霜運転終了からの立ち上がり時や室温安定状態による圧縮機の停止からの立ち上がり時に、冷風感を与えることを防止することが可能となる。
【００３５】
更に、暖房運転時で、外気温が所定値５℃以下において設定した条件は、リモコンの設
定温度と室内機の吸い込み温度の差が所定値以上の場合のみ実施することにより、室温が低い状態からの立ち上がり時に、冷風感を与えることを防止することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施の形態において、外気温閾値と室内熱交換器温度閾値によって制御する方法を説明したが、室内熱交換器温度を推定できる圧力や、吹出し空気温度そのものをパラメータとしても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、暖房運転時、外気温度が低い場合でも送風ファン回転数を制御することで暖房時の立ち上がり性能を向上できるので、ヒートポンプ給湯器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル図
【図２】本発明の実施の形態１における空気調和機の暖房運転の温度上昇時における室内熱交換器温度と室内機の送風ファンの回転数との相関を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における空気調和機の暖房運転の温度上昇時における室内熱交換器温度と暖房能力の相関を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における風向上下羽根と室内機の空気吹き出し口近傍の斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における同一回転数での上下羽根角度と風量の相関を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における風向左右羽根と室内機の空気吹き出し口近傍の平面図
【図７】本発明の実施の形態１における同一回転数での上下羽根位置と左右羽根位置による風量の相関を示す図
【図８】従来の空気調和機の暖房運転時の外気温度に対する初期周波数，上限周波数，下限周波数の補正特性を示す図
【図９】従来の空気調和機の暖房運転時の室内熱交換器温度と室内機の送風ファンの回転数との相関を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１  圧縮機
２  四方弁
３  室外側熱交換器
４  膨張弁
５  室内側熱交換器
【図１】
0004788375.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004788375.tif 000007
【図６】
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【図７】
0004788375.tif 000009
【図８】
0004788375.tif 000010
【図９】
0004788375.tif 000011