(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と室外機とから構成され、室内機に配置される室内熱交換器によって室内空気を加熱または冷却し、加熱または冷却した空気を室内ファンによって室内に供給して冷房運転または暖房運転し、暖房運転停止後に、壁や窓に結露が生じるのを防止するために結露防止モードで運転を行った後自動的に停止する機能を備えた空気調和機において、
予め設定される時間の経過後に暖房運転を開始する暖房入タイマが設定されている場合は、現在の暖房運転停止後に、暖房入タイマにより次の暖房運転が開始されるまでの待ち時間を予め設定された判定値と比較し、前記待ち時間が前記判定値以上である場合には、結露防止モードで一定時間運転を行った後に停止し、前記待ち時間が前記判定値より小さい場合には、結露防止モードの代わりに暖房モードでの運転を継続して行う結露防止手段（４）を備えた空気調和機。
【請求項２】
前記判定値は室外温度に基づいて変更される、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記結露防止モードで運転を行う時間は、利用者によっても設定可能である、請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
結露防止モードの代わりに暖房モードで運転を行う場合の設定温度は、室内温度及び室内湿度から算出される露点温度以上であり、かつ、可能な限り低い温度に設定される、請求項１から３のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項５】
前記結露防止モードでの運転は冷房運転である、請求項１から４のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項６】
前記結露防止モードでの運転は、前記室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させ、空気を冷却及び除湿し、前記室内ファンの風量を前記冷房運転時より低下させるドライ運転である、請求項１から４のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項７】
前記結露防止モードでの運転は、前記室内熱交換器の一部を凝縮器として他の部分を蒸発器として機能させ、凝縮器では室内空気を加熱し、蒸発器では室内空気を冷却及び除湿する再熱ドライ運転である、請求項１から４のいずれかに記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機、特に、暖房運転停止後に壁や窓に結露が生じるのを防止するための結露防止機能を備えた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内機と室外機とから構成されるセパレート型の空気調和機は、比較的簡単な工事で冷風・温風が得られ、１台ごとの単独運転が可能なので広く普及している。このセパレート型の空気調和機は、圧縮機、四方切替弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、アキュムレータから構成される冷媒回路を備えている。室内熱交換器は、室内機中に配置され、冷媒と室内空気とで熱交換することによって冷房または暖房する。室外熱交換器は、室外機に配置され、冷媒と室外空気とで熱交換することで、冷媒を蒸発または凝縮させる。圧縮機、四方切替弁、膨張弁は、冷媒を圧縮／凝縮し、冷房／暖房を行う。
【０００３】
冬期に室内の温度を快適に保つために、このような空気調和機によって暖房運転を行った後は、室内の温度がしだいに低下する。特に真冬においては外気温度が非常に低いため、暖房運転停止後に室内温度が急速に低下する。室内温度が急速に低下した場合には室内空気の飽和水蒸気量が低下し、特に室内の湿度が高い場合には、壁や窓に結露を生じるおそれがある。従来、暖房運転後の一定時間の間結露防止モードにより運転を行った後、自動的に停止するようにして、壁や窓の結露を防止している。結露防止モードは、通常、速やかに除湿できる冷房モードが用いられる場合が多い。
【０００４】
以下、結露防止という場合は、暖房運転停止後の壁や窓の結露を防止することをいうものとする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この結露防止の機能は、たとえば夜間にリビング等を快適に保つため暖房運転を行った後、その運転停止後に壁や窓に結露が生じないように一定時間使用される場合が多い。また、一般に空気調和機は、翌朝起床したときにリビング等が快適であるように、一定時間経過後に暖房運転を開始する暖房入タイマを備えている。この暖房入タイマと結露防止機能が両方セットされている場合を考える。夜間に暖房運転を行った後に、結露防止機能が設定されていると、暖房運転停止後の一定時間の間結露防止モードによる運転が行われ、その後停止される。そして、翌朝暖房入タイマによる暖房運転が開始され、室内温度を予め設定された設定温度に近づける。
【０００６】
しかし、夜間の暖房運転停止後から翌朝の暖房運転開始までの時間が非常に短い場合に、結露防止モードを冷房運転で行うと、冷房運転によって室内温度を低下させた後に、再び暖房運転によって室内温度を上昇させることになる。この場合は、一端下がった室内温度を再び適温に戻すために大きな消費電力が必要となる。また、室内温度の低下を抑えるために、室内熱交換器の一部を凝縮器として機能させる再熱ドライモードでの運転を結露防止モードとすることが考えられるが、この場合にも再熱ドライモードでの運転の消費電力が非常に大きくなる。
【０００７】
本発明の目的は、結露防止機能と暖房入タイマが併用される場合の空気調和機の消費電力を低減することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る空気調和機は、室内機と室外機とから構成され、室内機に配置される室内熱交換器によって室内空気を加熱または冷却し、加熱または冷却した空気を室内ファンによって室内に供給して冷房運転または暖房運転する空気調和機であって、結露防止機能を備えている。結露防止機能は、暖房運転停止後に、壁や窓に結露が生じるのを防止するために結露防止モードで運転を行った後自動的に停止する機能である。結露防止機能と暖房入タイマの両方が設定された場合に、一定の基準で結露防止モードで運転を行うかあるいは暖房モードで運転を行うかを選択する。ここで、結露防止モードは、除湿を行うことのできる冷房モード、ドライモード、再熱ドライモードのいずれかを選択することができるが、通常は、速やかに除湿できる冷房モードでの運転によって行う。
【０００９】
このような空気調和機では、現在の暖房運転停止後に、暖房入タイマによって次の暖房運転が開始されるまでの待ち時間を予め定められた判定値と比較する。上記待ち時間が判定値より大きい場合には、結露防止モードで一定時間運転した後に自動的に停止する。上記待ち時間が判定値より小さい場合には、結露防止モードによって室内温度を低下させるよりも暖房運転を継続して結露を防止する方が消費電力を小さくできるので、暖房運転を継続し、結露防止を行う。判定値は、待ち時間の間暖房を継続する場合の消費電力と結露防止モードでの運転を行った場合の消費電力との大小関係が逆転する時間を、予め計算して設定されたものである。即ち、待ち時間が判定値より大きい場合は、長時間暖房運転を継続する場合の方が消費電力に関して不利であるので、結露防止モードでの運転を選択する。逆に、待ち時間が判定値より小さい場合は、結露防止モードでの運転で室温を低下させ再び適温に戻したり、消費電力の大きい再熱ドライモードでの運転をするよりも、暖房運転を継続した方が消費電力に関して有利である。
【００１０】
このような空気調和機によれば、結露防止機能と暖房入タイマの両方が設定され、現在の暖房停止後から次の暖房運転が開始されるまでの待ち時間が短い場合には、暖房運転を継続して行うことにより、結露を防止しかつ消費電力を低減することができる。
発明２に係る空気調和機は、発明１の空気調和機において、判定値は室外温度によって変更される。現在の暖房運転後に結露防止運転した場合の消費電力と暖房運転を継続した場合の消費電力の大小は、室外温度の高低によっても変化する。室外温度が低い場合には、暖房運転を継続して結露を防止するのに大きな暖房能力を必要とするため、長時間暖房を継続することは消費電力に関し不利となる。したがって、室外温度が低いほど判定値を小さくする必要がある。逆に、室外温度が高い場合は判定値を大きくしてもよい。このように室外温度によって、適切な判定値が設定されるようにすることで、消費電力の小さくなる運転モードを確実に選択することができるようになる。
【００１１】
発明３に係る空気調和機は、発明１または２の空気調和機において、結露運転を行う時間は、利用者によっても設定可能である。このような空気調和機では、暖房運転後結露防止モードで運転する時間を利用者が選択して設定することができる。空気調和機が用いられる部屋の広さや窓の配置などにより結露の生じやすさが異なるため、結露防止モードでの運転を行う時間は利用者が設定できるようにするのが望ましい。このように運転時間の設定が可能であれば、利用者は日々の経験より適切な結露防止のために必要な時間を見いだし、設定することができる。
【００１２】
発明４に係る空気調和機は、発明１〜３のいずれかの空気調和機において、結露防止モードの代わりに暖房モードで運転を行う場合の設定温度は、室内温度及び室内湿度から算出される露点温度以上であり、かつ、可能な限り低い温度に設定される。このような空気調和機では、室内温度及び室内湿度が検出され、検出値より露点温度が算出され、設定温度は露点温度以上のなるべく低い温度に設定される。設定温度が露点温度以上であるので結露を防止することができ、また、なるべく低い温度に設定されるので消費電力を最小に抑えることができる。
【００１３】
発明５に係る空気調和機は、発明１から４のいずれかの空気調和機において、結露防止モードは冷房モードである。このような空気調和機では、結露防止モードで運転を行う場合は冷房モードで運転が行われる。このような空気調和機では、冷房モードにより短時間で室内空気を除湿して、結露を防止することができる。
【００１４】
発明６に係る空気調和機は、発明１から４のいずれかの空気調和機において、結露防止モードはドライモードである。ドライ運転では、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させ、空気を冷却及び除湿するとともに、室内ファンの風量を冷房運転時より低下させる。このような空気調和機では、室内ファンの風量が少ないため、室内全体に冷気が到達しにくく、冷房モードの場合に比較して室温の低下を抑制することができる。
【００１５】
発明７に係る空気調和機は、発明１から４のいずれかの空気調和機において、結露防止モードは再熱ドライモードである。再熱ドライモードでは、室内熱交換器の一部を凝縮器として他の部分を蒸発器として機能させる。凝縮器の部分では室内空気を加熱し、蒸発器の部分では室内空気を冷却及び除湿する。室内熱交換器の一部において室内空気を加熱するので、室温の低下をさらに抑制することができる。
【００１６】
【実施の形態】
〔全体構成〕
本発明の一実施形態が採用される空気調和機の概略構成を示すブロック図を、図１に示す。
この空気調和機は、圧縮機、四方切替弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、アキュムレータ等が環状に接続して構成される冷媒回路１と、冷媒回路１を駆動するための駆動回路２と、駆動回路２を介して冷媒回路１の圧縮機の運転周波数を制御する周波数制御手段３と、周波数制御手段３に対して冷房モード・ドライモード等での結露防止モードでの運転を指令する結露防止手段４とを備えている。
【００１７】
冷媒回路２の構成を図２示す。この冷媒回路２は、圧縮機１１と、圧縮機１１の吐出側に接続された四方切替弁１２と、四方切替弁１２に接続された室外熱交換器１３と、室外熱交換器１３に接続された電動膨張弁でなる膨張弁１４と、膨張弁１４に接続された室内熱交換器１５と、圧縮機１１の吸引側に接続され、圧縮機１１に液状の冷媒が混入するのを防止するアキュムレータ１６とを備えている。圧縮機１１，四方切替弁１２、アキュムレータ１６、室外熱交換器１３、膨張弁１４とが室外機に設けられており、室内熱交換器１５は室内機に設けられている。
【００１８】
冷媒回路１を駆動する駆動回路２を図３に示す。駆動回路２は、主に、Ａ／Ｄコンバータ２２とインバータ２３とを備えている。Ａ／Ｄコンバータ２２は、商用の交流電源２１から供給される電圧をＤＣ電圧に変換する。インバータ２３は、周波数制御手段３からの信号にしたがってＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換する。このインバータ２３からの出力電圧によって、圧縮機１１のモータ２４が駆動され、冷媒の流れを形成する。
【００１９】
周波数制御手段３及び結露防止手段４は、図４に示すようなマイクロプロセッサでなる制御部３１で構成されている。制御部３１には、冷媒回路１、駆動回路２が接続されている。また制御部３１には、室内機及び室外機に設けられているファンを駆動するためのファンモータ３２が接続されている。さらに、リモコンから送信されてくる指示を受信するための受信部３３が制御部３１に接続されている。制御部３１には、受信部３３で受信した指示に基づいて目標温度を設定する目標温度設定部３４が接続されている。この目標温度設定部３４は、制御部３１に接続されるメモリの所定領域として設定できる。また制御部３１には、室内温度を検出する温度センサでなる室内温度検出部３５と、室外の温度を検出する温度センサでなる室外温度検出部３６と、室内の湿度を検出する湿度センサでなる室内湿度検出部３７とが接続されている。
【００２０】
このような空気調和機において、冷房運転時には、図２において四方切替弁１２を実線の位置とし、膨張弁１４を所定の開度に絞り、圧縮機１１を起動する。圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、室外熱交換器１３で凝縮した後、膨張弁１４で減圧される。減圧された低圧冷媒は、室内熱交換器１５で蒸発した後、四方切替弁１２、アキュムレータ１６を介して圧縮機１１に戻る。室内熱交換器１５で冷媒が蒸発する際に、室内空気は冷媒に熱を奪われ、この熱を奪われた室内空気が冷気として働く。
【００２１】
暖房運転時には、四方切替弁１２を点線の位置とし、膨張弁１４を所定の開度に絞り、圧縮機１１を起動する。圧縮機１１から吐出される高圧冷媒は、室内熱交換器１５で凝縮した後、膨張弁１４によって減圧される。減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１３で蒸発した後、四方切替弁１２、アキュムレータ１３を介して圧縮機１１の吐出側に戻る。室内熱交換器１５で冷媒が凝縮する際に、室内空気に熱を放出するため、この熱を吸収した室内空気が暖気として働く。
【００２２】
〔運転制御〕
次に、本実施形態における暖房運転後の結露防止手段による制御を、図５及び図６に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１では、運転を開始するか否かを判断する。具体的には、リモコンからの運転指示の信号を受信した場合か、または運転入タイマで設定された時間が経過した場合に、運転を開始すると判断してステップＳ１２に移行する。リモコンからの指示信号を受信部３３によって受信した場合には、指示信号に含まれる目標温度または予め設定されている標準的な目標温度を目標温度設定部３４に格納し、ステップＳ２へ移行する。運転入タイマで設定された時間が経過したと判断した場合には、設定された運転モードで、目標温度設定部３４に格納されている目標温度で運転するために、ステップＳ２に移行する。
【００２３】
ステップＳ２では、指示信号がドライ運転を指示するものであるか否かを判別する。指示信号がドライ運転を指示するものであると判断した場合には、ステップＳ３へ移行する。ステップＳ３では、通常のドライ運転を実行し、図１の周波数制御手段３によって湿度が制御される。
ステップＳ２において、指示信号がドライ運転を指示するものでないと判断した場合には、ステップＳ４へ移行する。ステップＳ４では、指示信号が冷房運転を指示するものであるか否かを判別する。指示信号が冷房運転を指示するものであると判断した場合には、ステップＳ５へ移行する。ステップＳ５では、通常の冷房運転を実行し、図１の周波数制御手段３によって室温が制御される。
【００２４】
ステップＳ４において、指示信号が冷房運転を指示するものでないと判断した場合には、ステップＳ６へ移行する。ステップＳ６では、指示信号が暖房運転を指示するものであるか否かを判別する。指示信号が暖房運転を指示するものであると判断した場合には、ステップＳ７へ移行する。ステップＳ７では、通常の暖房運転を実行し、図１の周波数制御手段３によって室温が制御される。
【００２５】
ステップＳ８では、運転を終了するか否か判別する。具体的には、リモコンから運転停止信号を受信した場合か、運転切タイマで設定された時間が経過した場合に、運転を停止すると判断して、ステップＳ９に移行する。ステップＳ８で、リモコンからの運転停止信号がなく、運転切タイマで設定した時間も経過していないと判断した場合は、ステップＳ１０に移行する。
【００２６】
ステップＳ９では、ステップＳ７の暖房運転の停止後でありかつ結露防止機能が設定されているか、否かを判別する。ステップＳ７の暖房運転停止後であり、結露防止運転が設定されている場合は、後述する図６の処理を行う。ステップＳ７の暖房運転停止後でないか、あるいは結露防止機能が設定されていない場合は、ステップＳ１０に移行する。
【００２７】
ステップＳ１０では、他の処理を実行し、ステップＳ１に移行する。
〔結露防止運転〕
次に、ステップＳ９で結露防止運転が設定されていた場合の処理を図６に示す。
ステップＳ１１では、暖房入タイマが設定されているか否かが判断される。暖房入タイマが設定されていない場合は、ステップＳ１４へ移行する。ステップＳ１４では、結露防止モードとしての冷房運転が設定された時間行われ、ステップＳ１５へ移行する。ステップＳ１５では、結露防止モードでの運転を停止し、ステップＳ１に移行する。
【００２８】
ステップＳ１１において暖房入タイマが設定されている場合は、ステップＳ１２へ移行する。ステップＳ１２では、現在の暖房運転後に暖房入タイマによって次の暖房運転が開始されるまでの待ち時間ｔｓを、消費電力が小さい運転モードを選択する基準となる判断値ｔｄと比較する。
判定値ｔｄとしては、待ち時間ｔｓの間暖房を継続する場合の消費電力と、結露防止モードでの運転を行った場合の消費電力との大小関係が逆転する時間を、予め計算して設定する。即ち、待ち時間ｔｓが判定値ｔｄより大きい場合は、長時間暖房運転を継続する場合の方が消費電力に関して不利であるので、結露防止モードでの運転を選択する。逆に、待ち時間ｔｓが判定値ｔｄより小さい場合は、結露防止モードでの運転で室温を低下させ再び適温に戻すよりも、暖房運転を継続した方が消費電力に関して有利である。
【００２９】
したがって、ステップＳ１２においてｔｓがｔｄより大きい場合には、ステップＳ１４に移行して、暖房入タイマが設定されていない場合と同様に、結露防止モードとしての冷房運転が設定された時間行われ、ステップＳ１５へ移行する。ステップＳ１５では、結露防止モードでの運転を停止し、ステップＳ１に移行する。
【００３０】
ステップＳ１２においてｔｓがｔｄ以下であれば、ステップＳ１３へ移行する。ステップＳ１３では、結露防止モードでの運転の代わりに、暖房モードでの運転が継続される。この暖房モードでの運転における設定温度は、図４の室内温度検出部３５、室内湿度検出部３７で検出される室内温度及び室内湿度より算出される露点温度以上になるように設定される。そして暖房入タイマで設定された時間が経過すると、ステップ１へ移行する。
【００３１】
ステップＳ１ではリモコンからの運転指示の信号が受信されるか、または運転入タイマで設定された時間が経過するのを待機する。暖房入タイマが設定されている場合は、設定時間経過後に次の暖房運転を開始する。
〔他の実施形態〕
（ａ）上記実施形態では判断値ｔｄとして一定の値を用いたが、図４の室外温度検出部３６で検出される室外温度の変動に応じてこの値を変更するようにしてもよい。暖房運転後に結露防止運転した場合の消費電力と暖房運転を継続した場合の消費電力の大小は、室外温度の高低によっても変化する。室外温度が低い場合には、暖房運転を継続して結露を防止するのに大きな暖房能力を必要とするため、長時間暖房を継続することは消費電力に関し不利となる。したがって、室外温度が低いほど判定値ｔｄを小さくする必要がある。逆に、室外温度が高い場合は判定値ｔｄを大きくしてもよい。このように室外温度によって、適切な判定値ｔｄを設定することで、消費電力の小さくなる運転モードを確実に選択することができる。
（ｂ）上記実施例では暖房運転停止後に待ち時間ｔｓを判断値ｔｄと比較したが、結露防止機能と暖房入タイマの両方がリモコンにより設定された後に暖房運転が開始されたとき、暖房運転中にｔｓをｔｄと比較してもよい。あるいは、暖房運転中に結露防止機能と暖房入タイマの両方が設定されることとなった場合に、その時点で比較してもよい。
（ｃ）上記実施形態では結露防止モードでの運転時間は利用者が設定するが、暖房運転停止直後の室内温度、室内湿度、及び室外温度等を考慮して制御部が自動的に時間を選択するようにしてもよい。このようにすれば、利用者が除湿運転の時間を選択して設定する必要がなく、利用者に便宜である。
（ｄ）上記実施形態では、結露防止モードに冷房モードでの運転を選択したが、ドライモードや再熱ドライモードを選択してもよい。このような場合には、冷房モードに比べて室温の低下が大きくならない。結露防止運転時にも室温を低下させたくない場合に有効である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、結露防止機能と暖房入タイマが設定され、暖房運転が行われている場合に、現在の暖房運転停止後から暖房入タイマによって次の暖房運転を開始するまでの待ち時間が所定の時間より短い場合に、現在の暖房運転停止後から暖房入タイマによって次の暖房運転を開始するまでの間暖房運転を継続する。これにより、室内温度を下げることなく結露を防止し、暖房入タイマにより暖房運転が開始されたときに室内温度を適温に戻すのが容易になり、空気調和機の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用される空気調和機の概略構成を示すブロック図。
【図２】その冷媒回路の構成図。
【図３】その駆動回路の構成図。
【図４】その制御ブロック図。
【図５】そのフローチャート。
【図６】そのフローチャート。
【符号の説明】
４  結露防止手段
【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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