ES2560238T3 - Acondicionador de aire - Google Patents

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Masaki Ohtsuka
Yukishige Shiraichi
Ryohta Ohnishi
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Abstract

Un acondicionador de aire (1) que está instalado sobre una superficie de una pared en una habitación y que acondiciona aire tomado a través de un puerto de admisión (4a) y después sopla el aire hacia fuera en una dirección descendente respecto a una dirección horizontal y en una dirección oblicuamente hacia arriba respecto a la dirección horizontal a través de un puerto de soplado (5) entero, que comprende: una placa de guía de viento (14) que se proporciona en el puerto de soplado (5) para dirigir el aire en una dirección predeterminada; y caracterizado por un dispositivo de generación de iones que genera iones; y un sensor de iones que detecta una concentración de iones en la habitación, en el que los iones, junto con el aire acondicionado, son soplados a través del puerto de soplado (5) en la habitación, y la dirección en la que el aire acondicionado es soplado se varía mediante la placa de guía de viento (14) en base a la variación de la concentración de iones detectada por el sensor de iones.

Description

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La figura 2 es una vista en sección que muestra los detalles de una porción alrededor del puerto de soplado 5. La superficie de pared superior 13a del conducto de derivación 13 es una superficie que es tan inclinado como para elevarse hacia adelante. La superficie inferior 20a de la porción de guía del viento 20 está formada a lo largo de la superficie 13a de la pared superior del conducto de derivación 13, y guía suavemente el aire soplado a través de la segunda abertura 5b en la habitación.
La figura 3 es un diagrama de circuito que muestra el ciclo de refrigeración del acondicionador de aire. La unidad exterior (no ilustrada) a la que está conectada la unidad interior 1 del acondicionador de aire incorpora un compresor 62, una válvula selectora de cuatro vías 63, un intercambiador de calor exterior 64, un ventilador soplador 65, y un mecanismo de control de caudal 66. Un extremo del compresor 62 está conectado a través de la válvula selectora de cuatro vías 63 al intercambiador de calor exterior 64 mediante un tubo de refrigerante 67. El otro extremo del compresor 62 está conectado a través de la válvula selectora de cuatro vías 63 al intercambiador de calor interior 9 mediante el tubo de refrigerante 67. El intercambiador de calor exterior 64 y el intercambiador de calor interior 9 están conectados entre sí a través del mecanismo de control de caudal 66 mediante el tubo de refrigerante 67.
Cuando se inicia la operación de refrigeración, el compresor 62 es accionado, y el ventilador 7 gira. Esto ejecuta un ciclo de refrigeración 68, en el que un refrigerante fluye desde el compresor 62 a través de la válvula selectora de cuatro vías 63, el intercambiador de calor exterior 64, el mecanismo de control de caudal 66, el intercambiador de calor interior 9, y la válvula selectora de cuatro vías 63 al compresor 62.
Cuando se ejecuta el ciclo de refrigeración, en la operación de refrigeración, el intercambiador de calor interior 9 se enfría a una temperatura inferior a la temperatura ambiente; en la operación de calefacción, la válvula selectora de cuatro vías 63 se conmuta, de modo que el ventilador soplador 65 se hace girar y que el refrigerante se hace circular en la dirección inversa. Como resultado, el intercambiador de calor interior 9 se calienta a una temperatura superior a la temperatura ambiente.
La figura 4 es un diagrama de bloques que muestra la configuración del acondicionador de aire. El controlador 60 está construido con un microordenador, y controla el accionamiento del ventilador soplador 7, el compresor 62, el dispositivo generador de iones 30, las rejillas verticales 12, las rejillas horizontales 11a y 11b, y la placa de guía del viento 14 según cómo opera el usuario y lo que se alimenta desde el sensor de temperatura 61 que detecta la temperatura del aire aspirado.
La figura 5 es un diagrama de bloques que muestra los detalles de la configuración del controlador 60. El controlador 60 incluye una CPU 71 que realiza varias operaciones aritméticas. A la CPU 71 están conectados un circuito de entrada 72 que recibe una señal de entrada y un circuito de salida 73 que muestra el resultado de las operaciones realizadas por la CPU 71. Una memoria 74 también se proporciona, en la que las operaciones aritméticas a realizar por la CPU 71 se almacenan y en la que se almacenan temporalmente los resultados de las operaciones.
El circuito de entrada 72 recibe la señal detectada por un detector de ángulo 76 de la placa de dirección del viento que detecta el ángulo de rotación de las rejillas horizontales 11a y 11b (ver la figura 1). El circuito de salida 73 está conectado a un accionador 75 de la placa de guía del viento que se construye con un motor para accionar la placa de guía del viento 14 (ver la figura 1).
Como se describirá más adelante, cuando la primera abertura 5a está abierta, la placa de guía del viento 14 cierra la segunda abertura 5b, de modo que el aire acondicionado se sopla hacia fuera y hacia abajo. Cuando la segunda abertura 5b está abierta, las rejillas horizontales 11 y 11b giran, de modo que se abra ligeramente la primera abertura 5a para que el aire acondicionado se sople hacia arriba.
A través de la operación de una unidad de control remoto (no ilustrada), mientras que la primera abertura 5a está abierta, la segunda abertura 5b se puede abrir. En este caso, el ángulo de las rejillas horizontales 11a y 11b es detectada por el detector del ángulo 76 de la placa de dirección del viento. De acuerdo con el ángulo detectado por el detector del ángulo 76 de la placa de dirección del viento, el controlador 60 acciona el accionador 75 de la placa de guía del viento.
La salida de la porción de recepción de luz (no ilustrada) que recibe señales de operación desde la unidad de control remoto se alimenta al controlador 60. A través de la operación predeterminada de la unidad de control remoto, independientemente del resultado detectado por el detector del ángulo 76 de la placa de dirección placa del viento, la placa de guía del viento 14 puede ser conducida por el accionador 75 de la placa de guía del viento.
En el acondicionador de aire configurado como se ha descrito anteriormente, cuando se inicia su operación, el ventilador soplador 7 es accionado para girar. Además, el refrigerante de la unidad exterior (no ilustrada) fluye hacia el ventilador soplador 7 para ejecutar el ciclo de refrigeración. Como resultado, el aire es aspirado en la unidad interior 1 a través de los puertos de admisión 4a y 4c, y el polvo contenido en el aire se elimina mediante el filtro de aire 8.
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El aire introducido en la unidad interior 1 intercambia calor con el intercambiador de calor interior 9, y así se enfría o se calienta. El aire pasa a través del conducto de soplado de aire 6, entonces tiene la dirección regulada por las rejillas verticales 12 y las rejillas horizontales 11a y 11b en las direcciones derecha/izquierda y arriba/abajo, respectivamente, y luego es expulsado en la habitación en una dirección sustancialmente horizontal a través de la primera abertura 5a del puerto de soplado 5, como indican las flechas A1. Mientras tanto, la placa de guía del viento 14 se mantiene cerrada, y por lo tanto no se sopla aire a través de la segunda abertura 5b.
Inmediatamente después se inicia la operación del acondicionador de aire, el aire en la habitación necesita ser circulado rápidamente. Para este propósito, se establece la cantidad de viento, por ejemplo, "fuerte" para girar el ventilador soplador 7 a una velocidad alta, de modo que el aire que ha intercambiado calor con el intercambiador de calor interior 9 se sopla vigorosamente a través del puerto de soplado 5. La figura 6 muestra el comportamiento de la corriente de aire en toda la habitación en este momento. El aire (B) que es expulsado hacia abajo a través de la primera abertura 5a (ver la figura 1) circula dentro de la habitación R a lo largo de la trayectoria indicada por una flecha, y luego vuelve a los puertos de admisión 4a y 4c.
Cuando el sensor de temperatura 61 detecta que la diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura de ajuste se ha convertido en pequeña, el ventilador soplador 7 controla así que la cantidad de viento se reduce gradualmente a, por ejemplo, "suave". Por otra parte, como se muestra en la figura 7, las rejillas horizontales 11a y 11b se hacen girar para abrir ligeramente la primera abertura 5a, y la placa de guía del viento 14 se hace girar para abrir la segunda abertura 5b.
Por lo tanto, el aire tomado a través de los puertos de admisión 4a y 4c circula a través del conducto de soplado de aire 6 y el conducto de derivación 13, y luego es expulsado hacia arriba a través de la segunda abertura 5b y a través de la distancia entre las rejillas horizontales 11a y 11b. En este momento, el aire que circula a lo largo de la superficie de la pared superior 13a del conducto de derivación 13 fluye suavemente a lo largo de la superficie inferior 20a de la porción de guía del viento 20, y el borde delantero 20b de la porción de guía del viento 20 mata el efecto Coanda. Por lo tanto, el aire acondicionado se dirige en una dirección delantera hacia arriba, como se indica mediante las flechas A2, de modo que no fluya a lo largo del panel delantero 3.
La figura 8 muestra el comportamiento de la corriente de aire en el aire en este momento. El aire (B") que se sopla en una dirección delantera hacia arriba a través de las primera y segunda aberturas 5a y 5b (ver la figura 7) circula en la habitación R a lo largo de la trayectoria indicada por una flecha, y después vuelve a los puertos de admisión 4a y 4c. Por lo tanto, se impide que el usuario reciba de forma constante aire frío o caliente y, por lo tanto, se impide que el usuario se sienta incómodo. Esto contribuye a una mayor comodidad. Además, se impide que la temperatura del cuerpo del usuario se baje localmente durante la operación de refrigeración. Esto contribuye a una mayor seguridad para la salud.
Como resultado de que las rejillas horizontales 11a y 11b están controladas para abrir ligeramente la primera abertura 5a, el aire soplado a través de la primera abertura 5a está dirigido, por el efecto Coanda, hacia arriba a lo largo de las rejillas horizontales 11a y 11b. En este momento, el aire acondicionado pasa a lo largo de ambos lados de las rejillas horizontales 11a y 11b y, por lo tanto, no se produce ninguna diferencia de temperatura entre los diferentes lados de las mismas. Esto evita que la condensación. En un caso en el que las rejillas horizontales 11a y 11b son tratadas con un tratamiento de aislamiento térmico, la primera abertura 5a puede cerrarse.
Como las rejillas horizontales giran, están conformadas para evitar, cuando giran, la interferencia con la superficie de la pared del conducto de soplado de aire 6. Por lo tanto, si las rejillas horizontales están construidas como un único elemento en forma de placa, cuando la primera abertura 5a está cerrada, se deja una amplia separación, haciendo que el aire que se escapa a través de la separación golpee directamente el usuario. Para evitar esto, es preferible que, como en esta realización, las rejillas horizontales 11a y 11b se construyan como una pluralidad de elementos en forma de placa, de manera que, cuando están cerradas, dejan una pequeña separación.
Por otra parte, la disposición de la pluralidad de rejillas horizontales 11a y 11b en diferentes ángulos hace que sea fácil dirigir el aire acondicionado hacia arriba a lo largo de las rejillas horizontales individuales 11a y 11b y reducir así el aire que se escapa a través del hueco y que es expulsado hacia abajo. Es preferible que a la placa de guía de viento 14 se le proporcione una apariencia similar en color y forma a la de las rejillas horizontales 11a y 11b, de manera que la placa de guía de viento 14 parezca ser parte de las rejillas horizontales. Esto contribuye a una mejor apariencia.
Por otro lado, gracias a la porción de guía del viento 20, el aire acondicionado soplado hacia fuera a través de la segunda abertura 5b es expulsado hacia adelante en una dirección hacia arriba en forma de un chorro sin fluir a lo largo del panel delantero 3. Esto evita cortocircuitos, es decir, el fenómeno en el que el aire acondicionado fluya de nuevo a la unidad interior 1 a través de los puertos de admisión 4a y 4c.
De esta manera, es posible evitar que el descenso de la eficiencia de refrigeración o calefacción del acondicionador de aire, y evitar el aumento de la condensación en la superficie del panel delantero 3 y la congelación o el crecimiento de agua condensada en la superficie del intercambiador de calor interior 9. Por lo tanto, es posible evitar
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A través de la operación de la unidad de control remoto, mientras que la primera abertura 5a está abierta, se abre la segunda abertura 5b. En este momento, si, por ejemplo, la temperatura de soplado detectada por el sensor de temperatura 81 es de 10 °C o inferior, el controlador 60 controla así que la placa de guía del viento 14 se fija en +30°. Si la temperatura de soplado está en el intervalo de 10 °C a 15 °C, la placa de guía del viento 14 se fija en +20°, y, si la temperatura de soplado es de 15 °C o superior, la placa de guía del viento 14 se ajusta en 0 °C.
Puesto que la gravedad específica del aire a baja temperatura es mayor que la del aire de alta temperatura, variando el ángulo de la placa de guía del viento 14 según la temperatura de soplado permite que parte del aire acondicionado soplado con una menor temperatura se expulse más arriba. Esto hace que sea posible reducir el aire a baja temperatura que realiza el usuario y, por lo tanto, reducir aún más la incomodidad sentida por el usuario.
La figura 20 es una vista esquemática en sección lateral que muestra la unidad interior del acondicionador de aire de una quinta realización de la invención. Tales componentes como se encuentran también en la tercera realización mostrada en la figura 18 descrita anteriormente se identifican con números de referencia comunes. Esta realización difiere de la segunda realización en que las rejillas horizontales 11a y 11b (véase la figura 18) se omiten, y en que la placa de guía del viento 14 se puede girar de modo que se fije en una de las siguientes posiciones diferentes: una posición en la que cierra el puerto de soplado 5, una posición en la cual permite que el aire acondicionado sea soplado en una dirección sustancialmente horizontal hacia abajo, una posición en la cual permite que el aire acondicionado sea soplado en una dirección delantera ascendente, y una posición en la que fuerza un cortocircuito. En otros aspectos, esta realización es la misma que la tercera realización.
De una manera similar a la descrita anteriormente, cuando se inicia la operación del acondicionador de aire, el aire de la habitación es aspirado en la unidad interior 1 a través de los puertos de admisión 4a y 4c. El aire tomado en la unidad interior 1 intercambia calor con el intercambiador de calor interior 9, y así se enfría o se calienta. El aire pasa a través del conducto de soplado de aire 6, entonces se regula su dirección en las direcciones derecha/izquierda y arriba/abajo mediante las rejillas verticales 12 y la placa de guía de viento 14, respectivamente, y entonces se sopla a la habitación sustancialmente horizontal en una dirección hacia abajo a través del puerto de soplado 5, como se indica mediante las flechas A1.
Cuando el sensor de temperatura 61 (ver la figura 4) detecta que la diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura de ajuste se ha convertido en pequeña, el ventilador soplador 7 controla así que la cantidad de viento se reduce gradualmente a, por ejemplo, "suave". Por otra parte, la placa de guía del viento 14 se hace girar como se muestra en la figura 21. De este modo, el aire acondicionado que circula a través del conducto de soplado de aire 6 es expulsado a través del puerto de soplado 5 como se muestra en la figura. Aquí, el borde frontal 20b de la porción de guía del viento 20 mata el efecto Coanda de manera que, como indican las flechas A2, el aire es soplado hacia fuera y hacia adelante, en una dirección hacia arriba en forma de un chorro sin fluir a lo largo del panel delantero 3. Por lo tanto, se obtienen los mismos efectos como los obtenidos en la tercera realización.
A través de la operación de la unidad de control remoto, el ángulo en el cual la placa de guía del viento 14 está abierta se puede variar. En este momento, si, por ejemplo, la temperatura de soplado detectada por el sensor de temperatura 81 es de 10 °C o inferior, el controlador 60 controla así que la placa de guía del viento 14 se fije en +30°. Si la temperatura de soplado está en el intervalo de 10 °C a 15 °C, la placa de guía del viento 14 se fija en +20°, y, si la temperatura de soplado es de 15 °C o superior, la placa de guía del viento 14 se ajusta en 0 °C. Así, como en la tercera realización, es posible reducir el aire a baja temperatura que golpea al usuario y, por lo tanto, reduce aún más la incomodidad sentida por el usuario.
La figura 22 es una vista esquemática en sección lateral que muestra la unidad interior del acondicionador de aire de una sexta realización de la invención. Los componentes que se encuentran también en la cuarta realización mostrada en la figura 19 descrita anteriormente se identifican con números de referencia comunes. Esta realización difiere de la cuarta realización en que las rejillas horizontales 11a y 11b (véase la figura 19) se omiten, y que la placa de guía del viento 14 se puede girar de modo que se fije en una de las siguientes posiciones diferentes: una posición en la que cierra el puerto de soplado 5, una posición en la cual permite que el aire acondicionado sea soplado en una dirección sustancialmente horizontal hacia abajo, una posición en la cual permite que el aire acondicionado sea soplado en una dirección delantera ascendente , y una posición en la que se fuerza un cortocircuito. En otros aspectos, esta realización es la misma que la cuarta realización.
De una manera similar a la descrita anteriormente, cuando se inicia la operación del acondicionador de aire, el aire de la habitación es aspirado en la unidad interior 1 a través de los puertos de admisión 4a y 4c. El aire tomado en la unidad interior 1 intercambia calor con el intercambiador de calor interior 9, y así se enfría o se calienta. El aire pasa a través del conducto de soplado de aire 6, entonces su dirección se regula en las direcciones derecha/izquierda y arriba/abajo mediante las rejillas verticales 12 y la placa de guía del viento 14, respectivamente, y entonces se sopla en la habitación de una manera sustancialmente horizontal a una dirección hacia abajo a través del puerto de soplado 5, como se indica mediante las flechas A1.
Cuando el sensor de temperatura 61 (ver la figura 4) detecta que la diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura de ajuste se ha convertido en pequeña, el ventilador soplador 7 controla así que la cantidad de viento
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aire aspirado es media, la placa de guía de viento 14 se fija en +20°. Si la cantidad de polvo en el aire aspirado es mínima, la placa de guía del viento 14 se fija en +0°.
Por lo tanto, cuando la cantidad de polvo contenido en el aire aspirado es grande, el aire acondicionado se sopla más hacia arriba para que el aire dentro de la habitación se agite totalmente. Esto permite que el polvo en la habitación que se tomará en la unidad interior, y por lo tanto permite que el aire se purifique rápidamente mediante el filtro de aire 8. Esto hace que sea posible purificar el aire en toda la habitación en un corto periodo de tiempo. Por el contrario, cuando la cantidad de polvo contenida en el aire aspirado es pequeña, el aire acondicionado es soplado hacia fuera en una dirección sustancialmente horizontal para reducir el soplado de salida innecesario de la misma en una dirección ascendente. Esto hace que sea posible lograr un acondicionamiento de aire eficiente. Utilizando un filtro HEPA o un colector de polvo eléctrico en lugar del filtro de aire 8 (ver la figura 1) se espera que ofrezca un efecto purificador del aire más potente. En la segunda realización, se puede utilizar un sensor de polvo en lugar del detector de ángulo 76 de la placa de dirección del viento; en la quinta y sexta realizaciones, puede utilizarse un sensor de polvo en lugar del sensor de temperatura 61.
Una decimoséptima realización de la invención se describirá a continuación. En esta realización, además de la construcción de la primera realización mostrada en las figuras 1-12 descrita anteriormente, se proporciona además un dispositivo desodorizante y, en lugar del detector de ángulo 76 de la placa de dirección del viento (ver la figura 5), se proporciona un sensor de olor (medios de detección de pureza). El sensor de olor se proporciona entre el intercambiador de calor interior 9 y el filtro de aire 8, y detecta el contenido de sustancias que causan olor en el aire aspirado para detectar de ese modo la pureza del aire en la habitación. En la figura 5, la salida del sensor de olor se alimenta al controlador 60 de manera que, de acuerdo con el resultado de la detección mediante el sensor de olor, se activa el accionador 75 de la placa de guía del viento. En otros aspectos, esta realización es la misma que la primera realización.
Con esta construcción, a través de la operación de la unidad de control remoto, mientras la primera abertura 5a está abierta, cuando se abre la segunda abertura 5b, el ángulo de la placa de guía del viento 14 se puede variar de acuerdo con el contenido de sustancias que causan olor en el aire aspirado. Por ejemplo, si el contenido de sustancias que causan olor en el aire aspirado es grande, el controlador 60 controla así que la placa de guía del viento 14 se fija en +30°. Si el contenido de sustancias que causan el olor en el aire aspirado es medio, la placa de guía del viento 14 se fija en +20°. Si el contenido de sustancias que causan olor en el aire aspirado es mínimo, la placa de guía del viento 14 se fija en +0°.
Por lo tanto, cuando el contenido de sustancias que causan olor en el aire aspirado es grande, el aire acondicionado se sopla hacia fuera más hacia arriba de manera que el aire dentro de la habitación se agita totalmente. Esto permite que el aire de la habitación que se toma en la unidad interior, y por lo tanto permite que el aire se purifique rápidamente mediante el dispositivo desodorizante. Esto hace que sea posible purificar el aire en toda la habitación en un corto periodo de tiempo. Por el contrario, cuando el contenido de sustancias que causan olor en el aire aspirado es pequeño, el aire acondicionado es soplado hacia fuera en una dirección sustancialmente horizontal para reducir el soplado de salida innecesario del mismo en una dirección ascendente. Esto hace que sea posible lograr un acondicionamiento de aire eficiente. En la segunda realización, puede utilizarse un sensor de orden en lugar del detector de ángulo 76 de la placa de dirección del viento; en la quinta y sexta realizaciones, puede utilizarse un sensor de orden en lugar del sensor de temperatura 61.
Una décimo octava realización de la invención se describirá a continuación. Esta realización tiene la misma construcción que la primera realización mostrada en las figuras 1-12 descrita anteriormente, excepto que, en lugar del detector de ángulo 76 de la placa de dirección del viento (ver la figura 5), se proporciona un sensor de iones. El sensor de iones se proporciona entre el intercambiador de calor interior 9 y el filtro de aire 8, y detecta la concentración de iones en el aire aspirado. En la figura 5, la salida del sensor de iones se alimenta al controlador 60 de manera que, de acuerdo con el resultado de la detección mediante el sensor de iones, se activa el accionador 75 de la placa de guía del viento. En otros aspectos, esta realización es la misma que la primera realización.
Con esta construcción, a través de la operación de la unidad de control remoto, mientras la primera abertura 5a está abierta, cuando se abre la segunda abertura 5b, el ángulo de la placa de guía del viento 14 se puede variar según la concentración de iones en el aire aspirado. Por ejemplo, si la concentración de iones en el aire aspirado es baja, el controlador 60 controla así que la placa de guía del viento 14 se fije en +30°. Si la concentración de iones en el aire aspirado es media, la placa de guía de viento 14 se fija en +20°. Si la concentración de iones en el aire aspirado es alta, la placa de guía del viento 14 se fija en +0°.
Por lo tanto, cuando la concentración de iones en el aire aspirado es baja, el aire acondicionado, que contiene una gran cantidad de iones, es expulsado más hacia arriba de manera que el aire dentro de la habitación se agita totalmente. Esto hace que sea posible difundir los iones rápidamente por toda la habitación. Por el contrario, cuando la concentración de iones en el aire aspirado es alta, el aire acondicionado es soplado hacia fuera en una dirección sustancialmente horizontal para reducir el soplado de salida innecesario de la misma en una dirección ascendente. Esto hace que sea posible lograr un acondicionamiento de aire eficiente. En la segunda realización, un sensor de
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