JP2004218894A - 空気調和機及び空気調和方法 - Google Patents

Abstract

【課題】調和空気を居室の床面に効果的に到達させて快適性の向上及び空気調和効率の向上を図ることのできる空気調和機及び空気調和方法を提供する。
【解決手段】空気調和機の室内機１は壁面Ｗ１の上部に取り付けられ、吸込口４及び吹出口５がそれぞれ室内機１の前面及び下部に設けられる。吹出口５には前方水平方向から後方下方に亙って回動可能な横ルーバ１１ａ、１１ｂが配されている。暖房運転が開始されると、吸込口４から室内の空気が室内機１に取り込まれ、横ルーバ１１ａ、１１ｂによって壁面Ｗ１に向けて斜め下方に熱交換した調和空気が送出される。調和空気はコアンダ効果によって壁面Ｗ１に沿って下降し、床面Ｆ上を流通して室内を循環する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の空気を調和して送出する空気調和機及び空気調和方法に関し、特に、暖房運転を行う空気調和機及び空気調和方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機は特願２００２−２６６４３７号等に示される。図６はこの空気調和機による暖房運転時の室内の気流の挙動を示している。空気調和機の室内機１は側壁Ｗ１の上部に取付けられている。室内機１の下部には調和空気を送出する吹出口（不図示）が設けられる。
【０００３】
暖房運転の開始直後は速やかに室内の空気を循環させる必要があるため、吹出口（不図示）から矢印Ｂに示すように風速「強」（約５〜６ｍ／ｓｅｃ）で略真下方向に勢いよく送出される。そして、図中、矢印に示すように居室Ｒ内を流通して室内機１の上部または前部に設けられた吸込口４に戻る。
【０００４】
吸込口４から吸引された空気の温度と設定温度との温度差が小さくなったことを検知すると、徐々に送風量が低下して風速「弱」（約３〜４ｍ／ｓｅｃ）で調和空気が送出される。図７はこの時の室内の気流の挙動を示している。吹出口から矢印Ｂ’に示すように略真下方向に送出される調和空気は、居室Ｒ内を流通して吸込口４に戻る。居室Ｒ内の温度が設定温度よりも降下すると風速が増加される。これにより、室内温度を設定温度に維持するようになっている。
【０００５】
また、風速「強」或いは風速「弱」で調和空気を送出し、吸込口４の吸気温度が設定温度を超える所定温度に到達すると調和空気の送出を停止して、吸込口４の吸気温度が設定温度よりも低くなると再度調和空気が送出されるように制御してもよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８、図９はそれぞれ風速「強」（図６）、風速「弱」（図７）で暖房運転した時の室内の温度分布を示している。室内温度の設定温度は２８℃、居室Ｒの大きさは６畳（高さ２４００ｍｍ、横３６００ｍｍ、奥行き２４００ｍｍ）である。計測ポイントは図６、図７に一点鎖線Ｄで示した部屋Ｒの中央断面を６００ｍｍ間隔で高さ方向と横方向にそれぞれ６点、８点の合計４８点計測している。
【０００７】
風速「強」の場合は、図６に示すように室内機１から直下方向乃至前方下方に送出された暖気は比重が小さく強い浮力を受けるため、床面に達する前に風向が前方に大きく曲げられる。これにより、居住空間に暖気が直接降り注ぐ。このため、暖気が使用者の頭部に継続的に降り注ぐ場合には、使用者に不快感を与えるという問題があった。
【０００８】
風速「弱」の場合は、図７に示すように室内機１から直下方向に送出された調和空気は風速が弱い上に比重が小さくて強い浮力を受けるため、矢印Ｂ’に示すように上昇する。これにより、図９に示すように居室Ｒの上部のみが温められて床面近傍は温められない。即ち、足元が寒く、頭部に暖気が直接当たって使用者に著しく不快感を与える問題があった。
【０００９】
また、図６、図７によると、室内機１から送出された調和空気の一部は矢印Ｂ”に示すように上昇し、居室Ｒ内を循環せずに直ちに室内機１に取込まれる所謂ショートサーキットが生じる。このため、図８、図９に示すように室内機１の周囲の空気が過加熱され、吸込口４近傍の温度が設定温度２８℃に対して３℃以上高い所謂暖気溜りＥが生じる。これにより、空気調和効率が低下する問題もあった。
【００１０】
更に、風速「強」（図６）で暖房運転が行なわれている時にショートサーキットにより暖気溜りＥが生ずると、吸込口４より取り込んだ空気の温度が高く設定温度に近づいたと検知される。このため、居室Ｒ全体が充分に暖められる前に風速「弱」に切り替えられる。ところが、暖気溜りＥによって室内機１の周囲の温度が高いため風速「強」に切り替えられず、足元が寒く、頭部には暖気が直接当たるという不快感を使用者に継続的に与えてしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、快適性の向上及び空気調和効率の向上を図ることのできる空気調和機及び空気調和方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の空気調和機は、室内の壁面に取り付けられるとともに下部に吹出口を有し、室内の空気を取り込んで該壁面に向けて斜め下方に調和空気を送出できることを特徴としている。また、室内の２壁面が交差したコーナーに取り付けられるとともに下部に吹出口を有し、室内の空気を取り込んで該コーナーに向けて斜め下方に調和空気を送出できることを特徴としている。
【００１３】
これら構成によると、空気調和機は室内の上部に取り付けられ、暖房運転を行うと取り付けられた壁面或いはコーナーに向けて吹出口から鉛直下方よりも後方に調和空気が送出され、コアンダ効果によって一壁面または二壁面に沿って調和空気が降下した後、床面上を流通して室内を循環する。
【００１４】
また本発明の空気調和方法は、室内の壁面の上部に取り付けられた空気調和機により室内の空気を取り込んで該壁面に向けて斜め下方に調和空気を送出することを特徴としている。
【００１５】
また本発明の空気調和方法は、室内の二壁面が交差したコーナーの上部に取り付けられた空気調和機により室内の空気を取り込んで該コーナーに向けて斜め下方に調和空気を送出することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図６〜図９と同一の部分については同一の符号を付している。図１は第１実施形態の空気調和機を示す側面断面図である。室内機１はキャビネット２により本体部が保持されている。キャビネット２は後面に爪部（不図示）が設けられており、居室Ｒの側壁Ｗ１に取り付けられた取付板（不図示）に該爪部を嵌合することにより支持される。
【００１７】
キャビネット２の前面側には、本体部を覆うようにフロントパネル３が着脱自在に取り付けられている。キャビネット２の上面部および前面部には吸込口４が設けられている。フロントパネル３の下端部とキャビネット２の下端部との間隙には、室内機１の幅方向に延びる吹出口５が形成されている。
【００１８】
室内機１の内部には、吸込口４から吹出口５に連通する送風経路６が形成され、送風経路６内には空気を送出する送風ファン７が配されている。送風ファン７として、例えばクロスフローファン等を用いることができる。
【００１９】
フロントパネル３に対向する位置には、吸込口４から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕集・除去するエアフィルタ８が設けられている。送風ファン７とエアフィルタ８との間には、室内熱交換器９が配置されている。フロントパネル３と室内熱交換器９との間には所定間隔の空間が設けられており、吸込口４から取り入れられた空気が該空間を通って室内熱交換器９と広い面積で接触するようになっている。
【００２０】
室内熱交換器９は圧縮機（不図示）に接続されており、圧縮機の駆動により冷凍サイクルが運転される。冷凍サイクルの運転によって、冷房時には室内熱交換器９が周囲温度よりも低温に冷却される。暖房時には、室内熱交換器９が周囲温度よりも高温に加熱される。尚、室内熱交換器９とエアフィルタ８との間には吸い込まれた空気の温度を検知する温度センサ６１が設けられ、室内機１の側部には空気調和機の駆動を制御する制御部（不図示）が設けられている。
【００２１】
室内熱交換機９の前後の下部には冷房または除湿時に室内熱交換器９から落下した結露を補集するドレンパン１０が設けられている。前方のドレンパン１０はフロントパネル３に取り付けられ、後方のドレンパン１０はキャビネット２と一体に形成されている。
【００２２】
送風経路６内の吹出口５の近傍には、外部に臨んで垂直方向の吹出角度を前方略水平乃至後方下方に段階的に変更可能な横ルーバ１１ａ、１１ｂが設けられている。横ルーバ１１ａ、１１ｂによって冷房運転時には調和空気を前方略水平方向乃至前方下方に吹き出すことができるとともに、暖房運転時には前方下方乃至後方下方に吹き出すことができる。また、横ルーバ１１ａ、１１ｂの奥側には左右方向の吹出角度を変更可能な縦ルーバ１２が設けられている。
【００２３】
上記構成の空気調和機において、暖房運転を開始すると、横ルーバ１１ａ、１１ｂが後方下方に向けて配置される。送風ファン７が回転駆動され、室外機（不図示）からの冷媒が室内熱交換器９へ流れて冷凍サイクルが運転される。これにより、室内機１内には吸込口４から空気が吸い込まれ、エアフィルタ８によって空気中に含まれる塵埃が除去される。
【００２４】
室内機１内に取り込まれた空気は室内熱交換器９と熱交換して加熱される。そして、送風経路６を流通して吹出口５及び横ルーバ１１ａ、１１ｂの隙間から矢印に示すように後方斜め下方、即ち室内機１が取り付けられている側壁Ｗ１に向けて風速が例えば５ｍ／ｓｅｃで送出される。
【００２５】
図２は、この時の調和空気の居室Ｒ内の挙動を示す透視斜視図である。吹出口５から側壁Ｗ１に向けて送出された調和空気は、比重が小さいために強い浮力を受けるが、コアンダ効果によって巻き上がらずに側壁Ｗ１に沿って下降する。そして、矢印Ｃに示すように床面Ｆ、側壁Ｗ１に対向する側壁Ｗ２、天井壁Ｓを順次伝って吸込口４に戻る。
【００２６】
吸込口４から吸引された空気の温度が設定温度を超えた所定温度に到達したことを温度センサ６１により検知すると、冷凍サイクルの運転が停止される。そして、温度センサ６１により吸気の温度が設定温度よりも低くなると調和空気が送出され、温度センサ６１の検知により送風と停止が繰り返し行われる。
【００２７】
図３は、暖房運転時の室内の温度分布を示している。室内温度の設定温度は２８℃であり、居室Ｒの大きさは６畳（高さ２４００ｍｍ、横３６００ｍｍ、奥行き２４００ｍｍ）である。前述の図８、図９と同様に、計測ポイントは一点鎖線Ｄで示した居室Ｒの中央断面を６００ｍｍ間隔で高さ方向と横方向にそれぞれ６点、８点の合計４８点計測している。
【００２８】
同図に示すように、温度の高い調和空気が床面Ｆを伝って足元に到達するため、居室Ｒの床面中央部の温度は３３℃〜３５℃になっている。前述の図８、図９に示す従来例によると同じ位置で３１℃〜３２℃（図８）及び２３℃（図９）程度であるため、足下の温度をより高くして使用者の不快感を低減し、快適性を大幅に向上させることができる。
【００２９】
また、室内機１から送出された調和空気はコアンダ効果によって巻き上がらないためショートサーキットが生じない。このため、室内機１の周囲が過剰に暖められる暖気溜りＥ（図８参照）も生じず、吸込口４近傍の温度は設定温度である２８℃と同じ程度になっている。従って、空気調和効率が向上されるとともに、室内が充分温まった状態で運転が停止される。
【００３０】
また、吸込口４から吸引された空気の温度と設定温度との温度差が小さくなったことを温度センサ６１により検知すると、例えば風速を３ｍ／ｓｅｃに切り替えて調和空気を送出してもよい。この場合も上記と同様に調和空気は浮力が働いてもコアンダ効果によって側壁Ｗ１に沿って流通する。このため、ショートサーキットが生じず、暖気溜りＥ（図９参照）を低減して空気調和効率を向上させることができる。
【００３１】
尚、使用者によっては、暖房運転の開始直後や居室Ｒの室内温度が所望の温度に達していない時に暖気を直接浴びたい場合がある。また、居室Ｒの室内温度が所望の温度に達した後には、暖気を直接浴びると不快感を感じるため、暖気を直接浴びることなく室内温度を所望の温度に保ちたいと要望する場合もある。
【００３２】
このような場合に、前述の図６の従来例に示すように調和空気を前方下方に送出した後、図１、図２に示すように後方下方に送出するとよい。即ち、暖房運転を開始した直後や吸込口４に取り込まれる空気の温度が所望の温度に到達する前に、横ルーバ１１ａ、１１ｂを回動して図６に示すように前方下方に調和空気を送出する。これにより、暖気を使用者に直接浴びせることができる。
【００３３】
そして、吸込口４に取り込まれる空気の温度が所望の温度に近づくと調和空気を後方下方に送出する。これにより、ユーザは暖気を直接浴びることなく、部屋の温度を所望の温度に保つことができる。従って、使用者の利便性を大幅に向上させることができる。
【００３４】
次に、図４は第２実施形態の空気調和機の室内機を示す断面図である。説明の便宜上、前述の図１に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態の室内機２１は、図５に示すように居室Ｒの隣接する２側壁Ｗ３、Ｗ４が交差したコーナーＬの天井壁Ｓに接する位置に取り付けられ、所謂コーナーエアコンになっている。図４は図３における一点鎖線Ｅで切断した断面を示している。
【００３５】
図４において、室内機２１のキャビネット２の側壁Ｗ３、Ｗ４（図５参照）に接する面には爪部（不図示）が設けられており、側壁Ｗ３、Ｗ４に取り付けられた取付板（不図示）に該爪部を嵌合することにより支持される。キャビネット２の前面側には断面円弧状のフロントパネル３が設けられ、フロントパネル３には吸込口４が設けられている。フロントパネル３の下端とキャビネット２の下端との間には吹出口５が形成されている。
【００３６】
室内機２１の内部には、吸込口４から吹出口５に連通する送風経路６が形成されている。送風経路６内のキャビネット２の前方には空気を送出する送風ファン７が配されている。送風ファン７として、例えばクロスフローファン、シロッコファン、ターボファン等を用いることができる。
【００３７】
送風経路６内の吹出口５の近傍には、外部に臨んで垂直方向の吹出角度を前方略水平乃至後方下方に段階的に変更できる横ルーバ１１が設けられている。横ルーバ１１によって、冷房運転時には調和空気を略水平方向乃至前方下方に吹き出すことができる。また、暖房運転時には前方下方乃至前方後方に吹き出すことができる。更に、横ルーバ１１の奥側には左右方向の吹出角度を変更可能な縦ルーバ１２が設けられている。その他の部分は第１実施形態の空気調和機の室内機１（図１参照）と同様である。
【００３８】
上記構成の空気調和機において、暖房運転を開始すると、図４に示すように横ルーバ１１の向きが設定される。送風ファン７が回転駆動され、室外機（不図示）からの冷媒が室内熱交換器９へ流れて冷凍サイクルが運転される。これにより、室内機２１内には吸込口４から空気が吸い込まれ、エアフィルタ８によって空気中に含まれる塵埃が除去される。
【００３９】
室内機２１内に取り込まれた空気は室内熱交換器９と熱交換し加熱される。そして、送風経路６を流通して吹出口５及び横ルーバ１１の隙間から矢印に示すように後方斜め下方、即ち室内機２１が設置されている側壁Ｗ３、Ｗ４が交差するコーナーＬに向けて例えば風速５ｍ／ｓｅｃで送出される。
【００４０】
図５に示すように、コーナーＬに向けて送出された調和空気は、コーナーＬ及び側壁Ｗ３、Ｗ４に沿って下降し、矢印Ｃに示すように床面Ｆ、側壁Ｗ３、Ｗ４に対向する側壁Ｗ５、Ｗ６、天井壁Ｓを順次伝って吸込口４に戻る。これにより暖気が居室Ｒ内を循環して暖房運転が行われる。
【００４１】
本実施形態によると、室内機１ｂから後方下方に送出された調和空気（暖気）はコーナーＬ及び側壁Ｗ３、Ｗ４に沿って下降する。この時、調和空気は比重が小さいために強い浮力を受けるが、壁面によるコアンダ効果のため、巻き上がらずにコーナーＬ及び側壁Ｗ３、Ｗ４に沿い続ける。
【００４２】
このため、第１実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、コーナーＬ、側壁Ｗ３、Ｗ４、を伝って下降した調和空気は床面Ｆ上で図５に示すように放射状に広がるため、床面Ｆ全体に幅広く暖気を行き渡らせることができ、幅広い快適空間を得ることができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によると、空気調和機が取り付けられる壁面またはコーナーに向けて斜め下方に調和空気を送出するので、壁面とのコアンダ効果によって温度の高い調和空気を床面に到達させることができる。従って、足元が寒く、頭部には暖気が直接当たるという不快感を低減して快適性を大幅に向上させることができる。
【００４４】
また、壁面とのコアンダ効果によって調和空気は巻き上がらないためショートサーキットが生じない。このため、空気調和機の周囲に暖気溜りも生じず、空気調和効率が向上されるとともに、室内が充分温まった状態で運転停止或いは風速の低下が行われる。従って、継続的な不快感を使用者に与えることも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機を示す側面断面図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態の空気調和機による居室内の気流の挙動を示す透視斜視図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態の空気調和機による居室内の温度分布を示す図である。
【図４】は、本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機を示す側面断面図である。
【図５】は、本発明の第２実施形態の空気調和機による居室内の気流の挙動を示す透視斜視図である。
【図６】は、従来の空気調和機により風速を強にした時の居室内の気流の挙動を示す透視斜視図である。
【図７】は、従来の空気調和機により風速を強にした時の居室内の温度分布を示す図である。
【図８】は、従来の空気調和機により風速を弱にした時の居室内の気流の挙動を示す透視斜視図である。
【図９】は、従来の空気調和機により風速を弱にした時の居室内の温度分布を示す図である。
【符号の説明】
１、２１ 室内機
２ キャビネット
３ フロントパネル
４ 吸込口
５ 吹出口
６ 送風経路
７ 送風ファン
９ 室内熱交換器
１１、１１ａ、１１ｂ 横ルーバ
１２ 縦ルーバ
６１ 温度センサ
Ｗ１〜Ｗ６ 側壁
Ｓ 天井壁
Ｆ 床面
Ｌ コーナー

Claims (6)

1. 室内の壁面に取り付けられるとともに下部に吹出口を有する空気調和機であって、室内の空気を取り込んで該壁面に向けて斜め下方に調和空気を送出できることを特徴とする空気調和機。
2. 室内の２壁面が交差したコーナーに取り付けられるとともに下部に吹出口を有する空気調和機であって、室内の空気を取り込んで該コーナーに向けて斜め下方に調和空気を送出できることを特徴とする空気調和機。
3. 調和空気の送出により室内を暖房することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
4. 室内の壁面の上部に取り付けられた空気調和機により室内の空気を取り込んで該壁面に向けて斜め下方に調和空気を送出することを特徴とする空気調和方法。
5. 室内の２壁面が交差したコーナーの上部に取り付けられた空気調和機により室内の空気を取り込んで該コーナーに向けて斜め下方に調和空気を送出することを特徴とする空気調和方法。
6. 調和空気の送出により室内を暖房することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の空気方法。

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