JP2004353921A

JP2004353921A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2004353921A
Application number: JP2003150785A
Authority: JP
Inventors: Toru Ariga; 徹有賀
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】快適性を向上できるとともに省エネルギー化を図ることのできる空気調和機を提供する。
【解決手段】吹出口５から吹出される調和空気の吹出温度を検知する温度センサー６１を備え、吹出温度が所定温度よりも高いときは吹出口５から下方に向けて調和空気を送出するとともに、吹出温度が所定温度よりも低いときは吹出口５から上方に向けて調和空気を送出した。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筐体内に取り込まれた空気を調和して室内に送出する空気調和機に関し、特に暖房運転を行う空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内の壁面に掛けて設置される従来の空気調和機は特許文献１に開示されている。特許文献１の従来例に開示される空気調和機は冷凍サイクルを運転する圧縮機を備えている。室内の空気は送風ファンの駆動により筐体内に取り込まれ、冷凍サイクルの運転により高温側となる熱交換器と熱交換される。熱交換された調和空気は吹出口から下方に向けて送出される。これにより、暖房運転が行われる。
【０００３】
この空気調和機によると、室内の温度が設定温度に到達すると圧縮機が停止される。この時、送風ファンを停止すると室内の空気が循環せず室温を検知できない。一方、送風ファンにより低速で調和空気を送出すると低温の空気が直接使用者に当たり、冷風感が生じる。このため、室温が高くなっても圧縮機を停止することができず、エネルギーを浪費する問題があった。
【０００４】
この問題を解決するため、同特許文献１には上方に調和空気を送出する空気調和機が開示されている。これにより、室温が高くなった際に圧縮機を停止して送風ファンを駆動しても直接ユーザーに低温の空気が当たらず、ユーザーの不快感を防止することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１１１１２６号公報（第２頁−第６頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上方に調和空気を送出する上記従来の空気調和機によると、暖房運転開始時から上方に調和空気を送出するため、暖房運転開始時等の室温が低い場合は室内を循環する間に室内の空気と熱交換され、床面まで到達する空気の温度が低くなる。従って、高い快適性を得られない問題があった。
【０００７】
本発明は、快適性を向上できるとともに省エネルギー化を図ることのできる空気調和機を提供することを目的とする。
【０００８】
【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は、室内の空気を取り込んで送出する送風ファンと、冷凍サイクルを運転する圧縮機と、前記圧縮機の駆動によって室内の空気と熱交換する熱交換器とを備え、熱交換した調和空気を吹出口から送出して暖房運転を行う空気調和機において、調和空気の吹出温度が所定温度よりも高い場合に調和空気を前記吹出口から水平よりも下方へ送出し、吹出温度が所定温度よりも低い場合に調和空気を前記吹出口から水平よりも上方へ送出することを特徴としている。
【０００９】
この構成によると、暖房運転が開始されると吹出口から送出される調和空気の吹出温度が検知され、所定温度よりも吹出温度が高い場合に水平よりも下方に調和空気を送出して高温の空気が床面に到達する。圧縮機の周波数低下や停止によって所定温度よりも吹出温度が低くなると水平よりも上方に調和空気が送出され、低温の空気を使用者に直接当てることなく室内の空気が循環される。
【００１０】
調和空気の吹出温度は吹出口に設けた温度センサーや熱交換器に設けた温度センサーにより検知することができる。
【００１１】
また、下方へ送出される高温の調和空気によって室温が設定温度に到達して吹出温度が所定温度よりも低下した場合に、送風ファンの送風量を増加させて調和空気を上方へ送出するとよい。これにより、空気調和機の対向する壁面に暖気が到達し、空気流により空気の膜を形成して冷気が室外から室内に侵入するのを防ぐウォームディフェンス効果が得られる。
【００１２】
また圧縮機の周波数を低下させても室温が上昇する場合には圧縮機が停止される。この時、送風ファンを停止することにより騒音を防止できるとともに冷風感を防止できる。
【００１３】
ユーザー設定によって調和空気の上方への送出を禁止できるようにすると、ウォームディフェンス効果が得られないような場合に下方に調和空気を送出して空気調和機の汎用性が向上する。また、室内の広さに応じて調和空気の上方への送出の禁止や上方へ送出される調和空気の風量を可変してもよい。
【００１４】
【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。図１は第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。空気調和機の室内機１は通常、使用者の身長よりも高い位置に配置されており、キャビネット２により本体部が保持されている。
【００１５】
室内機１には上面側と前面側に吸込口４ａ、４ｃが設けられ、フロントパネル３が着脱自在に取り付けられている。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の幅方向に延びる略矩形の吹出口５が形成されている。室内機１の内部には、吸込口４ａ、４ｃ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内には空気を送出する送風ファン７が配されている。
【００１６】
フロントパネル３に対向する位置には、吸込口４ａ、４ｃ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。送風経路６内の送風ファン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。
【００１７】
室内熱交換器９は屋外に配される圧縮機（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。また、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。
【００１８】
室内熱交換器９には温度センサ６１が取付けられている。室内熱交換器９と熱交換して室内に送出される調和空気の吹出温度が温度センサ６１によって検知できるようになっている。
【００１９】
吹出口５は第１、第２開口部５ａ、５ｂから成っている。第１、第２開口部５ａ、５ｂには明確な境界が形成されないが、便宜上吹出口５の下部を第１開口部５ａとし、上部を第２開口部５ｂとしている。
【００２０】
第２開口部５ｂは送風経路６から上方に傾斜して分岐する分岐通路１３により送風経路６と連通している。送風経路６及び分岐通路１３により空気が流通する空気流通経路が構成されている。分岐通路１３の開放側端部には、回動軸１４ａでフロントパネル３に枢支される導風板１４が設けられている。また、第２開口部５ｂの上端には室内機１の幅方向に延びる略矩形の溝部２８が設けられている。
【００２１】
分岐通路１３の上壁面１３ａは前方へ向かって上方に傾斜する傾斜面から成っており、分岐通路１３に導かれた空気をスムーズに吹出口５の上部の第２開口部５ｂに導くことができる。フロントパネル３と上壁面１３ａとの間に設けられる溝部２８は、調和空気がコアンダ効果によりフロントパネル３に沿って流通することによるショートサーキットを防止する。
【００２２】
横ルーバ１１ａ、１１ｂにより第１開口部５ａが開放され、導風板１４により第２開口部５ｂが閉じられると、矢印Ａ１のように下方に向けて調和空気が室内に送出される。これにより、図３に示すように調和空気が床面に到達して居室Ｒ内の空気が循環する。
【００２３】
図２に示すように、横ルーバ１１ａ、１１ｂにより第１開口部５ａが閉じられ、導風板１４により第２開口部５ｂが開放されると、矢印Ａ２のように上方に向けて調和空気が室内に送出される。これにより、図４に示すように調和空気がコアンダ効果により天井面及び空気調和機１に対向する壁面（以下、「対向壁」という）を伝って流通して居室Ｒ内の空気が循環する。
【００２４】
尚、効果的なコアンダ効果を得るための上方への吹出角度は室内機１から天井までの距離や風量、風速によっても異なるが、通常１０゜〜７０゜の範囲に設定するのが好ましい。
【００２５】
上記構成の空気調和機の運転を開始すると、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４ａ、４ｃ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。
【００２６】
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を通って吹出口５から送出される。この時、縦ルーバ１２によって左右方向の向きが規制され、導風板１４及び横ルーバ１１ａ、１１ｂによって上下方向の向きが規制される。
【００２７】
暖房運転時の風向可変の動作は図５のフローチャートに示すように行われる。同図において、室内の設定温度が３０℃の場合を例として示している。ステップ＃１１では図２に示すように上方に向けて調和空気が室内に送出される。ステップ＃１２は温度センサー６１によって調和空気の吹出温度が検知される。室温が設定温度よりも低いために圧縮機の周波数が高くなっており、吹出温度が４５℃よりも高い場合はステップ＃２２に移行する。
【００２８】
尚、送風ファン７の回転数は任意に可変調整できるように構成されている。本実施形態では、例えば「強」が１１００〜１３００ｒｐｍ、「弱」が９５０〜１１００ｒｐｍ、「微風」が８００〜９５０ｒｐｍ、「極微風」が５００〜８００ｒｐｍに設定されている。これらの設定値は上記に限定されるものではない。
【００２９】
ステップ＃２２では送風ファン７の送風量が「強」に設定され、ステップ＃２７で風向が図１に示すように下方に向けられてステップ＃１２に戻る。これにより下方に向けて調和空気が送風量が「強」で送出され、床面に高温の調和空気が到達して急速に室内が暖房される。
【００３０】
室内の温度が上昇して圧縮機の周波数が低下し、吹出温度が４５℃を下回るとステップ＃１３に移行する。ステップ＃１３では温度センサー６１の検知により吹出温度が４０℃よりも高いか否かが判断される。吹出温度が４０℃よりも高い場合はステップ＃２３に移行して送風ファン７の送風量が「弱」に設定される。そして、ステップ＃２７により下方に向けて調和空気が送出され、ステップ＃１２に戻る。
【００３１】
更に室内の温度が上昇して圧縮機の周波数が低下し、吹出温度が４０℃を下回るとステップ＃１４に移行する。ステップ＃１４では温度センサー６１の検知により吹出温度が３２℃よりも高いか否かが判断される。吹出温度が３２℃よりも高い場合はステップ＃２６に移行して送風ファン７の送風量が「微風」に設定される。そして、ステップ＃２７により下方に向けて調和空気が送出され、ステップ＃１２に戻る。
【００３２】
更に室内の温度が上昇して圧縮機の周波数が低下し、吹出温度が３２℃を下回るとステップ＃１５に移行する。ステップ＃１５ではユーザー設定により風向を上向きにする設定になっているか否かが判断される。空気調和機１と室内の天井との距離が大きく、空気が天井面に沿って流通するコアンダ効果が得られない場合は、暖気が室内を循環しない。このため、ユーザーにより風向を上向きにしない設定ができるようになっている。
【００３３】
風向を上向きにしない設定の場合には、ステップ＃２４に移行する。ステップ＃２４では温度センサー６１の検知により吹出温度が２８℃よりも高いか否かが判断される。吹出温度が２８℃よりも高い場合はステップ＃２６に移行して送風ファン７の送風量が「微風」に設定される。そして、ステップ＃２７により下方に向けて調和空気が送出され、ステップ＃１２に戻る。
【００３４】
また、吹出温度が２８℃よりも低い場合はステップ＃２５に移行して送風ファン７の送風量が「微風」よりも少ない「極微風」に設定される。そして、ステップ＃２７により下方に向けて調和空気が送出され、ステップ＃１２に戻る。これにより、温度の低い調和空気の風量を最小まで低下させて下方に送出される調和空気による冷風感を低減するようになっている。
【００３５】
ステップ＃１５の判断により風向を上向きにする設定の場合には、ステップ＃１６に移行する。ステップ＃１６では圧縮機が停止しているか否かが判断される。圧縮機が停止していない場合はステップ＃１９に移行して送風量が「弱」に設定され、ステップ＃１１に移行して風向が上方に向けられる。これにより、上方に向けて送風量がそれまでの「微風」から増加して「弱」に切り替えられて調和空気が送出される。
【００３６】
このため、吹出温度が３２℃よりも低い調和空気（暖気）はコアンダ効果により天井及び対向壁を伝って床面に到達し、室内を循環する。従って、使用者に直接調和空気が当たらず、冷風感を防止できるとともに、ウォームディフェンス効果により室外からの冷気の侵入を防止することができる。運転開始当初も吹出温度が３２℃を超えるまでステップ＃１１〜＃１６及びステップ＃１９によって上向きに調和空気が送出される。
【００３７】
ステップ＃１６の判断により圧縮機が停止している場合はステップ＃１７に移行して送風ファン７が停止される。これにより、騒音が防止されるとともに温度の低い空気がユーザーに当たらず、ユーザーの冷風感が防止される。ステップ＃１８では所定時間（例えば２分）が経過するまで待機する。所定時間が経過するとステップ＃１９、＃１１により上方に向けて送風量が「弱」で調和空気が送出される。これにより、室内の空気を取り込んで設定温度との温度差を検知し、圧縮機を駆動するか否かが判断される。
【００３８】
本実施形態によると、吹出温度が所定温度よりも高いときは下方に向けて調和空気が送出されるので、温度の高い調和空気をユーザーの頭部から足下に供給してユーザーが暖かく感じることができる。また、吹出温度が所定温度よりも低いときは上方に向けて調和空気が送出されるので、温度の低い調和空気をユーザーに直接当てずに冷風感を防止して快適性を向上させることができる。更に、室温が高い場合に圧縮機を停止して省エネルギー化を図ることができる。
【００３９】
また、調和空気の送出方向が下方から上方に切り替えられた際に送風量を「微風」から増加して「弱風」に切り替えられるので、対向壁を伝って調和空気を床面まで到達させることができる。
【００４０】
次に、図６は第２実施形態の空気調和機１の暖房運転時の動作を示すフローチャートである。本実施形態は前述の図５に示す第１実施形態とステップ＃１５及びステップ＃１９〜＃２１が異なっている。その他の部分は第１実施形態と同一のため説明を省略する。
【００４１】
ステップ＃１５において、予めユーザーにより設定された対向壁までの距離が５ｍよりも近いか否かが判断される。対向壁までの距離が５ｍよりも遠い場合はステップ＃２４に移行して調和空気が下向きに送出される。これにより、対向壁までの距離が遠いために調和空気が対向壁に到達できない場合に、暖気が室内の上部に滞留することを防止することができる。
【００４２】
対向壁までの距離が５ｍよりも近い場合はステップ＃１６に移行して調和空気が上向きに送出される。この時、ステップ＃１９では対向壁までの距離が３．５ｍよりも近いか否かが判断され、３．５ｍよりも近い場合は送風量が「弱」に設定される。また、３．５ｍよりも遠い場合は送風量が「強」に設定される。これにより、室内の広さに応じて送風量を可変して対向壁まで調和空気を確実に到達させて室内の空気を循環させることができる。
【００４３】
尚、本実施形態において、空気調和機１に対向する壁面までの距離に替えて室内の畳数を設定できるようにしてもよい。また、第１、第２実施形態において温度センサー６１により室内熱交換器９の温度を検知して調和空気の吹出温度を検出しているが、吹出口５に温度センサー６１を設けてもよい。これにより、吹出温度をより正確に検知することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によると、吹出温度が所定温度よりも高いときは下向きに調和空気が送出されるので、温度の高い調和空気をユーザーの頭部から足下に供給してユーザーが暖かく感じることができる。また、吹出温度が所定温度よりも低いときは上向きに調和空気が送出されるので、温度の低い調和空気をユーザーに直接当てずに冷風感を防止して快適性を向上させることができる。更に、室温が高い場合に圧縮機を停止して省エネルギー化を図ることができる。
【００４５】
また本発明によると、調和空気の送出方向が下方から上方に切り替えられた際に送風ファンの回転数が増加されるので、空気調和機に対向する壁面を伝って床面まで調和空気を到達させることができる。これにより、室内の空気を確実に循環させることができる。
【００４６】
また本発明によると、室内の広さに応じて空気調和機の上方への送出が禁止されるので、調和空気が空気調和機に対向する壁面に到達できず、暖気が室内の上部に滞留することを防止することができる。
【００４７】
また本発明によると、室内の広さに応じて空気調和機の送風量を可変するので、調和空気が空気調和機に対向する壁面に到達させて確実に室内の空気を循環させることができる。
【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下方吹出状態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の上方吹出状態を示す側面断面図である。
【図３】は、本発明の第１実施形態の空気調和機の下方吹出時の気流の状態を示す側面断面図である。
【図４】は、本発明の第１実施形態の空気調和機の上方吹出時の気流の状態を示す側面断面図である。
【図５】は、本発明の第１実施形態の空気調和機の動作を示すフローチャートである。
【図６】は、本発明の第２実施形態の空気調和機の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１室内機
２キャビネット
３フロントパネル
４ａ、４ｃ吸込口
５吹出口
５ａ第１開口部
５ｂ第２開口部
６送風経路
７送風ファン
８エアフィルタ
９室内熱交換器
１０ドレンパン
１１ａ、１１ｂ横ルーバ
１２縦ルーバ
１３分岐通路
１４導風板
２８溝部
２９突起部
６１温度センサ

Claims

室内の空気を取り込んで送出する送風ファンと、冷凍サイクルを運転する圧縮機と、前記圧縮機の駆動によって室内の空気と熱交換する熱交換器とを備え、熱交換した調和空気を吹出口から送出して暖房運転を行う空気調和機において、調和空気の吹出温度が所定温度よりも高い場合に調和空気を前記吹出口から水平よりも下方へ送出し、吹出温度が所定温度よりも低い場合に調和空気を前記吹出口から水平よりも上方へ送出することを特徴とする空気調和機。
前記吹出口に設けた温度センサーにより吹出温度を検知することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記熱交換器に設けた温度センサーにより吹出温度を検知することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
調和空気を上方へ送出するときの前記送風ファンの送風量を、直前に調和空気を下方へ送出した前記送風ファンの送風量よりも増加させたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気調和機。
前記圧縮機の停止時に前記送風ファンを停止したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気調和機。
ユーザー設定によって調和空気の上方への送出を禁止できるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和機。
室内の広さに応じて調和空気の上方への送出を禁止したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気調和機。
室内の広さに応じて上方へ送出される調和空気の風量を可変したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の空気調和機。