JP2005076988A - 輻射暖房装置を有する空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 省エネルギー化を図るヒートポンプ暖房と、暖風に依存しない輻射暖房を実現し、かつ冷房運転時における異臭を未然に防止することで快適空調を実現すること。
【解決手段】 室内機２に形成された発光源収納部１３に、赤外線及び可視光線を発する発光源１４と、発光源１４からの赤外線及び可視光線を室内機２の風回路２０の吹出口方向に向かって反射する反射手段１６とを収納した。また、発光源収納部１３と風回路２０との間に赤外線は透過し可視光線は減衰透過する隔壁２２を形成し、風回路２０の吹出口８から赤外線を放射するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、赤外線及び可視光線を発光するハロゲンランプ等の白熱電球を発光源として用いた輻射暖房装置を有する空気調和機に関する。

従来、この種のハロゲンランプを用いた輻射暖房装置には、図４に示されるように、ハロゲン白熱電球１００と反射鏡１０２とにより構成される赤外線放射ランプが一般的に用いられている。このランプを輻射暖房に使用する場合、例えば輻射対象である人に対して輻射光線をスポット的に熱線照射することにより、暖房感を得るものである。このため、輻射暖房は、もっぱら狭空間で、複数のランプを設けて行われていた。（例えば、特許文献１参照。）。

特開平７−３３２６８３号公報

しかしながら、上記従来の構成では、輻射熱線ビームをスポット的に照射するため、輻射ランプにより得られるエネルギー量は、最大でも電気入力と同等であり、大規模な空調システムに採用すると、熱効率が悪く省エネルギーに反するという課題があった。また、上記従来の構成は、輻射ビームが反射鏡の輻射方向で固定されるため、広範囲に輻射を行う場合、ランプを複数個設置しなければならないという課題もあった。

一方、従来のヒートポンプを用いた空気調和機は、
・運転立ち上がりが遅い、
・気流暖房であり体感的に快適性が低い、
・暖房時に気流の初速吹きだし速度が遅い場合、暖風の到達距離が制限される、
・室外熱交換器の除霜運転時に室温が低下する、
という課題があり、快適な暖房環境の実現にはまだまだ改善の余地があった。

また、冷房運転時には、熱交換器や室内シャーシに内部結露が発生したり水滴が付着することもあり、付着した水分と塵埃に起因してかび臭や異臭が発生するという課題があった。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、省エネルギー化を図るヒートポンプ暖房と、暖風に依存しない輻射暖房を実現し、かつ冷房運転時における異臭を未然に防止することで快適空調を実現することができる輻射暖房装置を有する空気調和機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、室外機と室内機とを冷媒配管により接続して冷凍サイクルを構成する空気調和機であって、前記室内機に発光源収納部を形成し、赤外線及び可視光線を発する発光源と、該発光源からの赤外線及び可視光線を室内機の風回路の吹出口方向に向かって反射する反射手段とを前記発光源収納部に収納し、該発光源収納部と前記風回路との間に赤外線は透過し可視光線は減衰透過する隔壁を形成し、前記風回路の吹出口から赤外線を放射することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記風回路吹出口に風向制御用ルーバーを設け、該ルーバーの整流面に赤外線及び可視光線を反射する反射手段を設けたことを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記発光源収納部に吸気口及び前記風回路に連通する排気口を設けたことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記隔壁の一部を赤外線及び紫外線を透過する構造体により構成し、冷房あるいは除湿運転後に前記ルーバーを閉じ、前記発光源に通電することを特徴とする。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明によれば、室内機に形成された発光源収納部に、赤外線及び可視光線を発する発光源と、発光源からの赤外線及び可視光線を室内機の風回路の吹出口方向に向かって反射する反射手段とを収納し、発光源収納部と風回路との間に赤外線は透過し可視光線は減衰透過する隔壁を形成し、風回路の吹出口から赤外線を放射するようにしたので、ヒートポンプ暖房の利点と輻射暖房の利点を活用でき、快適空調を実現することができる。

また、風回路吹出口に設けた風向制御用ルーバーの整流面に赤外線及び可視光線を反射する反射手段を設けたので、ルーバーのスイングに合わせて、風向とともに赤外線輻射方向が変化し、特別の機構を設けることなく、快適な輻射暖房を広範囲に行うことができる。

さらに、発光源収納部に吸気口及び風回路に連通する排気口を設けたので、発光源からの廃熱を風回路を介して暖房源として使用することができ、エネルギーの有効活用という効果を奏する。

また、隔壁の一部を赤外線及び紫外線を透過する構造体により構成し、冷房あるいは除湿運転後にルーバーを閉じ、発光源に通電するようにしたので、単なる乾燥効果に加えて、紫外線による殺菌あるいは滅菌効果により、室内機内部におけるカビなどのにおい臭源の繁殖を防止できる。

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。
本発明にかかる空気調和機は、例えば容量（周波数）可変型圧縮機、四方弁、室外熱交換器等を有する室外機と、室内熱交換器等を有する室内機を冷媒配管により接続して冷凍サイクルを構成している。

実施の形態１．
図１及び図２は、本発明にかかる空気調和機の室内機２を示しており、筐体４の前面及び上面には室内空気の吸込口６が形成されており、前面吸込口６の下方には空気吹出口８が形成されている。また、筐体４の内部には、熱交換器１０が上方に配置され、熱交換器１０の下方には送風機（クロスフローファン）１２が配置されている。さらに、筐体４下部における送風機１２の下方には発光源収納部１３が形成されており、発光源収納部１３には、赤外線（熱線）と可視光線を発光する白熱電球（例えば、ハロゲンランプ）等の発光源１４と、発光源１４から発光された赤外線及び可視光線を吹出口８に向かって反射する反射鏡１６が収納されている。また、吹出口８にはルーバー１８が揺動自在に取り付けられている。

筐体４の内部には、吸込口６から吸い込まれた空気が通過する風回路２０が形成されており、風回路２０と発光源収納部１３との間には隔壁２２が設けられている。この隔壁２２の上部には、風回路２０に連通する排気口２４が形成されており、排気口２４の下方における発光源１４近傍の隔壁２２は、赤外線を透過し可視光線を減衰するための光学的なフィルタを形成する耐熱ガラス２５で構成されている。また、発光源１４近傍における筐体４の下面には、吸気口２６が形成されている。

なお、発光源１４近傍の隔壁２２に耐熱ガラス２５を用いている理由は、筐体４を形成している樹脂が発光源１４の高温の廃熱に対し耐熱性の点で課題があるからである。また、耐熱ガラス２５以外の筐体４は、赤外線も可視光線も透過しない樹脂で形成されている。

本願明細書において、赤外線を透過するとは、可視光線領域の光線よりもより赤外線領域の光線を透過するという意味であり、可視光線を減衰するとは、赤外線領域の光線よりもより減衰率が大きいということを意味し、透過あるいは減衰が、それぞれ１００％、０％という意味ではない。

上記構成の室内機２において、暖房時、吸気口６からの吸入された空気は、室内機２に内蔵された熱交換器１０により加熱され、温風となって室内機２の吹出口８から吹出される。また、吹出口８に設けられ、吹出し空気を居室全体に拡散させるルーバー１８は、必要に応じて上下左右にスイングすることで風向変更可能であり、使用者の任意の設定位置に固定することもできる。ヒートポンプ暖房における温風Ａは、ルーバー１８で広がり所定位置に吹出す一方、赤外線による輻射Ｂは、室内機２の吹出口８から輻射される。

また、発光源１４からの可視光線及び赤外線は、一部は直接的に一部は反射鏡１６により反射されて、吹出口８方向へ耐熱ガラス２５を介して放出される。放出された赤外線（熱線）は、ヒートポンプの暖房による温風とともに居室に放出されるので、ヒートポンプ暖房と輻射暖房を同時に行うことができる。

また、従来のヒートポンプを用いた空気調和機における、
・運転立ち上がりが遅い、
・気流暖房であり、体感が良好でない、
・初速吹出し速度が遅い場合には、到達距離が短く床面まで届かない上に送風音が大きくなる、
・室外熱交換器の除霜運転時、室内温度が低下する、
等の課題に対して、暖房運転立ち上がり時に輻射暖房運転から開始することにより瞬時に暖房感を得ることができ、乾いた比較的高温の温風を直接体に触れることなく、温風感なしの暖房を低騒音で実現でき、ヒートポンプ運転による除霜運転時も輻射暖房運転を連続して行うことができる。

また、ヒートポンプによる空調は、いわゆるベース空調とし、必要な人体に対してのみ集中的に輻射暖房をおこなうことにより、省エネルギーで快適な空調を実現できる。

さらに、吹出口８近傍の筐体４を、赤外線領域とともに可視光線のうち「赤色」の一部を選択的に透過するフィルタで構成することもできる。この場合、「赤色」領域から赤外線領域の光がフィルタを透過することで、吹出口８全体が赤く照明され、従来の空気調和機においては得られなかった視覚による暖房感を得ることもできる。

上述したように、本発明にかかる輻射暖房装置を有する空気調和機においては、輻射暖房とヒートポンプ空気調和の利点をともに生かし、かつ相互に補完できる省エネルギーで快適な空気調和機を提供することができる。

また、図２において、風回路２０の吹出口８に設けた風向制御用ルーバー１８の整流面に赤外線及び可視光線を反射する反射鏡機能（反射手段）を付与することもできる。この場合、発光源１４からの熱線及び可視光線がルーバー１８により反射することで、吹出し風がルーバー１８により風向制御されるのと同様、輻射方向を変更することができる。

例えば、複数の人が存在する居室において広く輻射暖房を行うには、上述したように、複数台の赤外線ランプを用いることが必要である。しかしながら、特別の機構を新たに設けることなく、ルーバー１８に反射手段を設けることでより効率的な輻射暖房を安価に実現できる。

また、ルーバー１８による気流制御と赤外線反射の方向が異なるので、居室にいる操作者が、輻射暖房あるいは温風暖房を適宜選択することも可能である。

この構成によれば、ルーバー１８のスイングに合わせて、風向とともに赤外線輻射方向が変化し、特別の機構を設けることなく、広範囲にわたって快適な輻射暖房を得ることができるとともに、集中的に特定の場所に過度の輻射加熱を行うことなく、安全で快適な空気調和を実現できる。

また、赤外線及び可視光線を発する発光源１４及び反射鏡１６を収納する発光源収納部１３に、吸気口２６及び風回路２０への排気口２４を設けたので、発光源１４からの廃熱あるいは放熱により、発光源収納部１３が異常加熱することがない。また、発光源収納部１３を排気口２４介して風回路２０に連通し、発光源収納部１３内部からの廃熱を風回路２０に放出しているので、この廃熱が空気調和機の吹出し風と一体となり、居室へ放出される。その結果、発光源１４に印加される電力を無駄なく暖房に活用できる。

したがって、発光源１４の廃熱を風回路２０を介して暖房能力源として使用することで省エネルギーの空気調和機を実現できる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかる空気調和機の室内機２Ａを示しており、風回路２０と発光源１４を収納する発光源収納部１３とを隔てる隔壁２２のうち、特に発光源１４の上方あるいは発光源１４の近傍の壁面を、赤外線及び紫外線を透過し可視光線を減衰させるフロートガラス等の構造体２８により構成している。

この構成によれば、冷房あるいは除湿運転後、ルーバー１８を閉じ、発光源１４に通電して発光させることにより、室内機２の内部に赤外線及び廃熱を閉じ込めることができ、室内機２の内部に結露した水滴や湿度を赤外線輻射熱及び発光源１４の廃熱で乾燥することができる。

加えて、上記した単なる乾燥効果ばかりでなく、紫外線による殺菌、滅菌、カビ繁殖防止などの効果を奏することもできる。

したがって、新たに紫外線ランプを設けることなく、室内機２の内部からの異臭発生を防止することができるばかりか、室内機２の構成を大幅に変更したり、部品を追加することなく、簡素で省スペース化を達成することができる快適な空気調和環境を提供できる。

本発明にかかる空気調和機は、ヒートポンプ暖房の利点と輻射暖房の利点の両方を活用することができるので、快適空調を実現するための空気調和機として有用である。

本発明にかかる空気調和機の室内機の斜視図である。 本発明の実施の形態１における室内機の部分断面図である。 本発明の実施の形態２における室内機の部分断面図である。 従来の輻射暖房装置に設けられた発光ランプの断面図である。

符号の説明

２，２Ａ 室内機、 ４ 筐体、 ６ 吸込口、 ８ 吹出口、 １０ 熱交換器、
１２ 送風機、 １３ 発光源収納部、 １４ 発光源、 １６ 反射鏡、
１８ ルーバー、 ２０ 風回路、 ２２ 隔壁、 ２４ 排気口、
２５ 耐熱ガラス、 ２６ 吸気口、 ２８ フロートガラス等の構造体。

Claims (4)

1. 室外機と室内機とを冷媒配管により接続して冷凍サイクルを構成する空気調和機であって、
   前記室内機に発光源収納部を形成し、赤外線及び可視光線を発する発光源と、該発光源からの赤外線及び可視光線を室内機の風回路の吹出口方向に向かって反射する反射手段とを前記発光源収納部に収納し、該発光源収納部と前記風回路との間に赤外線は透過し可視光線は減衰透過する隔壁を形成し、前記風回路の吹出口から赤外線を放射することを特徴とする輻射暖房装置を有する空気調和機。
2. 前記風回路吹出口に風向制御用ルーバーを設け、該ルーバーの整流面に赤外線及び可視光線を反射する反射手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の輻射暖房装置を有する空気調和機。
3. 前記発光源収納部に吸気口及び前記風回路に連通する排気口を設けたことを特徴とする請求項１あるいは２記載の輻射暖房装置を有する空気調和機。
4. 前記隔壁の一部を赤外線及び紫外線を透過する構造体により構成し、冷房あるいは除湿運転後に前記ルーバーを閉じ、前記発光源に通電することを特徴とする請求項２に記載の輻射暖房装置を有する空気調和機。
   

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