JP2005233484A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室内空気中の二酸化炭素の濃度が所定濃度を超えると換気することができる空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner that can ventilate when the concentration of carbon dioxide in indoor air exceeds a predetermined concentration.
屋外に設置した室外機と、室内の壁などに設置した室内機とを冷媒管により接続し、室内機が設置された室内の空気を室内機内部のファンにより室内機に吸い込み、室内機内部の熱交換器にて熱交換させて発生した冷気または暖気を室内に戻して室内を快適な温度環境に維持する分離型空気調和機が普及している。 The outdoor unit installed outdoors and the indoor unit installed on the indoor wall are connected by a refrigerant pipe, and the indoor air in which the indoor unit is installed is sucked into the indoor unit by the fan inside the indoor unit. 2. Description of the Related Art Separable air conditioners are widely used in which cold air or warm air generated by heat exchange in a heat exchanger is returned to the room to maintain the room in a comfortable temperature environment.
しかし、従来の一般的な空気調和機においては、冷/暖房効果を損ねる換気を行うことは考慮されておらず、換気設備は備えられていない。したがって、そのような空気調和機による空調運転が長時間行われると、室内空気が汚れるので定期的に窓などを開放して室内空気を排出し、新鮮な外気を取り入れる換気をする必要がある。 However, in a conventional general air conditioner, ventilation that impairs the cooling / heating effect is not considered, and ventilation equipment is not provided. Therefore, when the air conditioning operation by such an air conditioner is performed for a long time, since the indoor air is contaminated indoor air is discharged by opening the like regularly window, it is necessary to ventilation incorporate fresh outside air.
そのため、例えば二酸化炭素濃度センサモジュールと、空気調節制御モジュールと、空気調節機構とからなり、空気調節制御モジュールは、二酸化炭素濃度センサモジュールで測定した二酸化炭素濃度が所定以上の最大値に達したと判定したときに、空気調節機構を駆動して新鮮な外気を密閉空間に取り入れて二酸化炭素濃度を下げ、二酸化炭素濃度センサモジュールで測定した二酸化炭素濃度が所定以下の最小値に達したと判定したときに、外気の密閉空間への取り入れを終了する空気品質調節装置を備えた空気調和機(例えば、特許文献1参照。)が提案されている。
しかし、特許文献1において提案された空気中の二酸化炭素濃度を計測する装置では、空気を強制的に動かす空気調和機に適用したときには二酸化炭素の濃度が必ずしも精度良く測定することができないと云った問題点があった。そのため、空気調和機における換気のタイミングが正確に把握できるように、空気の移動があっても二酸化炭素濃度を高精度で計測できるようにする必要があり、それが解決すべき課題となっていた。 However, the apparatus for measuring the carbon dioxide concentration in air proposed in Patent Document 1 cannot be used to accurately measure the concentration of carbon dioxide when applied to an air conditioner that forcibly moves air. There was a problem. Therefore, as the timing of the ventilation in the air conditioner can be accurately grasped, it is necessary to ensure that the carbon dioxide concentration even movement of the air can be measured with high precision, it has been a problem to be solved .
本発明は上記従来技術の課題を解決するため、室内機に空気中の二酸化炭素の濃度を計測するガスセンサを備えた空気調和機において、ガスセンサが計測した二酸化炭素濃度を室内機の熱交換器で冷媒と熱交換する室内空気の風速に基づいて補正し、補正後の二酸化炭素濃度に基づいて制御信号を出力する制御器を備えることを主要な特徴とするものである。 Since the present invention is to solve the problems of the prior art, the air conditioner having a gas sensor for measuring the concentration of carbon dioxide in the air to the indoor unit, the carbon dioxide concentration of the gas sensor was measured in the heat exchanger of the indoor unit The main feature is that it includes a controller that corrects based on the wind speed of the indoor air that exchanges heat with the refrigerant and outputs a control signal based on the corrected carbon dioxide concentration.
本発明によれば、室内空気に含まれる二酸化炭素の濃度を高い精度で把握することができるので、最適なタイミングで換気手段を起動して室内を換気することができる。 According to the present invention, since the concentration of carbon dioxide contained in room air can be grasped with high accuracy, the ventilation means can be activated and the room can be ventilated at an optimal timing.
ガスセンサが計測した室内空気中の二酸化炭素濃度を制御器が室内機の熱交換器で冷媒と熱交換する室内空気の風速に基づいて補正し、制御器が補正後の二酸化炭素濃度に基づいて出力する制御信号により、少なくとも室内空気の室外への排出、室外空気の室内への取り込みの何れかが可能に設けた換気手段の運転を制御するようにした空気調和機。 The gas sensor is corrected based on the wind speed of the indoor air controller the carbon dioxide concentration in the room air measured to refrigerant heat exchange in the heat exchanger of the indoor unit, the controller is output based on the carbon dioxide concentration after correction An air conditioner that controls the operation of a ventilation means that is capable of at least either discharging indoor air to the outside or taking in outdoor air into the room by a control signal.
本発明の一実施例を図1〜図4に基づいて説明する。分離型の本発明の空気調和機は、室外に設置される室外機(図示せず)と、この室外機と冷媒管18により接続されて室内の壁に設置される壁掛型室内機(以下、室内機と略す。)1とで構成され、室外機と室内機1とを冷媒が循環するように構成されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Separate type air conditioner of the present invention is an outdoor unit that is installed outdoors (not shown), the outdoor unit and are connected by a
室内機1は、背面側の後ケース2と、前面と上面に室内空気の吸込口3Aが開設されて後ケース2の前側に着脱可能に設けられた前ケース3とからなる本体ケース4を備え、その本体ケース4の下部側には空気の吹出口4Aが設けられると共に、本体ケース4内には室内の空気を加熱/冷却する熱交換器5が設置されている。
The indoor unit 1 includes a main body case 4 including a rear case 2 on the back side, and a front case 3 provided with a
熱交換器5は、放熱フィンを貫通して蛇行して配管された伝熱管6の内部を冷媒が通過する際に管外の空気と熱交換することにより、冷房/除湿運転時に冷却器として機能し、暖房運転時には加熱器として機能するものである。
The
また、本体ケース4の内部には、熱交換器5で取り囲まれるように送風ファン7が設けられ、この送風ファン7により室内の空気が前ケース3の前面と上面の吸込口3Aから吸い込まれ、熱交換器5で伝熱管6内を流れる冷媒と熱交換して加熱/冷却され、冷風/温風となって本体ケース4の吹出口4Aから室内に吹き出して循環する。
In addition, a
また、熱交換器5の下側には、熱交換器5で結露して滴下するドレン水を溜めて排出するためのドレンパン8が設けられ、前ケース3と熱交換器5との間にはエアフィルタ9(図1では省略)が設けられ、本体ケース4下部の吹出口4Aには風向変更器14が設けられて、吹き出す空気の向きが自在に設定できるように構成されている。
Further, on the lower side of the
また、図示しない室外機に備えられている圧縮機の運転、送風ファン7を駆動する図示しないファンモータの運転などを制御するための電装部10が、本体ケース4の片側部に区画して内蔵されている。
Further, operation of the compressor provided in the outdoor unit, not shown, is the
12は、室内空気を室外(屋外)に排気して室内機1が設置されている室内を換気するための換気用室内ファンであり、熱交換器5の前方に設置されている。具体的には、熱交換器5の前面部分に着脱可能に装着された、熱伝導率がアルミニウムや鉄などの金属より格段に小さい樹脂製の格子状台座11の上に載せて取り付けられている。
12 is a ventilation indoor fan for ventilating the room where the indoor unit 1 by exhausting the room air to the outdoor (outdoor) is installed, is installed in front of the
この換気用室内ファン12と換気管19を介して連結される換気用室外ファン15は、室外に設置されている。具体的には、室内機1が取り付けられている家屋の外壁(図示せず)の外面に換気用室外ファン15は設置される。例えば、換気管19の一端に換気用室外ファン15の吹出口15Bが接続されて、換気用室外ファン15が垂設されている。
The ventilation
換気用室内ファン12と換気用室外ファン15は、厚みの薄い略円筒形状のファンケース内にモータとシロッコファンとが収容された構造のもが使用できる。この構造のファンは薄くすることが可能であるので、小型化が要求される室内機1に収容することが容易であるし、屋外に設ける場合は目立たないので、美観上好ましいものとすることができる。
As the ventilation
そして、換気用室内ファン12の吹出口12Bと換気用室外ファン15の吹出口15Bとが換気管19により連結されているので、換気用室内ファン12を起動すると、室内機1が設置されている室内の空気は換気用室内ファン12のファンケースの片面に開設された円形の吸込口12Aより吸い込まれ、吹出口12Bから換気管19を経由して換気用室外ファン15に吹出口15Bから入り、ファンケースの片面に開設された円形の吸込口15Aより吹き出る。したがって、換気用室内ファン12を運転することにより、室内機1が設置されている室内の汚れた空気を室外に排出して室内を換気することができる。
And since the
一方、屋外に設置された換気用室外ファン15を起動すると、屋外の空気は換気用室外ファン15の吸込口15Aより吸い込まれ、吹出口15Bから換気管19を経由して換気用室内ファン12に吹出口12Bから入り、吸込口12Aより室内機1の内部に吹き出て、熱交換器5の側に送風ファン7が運転中であれば室内空気と共に吸い込まれ、熱交換器5で伝熱管6を流れる冷媒と熱交換して加熱/冷却されて下部の吹出口4Aから室内空気と共に室内に吹き出る。したがって、換気用室外ファン15を運転することにより、室内機1が設置されている室内に新鮮な外気を取り込んで室内を換気することができる。
On the other hand, when the
すなわち、換気用室内ファン12、換気用室外ファン15の何れを運転しても、室内機1が設置されている室内の換気を行うことができる。
That is, it is possible to ventilate the room in which the indoor unit 1 is installed by operating either the ventilation
また、室内機1には空気中の二酸化炭素濃度を計測するためのガスセンサ20が設けられている。このガスセンサ20は、送風ファン7の運転により前ケース3の吸込口3Aから室内機1の内部に吸い込まれ、熱交換器5に向かって流れている室内空気に含まれる二酸化炭素の濃度が計測できるように、換気用室内ファン12とは離れた側で格子状台座11に装着されている。
The indoor unit 1 is provided with a
ガスセンサ20としては、例えば図3に示したようにステンレス鋼製の金網21、ゼオライト22、不織布23がフィルタとして上部開口24側に配置されたフィルタキャップ25の中央部分にガス感知部26を配置し、上部開口24からガス感知部26に至る過程で塵埃や、CO、アルコールなどの異物が金網21、ゼオライト22、不織布23によりろ過され、吸着されるように形成されたガスセンサが使用される。
The
なお、ガス感知部26としては、予め酸化ルテニウムヒータが印刷された基板に、ナトリウムイオン伝導体(NASICON)を搭載して作製されたものが使用される。そして、このガス感知部26は、図4に示したように例えば所定の5Vのヒータ電圧Vh29が印加されて発熱するヒータ27により所定の温度、例えば400℃に保持され、その高温のガス感知部26に二酸化炭素が接触して各電極で起こる電気化学反応により電極b−c間に生じる起電力の変化量を、増幅器28を介して出力電圧Vo30に増幅して計測し、空気中の二酸化炭素の濃度を検出するものである。
In addition, as the
したがって、このガスセンサ20は、計測中はガス感知部26が常時所定の温度に加熱・保持されている必要があるが、本発明の空気調和機ではガスセンサ20は熱交換器5の前方に設置されているため、送風ファン7の運転により前ケース3の吸込口3Aから室内機1に吸い込まれる室内空気の影響を受けて温度が低下する。
Therefore, the
すなわち、ガスセンサ20は、例えば−10〜50℃の動作保証環境ではヒータ27に所定の5Vのヒータ電圧Vhを印加してヒータ27の通電加熱を行うと、ガス感知部26は所定の400℃になる。しかし、その状態で風が吹き、30℃程度の空気が吹き付けられても、ガス感知部26の温度は急激に下がり、空気中の二酸化炭素濃度を精確に計測することができなくなる。
That is, the
そのため、室内空気中の二酸化炭素濃度を種々変えて、本体ケース4の下部側の吹出口4Aから室内空気が全く吹き出ていないときと、室内空気の吹出速度レベルが大(H)、中(M)、小(L)などとリモコンなどにより設定した時の出力電圧Vo30を計測し、風速レベル大(H)、中(M)、小(L)のときに計測した出力電圧Vo30に対する補正値を予め決定し、それぞれをΔ1、Δ2、Δ3とし、電装部10に内蔵されている図示しない制御器において、ガスセンサ20の出力電圧Vo30に計測時の風速レベルに対応する補正値Δiを加え、その値に基づいて空気中の二酸化炭素濃度N(ppm)を求め、その値が例えば1500ppm(可変)より高いときには制御器から所要の制御信号を出力して、換気用室内ファン12、換気用室外ファン15の何れか、または両方の換気用ファンを交互に運転して、室内機1が設置されている室内の換気を行うように構成されている。
Therefore, when the carbon dioxide concentration in the room air is variously changed and no room air is blown out from the outlet 4A on the lower side of the body case 4, the blowout speed level of the room air is large (H), medium (M ) measures the output voltage Vo30 when set by etc. the remote small (L), the wind speed level University (H), medium (M), the correction value for the output voltage Vo30 measured at small (L) determined in advance, respectively .DELTA.1, Delta] 2, and [Delta] 3, in the control device (not shown) is incorporated in the
そして、換気運転中にガスセンサ20の出力電圧Vo30に計測時の風速レベルに対応する補正値Δiを加算し、その値に基づいて演算して求めた空気中の二酸化炭素濃度N(ppm)が、例えば1000ppm(可変)より低くなったときには、制御器から所要の制御信号を出力して運転中の換気用室内ファン12または換気用室外ファン15を停止させて換気を停止するように構成されている。
Then, the correction value Δi which corresponds to the wind speed level during the measurement the output voltage Vo30 of the
したがって、本発明の空気調和機においては、送風ファン7により室内空気を前ケース3の吸込口3Aから吸い込んで熱交換器5で加熱/冷却し、下部側の吹出口4Aから冷風/温風を吹き出す空調運転中も、空気中の二酸化炭素濃度Nを精確に計測することができるので、タイミング良く換気用室内ファン12、換気用室外ファン15の何れかを運転して、室内機1が設置されている室内の換気を行うことができる。
Therefore, in the air conditioner of the present invention, the
なお、屋外の冷媒管18は、矩形状の箱型に形成された冷媒管カバー16により被覆されて保護されている。そして、この冷媒管カバー16を利用して、換気用室外ファン15もこの冷媒管カバー16内に収容されている。
The
また、冷媒管カバー16の前面部には、換気用室外ファン15の吸込口15Aに対応するスリット構造やフィルタ構造の吸込口16Aが形成され、塵埃などの異物を多量に吸い込まないようにフィルタの役目をしている。
In addition, a slit structure or a filter
これにより、換気用室外ファン15が風雨や塵埃から保護され、また悪戯などで損傷することもないし、換気用室外ファン15が冷媒管カバー16で隠され露顕しないので、美観的にも優れたものとなる。
As a result, the ventilation
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。 In addition, since this invention is not limited to the said embodiment, various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not deviate from the meaning as described in a claim.
例えば、ヒータ27に印加するヒータ電圧Vh29の変動についても保障するため、電圧計を設置してヒータ27に印加されているヒータ電圧Vh29を計測し、その計測電圧に基づいて出力電圧Vo30を補正し、補正後の出力電圧に基づいて空気中の二酸化炭素濃度Nを求めるよぅに、電装部10に内蔵している制御器を構成することも可能である。
For example, in order to ensure also fluctuation of the heater voltage Vh29 applied to the
さらに、ガスセンサ20により計測した空気中の二酸化炭素濃度Nに対する、電装部10に内蔵している制御器における補正は、リモコンなどにより設定される風速レベルに基づいて行うのではなく、ガスセンサ20に寄せて風速センサを設け、その風速センサが計測する実際の風速値に基づいて補正するように構成されても良い。
Furthermore, for the carbon dioxide concentration N in the air measured by the
また、電装部10に内蔵している制御器は、ガスセンサ20により空気中の二酸化炭素濃度Nを計測して補正し、それをリモコンまたは室内機1にデジタル表示、あるいは換気が必要となる所定濃度を超えたときに警報表示を行うように設け、その表示を見た人がリモコンなどを適宜操作して、換気用室内ファン12、換気用室外ファン15の何れか、または両方の換気用ファンを交互に運転して、室内機1が設置されている室内の換気を行うように構成することも可能である。
The control unit with a built in
また、換気用室内ファン12と換気用室外ファン15とを設ける代わりに、正転/逆転の切替が可能な一つの換気用ファンを換気管19に設けるようにしても良いし、室内空気を排気するための排気管と、室外空気を室内に取り込むための給気管とを別々に設け、排気と給気とを同時に行なう換気が可能にすることも可能である。
Further, instead of providing the ventilation
さらに、図1に仮想線で示したように、通電時に紫外線を放射することのできる紫外線ランプなどを備えた紫外線照射部13を換気用室内ファン12に接近させて設け、換気用室外ファン15の運転により吸込口15Aから吸い込まれ、換気管19を経由して換気用室内ファン12の吸込口12Aから室内機1の内部に吹き出た外気に、紫外線照射部13から紫外線を照射して滅菌し、その滅菌された外気が本体ケース4の下側の吹出口4Aから室内に吹き出るように構成することも可能である。
Further, as shown in phantom in FIG. 1, it provided the
なお、上記のように換気用室内ファン12の傍に紫外線照射部13を設け、換気用室内ファン12の吸込口12Aから吹き出た外気に紫外線を照射して滅菌するときには、吸込口12Aから吹き出た外気を紫外線照射部13に案内するために、吸込口12Aを適宜のファンカバーにより覆って紫外線照射部13に至る風路を作ることが好ましい。
In addition, when the
1 室内機
2 後ケース
3 前ケース
3A 吸込口
4 本体ケース
4A 吹出口
5 熱交換器
6 伝熱管
7 送風ファン
8 ドレンパン
9 エアフィルタ
10 電装部
11 格子状台座
12 換気用室内ファン
12A 吸込口
12B 吹出口
14 風向変更器
15 換気用室外ファン
15A 吸込口
15B 吹出口
16 冷媒管カバー
16A 吸込口
18 冷媒管
19 換気管
20 ガスセンサ
21 金網
22 ゼオライト
23 不織布
24 上部開口
25 フィルタキャップ
26 ガス感知部
27 ヒータ
28 増幅器
29 ヒータ電圧Vh
30 出力電圧Vo
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Indoor unit 2 Rear case 3
30 Output voltage Vo
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