JP2006329626A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】給気・排気の切り換え可能な換気用送風機と室内外の環境を検知する手段を設けて、その検知結果に基づき給気又は排気を効率的に行なうことにより新鮮な室外空気を給気して室内汚染空気を低減する事を目的とする。
【解決手段】室内機と室外機とを有する空気調和機本体と、この本体に設けられ、一台の電動機で駆動されて室外空気の給気と室内空気の排気との切り換えが可能な換気用送風機と、この換気用送風機の通風路の一方の開口端が接続され、冷凍サイクルの冷媒配管等と共に、空気調和機が据え付けられる部屋の壁に設けられた壁穴に通される換気用ダクトと、換気用送風機の前記換気用ダクトに設けられ、結露を検知する環境検知手段とを備え、本体による暖房運転の際に、換気用送風機の給気運転の時に環境検知手段が検知すると換気用送風機が排気運転を行うことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、外気を室内に給気し、室内空気を室外に排出する換気装置を備えた空気調和機に関する。

一般的に、換気装置には、給気だけのものと、排気だけのものと、給気・排気同時のものとがある。給気だけのもの又は排気だけのものは給気・排気のどちらか一方だけとなり用途が限定される。
また、給気・排気同時のものは送風機を２台使用するため構成が複雑かつ装置が大型になる。
この送風機を２台使用した給気・排気同時の換気装置を搭載した空気調和機として、例えば、特開平１０−４７７３６号公報に開示されたものがある。これには、空調装置の具体的な構成が明確に記載されていないが、室外機と、室内機と、熱交換器を内蔵し室内の状態量の変動を抑制した給排気による換気を行うことができる熱交換換気装置とを有する空調装置が開示されている。
特開平１０−４７７３６号公報 特開平４−７３５３１号公報 特開平１０−７３２８２号公報 特開平１−３００１３０号公報 特開平１０−２７４４２５号公報 実願昭６１−７５８５９号公報 特開平２−２８７０３１号公報 特開平１１−３７４９１号公報 特開平１０−１０３７４３号公報 特開平１０−３１１５９０号公報

しかし、既に述べたように、送風機を２台使用した給気・排気同時の換気装置は、構成が複雑でかつ装置が大型になるという問題点があった。
このような送風機を２台使用した給気・排気同時の換気装置を、単純に空気調和機に組み込むと、空気調和機が複雑かつ大型になると共に、空気調和機用と換気装置用の二つのエアコン専用壁穴が必要になり据え付け工事が煩雑になるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解消するためになされたもので、冷凍サイクルを備えた空気調和機に、給気・排気の切り換え可能な換気用送風機と室内外の環境を検知する手段を設けて、その検知結果に基づき給気又は排気を効率的に行なうことにより新鮮な室外空気を給気して室内汚染空気を低減し、さらに外気冷房、配管の排熱等の利用により、空気調和機の省エネを簡単な構造と安価なコストで達成する事を目的とする。

この発明に係る空気調和機は、室内機と室外機とを有する空気調和機本体と、この本体に設けられ、一台の電動機で駆動されて室外空気の給気と室内空気の排気との切り換えが可能な換気用送風機と、この換気用送風機の通風路の一方の開口端が接続され、冷凍サイクルの冷媒配管等と共に、空気調和機が据え付けられる部屋の壁に設けられた壁穴に通される換気用ダクトと、換気用送風機の前記換気用ダクトに設けられ、結露を検知する環境検知手段とを備え、本体による暖房運転の際に、換気用送風機の給気運転の時に環境検知手段が検知すると換気用送風機が排気運転を行うことを特徴とする。

この発明に係る空気調和機は、上記構成により、暖房運転時の結露を抑制できる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１〜３は実施の形態１を示す図で、図１は換気用送風機の分解斜視図、図２は換気用送風機を備えた空気調和機の室内機の斜視図、図３は室内機の換気用送風機部分の断面図である。
図１において、１は換気用送風機、２は複数個のブレード３をその主板４の両端面に立設させたファン５を駆動する電動機とも呼ばれるモータ、６はモータ２の出力軸、７は出力軸６にファン５を固定する固定ナット、８は環状の通風路９を有し、ファン５を収納するケーシング、１０はケーシング８の通風路９の始端に開口した換気用送風機１の排気運転時の給気口（給気運転時の排気口）、１１は同終端に開口した排気運転時の排気口（給気運転時の給気口）、１２はモータ２をケーシング８に固定するモータカバー、１３は通風路９途中に設けたフィルタ、１４は室内外の温度、湿度、空気汚染度等の環境を検知する環境検知手段として用いられる環境センサである。

上記換気用送風機１を、セパレート式の空気調和機に組み込んだ一例を図２，３に示す。この例では、空気調和機の室内機の側部に換気用送風機１の軸方向が室内機１５の長手方向になるように取り付けられている。また、排気運転時の給気口１０が室内機１５の前面下部に、排気運転時の排気口１１が室内機１５の背面下部に位置している。そして、この排気口１１に換気用ダクト２１が接続されている。

図３において、２０は換気用送風機１のフィルタ１３近傍に設けられた空気遮断部材の一例である自動的に開閉可能な電動式のシャッタ、２１は換気用ダクト、２２は冷凍サイクルの冷媒配管、２３はドレンホース、２４は空気調和機の据付用の壁穴に取り付けるスリーブである。
なお、空気遮断部材はシャッタ２０に限られたものではなく、室内外の空気の連通を遮断するものであればどのようなものでもよい。

図２，３の例では、換気用送風機１を空気調和機の室内機に設けたものを示したが、これに限られたものではなく、換気用送風機１を空気調和機の室外機に設けても良い。

ファン５は渦流ファンで構成され、複数個のブレード３をその主板４の両端面に立設させる事により幅の薄いファンになっている。
なお、室内空気の排気運転時には、モータ２の駆動によりファン５が回動し、給気口１０から室内空気が給気されてケーシング８の通風路９に導入され、ファン５のブレード３と通風路９により徐々に昇圧されて排気口１１より換気用ダクト２１へ放出される。

本実施の形態による空気調和機は、換気用送風機１の通風路９途中に設けた環境センサ１４にて検知された環境状態に合わせた空調制御を行う。

換気用送風機１の通風路９途中に設けた環境センサ１４は、室内外の温度、湿度又は結露、雑ガス、ＣＯ2 ガス等の環境を検知するセンサである。

環境センサ１４が温度センサの場合、室内外の温度を検知する温度センサを通風路９途中に設けることにより室内外の温度が検知可能となる。
例えば、冷房時、室温より外気温が下がったら、換気用送風機１の運転を給気に切り換えて省エネ運転を行う。そして室温が設定温度に近づいたら、冷房運転を停止し換気用送風機１の給気運転のみ切り換え室内の冷え過ぎを防止する。

また、外出時には冷凍サイクルを利用した冷房運転は行わないで消費電力の少ない換気用送風機１のみ運転する。その場合、日中外気温が高い時は換気用送風機１を排気運転、夕方外気温が低下してきたら換気用送風機１を給気運転に自動的に切り換えることにより、換気用送風機１のみの運転によりある程度の室温上昇の抑制が可能になる。

次に、環境センサ１４として、室内外の湿度を検知する湿度センサを設けた場合を説明する。室内外の湿度を検知する湿度センサを設けることにより、例えば室内湿度が６０％以上になったら、自動的に換気用送風機１を排気運転とし室内空気を室外に排出する。また、室外湿度が６０％以上の時は自動的に換気用送風機１の換気運転をとめ、シャッタ２０を閉じて室内外の空気の流通を遮断する。

また、環境センサ１４として、湿度センサの代わりに結露センサを設けても良い。結露センサを用いることにより、特に冬場に換気用送風機１の給気運転時に結露しそうになったら結露センサが検知し、自動的に換気用送風機１の排気運転を行い、換気用ダクト２１の露付きを抑制することができる。なお、結露センサは換気用ダクト２１の外側の結露を検出するために、換気用ダクト２１の外側に取り付けられる。

また、環境センサ１４として、換気用送風機１の通風路９途中に室内外の雑ガス、特にたばこのけむりを検知する雑ガスセンサを設けても良い。雑ガスセンサを設けることにより、たばこのけむりを検知したら自動的に換気用送風機１の排気運転を行う。

なお、この雑ガスセンサは、たばこのけむり以外に都市ガス、アルコール、ガソリン、ＣＯ、建材等から発生する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、自動車からの排ガス（ＮＯＸ）等の室内外汚染物質も検知するが、花粉、ＣＯ2 、油煙、ニオイ、砂や綿ぼこり等は一般的に感知しない。

また、環境センサ１４に、主な室内汚染物質であるＣＯ2 センサを用いても良い。ＣＯ2 センサは人の呼吸で排出されるＣＯ2 ガス濃度を検出し、たとえば室内ＣＯ2 濃度１５００ＰＰＭ以上になったら自動的に換気用送風機１が排気運転するものである。
ただし、一般的なＣＯ2 センサはＣＯ2 ガス濃度に対してのみ変化するのではなく、温度又は湿度といった外乱の影響を受けたり、時間経過で抵抗値が上下に変動したりするのが一般的である。

雑ガスセンサやＣＯ2 センサでは検知しない花粉、油煙、ニオイ、砂や綿ぼこり等のガスを検知するセンサ、例えばほこりセンサでは室内外に浮遊するハウスダスト（アレルゲンを含む）、たばこの煙等を光学的に検知するセンサ、すなわち粒子に当たり反射する光の量を検知するものを用いても良い。

上述のセンサは、全て一つの機能を有するセンサについてのみ記述しているが、複数のセンサや複数の機能を複合させたセンサを設けてもよい。複数のセンサや複数の機能を複合させたセンサを用いることにより、例えば温度だけを検知するのではなく、湿度、雑ガス等室内外の複数の環境情報により空気調和機の制御が可能になる。

また、本実施の形態による換気機能を備えた空気調和機は、一つの壁穴に換気用ダクト２１と、冷凍サイクルの冷媒配管２２と、ドレンホース２３と、電気配線（図示せず）とを全て収納可能なため、空気調和機の廃棄時のリサイクル性にも優れる。
また、換気用ダクト２１にセンサを設置するため室内外に１個ずつセンサが必要なところを１個ですむため、この点でもリサイクル性に優れる。

この発明の実施の形態に係る空気調和機は、室内機と室外機とを有する空気調和機本体と、この本体に設けられ、一台の正転・逆転の切り換え可能な電動機で駆動されることにより、一つの通風路で室外空気の給気と室内空気の排気との切り換えが可能な換気用送風機と、この換気用送風機の通風路の一方の開口端が接続され、冷凍サイクルの冷媒配管等と共に、空気調和機が据え付けられる部屋の壁に設けられた壁穴に通される換気用ダクトと、室内および室外の環境を検知する環境検知手段とを備えたものである。

また、換気用送風機を室内機に設けたものである。

また、換気用送風機を室外機に設けたものである。

また、壁穴を一つ設けたものである。

また、環境検知手段を換気用送風機の通風路又は換気用ダクトに設けたものである。

また、環境検知手段を室内機及び室外機の少なくとも何れか一方に設けたものである。

また、環境検知手段を換気用送風機の通風路又は換気用ダクトと、室内機又は室外機とに設けたものである。

また、環境検知手段を室内又は室外の空気温度を検知する温度センサで構成したものである。

また、空気調和機の冷房運転時、温度センサで検出した室外温度が室内温度より下がったら換気用送風機の運転を給気に切り換え、さらに室内温度が設定値に近づいたら冷凍サイクルによる冷房運転は停止し、換気用送風機の給気運転のみとする制御手段を備えたものである。

また、室内の冷房が必要なシーズンにおける外出時、換気用送風機のみ運転して、外気温が所定値より高い時は排気運転、外気温が所定値より低い時は給気運転運転を行う制御手段を備えたものである。

また、環境検知手段を結露を検知する結露センサで構成したものである。

また、環境検知手段を室内又は室外の湿度を検知する湿度センサで構成したものである。

また、湿度センサを換気用ダクトに設け、湿度センサにより検出した室内外湿度値に応じて、換気用送風機を排気運転とし室内空気を室外に排出するか、又は換気用送風機を停止して、換気用送風機又は換気用ダクトに設けられた空気遮断部材により室内外の連通を遮断する制御手段を備えたものである。

また、環境検知手段をたばこ等の雑ガスを検知する雑ガスセンサで構成したものである。

また、環境検知手段をＣＯ2 を検知するＣＯ2 センサで構成したものである。

また、環境検知手段をほこり等を検知するほこりセンサで構成したものである。

また、環境検知手段を複数のセンサ又は複数の機能を複合させたセンサで構成したものである。

また、換気用送風機の通風路又は換気用ダクトに空気清浄用又は脱臭用等のフィルタを設けたものである。

この発明の実施の形態に係る空気調和機は、一台の正転・逆転の切り換え可能な電動機で駆動されることにより、一つの通風路で室外空気の給気と室内空気の排気との切り換えが可能な換気用送風機が小型であるから、換気用送風機を組み込んでも空気調和機が大型にならずコンパクトな換気機能を備えた空気調和機を提供できると共に、環境検知手段を備えたことにより迅速な換気用送風機の給気・排気の切り換え、省電力化、室内空気の汚染等の抑制が可能となる。

また、換気用送風機は、室内機又は室外機のどちらか都合の良い方に取付可能である。

また、換気用送風機の換気用ダクトを一つにできるので、換気用ダクトと空気調和機の冷媒配管等とを一つの壁穴に通すことができ、新たに他の壁穴を空ける必要がなく、換気機能付き空気調和機の据付性が向上する。

また、環境検知手段を換気用送風機の通風路又は換気用ダクトに設けたので、一つの環境検知手段で室内外の環境を検知することができる。

また、冷房運転時、室外温度が室内温度より下がったら換気用送風機の運転を給気に切り換え、さらに室内温度が設定値に近づいたら冷凍サイクルによる冷房運転は停止し換気用送風機の給気運転のみとすることにより、省電力化が図れる。

また、室内の冷房が必要なシーズンにおける外出時、換気用送風機のみ運転して、外気温が所定値より高い時は排気運転、外気温が所定値より低い時は給気運転運転を行うことにより、自動的に室内温度の上昇を抑制する。

また、湿度センサを換気用ダクトに設け、湿度センサにより検出した室内外湿度値に応じて、換気用送風機を排気運転とし室内空気を室外に排出するか、又は換気用送風機を停止して、換気用送風機又は換気用ダクトに設けられた空気遮断部材により室内外の連通を遮断するので、室内湿度を所定値以下にすることができ、快適な生活空間が得られる。

また、たばこ等の雑ガスを検知する雑ガスセンサを換気用送風機の通風路又は換気用ダクトに設けることにより、たばこ等の汚染物質を検知し、自動的に排気運転を行うことができる。

また、ＣＯ2 を検知するＣＯ2 センサを換気用送風機の通風路又は換気用ダクトに設けることにより、室内のＣＯ2 濃度を減少させることができる。

また、環境検知手段を複数のセンサ又は複数の機能を複合させたセンサで構成することにより、例えば温度だけを検知するのではなく、湿度、雑ガス等室内外の複数の環境情報により空気調和機の制御が可能になる。

また、換気用送風機の換気用ダクトを複数設けて、空気清浄フィルタや脱臭フィルタ等のフィルタを換気用ダクト内に設置すれば、空気調和機の騒音を低く抑えることができる。

実施の形態２．
図４は実施の形態２を示す図で、空気調和機の室内機が部屋に据え付けられた状態を示す斜視図である。図において、１６は換気機能と除湿機能とを有する空気調和機の室内機、１７は室内外の空気を入れ替える換気用ダクトと、液管とガス管を含む冷媒配管と、ドレンホースと、電気配線とが一体となるようにテープ仕上げした配管処理部、１８はこの配管処理部１７を室外に出すための第１の壁穴であるエアコン専用壁穴である。

実施の形態１における図１では、環境センサ１４に湿度センサを用いて換気のみ制御を行なうものを示したが、本実施の形態は換気だけではなく、換気と除湿を同時にできるものである。換気と除湿を同時に行うことにより、換気単独の場合よりも早く除湿を行うことができる。

また、実施の形態１では、換気用ダクト２１に環境センサ１４を設けているが、室内機１６にこのセンサを設けても良い。このセンサが、例えば湿度センサの場合、室内機１６の湿度センサにより検出した室内湿度が６０％以上になったら自動的に換気用送風機１により排気運転を行う。

また、室内機１６ではなく、室外機（図示せず）に環境センサ１４を設けても良い。このセンサが、例えば湿度センサの場合、室外湿度が６０％以上になったら自動的に換気用送風機１による換気運転を停止し、シャッタ２０を閉じて室内外の空気の流通を遮断する。

また、室内機１６と室外機の両方に環境センサ１４があっても良いし、換気用ダクト２１の環境センサ１４と、室内機１６の環境センサ１４又は室外機の環境センサ１４との組合せで空気調和機の制御を行なっても良い。

この発明の実施の形態に係る空気調和は、本体は除湿機能を有し、湿度センサを換気用ダクトに設け、湿度センサにより検出した室内外湿度値に応じて、本体による除湿運転と換気用送風機による排気運転とを同時に行うか、又は本体による除湿運転及び換気用送風機の運転を停止して、換気用送風機又は換気用ダクトに設けられた空気遮断部材により室内外の連通を遮断する制御手段を備えたものである。

この発明の実施の形態に係る空気調和は、本体は除湿機能を有し、湿度センサを換気用ダクトに設け、湿度センサにより検出した室内外湿度値に応じて、本体による除湿運転と換気用送風機による排気運転とを同時に行うか、又は本体による除湿運転及び換気用送風機の運転を停止して、換気用送風機又は換気用ダクトに設けられた空気遮断部材により室内外の連通を遮断するので、換気のみの場合よりも早く除湿できる。

実施の形態３．
図５は実施の形態３を示す図で、空気調和機の室内機が部屋に据え付けられた状態を示す斜視図である。実施の形態１においては、換気用ダクト２１を空気調和機を据え付ける際に設けた一つの壁穴に収納したが、本実施の形態では、図５に示すようにこの第１の壁穴であるエアコン専用壁穴の他にさらにもう一つ第２の壁穴を設け、二つの壁穴を利用して換気用ダクト２１を設けるようにして換気量を２倍以上にしたものである。

図５において、２５は換気機能を備えた空気調和機、１７は室内外の空気を入れ替える換気用ダクトと、液管とガス管を含む冷媒配管と、ドレンホースと、電気配線とが一体となるようにテープ仕上げした配管処理部、１８はエアコン専用壁穴、１９は追加した第２の壁穴で、この第２の壁穴１９にも換気用ダクト２１が設けられている。
具体的には、例えば換気用ダクト２１を第２の壁穴１９に設け、その他の冷媒配管２２等をエアコン専用壁穴１８に設ける方法や、換気用ダクト２１を途中から分岐させて主たる部分を第２の壁穴１９に設け、他の部分を冷媒配管２２等と共にエアコン専用壁穴１８に設ける方法等が考えられる。

エアコン専用壁穴１８（例えば、φ６５又はφ７５）一つだけでは換気量を多くすることが難しいが、もう一つの第２の壁穴１９を設ければ、換気量を２倍以上に増やすことが可能になり、騒音値についても裕度が生じることから、空気清浄フィルタや脱臭フィルタ等のフィルタを換気用ダクト２１内に設置しても低騒音に抑えることが可能になる。
特にＬＤＫ（リビングダイニングキッチン）クラス以上の大きな部屋では換気量や騒音値が重要視されるので、本実施の形態のように二つの壁穴を有するものがそのような用途に適する。

なお、空気清浄フィルタは低圧損の虫よけフィルタでもよいし、静電フィルタ、脱臭フィルタ、室外の排ガス等の捕集するＮＯＸフィルタのようなものでも良い。これにより室内外のほこり、花粉、ＮＯＸ等の汚染物質を除去できる。

また、空気調和機を据え付ける際に部屋の壁に設ける壁穴は、二つの壁穴でなくてもよく、複数の壁穴を使用してもよい。

この発明の実施の形態に係る空気調和は、壁穴を複数設けたものである。

また、壁穴としてエアコン専用壁穴である第１の壁穴と、第２の壁穴とを有し、冷媒配管等を第１の壁穴に、換気用ダクトを第２の壁穴又は第１の壁穴及び第２の壁穴に設けたものである。

この発明の実施の形態に係る空気調和は、換気用送風機の換気用ダクトを複数にもできるので、換気量を２倍以上に増やすことが可能になり、騒音値についても裕度が生じる。

実施の形態１を示す図で、換気用送風機の分解斜視図である。 実施の形態１を示す図で、換気用送風機を備えた空気調和機の室内機の斜視図である。 実施の形態１を示す図で、室内機の換気用送風機部分の断面図である。 実施の形態２を示す図で、空気調和機の室内機が部屋に据え付けられた状態を示す斜視図である。 実施の形態３を示す図で、空気調和機の室内機が部屋に据え付けられた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 換気用送風機、２ モータ、３ ブレード、４ 主板、５ ファン、６ 出力軸、７ 固定ナット、８ ケーシング、９ 通風路、１０ 給気口、１１ 排気口、１２ モータ−カバー、１３ フィルタ、１４ 環境センサ、１５ 室内機、１６ 換気機能と除湿機能とを有する空気調和機の室内機、１７ 配管処理部、１８ エアコン専用壁穴（第１の壁穴）、１９ 第２の壁穴。

Claims (3)

1. 室内機と室外機とを有する空気調和機本体と、
   この本体に設けられ、一台の電動機で駆動されて室外空気の給気と室内空気の排気との切り換えが可能な換気用送風機と、
   この換気用送風機の通風路の一方の開口端が接続され、冷凍サイクルの冷媒配管等と共に、空気調和機が据え付けられる部屋の壁に設けられた壁穴に通される換気用ダクトと、
   前記換気用送風機の前記換気用ダクトに設けられ、結露を検知する環境検知手段とを備え、前記本体による暖房運転の際に、前記換気用送風機の給気運転の時に前記環境検知手段が検知すると前記換気用送風機が排気運転を行うことを特徴とする空気調和機。
2. 前記環境検知手段を室内又は室外の空気温度を検知する温度センサ、または室内外の湿度を検知する湿度センサ、または結露センサで構成したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 室内機と、
   この室内機に組み込まれてその側部に軸方向が前記室内機の長手方向になるように取り付けられ、以下の要素を有する換気用送風機と、
   ａ）複数個のブレードを主板の両端部に立設させたファン；
   ｂ）始端と終端とを有する環状の通風路内に前記ファンを収納するケーシング；
   ｃ）前記室内機の前面下部に位置し、前記通風路の始端に開口する排気運転時の給気口；
   ｄ）前記室内機の背面下部に位置し、前記通風路の終端に開口する排気運転時の排気口；
   ｅ）前記ファンを駆動する一台の正転・逆転の切り換え可能な電動機；
   ｆ）前記ケーシングの通風路に設けられる室内または室外の環境を検知する環境検知手段；
   ｇ）前記ケーシングの通風路に設けられるフィルタ；
   ｈ）このフィルタの近傍に設けられる空気遮断部材、
   前記換気用送風機の排気運転時の排気口が接続され、冷凍サイクルの冷媒配管等と共に、空気調和機が据え付けられる部屋の壁に設けられた壁穴に通される換気用ダクトとを備えたことを特徴とする空気調和機。

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