JP2007285542A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機において、室内空間の全体にわたって快適性を損なうことなく、省電力化を図ること。
【解決手段】空気調和機５０は、同一室内空間１に複数設置された室内機３ａ〜３ｃと、複数の室内機３ａ〜３ｃを並列に接続する室外機７と、各室内機３ａ、３ｂ、３ｃに設けられた室内熱交換器への冷媒供給を調節する流量調節手段３１ａ〜３１ｃと、窓４から室内に入る日射量を検知する日射量センサ２と、日射量センサ２で検知した日射量に基づいて流量調節手段３１ａ〜３１ｃを制御する制御装置６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に係り、特に同一室内空間に複数設置した室内機を備える空気調和機に好適なものである。

従来の空気調和制御と照明装置の調光制御の連動制御システムは、特開２００５−３７１０９号公報（特許文献１）に記載のように、室内空間の窓から室内に入る日射量を検知する日射量センサと、日射量センサで検知した日射量によって室内空間の空気調和制御の設定温度を補正する空気調和制御手段と、日射量センサで検知した日射量によって室内照明の明るさを変化させる室内照明制御手段とを備えて構成されている。そして、窓から室内に入る日射量を検知する日射量センサにより検知した日射量に応じて空気調和制御手段の温度設定を一様に変化させている。日射量が多い場合は空気調和制御手段の設定温度を下げるとともに、同一検知センサの信号を受けて照明器具の調光度を連動して制御をするようになっている。

特開２００５−３７１０９号公報

上記特許文献１の従来技術では、室内空間に配置された１台の空気調和制御手段の設定温度を日射量に応じて変化させ室内空間全体の空調を調整しているため、窓側の日射の差込む領域における快適性は得られるが、窓から離れた日射の差込まない領域における快適性は損なわれる、という問題があった。

本発明の目的は、室内空間の全体にわたって快適性を損なうことなく、省電力化を図ることができる空気調和機を得ることにある。

前述の目的を達成するために、本発明は、同一室内空間に複数設置された室内機と、前記複数の室内機を並列に接続した室外機と、前記各室内機への冷媒供給量を調節する複数の流量調節手段と、窓から室内に入る日射量を検知する日射量センサと、前記日射量センサで検知した日射量に基づいて前記各流量調節手段を制御する制御装置とを備える構成にしたことにある。

係る本発明の好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記制御装置は、冷房運転時に、前記日射量センサで検知した日射量が多い場合に、前記窓から遠い室内機への冷媒供給量を低減するように前記流量調節手段を制御すること。
（２）前記制御装置は、暖房運転時に、前記日射量センサで検知した日射量が多い場合に、前記窓から近い室内機への冷媒供給量を低減するように前記流量調節手段を制御すること。
（３）前記制御装置は、前記日射量センサで検知した日射量に基づいて、前記各流量調節手段を制御すると共に前記各室内機からの吹出し風量を制御すること。
（４）前記制御装置は前記日射量センサで検知する日射量に対応した前記室内機への冷媒供給量の設定値を手動で入力可能な設定器を備えていること。
（５）前記制御装置は、前記日射量センサで検知した日射量に基づいて、室内照明の明るさを変化するように制御すること。

本発明の空気調和機によれば、室内空間の全体にわたって快適性を損なうことなく、省電力化を図ることができる。

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の空気調和機を図１から図４を用いて説明する。

まず、本実施形態の空気調和機について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態の空気調和機を設置した状態を示す図、図２は図１の空気調和機の制御系を示す図である。

空気調和機５０は、図１に示すように、同一室内空間１に複数設置された室内機３ａ〜３ｃと、複数の室内機３ａ〜３ｃを並列に接続する室外機７と、各室内機３ａ、３ｂ、３ｃに設けられた室内熱交換器への冷媒供給を調節する流量調節手段３１ａ〜３１ｃと、窓４から室内に入る日射量を検知する日射量センサ２と、日射量センサ２で検知した日射量に基づいて流量調節手段３１ａ〜３１ｃを制御する制御装置６とを備える。制御装置６は室内空間１の壁面などに設置される。複数の室内照明５ａ〜５ｃは、室内空間１の天井面に適宜間隔で設置されている。なお、本実施形態の空気調和機５０は、例えばスーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの不特定多数の人がいる室内空間１に設置される。

室内空間１において、左側面の壁には大きな窓４が備えられ、窓４の日射量（輻射熱量）が検知できる日射量センサ２が取り付けられている。日射量センサ２で検出した日射量情報は、制御装置６に入力される。

複数の室内機３ａ〜３ｃは、室内空間１の天井面に適宜間隔で吊架され、室内空間１の適宜領域を分担して冷房または暖房などの空調を行う。各室内機３ａ、３ｂ、３ｃは、室内ファン９ａ〜９ｃ（図２参照）、室内熱交換器、及び室内温度センサ１４を内蔵しており、中央吸込口より室内空気を吸込み、室内熱交換器と熱交換させて冷却または加熱し、冷却または加熱した空気を周縁吹出し口より室内に吹出すようになっている。

複数の室内機３ａ、３ｂ、３ｃは冷媒配管８を介して１台の室外機７に並列に接続されている。各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、膨張弁などで構成され、各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへの入口側冷媒配管８にそれぞれ接続されている。なお、各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃは各室内機３ａ、３ｂ、３ｃに内蔵されていてもよい。室外機７は、圧縮機１０（図２参照）、四方弁１１（図２参照）、室外熱交換器、室外ファン１２（図２参照）、室外温度センサ１５などを内蔵している。

冷凍サイクルは、圧縮機１０、四方弁１１、室外熱交換器、流量調節手段３１ａ〜３１ｃ、室内熱交換器などを冷媒配管８で接続することにより構成されている。

制御装置６は、図２に示すように、設定器１３による指令、室内温度センサ１４による検知温度、室外温度センサ１５による検知温度、日射量センサ２による日射量などの指令情報や検知情報に基づいて、圧縮機１０、四方弁１１、流量調整装置３１ａ〜３１ｃ、室外ファン１２、室内ファン９などを制御する。

具体的には、制御装置６は、冷房運転時に、日射量センサ２で検知した日射量が多い場合に、窓４から遠い室内機３ｃへの冷媒供給量を低減するように流量調節手段３１ｃを制御すると共に、暖房運転時に、日射量センサ２で検知した日射量が多い場合に、窓４に近い室内機３ａへの冷媒供給量を低減するように流量調節手段３１ａを制御する。

また、制御装置６は、日射量センサ２で検知した日射量に基づいて、各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃの制御と共に各室内機３ａ、３ｂ、３ｃからの吹出し風量の制御を行う。

さらに、制御装置６は、日射量センサ２で検知する日射量に対応した各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへの冷媒供給量の設定値を手動で入力可能な設定器１３を備えている。この設定器１３を用いることによって、空気調和機５０の設置場所の状況に応じて、現地で制御装置１６の制御パラメータの入力または補正を作業者が簡単に行うことができるので、より適切な快適性と省電力性を有する制御が可能となる。

次に、空気調和機５０の動作について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は図１の空気調和機の暖房運転時における日射量増加の際の冷媒流量比の変化例を示す図、図４は図１の空気調和機の冷房運転時における日射量増加の際の冷媒流量比の変化例を示す図である。

空気調和機５０の暖房運転時には、圧縮機１０、室内熱交換器、室外熱交換器、圧縮機１０の順に冷媒を流し、室内熱交換器で室内空気を加熱し、室外熱交換器で室外空気から吸熱する。

図３において、そのパターン１は、暖房運転時において、日射量があまり多くない状態、例えば曇りの状態における各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへの各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃの冷媒流量比の例を示す。この図３のパターン１では、各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへの冷媒供給量を制御する各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、均一の冷媒流量を各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへ供給するように制御されている。

図３のパターン２は、暖房運転時において、パターン１の状態よりも日射量が増加した状態、例えば晴天の状態における各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへの各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃの冷媒流量比の例を示す。この図３のパターン２では、窓４に近い室内機３ａへの流量調節手段３１ａの冷媒流量比を最も少なくしている。具体的には、窓４に最も近い室内機３ａへの流量調節手段３１ａの冷媒流量比を最も少なくし、その次に近い室内機３ｂへの流量調節手段３１ｂの冷媒流量比をその次に少なくし、窓４から最も離れた室内機３ｃへの流量調節手段３１ｃの冷媒流量比を低減しないものである。

このとき、各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃの冷媒流量比は、室内空間１内部における各室内機３ａ、３ｂ、３ｃのレイアウトによって、制御装置６の設定器１３により手動で設定することができる。また、図３のパターン２の代わりに、窓４に最も近い室内機３ａを停止させることにより、冷媒流量比を流量調節手段３１ａは０％とし、残りの流量調節手段３１ｂ、３１ｃは１００％としてもよい。

図３に示すパターン１とパターン２は、日射量センサ２で検出した日射量に応じて切り換えることにより、室内空間１の全体の快適性向上と空気調和機５０の省電力化を図ることができる。

一方、空気調和機５０の冷房運転時には、圧縮機１０、室外熱交換器、室内熱交換器、圧縮機１０の順に冷媒を流し、室外熱交換器で室外空気に放熱し、室内熱交換器で室内空気を冷却する。

図４において、そのパターン３は、冷房運転時において、日射量があまり多くない状態、例えば曇りの状態における各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへの各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃの冷媒流量比の例を示す。この図４のパターン３では、各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへの冷媒供給量を制御する各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、均一の冷媒流量を各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへ供給するように制御される。

図４のパターン４は、冷房運転時において、パターン３の状態よりも日射量が増加した状態、例えば晴天の状態における各室内機３ａ、３ｂ、３ｃへの各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃの冷媒流量比の例を示す。この図４のパターン４では、窓４から離れた室内機３ｃへの流量調節手段３１ｃの冷媒流量比を少なくしている。具体的には、窓４から最も離れた室内機３ｃへの流量調節手段３１ｃの冷媒流量比を最も少なくし、その次に離れた室内機３ｂへの流量調節手段３１ｂの冷媒流量比をその次に少なくし、窓に最も近い室内機３ａへの流量調節手段３１ａの冷媒流量比を低減しないものである。

このとき、各流量調節手段３１ａ、３１ｂ、３１ｃの冷媒流量比は、室内空間１内部における各室内機３ａ、３ｂ、３ｃのレイアウトによって、制御装置６の設定器１３により手動で設定することができる。また、図４のパターン４の代わりに、窓４から最も離れた室内機３ｃを停止させることにより、冷媒流量比を流量調節手段３１ｃは０％とし、残りの流量調節手段３１ａ、３１ｂは１００％としてもよい。

図４に示すパターン３とパターン４は、日射量センサ２で検出した日射量に応じて切り換えることにより、室内空間１の全体の快適性向上と空気調和機５０の省電力化を図ることができる。

本実施形態では、日射量センサ２で検出した日射量が多い場合、図３のパターン２では窓に近い室内機３ａの吹出し風量を少なくし、図４のパターン４では窓から遠い室内機３ｃの吹出し風量を少なくするように制御しているので、室内空間１の全体の快適性向上と空気調和機５０の省電力化を図ることができる。

また、日射量センサ２で検出した日射量が多い場合、日射の影響を受ける領域の室内温度が下がるように各室内機３ａ、３ｂ、３ｃを個別に運転制御すると共に、窓４に近い照明装置５ａの照光度を低減するように制御するようにしている。これにより、室内空間１の全体の快適性を向上しつつ、総合的な省電力効果を得ることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の空気調和機について図５を用いて説明する。図５は本発明の第２実施形態の空気調和機の据付状態の一部分を示す斜視図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、窓に最も近い室内機３ａとして室内空気を背面から吸込んで前面から吹出す天吊型室内機が用いられている。この室内機３ａは吹出し口３２から吹きだす空気の方向を制御する風向制御手段３３を備え、日射量センサ２で検出した日射量に応じて吹出し空気の方向を制御することにより、室内空間１の快適性向上と空気調和装置の省電力化を図っている。具体的には、風向制御手段３３は、日射量の少ない場合は、室内空間１に均一に空気が吹きだすように制御される。日射量が多い場合は、暖房設定時であれば窓４に近い領域への送風量を減少させ、冷房設定時であれば窓４から離れた領域への送風量を減少させるように制御される。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の空気調和機について図６を用いて説明する。図６は本発明の第３実施形態の空気調和機の据付状態の一部分を示す斜視図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第３実施形態では、窓に最も近い室内機３ａとして複数の吹出し口３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを備えた天井埋め込み型室内機が用いられている。日射量センサ２で検出した日射量に応じて各吹出し口３２を開閉制御することにより、室内空間１の快適性向上と空気調和機５０の省電力化を図ることができる。具体的には、各吹出し口３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、日射量の少ない場合は、室内空間１に均一に空気が吹きだすように吹出し口３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを全て開く。日射量が多い場合、暖房設定時であれば、窓４に近い吹出し口３２ａを閉じて、それ以外の吹出し口３２ｂ、３２ｃ、３２を開くように制御され、冷房設定時であれば、窓４から離れた吹出し口３２ｃを閉じて、それ以外の吹出し口３２ａ、３２ｂ、３２ｄを開くように制御される。

本発明の第１実施形態の空気調和機を設置した状態を示す図である。 図１の空気調和機の制御系を示す図である。 図１の空気調和機の暖房運転時における日射量増加の際の冷媒流量比の変化例を示す図である。 図１の空気調和機の冷房運転時における日射量増加の際の冷媒流量比の変化例を示す図である。 本発明の第２実施形態の空気調和機の据付状態の一部分を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態の空気調和機の据付状態の一部分を示す斜視図である。

符号の説明

１…室内空間、２…日射量センサ、３ａ〜３ｃ…室内機、４…窓、５ａ〜５ｃ…照明装置、６…制御装置、７…室外機、８…冷媒配管、９ａ〜９ｃ…室内ファン、１０…圧縮機、１１…四方弁、１２…室外ファン、１３…設定器、１４…室内温度センサ、１５室外温度センサ、３１ａ〜３１ｃ…流量調節手段、３２ａ〜３２ｄ…吹出し口、３３…風向制御手段、５０…空気調和機。

Claims (6)

1. 同一室内空間に複数設置された室内機と、
   前記複数の室内機を並列に接続した室外機と、
   前記各室内機への冷媒供給量を調節する複数の流量調節手段と、
   窓から室内に入る日射量を検知する日射量センサと、
   前記日射量センサで検知した日射量に基づいて前記各流量調節手段を制御する制御装置とを備えることを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、前記制御装置は、冷房運転時に、前記日射量センサで検知した日射量が多い場合に、前記窓から遠い室内機への冷媒供給量を低減するように前記流量調節手段を制御すること特徴とする空気調和機。
3. 請求項１において、前記制御装置は、暖房運転時に、前記日射量センサで検知した日射量が多い場合に、前記窓から近い室内機への冷媒供給量を低減するように前記流量調節手段を制御すること特徴とする空気調和機。
4. 請求項１において、前記制御装置は、前記日射量センサで検知した日射量に基づいて、前記各流量調節手段を制御すると共に前記各室内機からの吹出し風量を制御することを特徴とする空気調和機。
5. 請求項１において、前記制御装置は前記日射量センサで検知する日射量に対応した前記室内機への冷媒供給量の設定値を手動で入力可能な設定器を備えていることを特徴とする空気調和機。
6. 請求項１〜５の何れかにおいて、前記制御装置は、前記日射量センサで検知した日射量に基づいて、室内照明の明るさを変化するように制御することを特徴とする空気調和機。
   

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