JP2010145010A

JP2010145010A - 床置き形空気調和機

Info

Publication number: JP2010145010A
Application number: JP2008322684A
Authority: JP
Inventors: Genki Otsuka; 元気大塚; Yasuyuki Arai; 康之新井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: CN101749803A; JP4698726B2; CN101749803B

Abstract

【課題】適切な空調制御を行うことができる空気調和機を得る。
【解決手段】吸込口３と吹出口６とを有する室内機１を備え、吸込口３から吸い込んだ室内空気を熱交換器で熱交換して吹出口６から室内へと吹き出す床置き形空気調和機１００であって、運転中には吹出口６を開放するとともに停止中は吹出口を閉塞するシャッター９と、シャッター９が吹出口６を開放すると露出され、シャッター９が吹出口６を閉塞すると隠蔽される輻射温度検知手段７０とを備え、輻射温度検出手段７０の検知結果に基づいて空調制御を行う。
【選択図】図２

Description

この発明は、輻射温度センサーを設けた床置き形空気調和機に関する。

従来より、検知した室内温度に応じて運転状態を制御する空気調和機が提案されている。このような空気調和機として、「上記温度検出手段が上記制御部のある制御室から該制御部の近傍における上記空気通路に突出して設けられてなる」ものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、「ダクトから吹出口にかけての通風路にファンを設け、吹出口の近傍に室内温度センサーを設け、この室内温度センサーの検知温度と設定温度との差に応じてファンの運転および速度を制御するとともに、室内温度センサーの検知温度が上記設定温度より所定値α（＞０）以上高くなるとファンを強制運転する」技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−３４３８９９号公報（第３頁、図１、図２）特開平１０−３１１５９２号公報（第２−５頁）

上記特許文献１に示された空気調和機においては、温度検知手段が検知した吸込み空気の温度に応じて送風機及び熱交換器を制御している。このため、室内ユニット周辺の吸込み空気と、室内ユニットから離れた場所の空気とに生じる温度ムラを解消するのが困難だった。また、室内機やリモコン等に表示されている設定温度と、ユーザーの体感温度との差が生じることがあった。

また、上記特許文献２に示された空気調和機では、温度センサーが検知した吹出口近傍の温度に応じてファンの運転を制御している。このため、吹出口近傍の空気と、室内ユニットから離れた場所の空気とに生じる温度ムラを解消するのが困難だった。また、室内機やリモコン等に表示されている設定温度と、ユーザーの体感温度との差が生じることがあった。また、温度センサーが汚れると正確な温度を検知できず、適切な空調制御を行うことができなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、適切な空調制御を行うことができる空気調和機を得るものである。

この発明に係る床置き形空気調和機は、吸込口と吹出口とを有する本体部を備え、前記吸込口から吸い込んだ室内空気を熱交換器で熱交換して前記吹出口から室内へと吹き出す床置き形空気調和機であって、運転中には前記吹出口を開放し、停止中は前記吹出口を閉塞するシャッターと、前記シャッターが前記吹出口を開放すると露出し、前記シャッターが前記吹出口を閉塞すると前記シャッターにより覆われる輻射温度検知手段とを備え、前記輻射温度検知手段の検出温度に基づいて空調制御を行うものである。

この発明に係る床置き形空気調和機は、輻射温度検知手段により室内の温度を検知することができる。そして、この検知結果に基づいて空調制御を行うので、適切な空調制御を行うことができる。また、輻射温度検知手段は、運転停止中にはシャッターにより覆われるので、運転停止中に塵埃が付着するのを防ぐことができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による空気調和機について、図１乃至図５により説明する。

図１乃至図５は実施の形態１を示す図で、図１は床置き形空気調和機１００を示す斜視図、図２は床置き形空気調和機１００の部分正面図（（ａ）はシャッター９を閉じた状態、（ｂ）はシャッター９を開いた状態）、図３は輻射温度センサー７０のセンサー部７０ａと駆動部７０ｂの斜視図、図４は冷媒回路の概略構成図、図５は床置き形空気調和機１００の運転動作を説明するフローチャートである。

図１において、床置き形空気調和機１００の室内ユニットである室内機１は、室内送風機５の回転により前面下方に設けた吸込グリル２の左右側面に開設した吸込口３（図１では片側２個）から、塵埃を除去するフィルター４を介して吸い込んだ室内空気を、図示しない内部の熱交換器により冷却あるいは加熱して上部の吹出口６（図１ではシャッター９で隠れている）から室内へと吹き出し、室内の冷房や暖房を行うものである。なお、本発明の本体部は、本実施の形態１の室内機１に相当する。

また、吹出口６の下と吸込グリル２の間に前面パネル７を備え、この前面パネル７の下部に床置き形空気調和機１００の運転を制御するコントローラー部８が設けられている。

そして、吹出口６には、上下に移動して吹出口６を開閉するシャッター９を備えている。図２（ａ）に示すように、シャッター９は、床置き形空気調和機１００の運転停止時には、図示しない昇降手段により上昇して前面パネル７とほぼ前面が同一面で吹出口６を閉じる。このようにすることで、意匠性がよく、また、吹出口６への異物の侵入を防ぐことができる。また、図２（ｂ）に示すように、シャッター９は、床置き形空気調和機１００を運転するときには、図示しない昇降手段により自動的に下降し、前面パネル７の後方に隠れて吹出口６を開く。

なお、図示しないが、シャッター９の昇降手段としては、シャッター駆動モーターと、シャッター駆動モーターの回転により上下するギアラックを用いることができる。そして、ギアラックをシャッター９の下部に連結し、シャッター駆動モーターを回転させることによってギアラック及びこれに連結されたシャッター９を昇降させる。

また、図２（ｂ）に示すように、吹出口６はルーバーユニット１０で覆われている。ルーバーユニット１０には、風向を上下に偏向する複数の水平ルーバー１０ａと、その後方に風向を左右に偏向する複数の垂直ルーバー（図示せず）が取り付けられている。この水平ルーバー１０ａと垂直ルーバーは、図示しないルーバー駆動装置により制御されて傾きを変えることができ、これによって吹出口６から吹き出す送風方向を使用者の好みに合わせて調節することができる。

また、図１に示す例では、吸込グリル２の吸込口３を左右両側面に設けて前方から見て目立たないようにしているので、シャッター９が閉じた状態では、図１、図２（ａ）に示すように室内機１の前面に凹凸が少なく見栄えが非常によいものが得られる。また、図２に示すように、シャッター９と前面パネル７の左右に、吸込グリル２の側面の前後幅と同じ幅のサイドカバー１３、１４を設けてさらに意匠性を高めている。

図２に示すように、吹出口６の上部で、室内機１の左右方向における略中央位置には、輻射温度センサー７０が設けられている。輻射温度センサー７０は、所定方向の床等の物体が輻射する赤外線を検知して物体の温度を検知する。また、後述する駆動部７０ｂにより駆動されて左右方向に回転し、検知方向を変化させることができる。
輻射温度センサー７０は、室内機１の運転停止時には、上昇したシャッター９の後方に隠れるとともに、室内機１の運転中には、シャッター９が下降することにより露出して温度検知を行う。このように室内機１の運転停止時には輻射温度センサー７０が隠れるようにすることで、輻射温度センサー７０のセンサー部７０ａへの埃の付着を防止し、塵による温度検知精度の低下やセンシング動作への影響を防ぐことができる。
また、輻射温度センサー７０は、図示しない配線によりコントローラー部８に接続されており、検知結果をコントローラー部８へ出力する。

図３は、輻射温度センサー７０の要部斜視図であり、センサー部７０ａに駆動部７０ｂを取り付けた状態の一例を示している。センサー部７０ａは、駆動部７０ｂにより駆動されて、左右方向に振り角分の回転が可能である。輻射温度センサー７０は、図３に示す視野角の範囲の輻射温度を検出することができ、また、センサー部７０ａを左右に回転させることにより、複数方向の輻射温度を検知することができる。このように駆動部７０ｂによりセンサー部７０ａのセンサー方向を変えることにより、輻射温度センサー７０の設置位置や室内機１の設置位置にかかわらず、最適な方向の温度検知を行うことができる。
なお、図３に示した輻射温度センサー７０の構成は一例であり、輻射温度を検知できるものであればよい。例えば、上下方向の首振り機構を持つセンサー、上下左右方向の首振り機構を持つセンサーなどを用いることもできる。

ここで、輻射温度センサー７０を用いることの利点について述べる。輻射温度センサー７０を用いることにより、室内機１から離れた場所の輻射温度を検知することができる。室内機１から離れた場所の温度を検知し、また、センサー部７０ａを回転させて広範囲の輻射温度を検知することで、室内の温度分布を把握することができる。このため、室内温度の検知結果に基づき、室内の温度差を改善するように空調能力、送風量、風向等を調節することで、室内の温度ムラの発生を防ぐことができる。また、室内機１やリモコン等に表示されている設定温度と、ユーザーの体感温度との差異を抑制することもできる。

この例のように、室内機１の運転停止時は輻射温度センサー７０がシャッター９の裏に隠れ、センサー部７０ａへの埃の付着を防止することにより、塵による温度検知精度の低下やセンシング動作への影響を防ぐことができる。例えば輻射温度センサー７０が汚れて検知精度が低下すると、設定された温度に正確に空調することができない、あるいは、室内に温度ムラが発生する、などの現象が生じうる。しかし、シャッター９により輻射温度センサー７０の汚れを防止できるので、このような現象を回避することができる。

また、輻射温度センサー７０を室内機１の上部に設けることで、輻射温度センサー７０を容易に着脱可能にすることができる。また、上部に設けることで、室内の上下において広い範囲の輻射温度を検知できるため、温度ムラのない空調を行うことができる。また、左右方向における略中央位置に設けることで、室内の左右方向においてより広い範囲の輻射温度を検知することができる。

図４により、床置き形空気調和機１００の冷媒回路について説明する。床置き形空気調和機１００は、室内ユニットである室内機１と室外機２０とを備え、室内機１と室外機２０は、接続配管２１と接続配管２２により接続されている。
床置き形空気調和機１００は、圧縮機２３と、流路切替弁としての四方弁２４と、室内熱交換器２５と、電子膨張弁２６と、室外熱交換器２７と、アキュムレーター２８とを接続配管で順次接続した冷凍サイクルを構成している。この冷凍サイクルを冷媒が循環することによって、床置き形空気調和機１００は冷房運転及び暖房運転をすることができる。

圧縮機２３は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、インバーター回路２９によりその回転数が制御される。四方弁２４は、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の流れを切り替えるものである。室外熱交換器２７は、冷房運転時には高圧側熱交換器（凝縮器）、暖房運転時には低圧側熱交換器（蒸発器）として機能する。この室外熱交換器２７の近傍には、室外熱交換器２７に空気を供給するための遠心ファンや多翼ファン等で構成される流体供給装置である室外送風機３０が設けられている。室外熱交換器２７は、室外送風機３０により供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化する。

電子膨張弁２６は、減圧手段として機能し、冷媒を減圧して膨張させるものである。この電子膨張弁２６は、開度を任意に制御可能である。室内熱交換器２５は、冷房運転時には低圧側熱交換器（蒸発器）、暖房運転時には高圧側熱交換器（凝縮器）として機能する。この室内熱交換器２５の近傍には、室内熱交換器２５に空気を供給するための遠心ファンや多翼ファン等で構成される流体供給装置である室内送風機５が設けられている。室内熱交換器２５は、室内送風機５により供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化する。アキュムレーター２８は、過剰な冷媒を貯留するものである。なお、このアキュムレーター２８は、過剰な冷媒を貯留できる容器であればよい。

また、室内機１には、吸込口３から吸い込む空気の温度を検知する吸込み温度センサー３１と、使用者が各種設定を行うリモコン３２と、室内制御部３３とを備えている。リモコン３２と室内制御部３３は、有線接続あるいは無線接続で接続されている。室内制御部３３は、輻射温度センサー７０、吸込み温度センサー３１、及びリモコン３２からの出力結果に基づいて、室内送風機５の回転数を制御する。また、図４では図示しないが、室内制御部３３は水平ルーバー１０ａ及び垂直ルーバー（図示せず）の開度を調整する駆動手段に接続され、水平ルーバー１０ａ及び垂直ルーバーを制御する。
また、室外機２０には、室内制御部３３と信号線で接続された室外制御部３４と、室外制御部３４により制御されて圧縮機２３の能力を制御するインバーター回路２９を備える。室外制御部３４は、室内制御部３３からの出力結果に基づいて、インバーター回路２９を制御して圧縮機２３の回転数を制御するとともに、室外送風機３０の回転数を制御する。
なお、この実施の形態１では、室内制御部３３はコントローラー部８に格納されている。

このように構成された床置き形空気調和機１００において、例えば、冷房運転時には、圧縮機２３、四方弁２４、室外熱交換器２７、電子膨張弁２６、室内熱交換器２５、アキュムレーター２８、圧縮機２３、の順に冷媒が循環する冷媒回路を構成する。
また、暖房運転時には、圧縮機２３、四方弁２４、室内熱交換器２５、電子膨張弁２６、室外熱交換器２７、四方弁２４、アキュムレーター２８、圧縮機２３の順に冷媒が循環する冷媒回路を構成する。

床置き形空気調和機１００の冷房または暖房能力は、室内送風機５の回転数、圧縮機２３を駆動するインバーター回路２９の出力周波数、室外送風機３０の回転数を変化させることにより、制御することができる。

次に、床置き形空気調和機１００の運転動作について、シャッター９の開閉動作及び輻射温度センサー７０の検知動作を中心に、図５のフローチャートにより説明する。

リモコン３２、あるいはコントローラー部８に設けた運転スイッチ（図示せず）をＯＮすると（Ｓ１０１）、床置き形空気調和機１００は、シャッター駆動モーター（図示せず）を駆動させてギアラック（図示せず）を下降させ、これに伴ってギアラックに連結されたシャッター９を下降させる（Ｓ１０２）。シャッター９が下降することにより、吹出口６が開かれるとともに、輻射温度センサー７０が露出する。輻射温度センサー７０が露出すると検知温度が変化するので、輻射温度センサー７０の検知結果を取得した室内制御部３３は、シャッター９が開いたことを検出することができる。

そして、床置き形空気調和機１００は、冷凍サイクルによる冷房運転あるいは暖房運転などの空調運転を開始する（Ｓ１０３）。シャッター９が開いたことを検出してから空調運転を開始するので、空調運転の無駄を省くことができる。空調運転においては、リモコン３２等により設定された運転モードや設定温度などに従い、室内送風機５の回転数、圧縮機２３の能力、室外送風機３０の回転数を制御する。

また、輻射温度センサー７０が室内温度や床温度などの輻射温度を検知すると、その検知結果に基づいて室内送風機５の回転数、水平ルーバー１０ａの開度、圧縮機２３の能力、あるいは室外送風機３０の回転数などを制御して、空調制御を行う（Ｓ１０４）。例えば、暖房運転時において、輻射温度センサー７０の検出温度が所定温度よりも低い領域があれば、その箇所に暖風を集中的に送るようにする。このようにすることで、室内における温度ムラの発生を防ぐことができる。

そして、コントローラー部８の運転スイッチをＯＦＦすると（Ｓ１０５）、室内送風機５の運転を停止し、冷媒サイクルによる冷房運転や暖房運転を停止する（Ｓ１０６）。

運転を停止すると、シャッター駆動モーター（図示せず）を逆回転させてギアラック（図示せず）を上昇させ、これに伴いシャッター９を上昇させる（Ｓ１０７）。シャッター９が上昇することにより、吹出口６が閉じられるとともに、輻射温度センサー７０がシャッター９によって覆われる。輻射温度センサー７０が覆われると検知温度が変化するので、輻射温度センサー７０の検知結果を取得した室内制御部３３は、シャッター９が閉じたことを検出することができる。シャッター９が閉じたことを検出することができるので、例えば、省エネモードの待機状態に移行する、あるいは電源をＯＦＦするなど、エネルギー消費量の少ない状態に自動的に移行することができる。

このように本実施の形態１に係る床置き形空気調和機１００によれば、輻射温度センサー７０により室内の輻射温度を的確に検知し、検知結果に基づいて空調制御を行うようにした。このため、室内の温度ムラの発生を抑制し、ユーザーの快適性を向上させることができるとともに省エネルギー運転を行うことができる。また、吹出口６を自動で開閉するシャッター９を備えたので意匠性がよい。また、輻射温度センサー７０を室内機１の上部に設けたので、室内の上下広い範囲の輻射温度を検知することができるので、さらに温度ムラのない空調制御を行うことができる。さらには、輻射温度センサー７０を左右方向における略中央位置に設けたので、室内の左右方向のより広い範囲の輻射温度を検知することができる。

また、運転停止中は吹出口６をシャッター９によって塞ぐので、吹出口６に埃が侵入するのを防ぐことができる。また、シャッター９の内側に輻射温度センサー７０を設け、シャッター９を閉じることにより輻射温度センサー７０を覆うようにしたので、輻射温度センサー７０への塵埃の付着を安価に防止することができる。また、輻射温度センサー７０の精度劣化や故障を防止することもできる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、輻射温度センサーを着脱可能に設ける場合の例を説明する。図６は、本実施の形態２に係る床置き形空気調和機２００の上部斜視図である。なお、前述の実施の形態１と同様の構成要素には、同一の符号を付している。

図６において、室内機１の上部には、室内機天板７１が設けられている。室内機天板７１は、ネジ等により上方向から着脱可能である。室内機天板７１には、輻射温度センサー７０が組み込まれている。輻射温度センサー７０の配線（図示せず）は、コントローラー部８に接続される。

また、図６では図示しないが、シャッター９は、空気調和機２００の運転停止中は、吹出口６を閉塞すると同時に、室内機天板７１に設けた輻射温度センサー７０を覆う位置まで上昇する。このようにすることで、空気調和機２００の運転停止中に、輻射温度センサー７０に埃が付着するのを防ぐことができる。

このように、本実施の形態２に係る室内機１Ａによれば、輻射温度センサー７０を組み込んだ室内機天板７１を着脱可能に設けたので、既存の空気調和機本体等に容易に取り付けることができる。したがって、輻射温度センサー７０を備えていない既存の空気調和機に、輻射温度センサー７０を組み込んだ室内機天板７１を後付けすることができる。このため、輻射温度センサー７０の検知結果を利用した空調制御が可能になり、ユーザーの快適性を向上させるとともに省エネルギー運転を行うことのできる空気調和機を得ることができる。また、室内機天板７１は室内機１Ａの上部に着脱可能であるので、輻射温度センサー７０の点検や整備等のメンテナンスを容易に行うことができる。

なお、本実施の形態２では、着脱を容易にするために輻射温度センサー７０を室内機天板７１に設ける例を説明したが、輻射温度センサー７０の設置位置はこれに限るものではない。例えば、吹出口６の下側に設けてもよい。このようにすることで、輻射温度センサー７０を容易に覆うことができ、センサー部７０ａへの塵埃の付着を防止できる。

この発明の実施の形態１を示す床置き形空気調和機１００の一部分解斜視図である。この発明の実施の形態１を示す床置き形空気調和機１００の部分正面模式図である。この発明の実施の形態１を示す輻射温度センサー７０の斜視図である。この発明の実施の形態１を示す冷媒回路の概略構成図である。この発明の実施の形態１を示す床置き形空気調和機１００の運転動作を説明するフローチャートである。この発明の実施の形態２を示す床置き形空気調和機２００の上部斜視図である。

符号の説明

１室内機、１Ａ室内機、２吸込グリル、３吸込口、４フィルター、５室内送風機、６吹出口、７前面パネル、８コントローラー部、９シャッター、１０ルーバーユニット、１０ａ水平ルーバー、１３サイドカバー、１４サイドカバー、２０室外機、２１接続配管、２２接続配管、２３圧縮機、２４四方弁、２５室内熱交換器、２６電子膨張弁、２７室外熱交換器、２８アキュムレーター、２９インバーター回路、３０室外送風機、３１吸込み温度センサー、３２リモコン、３３室内制御部、３４室外制御部、７０輻射温度センサー、７０ａセンサー部、７０ｂ駆動部、７１室内機天板、１００床置き形空気調和機、２００床置き形空気調和機。

Claims

吸込口と吹出口とを有する本体部を備え、
前記吸込口から吸い込んだ室内空気を熱交換器で熱交換して前記吹出口から室内へと吹き出す床置き形空気調和機であって、
運転中には前記吹出口を開放し、停止中は前記吹出口を閉塞するシャッターと、
前記シャッターが前記吹出口を開放すると露出し、前記シャッターが前記吹出口を閉塞すると前記シャッターにより覆われる輻射温度検知手段とを備え、
前記輻射温度検知手段の検出温度に基づいて空調制御を行う
ことを特徴とする床置き形空気調和機。
前記輻射温度検知手段を前記本体部の上部に設けたことを特徴とする請求項１記載の床置き形空気調和機。
前記輻射温度検知手段を前記吹出口の下部に設けたことを特徴とする請求項１記載の床置き形空気調和機。
前記本体部に着脱可能な天板を設け、
前記輻射温度検知手段を前記天板に設けた
ことを特徴とする請求項１記載の床置き形空気調和機。
前記輻射温度検知手段を前記本体部の左右方向略中央位置に設け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床置き形空気調和機。
前記輻射温度検知手段の検出温度により前記シャッターの開閉状態を検出する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床置き形空気調和機。
前記輻射温度検知手段を左右方向及び上下方向の少なくとも一方向に駆動する駆動機構を設け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床置き形空気調和機。