JP2011043254A - 空気調和装置 - Google Patents

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JP2011043254A JP2009189822A JP2009189822A JP2011043254A JP 2011043254 A JP2011043254 A JP 2011043254A JP 2009189822 A JP2009189822 A JP 2009189822A JP 2009189822 A JP2009189822 A JP 2009189822A JP 2011043254 A JP2011043254 A JP 2011043254A
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Tomohiro Suzuki
智博 鈴木
Sumio Shioji
純夫 塩地
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Abstract

【課題】ショートサーキットの発生状況を把握できる空気調和装置を提供する。
【解決手段】室外機13は、スリット(第1流入部位)101からケーシング35の内部に流入する外気の温度を測定する第1温度センサT1と、吹出口45aからのケーシング35の外表面に沿った最短経路の長さがスリット101よりも大きい第2流入部位(貫通穴)103からケーシング35の内部に流入する外気の温度を測定する第2温度センサT2と、第1温度センサT1により測定された温度及び第2温度センサT2により測定された温度を記憶する記憶部と、を備えている。
【選択図】図2

Description

本発明は、空気調和装置に関するものである。
従来、空気調和装置では、室外機に設けられた温度センサにより外気温度の検知が行われている。例えば特許文献1には、外気温度を検出する温度センサを備えた室外機が開示されている。この室外機の温度センサは、電子部品の放熱フィンを冷却する冷却風の供給風路に設けられている。
ところで、室外機の設置場所の周囲の状況、風向きなどによっては、室外機の吹出口から排出された空気がその室外機の吸込口から吸い込まれる現象、いわゆるショートサーキットが生じることがある。また、ショートサーキットは、例えばビルディングの屋上などに複数の室外機が集合設置される場合に、ある室外機から排出された空気(温風)をその近傍の他の室外機が吸い込むことによっても生じることがある。
特開平11−159843号公報
風向きなどの周囲の状況に起因して前記したようなショートサーキットが生じると、室外機に吸い込まれる外気の温度が高くなるので、空気調和装置の運転時の消費エネルギーが増加することになる。したがって、ショートサーキットの発生状況を把握することはショートサーキット対策を施すうえでも重要であるが、特許文献1の室外機ではショートサーキットの発生状況を把握することは困難であった。
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ショートサーキットの発生状況を把握することができる空気調和装置を提供することにある。
本発明の空気調和装置は、外気が内部に流入する流入部(57,101,103)と流入した外気が外部に吹き出される吹出部(45a)とを有するケーシング(35)と、前記流入部(57,101,103)の一部位である第1流入部位(101)から前記ケーシング(35)の内部に流入する外気の温度を測定する第1温度センサ(T1)と、前記流入部(57,101,103)の他の部位であって前記吹出部(45a)からの前記ケーシング(35)の外表面に沿った最短経路の長さが前記第1流入部位(101)よりも大きい第2流入部位(103)から前記ケーシング(35)の内部に流入する外気の温度を測定する第2温度センサ(T2)と、前記第1温度センサ(T1)により測定された温度及び前記第2温度センサ(T2)により測定された温度を記憶する記憶部と、を備えている。
この構成では2つの温度センサを備えている。一方の第1温度センサ(T1)は流入部(57,101,103)の一部位である第1流入部位(101)から内部に流入する外気の温度を測定し、他方の第2温度センサ(T2)は、前記最短経路の長さが第1流入部位(101)よりも大きい第2流入部位(103)から内部に流入する外気の温度を測定する。これらの温度センサにより測定された温度は前記記憶部に記憶される。
吹出部(45a)からの前記最短経路の長さは、ショートサーキットの生じやすさと関係がある。すなわち、外気の流入部(57,101,103)として機能するケーシング(35)の開口領域のうちで前記最短経路の長さが小さい部位ほど、吹出部(45a)から排出された空気がケーシング(35)の外部を通って到達するまでの空気の移動距離が短くて済むので、前記吹出部(45a)から排出された空気がケーシング(35)の外部を通って到達しやすい。したがって、前記最短経路の長さが小さい部位ほどショートサーキットが生じやすい。例えば冷房運転時にショートサーキットが生じている場合には、前記最短経路の長さが小さい第1流入部位(101)から流入する空気は、前記最短経路の長さが大きい第2流入部位(103)から流入する空気よりも温度が高くなる。よって、第1温度センサ(T1)及び第2温度センサ(T2)によりそれぞれ測定され、前記記憶部に記憶された温度を比較すれば、ショートサーキットの発生状況を把握することができるようになる。
具体的には、前記吹出部(45a)が前記ケーシング(35)の上部に設けられており、前記第1流入部位(101)が前記吹出部(45a)よりも低い位置にあり、前記第2流入部位(103)が前記第1流入部位(101)よりも低い位置にある構成が例示できる。この構成では、吹出部(45a)から第1流入部位(101)までの前記最短経路の長さと吹出部(45a)から第2流入部位(103)までの前記最短経路の長さは、第1流入部位(101)と第2流入部位(103)の位置に高低差をつけることにより異ならせている。このように上部に吹出部(45a)が設けられたタイプの室外機は、例えばビルディングの屋上などに複数台が集合設置されて用いられることがある。このように複数の室外機が集合設置される場合には近接する室外機間でショートサーキットが生じることがある。したがって、この構成では、複数の室外機が集合設置される場合に近接する室外機間で生じるショートサーキットの影響も含んだショートサーキットの発生状況を把握することができる。
また、前記第1流入部位(101)は前記ケーシング(35)の側部(37)に設けられており、前記第2流入部位(103)は前記ケーシング(35)の底部(47)に設けられているのが好ましい。
この構成では、前記第1流入部位(101)は比較的ショートサーキットが生じやすい前記ケーシング(35)の側部(37)に設けられ、前記第2流入部位(103)はショートサーキットが生じにくい前記ケーシング(35)の底部(47)に設けられているので、これらの流入部位からそれぞれ流入する外気の温度を比較することにより、ショートサーキットの発生状況をより感度よく把握することができる。
また、前記第1温度センサ(T1)は前記ケーシング(35)の内部における前記第1流入部位(101)に隣接した位置に設けられており、前記第2温度センサ(T2)は前記ケーシング(35)の内部における前記第2流入部位(103)に隣接した位置に設けられているのが好ましい。
この構成では、各温度センサは、流入部位(101,103)にそれぞれ隣接した位置に設けられているので、他の流入部位(57)から流入する外気の影響を受けにくい。これにより、ショートサーキットの発生状況をさらに感度よく把握することができる。
以上説明したように、本発明によれば、第1温度センサ及び第2温度センサにより測定される温度を比較すれば、ショートサーキットの発生状況を把握することができるようになる。
空気調和装置の概略構成を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和装置の室外機を示す斜視図であり、ファングリルを取り外した状態を示している。 図2の室外機から天板、前板、羽根車などを取り外した状態を示す一部破断斜視図である。 図2の室外機から右側板を取り外した状態を示す右側面図である。 図2の室外機の内部構造を説明するために天板などを取り外した状態を示す平面図である。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示すように、この空気調和装置11は、ビルディング用のマルチタイプのシステムであり、1つの室外機13に対して複数の室内機15が並列に接続される構成を有している。
室外機13は、圧縮機17、切換手段である四路切換弁19、室外熱交換器21、膨張機構である室外膨張弁23、これらを接続する冷媒配管などを備えている。各室内機15は、膨張機構である室内膨張弁25、室内熱交換器27、これらを接続する冷媒配管などを備えている。室外機13の冷媒配管の一方の端部にはガス側閉鎖弁29が設けられており、室外機13の冷媒配管の他方の端部には液側閉鎖弁31が設けられている。ガス側閉鎖弁29と室内熱交換器27との間はガス側冷媒連絡配管33aにより接続されている。また、液側閉鎖弁31と室内膨張弁25との間は液側冷媒連絡配管33bにより接続されている。
冷房運転時は、四路切換弁19が図1において実線で示す状態に保持される。圧縮機17から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁19を介して室外熱交換器21に流入し、室外空気と熱交換して凝縮し液化する。液化した冷媒は、開状態の室外膨張弁23を通過し、液側冷媒連絡配管33bを通って各室内機3に流入する。室内機3において、冷媒は、室内膨張弁25で所定の低圧に減圧され、さらに室内熱交換器27で室内空気と熱交換して蒸発する。そして、冷媒の蒸発によって冷却された室内空気は、図略の室内ファンによって室内へと吹き出され、室内を冷房する。また、室内熱交換器27で蒸発して気化した冷媒は、ガス側冷媒連絡配管33aを通って室外機13に戻り、圧縮機17に吸い込まれる。
一方、暖房運転時は、四路切換弁19が図1において破線で示す状態に保持される。圧縮機17から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁19を介して各室内機15の室内熱交換器27に流入し、室内空気と熱交換して凝縮し液化する。冷媒の凝縮によって加熱された室内空気は、室内ファンによって室内へと吹き出され、室内を暖房する。室内熱交換器27において液化した冷媒は、開状態の室内膨張弁25から液側冷媒連絡配管33bを通って室外機13に戻る。室外機13に戻った冷媒は、室外膨張弁23で所定の低圧に減圧され、さらに室外熱交換器21で室外空気と熱交換して蒸発する。そして、室外熱交換器21で蒸発して気化した冷媒は、四路切換弁12を介して圧縮機17に吸い込まれる。
図2及び図3に示すように、室外機13は直方体形状のケーシング35を備え、このケーシング35の内部空間に前述した圧縮機17、室外熱交換器21などが収容されている。ケーシング35は、前板37、右側板39、後板41、左側板43、天板45、及び底板47により構成されている。
図2〜図5に示すように、室外熱交換器21は底板47上に載置されている。この室外熱交換器21は、扁平な形状を有し、底板47から上方に向かって立設され、右側板39、後板41及び左側板43の各内面に沿うように屈曲して配置されている。圧縮機17は、底板47上に載置され、ケーシング35の内部空間の下方に位置している。
図3に示すように、ケーシング35の内部には、前板37寄りの位置に電装品箱69が取り付けられている。電装品箱69内には、室外機13の運転を制御する制御部71などが設けられている。この制御部71は、マイクロコンピュータ、種々のデータを記憶するメモリー(記憶部)などからなる。
右側板39は、その両サイドに、板金を折り曲げ加工して形成した支柱部51,55を有している。同様に、左側板43は、その両サイドに、板金を折り曲げ加工して形成した支柱部49,53を有している。また、右側板39及び左側板43は、室外熱交換器21と対向する領域に、空気吸込口として機能する複数の開口部57をそれぞれ有している。
前板21は、前板上部37a、前板中部37b及び前板下部37cの3つの部位からなり、これらは、右側板39の支柱部51及び左側板43の支柱部49に対してビス止めされて着脱可能に固定されている。
後板41は、右側板39の支柱部55及び左側板43の支柱部53に対してビス止めされて固定されている。また、後板41は、室外熱交換器21と対向する領域に、右側板39及び左側板43と同様の複数の開口部(図示略)を有している。これらの開口部は空気吸込口として機能する。
図2に示すように、天板45は、中央部に円形の吹出口(吹出部)45aを有している。この吹出口45aよりも下方には、図3に示すように、右側板39及び左側板43に固定されて前後方向に延びる2本の支持部材65が設けられている。これらの支持部材65には、軸63の方向が鉛直方向に向いた状態でモータ61が支持されている。モータ61の軸63には羽根車59が回転自在に取り付けられている(図2)。羽根車59の周囲はベルマウス45bにより囲まれている。図4に示すように、羽根車59及び吹出口45aの上部には、これらを覆うように網状のファングリル67が配設され、天板45に固定されている。
次に、本実施形態における室外機13の特徴について説明する。
この室外機13には、外気をケーシング35の内部に流入させる流入部が、機能別に分類して少なくとも3種類設けられている。1つ目の流入部は、後板41、右側板39及び左側板43の三面にそれぞれ設けられた前記開口部57である。残り2つの流入部は、ケーシング35の前板37に設けられたスリット(第1流入部位)101と、ケーシング35の底板47に設けられた貫通穴(第2流入部位)103である。
図2及び図4に示すように、スリット101は、前板37の前板中部37bに設けられた横方向に長い切り込みであり、室外機13の高さ方向のほぼ中央付近に位置している。また、図3〜5に示すように、貫通穴103は、底板47における前板37及び右側板39に近い位置に設けられた穴である。この貫通穴103は、室外熱交換器21において生じるドレン水の排水口としても機能する。なお、スリット101は、図2に示すような高さ方向のほぼ中央付近ではなく、もっと上方の位置に設けられていてもよい。また、スリット101は、室外熱交換器21の熱の影響を受けにくい位置であれば必ずしも前板37に設けられている必要はなく、右側板37又は左側板43に設けられていてもよい。
また、室外機13は、ケーシング35の内部に、第1温度センサT1と第2温度センサT2とを備えている。第1温度センサT1は、スリット101に隣接した位置(スリット101の真横)に設けられており、図略の支持部材により前板中部37bの内面に固定されている。第2温度センサT2は、貫通穴103に隣接した位置(貫通穴103の直上)に設けられており、支持部材73により底板47の上面に固定されている。
ケーシング35の外表面に沿った経路であって吹出口45aからの最短経路の長さは、スリット101よりも貫通口103の方が大きい。本実施形態では、吹出口45aからのケーシング35の外表面に沿った最短経路は次のように定義している。すなわち、ケーシング35の外表面に沿った経路であって吹出口45aからスリット101までの最短経路の長さは、図2に二点鎖線で示すように、吹出口45aの周縁上の点Aから天板45の周縁上の点Bまでの天板45に沿った線分の長さと、この点Bからスリット101の周縁上の点Cまでの前板37に沿った線分の長さとを合計した長さのうち最小のものをいう。また、ケーシング35の外表面に沿った経路であって吹出口45aから貫通穴103までの最短経路の長さは、図2に二点鎖線で示すように、吹出口45aの周縁上の点Dから天板45の周縁上の点Eまでの天板45に沿った線分の長さと、この点Eから底板47の周縁上の点Fまでの前板37に沿った線分の長さと、この点Fから貫通穴103の周縁上の点Gまでの底板47に沿った線分の長さとを合計した長さのうち最小のものをいう。
前述したように、吹出口45aからの前記最短経路の長さは、ショートサーキットの生じやすさと関係がある。すなわち、外気の流入部として機能するケーシングの開口領域のうちで前記最短経路の長さが短い部位ほど、ケーシング35の外部を通って到達するまでの空気の移動距離が短くて済むので、吹出口45aから排出された空気がケーシング35の外部を通って到達しやすい。したがって、前記最短経路の長さが短い部位ほどショートサーキットが生じやすい。ショートサーキットが生じている場合には、前記最短経路の長さが短いスリット101から流入する空気は、前記最短経路の長さがスリット101よりも大きい貫通穴103から流入する空気よりも温度が高くなる。よって、第1温度センサT1及び第2温度センサT2により測定され、前記メモリーに記憶された温度を比較すれば、ショートサーキットの発生状況を感度よく把握することができるようになる。
スリット101及び貫通穴103は、開口部57のように室外熱交換器21の冷媒との間で熱交換させる外気を吸い込むことを目的としたものではなく、温度センサT1,T2に温度測定させる外気を吸い込むことを目的として設けられたものである。したがって、スリット101及び貫通穴103は、温度測定が可能な量の外気を吸い込むことができる程度の小さな開口寸法で十分である。また、スリット101及び貫通穴103の開口寸法を温度測定が可能な最小限の大きさに留めておくことにより、吹出口45aを通じて吸い込む外気の熱交換の効率が低下するのを抑制することができる。
本実施形態の室外機13は上記のような構成を有しているので、室外機13の運転時には空気の流れは次のようになる。すなわち、モータ61が駆動して羽根車59が回転すると、後板41、右側板39及び左側板43の周辺に存在する外気は、これらの三面にそれぞれ設けられた前記開口部57を通じてケーシング35の内部に吸い込まれ、室外熱交換器21を通過した後、ケーシング35の内部を上昇し、吹出口45aを通じてケーシング35の外部に吹き出される。一方で、前板中部37b付近に存在する外気は、スリット101を通じてケーシング35の内部に吸い込まれ、底板47付近に存在する外気は、貫通穴103を通じてケーシング35の内部に吸い込まれる。
スリット101及び貫通穴103は、前記開口部57のように室外熱交換器21に対向する位置に設けられているのではなく、室外熱交換器21に対向していない位置に設けられている。すなわち、スリット101は前板37に対向する位置に設けられ、貫通穴103は底板47に対向する位置に設けられている。したがって、スリット101から吸い込まれて第1温度センサT1に到達する外気は、室外熱交換器21を通過したものではなく、スリット101からケーシング35の内部に流入した直後のものであるので、第1温度センサT1により測定される値は、前板中部37b付近に存在する外気の実際の温度に近いものとなる。同様に、貫通穴103から吸い込まれて第2温度センサT2に到達する外気は、室外熱交換器21を通過したものではなく、貫通穴103からケーシング35の内部に流入した直後のものであるので、第2温度センサT2により測定される値は、底板47付近に存在する外気の実際の温度に近いものとなる。第1温度センサT1及び第2温度センサT2により測定された温度データは制御部71のメモリーにそれぞれ記憶される。
スリット101から吸い込まれる外気は、吹出口45aからの前記最短距離がより大きな貫通穴103から吸い込まれる外気に比べて吹出口45aから排出される空気の影響を受けやすい。したがって、例えば、メモリーに記憶された第1温度センサT1及び第2温度センサT2により測定された温度データを比較して、これらの温度データに差がないか、又はこれらの温度データの差が予め設定した所定範囲内である場合には、ショートサーキットが生じていないと判断することができる。一方、これらの温度データの差が予め設定した所定範囲を超える場合には、ショートサーキットが生じていると判断することができる。
また、制御部72は、第1温度センサT1及び第2温度センサT2により所定時間毎(例えば数時間毎)に温度データをメモリーに記憶させるように制御してもよい。また、各温度データとともにその時の時刻も併せて記憶するのが好ましい。このように第1温度センサT1及び第2温度センサT2により測定された2つの温度データとその時の時刻データとを一組のデータとして記憶し、この一組のデータが所定時間毎にある期間(1日、1週間、1ヶ月、1年など)にわたって定期的に取得されることにより、時間帯毎のショートサーキットの発生状況、季節毎のショートサーキットの発生状況などを把握することができるようになる。また、これらのデータを遠隔地にある管理センターなどに送信可能な送信手段を空気調和装置が備えている場合には、前記データを管理センターに送信することができるので、管理センターにおいてショートサーキットの発生状況を把握することができる。
以上説明したように、本実施形態の室外機13は2つの温度センサT1,T2を備えている。一方の第1温度センサT1はスリット101から内部に流入する外気の温度を測定し、他方の第2温度センサT2は、前記最短経路の長さがスリット101よりも長い貫通穴103から内部に流入する外気の温度を測定する。これらの温度センサT1,T2により測定された温度は前記メモリーに記憶される。このメモリーに記憶された温度を比較すれば、ショートサーキットの発生状況を把握することができるようになる。したがって、室外機13の外部に外気温度を測定するための温度センサなどを別途設けなくても、本実施形態の室外機13だけでショートサーキットの発生状況を把握することができる。
また、本実施形態では、吹出口45aがケーシング35の上部に設けられており、スリット101が吹出口45aよりも低い位置にあり、貫通穴103がスリット101よりも低い位置にある。このように本実施形態では、吹出口45aからスリット101までの前記最短経路の長さと吹出口45aから貫通穴103までの前記最短経路の長さは、スリット101と貫通穴103の位置に高低差をつけることにより異ならせている。このように上部に吹出口45aが設けられたタイプの室外機は、例えばビルディングの屋上などに複数台が集合設置されて用いられる。このように複数の室外機13が集合設置される場合には近接する室外機間でショートサーキットが生じることがある。したがって、この本実施形態では、複数の室外機13が集合設置される場合に近接する室外機13間で生じるショートサーキットの影響も含んだショートサーキットの発生状況を把握することができる。
また、本実施形態では、スリット101は比較的ショートサーキットが生じやすいケーシング35の前板37に設けられており、貫通穴103は比較的ショートサーキットが生じ難いケーシング35の底板47に設けられているので、これらからそれぞれ流入する外気の温度を比較することにより、ショートサーキットの発生状況をより感度よく把握することができる。
しかも、本実施形態では、第1温度センサT1はケーシング35の内部におけるスリット101に隣接した位置に設けられており、第2温度センサT2はケーシング35の内部における貫通穴103に隣接した位置に設けられている。このような位置にスリット101、貫通穴103、及び温度センサT1,T2が設けられていることにより、温度センサT1,T2は、右側板39、左側板43及び後板41の開口部57から流入して室外熱交換器21を通過しケーシング35の内部を吹出口45aに向かって上昇する外気の影響を受けにくい。これにより、ショートサーキットの発生状況をさらに感度よく把握することができる。
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、ビル用のマルチタイプのシステムに用いられる室外機を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本発明は、例えば空冷チラー、ヘキサゴン形状のチラー、トランク形の室外機などの他の用途にも適用可能である。
また、前記実施形態では、第1温度センサT1及び第2温度センサT2により測定される温度データを記憶するメモリー(記憶部)が室外機13の制御部31に設けられている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。前記温度データを記憶する記憶部は、例えば室内機の制御部に設けられていてもよく、また、ビル用のマルチタイプのシステム全体を集中管理する中央監視制御装置に設けられていてもよい。
また、前記実施形態では、第1流入部位が前板に設けられた横方向に長い切り込みからなるスリット101であり、第2流入部位が底板に設けられた貫通穴103である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。第1流入部位及び第2流入部位の配設位置は、前記最短経路の長さが第1流入部位よりも第2流入部位の方が大きくなる位置であればよいので、例えば第1流入部位を前板上部37aに設けて第2流入部位を前板下部37cに設けてもよい。また、流入部位の形状は、スリット状、円形状の他、三角形状、四角形上などの他の形状であってもよい。また、スリット101を省略して、開口部57を第1流入部位として用いることもできる。この場合には、開口部57と室外熱交換器21との間などのように室外熱交換器21で熱交換される前の外気の温度を測定できる位置に第1温度センサT1を配置すればよい。
また、前記実施形態では、冷房運転時に温度検知モードを実行する場合を例に挙げて説明したが、除湿運転、暖房運転などの他の運転時にも本発明を適用できる。
11 空気調和装置
13 室外機
15 室内機
21 室外熱交換器
35 ケーシング
37 前板
39 右側板
41 後板
43 左側板
45 天板
45a 吹出口(吹出部)
47 底板
57 開口部
71 制御部
101 スリット(第1流入部位)
103 貫通穴(第2流入部位)
T1,T2 温度センサ

Claims (4)

  1. 外気が内部に流入する流入部(57,101,103)と流入した外気が外部に吹き出される吹出部(45a)とを有するケーシング(35)と、
    前記流入部(57,101,103)の一部位である第1流入部位(101)から前記ケーシング(35)の内部に流入する外気の温度を測定する第1温度センサ(T1)と、
    前記流入部(57,101,103)の他の部位であって前記吹出部(45a)からの前記ケーシング(35)の外表面に沿った最短経路の長さが前記第1流入部位(101)よりも大きい第2流入部位(103)から前記ケーシング(35)の内部に流入する外気の温度を測定する第2温度センサ(T2)と、
    前記第1温度センサ(T1)により測定された温度及び前記第2温度センサ(T2)により測定された温度を記憶する記憶部と、を備えている空気調和装置。
  2. 前記吹出部(45a)が前記ケーシング(35)の上部に設けられており、前記第1流入部位(101)が前記吹出部(45a)よりも低い位置にあり、前記第2流入部位(103)が前記第1流入部位(101)よりも低い位置にある、請求項1に記載の空気調和装置。
  3. 前記第1流入部位(101)は前記ケーシング(35)の側部(37)に設けられており、前記第2流入部位(103)は前記ケーシング(35)の底部(47)に設けられている、請求項2に記載の空気調和装置。
  4. 前記第1温度センサ(T1)は前記ケーシング(35)の内部における前記第1流入部位(101)に隣接した位置に設けられており、前記第2温度センサ(T2)は前記ケーシング(35)の内部における前記第2流入部位(103)に隣接した位置に設けられている、請求項3に記載の空気調和装置。
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