JP2014009823A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外気取り入れ空調を、室内に汚染された空気を取り入れることなく行う空気調和装置を提供する。
【解決手段】室内機２の外気取り入れ口に取り付けられたダクト４には、室内機２への取り付け部近傍および外気取り入れ口４１の近傍に、風量を調節可能なルーバー４２と４３が設けられている。またダクト４の内部には、有害物質を検出する第１のセンサー４６が設置され、室外機１には、有害物質を検出する第２のセンサー１４が設置されている。外気空調制御器４０は、第１および第２のセンサー４６、１４で検出された有害物質の値に基づいてルーバー４２、４３の風量を調節し、室内に有害物質が取り込まれるのを防止する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、室内機に外気の取り入れを行うダクトが取り付けられた空気調和装置に関するものである。

外気を取り入れるダクトが取り付けられた従来の空気調和装置は、室内空気の温度調整を行う温度調整ユニットと室内の換気を行う換気ユニットとを併置して構成されている（例えば、特許文献１参照）。

これらのユニットのうち温度調整ユニットは、吹出・吸込グリルの吸込口に臨んで配置された熱交換器と温度調整用ファンとで構成され、吸込口から吸い込んだ室内空気を前記熱交換器において冷媒との間で熱交換して温度調整し、これを温度調整空気として吹出口から室内側に吹き出すものである。

一方、換気ユニットは、ケーシング内の温度調整ユニットの側方に配置され、かつモータにより駆動される単一の換気用ファンを備えている。そして、換気ファンの吸込み側通路側および吹出側通路側に切換ダンパーをそれぞれ配置して通風経路を切換えることで、換気用ファンを吸気用ファンあるいは排気用ファンとして選択的に使用できるようにしている。

特開平１０−２７４４２５号

特許文献１に記載された外気取り入れを行う従来の空気調和装置は、温度条件が満たされたときに空気の入れ換えを行っていたため、温度によっては、外気が汚染されている場合であっても室内に取り入れてしまう等の問題があった。

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、外気の汚染状況によって外気の取り入れを制限し、室内に汚染された空気が入ってこないようにすることを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明における空気調和装置は、圧縮機、第１の熱交換器および第１のファンを備えた室外機と、第２の熱交換器および第２のファンを備えた室外機が、冷媒配管を介して接続された空気調和装置であって、
前記室内機の外気取り入れ口に取り付けられ、かつ前記室内機への取り付け部近傍および自己の外気取り入れ口の近傍に、風量を調節可能な第１および第２のルーバーが設けられた筒型のダクトと、
前記ダクトの内部に設置され、有害物質を検出する第１のセンサーと、
前記室外機に設置され、有害物質を検出する第２のセンサーと、
前記第１および第２のセンサーで検出された有害物質の値に基づいて前記第１および第２のルーバー風量を調節する外気空調制御器と、を備えたことを特徴とする。

この発明における空気調和装置は、室外の汚染状況を判断すると共に、汚染されていると判断したときには外気取り入れを制限するので、室内に汚染空気を取り入れることなく快適な空調ができる利点がある。

この発明の実施の形態における空気調和装置の全体構成を示す概略図である。 図１の空気調和装置のダクト内に設置されたフィルターの構成と動作を説明する概略斜視図である。 図１の空気調和装置の制御系の構成を示すブロック図である。 リモコンの表示例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態における空気調和装置について、図面を参照して説明する。

図１は本実施の形態における空気調和装置の全体構成を示す概要図である。本実施形態における空気調和装置は、建物１００の外に設置された室外機１、建物１００内に設置された室内機２およびこれらを結ぶ冷媒配管３で構成されている。室外機１は圧縮機１１、熱交換器１２およびファン１３を備え、室内機２は熱交換器２１、ファン２２およびフィルター２３を備えている。これらの機能については一般によく知られており、また本発明とは直接関係しないため、ここでは説明を省略する。

室内機２の外気取り入れ口２４には断面が直方体状の筒型のダクト４が取り付けられている。ダクト４の外気取り入れ口４１近傍および室内機２の外気取り入れ口２４近傍には、ダクト４内を通過する空気の風量を調節するスリット式のルーバー４１および４２が取り付けられている。

ダクト４の内部には、空気中のホコリを取り除くプレフィルター４４、有害物質を取り除くのに特化したフィルター４５、およびフィルターに付着した有害物質やフィルターを通過した有害物質に反応するセンサー４６が設置されている。ダクト４の外気取り入れ口４１から取り込まれた外気は、フィルター４４および４５を通過する間にホコリや有害物質が取り除かれた後、室内機２の外気取り入れ口２４から室内機２内に取り込まれる。

プレフィルター４４は、主として空気中に存在する粉塵等のホコリを取り除くために用いられる。一方、フィルター４５は、主として放射線照射物質、光化学オキシダント、ノックス等の有害物質を取り除くために用いられる。一方、センサー４６は、前述した放射線、光化学オキシダント、ノックス等の有害物質またはにおいの濃度もしくは量を検出するために用いられる。

図２に、ダクト４内に設置されたフィルターのうち有害物質を取り除くのに特化したフィルター４５の構成を示す。フィルター４５はダクト４内の風路を遮断および開放できるように構成されている。フィルター４５は長方形状の枠に支持されており、この枠の1辺を中心として旋回することにより、図２（ａ）に示す風路を閉じた位置から、図２（ｂ）に示す風路を開いた位置すなわち待機位置との間を移動する。

なお、図２では、ダクト４内に有害物質を取り除くのに特化したフィルター４５を１つ設置した例を示しているが、取り除く有害物質の種類に応じて複数のフィルター４５をダクト４内に設置し、それぞれのフィルターについて遮断位置と開放位置の間で移動できるように構成してもよい。

室外機１にはセンサー１４が設置されている。センサー１４はセンサー４６と同様に、放射線、光化学オキシダント、ノックス等の有害物質またはにおいの濃度もしくは量を検出する。センサー１４は、密閉空間ではなく風路に設置することで、周囲環境と同じ環境で測定ができる。また、絶えず空気が流れることから、有害物質の溜まり場となりにくい。

図３に、本実施の形態における空気調和装置の制御系の構成を示す。ダクト４の開口部近傍に設けられたルーバー４２および４３は、等間隔に配置された、回転可能な複数の羽板で構成されており、羽板の角度をモータ４７および４８でそれぞれ調節することによって通過する外気の流量を調節できる。

ルーバー４２および４３の開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）は、外気空調制御器４０からの制御信号によってモータ４７および４８の動作を制御することによって実現される。ルーバー４２および４３がＯＮの場合は、熱交換器２１により熱交換された空気と共に外気が室内に流れ込み、ＯＦＦの場合は熱交換器２１を通過した空気のみが室内に流れ込む。すなわち、室内に外気を取り込みたい場合はルーバー４２および４３を開放し、外気を取り込まず、内部循環させたい場合はルーバー４２および４３を塞ぐ。

有害物質を取り除くのに特化したフィルター４５の一辺の枠にはモータ４９が取り付けられており、外気空調制御器４０からの制御信号によってフィルター４５を旋回させ、風路の遮断と開放を行う。

外気空調制御器４０は、室内機２の制御を行う室内制御器２０との間で信号の送受信ができる。また室内制御器２０は、室外機１の制御を行う室外制御器１０との間で信号の送受信ができ、更に、赤外線等を介してリモコン５との間で信号を送受信できる。

室外機１のセンサー１４により検出された値およびダクト４内のセンサー４６により検出された有害物質の値（濃度または量）は、室内機２の前面パネルの表示部（図示せず）やリモコン５の表示部５１に表示する。図４に表示例を示す。

センサー１４で検出した値は外気空調制御器４０に取り込まれる。またダクト４内のセンサー４６の検出値も外気空調制御器４０に取り込み、フィルター４５の開閉や、ルーバー４１および４２の開度指令も、外気空調制御器４０から発信する。

上述の空気調和装置において、室外機１に設置したセンサー１４により検出された有害物質の値と、公共機関が定めた規制値とを比較することにより、外気の汚染度を判断できる。また、ダクト４に設置されたセンサー４６の検出値と室外機１に設置されたセンサー１４の検出値を比較することで、フィルター４５の除去効果を確認できる。更に、ダクト４内のセンサー４６で検出した値は、実際に室内に吹き出す値とほぼ同じであるので、この値と規制値とを比較することにより、外気を取り込むことができるか否かを判断できる。

規制値よりも室外機１のセンサー１４の検出値が高ければ、外気空調制御器４０からの制御信号によってモータ４９を駆動し、フィルター４５を旋回させて風路を遮断し、有害物質をフィルター４５で除去する。その後、再度センサー４６の検出値と規制値を比較し、検出値が規制値を上回るようであれば、ルーバー４２および４３の開度を小さくしていき、検出値が規制値を下回った開度で固定させる。このような処理により、外気の取り込みを最大限に行いつつ有害物質を除去できる。

以下、センサー１４の検出値、センサー４６の検出値および規制値との関係について、場合分けして説明する。

（１）センサー１４の検出値＜規制値、かつセンサー４６の検出値＜規制値
この場合、外気は汚染されていないため、外気の取り入れを実施し、それを継続する。
（２）センサー１４の検出値＜規制値、かつセンサー４６の検出値＞規制値
この場合、外気は汚染されていないが、ダクト４に設置しているフィルター４５に有害物質が付着しており、それが室内機２を通り抜けて室内に入り込んでいる。特に、有害物質が放射線物質の場合は付着した場所から放射線が放射されるため、フィルターの取替えが必要であり、交換の目安になる。
従って、ルーバー４１および４２を閉めることで外気の取り入れを中止し、内部換気に切り替える。
（３）センサー１４の検出値＞規制値、かつセンサー４６の検出値＜規制値
この場合、フィルター４５によって有害物質が除去されている状態であり、運転を実施、継続する。
（４）センサー１４の検出値＞規制値、かつセンサー４６の値＞規制値
この場合、外気が汚染されている状態であり、フィルター４５でも除去不可能であるため、ルーバー４１および４２を閉めることで内部換気に切り替える。

上記以外にも、センサー１４の検出値＞規制値の場合、フィルター４５で有害物質を除去できる場合であっても、外気取り込みを実施しないことも可能である。またセンサー１４の検出値＜規制値の場合でも、平常時やゼロ時に比べて検出値が高い場合も外気の取り込みを実施しないといったように、規制値だけでなく、好みに合わせた閾値や平常時の値を外気空調制御器４０のメモリに記憶させておき、それを設定値とするといった変更も可能である。

以上説明したように、この発明の空気調和装置では、外気が有害物質で汚染されている場合には、ダクト４内に有害物質に特化したフィルター４５を設置し、更には自動的に外気の取り込み量を絞り込むようにしているので、室内が汚染されずに快適な空調を行うことができる。

また、規制値や設定値よりも現在の検出値が低ければ、フィルター４５は開放された状態であるため（図２（ｂ）参照）、無駄な通風抵抗を減らせ、効率よく外気空調が実施できる。また使用していない期間も長くなるため、フィルターの寿命も長くなる。

なお、同設置場所や周辺地域の同機種とネットワーク上でリンクがとれるため、センサーがない場合でもその情報を参考にフィルター入れ替え制御や外気取り込みＯＮ／ＯＦＦの制御を行うことができる。また、気象庁などのネットサイトから公表している最寄り地域の値を参考に制御を行うことができる。

注意報、警報といった情報も参照できるようにすることで、精度が高い予測が可能となる。更に周辺地域と風向きや距離から、何時間後に自分のところに汚染空気が到着するかが予測でき、早めに対応できる。

１ 室外機
２ 室内機
３ 冷媒配管
４ ダクト
５ リモコン
１１ 圧縮機
１２、２１ 熱交換器
１３、２２ ファン
１４、４６ センサー
２３、４４、４５ フィルター
２４、４１ 外気取り入れ口
４２、４３ ルーバー
４７、４８、４９ モータ
５１ 表示部

Claims (7)

1. 圧縮機、第１の熱交換器および第１のファンを備えた室外機と、第２の熱交換器および第２のファンを備えた室外機が、冷媒配管を介して接続された空気調和装置であって、
   前記室内機の外気取り入れ口に取り付けられ、かつ前記室内機への取り付け部近傍および自己の外気取り入れ口の近傍に、風量を調節可能な第１および第２のルーバーが設けられた筒型のダクトと、
   前記ダクトの内部に設置され、有害物質を検出する第１のセンサーと、
   前記室外機に設置され、有害物質を検出する第２のセンサーと、
   前記第１および第２のセンサーで検出された有害物質の値に基づいて前記第１および第２のルーバー風量を調節する外気空調制御器と、を備えたことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記第１および第２のセンサーは、放射線、光化学オキシダントまたはノックスの濃度もしくは量を検出することを特徴とする、請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記室内機の動作を制御するリモコンを備え、当該リモコンの表示部に前記第１または第２のセンサーで検出された有害物質の濃度または量が表示されることを特徴とする、請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 前記第１および第２のルーバーは、それぞれ角度を調節可能な複数の羽板で構成され、第１および第２のモータによって前記羽板の角度を調節することにより、それぞれの風量を調節することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の空気調和装置。
5. 前記ダクトの内部に、主として通常のホコリを取り除く第１のフィルターと、主として有害物質を取り除く第２のフィルターが設置され、前記第２のフィルターは、外気の流路に対して取り付けおよび取り外し可能であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の空気調和装置。
6. 前記外気空調制御器は、前記第１および第２のセンサーで検出した有害物質の値に基づいて前記第２のフィルターの寿命を判断することを特徴とする、請求項５に記載の空気調和装置。
7. 前記第２のフィルターは直方体形状の枠を備え、第３のモータにより前記枠のうち１つの辺を中心に旋回できるように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の空気調和装置。

Images