JP2014126331A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸込口9及び吹出口10を有する筐体と、吸込口9から空気を吸引し、吹出口10から空気を排出させる室内送風機1と、筐体の内部の、吸込口9と吹出口10との間の風路に設けられた室内熱交換器3と、室内送風機1を回転駆動する駆動装置2と、駆動装置2を制御して、室内送風機1の風量を制御する出力制御装置4と、筐体の機外静圧を検出する静圧検出装置5と、を備え、吸込口9は、筐体の前面、背面、右側面、左側面、及び下面のうち、1つ以上の面に設けられ、出力制御装置4は、筐体の機外静圧が設定値となるように、室内送風機1の風量を制御する。
【選択図】図2
Description
図1は本発明の実施の形態1における空気調和装置の冷媒回路図である。
図1に示すように、本実施の形態1における空気調和装置は、室内機100と、室外機200と、この室内機100と室外機200とを接続する液冷媒配管30及びガス冷媒配管40とを備えている。
室内熱交換器3は、例えば伝熱管と多数のフィンにより構成されたフィンアンドチューブ型熱交換器により構成され、冷房運転時には蒸発器として作用し、暖房運転時には凝縮器として作用する。
室内送風機1は、モーター等の駆動装置2により回転駆動され、駆動装置2の回転数を変化させることにより風量を調整し、送風量を調整することが可能になっている。
室外送風機205は、ファンモータ等により駆動され、モーター回転数を変化させることにより風量を調整し、送風量を調整することが可能になっている。
図2に示すように、室内機100の筐体内には、室内送風機1、駆動装置2、室内熱交換器3、出力制御装置4、静圧検出装置5、ドレンパン6、及びベース7を備えている。また、室内機100の筐体には、吸込口9及び吹出口10が形成されている。この室内機100は、床置き型の室内機であり、室内の床上に据え付けられる。また、吹出口10には、例えばダクトが接続される場合がある。
駆動装置2は、例えばインバーターにより制御されるモーター等によって構成され、回転軸が室内送風機1に直結されている。
室内熱交換器3は、筐体の内部の、吸込口9と吹出口10との間の風路に設けられており、筐体内に吸い込まれた空気と冷媒とを熱交換する。
静圧検出装置5は、室内送風機1の吹出口10側に設けられ、筐体の内部の静圧を検出する。
出力制御装置4は、静圧検出装置5の入力信号を基に、駆動装置2の出力周波数を制御して、室内送風機1の風量を制御する。
ドレンパン6は、室内熱交換器3の下方に設けられ、室内熱交換器3からの結露水及び洗浄水を受ける。
ベース7は、筐体の下面を構成する。
また、室内熱交換器3は、本発明における「熱交換器」に相当する。
また、出力制御装置4は、本発明における「制御装置」に相当する。
図4は、本発明の実施の形態1における室内機100の外観を模式的に示した平面図(背面図)である。
図3及び図4に示すように、吸込口9は、筐体の前面、及び背面に設けられている。
また、吹出口10は、例えば筐体の天面にダクト接続により形成されている。本実施の形態1においては、筐体の前面に前面吸込口9aが形成され、筐体の背面に背面吸込口9bが形成されている。
なお、吸込口9の形成面はこれに限定されず、筐体の前面、背面、右側面、左側面、及び下面のうち任意の1つ以上の面に形成するようにしても良い。
なお、図3に示す例では、筐体の下方に吸込口9を形成し、上方に吹出口10を形成した場合を説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば筐体の上方に吸込口9を形成し、下方に吹出口10を形成しても良い。このような構成により例えば電算室用機種などのフリーアクセスフロアに対応することができる。
図5に示すように、室内機100を、建物の壁、構造物、又は室内の他の設置物(以下、壁面Wという)に、間隔を空けずに又は間隔を十分に確保せずに据え付けた場合には、壁面Wに対向する面の吸込口9が塞がれた状態となる。これにより、吸込口9の全体の開口面積が変化し、吸込圧損が増加し、風量と機外静圧が変化する。
図6は、本発明の実施の形態1における静圧と風量との関係を示す図である。
図6において、P−QH、P−QLは、室内送風機1の出力周波数を一定とした場合における、風量と静圧の特性(以下、P−Q特性ともいう)を示している。P−QHは、室内送風機1の出力周波数が高く(以下、出力周波数Hiという)、送風量が多い場合、P−QLは、室内送風機1の出力周波数が低く(以下、出力周波数Lowという)、送風量が少ない場合を示している。
また、R1は、室内機100の2面の吸込口9のうち2面が開口している時の風路の圧力損失(以下、機内抵抗ともいう)を示している。R2は、室内機100の2面の吸込口9のうち1面が開口(他方の1面が閉口)している時の吸込圧損と機内抵抗を足し合わせた風路の圧力損失(以下、吸込圧損と機内抵抗の和ともいう)を示している。
また、P1は、室内機100の吸込口9のうち2面が開口している時のダクトを含めた全ての風路の圧力損失(以下、全静圧ともいう)を示している。P2は、室内機100の吸込口9のうち1面が開口(他方の1面が閉口)している時の吸込圧損と全静圧を足し合わせた風路の圧力損失(以下、全静圧と吸込圧損の和ともいう)を示している。
また、吹出口10に接続されたダクト内の静圧(以下、機外静圧ともいう)は、全静圧と機内抵抗との差分となる。例えば図6の矢印で示す機外静圧aは、ある使用風量において、全静圧がP1、機内抵抗がR1の場合を示している(機外静圧a=P1−R1=全静圧−機内抵抗)。また、図6の矢印で示す機外静圧bは、吸込口9の1面が開口している時の実際の風量において、全静圧と吸込損失の和がP2、吸込圧損と機内抵抗の和がR2の場合を示している(機外静圧b=P2−R2=全静圧+吸込圧損−(吸込圧損+機内抵抗))。また、図6の矢印で示す機外静圧cは、吸込口9の1面が開口している時のある使用風量において、全静圧と吸込損失の和がP2、吸込圧損と機内抵抗の和がR2の場合を示している(機外静圧b=P2−R2=全静圧+吸込圧損−(吸込圧損+機内抵抗))。
また、全静圧は、室内送風機1の出力周波数が上昇すると大きくなる。このため、吸込圧損と機内抵抗の和を一定とした場合には、室内送風機1の出力周波数が大きいほど、全静圧が大きくなり、機外静圧も大きくなる。
以下、図7の各ステップに基づき、図6を参照しつつ説明する。
なお、機外静圧の設定値として、上記図6で示した機外静圧aが設定されているものとする。なお、この設定値は、予め出力制御装置4に記憶させても良いし、ディップスイッチ等の入力装置から任意に設定しても良い。また、例えば運転操作を行う操作パネル又はリモコンから保守操作モード等によって任意に入力しても良い。
出力制御装置4は、駆動装置2の出力周波数(インバータ周波数)を制御して、室内送風機1を一定の出力周波数で動作させる。ここでは、例えば図6のP−QLに示した出力周波数Lowで駆動させた場合を説明する。
室内機100の2面の吸込口9が共に開口している場合、機内抵抗はR1となり、図6のP1とP−QLとが交差するポイント「1」で運転する。このとき機外静圧はaとなる。
一方、室内機100の2面の吸込口9のうち1面が塞がれ、他方の1面のみ開口している場合、吸込圧損と機内抵抗の和がR2となり、図6のP2とP−QLとが交差するポイント「2」で運転する。このとき機外静圧はbとなる。
静圧検出装置5は、室内機100の筐体の機外静圧を検出する。例えば、室内機100の2面の吸込口9のうち1面が塞がれている場合、機外静圧bが検出される。
出力制御装置4は、静圧検出装置5によって検出された機外静圧の値を取得する。
出力制御装置4は、S101で取得した機外静圧と、設定値(機外静圧a)とを比較する。
S101で取得した機外静圧が、設定値より低い場合、S103に進む。
S101で取得した機外静圧が、設定値より高い場合、S104に進む。
例えば、室内機100の2面の吸込口9のうち1面が塞がれている場合、機外静圧bは設定値(機外静圧a)より低いため、S103へ進む。
出力制御装置4は、駆動装置2の出力周波数(インバータ周波数)を増加させ、室内送風機1の風量を増加させる。ここで、出力周波数を増加させる値は、予め設定した値を増加させる。例えばインバーター周波数を10Hz増加させる。なお、このS103が繰り返し実施されることで、風量が段階的に増加することとなる。
図6の例では、P−QLに示した出力周波数Lowから、P−QHに示した出力周波数Hiまで増加し、P2とP−QHとが交差するポイント「3」で運転する。このとき機外静圧が設定値と同等の値(機外静圧c)となる。
出力制御装置4は、駆動装置2の出力周波数(インバータ周波数)を減少させ、室内送風機1の風量を減少させる。ここで、出力周波数を減少させる値は、予め設定した値を減少させる。例えばインバーター周波数を10Hz減少させる。なお、このS104が繰り返し実施されることで、風量が段階的に減少することとなる。
出力制御装置4は、一定時間の間、機外静圧値が設定値の範囲内であるか否かを判断する。
一定時間の間、機外静圧値が設定値の範囲内である場合には、風量・静圧設定動作を終了する。出力制御装置4は、以降の動作(通常の空調動作)において、駆動装置2の出力周波数をS103又はS104で設定した出力周波数とする。
図6の例では、P2とP−QHとが交差するポイント「3」で運転し、機外静圧cを一定時間の間、検出した場合、風量・静圧設定動作を終了する。
一方、一定時間の間、機外静圧値が設定値の範囲内でない場合は、S101へ戻る。
例えば、定期的に上記の風量・設定動作を実行するようにしても良い。これにより、例えば吸込口9に設けたフィルターの目詰まりなどにより吸込圧損が増加した場合にも、機外静圧を設定値にすることができる。なお、2回目以降の風量・設定動作において、駆動装置2の出力周波数を増加させた場合には、報知手段によって、フィルターが目詰まりしている旨の報知、又はフィルターの交換を促す旨の報知をするようにしても良い。なお、報知手段としては、例えば、操作パネルに設けた表示画面、ランプ、ブザー等を用いることができる。
このため、設置場所等によって風路開口面積が変化し、吸込圧損が変化して全静圧が変化した場合であっても、機外静圧を任意の設定値にすることで所望している風量を得ることが可能である。
そして、複数の面に吸込口9を設けた場合において、室内機100を壁面Wに間隔を空けずに、ピタッと設置した場合であっても、機外静圧を任意の設定値にすることができるので、室内機100と壁面Wとの間にサービススペースを設ける必要がなくなり、室内機100の据え付け位置が制限されることがない。
本実施の形態2では、静圧検出装置5に代えて、室内機100の風路の風速に基づき風量の変化を検出する形態について説明する。
なお、風量と風速との関係は、風の通過面積に対して比例関係である。
なお、その他の構成は上記実施の形態1と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。
図8は、本発明の実施の形態2における空気調和装置の制御動作を説明するフローチャートである。
以下、図8の各ステップに基づき、図6を参照しつつ説明する。なお、実施の形態1と同様の動作には同一のステップ番号を付し、説明を省略する。
なお、風量の設定値として、上記図6で示した機外静圧aにおける風量(使用風量)が設定されているものとする。なお、この設定値は、予め出力制御装置4に記憶させても良いし、ディップスイッチ等の入力装置から任意に設定しても良い。また、例えば運転操作を行う操作パネル又はリモコンから保守操作モード等によって任意に入力しても良い。
風速検出装置は、室内機100の筐体内部の風速を検出する。
出力制御装置4は、風速検出装置によって検出された風速の値を取得する。
出力制御装置4は、風速検出装置によって検出された風速に基づき、室内機100の筐体の風量を求める。
例えば、実験データやシミュレーション結果等に基づき、予め、風速に対応した風量の値をテーブル化して記憶し、出力制御装置4は、このテーブルを参照することで風量を求める。また例えば、予め記憶した演算式に風速を代入して風量を求めても良い。
例えば図6の例において、室内機100の2面の吸込口9のうち1面が塞がれ、他方の1面のみ開口している場合、吸込圧損と機内抵抗の和がR2となり、図6のP2とP−QLとが交差するポイント「2」で運転する。このとき風量は「実際の風量」となる。
出力制御装置4は、S202で求めた風量と、設定値とを比較する。
出力制御装置4は、S202で求めた風量と設定値とが一致する場合、風量設定動作を終了する。
S202で求めた風量が、設定値より低い場合、S103に進む。
S202で求めた風量が、設定値より高い場合、S104に進む。
図6の例では、P−QLに示した出力周波数Lowから、P−QHに示した出力周波数Hiまで増加し、P2とP−QHとが交差するポイント「3」で運転する。このとき風量が設定値と同等の値(使用風量)となる。
出力制御装置4は、一定時間の間、風量が設定値の範囲内であるか否かを判断する。
一定時間の間、風量が設定値の範囲内である場合には、風量設定動作を終了する。出力制御装置4は、以降の動作(通常の空調動作)において、駆動装置2の出力周波数をS103又はS104で設定した出力周波数とする。
図6の例では、P2とP−QHとが交差するポイント「3」で運転し、風量が「使用風量」である状態を一定時間の間、検出した場合、風量設定動作を終了する。
一方、一定時間の間、風量が設定値の範囲内でない場合は、S201へ戻る。
Claims (4)
- 吸込口及び吹出口を有する筐体と、
前記吸込口から空気を吸引し、前記吹出口から空気を排出させる送風機と、
前記筐体の内部の、前記吸込口と前記吹出口との間の風路に設けられた熱交換器と、
前記送風機を回転駆動する駆動装置と、
前記駆動装置を制御して、前記送風機の風量を制御する制御装置と、
前記筐体の機外静圧を検出する静圧検出装置と、
を備え、
前記吸込口は、前記筐体の前面、背面、右側面、左側面、及び下面のうち、1つ以上の面に設けられ、
前記制御装置は、
前記筐体の機外静圧が設定値となるように、前記送風機の風量を制御する
ことを特徴とする空気調和装置。 - 前記制御装置は、
前記静圧検出装置によって検出された機外静圧が設定値より低い場合、前記送風機の風量を増加させ、
前記静圧検出装置によって検出された機外静圧が設定値より高い場合、前記送風機の風量を減少させる
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。 - 吸込口及び吹出口を有する筐体と、
前記吸込口から空気を吸引し、前記吹出口から空気を排出させる送風機と、
前記筐体の内部の、前記吸込口と前記吹出口との間の風路に設けられた熱交換器と、
前記送風機を回転駆動する駆動装置と、
前記駆動装置を制御して、前記送風機の風量を制御する制御装置と、
前記風路の風速を検出する風速検出装置と、
を備え、
前記吸込口は、前記筐体の前面、背面、右側面、左側面、及び下面のうち、1つ以上の面に設けられ、
前記制御装置は、
少なくとも前記風路の風速に基づき、前記筐体の風量が設定値となるように、前記送風機の制御装置出力を制御する
ことを特徴とする空気調和装置。 - 前記制御装置は、
前記風速検出装置によって検出された風速に基づき、前記筐体の風量を求め、該風量が設定値となるように、前記送風機の制御装置出力を制御する
ことを特徴とする請求項3に記載の空気調和装置。
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2012
- 2012-12-27 JP JP2012285190A patent/JP2014126331A/ja active Pending
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