JP2015152281A

JP2015152281A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2015152281A
Application number: JP2014028856A
Authority: JP
Inventors: 敬一落合; Keiichi Ochiai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-08-24
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: JP6385068B2

Abstract

【課題】ファンの回転数を上げることなく、風向と風量の制御を行うことができ、快適性と省エネ性の向上を図ることができる空気調和機を提供する。
【解決手段】室内ユニットは、複数の吹出口３、４から互いに反対方向に吹き出される空気の方向Ａ，Ｂに回動して温度分布を検出する温度センサー６と、温度センサー６により検出された温度分布に温度差のあるエリアが存在するときには、複数の貫流ファン１１、１２のうち、前記エリア以外のエリアに空気を送風する例えば貫流ファン１１の回転数を制御すると共に、吹出口３、４のうち、温度差のあるエリア側に向けられた例えば吹出口４の風向板４ａの角度を制御する制御装置２０とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、天井埋込形の室内ユニットを備えた空気調和機に関するものである。

従来の天井埋込形の室内ユニットとして、空調を行う室内の正確な温度分布を把握するために、例えば赤外線を利用した温度センサーを備えたものがある。その温度センサーが検出した温度分布のデータを基に、吹出口から調和空気の吹出方向の決定と風量の分配の調節を行って、空調エリアに温度差が生じないようにしたり、無駄な空調を排除し、省エネの気流制御などを行っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１９４３８９号公報（第２−１０頁、第２図）

従来の天井埋込形の室内ユニットは、１つのファンに対して複数の吹出口を設けている場合が多く、各吹出口の風向板によって風向と風量を分配している。しかし、ファンの回転数はそのままで、風向板で風向を調節しようとすると風向によっては風量が少なくなる場合がある。それにより、室内を目標温度まで近づけるのに多くの時間を要していた。また、風向板の調節で風量が少なくなった場合、ファンの回転数を上げることで解決されるが、ファンの回転音が大きくなったり、更にユーザーに強い気流を当ててしまい、不快感を与えるという課題があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、ファンの回転数を上げることなく、風向と風量の制御を行うことができ、快適性と省エネ性の向上を図ることができる空気調和機を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、天井面から露出する化粧パネルに設けられた少なくとも１つの吸込口と、化粧パネルに設けられ、床面に対して上下方向に可変する風向板を有する複数の吹出口と、複数の吹出口に対応して設けられた複数の熱交換器と、複数の吹出口に対応して設けられ、吸込口から室内の空気を吸引し熱交換器を介して吹出口から室内に吹き出す複数の送風機とを有する室内ユニットを備え、室内ユニットは、更に、複数の吹出口から互いに反対方向に吹き出される空気の方向に回動して温度分布を検出する少なくとも１つの温度センサーと、温度センサーにより検出された温度分布に温度差のあるエリアが存在するときには、複数の送風機のうち、前記エリア以外のエリアに空気を送風する送風機の回転数を制御すると共に、複数の吹出口のうち、温度差のあるエリア側に向けられた吹出口の風向板の角度を制御する制御装置とを備えたものである。

本発明によれば、温度センサーにより検出された温度分布に温度差のあるエリアが存在するときには、複数の送風機のうち、前記エリア以外のエリアに空気を送風する送風機の回転数を制御している。このため、送風機の回転音を抑えた状態で、温度差のあるエリアの温度を周囲の温度に近づけることができる。また、複数の吹出口のうち、温度差のあるエリア側に向けられた吹出口の風向板の角度を制御するようにしているので、温度差のあるエリアの温度を周囲の温度に近づける時間が速くなり、快適性と省エネ性を図ることができる。

実施の形態１に係る空気調和機の室内ユニットの外観を示す斜視図。図１の室内ユニットの内部を模式的に示す断面図。図１の温度センサーを拡大して示す斜視図。実施の形態２に係る空気調和機の室内ユニットの内部を模式的に示す斜視図。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る空気調和機の室内ユニットの外観を示す斜視図、図２は図１の室内ユニットの内部を模式的に示す断面図、図３は図１の温度センサーを拡大して示す斜視図である。
実施の形態１に係る空気調和機は、室内ユニット１と、この室内ユニット１に冷媒配管を介して接続された室外ユニットとを備えている。室内ユニット１は、例えば、長方形形状の化粧パネル２が天井面から露出するように取り付けられる天井埋込形の室内機である。

室内ユニット１は、図１に示すように、化粧パネル２の短手方向の両端に設けられた２つの吹出口３、４と、化粧パネル２の吹出口３、４の間に設けられた３つの長方形形状の吸込口５ａ、５ｂ、５ｃと、吹出口３、４の間であって、化粧パネル２の長手方向の両端のうちの片面に設置された温度センサー６とを備えている。

温度センサー６の設置は、吹出口３、４から吹き出される調和空気の温度（冷房時は室温より低い温度、暖房時は室温より高い温度）、室内ユニット１自体の温度、吸込口５ａ、５ｂ、５ｃに吸い込まれる室内空気の温度を検出しない位置である。つまり、温度センサー６は、空調時における室内の温度のみを検出することができる位置に設置されている。

吹出口３、４には、床面に対して上下方向に風向を可変する風向板３ａ、４ａがそれぞれ設けられている。この風向板３ａ、４ａは、図２に示すように、それぞれ吹出口３、４の長手方向に延びる軸７、８に取り付けられている。この軸７、８は、図示していないが、回転方向が切り替えられるように、モーターを有する機構部と連動するように構成されている。

室内ユニット１の内部には、図２に示すように、２組の熱交換器９、１０と、２台の貫流ファン１１、１２（送風機）と、貫流ファン１１と吹出口３との間および貫流ファン１２と吹出口４との間にそれぞれ形成された風路１３と、制御装置２０とが設けられている。熱交換器９は、上部が吸込口５ａ側に傾けられた第１熱交換器９ａと、上部が吸込口５ｂ側に傾けられた第２熱交換器９ｂとで構成されている。もう１組の熱交換器１０は、上部が吸込口５ａ側に傾けられた第１熱交換器１０ａと、上部が吸込口５ｃ側に傾けられた第２熱交換器１０ｂとで構成されている。

貫流ファン１１、１２は、室内ユニット１の長手方向に長い筒形状のファンである。貫流ファン１１は、熱交換器９の第１熱交換器９ａと第２熱交換器９ｂとの間に配置され、貫流ファン１２は、熱交換器１０の第１熱交換器１０ａと第２熱交換器１０ｂとの間に配置されている。貫流ファン１１、１２の運転により、吸込口５ａ、５ｂ、５ｃから室内の空気を吸引し熱交換器９、１０を介して吹出口３、４から室内に吹き出す。熱交換器９、１０は、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。

温度センサ−６は、赤外線センサーからなり、図２に示すように、吹出口３、４から互いに反対方向に吹き出される空気（調和空気）の吹出方向Ａ、Ｂに回動するように、化粧パネル２に回動自在（Ｇ方向）に取り付けられている。この温度センサ−６は、図３に示すように、化粧パネル２に設けられた四辺形形状の穴１４から突出しており、吹出口３、４から吹き出される空気の方向に直交する方向、即ち、前述のＧ方向に直交する方向の両端に、先端が半円形状に形成された側板６ａが設けられている。この半円形状の側板６ａは、化粧パネル２の意匠性を損なわないようにするためであり、また、温度センサー６の回動中における室内の温度分布を正確に検出するために設けられている。温度センサー６は、モーターを有する機構部によって、前述したＧ方向に回動し、室内の空間を温度検出範囲Ｈとして検出している。

制御装置２０は、温度センサー６により検出された温度検出範囲Ｈの温度分布に温度差のあるエリアが存在するときには、複数の貫流ファン１１、１２のうち、前記エリア以外のエリアに空気を送風する貫流ファン１１又は１２の運転停止、あるいは回転数を低下させる制御を行うと共に、複数の吹出口３、４のうち、温度差のあるエリア側に向けられた吹出口３の風向板３ａ又は吹出口４の風向板４ａ、あるいは両方の風向板３ａ、４ａの角度を制御する。なお、制御装置２０による貫流ファン１１、１２の回転数の制御および吹出口３、４の風向板３ａ、４ａの角度の制御については、動作を説明するときに詳述する。

前記のように構成された室内ユニット１の動作について説明する。
制御装置２０は、冷房運転あるいは暖房運転を行っているときに、例えば一定時間毎に、温度センサー６を吹出方向Ａ、Ｂに回動するように、温度センサー６の機構部を制御する。この時、温度センサー６は、室内空間の温度検出範囲Ｈの温度分布を検出し、制御装置２０に入力する。

制御装置２０は、温度検出範囲Ｈの温度分布が入力されると、吹出方向Ａ側の温度分布と吹出方向Ｂ側の温度分布とに温度差が存在するか否かを判定する。制御装置２０は、温度分布に第１設定温度（例えば１０ｄｅｇ）以上の温度差のあるエリアが存在するときには、例えば、貫流ファン１１、１２のうち、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する貫流ファン１１の運転を停止する。

この時、制御装置２０は、貫流ファン１１側の吹出口３の風向板３ａを、貫流ファン１１を停止させる前の状態のままとする。即ち、吹出口３を風向板３ａで閉じないようにしている。風向板３ａで吹出口３を閉じた場合、その状態を見たユーザーが室内ユニット１が勝手に運転停止したと勘違いする可能性があるため、吹出口３（又は吹出口４）を閉じないようにしている。制御装置２０は、吹出口３側の貫流ファン１１を停止した際に、例えば吹出口３、４のうち、温度分布に第１設定温度以上の温度差のあるエリア側に向けられた吹出口４から、そのエリアに空気が向かうように、吹出口４の風向板４ａの角度を制御する。

制御装置２０は、吹出方向Ａ側の温度分布と吹出方向Ｂ側の温度分布に第１設定温度（１０ｄｅｇ）未満で、その第１設定温度より低い第２設定温度（例えば５ｄｅｇ）以上の温度差のあるエリアが存在するときには、例えば、貫流ファン１１、１２のうち、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する貫流ファン１１の回転数をその前の回転数よりも低くする。例えば、２台の貫流ファン１１、１２を１０００ｒｐｍの回転数で運転している場合に、貫流ファン１１の回転数を５００ｒｐｍまで低下させる。

制御装置２０は、吹出口３側の貫流ファン１１の回転数を低くした際に、例えば、吹出口３、４のうち、温度分布に第１設定温度（１０ｄｅｇ）未満で、第１設定温度より低い第２設定温度（５ｄｅｇ）以上の温度差のあるエリア側に向けられた吹出口４から、そのエリアに空気が向かうように、吹出口４の風向板４ａの角度を制御する。

以上のように実施の形態１においては、温度センサー６の両端に半円形形状の側板６ａを設け、その温度センサ−６を吹出方向Ａ、Ｂに回動するようにしているので、化粧パネル２の意匠性を損なうようなことがなく、温度センサー６の回動中における室内の温度分布を正確に検出することができる。

更に、吹出方向Ａ側の温度分布と吹出方向Ｂ側の温度分布とに第１設定温度（１０ｄｅｇ）以上の温度差があるエリアが存在するときには、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する貫流ファン１１又は１２の運転を停止し、また、前述の温度分布に第１設定温度（１０ｄｅｇ）未満で、その第１設定温度より低い第２設定温度（例えば５ｄｅｇ）以上の温度差のあるエリアが存在するときには、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する貫流ファン１１又は１２の回転数をその前の回転数よりも低くしている。これにより、貫流ファン１１、１２の回転音を抑えた状態で、室内の温度を目標温度に近づけることができる。

貫流ファン１１又は１２の運転を停止した際、温度差のあるエリア側に向けられた吹出口３、４から吹き出される空気が温度差のあるエリアに向かうように、吹出口３又は４の風向板３ａ、４ａの角度を制御し、また、貫流ファン１１又は１２の回転数を低下させた際、温度差のあるエリア側に向けられた吹出口３又は４から吹き出される空気が温度差のあるエリアに向かうように、吹出口３又は４の風向板３ａ、４ａの角度を制御している。このため、温度差のあるエリアの温度を目標温度に近づける時間が速くなり、快適性と省エネ性を図ることができる。

実施の形態２．
図４は実施の形態２に係る空気調和機の室内ユニットの内部を模式的に示す斜視図である。なお、実施の形態２においては、実施の形態１と同様の部分には同じ符号を付している。
図４において、室内ユニット１の化粧パネル２は、正方形状に形成され、各辺に４つの吹出口３１、３２、３３、３４が設けられている。各吹出口３１〜３４には、図示していないが、床面に対して上下方向に風向を可変する風向板が取り付けられている。化粧パネル２の中央には、吸込口３５が設けられている。

吹出口３１と吸込口３５との間には、空気の流れ方向Ｃの上流側から熱交換器３６ａおよび貫流ファン３８ａが配置され、吹出口３２と吸込口３５との間には、空気の流れ方向Ｅの上流側から熱交換器３６ｂおよび貫流ファン３８ｂが配置されている。また、吹出口３３と吸込口３５との間には、空気の流れ方向Ｄの上流側から熱交換器３７ａおよび貫流ファン３９ａが配置され、吹出口３４と吸込口３５との間には、空気の流れ方向Ｆの上流側から熱交換器３７ｂおよび貫流ファン３９ｂが配置されている。

化粧パネル２の床面と対向する面の角部には、赤外線センサーからなる温度センサー６１ａ、６１ｂが設置されている。温度センサー６１ａは、吹出口３１、３２から互いに反対方向に吹き出される空気（調和空気）の吹出方向Ｃ、Ｅに回動するように、化粧パネル２に回動自在（Ｇ方向）に取り付けられている。また、温度センサー６１ｂは、吹出口３３、３４から互いに反対方向に吹き出される空気の吹出方向Ｄ、Ｆに回動するように、化粧パネル２に回動自在に取り付けられている。

温度センサー６１ａ、６１ｂは、図３に示すように、化粧パネル２に設けられた四辺形形状の穴１４から突出しており、回動方向に直交する方向の両端に、先端が半円形状に形成された側板６ａを有している。その温度センサー６１ａ、６１ｂは、モーターを有する機構部によって、前述した方向に回動し、室内の空間を温度検出範囲Ｈとして検出している。

なお、温度センサー６１ａにより検出された温度検出範囲Ｈの温度分布に基づく貫流ファン３８ａ、３８ｂの回転数の制御、および吹出口３１、３２の各風向板の角度制御については、実施の形態１と同様である。また、温度センサー６１ｂにより検出された温度検出範囲Ｈの温度分布に基づく貫流ファン３９ａ、３９ｂの回転数の制御、および吹出口３３、３４の各風向板の角度制御についても、実施の形態１と同様である。これらの制御は、制御装置４０にて行われる。

実施の形態２においては、温度センサー６１ａ、６１ｂの両端に半円形形状の側板６ａを設け、その温度センサ−６１ａを吹出方向Ｃ、Ｅに回動するようにし、また、温度センサ−６１ｂを吹出方向Ｄ、Ｆに回動するようにしているので、化粧パネル２の意匠性を損なうようなことがなく、温度センサー６１ａ、６１ｂの回動中における室内の温度分布を正確に検出することができる。

更に、吹出方向Ｃ側および吹出方向Ｅ側の温度分布に第１設定温度（１０ｄｅｇ）以上の温度差があるエリアが存在するときには、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する貫流ファン３８ａ又は３８ｂの運転を停止し、また、吹出方向Ｄ側および吹出方向Ｆ側の温度分布に第１設定温度（１０ｄｅｇ）以上の温度差があるエリアが存在するときには、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する貫流ファン３９ａ又は３９ｂの運転を停止している。
吹出方向Ｃ側および吹出方向Ｅ側の温度分布に第１設定温度（１０ｄｅｇ）未満で第１設定温度より低い第２設定温度（５ｄｅｇ）以上の温度差のあるエリアが存在するときには、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する貫流ファン３８ａ又は３８ｂの回転数をその前の回転数よりも低くし、また、吹出方向Ｄ側および吹出方向Ｆ側の温度分布に第１設定温度（１０ｄｅｇ）未満で第１設定温度より低い第２設定温度（５ｄｅｇ）以上の温度差のあるエリアが存在するときには、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する貫流ファン３９ａ、３９ｂの回転数をその前の回転数よりも低くしている。
以上の制御により、貫流ファン３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂの回転音を抑えた状態で、室内の温度を目標温度に近づけることができる。

貫流ファン３８ａ又は３８ｂの運転を停止した際、また、貫流ファン３８ａ又は３８ｂの回転数を低下させた際には、温度差のあるエリア側に向けられた吹出口３１又は３２から吹き出される空気が温度差のあるエリアに向かうように、吹出口３１又は３２の風向板の角度を制御し、また、貫流ファン３９ａ又は３９ｂの運転を停止した際、また、貫流ファン３９ａ又は３９ｂの回転数を低下させた際には、温度差のあるエリア側に向けられた吹出口３３又は３４から吹き出される空気が温度差のあるエリアに向かうように、吹出口３３又は３４の風向板の角度を制御している。
以上の制御により、温度差のあるエリアの温度を目標温度に近づける時間が速くなり、快適性と省エネ性を図ることができる。

なお、実施の形態１、２では、温度センサー６、６１ａ、６１ｂにより室内の空間を検出するようにしたが、室内の空間に代えて、床面を温度検出範囲としてもよいし、あるいは検出範囲内の人体の温度を検出するようにしてもよい。
また、実施の形態１、２では、第１設定温度を５ｄｅｇ、第２設定温度を１０ｄｅｇとしたが、各設定温度は限定されるものではなく何度でもよい。

１室内ユニット、２化粧パネル、３、４吹出口、３ａ、４ｂ風向板、５ａ、５ｂ、５ｃ吸込口、６温度センサー、６ａ側板、７、８風向板の軸、９、１０熱交換器、９ａ、１０ａ第１熱交換器、９ｂ、１０ｂ第１熱交換器、１１、１２貫流ファン、１３風路、１４穴、２０制御装置、３１、３２、３３、３４吹出口、３５吸込口、３６ａ、３６ｂ３７ａ、３７ｂ熱交換器、３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂ貫流ファン、４０制御装置、６１ａ、６１ｂ温度センサー、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ吹出方向、Ｇ可動方向、Ｈ温度検出範囲。

Claims

天井面から露出する化粧パネルに設けられた少なくとも１つの吸込口と、前記化粧パネルに設けられ、床面に対して上下方向に可変する風向板を有する複数の吹出口と、前記複数の吹出口に対応して設けられた複数の熱交換器と、前記複数の吹出口に対応して設けられ、前記吸込口から室内の空気を吸引し前記熱交換器を介して前記吹出口から室内に吹き出す複数の送風機とを有する室内ユニットを備え、
前記室内ユニットは、更に、前記複数の吹出口から互いに反対方向に吹き出される空気の方向に回動して温度分布を検出する少なくとも１つの温度センサーと、前記温度センサーにより検出された温度分布に温度差のあるエリアが存在するときには、前記複数の送風機のうち、前記エリア以外のエリアに空気を送風する送風機の回転数を制御すると共に、前記複数の吹出口のうち、温度差のあるエリア側に向けられた吹出口の風向板の角度を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする空気調和機。
前記制御装置は、前記温度分布に第１設定温度以上の温度差のあるエリアが存在するときには、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する送風機の運転を停止することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
前記制御装置は、前記温度分布に前記第１設定温度未満で当該第１設定温度より低い第２設定温度以上の温度差のあるエリアが存在するときには、目標温度に近い温度分布を有するエリア側に空気を送風する送風機の回転数をその前の回転数よりも低くすることを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。
前記制御装置は、前記温度分布に前記第１設定温度以上の温度差のあるエリアが存在するときには、前記エリア側に向けられた吹出口から吹き出される空気が温度差のあるエリアに向かうように、当該吹出口の風向板の角度を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の空気調和機。
前記制御装置は、前記温度分布に前記第１設定温度未満で当該第１設定温度より低い第２設定温度以上の温度差のあるエリアが存在するときには、前記エリア側に向けられた吹出口から吹き出される空気が温度差のあるエリアに向かうように、当該吹出口の風向板の角度を制御することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の空気調和機。
前記温度センサーは、赤外線センサーであって、前記吹出口から吹き出される空気の方向に直交する方向の両端に、先端が半円形状に形成された側板を有していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の空気調和機。
前記送風機に、貫流ファンが用いられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の空気調和機。