JP2017161206A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】広い室内空間に複数の室内機が配置された空気調和システムにおいて、空調運転開始から所定の設定温度に達するまでの間や、空調エリアに居る人の人数や位置に応じて空調運転を行っていると室内に室温の温度差が生じ、利用者の快適性が損なわれる場合がある。【解決手段】各室内機の室温センサから取得した室温により室内に温度差が生じていると判定された場合に、複数の室内機の風向板を連動して制御することにより、室内の空気を広範囲にわたって撹拌する循環気流を作り出し、室温の温度差を迅速に解消させる。【選択図】図４

Description

本発明は、複数の室内機を連動させて風向制御を行う空気調和システムに関する。

従来、空気調和システムでは、オフィスビルや商業施設などの広い室内空間を空調するために、１つの室内に複数台の室内機を配置し、室内機それぞれが冷房運転や暖房運転を行うことで、室内全体を快適な室温にすることができるようになっている。

このような複数台の室内機を有する空気調和システムには、複数台の室内機と、各室内機に設けられた撮像部で撮像領域内の画像を撮像して人の分布を推定し、空調エリアに居る人の人数や位置に応じて各室内機を協調して空調運転させることで、快適性の高い空調運転を実現する空調制御装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２６６１６９号公報（第３〜６頁、図５）

しかし、特許文献１の空調制御装置では、人の出入りや各室内機の空調エリア間での人の移動が頻繁に行われるような部屋で利用された場合、人が居る空調エリアと人が居ない空調エリアとで室温の温度差が生じているため、人が居る空調エリアから人が居ない空調エリアへと移動した利用者の快適性が損なわれるという問題があった。

また、全ての空調エリアが設定温度になるように各々の室内機を運転させれば、人が居る空調エリアの室内機だけを運転させるよりも室温の温度差を小さくすることができるが、この場合にも運転開始から全ての空調エリアの室温が設定温度に達するまでの間は、温まりやすいまたは冷えやすい空調エリアでは室温が設定温度に早く達し、そうでは無い空調エリアでは室温が設定温度に達するために長い時間を要することから、空調エリア間の温度差を迅速に解消することができないという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決し、室内に生じた室温の温度差を迅速に解消できる空気調和システムを提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の空気調和システムは、天井埋込型の筐体の下面中央に位置する空気の吸込口と、前記吸込口を四角形状に囲むように配置された４つの空気の吹出口と、前記吹出口のそれぞれに設けられ前記吹出口から吹き出される空気の上下方向の風向を個々に制御可能な風向板を有する室内機が、同一室内に少なくとも４台配置された空気調和システムであって、前記室内機のうち任意の４台の前記室内機の前記筐体の下面の中心を結ぶ仮想四角形のうち、その仮想四角形の面積が最大となる前記仮想四角形の頂点に位置する前記室内機に対し、前記仮想四角形の任意の頂点から右周りまたは左周りに４辺を周回する軌跡と重なる前記風向板を、前記軌跡に沿って交互に開状態と閉状態とするように風向板制御を行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の前記空気調和システムは、前記室内機に室温を検出する温度センサを有し、前記温度センサがそれぞれ検出した室温のうち、最低室温と最高室温の温度差が所定以上の時、前記風向板制御を行うことを特徴とする。

本発明の空気調和システムによれば、室内に生じた室温の温度差を迅速に解消できるため、利用者の快適性を高めることができる。

本発明による空気調和システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明による１つの室内の天井に設置された複数の室内機の配置を説明する配置図である。 本発明による空気調和システムの管理テーブルの一例を示す説明図ある。 本発明による空気調和システムの風向板制御による空気の流れを示す説明図である。 本発明による空気調和システムの循環気流を作り出す風向板制御の処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１は、本発明による空気調和システムの構成の一例を示すブロック図である。図１において空気調和システム１は、１つの室内の天井に設置される複数の室内機１０と、屋外に設置され複数の室内機１０と共働して空調運転を行う室外機２０と、複数の室内機１０及び室外機２０を制御する集中管理装置３０で構成される。また、複数の室内機１０と、室外機２０と、集中管理装置３０は、通信線２を介して接続され相互に通信できるようになっている。

室内機１０は、室温を検出する温度センサ１１と、空気を吹出す複数の吹出口にそれぞれ設けられ、吹出口毎の開閉や空気を吹出す角度を調節するための風向板１２と、通信線２を介して接続された室外機２０や集中管理装置３０との通信を行う室内機通信部１３と、室内機１０を制御するための設定データなどを記憶する室内機記憶部１４と、これらを制御する室内機制御部１５を有している。なお、温度センサ１１は室内機１０に備えられるものに限らず、同一室内の室内機１０と関連付けて設置されていても良い。

集中管理装置３０は、通信線２を介して接続された複数の室内機１０や室外機２０との通信を行う通信部３１と、複数の室内機１０及び室外機２０を制御するための設定データなどを記憶する記憶部３２と、これらを制御する制御部３３を有している。

室外機２０は、通信線２を介して接続された複数の室内機１０や集中管理装置３０との通信を行う室外機通信部２１と、室外機２０を制御する室外機制御部２２を有している。

また、複数の室内機１０の室内機記憶部１４と、集中管理装置３０の記憶部３２のいずれか一方または両方には、複数の室内機１０を連動させて室内空間に生じている温度差を短時間で解消するために用いられる設定データを記憶する後述する管理テーブル４０が記憶されている。

図２は、本発明による１つの室内の天井に設置された複数の室内機１０の配置を説明する配置図である。なお、図２の上側を北、右側を東、下側を南、左側を西の方角とする。図２に示す室内には、北側には室内機Ｎｏ．０１と室内機Ｎｏ．０２、東側には室内機Ｎｏ．０２と室内機Ｎｏ．０３、南側には室内機Ｎｏ．０３と室内機Ｎｏ．０４、と並ぶように、室内機Ｎｏ．０１から室内機Ｎｏ．０４までの４台の室内機１０が縦横に各２台づつ配置されている。また、４台の室内機１０の筐体の下面の中心を直線で結んだ場合に、一点鎖線で示す仮想四角形ができるように配置されている。

各室内機１０は筐体の下面が長方形であり、下面中央に位置する空気の吸込口を四角形状に囲むように配置された、空気を吹き出す４つの吹出口を備え、本発明の説明では、それぞれ室内機１０の吸込口の中心から見て東側にある吹出口をＡ、南側にある吹出口をＢ、西側にある吹出口をＣ、北側にある吹出口をＤとする吹出口コードが割当てられている。なお、各々の吹出口は、筐体の下面の外周辺に長手方向が平行になるように設けられた長方形状の穴である。

例えば、運転中の室内機Ｎｏ．０２の吹出口Ｂを開き南側に向かって送風し、運転中の室内機Ｎｏ．０３の吹出口Ｄを閉じて北側に向かって送風させないようにすることで、室内機Ｎｏ．０２の吹出口Ｂから送風された空気の流れが室内機Ｎｏ．０３が配置される空調エリアへと届くようになる。また同様に、運転中の室内機Ｎｏ．０３の吹出口Ｃを開き運転中の室内機Ｎｏ．０４の吹出口Ａを閉じる、運転中の室内機Ｎｏ．０４の吹出口Ｄを開き運転中の室内機Ｎｏ．０１の吹出口Ｂを閉じる、運転中の室内機Ｎｏ．０１の吹出口Ａを開き運転中の室内機Ｎｏ．０２の吹出口Ｃを閉じることで、空気の流れが４台の室内機１０の空調エリアに及ぶ広範囲の循環気流を作り出すことができる。つまり、一点鎖線で示す仮想四角形の任意の頂点から右周りに周回する軌跡と重なる各吹出口を、軌跡に沿って交互に開状態と閉状態とするようにして、開状態とする吹出口の風向板１２を天井面に対して水平方向の角度に調節し送風することで広範囲の循環気流を作り出している。

図３は、本発明による空気調和システムの管理テーブル４０の一例を示す説明図ある。この管理テーブル４０は、室内機１０の室内機記憶部１４と、集中管理装置３０の記憶部３２のいずれか一方または両方に予め記憶された設定データであり、図１で説明した各室内機１０の温度センサ１１が検出した室温を集中管理装置３０が取得し、取得した室温のうち最高室温と最低室温の温度差が所定の室温差（例えば３℃）以上であることを制御部３３が判別した際、つまり室内に室温の温度差が生じていることを判別した際に、図２で説明した広範囲の循環気流を作り出すための風向板制御を行う際に利用される。なお、図３（ａ）は、室内に４台の室内機１０が配置されている場合の管理テーブル４０を示し、図３（ｂ）は、室内に６台の室内機１０が配置されている場合の管理テーブル４０を示している。

管理テーブル４０の項目について、図３（ａ）の左側から説明する。「室内機Ｎｏ．」は、各々の室内機１０に対して設定された固有の番号であり、「吹出口コードＡ」から「吹出口コードＤ」は、図２で説明した各室内機１０の４つの吹出口を示している。

室内機Ｎｏ．０１〜０４にそれぞれ存在する「吹出口コードＡ」から「吹出口コードＤ」の項目には、図２で説明した広範囲の循環気流を作り出すため各吹出口の風向板１２をどのように制御するかの制御内容が記憶されている。例えば室内機Ｎｏ．０１の吹出口コードＡに対応する制御内容の「開」は、循環気流を作り出す時に吹出口コードＡの風向板１２を開くことを示し、室内機Ｎｏ．０２の吹出口コードＣに対応する制御内容の「閉」は、循環気流を作り出す時に吹出口コードＣの風向板１２を閉じることを示している。また、室内機Ｎｏ．０１の吹出口コードＣや吹出口コードＤに対応する制御内容の「−」は、その吹出口コードに対応する風向板１２を制御しないこと、つまり広範囲の循環気流を作り出す風向板制御を行う場合であっても、元の風向の設定を維持したままとすることを示している。

図４は、本発明による空気調和システム１の風向板制御による空気の流れを示す説明図である。なお、図４（ａ）は図３で説明した管理テーブル４０を用いて、４台の室内機１０が設置されている部屋で各室内機１０の風向板制御が行われた時の空気の流れを白抜き矢印で示している。

集中管理装置３０の制御部３３は管理テーブル４０を用いて風向板制御を行う際、室内機１０の室内機Ｎｏ．毎にそれぞれ存在する「吹出口コードＡ」から「吹出口コードＤ」の制御内容に従って、通信部３１を介して各室内機１０へ風向板１２を制御するための風向板制御信号を送信する。具体的には室内機Ｎｏ．０１に対し吹出口コードＡの風向板１２を開き吹出口コードＢの風向板１２を閉じさせる風向板制御信号を送信し、室内機Ｎｏ．０２に対し吹出口コードＢの風向板１２を開き吹出口コードＣの風向板１２を閉じさせる風向板制御信号を送信し、室内機Ｎｏ．０３に対し吹出口コードＣの風向板１２を開き吹出口コードＤの風向板１２を閉じさせる風向板制御信号を送信し、室内機Ｎｏ．０４に対し吹出口コードＤの風向板１２を開き吹出口コードＡの風向板１２を閉じさせる風向板制御信号を送信する。

また、集中管理装置３０から送信された風向板制御信号を受信した各室内機１０の室内機制御部１５は、風向板制御信号の内容に応じて各吹出口の風向板１２を制御することで図４（ａ）の黒色の矢印で示した方向に向かって各室内機１０の吹出口から空気が送風され、その空気が送風された先にある各室内機１０のバツ印が示す吹出口が閉じられる。これにより、室内機Ｎｏ．０１の吹出口Ａから送風された空気は、室内機Ｎｏ．０２のバツ印が示す吹出口Ｃを通過し室内機Ｎｏ．０２の吹出口Ｂから送風された空気と合流する。室内機Ｎｏ．０２の吹出口Ｂから送風された空気は、室内機Ｎｏ．０３の吹出口Ｄを通過し室内機Ｎｏ．０３の吹出口Ｃから送風された空気と合流する。というように室内機Ｎｏ．０１から室内機Ｎｏ．０４へと合流した空気が流れ、再び室内機Ｎｏ．０１へと空気の流れが合流する白抜き矢印で示した右回りの循環気流を作り出すことができる。

このように作り出された循環気流は、室内に室温の温度差が生じている際に各室内機１０の風向板１２を個々に動作させた場合の気流よりも室内の広範囲の空気を撹拌することができる。このため、室内に生じた室温の温度差を迅速に解消し、利用者の快適性を高めることができる。

図４（ｂ）は１つの室内に６台の室内機１０が設置されている場合に風向板制御が行われた時の空気の流れ（循環気流）を示している。なお、室内機１０の台数が図４（ａ）で説明した台数よりも増えたとしても、部屋の４隅に配置された４台の室内機１０（室内機Ｎｏ．０１、０３、０４、０６）の風向板制御の内容は図４（ａ）と同様であるため説明を省略する。

室内機Ｎｏ．０１と室内機Ｎｏ．０３の間に配置される室内機Ｎｏ．０２は、右回りで空気を合流させる場合に、図３（ｂ）に示す管理テーブル４０の当該室内機Ｎｏ．０２の吹出口コードＡに対応する制御内容に「開」、吹出口コードＣに対応する制御内容に「閉」が記憶される。また、室内機Ｎｏ．０４と室内機Ｎｏ．０６の間に配置される室内機Ｎｏ．０５は、図３（ｂ）に示す管理テーブル４０の当該室内機Ｎｏ．０５の吹出口コードＡに対応する制御内容に「閉」、吹出口コードＣに対応する制御内容に「開」が記憶される。

これにより、図４（ｂ）の室内機Ｎｏ．０１の吹出口Ａから送風された黒色の矢印が示す空気は、室内機Ｎｏ．０２のバツ印が示す吹出口Ｃを通過し室内機Ｎｏ．０２の吹出口Ａから送風された黒色の矢印が示す空気と合流する。また、室内機Ｎｏ．０４の吹出口Ｃから送風された黒色の矢印が示す空気は、室内機Ｎｏ．０５のバツ印が示す吹出口Ａを通過し室内機Ｎｏ．０５の吹出口Ｃから送風された黒色の矢印が示す空気と合流する。というように室内機Ｎｏ．０１から室内機Ｎｏ．０２、Ｎｏ．０３、Ｎｏ．０４、Ｎｏ．０５、Ｎｏ．０６へと合流した空気が流れ、再び室内機Ｎｏ．０１へと空気の流れが合流する白抜き矢印が示す右回りの循環気流を作り出すことができる。

なお、図４（ａ）と（ｂ）で説明した風向板制御は右回りの循環気流を作り出す例であるが、左回りの循環気流を作り出すようにしても良い。左回りの循環気流を作り出すようにする場合には、図３で説明した管理テーブル４０の制御内容の項目を「開」を「閉」に、「閉」を「開」に入替えて設定すれば良い。

図５は、本発明による空気調和システム１の循環気流を作り出す風向板制御の処理の一例を示すフローチャートである。図５の処理を開始する条件として、空気調和システム１は部屋に設置された複数の室内機１０が各々に空調運転を開始したものとする。なお、フローチャートに記載のＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号をそれぞれ表している。

制御部３３は、通信部３１を介して各室内機１０から温度センサ１１が検出した室温を取得する（ＳＴ１）。取得した室温のうち最高室温と最低室温の温度差が所定の温度（例えば３℃）以上であるか否かを確認する（ＳＴ２）。温度差が所定の温度以上ではない（つまり温度差が所定の温度未満である）場合（ＳＴ２−Ｎｏ）、取得した全ての室温が設定温度に達したか否かを確認する（ＳＴ３）。全ての室温が設定温度に達している場合（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、循環気流を作り出す風向板制御の処理を終了する。一方、全ての室温が設定温度に達していない場合（ＳＴ３−Ｎｏ）、ＳＴ１に戻る。

制御部３３はＳＴ２において、取得した室温のうち最高室温と最低室温の温度差が所定の温度以上である場合（ＳＴ２−Ｙｅｓ）、通信部３１を介して各室内機１０から各風向板１２の風向角度の設定を取得し記憶部３２に記憶する（ＳＴ４）。続いて、記憶部３２の管理テーブル４０を参照し、管理テーブル４０の各室内機Ｎｏ．に対応する吹出口コード（Ａ〜Ｄ）の制御内容に従って風向板制御信号を生成し、生成した風向制御信号を各室内機１０に通信部３１を介して送信する（ＳＴ５）。続いて、通信部３１を介して各室内機１０から温度センサ１１が検出した室温を取得する（ＳＴ６）。取得した室温のうち最高室温と最低室温の温度差が所定の温度未満であるか否かを確認する（ＳＴ７）。温度差が所定の温度未満ではない（つまり温度差が所定の温度以上である）場合（ＳＴ７−Ｎｏ）、ＳＴ６に戻る。

制御部３３はＳＴ７において、取得した室温のうち最高室温と最低室温の温度差が所定の温度未満である場合（ＳＴ７−Ｙｅｓ）、ＳＴ４で記憶部３２に記憶していた各室内機１０の各風向板１２の風向角度の設定に戻すように、風向板制御信号を生成して各室内機１０に通信部３１を介して送信する（ＳＴ８）。そして、ＳＴ３にジャンプする。

本発明は図５で説明した処理を行うことにより、空調運転中の室内で室温の温度差が生じている場合に、室内の空気を広範囲にわたって撹拌する循環気流を作り出し、室温の温度差を迅速に解消させることにより、利用者の快適性を高めることができる。

１ 空気調和システム
２ 通信線
１０ 室内機
１１ 温度センサ
１２ 風向板
１３ 室内機通信部
１４ 室内機記憶部
１５ 室内機制御部
２０ 室外機
２１ 室外機通信部
２２ 室外機制御部
３０ 集中管理装置
３１ 通信部
３２ 記憶部
３３ 制御部
４０ 管理テーブル

Claims (2)

1. 天井埋込型の筐体の下面中央に位置する空気の吸込口と、前記吸込口を四角形状に囲むように配置された４つの空気の吹出口と、前記吹出口のそれぞれに設けられ前記吹出口から吹き出される空気の上下方向の風向を個々に制御可能な風向板を有する室内機が、同一室内に少なくとも４台配置された空気調和システムであって、前記室内機のうち任意の４台の前記室内機の前記筐体の下面の中心を結ぶ仮想四角形のうち、その仮想四角形の面積が最大となる前記仮想四角形の頂点に位置する前記室内機に対し、前記仮想四角形の任意の頂点から右周りまたは左周りに４辺を周回する軌跡と重なる前記風向板を、前記軌跡に沿って交互に開状態と閉状態とするように風向板制御を行うことを特徴とする空気調和システム。
2. 前記室内機に室温を検出する温度センサを有し、前記温度センサがそれぞれ検出した室温のうち、最低室温と最高室温の温度差が所定以上の時、前記風向板制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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