JP2019173980A - 空調室内機、およびそれを備えた空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空調運転時と停止時とで位置を変化させる可動部を備えた空調室内機において、空調運転時に可動部が正しく動作しているか確認するために、コストアップの要因になるリミットスイッチを用いること無く、制御を行うことができる空調室内機を提供する。【解決手段】空調室内機（１０）は、熱交換器と、ファンと、筐体（５０）と、可動部（１１，３０）と、センサ（４０）と、制御部とを備える。可動部は、停止時の第１位置と空調運転時の第２位置とで位置を変化させる。センサは、可動部が第１位置か第２位置かに依存して測定値が異なる。制御部は、センサの測定値によって、可動部の位置を判定する。【選択図】図３

Description

空調運転時と停止時とで位置を変化させる可動部を備えた空調室内機に関する。

空調室内機としては、意匠性や機能性の観点から、パネルやフラップなどの可動部を備えたものが商品化されている。このような空調室内機においては、たとえば、特許文献１（特開２００５−２１４５６２号公報）にあるように、パネルやフラップの位置検知のために、リミットスイッチを用いたものがある。リミットスイッチがあれば、可動部の位置を検出することが出来、たとえば、制御された通りの位置に可動部がないなどの異常を検出して、機器の制御にフィードバックすることが可能である。

リミットスイッチは、上述したように、可動部を用いた空調室内機にとって有益なものであるが、コストアップの要因になる。そこで、リミットスイッチを用いること無く、リミットスイッチがあるときと同様に可動部の位置を知り、空調室内機の制御を行うことが出来れば、コストダウンできる。

第１観点の空調室内機は、熱交換器と、ファンと、筐体と、可動部と、センサと、制御部とを備える。熱交換器は、空調運転時に冷媒と空気とで熱交換する。ファンは、熱交換器への空気の流れを生成する。筐体は、熱交換器と、ファンとを収容する。可動部は、筐体に取り付けられている。可動部は、停止時の第１位置と空調運転時の第２位置とで位置を変化させる。なお、本明細書において、位置とは、姿勢を含む場合がある。センサは、温度または湿度を測定する。センサは、可動部が第１位置か第２位置かに依存して測定値が異なる。制御部は、センサの測定値によって、可動部の位置を判定する。

第１観点の空調室内機は、リミットスイッチを用いなくても、センサを利用して、可動部の異常検知を行うことができる。

第２観点の空調室内機は、第１観点の空調室内機であって、可動部は、筐体の前面を覆う前面パネルである。

第３観点の空調室内機は、第１観点の空調室内機であって、可動部は、第１風向調整羽根である。第１風向調整羽根は、熱交換器で熱交換した後、前記ファンによって室内に吹き出される空気の向きを制御する。

第４観点の空調室内機は、第１観点から第３観点のいずれかの空調室内機であって、センサは赤外線温度センサである。

第５観点の空調室内機は、第１観点から第４観点のいずれかの空調室内機であって、センサは、離間した位置の温度を測定できる温度センサである。センサの位置は、可動部が第２位置の時には、部屋の中の温度を検出可能であり、可動部が第１位置の時には、可動部の温度を検出可能である。

第６観点の空調室内機は、第１観点から第３観点のいずれかの空調室内機であって、センサは、熱交換器に入る前の空気の温度を測定する吸込温度センサである。

第７観点の空調室内機は、第１観点から第３観点のいずれかの空調室内機であって、センサは、湿度センサである。

第８観点の空調室内機は、第１観点から第３観点または第７観点のいずれかの空調室内機であって、センサは、前面パネルに取り付けられるセンサである。

第９観点の空調室内機は、第１観点から第３観点または第７観点のいずれかの空調室内機であって、センサは、第１風向調整羽根に取り付けられるセンサである。

第１０観点の空調室内機は、第１観点から第７観点のいずれかの空調室内機であって、センサは、筐体に取り付けられるセンサである。

第１１観点の空調室内機は、熱交換器と、ファンと、筐体と、可動部と、センサとを備える。熱交換器は、空調運転時に冷媒と空気とで熱交換する。ファンは、熱交換器への空気の流れを生成する。筐体は、熱交換器と、ファンとを収容する。可動部は、筐体に取り付けられている。可動部は、停止時の第１位置と空調運転時の第２位置とで位置を変化させる。センサは、温度または湿度を測定する。センサは、可動部が第１位置か第２位置かに依存して測定値が異なる。空調室内機は、可動部の位置を検出するリミットスイッチを有さない。

第１２観点の空調室内機は、第１観点から第１１観点のいずれかの空調室内機であって、可動部が、空調運転時に、第１位置であるときは、空調運転を停止させる制御を行う。

空気調和装置は、第１観点から第１３観点のいずれかの空調室内機を備えたものである。

空気調和装置１の全体構成図である。 空調室内機１０の運転停止時の斜視図である。 空調室内機１０の空調運転時の斜視図である。 空調室内機１０の運転停止時の側面図である。 空調室内機１０の空調運転時の側面図である。 空調室内機１０の運転停止時の断面図である。 空調室内機１０の空調運転時の断面図である。 センサを用いた空気調和装置の運転制御を示すフローチャートである。

＜第１実施形態＞
（１）全体構成
空気調和装置１について全体構成を説明する。図１は、空気調和装置１の概略構成図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことができる。空気調和装置１は、主として、空調室内機１０と、空調室外機２０と、空調室内機１０と空調室外機２０とを接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５と、空調室内機１０および空調室外機２０の構成機器を制御する制御部２と、を有している。そして、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路３は、空調室内機１０と空調室外機２０とが冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。

空調室外機２０は、室外（建物の屋上や建物の壁面近傍等）に設置されている。空調室外機２０は、主として、アキュムレータ７と、圧縮機８と、四路切換弁２４と、室外熱交換器９と、膨張機構としての膨張弁６と、液側閉鎖弁２６と、ガス側閉鎖弁２５と、室外ファン２３と、を有している。各機器及び弁間は、冷媒管によって接続されている。

空調室内機１０は、室内（居室や天井裏空間等）に設置されている。空調室内機１０は、主として、室内熱交換器１４と、室内ファン１３と、を有している。

空気調和装置１は、室内の空調運転を行う。空調運転とは、冷房、暖房、除湿、加湿、送風などの運転モードを含んでも良い。内部クリーン運転モードを有してもよい。

（２）空調室内機１０の構成
空調室内機１０について説明する。空調室内機１０は、主に、熱交換器１４と、ファン１３と、筐体５０と、可動部と、センサ４０と、制御部２とを備えている。可動部は、前面パネル１１、または、第１風向調整羽根３０である。本実施形態の空調室内機１０は、壁掛け式である。

筐体５０は、熱交換器１４と、ファン１３とを、内部に収容している。

熱交換器１４は、図７の断面図に示されているように、ファン１３を覆うように配置されている。ファン１３の回転により、室内の空気が筐体５０の内部の吸込口５１に取り込まれて、熱交換器１４において、空気と冷媒で熱交換を行う。冷媒と熱交換した空気は、ファン１３の回転によって、筐体５０の下部の吹出口５２より、室内に放出され、暖房または冷房等を行う。

前面パネル１１と、補助パネル１２は、図４、６に示すように、空調運転の停止時に、筐体５０の前面を覆っている。本実施形態においては、補助パネル１２は、固定である。前面パネル１１は可動式である。前面パネル１１の停止時の位置を第１位置とする。閉位置といってもよい。前面パネル１１は、空調運転時に、図５、７に示すように、筐体５０の前面に平行移動するとともに、だいたい補助パネル１２の高さ分だけ、上方へ移動する。この前面パネル１１の移動後の位置を第２位置とする。開位置と呼んでもよい。前面パネル１１が、第２位置に移動することによって、熱交換器１４の前面に、室内の空気を取り込む空間である吸込口５１が出来る。これによって、空調室内機１０は、空調運転時に冷媒と熱交換する空気を取り込めるようになる。また、前面パネル１１は、停止時の第１位置にあるときは、吹出口５２の前を覆っているので、これを第２位置に移動させることにより、吹出口５２の前を開放する。なお、前面パネルは、図７に示すように、第１位置と第２位置の間を移動できる。本明細書において、その中間の状態のときは、基本的に空調運転が可能であり、第２位置と呼ぶ場合がある。ただし、第１位置に近く、空調運転ができないほど、筐体５０に近い場合は、その場合も含めて第１位置と呼ぶ場合がある。

パネル搬送機構２１は、前面パネル１１を、第１位置から第２位置へ、または、その逆に搬送する。パネル搬送機構２１は、図７に示すように、第１クランク２１１および第２クランク２１２を有している。第１クランク２１１、第２クランク２１２ともに、一方は、筐体５０側に取り付けられており、他方は、前面パネル１１側に取り付けられている。第１クランク２１１の筐体５０側は、モータの出力軸に取り付けられており、モータが出力軸を回転させることにより、第１クランク２１１は、図７のＲｍに記載された範囲を回転する。モータは、制御部２によって制御が可能である。この第１クランクの動きによって、前面パネル１１は、図６の第１位置から、図７の第２位置に移動できる。このように前面パネル１１の第１位置から第２位置への移動の軌跡は、直線的ではなく、円弧状である。

本実施形態の空調室内機１０は、図７に示すように、第１風向調整羽根３０、第２風向調整羽根３１、第３風向調整羽根３２を備えている。
第１風向調整羽根３０は、フラップと呼んでも良い。第１風向調整羽根３０は、空調運転時に、吹出口５２から吹出される空気の向きを調整する。空調運転が停止状態のときは、図６に示すように、第１風向調整羽根３０は、吹出口５２の下面を覆っている。この位置および姿勢を第１位置と呼ぶ。空調運転時には、図７に示すように、第１風向調整羽根３０は、１８０°回転して上下を反転させた上で、吹出口５２の上、前に移動した前面パネル１１の下に、移動して、停止している。この位置および姿勢を第２位置と呼ぶ。

第２風向調整羽根３１は、吹出口５２の中に配置されている。第２風向調整羽根３１は、姿勢を変更することにより、空気の吹出し方向を調整する。

第３風向調整羽根３２は、ファン１３を通過して室内に噴出される空気の通路であって、吹出口５２の手前に配置されている。第３風向調整羽根３２は、その姿勢を変化することにより、左右方向の空気の吹出し方向を調整する。

本実施形態においては、センサ４０は、温度センサである。センサ４０は、センサの周辺温度ではなく、センサと離れた位置、ここでは、床などの室内の温度を測定する。センサ４０は、たとえば、赤外線センサである。物体より放出される赤外線を検出して、物体の温度を測ることが出来る。また、ここではアレイセンサを用いても良い。アレイセンサを用いることにより、部屋の温度分布を調べることが出来る。センサ４０は、図３に示すように、筐体５０の前方右側下部に取り付けられている。図３、６、７では、センサ４０の赤外線検知領域４１を模式的に示している。空調運転時は、図７に示すように、前面パネル１１が第２位置にあり、赤外線検知領域４１は、前面パネル１１と干渉せず、センサ４０は、室内の温度を測定することが出来る。しかし、空調運転の停止時は、図６に示すように、前面パネル１１が第１位置にあり、赤外線検知領域４１は前面パネル１１と干渉しており、センサ４０が室内の赤外線を直接検出することは出来ない。逆に、前面パネル１１からの赤外線を検出することになる。つまり、本実施形態のセンサ４０は、前面パネルが第１位置にあるときと、第２位置にあるときとで別の部分を測定する。通常、測定値が異なる。

制御部２は、少なくともプロセッサを有している。制御部２は、空調室内機１０のいずれかの場所に備えても良い。制御部２は、空気調和装置１、または空調室内機１０を制御する。制御部２は、複数のプロセッサから構成されていても良い。たとえば、空調室内機１０と、空調室外機２０とに備えても良い。

本実施形態の空調室内機１０は、前面パネル１１の位置を検出するリミットスイッチを有していない。

（３）センサ４０の測定値を用いた空気調和装置１の制御方法
次にセンサ４０の測定値を利用した空気調和装置１、または、空調室内機１０の制御について、図８のフローチャートを用いて説明する。

まず、ユーザーが暖房、または冷房をしようとして、空気調和装置１の運転スイッチを入れる。制御部２は、運転開始の指令を受け、空調運転を開始する（Ｓ１０１）。なお、運転開始の指令は、ユーザーの指令に限らず、たとえば、タイマーによる起動であっても良い。運転開始とは、具体的には、圧縮機８を起動し、さらに、室内ファン１３、室外ファン２３を起動することを意味する。前面パネル１１は、第１位置から、第２位置に移動する。起動開始の指令を制御部２が受けてから、前面パネル１１が第１位置から第２位置に移動するまで、所定時間を要する。所定時間が経過（Ｓ１０２）した後、センサ４０は、測定を行う（Ｓ１０３）。

センサ４０の測定値は、制御部２に送られ、制御部２は、前面パネル１１が、第１位置にあるか、第２位置にあるかを判定する（Ｓ１０４）。制御部２は、センサ４０が部屋の温度を測定していると判断したときは、前面パネル１１が第２位置にあると判断する。制御部２は、センサ４０が前面パネル１１の温度を測定していると判断したときには、前面パネル１１が第１位置にあると判断する。センサ４０がこのような判定を行うケースとして、より具体的には、次のようなケースが考えられる。前面パネル１１が、何かの異常で空調運転時であるにもかかわらず停止時の第１位置から動かないとする、暖房運転時の場合は、前面パネルが過熱され、異常に温度が上がる。この場合に、測定値が高温であれば、センサ４０が前面パネルの温度を測定していると、判断できる。

なお、前面パネル１１の位置は、図４の第１位置と、図５の第２位置との中間である場合もありうる。たとえば、前面パネル１１が、第１位置に非常に近いが、少しだけ第１位置を離れ、筐体５０から前に、出ている場合が起こりうる。この場合は、センサが前面パネル１１の温度を読んでいる場合には、前面パネル１１が第１位置にあると判断してもよい。室内の温度を測定していると、判断できる場合には、前面パネル１１が第２位置にあると判断してもよい。逆に言えば、前面パネル１１の位置が、図４の第１位置と図５の第２位置の中間の位置で、この位置から部屋の温度を検出すべき位置に、センサ４０を配置しても良い。

センサ４０が、アレイセンサの場合に、一部が前面パネルの温度を読んでいる場合にも、前面パネルが第１位置にあると判断してもよい。逆に、第１位置と、第２位置との中間であっても、センサ４０が部屋の温度をモニターしている場合には、第２位置にあるとしてもよい。

制御部２は、前面パネルが第２位置にあると判断した場合、正常に前面パネル１１は動作していると判断し、空調運転を継続する（Ｓ１０６）。センサ４０の測定結果に基づいて、空調運転の制御を行う。たとえば暖房運転時に部屋が設定温度より低いときには、圧縮機８の回転数を上げる、ファン１３の回転数を上げるなどして、暖房能力を上げる。空調運転の制御の詳細については、ここでは、説明を省略する。なお、ステップＳ１０６で空調運転継続した後で、本制御は終了する。また、場合によっては、所定時間ごとに、ステップＳ１０３のセンサ測定に戻り、このプロセスを繰り返しても良い。

制御部２は、前面パネルが第１位置にあると判断した場合には、前面パネルの移動に異常が起こったと判断し、空調運転を停止する（Ｓ１０５）。この場合、好ましくは、制御部２は、ユーザーにパネル位置異常で空調運転を停止した旨を知らせるメッセージを送る。たとえば、制御部２と通信可能なリモコン（図示せず）の表示部にその旨を表示する。

（４）特徴
（４−１）
本実施形態の空調室内機１０は、筐体５０の前面に、可動部としての前面パネル１１を備えている。前面パネル１１は、停止時の第１位置と、空調運転時の第２位置とを取りうる。空調室内機１０は、さらにセンサ４０を備えている。センサ４０は、前面パネル１１が、第１位置にある場合と、第２位置にある場合で、測定値が異なる。制御部２は、センサの測定値によって、前面パネル１１の位置を判定する。

このように、本実施形態の空調室内機１０は、センサ４０によって、前面パネル１１の位置を知ることが出来る。そして、前面パネルの位置を検出するリミットスイッチを備えていない。リミットスイッチが無くても、それと同等の制御を行うことが出来るから、コストダウンが図れる。

（４−２）
センサ４０は、離間した位置の温度を測定できるセンサである。赤外線温度センサを用いている。赤外線温度センサは、対象物の出す赤外線を検知して、温度を測定する。赤外線センサの取り付け位置は、前面パネル１１が、第１位置のときは、前面パネル１１の裏面を、前面パネル１１が第２位置の時には、床などの室温を測定できる位置にする。このようにして、他の目的で利用できるセンサを前面パネル１１の位置検知で活用することにより、リミットスイッチを省略でき、コストダウンが図れる。

（４−３）
空調運転開始後または空調運転中に、制御部２は、センサ４０の測定の結果を受けて、前面パネルが第１位置にいるか否かを判断して、第１位置にいると判断した場合は、空調運転を停止させる。

このような制御を行えば、空気調和装置１の異常による２次的なトラブルを未然に防ぐことができる。

（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
第１実施形態の空調室内機１０においては、空調運転時と、停止時とで、位置を変える可動部として、前面パネル１１である場合について、説明した。変形例１Ａは、可動部が、第１風向調整羽根３０である場合である。変形例１Ａにおいても、第１実施形態で説明したのと同様に、第１風向調整羽根３０は、停止時は、図６に示すように、吹出口５２の下（第１位置）から、図７の空調運転中は、吹出口５２の上（第２位置）に移動する。変形例１Ａにおいては、センサ４０の取り付け位置が実施形態１と異なる。変形例１Ａにおいても、センサ４０は、離間した位置の温度が測定可能なセンサである。たとえば、赤外線センサである。センサ４０は、空調運転時には、室内の温度を測定し、停止時には、第１風向調整羽根３０の温度を測定する位置に配置されている。

制御部２は、センサ４０の測定値を受け取り、第１風向調整羽根３０の位置が第１位置か、第２位置かを判定する。

また、制御部２は、空調運転中に、第１風向調整羽根３０が、第１位置にあるときは、空調運転を停止しても良い。

変形例１Ａの場合は、第１風向調整羽根３０の位置を検出するリミットスイッチを省略しながら、第１風向調整羽根３０の位置を検出することができる。

（５−２）変形例１Ｂ
変形例１Ｂは、センサが周辺部の温度を測定するセンサである場合である。センサ４０は、たとえば、サーミスタである。

センサは、たとえば、吸込み温度センサである。センサは、熱交換器に入る前の空気の温度を測定できる位置に取り付けられる。センサは、空調運転時に、前面パネル１１が第１位置にあるときと、第２位置にあるときで異なる測定値を示す。測定値は、制御部２へ送られる。制御部２は、センサから受けた測定値を元にして、前面パネルの位置を判定する。

実施形態１と同様にして、制御部２は、空調運転時に前面パネルが、第１位置にあるときは、空調運転を停止させる。

変形例１Ｂの場合、前面パネル１１のリミットスイッチを省略しながら、前面パネル１１の位置を知ることができる。

センサは、前面パネルに取り付けられている場合も同様である。

センサは、第１風向調整羽根に取り付けられている場合も同様である。

センサは、筐体に取り付けられている場合も同様である。

（５−３）変形例１Ｃ
変形例１Ｃにおいては、センサ４０は、湿度センサである。湿度センサは、離間した位置でなくその位置の湿度を測定する。センサ４０は、たとえば、前面パネル１１の熱交換器１４に面する面に取り付けられている。空調運転時に、前面パネル１１が第１位置にあるときと第２位置にあるときとで湿度の測定値が異なる位置に、センサ４０は配置される。湿度の測定値は、制御部２へ送られる。制御部２は、センサ４０から受けた測定値を元にして、前面パネルの位置を判定する。

変形例１Ｃの場合、前面パネル１１のリミットスイッチを省略しながら、前面パネル１１の位置を知ることができる。

実施形態１と同様にして、制御部２は、空調運転時に前面パネルが、第１位置にあるときは、空調運転を停止させる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

２・・・・制御部
１０・・・空調室内機
１１・・・前面パネル（可動部）
１３・・・ファン
１４・・・熱交換器
２１・・・パネル搬送機構
３０・・・第１風向調整羽根（可動部）
４０・・・センサ
５０・・・筐体

特開２００５−２１４５６２号公報

Claims (13)

1. 空調運転時に冷媒と空気とで熱交換する熱交換器（１４）と、
   前記熱交換器への前記空気の流れを生成するファン（１３）と、
   前記熱交換器と、前記ファンとを収容する筐体（５０）と、
   前記筐体（５０）に取り付けられ、停止時の第１位置と空調運転時の第２位置とで位置を変化させる可動部（１１，３０）と、
   温度または湿度を測定するセンサであって、前記可動部（１１，３０）が前記第１位置か前記第２位置かに依存して測定値の異なるセンサ（４０）と、
   前記センサ（４０）の前記測定値によって、前記可動部（１１，３０）の位置を判定する制御部（２）と、
   を備えた空調室内機（１０）。
2. 前記可動部は、前記筐体（５０）の前面を覆う前面パネル（１１）である、
   請求項１に記載の空調室内機（１０）。
3. 前記可動部は、前記熱交換器（１４）で熱交換した後、前記ファン（１３）によって室内に吹き出される空気の向きを制御する第１風向調整羽根（３０）である、
   請求項１に記載の空調室内機（１０）。
4. 前記センサ（４０）は赤外線温度センサである、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調室内機（１０）。
5. 前記センサ（４０）は、離間した位置の温度を測定できる温度センサであって、
   前記センサの位置は、前記可動部（１１，３０）が前記第２位置の時には、部屋の中の温度を検出可能であり、前記可動部が前記第１位置の時には、前記可動部の温度を検出可能である、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調室内機（１０）。
6. 前記センサは、前記熱交換器（１４）に入る前の空気の温度を測定する吸込温度センサである、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調室内機（１０）。
7. 前記センサは、湿度センサである、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調室内機（１０）。
8. 前記センサは、前記前面パネルに取り付けられるセンサである、
   請求項１〜３、または７のいずれか１項に記載の空調室内機（１０）。
9. 前記センサは、前記第１風向調整羽根（３０）に取り付けられるセンサである、
   請求項１〜３、または７のいずれか１項に記載の空調室内機（１０）。
10. 前記センサは、前記筐体（５０）に取り付けられるセンサである、
    請求項１〜７に記載の空調室内機。
11. 空調運転時に冷媒と空気とで熱交換する熱交換器（１４）と、
    前記熱交換器への前記空気の流れを生成するファン（１３）と、
    前記熱交換器と、前記ファンとを収容する筐体（５０）と、
    前記筐体に取り付けられ、停止時の第１位置と空調運転時の第２位置とで位置を変化させる可動部（１１、３０）と、
    温度または湿度を測定するセンサであって、前記可動部が前記第１位置か前記第２位置かに依存して測定値の異なるセンサ（４０）と、
    を備え、
    前記可動部（１１、３０）の位置を検出するリミットスイッチを有さない、
    空調室内機（１０）。
12. 前記空調室内機（１０）は、
    前記可動部（１１、３０）が、空調運転時に、前記第１位置であるときは、空調運転を停止させる制御を行う、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の空調室内機（１０）。
13. 請求項１〜１２に記載の空調室内機（１０）を備えた、空気調和装置（１）。

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