JP2610271B2

JP2610271B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP2610271B2
Application number: JP62216637A
Authority: JP
Inventors: 實男池谷; 進長倉; 永治桑原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JPS6458968A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、輻射熱交換器を備えた空気調和機に関す
る。

（従来の技術）空気調和機にあっては、第９図に示すようなヒートポ
ンプ式冷凍サイクルを備え、冷房運転は勿論、暖房運転
を可能とすることがある。

１は圧縮機で、その圧縮機１に四方弁2,室外熱交換器
3,減圧器たとえば膨張弁4,室内熱交換器５などが順次連
通され、ヒートポンプ式冷凍サイクルが構成されてい
る。すなわち、冷房時は図示実線矢印の方向に冷媒を流
して冷房サイクルを形成し、室外熱交換器３を凝縮器、
室内熱交換器５を蒸発器として作用させる。暖房時は四
方弁２の切換作動により図示破線矢印の方向に冷媒を流
して暖房サイクルを形成し、室内熱交換器５を凝縮器、
室外熱交換器３を蒸発器として作用させる。

そして、室外熱交換器３の近傍には室外ファン６が配
設されている。室内熱交換器５の近傍には室内ファン７
が配設されている。

ところで、このような空気調和機においては、暖房
時、室内に温風を吹出すことになるが、その温風が室内
の人に直接当たり、人体に不快感（いわゆるドラフト
感）を与えるという問題がある。

これに対し、室内ユニツトの前面に輻射パネルを設け
るとともに、その輻射パネルの裏側に輻射熱交換器を設
け、高温冷媒の熱を輻射パネルを通して室内に輻射する
ようにしたものがある。

これは、自然対流的な暖房を可能とし、温風吹出しの
ようなドラフト感を解消するものである。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、実際の運転では、熱の輻射と温風吹出
しが平行して行なわれており、快適性の面で問題を残し
ているのが実情である。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、熱の輻射による自然対流
的な暖房を優先して行なうことができ、これによりドラ
フト感がなく、しかも超低騒音の運転を可能とする快適
性にすぐれた空気調和機を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧器，室内熱交換
器，輻射熱交換器を連通してなるヒートポンプ式冷凍サ
イクルと、前記室内熱交換器に室内空気を循環させる室
内ファンと、前記室内熱交換器を経た空気を室内の水平
方向に吹出すための水平吹出位置および垂直方向に吹出
すための垂直吹出位置の設定が可能な吹出グリルと、暖
房の通常運転と輻射優先運転とを切換設定するための手
段と、輻射優先運転が設定されると、前記圧縮機を低能
力運転させるとともに、前記吹出グリルを垂直吹出位置
に設定する手段と、輻射優先運転が設定されると、前記
室内ファンの運転をオフし、前記圧縮機の負荷が一定値
以上になった場合のみ前記室内ファンの運転をオンする
手段と、を備える。

（作用）輻射優先運転の設定時、室内ファンの運転オフによ
り、輻射熱交換器および室内熱交換器の自然対流熱交換
がなされる。このとき、吹出グリルが垂直吹出位置に設
定されるので、室内ファンの運転オフに際しての室内熱
交換器の自然対流熱交換を促進することができる（水平
方向よりも垂直方向の自然対流の流れを促進することが
できる）。しかも圧縮機は低能力運転しているので、た
とえ室内ファンが運転オフしていても、圧縮機が過負荷
運転に発展するのを極力抑えることができる。仮に、圧
縮機の負荷が上昇した場合には室内ファンが運転オンに
切換わるので、圧縮機がブレークダウンに発展するのを
回避することができる。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。

第２図において、11は室内ユニツトで、前面に輻射パ
ネル12、前面下部に空気吸込口13、上部に空気吹出口14
を備えている。室内ユニツト11内には、輻射パネル12の
裏面と接するようにして後述する輻射熱交換器27が配設
されている。さらに、室内ユニツト11内には吸込口13か
ら吹出口14にかけて通風路が形成され、その通風路には
後述する室内熱交換器25および室内ファン29が順次配設
されている。

また、第３図に詳細を示すように、吹出口14には複数
枚の羽根からなる吹出グリル14aが設けられている。こ
の吹出グリル14aは、軸受板15を介してモータ16に連結
されており、そのモータ16によって回動駆動されること
により水平吹出しおよび垂直吹出しをそれぞれ設定でき
るようになっている。

しかして、室内ユニツト11および図示しない室外ユニ
ツトにかけて第１図に示す冷凍サイクルが構成されてい
る。

21は能力可変圧縮機で、その圧縮機21に四方弁22、室
外熱交換器23、減圧器たとえば膨張弁24、室内熱交換器
25、逆止弁26a,26b、輻射熱交換器27が連通され、ヒー
トポンプ式冷凍サイクルが構成されている。

すなわち、冷房時は図示実線矢印の方向に冷媒が流れ
て冷房サイクルが形成され、室外熱交換器23が凝縮器、
室内熱交換器25が蒸発器として作用する。暖房時は四方
弁22の切換作動により図示破線矢印の方向に冷媒が流れ
て暖房サイクルが形成され、輻射熱交換器27および室内
熱交換器25が共に凝縮器として作用し、室外熱交換器23
が蒸発器として作用する。

なお、室外熱交換器23の近傍には室外ファン28が配設
されている。室内熱交換器25の近傍には室内ファン29が
配設されている。

また、室外熱交換器23に対し、室外熱交温度センサ31
が取付けられている。室内熱交換器25に対し、室内熱交
温度センサ32が取付けられている。さらに、室内熱交換
器25の近傍、つまり前記吸込口13に、室内温度センサ33
が設けられている。

第４図は制御回路である。

40は空気調和機全般にわたる制御を行なう制御部で、
マイクロコンピュータおよびその周辺回路からなり、外
部には操作部41、上記温度センサ31,32,33、前記モータ
（吹出グリル駆動用）16、室内ファンモータ29M、四方
弁22、室外ファンモータ28M、インバータ回路42が接続
されている。

インバータ回路42は、商用交流電源43の電圧を整流
し、それを制御部40からの指令に応じた所定周波数の交
流電圧に変換し、圧縮機モータ21Mへ駆動電力として供
給するものである。なお、このインバータ回路42の出力
周波数を、以下において運転周波数と称す。

つぎに、上記のような構成において第５図を参照しな
がら動作を説明する。

操作部41で暖房および輻射優先運転を設定するととも
に、所望の室内温度Tsを設定し、かつ運転開始操作を行
なう。すると、制御部40は、圧縮機21を所定の運転周波
数にて起動するとともに、四方弁22を切換作動する。つ
まり、暖房サイクルが形成され、暖房運転の開始とな
る。

この暖房開始時、室内温度Ta（室内温度センサ33の検
知温度）はまだ設定室内温度Tsの近辺（Ts−α）に達し
ないため（非安定運転）、制御部40はモータ16によって
吹出グリル14aを水平吹出位置に設定する。さらに、制
御部40は、一定時間（数十秒））ごとに、室内温度Taと
設定室内温度Tsとの差を算出し、その算出結果に応じて
室内ファンモータ29Mの速度つまり室内ファン29の送風
量を制御する。

したがって、暖房開始時においては、第６図に示すよ
うに、輻射パネル12から熱が輻射される（図示破線矢
印）と同時に、吹出口14から水平方向に温風が吹出され
る。特に、温風の水平吹出しにより、室内Ｒを迅速に暖
めることができる。

こうして、暖房が進んで室内温度Taが設定室内温度Ts
の近辺（Ts−α）に達すると、つまり安定運転に入る
と、制御部40は吹出グリル14aを垂直吹出位置に設定す
るとともに、圧縮機21の運転周波数を最低運転周波数Fm
inに下げる。そして、制御部40は、室外熱交温度センサ
31の検知温度Te、室内熱交換器温度センサ32の検知温度
Tc、および室内温度Taから圧縮機21の負荷を検出し、そ
の検出負荷が一定値以下であれば室内ファン29の運転を
オフする。また、制御部40は、検出負荷が一定値以上に
なると室内ファン29を運転オンに切換える。

この場合、室内ファン29の運転オフにより、輻射熱交
換器27（含む輻射熱パネル12）および室内熱交換器25の
自然対流熱交換がなされ、ドラフト感がなく、しかも超
低騒音の暖房を行なうことができる。そして、このと
き、吹出グリル14aが垂直吹出位置に設定されるので、
室内ファン29の運転オフに際しての室内熱交換器25の自
然対流交換を促進することができる。しかも、圧縮機21
が低能力運転しているので、たとえ室内ファン29が運転
オフしていても、圧縮機21が過負荷運転に発展するのを
極力抑えることができる。仮に、圧縮機21の負荷が上昇
した場合には室内ファン29が運転オンに切換わるので、
圧縮機21がブレークダウンに発展するのを回避すること
ができる。

また、制御部40は、室内ファン29を運転オンに切換え
るに際し、室内ファンモータ29Mを低速度で動作させ
る。したがって、室内Ｒへの吹出し風量は少なく、しか
も第７図に示すように垂直吹出しが設定されるので、人
体にドラフト感を与える心配がない。

ところで、第８図に冷凍サイクルのモリエル線図を示
しており、ｂ点を輻射熱交換器27の入口温度、ｃ点を輻
射熱交換器27の出口温度とすれば、輻射熱交換器27の熱
交換量は下式により表わされる。

熱交換量（Kcal/h）＝（ib−ic）×冷媒流量なお、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］以上述べたようにこの発明によれば、圧縮機，四方
弁，室外熱交換器，減圧器，室内熱交換器，輻射熱交換
器を連通してなるヒートポンプ式冷凍サイクルと、前記
室内熱交換器に室内空気を循環させる室内ファンと、前
記室内熱交換器を経た空気を室内の水平方向に吹出すた
めの水平吹出位置および垂直方向に吹出すための垂直吹
出位置の設定が可能な吹出グリルと、暖房の通常運転と
輻射優先運転とを切換設定するための手段と、輻射優先
運転が設定されると、前記圧縮機を低能力運転させると
ともに、前記吹出グリルを垂直吹出位置に設定する手段
と、輻射優先運転が設定されると、前記室内ファンの運
転をオフし、前記圧縮機の負荷が一定値以上となった場
合のみ前記室内ファンの運転をオンする手段とを備えた
ので、熱の輻射による自然対流的な暖房を優先して行な
うことができ、これによりドラフト感がなく、しかも超
低騒音の運転を可能とする快適性にすぐれた空気調和機
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例におけるヒートポンプ式冷
凍サイクルの構成を示す図、第２図は同実施例の外観を
示す斜視図、第３図は同実施例における吹出グリルを示
す斜視図、第４図は同実施例における制御回路の構成を
示す図、第５図は同実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャート、第６図および第７図はそれぞれ同実施例の
暖房の状態を示す図、第８図は同実施例における冷凍サ
イクルのモリエル線図、第９図は従来のヒートポンプ式
冷凍サイクルの構成の一例を示す図である。 21……能力可変圧縮機、22……四方弁、23……室外熱交
換器、24……膨張弁（減圧器）、25……室内熱交換器、
27……輻射熱交換器、29……室内ファン、40……制御
部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機，四方弁，室外熱交換器，減圧器，
室内熱交換器，輻射熱交換器を連通してなるヒートポン
プ式冷凍サイクルと、前記室内熱交換器に室内空気を循環させる室内ファン
と、前記室内熱交換器を経た空気を室内の水平方向に吹出す
ための水平吹出位置および垂直方向に吹出すための垂直
吹出位置の設定が可能な吹出グリルと、暖房の通常運転と輻射優先運転とを切換設定するための
手段と、輻射優先運転が設定されると、前記圧縮機を低能力運転
させるとともに、前記吹出グリルを垂直吹出位置に設定
する手段と、輻射優先運転が設定されると、前記室内ファンの運転を
オフし、前記圧縮機の負荷が一定値以上となった場合の
み前記室内ファンの運転をオンする手段と、を具備したことを特徴とする空気調和機。