JP2845533B2

JP2845533B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP2845533B2
Application number: JP1334775A
Authority: JP
Inventors: 實男池谷; 俊幸辻村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JPH03195833A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、室内ユニットと室外ユニットとから構成さ
れるとともに、上記室内ユニットに換気機構を備えた空
気調和機に係り、特に上記換気機構の改良に関する。

（従来の技術）特に一般家庭用として多用される空気調和機において
は、室内ユニットと室外ユニットとに別れて構成され、
被空調室内における取付けスペースを可能な限り小さく
している。

そしてまた、上記室内ユニットに換気機構を付設した
ものが用いられる。上記換気機構は、筐体内に送風機を
配置し、上記筐体のたとえば上面側に室内吹出し口を備
えるとともに、被空調室内と外部とを仕切る壁に設けた
外気連通口に挿嵌する口体を突設している。この口体内
には、ダンパが開閉自在に設けられていて、換気スイッ
チをオンすることにより、送風機が駆動するとともにダ
ンパが開放状態になり、外部空気を室内に導入する。

このような換気機構は、上記室内ユニットの空調作用
とは別に、あるいは連動して機能し、新鮮な外部空気を
被空調室内に導入する、いわゆる換気機能をなす。な
お、上記口体内に全熱交換器を配置して、全熱交換換気
をなすものもあるが、やはりその熱交換効率は低いとい
える。

（発明が解決しようとする課題）ところで、近時、室内環境の良さや空質について問題
視される傾向にある。すなわち、被空調室の各部位にお
いて空調効果にムラのないこと、空調効率の変動のない
こと、低騒音レベルにあることの条件が要求される。

特に低騒音化の要求を満足するために、一般の空気調
和機においては、室内送風機ファンの形状構造の改良と
ともにその回転数を下げて対処している。このことか
ら、熱交換空気の吹出しが小風量化して、特に暖房運転
の際には暖気が天井部分に溜まり易く、効率の良い暖房
作用をなすことができない。

上記換気機構を備えた空気調和機であっても、換気作
用をなせば暖房効率を低下させてしまい、たとえ全熱交
換器を備えたものであってもその効率が低いから、同様
の不具合がある。そして、このような不具合は暖房運転
ばかりでなく冷房運転時も同様であって、これらを含め
た空調運転における空質の低下が問題になっている。

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、そ
の目的とするところは、換気機構を備えた室内ユニット
に対して、新たにサーキュレータ機能を付加し、必要に
応じて換気機能と切換え可能として、空調運転をなす際
の空質の向上化を得られる空気調和機を提供することに
ある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段および作用）本発明は、室内ユニットと室外ユニットとから構成さ
れ、上記室内ユニットに、送風機と室内吹出し口を備え
るとともにダンパにより開閉される外部連通口と連通す
る換気機構を付設した空気調和機であり、上記換気機構
の筐体下面に室内吸込み口を設け、上記筐体の上面に室
内吹出し口を設け、かつ上記外部連通口を開閉するダン
パに連通して上記室内吸込み口を開閉するダンパを設
け、外部空気を外部連通口から吸込んで室内吹出し口か
ら室内に導く換気機能と、室内吸込み口から室内空気を
吸込んで室内吹出し口から再び室内へ吹出し循環させる
サーキュレータ機能との切換えを可能とし、室内温度と
設定温度との温度差が小さくなると上記サーキュレータ
機能を開始させる手段を設けたことを特徴とする空気調
和機である。

すなわち本発明は、新鮮な外部空気を被空調室内に導
入する換気機能と、そのまま室内空気を循環させるサー
キュレータ機能との切換えができるので、たとえば暖房
運転時にサーキュレータ機能に切換えることにより、暖
気の流れをムラなく円滑にできる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図は、後述する空気調和機の冷凍サイクル回路を
示す。冷房運転と暖房運転との切換えが可能な、極く一
般的なヒートポンプ式冷凍サイクルであり、１は圧縮
機、２は四方弁、３は室外側熱交換器、４は減圧弁、５
は室内側熱交換器であり、これらは冷媒管Ｐを介して順
次連通する。圧縮機１、四方弁２、室外側熱交換器３、
減圧弁４は、ユニット化して室外ユニット６に収容さ
れ、上記室内側熱交換器５は室内ユニット７に収容され
る。そして、室内ユニット７には後述する換気機構10が
付設される。

第２図に示すように、上記室内ユニット７は被空調室
Ｒの壁面上部に取付けられていて、図中、大矢印に示す
ような空調作用と、小矢印に示すようなサーキュレータ
作用および二点鎖線矢印に示すような換気作用をなす。

第３図に示すように、上記室内ユニット７は、ここで
は図示しない上記室内側熱交換器および室内送風機を収
容する室内ユニット本体８と、後述するここでは図示し
ない換気機構を備えた換気用筐体９とを並設してなる。

上記換気機構ユニット10は第４図および第５図に示す
ようになっている。すなわち、上記換気用筐体９の内部
には、たとえば偏心多翼型ファンである比較的小型の送
風機11が配置される。この送風機11の室内吹出し口12
は、上記筐体９の上面に開口する。上記室内吹出し口12
には、吹出方向を設定するガイド13が設けられる。上記
筐体９の背面側には、被空調室Ｒと外部とを仕切る壁面
Raに設けられる外部連通口14に挿嵌する口体15が突設さ
れる。この口体15内には、ダンパ16が開閉自在に設けら
れていて、換気作用時には口体15を開放し、サーキュレ
ータ作用時もしくは停止時には口体15を閉成するよう、
図示しない駆動機構に連結される。あるいは、手動によ
り開閉操作をなすようにしてもよい。さらに上記口体15
内に、図示しないフィルタを設けるこにとより、常に汚
れのない外部空気を被空調室Ｒ内に取込むことができ
る。

また筐体９の下面には、室内吸込み口17が開口すると
ともに、この室内吸込み口17にダンパ18が開閉自在に設
けられる。このダンパ18は上記口体15内のダンパ16と連
結され、かつ逆方向に作用するよう連動する。すなわ
ち、換気作用時には室内吸込み口17を閉成し、少なくと
もサーキュレータ作用時には室内吸込み口17を開放する
ようになっている。あるいは、手動で開閉操作をなすよ
うにしてもよい。

しかして、暖房運転時に、室内ユニット本体８におい
て暖気を被空調室Ｒの床面に向かって吹出す。このと
き、低騒音をなすため送風機の吹出し力が弱く、天井付
近に暖気が溜まるようであったら、換気機構10を作動し
てサーキュレータ機能をなす。すなわち、室内吸込み口
17のダンパ18を開放し、外部連通口14側のダンパ16を閉
成して、この送風機11を駆動する。被空調室Ｒ内の空気
は筐体９の下面に設けられる室内吸込み口17から吸込ま
れ、筐体９の上面に設けられる室内吹出し口12から再び
室内へ吹出される。そして再び室内吸込み口17に吸込ま
れて、上述の系路を循環するサーキュレータ機能が作用
する。天井付近に溜まっている暖気は被空調室Ｒの隅々
まで導かれ、したがって暖房効率をより向上させ得る。

なおこのとき、第６図に示すように、室内ユニット本
体７に対する設定温度Tsと実際の被空調室Ｒの室内温度
Taとの温度差に応じた上記換気機構10の制御をなすとよ
い。すなわち、たとえば始動時など上記温度差が大であ
るときは、換気ファン（送風機11）を停止状態とする。
室内ユニット本体７側の送風機は最大送風量の運転駆動
をなす。当然、被空調室Ｒの室温が上昇し、徐々に設定
温度に近ずく。そして、それにともなって室内ユニット
本体７側の送風機は、徐々にその送風量を低下させる制
御をなす。

室内温度Taが設定温度Tsと略同一温度になったら、室
内ユニット本体７側の送風機の送風量を最小に低下する
とともに、上記換気ファンを駆動して、上述のサーキュ
レータ機能を開始する。このようにすれば、被空調室Ｒ
の一部に暖気が溜まることなく、より均一な温度分布を
得られ快適性が向上する。

上述した制御は、暖房運転時ばかりでなく、冷房運転
時に行なっても、全く同一の作用効果を得られる。

また同様に、暖房運転時および冷房運転時に拘わりな
く、被空調室Ｒの換気をなす場合には、換気機構10にお
ける換気機能を作用させればよい。新鮮な外部空気が室
内に導入され、これまで通りの効率のよい換気作用をな
す。

なお、上記サーキュレータ機能と換気機能とは必ずし
も互いに逆のタイミングで作用させることに限定される
ものではなく、同時に作用させるようにしてもよく、こ
のときは双方の効果が同時に得られることとなる。

また、上記実施例においては、室内温度検知による制
御をなすようにしたが、これに限定されるものではな
く、たとえば酸素センサを備えて、この酸素センサの出
力によって換気機能の制御をなすようにしてもよい。

なお説明すれば、たとえば第７図に示すように、換気
機能の始動にあたってタイマに対して任意に設定したサ
ンプリングインターバル時間t₁の間、サンプリング換気
を行なう。このサンプリングインターバル時間t₁の終了
直前の時間（t₁‐ts）で、センサ出力Vs₁を読取る。そ
して、サンプリングインターバル時間t₁が経過したら、
実際の換気作用を開始する。はじめはこの換気の駆動時
間t₂を任意に設定していて、その終了直前の時間（t₂‐
ts）で、センサ出力Vs₂を読取る。ついで、再び任意に
設定したサンプリングインターバル時間t₁の間、サンプ
リング換気を行なうのであるが、始めの換気時間t₂は任
意に設定したものであるから、換気が充分でないことが
多く、酸素濃度が低くなってセンサ出力Ｗが低下する傾
向にある。あるいは、図とは逆にセンサ出力Ｗが増大す
るかも知れない。いずれにしても、サンプリングインタ
ーバル時間t₁の終了直前の時間（t₁‐ts）で、再びセン
サ出力Vs₁を読取り、記憶する。そして、この時間t₁が
終ると、実際の換気作用を開始する。換気を開始して所
定の時間t₂が経過する直前の時間（t₂‐ts）で、再びセ
ンサ出力Vs₂を読取り、記憶する。

先に記憶したセンサ出力Vs₁と、新たに記憶したセン
サ出力Vs₂とを比較し、出力変化率ΔＶ（たとえば、Vs₂
／Vs₁‐１）を演算する。ここで、外気と室内の酸素濃
度とに差がなければ、ΔＶ＝０であり、上記換気時間t₂
が経過したら換気を終了させる。

外気よりも室内の酸素濃度が高ければ、出力変化率Δ
Ｖ＞０となり、その値に応じて換気時間を設定する。再
び同図で示すT₁がそれである。結局、新たに設定された
換気時間t₃＝t₂＋T₁が経過したら、再びサンプリングイ
ンターバル時間t₁のサンプリング換気と、その終了直前
の時間（t₁‐ts）におけるセンサ出力Vs₁を読取り、記
憶するなど、以降は先に説明した通りの換気制御をな
す。

第８図は、上記酸素センサのセンサ出力に応じて換気
時間を設定する一例を示す。第９図は、その設定を組込
んだ換気制御をなすフローチャートを示す。

このようにして、一定時間毎にサンプリング換気を行
ない、酸素センサのセンサ出力変化率によって換気時間
を制御するようにしたので、酸素センサの経時変化よる
換気設定レベルと実際の動作レベルとの不一致が生じる
ことがなく、室内空気の汚れが増加し始めれば確実に換
気を開始し、かつその都度設定時間を変更して完全な換
気をなし、換気機能の適切な動作が可能となって信頼性
が向上する。

なお、使用する酸素センサは、酸素の濃度に応じて何
らかの出力が出るものであれば、どのようなものでもよ
く、また、センサの出力変化率、換気時間の設定など
は、センサに応じて、あるいは目的に応じて各種の設定
が可能である。

すなわち従来では、たとえばセンサ出力の絶対レベル
で制御する方法があるが、これではセンサ出力の経時変
化により室内の汚れが残っている状態で換気が終了した
り、逆に、汚れがないのに連続運転をなすことがある。
また、センサ出力の変化率で制御をなす方法もあるが、
これでは室内の汚れの増加速度が非常に小さい場合に、
汚れの絶対レベルが高くなっても、換気が開始されない
欠点があった。ところが、上述のような制御をなせば、
従来のごとき不具合を全て除去した信頼性の高い換気機
能を得られることになる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、必要に応じて換
気機能とサーキュレータ機能との切換えを可能として、
空調運転をなす際の空質の向上化を得られるとともに、
換気機構筐体下面に室内吸込み口を設け、筐体上面に室
内吹出し口を設け、室内温度と設定温度との温度差が小
さくなったときにサーキュレータ機能を開始させるよう
にしたので、被空調室の天井付近などに暖気が溜まって
もサーキュレータ機能により室内空気を循環させ、均一
な温度分布が得られて快適性が向上するなどの効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】図面は本発明の一実施例を示し、第１図は空気調和機の
冷凍サイクル構成図、第２図は室内ユニットの取付けと
作用を説明する概略図、第３図は換気機構を備えた室内
ユニットの正面図、第４図は換気機構の縦断正面図、第
５図は換気機構の縦断側面図、第６図は温度変化に対す
る空調機能と換気機能の制御説明図、第７図は酸素セン
サによる換気制御を説明する図、第８図はそのセンサ出
力変化に対する換気時間の特性図、第９図はその換気制
御を示すフローチャート図である。７……室内ユニット、６……室外ユニット、11……送風
機、12……室内吹出し口、16……ダンパ、14……外部連
通口、10……換気機構、17……室内吸込み口、18……ダ
ンパ。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 1/00 431 F24F 7/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】室内ユニットと室外ユニットとから構成さ
れ、上記室内ユニットに、送風機と室内吹出し口を備え
るとともにダンパにより開閉される外部連通口と連通す
る換気機構を付設した空気調和機であり、上記換気機構の筐体下面に室内吸込み口を設け、上記筐
体の上面に室内吹出し口を設け、かつ上記外部連通口を
開閉するダンパに連通して上記室内吸込み口を開閉する
ダンパを設け、外部空気を外部連通口から吸込んで室内
吹出し口から室内に導く換気機能と、室内吸込み口から
室内空気を吸込んで室内吹出し口から再び室内へ吹出し
循環させるサーキュレータ機能との切換えを可能とし、
室内温度と設定温度との温度差が小さくなると上記サー
キュレータ機能を開始させる手段を設けたことを特徴と
する空気調和機。