JP3120014B2 - 室温調節器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ファンコイルユニッ
ト（以下、ＦＣＵと称する）において、室内温度を検出
して設定温度と比較し、室内温度を設定温度に近付ける
ようにＦＣＵのファン（送風機）等の負荷を制御する室
温調節器に係り、特に負荷電流のために発熱量が大きい
室温調節器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＦＣＵを用いた空調方式は、建物に設置
した冷却塔・ボイラ等の熱源あるいは地域冷暖房ＤＨＣ
から冷水または温水を建物内の各部屋へ配管を通じて送
水し、各部屋に設置されたコイル（熱交換器）とファン
（送風機）とを室温調節器を操作することにより最適制
御し、部屋の空気との熱交換を行って部屋の温度を快適
に保つものである。

【０００３】すなわち、従来の空調システムでは、送風
モータやこれを制御するための制御手段、電源供給のた
めの電源手段等を有してなるパワーユニットが天井裏等
に設置され、そのパワーユニットの制御手段を室内から
最適に制御するための室温調節器が室内壁面に設置され
ていた。

【０００４】かかる従来の室温調節器は、室内の空気を
流通させるためのスリットを有した箱状の筐体に、室内
空気の温度を測定するための室温センサと、居住者が希
望の室温を設定する温度設定手段とを備えて構成されて
いた。この温度設定手段は、室内温度や設定温度、送風
量等の各種空調条件を設定表示するためのＣＰＵ、ＬＣ
Ｄ、設定ボタン等を備えていた。そして室温調節器は、
上記パワーユニットと電気配線されて、必要な電源供給
は該パワーユニット側から得ていた。

【０００５】従って、室温調節器の筐体内に流れる電流
は、上記ＣＰＵやＬＣＤ等を駆動するに足る微弱なもの
（例えば、１０ｍＡ程度）であったため、駆動電流によ
る発熱が室温調節器の性能に悪影響を与えることはなか
った。

【０００６】また、室内の空気は自然対流によって室内
を循環すると共に、その一部が室温調節器の筐体に設け
られたスリットから室温調節器内に流入して上記室温セ
ンサに接触することにより、室温が測定されていた。

【０００７】一方、小型化、廉価化や既存製品との互換
性等のニーズにより、パワーユニット内に設けられてい
た上記制御手段を室温調節器の筐体内に設けた製品が望
まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の室温調節器は以
上のように構成されているので、室温を正確に測定する
ためには常に新しい室内空気を上記室温センサに接触さ
せる必要があるものの、空気を自然対流によって上記ス
リットから取り込んでいたため、室温調節器の設置場所
によっては空気が滞留して正確な室温測定ができない場
合が生じてしまうという問題点があった。

【０００９】一方、パワーユニット内に設けられていた
上記制御手段を室温調節器の筐体内に設ける手段にあっ
ては、送風モータ等の負荷の駆動電流が大きく（例え
ば、３Ａ程度）、筐体内での発熱量が大きいため、筐体
内の温度が異常に上昇し、制御手段における電子回路構
成部品の温度特性に悪影響を及ぼして正確な温度測定が
できなくなるという問題点があった。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、送風モータ等を制御するための
制御手段を室温調節器内に設けてＦＣＵの小型化、廉価
化や既存製品との互換性等のニーズを満足できる室温調
節器を得ると共に、常に新しい空気を室温センサ周囲に
取り込んで室温を正確に測定できる室温調節器を得るこ
とを目的とする。

【００１１】またこの発明は、負荷の駆動電流によって
発生する発熱素子の熱を、筐体内を流れる空気の加熱源
として利用することにより、筐体内の空気の流れを促進
させ、常に新しい空気を室温センサ周囲に取り込んで室
温を正確に測定できる室温調節器を得ることを目的とす
る。

【００１２】さらにこの発明は、負荷の駆動電流によっ
て発生する発熱素子の熱を、筐体内を流れる空気の加熱
源として利用することにより、筐体内の空気の流れを促
進させ、常に新しい空気を室温センサ周囲に取り込んで
室温を正確に測定できると共に、発熱素子の熱を除去し
て筐体内の異常な温度上昇を防止できる室温調節器を得
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る室
温調節器は、居住者が希望の室温を設定する温度設定手
段を有した筐体と、該筐体の内部と外部とを連通させる
ために穿設された上部開口部及び下部開口部と、前記筐
体内の下部開口部付近に設けられた室温感知手段と、該
室温感知手段による実測室温と前記温度設定手段による
設定温度とを比較して前記筐体外に設けられた空調機器
の運転を制御する制御手段と、前記室温感知手段よりも
上方に位置するように前記筐体内に設けられ前記空調機
器の負荷電流を制御する発熱素子とを備えたものであ
る。

【００１４】 請求項２の発明に係る室温調節器は、壁面
凹部の内表面と一定の間隙を有して該壁面凹部内に埋設
される埋設部と、該埋設部の上部と前記壁面凹部とで形
成される上方開口部と連通する背面上方開口部、及び前
記埋設部の下部と前記壁面凹部とで形成される下方開口
部と連通する背面下方開口部をそれぞれ背面に有すると
共に、居住者が希望の室温を設定する温度設定手段を前
面に有したパネル部とからなる筐体と、前記パネル部の
上下にそれぞれ穿設された上部開口部及び下部開口部
と、前記パネル部内の下部開口部付近に設けられた室温
感知手段と、該室温感知手段による実測室温と前記温度
設定手段による設定温度とを比較して前記筐体外に設け
られた空調機器の運転を制御する制御手段と、前記室温
感知手段よりも上方に位置するように前記埋設部と一体
に固定され前記空調機器の負荷電流を制御する発熱素子
とを備えたものである。

【００１５】

【００１６】

【作用】請求項１の発明における室温調節器は、負荷の
駆動電流によって発熱素子が発熱し、該発熱素子近傍の
空気が加熱される。加熱された空気は比重が減少し、上
部開口部から筐体外部へ流出する。このため筐体内が負
圧となり、新たな室内空気が下部開口部から筐体内部へ
流入する。この流入した空気の温度を室温感知手段によ
って測定し、その実測室温と温度設定手段による設定温
度とを比較して筐体外に設けられた空調機器の運転を制
御手段によって最適制御する。このように負荷の駆動電
流によって発熱する発熱素子の熱を、空気の加熱源とし
て利用することによって、筐体内の空気の流れを下部開
口部から上部開口部へと促進させ、常に新しい空気を室
温センサ周囲に取り込んで室温を正確に測定できる。ま
た、同時に発熱素子の放熱をも行うことができる。

【００１７】 請求項２の発明における室温調節器は、負
荷の駆動電流によって発熱素子が発熱し、その熱は埋設
部に熱伝導し、埋設部近傍の空気が加熱される。加熱さ
れた空気は比重が減少して上方開口部に向かって流動
し、パネル部の背面上方開口部からパネル部内に流入
し、さらに上部開口部から筐体外部へ流出する。このた
め筐体内が負圧となり、新たな室内空気が下部開口部か
らパネル部内部へ流入し、さらに平面下方開口部から下
方開口部へと流動する。パネル部の下部開口部から流入
した空気の温度は室温感知手段によって測定され、その
実測室温と温度設定手段による設定温度とが比較されて
筐体外に設けられた空調機器の運転が制御手段によって
最適制御される。このように負荷の駆動電流によって発
熱する発熱素子の熱を埋設部を介して放熱し、空気の加
熱源として利用することによって、空気を下部開口部か
ら、背面下方開口部、下方開口部、上方開口部、背面上
方開口部、上部開口部の順に流動させ、常に新しい空気
を室温センサ周囲に取り込んで室温を正確に測定でき
る。また、同時に発熱素子の放熱を流動する空気に放熱
して除去できるので、筐体内の異常な温度上昇を防止で
きる。

【００１８】

【００１９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例による室温調節器を示
す縦断面図、図２はこの発明の一実施例による室温調節
器を正面から見た斜視図である。図１において、１は取
付開口部１ａが設けられた壁面、２は壁面１の取付開口
部１ａに埋設される凸部２ａを有した箱状の筐体であっ
て、該筐体２の内部と外部とを連通させるために該筐体
２の上下にそれぞれ穿設された上部開口部４及び下部開
口部５とを備えて形成されている。かかる上部開口部４
及び下部開口部５は、図２に示すように、複数のスリッ
トを筐体２の上下面、前面、及び側面に穿設して形成さ
れている。なお、本実施例にあっては上部開口部４及び
下部開口部５を上記のように形成したが、筐体２の前面
及び側面には上記スリットを設けなくてもよい。

【００２０】３は居住者が希望の室温を設定するため
に、室内温度や設定温度、送風量等の各種空調条件を設
定表示するためのＬＣＤ、設定ボタン等からなる操作盤
（温度設定手段）であり、筐体２の前面に形成されてい
る。また、設定表示のためのＣＰＵやその他の電子回路
部品等は、筐体２内に設置された回路基板７（制御手
段）上に配設されている。

【００２１】６は筐体２内の回路基板７の下部開口部５
付近に設けられ、該下部開口部５から筐体２内に流入す
る空気の温度を測定する室温センサ（室温感知手段）で
ある。

【００２２】また回路基板７には、この室温センサ６に
よる実測室温と前記操作盤３で設定された設定温度とを
比較し、筐体２の外部に設けられた図示しないパワーユ
ニットの送風モータ（空調機器）の運転を、配線ケーブ
ル９を介して最適に制御するための制御回路が構成され
ている。なお、配線ケーブル９は、図示しないパワーユ
ニットの電源部から上記制御回路に電源を供給するため
の電源ケーブルや、上記制御回路からパワーユニットへ
と制御信号を送るための信号用ケーブル等で構成されて
いる。

【００２３】１０は室温センサ６よりも上方に位置する
ように回路基板７の上部開口部４付近に設けられニクロ
ム線等で形成された電気ヒータ（電気的発熱体）であ
り、上記制御回路を動作させるための電力の一部を使用
して常時発熱可能に形成されている。かかる電気ヒータ
１０の発熱温度は、電気ヒータ１０近傍の空気に僅かな
対流を起こすことができる程度であればよく、少ない電
力で空気を流動させることができるように形成されたも
のである。なお、最適な発熱温度は、製品形状等によっ
て異なるため、各製品ごとに試験を行って見いだすこと
ができる。

【００２４】次に動作について説明する。電気ヒータ１
０近傍の空気を該電気ヒータ１０によって加熱する。加
熱された空気は比重が減少し、上部開口部４から筐体２
外部へ流出する。このため筐体２内部が負圧となり、新
たな室内空気が下部開口部５から筐体２内部へ流入す
る。この流入した空気の温度を室温センサ６によって測
定し、その実測室温と操作盤３から設定された設定温度
とを比較して、筐体２の外部に設けられた図示しないパ
ワーユニットの送風モータの運転を制御回路によって最
適制御する。このように電気ヒータ１０近傍の空気を該
電気ヒータ１０で連続的に加熱することによって、筐体
２内の空気の流れを下部開口部５から上部開口部４へと
促進させ、常に新しい空気を室温センサ６周囲に取り込
んで室温を正確に測定できる。

【００２５】また、上記制御回路を筐体２内に設けて構
成したことにより、ＦＣＵの小型化、廉価化や既存製品
との互換性等のニーズを満足できる室温調節器を得るこ
とができる。

【００２６】実施例２．次に、他の実施例を図について
説明する。図３はこの発明の他の実施例による室温調節
器を示す縦断面図であり、前記図１及び図２に示す実施
例１と同一の部分には同一の符号を付して重複説明を省
略する。図３において、１２は室温センサ６よりも上方
に位置するように回路基板７の上部開口部４付近に設け
られ、図示しないパワーユニットの送風モータの負荷電
流をＯＮ／ＯＦＦ制御する半導体スイッチとしてのトラ
イアック（発熱素子）である。かかるトライアック１２
は、ＯＮのときに約３Ａの負荷電流が流れ、この負荷電
流と半導体接合部に生じるＯＮ電圧とによって発熱する
ものである（発熱量＝ＯＮ電圧×負荷電流）。

【００２７】次に動作について説明する。この実施例に
おける動作は、実施例１における電気ヒータ１０を発熱
体としてのトライアック１２で置き換えたものであるか
ら、実施例１における動作とほぼ同様である。しかし、
以下の点で異なる。すなわち、負荷電流の制御上必然的
に生じる熱を空気の加熱源として利用できるため、実施
例１のように電気ヒータ１０を常時発熱させるための電
力が不要となり、経済的である。

【００２８】また、空気の流動によってトライアック１
２の自然放熱をも同時に行うことができるので、筐体２
内の異常な温度上昇を防止できる。

【００２９】実施例３．さらに、他の実施例を図につい
て説明する。図４はこの発明の他の実施例による室温調
節器を示す縦断面図、図５はこの発明の他の実施例によ
る室温調節器を背面から見た斜視図であり、前記図１及
び図２に示す実施例１又は図３に示す実施例２と同一の
部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。図４
において、１４は室温調節器を取り付けるために壁面１
に形成された壁面凹部、１５はその壁面凹部１４の内面
に取り付けられるＪＩＳスイッチボックス（壁面凹部）
である。

【００３０】１６はＪＩＳスイッチボックス１５の内表
面と一定の間隙を有してＪＩＳスイッチボックス１５内
に埋設される埋設部であり、放熱性の良い金属製の放熱
カバー１６ａとスリット１６ｂとを備えている。なお、
このスリット１６ｂは特に設けなくてもよい。１７はこ
の埋設部１６の上部とＪＩＳスイッチボックス１５とで
形成される上方開口部であり、１８は埋設部１６の下部
とＪＩＳスイッチボックス１５とで形成される下方開口
部である。

【００３１】１９は上方開口部１７と連通する背面上方
開口部２０及び下方開口部１８と連通する背面下方開口
部２１をそれぞれ背面に有すると共に、居住者が希望の
室温を設定する操作盤３を前面に有して壁面１に設置さ
れるパネル部である。すなわち、筐体２はかかるパネル
部１９と上記埋設部１６とから構成されている。

【００３２】２２はトライアック１２の熱を放熱カバー
１６ａに伝えるための熱伝導性の高い金属製の伝熱板で
ある。なお、トライアック１２は実施例２の場合と同様
に、室温センサ６よりも上方に位置するように埋設部１
６内に設置されている。

【００３３】次に動作について説明する。負荷の駆動電
流によってトライアック１２が発熱し、その熱は伝熱板
２２を介して埋設部１６の放熱カバー１６ａに熱伝導
し、放熱カバー１６ａ近傍の空気が加熱される。加熱さ
れた空気は比重が減少して上方開口部１７に向かって流
動し、パネル部１９の背面上方開口部２０からパネル部
１９内に流入し、さらに上部開口部４から筐体２外部へ
流出する。このため筐体２内が負圧となり、新たな室内
空気が下部開口部５からパネル部１９内部へ流入し、さ
らに背面下方開口部２１から下方開口部１８へと流動す
る。

【００３４】パネル部１９の下部開口部５から流入した
空気の温度は室温センサ６によって測定される。図示し
ないパワーユニットの送風モータの最適制御にあって
は、実施例１と同様である。

【００３５】このように負荷の駆動電流によって発熱す
るトライアック１２の熱を放熱カバー１６ａから放熱
し、これを空気の加熱源として利用することによって、
空気を下部開口部５から、背面下方開口部２１、下方開
口部１８、上方開口部１７、背面上方開口部２０、上部
開口部４の順に流動させ、常に新しい空気を室温センサ
６周囲に取り込んで室温を正確に測定できる。

【００３６】また、負荷電流の制御上必然的に生じる熱
を空気の加熱源として利用できるため、実施例１のよう
に電気ヒータ１０を常時発熱させるための電力が不要と
なり、経済的である。

【００３７】さらに、空気の流動によってトライアック
１２の自然放熱をも同時に行うことができるので、筐体
２内の異常な温度上昇を押え、電子回路部品の温度特性
に悪影響を及ぼすことを防止できる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、居住者が希望の室温を設定する温度設定手段を有し
た筐体と、該筐体の内部と外部とを連通させるために穿
設された上部開口部及び下部開口部と、前記筐体内の下
部開口部付近に設けられた室温感知手段と、該室温感知
手段による実測室温と前記温度設定手段による設定温度
とを比較して前記筐体外に設けられた空調機器の運転を
制御する制御手段と、前記室温感知手段よりも上方に位
置するように前記空調機器の負荷電流を制御する発熱素
子とを備えて構成したので、負荷の駆動電流によって発
生する発熱素子の熱を、筐体内を流れる空気の加熱源と
して利用することにより、筐体内の空気の流れを促進さ
せ、常に新しい空気を室温センサ周囲に取り込んで室温
を正確に測定できるという効果がある。

【００３９】 請求項２の発明によれば、壁面凹部の内表
面と一定の間隙を有して該壁面凹部内に埋設される埋設
部と、該埋設部の上部と前記壁面凹部とで形成される上
方開口部と連通する背面上方開口部、及び前記埋設部の
下部と前記壁面凹部とで形成される下方開口部と連通す
る背面下方開口部をそれぞれ背面に有すると共に、居住
者が希望の室温を設定する温度設定手段を前面に有した
パネル部とからなる筐体と、該パネル部の上下にそれぞ
れ穿設された上部開口部及び下部開口部と、前記パネル
部内の下部開口部付近に設けられた室温感知手段と、該
室温感知手段による実測室温と前記温度設定手段による
設定温度とを比較して前記筐体外に設けられた空調機器
の運転を制御する制御手段と、前記室温感知手段よりも
上方に位置するように前記埋設部と一体に固定され前記
空調機器の負荷電流を制御する発熱素子とを備えて構成
したので、負荷の駆動電流によって発生する発熱素子の
熱を、筐体内を流れる空気の加熱源として利用すること
により、筐体内の空気の流れを促進させ、常に新しい空
気を室温センサ周囲に取り込んで室温を正確に測定でき
ると共に、発熱素子の熱を除去して筐体内の異常な温度
上昇を防止できる室温調節器を得ることができるという
効果がある。

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による室温調節器を示す縦
断面図である。

【図２】この発明の一実施例による室温調節器を正面か
ら見た斜視図である。

【図３】この発明の他の実施例による室温調節器を示す
縦断面図である。

【図４】この発明の他の実施例による室温調節器を示す
縦断面図である。

【図５】この発明の他の実施例による室温調節器を背面
から見た斜視図である。

【符号の説明】

１ 壁面 ２ 筐体 ３ 操作盤（温度設定手段） ４ 上部開口部 ５ 下部開口部 ６ 室温センサ（室温感知手段） ７ 回路基板（制御手段） １０ 電気ヒータ（電気的発熱体） １２ トライアック（発熱素子） １４ 壁面凹部 １６ 埋設部 １７ 上方開口部 １８ 下方開口部 １９ パネル部 ２０ 背面上方開口部 ２１ 背面下方開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/02 103

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 居住者が希望の室温を設定する温度設定
   手段を有して壁面に設置された箱状の筐体と、該筐体の
   内部と外部とを連通させるために該筐体の上下にそれぞ
   れ穿設された上部開口部及び下部開口部と、前記筐体内
   の下部開口部付近に設けられ該下部開口部から筐体内に
   流入する空気の温度を測定する室温感知手段と、該室温
   感知手段による実測室温と前記温度設定手段による設定
   温度とを比較して前記筐体外に設けられた空調機器の運
   転を制御するために該筐体内に設けられた制御手段と、
   前記室温感知手段よりも上方に位置するように前記筐体
   内に設けられ前記空調機器の負荷電流を制御する発熱素
   子とを備えた室温調節器。
2. 【請求項２】 壁面に形成された壁面凹部の内表面と一
   定の間隙を有して該壁面凹部内に埋設される放熱性の良
   い埋設部と、該埋設部の上部と前記壁面凹部とで形成さ
   れる上方開口部と連通する背面上方開口部、及び前記埋
   設部の下部と前記壁面凹部とで形成される下方開口部と
   連通する背面下方開口部をそれぞれ背面に有すると共
   に、居住者が希望の室温を設定する温度設定手段を前面
   に有して前記壁面に設置されるパネル部とからなる筐体
   と、前記パネル部の内部と外部とを連通させるために該
   パネル部の上下にそれぞれ穿設された上部開口部及び下
   部開口部と、前記パネル部内の下部開口部付近に設けら
   れ該下部開口部からパネル部内に流入する空気の温度を
   測定する室温感知手段と、該室温感知手段による実測室
   温と前記温度設定手段による設定温度とを比較して前記
   筐体外に設けられた空調機器の運転を制御するために該
   筐体内に設けられた制御手段と、前記室温感知手段より
   も上方に位置するように前記埋設部と一体に固定され前
   記空調機器の負荷電流を制御する発熱素子とを備えた室
   温調節器。