JP3227611B2 - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置の運転制
御装置に係り、特に室内の温度分布を均一にするための
対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平２―１５０６５
５号公報に開示される如く、空気吹出口にルーバを設
け、このルーバを基準位置から下向き，上向きに角度を
変化させる機構に連結したいわゆるオートルーバ付き空
気調和装置において、このルーバの動きを検出し、ルー
バの動きに対応させて、送風ファンの風量を変化させう
るように構成することにより、例えば冷房運転中に冷風
が下向き角度に変わると送風量を少なくし、使用者に直
接吹付けられる冷風を緩和するような制御を可能とし、
もって、空調の快適性の向上を図ろうとするものは公知
の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のものでは、空調対象空間の空調負荷分布の偏在を解
消させる空調を行うことができないという問題がある。

【０００４】すなわち、床面温度分布や実際の使用者の
存在位置等の空調負荷分布の偏在に対応した空調空気の
供給を行うことができないことに加えて、送風ファンの
容量には一定の制限があるので、例えば暖房運転時、ル
ーバが下向きのときに風量を上げても、風速が十分でな
いと温風が床面まで届かない虞れがある。また、冷房運
転時、ルーバが水平に近い位置で風量を大きくしても、
室内の側端付近まで冷風が届かない虞れがある。

【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、空調負荷の偏在に応じて吹出面積と
吹出方向を変えることにより、空調対象空間の負荷分布
の改善を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の講じた手段は、空調対象空間（Ｒ）を複数
の空調ゾーン（Ｚ１），（Ｚ２），…に区画し、空気調
和装置に、空調空気の吹出方向を各空調ゾーン（Ｚ
１），（Ｚ２），…間で変化させる風向変更機構（４
９）を設ける。

【０００７】さらに、複数の開口部（Ｐ１），（Ｐ
２），…を有する空気吹出口（３）と、該空気吹出口
（３）の上記各開口部（Ｐ１），（Ｐ２），…を開閉す
る開閉機構（５０）と、上記空調対象空間（Ｒ）内の各
空調ゾーン（Ｚ１），（Ｚ２），…の空調負荷を検出す
る負荷検出手段（Ｉｒ）と、該負荷検出手段（Ｉｒ）の
出力を受け、空調対象空間（Ｒ）内の空調負荷の分布を
演算する演算手段（５１）と、該演算手段（５１）の演
算結果に基づき、空調負荷の大きい空調ゾーンに空調空
気の吹出方向を向け、かつ空調負荷が大きい程空気吹出
口（３）の面積を絞るよう上記風向変更機構（４９）及
び開閉機構（５０）を制御する制御手段（５２）とを設
ける構成としたものである。

【０００８】

【作用】以上の構成により、本発明では、演算手段（５
１）により、負荷検出手段（Ｉｒ）で検出された各空調
ゾーン（Ｚ１），（Ｚ２），…の空調負荷から空調対象
空間（Ｒ）全体の空調負荷の分布が演算され、制御手段
（５２）により、この空調負荷の分布に対応して、空調
負荷分布の偏在をなくすように開閉機構（５０）及び風
向変更機構（４９）が制御される。

【０００９】すなわち、空調負荷の大きい空調ゾーンに
吹出方向が向けられ、かつ空調負荷が大きいほど空気吹
出口（３）の面積が絞られるので、空調空気が当該空調
ゾーンにまで確実に到達し、しかも当該空調ゾーンに空
調空気が集中的に供給され、室内空間（Ｒ）の空調負荷
の分布状態が速やかに改善されることになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
き説明する。

【００１１】図２及び図３は、本発明の実施例に係る空
気調和装置の室内ユニット（Ａ）の縦断面構造及び正面
構造を示し、室内ユニット（Ａ）は、水平方向に長い横
形のケーシング（１）内に収納されている。そして、該
ケーシング（１）の前面中央部にはケーシング（１）の
ほぼ全幅に亘って空気吸込口（２）が設けられ、ケーシ
ング（１）の前面下端部には上記空気吸込口（２）と同
幅の空気吹出口（３）が設けられていて、ケーシング
（１）内には空気吸込口（２）から空気吹出口（３）ま
で空調空気が流通する通風路（４）が形成されている。
そして、該通風路（４）には、クロスフロー形の送風フ
ァン（５）が配設され、該送風ファン（５）の上流側
に、熱交換器（６）が配設されている。すなわち、空気
吸込口（２）から取入れた室内空気を熱交換器（６）で
冷媒回路（図示せず）の冷媒と熱交換させた後、空気吹
出口（３）から空調空気として室内に吹出すようになさ
れている。

【００１２】ここで、本発明の特徴として、上記空気吹
出口（３）は、互いに連動して垂直軸回りに回動する７
個の垂直フラップ（Ｆ１）〜（Ｆ７）により、横方向に
８個の開口部（Ｐ１）〜（Ｐ８）に区画されている。そ
して、上記各垂直フラップ（Ｆ１）〜（Ｆ７）は図示し
ないが共通のモータにレバー部材を介して連結されてお
り、連動して垂直軸回りに回動することにより、空調空
気の吹出方向を後述の各空調ゾーン（Ｚ１）〜（Ｚ６）
間で変更させるようになされている。この機構により、
本発明にいう風向変更機構（４９）が構成されている。

【００１３】また、上記各開口部（Ｐ１）〜（Ｐ８）に
はそれぞれ開閉制御板（Ｓ１）〜（Ｓ８）が配設され、
さらに、この各開閉制御板（Ｓ１）〜（Ｓ８）を個別に
横軸回りに回動させるステッピングモータ（Ｍ１）〜
（Ｍ８）が設けられていて、該各ステッピングモータ
（Ｍ１）〜（Ｍ８）により、上記各開閉制御板（Ｓ１）
〜（Ｓ８）を、各垂直フラップ（Ｆ１）〜（Ｆ７）の後
端間に位置付けて各開口部（Ｐ１）〜（Ｐ８）を閉鎖し
（図中の実線位置）、通風路（４）の送風方向に沿った
角度になるように位置付けて各開口部（Ｐ１）〜（Ｐ
８）を開放する（図中の破線位置）ようになされてい
る。上記開閉制御板（Ｓ１）〜（Ｓ８）及び各ステッピ
ングモータ（Ｍ１）〜（Ｍ８）により、本発明にいう開
閉機構（５０）が構成されている。

【００１４】また、室内ユニット（Ａ）のケーシング
（１）の前面下部右端には、赤外線センサ（Ｉｒ）が配
設されていて、この赤外線センサ（Ｉｒ）は空気調和装
置の運転を制御するコントローラ（２０）と信号線で接
続されている。

【００１５】図４は、上記室内ユニット（Ａ）が設置さ
れる室内空間（Ｒ）の概略を示し、該室内空間（Ｒ）に
は、６個の空調ゾーン（Ｚ１）〜（Ｚ６）が設けられて
いる。そして、室内ユニット（Ａ）のケーシング（１）
は室内の一側壁のほぼ中央部に設置されていて、上記垂
直フラップ（Ｆ１）〜（Ｆ７）の回動により、空調空気
の吹出方向が各空調ゾーン（Ｚ１）〜（Ｚ６）に亘って
変化するようになされている。また、上記赤外線センサ
（Ｉｒ）は室内空間（Ｒ）の各空調ゾーン（Ｚ１）〜
（Ｚ６）を順に走査して、床面温度から各空調ゾーン
（Ｚ１）〜（Ｚ６）における空調負荷を順次検出するよ
うになされている。

【００１６】次に、図５はコントローラ（２０）の制御
内容を示し、ステップＳＴ１で、空気調和装置がオンさ
れると、ステップＳＴ２で、コントローラ（２０）内に
内蔵される空調負荷検出装置（図示せず）がオンにな
り、ステップＳＴ３〜ＳＴ８で、空調ゾーン（Ｚ１）〜
空調ゾーン（Ｚ６）の空調負荷を検出し、ステップＳＴ
９で、室内空間（Ｒ）全体の空調負荷の分布を演算す
る。そして、ステップＳＴ１０で、空気吹出口（３）の
各開口部（Ｐ１）〜（Ｐ８）について、開閉制御板（Ｓ
１）〜（Ｓ８）を駆動するステッピングモータ（Ｍ１）
〜（Ｍ８）の作動を決定する。すなわち、空調負荷分布
の偏在が大きい空調ゾーンに空調空気の吹出方向を向け
るとともに、空調負荷が大きいときには開放する開口部
（Ｒ１）〜（Ｒ８）の数を少くして空気吹出口（３）の
開口面積を絞って、風速を高め、空調空気の供給を集中
させる。その後、ステップＳＴ１０で、送風ファン
（５）の回転数つまりファン風量を決定する。

【００１７】上記制御のフローにおいて、ステップＳＴ
９の制御により、本発明にいう演算手段（５１）が構成
され、ステップＳＴ１０の制御により、本発明にいう制
御手段（５２）が構成されている。

【００１８】上記実施例では、空気吹出口（３）が複数
の開口部（Ｐ１）〜（Ｐ８）からなり、各開口部（Ｐ
１）〜（Ｐ８）に、開閉制御板（Ｓ１）〜（Ｓ８）及び
該開閉制御板（Ｓ１）〜（Ｓ８）を回動するステッピン
グモータ（Ｍ１）〜（Ｍ８）からなる開閉機構（５０）
が設けられている。そして、演算手段（５１）により、
赤外線センサ（Ｉｒ）で検出された各空調ゾーン（Ｚ
１）〜（Ｚ６）の空調負荷から室内空間（Ｒ）全体の空
調負荷の分布が演算され、制御手段（５２）により、こ
の空調負荷の分布に対応して、空調負荷分布の偏在をな
くすように開閉機構（５０）及び風向変更機構（４９）
が制御される。

【００１９】ここで、吹出方向によって送風ファン
（５）の風量を可変にするだけでは、空調負荷に対応し
た制御ができず、また送風ファン（５）の定格容量にも
限界があることから、空調負荷の大きい空調ゾーンに直
接空調空気が供給されない虞れがある。それに対して、
上記実施例では、空調負荷の大きい空調ゾーンに吹出方
向が向けられ、かつ空調負荷が大きいほど空気吹出口
（３）の面積を絞るようにしているので、空調空気が当
該空調ゾーンにまで確実に到達し、しかも当該空調ゾー
ンに空調空気が集中的に供給され、室内空間（Ｒ）の空
調負荷の分布状態が改善される。すなわち室内空間
（Ｒ）の温熱状態が均一化され、空調の快適性が向上す
ることになる。

【００２０】なお、上記実施例では、空気吹出口（３）
の開口面積を調節する開閉機構（５０）として、開閉制
御板（Ｓ１）〜（Ｓ８）を個別に設け、ステッピングモ
ータ（Ｍ１）〜（Ｍ８）で個別に回動させるようにした
が、本発明の開閉機構（５０）の構成はかかる実施例に
限定されるものではなく、種々の機構を採用しうること
はいうまでもない。

【００２１】また、上記実施例では、説明を省略した
が、例えばある空調ゾーンで空調負荷が大きくても、暖
房運転時にストーブ等の熱源がある場合には、赤外線セ
ンサ（Ｉｒ）でそれが検出されるので、そのような空調
ゾーンに対しては空調空気の供給を停止するようにして
もよい。

【００２２】さらに、上記実施例の赤外線センサ（Ｉ
ｒ）は焦電型でも、サーモパイルからなるものでもよい
ものとする。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空気調和装置の空調対象空間を複数の空調ゾーンに区画
し、空調空気の吹出方向を各空調ゾーン間で変更させる
風向変更機構を設けるとともに、空気吹出口を複数の開
口部に分割し、各開口部について開口を開閉する開閉機
構を設ける一方、各空調ゾーンの空調負荷を検出して空
調対象空間全体の空調負荷の分布を求め、空調負荷の大
きい空調ゾーンに吹出方向を向け、かつ空調負荷が大き
いほど空気吹出口の面積を絞るよう風向変更機構及び開
閉機構を制御するようにしたので、空調対象空間の温熱
状態を均一化することができ、よって、空調の快適性の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る空気調和装置の室内ユニットの縦
断面構造を示し、図３のII−II線断面図である。

【図３】空気調和装置の室内ユニットの正面図である。

【図４】空気調和装置が配置される室内空間の概略形状
を示す平面図である。

【図５】コントローラの制御内容を示すフロ―チャ―ト
図である。

【符号の説明】

３ 空気吹出口 ４９ 風向変更機構 ５０ 開閉機構 ５１ 演算手段 ５２ 制御手段 Ｐ１，Ｐ２，… 開口部 Ｒ 室内空間（空調対象空間） Ｚ１，Ｚ２，… 空調ゾーン Ｉｒ 赤外線センサ（負荷検出手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調対象空間（Ｒ）を複数の空調ゾーン
   （Ｚ１，Ｚ２，…）に区画し、空調空気の吹出方向を各
   空調ゾーン（Ｚ１，Ｚ２，…）間で変化させる風向変更
   機構（４９）を備えるとともに、 複数の開口部（Ｐ１，Ｐ２，…）を有する空気吹出口
   （３）と、該空気吹出口（３）の上記各開口部（Ｐ１，
   Ｐ２，…）を開閉する開閉機構（５０）と、上記空調対
   象空間（Ｒ）内の各空調ゾーン（Ｚ１，Ｚ２，…）の空
   調負荷を検出する負荷検出手段（Ｉｒ）と、該負荷検出
   手段（Ｉｒ）の出力を受け、空調対象空間（Ｒ）内の空
   調負荷の分布を演算する演算手段（５１）と、該演算手
   段（５１）の演算結果に基づき、空調負荷の大きい空調
   ゾーンに空調空気の吹出方向を向け、かつ空調負荷が大
   きい程空気吹出口（３）の面積を絞るよう上記風向変更
   機構（４９）及び開閉機構（５０）を制御する制御手段
   （５２）とを備えたことを特徴とする空気調和装置の運
   転制御装置。