JP3548627B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、天井埋込形や天袋埋込形の室内ユニットを備える空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、室内の天井や天袋に埋め込み式に収納された室内ユニットを有する天井埋込形あるいは天袋埋込形と称される空気調和機がある。
この空気調和機の室内ユニットは、天井あるいは天袋内に埋設されたケースと、このケース内に収納された室内側熱交換器および送風機を備え、室内から吸い込んだ空気を上記室内側熱交換器を通過させて熱交換を行った後、再び室内に吹き出すようになっている。
【０００３】
室内に吹き出される空気の風向は、一般に、「ルーバ」と称される風向制御板によって制御されるようになっている。このルーバの角度は、従来、室内の温度等に基づいて居住者がリモコン等を通じて調整したり、この空気調和機に設けられたマイコンにより自動で調整されるようになっている。
【０００４】
例えば、暖房開始時など室内の温度が低い場合には、上記ルーバの角度を下方向に向けることで室内を急速に暖め、室内の温度が上がった場合には、ルーバの角度を略水平に調整することで、吹き出された温風が直接居住者に当たることを防止するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の埋込形の空気調和機には、以下に説明する解決すべき課題がある。
すなわち、従来の空気調和機は、室内の温度が上昇した後は、上述したようにルーバの角度を略水平に調整することで居住者に気流を感じさせないようにし、居住者が不快な思いをするのを防止するようにしている。
【０００６】
しかし、ルーバを水平方向に向けた場合でも、吹出空気が室内の壁面に衝突し、この壁面を伝って下方向に流通することがある。このため、室内の居住空間で暖気の対流が起こり、居住者が不快な思いをするということがあった。
【０００７】
一方、暖房運転立ち上げ時から、ル−バを水平に向け、吹出を弱くしていたのでは、室内が良好に暖まらず、居住者が不快な思いをする。
この発明は、こ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、暖房運転立ち上げ時、室内を迅速かつ有効に暖めることができると共に、暖房運転中、居住者が気流や暖気を感じて不快な思いをすることを有効に防止できる天井埋込形あるいは天袋埋込形の空気調和機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は、室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、上記室内ユニットは、室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、上記制御部は、室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、輻射暖房運転を行うことが許可されたならば、送風機の送風量が最小である場合にのみ、吹出空気の風向を天井面に略平行に制御して輻射暖房運転に移行させる手段を有する、ことを特徴とする空気調和機である。
【００１１】
第２の手段は、室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、上記室内ユニットは、室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、上記制御部は、室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、輻射暖房運転を行うことが許可されたならば、送風機の送風量にかかわらず吹出空気の風向を天井面に略平行に制御し、かつ上記送風機の送風量を斜め下方向の吹出よりも小さく制御して、輻射暖房運転に移行させる手段を有することを特徴とするものである。
【００１６】
第３の手段は、室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、上記室内ユニットは、室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、上記制御部は、室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、輻射暖房運転中、室内温度と設定温度との差が所定値以上となったならば、天井輻射暖房運転を中止し、吹出空気の風向を斜め下方向に制御して対流暖房運転を行わせる手段を有する。さらに、上記制御部は、室外の温度を検出する温度検出手段を有し、検出された外気温が所定値以下であれば、輻射暖房運転への移行を禁止する手段を有することを特徴とするものである。
【００１９】
【作用】
第１の手段によれば、暖房運転立ち上げ時、暖かい空気を室内の居住空間内に直接的に吹出して対流させること（対流暖房）により室内温度がある一定温度以上に上昇し、さらに安定してから、天井面および天井面付近の暖気領域からの輻射熱によって居住空間を暖める暖房（輻射暖房）に移行することで、室内を迅速に暖めることができると共に、輻射暖房移行後の室内温度の低下を有効に抑制することができる。さらに、輻射暖房運転を行う場合の送風機の送風量を対流暖房運転の際よりも小さくすることで、輻射暖房時に室内の居住空間に暖気の対流を起こさせることを防止できる。
【００２１】
第２の手段によれば、輻射暖房運転を行う場合の送風機の送風量を対流暖房運転の際よりも小さくすることで、輻射暖房時に室内の居住空間に暖気の対流を起こさせることを防止できる。
【００２５】
第３の手段によれば、輻射暖房中でも、室内温度の低下に応じて対流暖房に自動的に切り替えることができる。さらに、外気温が低すぎる場合には、熱負荷が大きすぎて輻射暖房では室内温度の低下を有効に防止できないので、輻射暖房運転への移行を禁止することで、室内温度の低下のない暖房を実現できる。
【００２７】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１に示すのは、この発明の天井埋め込み形空気調和機の室内ユニットであり、図２はこの空気調和機の制御系統、図３は、この室内ユニットの配置および風向制御を示す概念図である。
【００２８】
まず、上記室内ユニットの基本的な構成を図１を参照して説明する。
図中１は、天井内に埋めこまれたケースである。このケース１には、室内側に開口する吸込口２と吹出口３とが設けられかつ内面は断熱材５によって覆われている。
【００２９】
このケース１内には、上記吸込口２に対向する位置に室内側熱交換器６が配設され、吹出口３に対向する位置に横流ファン（送風機）７が配設されている。この横流ファン７は図に点線で示すファンモータ８によって作動し、上記吸込口２からこのケース１内に吸い込んだ室内の空気を上記室内側熱交換器６を通過させた後上記吹出口３に流通させるようになっている。
【００３０】
また、この吹出口３には、上下ルーバ機構９と、左右ルーバ機構１０とが配設されている。上下ルーバ機構９は、幅方向一端を揺動支持されこの吹出口を開閉する上下ルーバ１１（風向調整板）と、この上下ルーバ１１を揺動駆動する上下ルーバ駆動用モータ１２とを有する。
【００３１】
この上下ルーバ１１の幅方向他端部１１ａ（先端部）は、上記吹出口３の縁部よりも外側に導出され、若干量（例えば２０°）開くことで、この図および図３（ｂ）に示すように吹出空気の風向を天井面と略平行な方向に制御することができるようになっている。また、図１に二点鎖線で示すように大きく開くことで、図３（ａ）に示すように、吹出空気の風向を斜め下方向に制御することができるようになっている。
【００３２】
したがって、この上下ルーバ機構９は、上記吹出空気の風向を、天井面に略平行な方向と斜め下方向との間で変更できるように構成されている。
一方、上記左右ルーバ機構１０は、図１に示すように、複数本の中心軸１３（図には１本のみ示す）と、この中心軸１３に揺動自在に支持された複数の左右ルーバ１４と、この左右ルーバ１４を左右方向に揺動駆動する左右ルーバ駆動用モータ１５とからなる。
【００３３】
この左右ルーバ１４は、例えば、吹出空気の風向を吹き出されるにつれて次第に広がるように制御（ワイド吹出への切換制御）することができるように構成されている。
【００３４】
次に、この空気調和機の室内ユニットの取り付け位置を図３を参照して説明する。
図３（ａ）、（ｂ）中、点線は床面から１．８ｍの高さを示すものである。居住者の身長を考慮すると、この点線以下の空間が居住空間となる。
【００３５】
上記室内ユニットは、この図に示すように、床面から１．８ｍ以上の高さの天井に埋設される。これは、吹出空気の風向を図３（ｂ）に示すように制御した際に、吹出空気による気流感を居住空間にいる居住者に感じさせないようにするためである。
【００３６】
次に、この空気調和機の制御系について説明する。
この空気調和機の制御は、図１に示すように上記室内ユニットのケース１内に設けられた制御部（ＣＰＵ）１７によって行われるようになっている。
【００３７】
図２に示すように、この制御部１７は、上記ファンモータ８、上下ルーバ駆動用モータ１２、左右ルーバ駆動用モータ１５に接続され、各機構を制御するようになっている。
【００３８】
また、図１に示すように、上記吸込口２内には、吸込空気の温度を検出する室内温度センサ１９（吸込空気温度検出センサ）が設けられ、この室内温度センサ１９も上記制御部１７に接続されている。この室内温度センサ１９の検出値は、図３（ａ）に示すような風向制御がなされている場合には室内の居住空間の温度としての検出値となり、図３（ｂ）に示すような風向制御がなされている場合には天井付近の温度としての検出値となる。
【００３９】
また、この図３に示すように、室外には、室外の気温（外気温）を検出する外気温検出センサ１６（外気温検出手段）が設けられている。この外気温センサ１６は、例えばこの空気調和機の室外機のケ−ス等に固定するようにすれば良い。この外気温センサ１６の検出値も、同様に上記制御部１７に入力されるようになっている。
【００４０】
また、この空気調和機は、外部入力装置として、送風機の風量設定や、温度設定、運転モード（冷暖房運転、自動運転（風量等を自動的に設定する運転）、安眠モードおよび輻射モードのＯＮ／ＯＦＦ）の設定等を行えるリモコン２１（操作器）を有し、このリモコン２１も上記制御部１７に接続されている。
【００４１】
さらに、この制御部１７には、室外機等に設けられた圧縮機の駆動用モータを制御するインバータ回路２２が接続されており、このインバータ回路２２を通して上記圧縮機の制御（暖房能力の制御）も行えるように構成されている。
【００４２】
次に、この制御部１７の機能について説明する。
この制御部１７は、次の機能を有する。
第１に、上記外気温センサ１６の検出値から外気温Ｔｏを監視し、外気温Ｔｏが室内の設定温度Ｔａに応じて決定される第１の設定外気温度Ｔ１よりも高い場合（熱負荷が低い場合）や、同様に決定される第２の設定外気温度Ｔ２よりも低い場合（熱負荷が高い場合）に、それに応じて上記設定温度Ｔａを補正し、熱負荷が低い場合には上記設定温度Ｔａを低めにシフトさせ、熱負荷が高い場合には上記設定温度を高めにシフトさせる。
【００４３】
第２に、暖房運転開始時には、上記上下ルーバ機構９による風向制御を斜め下方に固定（図３（ａ）の状態）し、上記温度センサ１９で検知される室内温度（吸込空気の温度）が、上記リモコン２１等によって設定された設定温度Ｔａ（この実施例では例えば２０℃）−所定の温度幅（Ｔｓ）に達した後に、タイムカウントｔを開始し、所定時間（ｔｅ）経過後に、輻射暖房運転への移行を許可する。
【００４４】
第３に、輻射暖房運転への移行が許可された場合において、上記横流ファン７（送風機）による送風量が最小に設定されている（居住者が手動で設定した場合の他、自動運転に設定された場合も含む）ときには、上記上下ルーバ機構９による風向制御を天井面と略平行な方向に固定し、輻射暖房運転へ移行させる（図３（ｂ）の状態）。
【００４５】
第４に、外気温Ｔｏが室内設定温度Ｔａに対して低すぎる場合（熱負荷が高すぎる場合）、輻射暖房への移行を許可しない。
第５に、副遮暖房時に室内温度Ｔが上記設定温度Ｔａよりも所定温度（Ｔｄ）だけ低くなった場合、上記上下ルーバ機構９による風向を図３（ａ）に示すように斜め下方向に制御し、対流暖房により室内の居住空間を暖めなおす。
【００４６】
以下、図４、５に示すフロ−チャートおよび図６のタイミングチャ−トを参照し、空気調和機の動作と共に上記制御部１７の機能を詳しく説明する。
まず、上記制御部１７は、居住者が設定した設定温度Ｔａ（例えばリモコン２１を通じて設定する）と、外気温センサ１６により検出された外気温Ｔｏとを比較し、暖房運転における熱負荷の大小を判断する。熱負荷の大小が室内の温度上昇および温度低下に大きな影響を及ぼすからである。
【００４７】
すなわち、制御部１７では、第１の機能に基づき、外気温Ｔｏが室内の設定温度Ｔａに応じて決定される第１の外気温度Ｔ１ よりも高い場合（熱負荷が低い場合）、上記設定温度Ｔａを低めの温度（Ｔａ＝Ｔａ−Ｔｏ１）にシフトさせる。また、外気温が、室内の設定外気温度Ｔａに応じて決定される第２の温度Ｔ２よりも低い場合（熱負荷が高い場合）、上記設定温度Ｔａを高めの温度（Ｔａ＝Ｔａ＋Ｔｏ２）にシフトさせる（Ｔｏ１、Ｔｏ２は例えば１〜５℃程度）。
【００４８】
このように定められた温度を設定温度Ｔａとして運転を行うことで、後述するように、熱負荷が大きい場合でも居住空間の温度を低下させることなく輻射暖房に移行でき、熱負荷が低い場合には、消費電力を少なくすることができる。
【００４９】
ついで上記制御部１７は、上記第２の機能に基づき、上記上下ルーバ機構９による風向制御を斜め下方向に固定する。この状態で上記制御部１７は、上記ファンモータ８および上記インバータ回路２２に命令を発し、上記圧縮機を作動させ、この空気調和機に暖房運転を行わせる。
【００５０】
このことで、室内の居住空間（１．８ｍ以下の空間）には、図３（ａ）に示すように、斜め下方向に温風が吹き出される。したがって、室内の居住空間は対流暖房（対流暖房モ−ド）により直接的に暖められることとなる。
【００５１】
一方、居住空間を対流した空気は上記室内ユニットの吸込口２に吸い込まれる。すなわち、対流暖房を行っている場合には、この吸込口２に設けられた上記温度センサ１９で検出される温度Ｔは、居住空間の温度を表すこととなる。
【００５２】
制御部１７は、この室内温度Ｔを監視し、図６に示すように、室内温度Ｔが設定温度Ｔａよりも所定の温度（Ｔｓ）だけ低い温度Ｔａ−Ｔｓ（例えば２０℃−５℃）に達したならば、第２の機能に基づき、タイムカウントｔを開始する。
【００５３】
この制御では、タイムカウント開始から所定の時間（ｔｅ）が経過したならば、室内の温度が安定したと判断し、輻射暖房への移行を許可する。そして、制御部は、輻射暖房への移行が許可された状態において、上記送風機の送風量が最小に設定されている場合にのみ、上記第３の機能に基づき、上記上下ル−バ用モ−タ１２に命令を発し、上記上下ル−バ機構９の風向制御を図３（ｂ）に示すように天井と略平行な方向に制御する。（図６では時間ｔ２ において輻射暖房への移行を許可した後、時間ｔ３ において送風量が最小となったのでこの時点で輻射暖房へ移行している。）
すなわち、上記送風量が大きい場合には、上記吹出空気が壁面に衝突し、図３（ｂ）に点線矢印で示すように壁面に沿って下方に流通してしまい、居住空間内で暖気の対流を引き起こすことがあるからである。一般に、居住者は、室内の温度が十分に上昇した後に暖気の対流を感じると、不快感をおぼえるということが知られている。そこで、この発明では、送風量が小さいときのみ、輻射暖房運転への移行を行うのである。
【００５４】
吹出空気の風向が天井面と略平行に制御された場合、上記吹出空気は暖かいので室内の上部で対流しながら天井面を加熱する。このことにより、高さ１．８ｍ以上の天井付近のみに暖気対流領域が形成され、この天井付近の温度は図１（ｂ）に示すように例えば４０℃に上昇する。そして、１．８ｍよりも下に位置する居住空間は天井面及びこの天井付近の暖気領域からの輻射熱によって間接的に暖められることとなる。このことによって「輻射暖房」が行われる。
【００５５】
このことにより、居住空間にいる居住者は、室内が暖まった後は、輻射暖房のみによって暖気の対流を感じることなく快適に過ごすことができる。
また、上記制御部１７は、上記上下ルーバ機構９による風向が天井と略平行に固定された際には、上記左右ルーバ機構１０の風向制御をワイド吹出に切り換える。このことで、上記吹出空気が部屋の隅々まで行きわたり、居住空間が全体に亘って良好に輻射暖房されることとなる。
【００５６】
なお、輻射暖房によれば、上述したように気流感のない運転を行えるのであるが、居住空間を間接的に暖める暖房であるため、対流暖房と比較して暖房力が弱いと考えられる。
【００５７】
したがって、室外の気温が非常に低い場合等のように熱負荷が非常に大きい場合には、対流暖房により室内の温度が十分に上昇し安定しても、輻射暖房に移行すると急激に室内の温度が低下することが考えられる。このような場合には、むしろ輻射暖房に移行しないことが好ましい。したがって、上記制御部１７は、第４の機能に基づき、図４のフロ−チャ−トに示すように、外気温Ｔｏが最初に熱負荷を判断した際の基準温度Ｔ２よりもさらに低い温度Ｔ３（Ｔ２＜Ｔ３）以下の場合には、輻射暖房への移行を許可しない。
【００５８】
一方、輻射暖房へ移行した後において、上述したような熱負荷の影響や、窓の開閉等の理由で室内の温度が低下することがある（図６参照）。このような場合、輻射暖房を継続すると、室内の温度がさらに下降することとなる。したがって、上記制御部１７は、図５のフロ−チャ−トに示すように、室内の温度が所定の温度（Ｔａ−Ｔｄ（Ｔｄ≧Ｔａ）以下になった際には、輻射暖房モ−ドを解除し、対流運転により室内を暖めなおす。そして、再度上述したのと同じ制御により必要に応じて輻射暖房に移行する。
【００５９】
なお、この実施例においては、室内の温度Ｔの低下を検出して輻射運転モ−ドを解除するようにしたが、他の要因により同じ制御を行うようにしても良い。例えば、ドアや窓の開閉により輻射暖房を停止するようにしてもよい。この場合には、ドアや窓の開閉を検出するセンサを設け、このセンサの検出値に基づいて輻射暖房モ−ドを解除するようにすれば良い。
【００６０】
以上述べたような構成によれば、以下に説明する効果を得ることができる。第１に、室内温度の低下を防止しつつ輻射暖房に移行することができる効果がある。
【００６１】
すなわち、輻射暖房を行う場合でも、最初は対流暖房で居住空間を直接的に暖めるようにした。また、対流暖房から輻射暖房への移行を適当な箇所で行うのではなく、設定温度Ｔａ−Ｔｓの所定の温度範囲内に入った後、所定時間ｔｅが経過し室内温度が安定したところで移行を行わせるようにした。
【００６２】
例えば、室内温度が安定する前の段階で輻射暖房運転に移行させると、移行後、図６に一点鎖線で示すように室内の温度が急激に低下することとなる。すなわち、輻射暖房は、対象物を直接的に暖めるのではなく間接的に暖めるものであるため、暖房能力が弱く、対象物が十分に暖まった後でないと、その効果を良好に発揮できないからである。
【００６３】
そこで、前述したように、この発明では、居住空間が十分に暖まったことを、基準温度に達してからから所定時間を経過したということで判断し、これに基づいて輻射暖房に移行するようにした。このことで、室内温度の低下を有効に防止しつつ輻射暖房に移行することができる。
【００６４】
なお、輻射暖房への移行の基準となる温度（Ｔａ−Ｔｓ）として、設定温度Ｔａよりも低くかつ、輻射暖房に移行した際に室内温度の低下が生じない温度を選択・設定することで、上記効果を得つつ、輻射暖房への移行を迅速に行うことができる効果がある。
【００６５】
第２に、気流感（暖気感）のない快適な輻射暖房を行える効果がある。
すなわち、輻射暖房への移行は、横流ファン７（送風機）の送風量が最小の場合にのみ行うようにした。
【００６６】
このことで、輻射暖房の際に、吹出空気が室内の壁面に衝突して居住空間に流通してしまうということを有効に防止できる。したがって、図３（ｂ）に示すように、暖気対流を天井近くの空間だけで形成することができ、この暖気対流領域からの輻射熱のみで居住空間の暖房を行える。また、送風量を少ない場合には、天井付近に形成される暖気流を非常に薄くすることができ、暖気領域が居住空間（１．８ｍ以下）に及ぶことを有効に防止できる。
【００６７】
このことで居住空間にいる居住者に気流感および暖気感を感じさせない快適な暖房を行うことができる効果がある。
なお、この発明における「最小の送風量」は、例えば、部屋の大きさに応じて自由に設定することができる。すなわち、部屋が小さく上記室内ユニットの吹出口から室内の壁面までの距離（図３（ｂ）にＸで示す）が小さい場合と、部屋が大きく上記吹出口から室内の壁面までの距離が大きい場合とでは、前者の「最小の送風量」を後者よりも小さくすることが輻射暖房時の居住空間での暖気の対流を防止する上で好ましい。
【００６８】
第３に、熱負荷に応じて、快適な暖房を行える効果がある。
すなわち、この発明では、設定温度Ｔａを、熱負荷の大小に応じて上下させるようにした。このことで、熱負荷が高い場合には、輻射暖房運転に移行させる時期を遅くすること（居住空間の温度がより高くかつ安定した後に移行すること）ができ、輻射運転移行後の居住空間の温度低下を有効に防止することができる。
【００６９】
また、熱負荷が低い場合には、居住空間の温度低下率が低いと考えられるので、輻射運転へ移行する時期を早めることで、より迅速に輻射暖房を行うことができる効果がある。また、この場合には、省電力化を図ることができる効果もある。
【００７０】
さらに、熱負荷が非常に高い場合には、輻射暖房への移行を禁止するようにした。このことで、室内の温度の低下のない暖房を行える効果がある。すなわち、外気温度が非常に低い場合には、いくら輻射暖房への移行時期を遅くしても、室内の居住空間の温度低下を防止することができないということが考えられる。この場合には、輻射暖房への移行を禁止することがむしろ室内の良好な暖房を行えることにつながるからである。
【００７１】
第４に、輻射暖房移行後、何等かの原因で室内の温度が急激に低下することが考えられる。例えば、人の出入りに伴うドアの開閉や、換気のための窓の開閉による温度低下である。この場合には、輻射暖房を停止し、再び対流暖房を行うことで、室内の居住空間の温度回復を迅速に図ることができる効果がある。
【００７２】
次に、この発明の第２の実施例を、図７のフロ−チャ−トおよび図８のタイミングチャ−トを参照して説明する。なお、この第２の実施例は、輻射暖房移行時の制御に関するものであり、基本的な構成および輻射暖房運転への移行を許可するまでの工程（図４に示すフロ−チャ−ト）は、上記第１の実施例と同様である。したがって、同一の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
すなわち、上記第１の実施例では、上記送風機による送風量が最小の場合にのみ、実際に輻射暖房への移行を行わせるようにしたが、この実施例では、送風量にかかわらず、輻射暖房への移行を行わせる。
【００７４】
このため、上記制御部１７は、図７に示すように輻射暖房への許可がなされたならば、上記上下ル−バ駆動用モ−タ１２（上下ル−バ機構９）を制御し、吹出空気の風向を天井と略平行に制御すると共に、横流ファン７による送風量を最小に設定する機能を有する。
【００７５】
したがって、図８に示すように、室内温度がＴａ−Ｔｓに達した後、時間ｔｅが経過したならば、送風量が最小となっていない場合でも強制的に吹出空気の風向は天井と平行に制御され、送風量も最小に設定されて輻射暖房への移行が完了する。
【００７６】
このような構成によれば、送風量にかかわらず、迅速に輻射暖房へと移行でき、かつ、送風量を小さくすることができるので、輻射暖房運転中に居住空間にいる居住者に暖気感を感じさせることを有効に防止することができる効果がある。
【００７７】
次に、第３の実施例について図９のフロ−チャ−トおよび図１０のタイミングチャ−トを参照して説明する。
前記第１、第２の実施例では、室内温度が所定の温度（Ｔａ−Ｔｓ）に達してから所定時間（ｔｅ）が経過したことに基づいて輻射暖房への移行を行うようにしていたが、この実施例では、図１０のタイミングチャ−トに示すように、運転開始時からタイムカウントｔを開始し、所定の時間（ｔｉ）が経過したならば、輻射暖房運転への移行を許可するものである。
【００７８】
すなわち、この実施例は、第１、第２の実施例において、輻射暖房運転を許可するまでの制御の改良を示すものであり、この制御を図９のフロ−チャ−トに示した。
【００７９】
このような制御を行うため、上記制御部１７は、上記リモコン２１から入力された設定温度Ｔａ、外気温センサ１６により検出された外気温Ｔｏと上記設定温度Ｔａとに基づいて求められる熱負荷の大きさ、および室内温度センサ１９で検出した室内温度Ｔ等に基づき、適宜、運転開始時から輻射運転に移行するまでに必要な時間ｔｉを決定する機能を有する。
【００８０】
そして、図９のフロ−チャ−トに示すように、運転開始時から上記所定時間ｔｉが経過したならば、輻射暖房を行うには外気温が低すぎる場合以外、輻射暖房への移行を許可する。
【００８１】
ついで、図５に示す第１の実施例あるいは図７に示す第２の実施例の制御と同じ制御で、実際に輻射暖房への移行を行う。
このような構成によれば、室内の温度が安定し輻射暖房に移行しても室内の温度が低下しないと考えられる時間を設定し、そのような時間を経過した後に輻射暖房に移行することができる。したがって、上記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
次に、第４の実施例について図１１のフロ−チャ−トおよび図１２（ａ）のタイミングチャ−トを参照して説明する。
前記第１、第２の実施例では、室内温度が所定の温度（Ｔａ−Ｔｓ）に達してから所定時間（ｔｅ）が経過したことに基づいて輻射暖房への移行を行うようにしていたが、この実施例では、図１２（ａ）のタイミングチャ−トに示すように、室内温度が所定の温度（Ｔａ−Ｔｓ）に達したならば、ル−バ機構９による風向制御を斜め下方向と天井と略平行な方向との間でスイングさせ、徐々に輻射暖房へと移行していくようにしたものである。
【００８３】
このため、上記制御部１７は、図１１のフロ−チャ−トに示すように、室内温度Ｔが所定の温度Ｔａ−Ｔｓに達したならば、外気温が輻射暖房を行うには低すぎる場合以外、上下ル−バ機構９のル−バをスイングさせ吹出空気の風向を斜め下方向と天井と平行な方向との間で周期的に切り換える。そして、時間の経過と共に、天井と平行な方向に制御する時間の割合を斜め下方向に制御する時間に対して次第に大きくしていく。
【００８４】
そして、一定の時間が経過したならば、上記吹出空気の風向を天井と平行な方向に固定し、上記横流ファン７の送風量を最小に設定することで輻射暖房に完全に移行する。
【００８５】
このような構成によれば、ル−バをスイングさせることで、完全に輻射暖房に移行する前に、天井近くの空間と室内の居住空間とを十分に暖めることができるから、輻射暖房に移行した後に室内の居住空間の温度が低下することを有効に防止できる。
【００８６】
なお、この実施例においては、上記制御部１７に、設定温度Ｔａ、外気温センサ１６により検出された外気温Ｔｏと上記設定温度Ｔａとに基づいて求められる熱負荷の大きさ、および室内温度センサ１９で検出した室内温度Ｔ等に基づいて、上記スイングを行う時間および各方向への制御時間の割合（周期）を決定する機能を持たせても良い。
【００８７】
また、図１２（ｂ）に示すように、スイングの周期を等しくしても一定の効果を得ることができる。
なお、この発明は、上記一実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。
【００８８】
例えば、上記実施例では、吹出口３が一つしか設けられていない室内ユニットを用いていたが、図１３に示すように、ケ−スの中央部に吸込口が設けられ、その両側に吹出口３が２つ設けられてなる両側吹出しの室内ユニットを用いるようにしても良い。
【００８９】
この室内ユニットを用いる場合には、この室内ユニットを天井の略中央に据え付けるようにし、かつ、同様に、吹出口３と室内の壁面までの距離に応じて最小送風量を決定するようにしても良い。
【００９０】
また、上記第実施例では、この発明を天井埋込形の室内ユニットを有する空気調和機に適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１４に示すように、１．８ｍ以上の高さに設けられた天袋に埋め込まれる室内ユニットを有する空気調和機に適用するようにしても良い。
【００９１】
要は、居住空間よりも高い位置に据え付けられる室内ユニットを有する空気調和機であれば良い。なお、天井の高さが非常に高く、例えば４ｍもある場合には、１．８ｍ以上の室内の壁面に埋設することで、上記実施例と略同様の効果を得ることができる。
【００９２】
また、上記実施例では、室内の居住空間を１．８以下に設定していたが、これに限定されるものではない、例えば２．０ｍ以下を居住空間と定義して、上記室内ユニットを２．０ｍ以上に据え付けるようにしても良い。
【００９３】
【発明の効果】
以上述べたように、上述した発明によれば、暖房立ち上げ時、最初に対流暖房を行いその後に輻射暖房に移行するようにした。また、対流暖房から輻射暖房への移行を、室内温度が設定温度よりも低い所定の温度範囲内に入り安定したところで行わせるようにした。
【００９４】
このことで、室内温度の低下を有効に防止しつつ迅速に輻射暖房に移行することができる効果がある。また、送風量が最小の場合に輻射暖房に移行するようにしたことで、輻射暖房時に居住者に暖気を感じさせない快適な暖房を行うことができる。
【００９５】
一方、室内温度が上記所定の温度範囲内に入ってから上下ル−バ機構を上下にスイングさせることで、室内温度の低下を有効に防止しつつ輻射暖房に移行することができ、この場合も同様の効果を得ることができる。
【００９６】
また、外気温の高低（熱負荷の大小）に応じて、設定温度を補正することで、熱負荷が大きい場合でも輻射暖房移行時の室内温度の低下を防止でき、熱負荷が小さい場合には消費電力の小さい運転を行うことができる効果がある。また、熱負荷が大きすぎる場合には、輻射暖房を禁止することで温度低下の少ない快適な暖房を行うことができる。
【００９７】
さらに、輻射暖房中でも、室内温度の低下に応じて対流暖房に自動的に切り替えて室内を暖め直すようにしたので、輻射暖房の欠点を補って室内の温度低下を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す室内ユニットの概略構成図。
【図２】同じく、制御系統を示すブロック図。
【図３】同じく、暖房時の暖気流の流れを示す概念図。
【図４】同じく、第１の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図５】同じく、第１の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図６】同じく、第１の実施例を示すタイミングチャート。
【図７】同じく、第２の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図８】同じく、第２の実施例を示すタイミングチャート。
【図９】同じく、第３の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図１０】同じく、第３の実施例を示すタイミングチャート。
【図１１】同じく、第４の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図１２】同じく、第４の実施例を示すタイミングチャート。
【図１３】他の実施例を示す概略構成図。
【図１４】他の実施例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…ケース、２…吸込口、３…吹出口、６…熱交換器、７…横流ファン（送風機）、９…上下ルーバ機構、１０…左右ルーバ機構、１６…外気温センサ（外気温検出手段）、１７…制御部、１９温度センサ（温度検出手段）。
【産業上の利用分野】
この発明は、天井埋込形や天袋埋込形の室内ユニットを備える空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、室内の天井や天袋に埋め込み式に収納された室内ユニットを有する天井埋込形あるいは天袋埋込形と称される空気調和機がある。
この空気調和機の室内ユニットは、天井あるいは天袋内に埋設されたケースと、このケース内に収納された室内側熱交換器および送風機を備え、室内から吸い込んだ空気を上記室内側熱交換器を通過させて熱交換を行った後、再び室内に吹き出すようになっている。
【０００３】
室内に吹き出される空気の風向は、一般に、「ルーバ」と称される風向制御板によって制御されるようになっている。このルーバの角度は、従来、室内の温度等に基づいて居住者がリモコン等を通じて調整したり、この空気調和機に設けられたマイコンにより自動で調整されるようになっている。
【０００４】
例えば、暖房開始時など室内の温度が低い場合には、上記ルーバの角度を下方向に向けることで室内を急速に暖め、室内の温度が上がった場合には、ルーバの角度を略水平に調整することで、吹き出された温風が直接居住者に当たることを防止するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の埋込形の空気調和機には、以下に説明する解決すべき課題がある。
すなわち、従来の空気調和機は、室内の温度が上昇した後は、上述したようにルーバの角度を略水平に調整することで居住者に気流を感じさせないようにし、居住者が不快な思いをするのを防止するようにしている。
【０００６】
しかし、ルーバを水平方向に向けた場合でも、吹出空気が室内の壁面に衝突し、この壁面を伝って下方向に流通することがある。このため、室内の居住空間で暖気の対流が起こり、居住者が不快な思いをするということがあった。
【０００７】
一方、暖房運転立ち上げ時から、ル−バを水平に向け、吹出を弱くしていたのでは、室内が良好に暖まらず、居住者が不快な思いをする。
この発明は、こ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、暖房運転立ち上げ時、室内を迅速かつ有効に暖めることができると共に、暖房運転中、居住者が気流や暖気を感じて不快な思いをすることを有効に防止できる天井埋込形あるいは天袋埋込形の空気調和機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は、室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、上記室内ユニットは、室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、上記制御部は、室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、輻射暖房運転を行うことが許可されたならば、送風機の送風量が最小である場合にのみ、吹出空気の風向を天井面に略平行に制御して輻射暖房運転に移行させる手段を有する、ことを特徴とする空気調和機である。
【００１１】
第２の手段は、室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、上記室内ユニットは、室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、上記制御部は、室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、輻射暖房運転を行うことが許可されたならば、送風機の送風量にかかわらず吹出空気の風向を天井面に略平行に制御し、かつ上記送風機の送風量を斜め下方向の吹出よりも小さく制御して、輻射暖房運転に移行させる手段を有することを特徴とするものである。
【００１６】
第３の手段は、室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、上記室内ユニットは、室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、上記制御部は、室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、輻射暖房運転中、室内温度と設定温度との差が所定値以上となったならば、天井輻射暖房運転を中止し、吹出空気の風向を斜め下方向に制御して対流暖房運転を行わせる手段を有する。さらに、上記制御部は、室外の温度を検出する温度検出手段を有し、検出された外気温が所定値以下であれば、輻射暖房運転への移行を禁止する手段を有することを特徴とするものである。
【００１９】
【作用】
第１の手段によれば、暖房運転立ち上げ時、暖かい空気を室内の居住空間内に直接的に吹出して対流させること（対流暖房）により室内温度がある一定温度以上に上昇し、さらに安定してから、天井面および天井面付近の暖気領域からの輻射熱によって居住空間を暖める暖房（輻射暖房）に移行することで、室内を迅速に暖めることができると共に、輻射暖房移行後の室内温度の低下を有効に抑制することができる。さらに、輻射暖房運転を行う場合の送風機の送風量を対流暖房運転の際よりも小さくすることで、輻射暖房時に室内の居住空間に暖気の対流を起こさせることを防止できる。
【００２１】
第２の手段によれば、輻射暖房運転を行う場合の送風機の送風量を対流暖房運転の際よりも小さくすることで、輻射暖房時に室内の居住空間に暖気の対流を起こさせることを防止できる。
【００２５】
第３の手段によれば、輻射暖房中でも、室内温度の低下に応じて対流暖房に自動的に切り替えることができる。さらに、外気温が低すぎる場合には、熱負荷が大きすぎて輻射暖房では室内温度の低下を有効に防止できないので、輻射暖房運転への移行を禁止することで、室内温度の低下のない暖房を実現できる。
【００２７】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１に示すのは、この発明の天井埋め込み形空気調和機の室内ユニットであり、図２はこの空気調和機の制御系統、図３は、この室内ユニットの配置および風向制御を示す概念図である。
【００２８】
まず、上記室内ユニットの基本的な構成を図１を参照して説明する。
図中１は、天井内に埋めこまれたケースである。このケース１には、室内側に開口する吸込口２と吹出口３とが設けられかつ内面は断熱材５によって覆われている。
【００２９】
このケース１内には、上記吸込口２に対向する位置に室内側熱交換器６が配設され、吹出口３に対向する位置に横流ファン（送風機）７が配設されている。この横流ファン７は図に点線で示すファンモータ８によって作動し、上記吸込口２からこのケース１内に吸い込んだ室内の空気を上記室内側熱交換器６を通過させた後上記吹出口３に流通させるようになっている。
【００３０】
また、この吹出口３には、上下ルーバ機構９と、左右ルーバ機構１０とが配設されている。上下ルーバ機構９は、幅方向一端を揺動支持されこの吹出口を開閉する上下ルーバ１１（風向調整板）と、この上下ルーバ１１を揺動駆動する上下ルーバ駆動用モータ１２とを有する。
【００３１】
この上下ルーバ１１の幅方向他端部１１ａ（先端部）は、上記吹出口３の縁部よりも外側に導出され、若干量（例えば２０°）開くことで、この図および図３（ｂ）に示すように吹出空気の風向を天井面と略平行な方向に制御することができるようになっている。また、図１に二点鎖線で示すように大きく開くことで、図３（ａ）に示すように、吹出空気の風向を斜め下方向に制御することができるようになっている。
【００３２】
したがって、この上下ルーバ機構９は、上記吹出空気の風向を、天井面に略平行な方向と斜め下方向との間で変更できるように構成されている。
一方、上記左右ルーバ機構１０は、図１に示すように、複数本の中心軸１３（図には１本のみ示す）と、この中心軸１３に揺動自在に支持された複数の左右ルーバ１４と、この左右ルーバ１４を左右方向に揺動駆動する左右ルーバ駆動用モータ１５とからなる。
【００３３】
この左右ルーバ１４は、例えば、吹出空気の風向を吹き出されるにつれて次第に広がるように制御（ワイド吹出への切換制御）することができるように構成されている。
【００３４】
次に、この空気調和機の室内ユニットの取り付け位置を図３を参照して説明する。
図３（ａ）、（ｂ）中、点線は床面から１．８ｍの高さを示すものである。居住者の身長を考慮すると、この点線以下の空間が居住空間となる。
【００３５】
上記室内ユニットは、この図に示すように、床面から１．８ｍ以上の高さの天井に埋設される。これは、吹出空気の風向を図３（ｂ）に示すように制御した際に、吹出空気による気流感を居住空間にいる居住者に感じさせないようにするためである。
【００３６】
次に、この空気調和機の制御系について説明する。
この空気調和機の制御は、図１に示すように上記室内ユニットのケース１内に設けられた制御部（ＣＰＵ）１７によって行われるようになっている。
【００３７】
図２に示すように、この制御部１７は、上記ファンモータ８、上下ルーバ駆動用モータ１２、左右ルーバ駆動用モータ１５に接続され、各機構を制御するようになっている。
【００３８】
また、図１に示すように、上記吸込口２内には、吸込空気の温度を検出する室内温度センサ１９（吸込空気温度検出センサ）が設けられ、この室内温度センサ１９も上記制御部１７に接続されている。この室内温度センサ１９の検出値は、図３（ａ）に示すような風向制御がなされている場合には室内の居住空間の温度としての検出値となり、図３（ｂ）に示すような風向制御がなされている場合には天井付近の温度としての検出値となる。
【００３９】
また、この図３に示すように、室外には、室外の気温（外気温）を検出する外気温検出センサ１６（外気温検出手段）が設けられている。この外気温センサ１６は、例えばこの空気調和機の室外機のケ−ス等に固定するようにすれば良い。この外気温センサ１６の検出値も、同様に上記制御部１７に入力されるようになっている。
【００４０】
また、この空気調和機は、外部入力装置として、送風機の風量設定や、温度設定、運転モード（冷暖房運転、自動運転（風量等を自動的に設定する運転）、安眠モードおよび輻射モードのＯＮ／ＯＦＦ）の設定等を行えるリモコン２１（操作器）を有し、このリモコン２１も上記制御部１７に接続されている。
【００４１】
さらに、この制御部１７には、室外機等に設けられた圧縮機の駆動用モータを制御するインバータ回路２２が接続されており、このインバータ回路２２を通して上記圧縮機の制御（暖房能力の制御）も行えるように構成されている。
【００４２】
次に、この制御部１７の機能について説明する。
この制御部１７は、次の機能を有する。
第１に、上記外気温センサ１６の検出値から外気温Ｔｏを監視し、外気温Ｔｏが室内の設定温度Ｔａに応じて決定される第１の設定外気温度Ｔ１よりも高い場合（熱負荷が低い場合）や、同様に決定される第２の設定外気温度Ｔ２よりも低い場合（熱負荷が高い場合）に、それに応じて上記設定温度Ｔａを補正し、熱負荷が低い場合には上記設定温度Ｔａを低めにシフトさせ、熱負荷が高い場合には上記設定温度を高めにシフトさせる。
【００４３】
第２に、暖房運転開始時には、上記上下ルーバ機構９による風向制御を斜め下方に固定（図３（ａ）の状態）し、上記温度センサ１９で検知される室内温度（吸込空気の温度）が、上記リモコン２１等によって設定された設定温度Ｔａ（この実施例では例えば２０℃）−所定の温度幅（Ｔｓ）に達した後に、タイムカウントｔを開始し、所定時間（ｔｅ）経過後に、輻射暖房運転への移行を許可する。
【００４４】
第３に、輻射暖房運転への移行が許可された場合において、上記横流ファン７（送風機）による送風量が最小に設定されている（居住者が手動で設定した場合の他、自動運転に設定された場合も含む）ときには、上記上下ルーバ機構９による風向制御を天井面と略平行な方向に固定し、輻射暖房運転へ移行させる（図３（ｂ）の状態）。
【００４５】
第４に、外気温Ｔｏが室内設定温度Ｔａに対して低すぎる場合（熱負荷が高すぎる場合）、輻射暖房への移行を許可しない。
第５に、副遮暖房時に室内温度Ｔが上記設定温度Ｔａよりも所定温度（Ｔｄ）だけ低くなった場合、上記上下ルーバ機構９による風向を図３（ａ）に示すように斜め下方向に制御し、対流暖房により室内の居住空間を暖めなおす。
【００４６】
以下、図４、５に示すフロ−チャートおよび図６のタイミングチャ−トを参照し、空気調和機の動作と共に上記制御部１７の機能を詳しく説明する。
まず、上記制御部１７は、居住者が設定した設定温度Ｔａ（例えばリモコン２１を通じて設定する）と、外気温センサ１６により検出された外気温Ｔｏとを比較し、暖房運転における熱負荷の大小を判断する。熱負荷の大小が室内の温度上昇および温度低下に大きな影響を及ぼすからである。
【００４７】
すなわち、制御部１７では、第１の機能に基づき、外気温Ｔｏが室内の設定温度Ｔａに応じて決定される第１の外気温度Ｔ１ よりも高い場合（熱負荷が低い場合）、上記設定温度Ｔａを低めの温度（Ｔａ＝Ｔａ−Ｔｏ１）にシフトさせる。また、外気温が、室内の設定外気温度Ｔａに応じて決定される第２の温度Ｔ２よりも低い場合（熱負荷が高い場合）、上記設定温度Ｔａを高めの温度（Ｔａ＝Ｔａ＋Ｔｏ２）にシフトさせる（Ｔｏ１、Ｔｏ２は例えば１〜５℃程度）。
【００４８】
このように定められた温度を設定温度Ｔａとして運転を行うことで、後述するように、熱負荷が大きい場合でも居住空間の温度を低下させることなく輻射暖房に移行でき、熱負荷が低い場合には、消費電力を少なくすることができる。
【００４９】
ついで上記制御部１７は、上記第２の機能に基づき、上記上下ルーバ機構９による風向制御を斜め下方向に固定する。この状態で上記制御部１７は、上記ファンモータ８および上記インバータ回路２２に命令を発し、上記圧縮機を作動させ、この空気調和機に暖房運転を行わせる。
【００５０】
このことで、室内の居住空間（１．８ｍ以下の空間）には、図３（ａ）に示すように、斜め下方向に温風が吹き出される。したがって、室内の居住空間は対流暖房（対流暖房モ−ド）により直接的に暖められることとなる。
【００５１】
一方、居住空間を対流した空気は上記室内ユニットの吸込口２に吸い込まれる。すなわち、対流暖房を行っている場合には、この吸込口２に設けられた上記温度センサ１９で検出される温度Ｔは、居住空間の温度を表すこととなる。
【００５２】
制御部１７は、この室内温度Ｔを監視し、図６に示すように、室内温度Ｔが設定温度Ｔａよりも所定の温度（Ｔｓ）だけ低い温度Ｔａ−Ｔｓ（例えば２０℃−５℃）に達したならば、第２の機能に基づき、タイムカウントｔを開始する。
【００５３】
この制御では、タイムカウント開始から所定の時間（ｔｅ）が経過したならば、室内の温度が安定したと判断し、輻射暖房への移行を許可する。そして、制御部は、輻射暖房への移行が許可された状態において、上記送風機の送風量が最小に設定されている場合にのみ、上記第３の機能に基づき、上記上下ル−バ用モ−タ１２に命令を発し、上記上下ル−バ機構９の風向制御を図３（ｂ）に示すように天井と略平行な方向に制御する。（図６では時間ｔ２ において輻射暖房への移行を許可した後、時間ｔ３ において送風量が最小となったのでこの時点で輻射暖房へ移行している。）
すなわち、上記送風量が大きい場合には、上記吹出空気が壁面に衝突し、図３（ｂ）に点線矢印で示すように壁面に沿って下方に流通してしまい、居住空間内で暖気の対流を引き起こすことがあるからである。一般に、居住者は、室内の温度が十分に上昇した後に暖気の対流を感じると、不快感をおぼえるということが知られている。そこで、この発明では、送風量が小さいときのみ、輻射暖房運転への移行を行うのである。
【００５４】
吹出空気の風向が天井面と略平行に制御された場合、上記吹出空気は暖かいので室内の上部で対流しながら天井面を加熱する。このことにより、高さ１．８ｍ以上の天井付近のみに暖気対流領域が形成され、この天井付近の温度は図１（ｂ）に示すように例えば４０℃に上昇する。そして、１．８ｍよりも下に位置する居住空間は天井面及びこの天井付近の暖気領域からの輻射熱によって間接的に暖められることとなる。このことによって「輻射暖房」が行われる。
【００５５】
このことにより、居住空間にいる居住者は、室内が暖まった後は、輻射暖房のみによって暖気の対流を感じることなく快適に過ごすことができる。
また、上記制御部１７は、上記上下ルーバ機構９による風向が天井と略平行に固定された際には、上記左右ルーバ機構１０の風向制御をワイド吹出に切り換える。このことで、上記吹出空気が部屋の隅々まで行きわたり、居住空間が全体に亘って良好に輻射暖房されることとなる。
【００５６】
なお、輻射暖房によれば、上述したように気流感のない運転を行えるのであるが、居住空間を間接的に暖める暖房であるため、対流暖房と比較して暖房力が弱いと考えられる。
【００５７】
したがって、室外の気温が非常に低い場合等のように熱負荷が非常に大きい場合には、対流暖房により室内の温度が十分に上昇し安定しても、輻射暖房に移行すると急激に室内の温度が低下することが考えられる。このような場合には、むしろ輻射暖房に移行しないことが好ましい。したがって、上記制御部１７は、第４の機能に基づき、図４のフロ−チャ−トに示すように、外気温Ｔｏが最初に熱負荷を判断した際の基準温度Ｔ２よりもさらに低い温度Ｔ３（Ｔ２＜Ｔ３）以下の場合には、輻射暖房への移行を許可しない。
【００５８】
一方、輻射暖房へ移行した後において、上述したような熱負荷の影響や、窓の開閉等の理由で室内の温度が低下することがある（図６参照）。このような場合、輻射暖房を継続すると、室内の温度がさらに下降することとなる。したがって、上記制御部１７は、図５のフロ−チャ−トに示すように、室内の温度が所定の温度（Ｔａ−Ｔｄ（Ｔｄ≧Ｔａ）以下になった際には、輻射暖房モ−ドを解除し、対流運転により室内を暖めなおす。そして、再度上述したのと同じ制御により必要に応じて輻射暖房に移行する。
【００５９】
なお、この実施例においては、室内の温度Ｔの低下を検出して輻射運転モ−ドを解除するようにしたが、他の要因により同じ制御を行うようにしても良い。例えば、ドアや窓の開閉により輻射暖房を停止するようにしてもよい。この場合には、ドアや窓の開閉を検出するセンサを設け、このセンサの検出値に基づいて輻射暖房モ−ドを解除するようにすれば良い。
【００６０】
以上述べたような構成によれば、以下に説明する効果を得ることができる。第１に、室内温度の低下を防止しつつ輻射暖房に移行することができる効果がある。
【００６１】
すなわち、輻射暖房を行う場合でも、最初は対流暖房で居住空間を直接的に暖めるようにした。また、対流暖房から輻射暖房への移行を適当な箇所で行うのではなく、設定温度Ｔａ−Ｔｓの所定の温度範囲内に入った後、所定時間ｔｅが経過し室内温度が安定したところで移行を行わせるようにした。
【００６２】
例えば、室内温度が安定する前の段階で輻射暖房運転に移行させると、移行後、図６に一点鎖線で示すように室内の温度が急激に低下することとなる。すなわち、輻射暖房は、対象物を直接的に暖めるのではなく間接的に暖めるものであるため、暖房能力が弱く、対象物が十分に暖まった後でないと、その効果を良好に発揮できないからである。
【００６３】
そこで、前述したように、この発明では、居住空間が十分に暖まったことを、基準温度に達してからから所定時間を経過したということで判断し、これに基づいて輻射暖房に移行するようにした。このことで、室内温度の低下を有効に防止しつつ輻射暖房に移行することができる。
【００６４】
なお、輻射暖房への移行の基準となる温度（Ｔａ−Ｔｓ）として、設定温度Ｔａよりも低くかつ、輻射暖房に移行した際に室内温度の低下が生じない温度を選択・設定することで、上記効果を得つつ、輻射暖房への移行を迅速に行うことができる効果がある。
【００６５】
第２に、気流感（暖気感）のない快適な輻射暖房を行える効果がある。
すなわち、輻射暖房への移行は、横流ファン７（送風機）の送風量が最小の場合にのみ行うようにした。
【００６６】
このことで、輻射暖房の際に、吹出空気が室内の壁面に衝突して居住空間に流通してしまうということを有効に防止できる。したがって、図３（ｂ）に示すように、暖気対流を天井近くの空間だけで形成することができ、この暖気対流領域からの輻射熱のみで居住空間の暖房を行える。また、送風量を少ない場合には、天井付近に形成される暖気流を非常に薄くすることができ、暖気領域が居住空間（１．８ｍ以下）に及ぶことを有効に防止できる。
【００６７】
このことで居住空間にいる居住者に気流感および暖気感を感じさせない快適な暖房を行うことができる効果がある。
なお、この発明における「最小の送風量」は、例えば、部屋の大きさに応じて自由に設定することができる。すなわち、部屋が小さく上記室内ユニットの吹出口から室内の壁面までの距離（図３（ｂ）にＸで示す）が小さい場合と、部屋が大きく上記吹出口から室内の壁面までの距離が大きい場合とでは、前者の「最小の送風量」を後者よりも小さくすることが輻射暖房時の居住空間での暖気の対流を防止する上で好ましい。
【００６８】
第３に、熱負荷に応じて、快適な暖房を行える効果がある。
すなわち、この発明では、設定温度Ｔａを、熱負荷の大小に応じて上下させるようにした。このことで、熱負荷が高い場合には、輻射暖房運転に移行させる時期を遅くすること（居住空間の温度がより高くかつ安定した後に移行すること）ができ、輻射運転移行後の居住空間の温度低下を有効に防止することができる。
【００６９】
また、熱負荷が低い場合には、居住空間の温度低下率が低いと考えられるので、輻射運転へ移行する時期を早めることで、より迅速に輻射暖房を行うことができる効果がある。また、この場合には、省電力化を図ることができる効果もある。
【００７０】
さらに、熱負荷が非常に高い場合には、輻射暖房への移行を禁止するようにした。このことで、室内の温度の低下のない暖房を行える効果がある。すなわち、外気温度が非常に低い場合には、いくら輻射暖房への移行時期を遅くしても、室内の居住空間の温度低下を防止することができないということが考えられる。この場合には、輻射暖房への移行を禁止することがむしろ室内の良好な暖房を行えることにつながるからである。
【００７１】
第４に、輻射暖房移行後、何等かの原因で室内の温度が急激に低下することが考えられる。例えば、人の出入りに伴うドアの開閉や、換気のための窓の開閉による温度低下である。この場合には、輻射暖房を停止し、再び対流暖房を行うことで、室内の居住空間の温度回復を迅速に図ることができる効果がある。
【００７２】
次に、この発明の第２の実施例を、図７のフロ−チャ−トおよび図８のタイミングチャ−トを参照して説明する。なお、この第２の実施例は、輻射暖房移行時の制御に関するものであり、基本的な構成および輻射暖房運転への移行を許可するまでの工程（図４に示すフロ−チャ−ト）は、上記第１の実施例と同様である。したがって、同一の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
すなわち、上記第１の実施例では、上記送風機による送風量が最小の場合にのみ、実際に輻射暖房への移行を行わせるようにしたが、この実施例では、送風量にかかわらず、輻射暖房への移行を行わせる。
【００７４】
このため、上記制御部１７は、図７に示すように輻射暖房への許可がなされたならば、上記上下ル−バ駆動用モ−タ１２（上下ル−バ機構９）を制御し、吹出空気の風向を天井と略平行に制御すると共に、横流ファン７による送風量を最小に設定する機能を有する。
【００７５】
したがって、図８に示すように、室内温度がＴａ−Ｔｓに達した後、時間ｔｅが経過したならば、送風量が最小となっていない場合でも強制的に吹出空気の風向は天井と平行に制御され、送風量も最小に設定されて輻射暖房への移行が完了する。
【００７６】
このような構成によれば、送風量にかかわらず、迅速に輻射暖房へと移行でき、かつ、送風量を小さくすることができるので、輻射暖房運転中に居住空間にいる居住者に暖気感を感じさせることを有効に防止することができる効果がある。
【００７７】
次に、第３の実施例について図９のフロ−チャ−トおよび図１０のタイミングチャ−トを参照して説明する。
前記第１、第２の実施例では、室内温度が所定の温度（Ｔａ−Ｔｓ）に達してから所定時間（ｔｅ）が経過したことに基づいて輻射暖房への移行を行うようにしていたが、この実施例では、図１０のタイミングチャ−トに示すように、運転開始時からタイムカウントｔを開始し、所定の時間（ｔｉ）が経過したならば、輻射暖房運転への移行を許可するものである。
【００７８】
すなわち、この実施例は、第１、第２の実施例において、輻射暖房運転を許可するまでの制御の改良を示すものであり、この制御を図９のフロ−チャ−トに示した。
【００７９】
このような制御を行うため、上記制御部１７は、上記リモコン２１から入力された設定温度Ｔａ、外気温センサ１６により検出された外気温Ｔｏと上記設定温度Ｔａとに基づいて求められる熱負荷の大きさ、および室内温度センサ１９で検出した室内温度Ｔ等に基づき、適宜、運転開始時から輻射運転に移行するまでに必要な時間ｔｉを決定する機能を有する。
【００８０】
そして、図９のフロ−チャ−トに示すように、運転開始時から上記所定時間ｔｉが経過したならば、輻射暖房を行うには外気温が低すぎる場合以外、輻射暖房への移行を許可する。
【００８１】
ついで、図５に示す第１の実施例あるいは図７に示す第２の実施例の制御と同じ制御で、実際に輻射暖房への移行を行う。
このような構成によれば、室内の温度が安定し輻射暖房に移行しても室内の温度が低下しないと考えられる時間を設定し、そのような時間を経過した後に輻射暖房に移行することができる。したがって、上記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００８２】
次に、第４の実施例について図１１のフロ−チャ−トおよび図１２（ａ）のタイミングチャ−トを参照して説明する。
前記第１、第２の実施例では、室内温度が所定の温度（Ｔａ−Ｔｓ）に達してから所定時間（ｔｅ）が経過したことに基づいて輻射暖房への移行を行うようにしていたが、この実施例では、図１２（ａ）のタイミングチャ−トに示すように、室内温度が所定の温度（Ｔａ−Ｔｓ）に達したならば、ル−バ機構９による風向制御を斜め下方向と天井と略平行な方向との間でスイングさせ、徐々に輻射暖房へと移行していくようにしたものである。
【００８３】
このため、上記制御部１７は、図１１のフロ−チャ−トに示すように、室内温度Ｔが所定の温度Ｔａ−Ｔｓに達したならば、外気温が輻射暖房を行うには低すぎる場合以外、上下ル−バ機構９のル−バをスイングさせ吹出空気の風向を斜め下方向と天井と平行な方向との間で周期的に切り換える。そして、時間の経過と共に、天井と平行な方向に制御する時間の割合を斜め下方向に制御する時間に対して次第に大きくしていく。
【００８４】
そして、一定の時間が経過したならば、上記吹出空気の風向を天井と平行な方向に固定し、上記横流ファン７の送風量を最小に設定することで輻射暖房に完全に移行する。
【００８５】
このような構成によれば、ル−バをスイングさせることで、完全に輻射暖房に移行する前に、天井近くの空間と室内の居住空間とを十分に暖めることができるから、輻射暖房に移行した後に室内の居住空間の温度が低下することを有効に防止できる。
【００８６】
なお、この実施例においては、上記制御部１７に、設定温度Ｔａ、外気温センサ１６により検出された外気温Ｔｏと上記設定温度Ｔａとに基づいて求められる熱負荷の大きさ、および室内温度センサ１９で検出した室内温度Ｔ等に基づいて、上記スイングを行う時間および各方向への制御時間の割合（周期）を決定する機能を持たせても良い。
【００８７】
また、図１２（ｂ）に示すように、スイングの周期を等しくしても一定の効果を得ることができる。
なお、この発明は、上記一実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。
【００８８】
例えば、上記実施例では、吹出口３が一つしか設けられていない室内ユニットを用いていたが、図１３に示すように、ケ−スの中央部に吸込口が設けられ、その両側に吹出口３が２つ設けられてなる両側吹出しの室内ユニットを用いるようにしても良い。
【００８９】
この室内ユニットを用いる場合には、この室内ユニットを天井の略中央に据え付けるようにし、かつ、同様に、吹出口３と室内の壁面までの距離に応じて最小送風量を決定するようにしても良い。
【００９０】
また、上記第実施例では、この発明を天井埋込形の室内ユニットを有する空気調和機に適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１４に示すように、１．８ｍ以上の高さに設けられた天袋に埋め込まれる室内ユニットを有する空気調和機に適用するようにしても良い。
【００９１】
要は、居住空間よりも高い位置に据え付けられる室内ユニットを有する空気調和機であれば良い。なお、天井の高さが非常に高く、例えば４ｍもある場合には、１．８ｍ以上の室内の壁面に埋設することで、上記実施例と略同様の効果を得ることができる。
【００９２】
また、上記実施例では、室内の居住空間を１．８以下に設定していたが、これに限定されるものではない、例えば２．０ｍ以下を居住空間と定義して、上記室内ユニットを２．０ｍ以上に据え付けるようにしても良い。
【００９３】
【発明の効果】
以上述べたように、上述した発明によれば、暖房立ち上げ時、最初に対流暖房を行いその後に輻射暖房に移行するようにした。また、対流暖房から輻射暖房への移行を、室内温度が設定温度よりも低い所定の温度範囲内に入り安定したところで行わせるようにした。
【００９４】
このことで、室内温度の低下を有効に防止しつつ迅速に輻射暖房に移行することができる効果がある。また、送風量が最小の場合に輻射暖房に移行するようにしたことで、輻射暖房時に居住者に暖気を感じさせない快適な暖房を行うことができる。
【００９５】
一方、室内温度が上記所定の温度範囲内に入ってから上下ル−バ機構を上下にスイングさせることで、室内温度の低下を有効に防止しつつ輻射暖房に移行することができ、この場合も同様の効果を得ることができる。
【００９６】
また、外気温の高低（熱負荷の大小）に応じて、設定温度を補正することで、熱負荷が大きい場合でも輻射暖房移行時の室内温度の低下を防止でき、熱負荷が小さい場合には消費電力の小さい運転を行うことができる効果がある。また、熱負荷が大きすぎる場合には、輻射暖房を禁止することで温度低下の少ない快適な暖房を行うことができる。
【００９７】
さらに、輻射暖房中でも、室内温度の低下に応じて対流暖房に自動的に切り替えて室内を暖め直すようにしたので、輻射暖房の欠点を補って室内の温度低下を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す室内ユニットの概略構成図。
【図２】同じく、制御系統を示すブロック図。
【図３】同じく、暖房時の暖気流の流れを示す概念図。
【図４】同じく、第１の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図５】同じく、第１の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図６】同じく、第１の実施例を示すタイミングチャート。
【図７】同じく、第２の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図８】同じく、第２の実施例を示すタイミングチャート。
【図９】同じく、第３の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図１０】同じく、第３の実施例を示すタイミングチャート。
【図１１】同じく、第４の実施例を示すフロ−チャ−ト。
【図１２】同じく、第４の実施例を示すタイミングチャート。
【図１３】他の実施例を示す概略構成図。
【図１４】他の実施例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…ケース、２…吸込口、３…吹出口、６…熱交換器、７…横流ファン（送風機）、９…上下ルーバ機構、１０…左右ルーバ機構、１６…外気温センサ（外気温検出手段）、１７…制御部、１９温度センサ（温度検出手段）。
Claims (3)
- 室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、
上記室内ユニットは、
室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、
上記制御部は、
室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、
輻射暖房運転を行うことが許可されたならば、送風機の送風量が最小である場合にのみ、吹出空気の風向を天井面に略平行に制御して輻射暖房運転に移行させる手段を有する、
ことを特徴とする空気調和機。 - 室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、
上記室内ユニットは、
室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、
上記制御部は、
室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、
輻射暖房運転を行うことが許可されたならば、送風機の送風量にかかわらず吹出空気の風向を天井面に略平行に制御し、かつ上記送風機の送風量を斜め下方向の吹出よりも小さく制御して、輻射暖房運転に移行させる手段を有する、
ことを特徴とする空気調和機。 - 室内ユニットと制御部とを有する空気調和機において、
上記室内ユニットは、
室内の天井あるいは天井近くに埋設され、室内に開口する吸込口および吹出口とを有するケースと、このケース内に設けられ上記吸込口から吸い込んだ室内空気を上記吹出口に流通させると共にその送風量を変更できる送風機と、上記ケース内に設けられ、上記吸込口から吸い込んだ室内空気との間で熱交換を行う熱交換器と、上記吹出口に設けられ吹出空気の風向を天井面と略平行な方向から斜め下方向の範囲で制御する上下ルーバ機構とを有し、
上記制御部は、
室内温度を検出する温度検出手段を有すると共に、室内温度と設定温度との差が所定値以内で所定時間経過したならば、吹出空気の風向を天井面にほぼ平行に制御して輻射暖房運転を行うことを許可する手段を有し、
輻射暖房運転中、室内温度と設定温度との差が所定値以上となったならば、天井輻射暖房運転を中止し、吹出空気の風向を斜め下方向に制御して対流暖房運転を行わせる手段を有するとともに、
室外の温度を検出する温度検出手段を有し、検出された外気温が所定値以下であれば、輻射暖房運転への移行を禁止する手段を有する、
ことを特徴とする空気調和機。
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