JP3832054B2

JP3832054B2 - 放熱装置

Info

Publication number: JP3832054B2
Application number: JP30543597A
Authority: JP
Inventors: 稔也 ▲ふじ▼戸; 豊吉田; 村上　　茂
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: JPH11141897A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温水を循環して室内の暖房を行う放熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にこの種の放熱装置は図８に示すように室外に温水を加熱する熱源機１を設け、この温水を熱源機１に内蔵した温水循環手段２により温水配管３を介して室内に設置した熱交換器５と温風ファン６を内蔵する放熱装置４に循環し、温風ファン６からの送風を熱交換器５で熱交換して温風吹出口７から吹出し室内を暖房するようになっている。そして、上記放熱装置４の温風吹出口７には予め所定の角度で配設された多数の案内板８があり、前記温風を略水平方向へ案内するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記温風吹出口７に設けられている案内板８は予め設定した所定の角度で固定され、配設されているため温風の吹出方向を変えることができず、強暖房時、中暖房時、弱暖房時において室内の温度分布に大きな差異が生じるという問題があった。すなわち強暖房時は温風ファンからの送風が強いので温風が遠くまで吹出され使用者が通常使用する居住空間はほぼ均一な温度分布となるが、暖房が中、弱と弱くなるにしたがって温風ファンからの送風量が弱くなり、温風温度は一定であるため、温風のドラフト作用が相対的に強いものとなって温風の到達距離が短くなり放熱装置付近のみが熱くなるという温度分布むらが生じるなど強、中、弱においてその室内温度分布に大きな差違が生じ使用者が不快感を覚えるという結果になっていた。そしてこの問題は従来からよく知られている左あるいは右方向へ向きを変えられる縦ルーバーを設けても解決できなかった。すなわち、この縦ルーバーは温風の水平方向への広がり角度を変えることができるので水平方向の温度分布を少しはよくすることができるが、強、中、弱の各暖房時における温風の到達距離を変えることができないので、結局強、中、弱暖房時における居住空間の温度分布の差が大きいという問題は解決しなかった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みてなしたもので、温風吹出口に上下揺動自在な可変翼を配設して室温と設定温度の差に応じて前記可変翼を制御することで室内温度分布の改善を図るようにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するため、温水を熱交換する熱交換器と、この熱交換器を介して室内空気を吸引して温風を吹き出す温風ファンと、温風吹出口に適所を支点として上下揺動自在なる如く配設した可変翼と、被暖房空間の温度を検出する温度検出部と、同被暖房空間の暖房温度を設定する室温設定部と、前記室温と設定温度の温度差に応動して前記温風ファンの送風量を変更させる送風量制御部と、前記変更と略連動して前記可変翼を上下方向に回動させる可変翼制御部と、操作部からの信号に基づき運転の開始および停止を行う運転制御部を備え、前記被暖房空間の温度が上昇した時、送風量制御部は送風量を弱側に変更し、可変翼制御部は可変翼を下向きに傾斜させて温風の吹き出し方向を下向きに変えるようにし、前記可変翼制御部は室温と設定温度の温度差が予め設定した所定巾になったとき可変翼を所定周期で上下方向に回動させるスイング動作を行い、前記温度差が所定の巾を越えたときスイング動作を解除するようにしている。
【０００６】
上記発明によれば、室温と設定温度の差に応じて温風ファンの送風量を変更して必要暖房能力を確保すると共に温風吹出口に設けた上下自在に回動する可変翼を前記温風ファンの送風量に応じて制御することで最適な温風吹出角度の設定が可能となり、強〜弱間の温度分布の差と温風温度の差を極力少なくし、かつ弱暖房時の温風感を少なくして、常に快適な暖房が得られる。また、被暖房空間の温度が所望の室温に近づくと可変翼を所定の周期で上下方向に回動するスイング動作を行い、室温分布をさらに改善するようにして暖房感を向上している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１の放熱装置は温水を熱交換する熱交換器と、この熱交換器を介して室内空気を吸引して温風を吹き出す温風ファンと、温風吹出口に適所を支点として上下揺動自在なる如く配設した可変翼と、被暖房空間の温度を検出する温度検出部と、同被暖房空間の暖房温度を設定する室温設定部と、前記室温と設定温度の温度差に応動して前記温風ファンの送風量を変更させる送風量制御部と、この変更と略連動して前記可変翼を上下方向に回動させる可変翼制御部と、操作部からの信号に基づき運転の開始および停止を行う運転制御部を備え、前記被暖房空間の温度が上昇した時、可変翼制御部は送風量を弱側に変更し、可変翼制御部は可変翼を下向きに傾斜させて温風の吹き出し方向を下向きに変えるようにし、前記可変翼制御部は室温と設定温度の温度差が予め設定した所定巾になったとき可変翼を所定周期で上下方向に回動させるスイング動作を行い、前記温度差が所定の巾を越えたときスイング動作を解除するようにしている。
【０００８】
そして、被暖房空間の温度と設定温度との差に基づいて温風ファンの送風量が設定され、かつ温風吹出口に設けた可変翼の傾斜角度が変わって温風吹出角度も変わるようになる。そのため弱送風になれば温風が下向きに吹き出されると共に室温が上昇しているため温風のドラフトも相対的に弱いものとなって、居住空間における温風の到達距離は温風ファンの送風量の変更があっても従来のものとほとんど変わらないものとなり、各送風量における温度分布はほぼ同様なものとなると共に温風はその流速を早くする必要がないのでそれほど強く感じることもなく、快適な暖房が可能となる。
【０００９】
また、可変翼制御部は室温と設定温度の温度差が予め設定した所定巾になったとき可変翼を所定周期で上下方向に回動させるスイング動作を行い、前記温度差が所定の巾を越えたときスイング動作を解除するようにしている。
【００１０】
そして、被暖房空間の温度が所望の室温に近づくと可変翼を所定の周期で上下方向に回動するスイング動作を行い、室温分布をさらに改善するようにして暖房感を向上している。
【００１１】
また、請求項２の放熱装置は可変翼制御部は、運転が停止した時または温水温度が所定温度以下の時、温風ファンの動作を停止するとともに可変翼を略垂直方向に枢支するようにしている。
【００１２】
そして、温水温度が暖房に適さない場合や室温が所望の温度になり運転が停止したときは温風ファンを停止し、無駄な暖房を抑制すると共に可変翼を略垂直方向に回動し温風吹出口を閉塞して遮熱することで輻射による室温の上昇を抑制するようにして効率的な運転制御で常に快適な暖房が得られるようにしている。
【００１３】
【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。
【００１４】
（実施例１）
まず、図１を用いて本発明の実施例１の放熱装置の構成を説明する。
【００１５】
１１は熱交換器で温水を循環する温水パイプ外周面に放熱フィンを取り付けて構成し、室内空気取入口の経路に配設されている。１２は温風ファンで温風モータ１３の軸に取り付けられ、室内空気を吸引して熱交換器１１で熱交換して温風して室内に吹き出す。１４は温風吹出口で温風ファン１２により送風される温風を室内に導く。１５は可変翼で温風吹出口１４に回動自在に枢支され、温風の吹出角度を変更する。１６は可変翼駆動手段で可変翼制御部２４からの信号に基づき可変翼１５を所定の角度に変更する駆動手段である。１７は筐体で熱交換器１１や温風ファン１２などを取り付け、その背面の適所に温度検出器１８を取り付けるようにしている。１９はフロントパネルで背面の空気取入口より取り入れた室内空気を温風吹出口１４に導く温風経路の一部を形成している。２０は室温検出部で室温検出器１８により検出した室温を温度データに変換する。２１は操作部２６より供給される操作信号を室温設定値として設定する室温設定部である。２２は比較部で室温検出部２０の室温データと室温設定部２１の室温設定値を比較し、その差に応じて信号を出力する。２３は送風量制御部で比較部２２の信号に応じて温風モータ１３の回転数を制御する。２４は可変翼制御部で比較部２２の信号に応じて可変翼駆動手段１６を駆動し、可変翼１５を所定の角度に制御する。２５は運転制御部で操作部２６からの操作信号により予め設定したシーケンスに基づき運転制御を行う。
【００１６】
２６は操作部で運転スイッチや室温設定用スイッチ等を備え、運転制御部２５を介して操作信号を供給する。
【００１７】
次に、上記のように構成された放熱装置の動作について説明する。
【００１８】
まず、従来と同様に温水を供給するための熱源機と温水配管を介して温水暖房経路を形成し、操作部２６より運転制御部２５に運転信号を供給するとともに、室温設定部２１に操作信号を供給し、所望の室温設定値を設定すると、比較部２２でこの室温設定値と本体背面に設けた室温検出器１８と室温検出部２０で求まる室温データを比較して、その差に応じた信号を送風量制御部２３と可変翼制御部２４に送る。そして、送風量制御部２３では比較部２０からの信号に応じて温風モータ１３を所定の回転数で回転し、本体背面に設けた空気取入口より室内空気を吸い込んで熱交換器１１により熱交換して温風吹出口１４より室内に吹き出す。同時に可変翼制御部２４では比較部２０の信号、つまり室温設定値と室温データの温度差に応じた駆動信号を可変翼駆動部１６に送り、可変翼１５を所定の角度に設定して温風温度に応じた温風吹き出しを行うようにしている。つまり、温風ファン１２の回転数に略連動して可変翼１５の傾斜角度を変更するようにしている。
【００１９】
図２は放熱装置の詳細な構成を示す図である。本実施例は温風ファン１２の吸い込み動作を用いた構成を示すもので小さい矢印で示す如く本体背面より室内空気を吸い込み、フィルター２７を介して上部に配設した熱交換器１１で熱交換し、フロントパネル１９等で形成した温風経路を通って温風ファン１２により温風吹出口１４より室内に吹き出すようにし、温風吹出口１４には回動自在に枢支した可変翼１５を配設し、温風ファン１２の回転数すなわち送風量に略連動して吹出角度を制御するようにしている。また、本体背面の空気吸込部近傍には室温を検出するための室温検出器１８を設けている。このような構成において、室温が低いときは設定温度との差が大きくなるため温風ファン１２の送風は強状態とになり可変翼１５は図２のＸに示すように略水平の吹出角度となって、温風の吹き出し状況は図３のＸ’のようになる。次に、室温が上昇し室温設定値との温度差が小さくなると、温風ファン１２の送風は中状態になり、可変翼２３は図２のＹに示すように少し下向きに傾斜する。したがつて温風の流れは強送風の時よりも下向きとなって温風は図３のＹ’のようになり、従来のものより遠くまで到達するようになる。さらに室温が上昇して室温設定値に近づくと温風ファン１２の送風は弱状態となり可変翼１５は図２のＺに示すように、かなり下向きに傾斜するようになって、温風吹き出し状況も図３のＺ’のように床面に沿って流れるようになる。そして温風ファン１２の送風が弱状態になるときには室温が上昇していて温風温度と室温の温度差は暖房開始当初に比べると小さくなり、相対的に温風のドラフトは弱くなっている。
【００２０】
したがって、温風ファン１２の送風が弱状態になり温風の流速が弱くてドラフトの影響を受けやすいとしても、温風の吹出角度をかなり下向きに傾斜させ、温風が床面に沿って流れるようにしているため、その温風は従来のものに比べるとかなり遠くまで到達するようになる。
【００２１】
しかも、温風吹出口１４を設計的に許容される本体の最下端に設けるように構成し、かつ可変翼１５が温風吹出口１４の上部で下向きになるように構成することで温風吹出口１４の上部が図２でも明らかなようにほぼ閉じられた状態となって温風は温風吹出口１４の下部から多く吹き出すようになる。すなわち、温風が一段低い位置から吹き出すようなかたちとなる。そして可変翼１５の上端と温風吹出口１４との間の小さな隙間から少量の温風が吹きおろし、温風吹出口１４の下部から吹き出す温風を押さえ込むようになると共に温風吹出口１４の下部から吹き出した温風直上の温度を高いものとして温風吹出口１４の下部から吹き出した温風のドラフトをさらに低減させる。
【００２２】
これにより温風は一段と遠くまで到達するようになり、室内の温度分布はより強送風に近い状態となって快適な暖房が可能となる。このように送風ファン１２の送風が強送風〜弱送風までほぼ似たような温度分布となり、また弱送風時においては温風吹出口の面積が変わらないのでその流速は比較的弱く、使用者は温風をほとんど感じないものとなる。
【００２３】
次に、上記のように構成された放熱装置の動作について説明する。
【００２４】
まず、放熱装置の操作部２６により運転信号および室温設定用操作信号を入力すると、運転制御部２５を介して室温設定部２１に室温設定値が入力され動作が開始する。室温設定部２１の室温設定値と本体背面に取り付けた室温検出器１８と室温検出部２０で検出される室温データを比較部２２で比較し、その比較結果に基づいて送風量制御部２３に温風モータ１３の回転信号設定値を送る。送風量制御部２３は、この回転信号設定値に基づき駆動信号を温風モータ１３に出力して駆動させる。温風モータ１３の駆動により温風ファン１４は回転し本体背面より室内空気を吸い込んで熱交換器１１を通って温風に熱交換して温風吹出口１４より吹き出す。同時に比較部２２の比較結果は可変翼制御部２４にも入力され、この比較結果に応じて可変翼１５の傾斜角度を設定するようにしている。この可変翼１５の角度制御については放熱装置の構成の説明で記載した通りであり、説明を省略する。例えば、室温が低く室温設定部２１の室温設定値との温度差が大きいときは比較部２２は送風量制御部２３に温風モータ１３の回転信号設定値として最大値を入力し、送風量制御部２３は送風モータ１３に最大の駆動信号を出力する。同時に可変翼制御部２４へは可変翼１５が全開になるような駆動信号を入力する。これにより、可変翼１５は略水平に開口し、温風ファン１２の送風は強送風で温風を吹き出すことになる。暖房が進み、室温が上昇して室温設定値との温度差が小さくなってくると比較部２２は温風モータ１３の回転信号設定値を徐々に下げて、送風量制御部２３により温風吹出口１４より吹き出される温風量を低下させる。また、この動作に略連動して可変翼１５の傾斜角度も下向きに変更し、温風吹き出し方向を下方向とする。この温風量制御と可変翼制御は予め設定した温度差の範囲内で強〜弱の範囲で行われ、予め設定した温度差の範囲を越えるような室温の上昇に至った場合は比較部２２により送風量制御部２３に動作停止信号を送って温風モータ１３の動作を停止すると共に可変翼駆動部１６に可変翼１５を全閉するような信号を送って略垂直方向に回動させるようにしている。
【００２５】
このように、温風吹出口に可変翼を設けて室温と室温設定値の温度差に応じて傾斜角度を制御すると共に前記動作に略連動して温風ファンの送風量を制御するように構成することで最適な温風吹出角度の設定が可能となり、強送風〜弱送風間の温度分布の差と温風温度の差を極力少なくし、かつ弱暖房時の温風感を少なくして、常に快適な暖房が得られるような放熱装置を提供することができる。
【００２６】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２の放熱装置の構成図で、図５は動作を示すフローチャートである。
【００２７】
実施例１と異なる点は比較部２２の比較結果を室温安定判定部２８で判定し、予め設定した範囲内に安定しているときスイング動作制御部２９に信号を送って可変翼１５を上下方向に所定周期でスイング動作を行うようにしたところである。
【００２８】
なお、実施例１と同一のものは同一番号を付与し、説明は省略する。
【００２９】
２８は比較部２２の比較結果が予め設定した範囲内にあるかどうか判別する室温安定判定手段であり、２９は室温安定判定手段２８からの信号により予め定めた駆動信号を出力するスイング動作制御部である。
【００３０】
次に、動作について説明すると、室温設定値と室温データの温度差に応じて送風量と可変翼角度を制御するまでは実施例１と同様の動作を行い、図５のフローチャートに示すように、送風量と可変翼制御を行った後、室温設定値と室温データの比較結果が所定時間、予め設定した範囲内に安定しているかどうかを室温安定判定部２８で判定し、比較結果が安定している場合、スイング動作制御部２９に信号を送って、可変翼制御部２４に所定周期で上下方向に回動するスイング動作信号を供給するようにして可変翼１５を駆動させ、温風の吹き出しを上下方向に連続的に可変するようにしている。また、室温安定判定手段２８での比較結果が所定範囲を外れた場合はスイング動作を停止して通常の可変翼制御を行うようにしている。
【００３１】
このように、室温が安定した状態で可変翼１５を上下方向に回動させるスイング動作をすることで、さらに室内温度分布を改善することが可能となり、快適な暖房空間を提供することができる。
【００３２】
（実施例３）
図６は本発明の実施例３の放熱装置の構成図で、図７は動作を示すフローチャートである。
【００３３】
実施例１および２と異なる点は操作部２６内にスイングスイッチ２６ａを設け、室温や比較部２２の比較結果に関係なく、スイングスイッチ２６ａからの信号でスイング動作を行うようにしたところである。
【００３４】
なお、実施例１および２と同一のものは同一番号を付与し、説明は省略する。
【００３５】
次に、動作について説明すると、室温設定値と室温データの差に応じて送風量と可変翼角度を制御するまでは実施例１および２と同様の動作を行い、その後スイングスイッチ２６ａの動作確認をしてＯＮの場合、スイング動作制御部２９に信号を送って可変翼制御部２４に所定周期で上下方向に回動するスイング動作信号を供給するようにして可変翼１５を駆動させ、温風の吹き出しを上下方向に連続的に可変するようにしている。また、スイングスイッチ２６ａがＯＦＦになった場合はスイング動作を停止して通常の可変翼制御を行うようにしている。
【００３６】
このように、室温や比較部２２の比較結果に関係なく、スイングスイッチ２６ａの操作でスイング動作を行うようにすることで、使い勝手を向上し、使用者の好みに応じて温風吹き出しの形態を選択できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の放熱装置によれば、被暖房空間の温度と設定温度との差に基づいて温風ファンの送風量が設定され、かつ温風吹出口に設けた可変翼の傾斜角度が変わって温風吹出角度も変わるようになる。そのため弱送風になれば温風が下向きに吹き出されると共に室温が上昇しているため温風のドラフトも相対的に弱いものとなって、居住空間における温風の到達距離は温風ファンの送風量の変更があっても従来のものとほとんど変わらないものとなり、強送風〜弱送風における温度分布はほぼ同様なものとなると共に温風はその流速を早くする必要がないのでそれほど強く感じることもなく、快適な暖房が可能となる。
【００３８】
また、被暖房空間の温度が所望の室温に近づき、安定すると可変翼を所定の周期で上下方向に回動するスイング動作を行うため、室温分布をさらに改善して暖房感を向上することができる。
【００３９】
また、請求項２の放熱装置によれば、温水温度が暖房に適さない場合や室温が所望の温度になった場合などは温風ファンを停止し無駄な暖房を抑制すると共に可変翼を略垂直方向に回動し温風吹出口を閉塞して遮熱することで輻射による室温の上昇を抑制するようにして効率的な運転制御で常に快適な暖房を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の放熱装置の構成図
【図２】同放熱装置の詳細構成図
【図３】同放熱装置の温風吹出状況を示す図
【図４】本発明の実施例２の放熱装置の構成図
【図５】同放熱装置の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施例３の放熱装置の構成図
【図７】同放熱装置の動作を示すフローチャート
【図８】従来の放熱装置の構成図
【符号の説明】
１１熱交換器
１２温風ファン
１５可変翼
１７筐体
１８温度検出器
２０温度検出部
２１室温設定部
２３送風量制御部
２４可変翼制御部
２５運転制御部
２６操作部
２６ａスイングスイッチ
２８室温安定判定部
２９スイング動作制御部

Claims

温水を熱交換する熱交換器と、この熱交換器を介して室内空気を吸引して温風を吹き出す温風ファンと、温風吹出口に適所を支点として上下揺動自在なる如く配設した可変翼と、被暖房空間の温度を検出する温度検出部と、同被暖房空間の暖房温度を設定する室温設定部と、前記室温と設定温度の温度差に応動して前記温風ファンの送風量を変更させる送風量制御部と、前記変更と略連動して前記可変翼を上下方向に回動させる可変翼制御部と、操作部からの信号に基づき運転の開始および停止を行う運転制御部を備え、前記被暖房空間の温度が上昇した時、送風量制御部は送風量を弱側に変更し、可変翼制御部は可変翼を下向きに傾斜させて温風の吹き出し方向を下向きに変えるようにし、前記可変翼制御部は、室温と設定温度の温度差が予め設定した所定巾のとき前記可変翼を所定周期で上下方向に回動させるスイング動作を行い、前記温度差が所定巾を越えたとき前記スイング動作を解除するようにした放熱装置。
可変翼制御部は、運転が停止した時または温水温度が所定温度以下の時、温風ファンの動作を停止するとともに可変翼を略垂直方向に枢支するようにした請求項１記載の放熱装置。