JP4565984B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に、その換気に関する。

従来、ルームエアコンなどの空気調和装置は一般的には、換気機能を有しておらず、室内の空気が汚れた際などには適宜、人が窓を開けるなどして、外気を取り入れて換気する必要があった。

そこで、従来より、空気調和装置に換気装置を設けたものが提案されている。たとえば特許文献１に記載されているように、給気ダクトと排気ダクトとを設け、この各ダクトに接続された送風機を、空気汚染センサである炭酸ガスセンサからの信号に基づいて、制御している空気調和装置がある。
特開２００１−３０４６４５号公報

ところで、送風機のＯＮ・ＯＦＦなどの動作条件は、実験などに基づいて、メーカーが決定したものである。そのため、全てのユーザーが、その条件で必ずしも満足することはない。たとえば、タバコを吸う人と、吸わない人とでは、その臭いの感じ方が異なる。また、タバコの吸われた部屋に長時間いる人と、その部屋に入ってきたばかりの人とでは、やはり臭いの感じ方が異なる。

解決しようとする問題点は、空気の汚染に対する感じ方がユーザーにより異なっているにもかかわらず、それに対応することができない点である。

本発明の空気調和装置は、室内機（１）からの冷媒配管（２）が、建屋の孔（４）を通って屋外に導き出されて、室外機（３）に接続されている。

そして、建屋の孔に挿入される通風ダクト（２３，２４）と、この通風ダクトに接続されている換気用の送風装置（２１，２２）と、室内の空気の汚染を検出する空気汚染センサ（４７，４８）と、空気汚染センサの検出した空気汚染度が、換気開始設定値になると、前記送風装置を稼働させて換気し、空気汚染センサの検出した空気汚染度が、換気終了設定値になると、設定された設定延長時間の間、送風装置を稼働した後に停止させる制御手段（４６）と、汚染に対する感度を強くしたりまたは弱くしたりする指示を制御手段に出力することができる操作部（５３）とを備えている。

前記制御手段は、汚染に対する感度を強くする指示が入力されると、換気開始設定値を下げるとともに、設定延長時間を長くし、汚染に対する感度を弱くする指示が入力されると、換気開始設定値を上げるとともに、設定延長時間を短くする。
また、操作部がリモコン（４９）に設けられていることがある。

本発明によれば、換気開始設定値を上昇または下降させる指示を制御手段に出力する操作部が設けられているので、ユーザーは、操作部を操作して換気開始設定値を上昇または下降させることにより、好みに合わせて、空気汚染度に対する感度を適宜変更することができる。

また、操作部が、設定延長時間を長くしたりまたは短くしたりする指示を制御手段に出力することができるので、ユーザーは、操作部を操作して設定延長時間を長くしたりまたは短くしたりすることにより、空気汚染度に対する感度をより効率よく変更することができる。

さらに、操作部がリモコンに設けられているので、室内機や室外機まで行くことなく、空気汚染度に対する感度を簡単に変更することができる。

空気の汚染に対するユーザーの感じ方に応じて、ユーザーにとって最適な換気運転を行うという目的を、換気を開始するための空気汚染度の閾値である換気開始設定値を、空気調和装置の設置後も空気調和装置を分解することなく、変更可能に構成するとともに、この換気開始設定値の上昇または下降の指示を制御手段に出力する操作部を設けることで実現した。

次に、本発明における空気調和装置の一実施例について、図１ないし図１０を用いて説明する。図１は本発明における空気調和装置の室内機および室外機の斜視図である。図２は室内機の断面図である。図３は室内機の要部の一部切欠き斜視図である。図４はリモコンの説明図で、（ａ）が正面図、（ｂ）が前面扉を外した状態の正面図、（ｃ）が汚染に対する感度を調整する際の表示部の図である。図５は空気調和装置の制御の説明図で、（ａ）が運転パターンの表、（ｂ）が制御装置の入出力図である。図６は給排気運転時の概略の説明図である。図７はダブル排気時の概略の説明図である。図８は空気汚染度と換気時間を示すタイムチャートで、（ａ）が低感度の状態のタイムチャート、（ｂ）が中感度の状態のタイムチャート、（ｃ）が高感度の状態のタイムチャートである。図９は汚染に対する感度を変更する際のフローチャートである。図１０は自動換気運転の概略のフローチャートである。なお、図５（ｂ）においては、換気に関する主な部品のみが記載されており、図示されていない他の部品も制御装置に接続されている。

まず始めに、空気調和装置の全体構成を説明する。
図１において、空気調和装置は、室内機１および、この室内機１と冷媒配管２で接続される室外機３を備えている。室内機１は屋内に設置され、一方、室外機３は屋外に設置されており、冷媒配管２は、建屋に形成された孔４を通って、室内機１と室外機３とを接続している。また、室外機３は、冷媒を圧縮する圧縮機（図示しない）、室外機用熱交換器（図示しない）、冷媒の循環流路を切り換える冷媒流路切換弁（図示しない）および熱交換器用送風機（図示しない）などの機器を具備している。そして、室外機３の運転時には、冷凍サイクルの冷媒が室外機３から暖冷房のために冷媒配管２を介して室内機１に循環している。

図２において、室内機１は、室内機用熱交換器６および循環用送風機７を具備している。室内機１の前面には、可動な前面パネル８が設けられ、この前面パネル８の後側に、空気吸込口１１が設けられている。室内機１の稼働中は、前面パネル８は前側に移動して、空気吸込口１１から室内の空気を室内機１内に取り込むことが可能となる。また、室内機１の停止時には、前面パネル８は後側すなわち空気吸込口１１側に移動して見栄えを良好にしている。室内機１の下側には、空気吹出口１２が設けられている。空気吸込口１１の前面側にはフィルタ１３が設けられている。また、室内機用熱交換器６の上側には、紫外線ランプ装置１４が配置されている。

そして、室内機１の循環用送風機７が稼働すると、室内の空気が、フィルタ１３で濾過された後に、空気吸込口１１から吸い込まれ、室内機用熱交換器６で熱交換され、空気吹出口１２から室内に吹き出している。この様にして、循環用送風機７で室内の空気を循環させながら、この空気を室内機用熱交換器６で熱交換している。

また、空気吹出口１２には、空気の吹き出し方向を変更するための、ルーバー１６，１７が設けられている。左右動ルーバー１６は、空気の吹き出しの左右方向の向きを変え、上下動ルーバー１７は、空気の吹き出しの上下方向の向きを変える。

図３において、室内機１内の端部には、第１送風装置２１および第２送風装置２２が設けられている。そして、図１および図６において、換気用の各送風装置２１，２２は、通風ダクト２３，２４が接続され、この通風ダクト２３，２４が、冷媒配管２と同様にして、建屋に形成された孔４を通って、屋外に導かれ、外気と連通している。

図６において、第１送風装置２１は給排両用送風装置で、第１送風機３１、吸込側ダンパー３２および吐出側ダンパー３３を具備している。第１送風機３１は、十分な風量を得ることができるシロッコファンであり、稼働時には、一定方向に空気を流す。また、図６および図７に図示するように、第１送風機３１の吸込側は、吸込側ダンパー３２により、第１通風ダクト２３または室内機１内の空間の何れかに選択的に接続される。一方、第１送風機３１の吐出側は、吐出側ダンパー３３により、第１通風ダクト２３または室内機１内の空間の何れかに選択的に接続される。この様に、ダンパー３２，３３は、空気の流れを切り換える風路切換手段として機能する。そして、この第１送風装置２１が給気運転の場合には、図６に図示するように、各ダンパー３２，３３は給気切換位置に切り換わる。すなわち、吸込側ダンパー３２は第１送風機３１の吸込側を第１通風ダクト２３に接続するとともに、吐出側ダンパー３３は第１送風機３１の吐出側を室内機１内の空間に接続する。一方、第１送風装置２１が排気運転の場合には、図７に図示するように、各ダンパー３２，３３は排気切換位置に切り換わる。すなわち、吸込側ダンパー３２は第１送風機３１の吸込側を室内機１内の空間に接続するとともに、吐出側ダンパー３３は第１送風機３１の吐出側を第１通風ダクト２３に接続する。

第２送風装置２２は排気専用送風装置で、第２送風機４１を具備しているが、第１送風装置２１と異なり、風路切換手段であるダンパーは具備していない。第２送風機４１は、第１送風機３１と同様にシロッコファンであり、稼働時には、一定方向に空気を流す。図６および図７に図示するように、第２送風機４１は、その吸込側が室内機１内の空間に接続され、また、吐出側は第２通風ダクト２４に接続される。この様に、第１送風装置２１が給排両用送風装置で、第２送風装置２２が排気専用送風装置であるので、図５（ａ）に示すように、この実施例の空気調和装置の換気パターンには、給排気運転、単独給気運転、単独排気運転およびダブル排気運転の４種類ある。

空気調和装置の制御手段である制御装置４６は、室内機１内のマイコンなどで構成され、空気調和装置の運転を制御している。そして、特に換気に関して、図５（ｂ）に図示するように、制御装置４６には、室内機用熱交換器６付近に配置されて二酸化炭素ガスの濃度を検出するＣＯ２センサ４７、室内機用熱交換器６付近に配置されて煙草の煙の濃度を検出するガスセンサ４８、および、リモコン４９からの信号が入力される。ＣＯ２センサ４７およびガスセンサ４８は、空気の汚染を検出する空気汚染センサとして機能している。また、制御装置４６から、第１送風装置２１の第１送風機３１、ダンパー３２，３３および第２送風装置２２の第２送風機４１などに駆動信号が出力される。さらに、制御装置４６には、その他、室内機１の各種機器および室外機３の各種機器などが入力や出力可能に接続されている。そして、制御装置４６の記憶部（ＥＰＲＯＭやＲＡＭなど）には種々の設定値が記憶されるとともに、図示しないタイマを内蔵している。なお、特に、この実施例の空気汚染度に基づく自動換気運転に関して、制御装置４６の記憶部には、換気用の動作閾値（換気開始設定値や換気終了設定値）および設定延長時間などが記憶される。

リモコン４９は、図４に図示するように、表示部５１および、開閉可能な前面扉５２を具備している。そして、操作部としての各種の操作ボタン５３が、前面扉５２やリモコン４９の本体に複数設けられている。換気に関する操作ボタンである換気切換ボタン５３ａおよび換気風量ボタン５３ｂは、図４（ｂ）に図示するように、前面扉５２を開けると露出し、操作可能となる。また、換気運転開始の操作ボタンである換気空清ボタン５３ｃは、図４（ａ）に図示するように、前面扉５２に設けられている。さらに、各種設定などを変更するためのメニューボタン５３ｄが、図４（ｂ）に図示するように、前面扉５２を開けると露出し、操作可能となる。

そして、換気切換ボタン５３ａを押すと、順次、給気および排気の両者を行う給排気運転、給気のみを行う給気運転および、排気のみを行う排気運転を室内機１本体の制御装置４６に指示することができるとともに、その換気運転モードが表示部５１に表示される。また、換気風量ボタン５３ｂを押すと、順次、換気風量の指示を強、中、弱にすることができ、その指示が室内機１本体の制御装置４６に入力される。そして、空気調和装置の停止時に、メニューボタン５３ｄを操作すると、表示部５１が、図４（ｃ）に図示する空気汚染に対する感度を調整する画面に変わる。そして、感度を高、中、低に変更する際には、切りボタンと兼用の選択ボタン５３ｅで高、中、低を選択する。

次に、空気汚染度に対する感度の変更のフローを、図９のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ０において、ユーザーがリモコン４９のメニューボタン５３ｄを操作して、表示部５１を図４（ｃ）の状態にする。ついで、高、中、低の何れかを選択ボタン５３ｅにより選択する。すると、リモコン４９から制御装置４６に汚染に対する感度（以下、「汚染感度」と呼ぶ）の指示信号が出力される。

ステップ１において、制御装置４６は、リモコン４９からの汚染感度の指示信号が、中の場合にはステップ２に、低の場合はステップ４に、また、高の場合にはステップ６に行く。

そして、ステップ２において、制御装置４６は動作閾値である換気開始設定値および換気終了設定値を図８（ｂ）に図示するように、標準的な基準値Ｓ１にするとともに、ステップ３において、換気終了設定値になってからの延長時間である設定延長時間を基準値Ｌ１にする。

ステップ４において、制御装置４６は動作閾値である換気開始設定値および換気終了設定値を図８（ａ）に図示するように、基準値Ｓ１よりも上にシフトさせた値Ｓ３にするとともに、ステップ５において、設定延長時間を基準値Ｌ１よりも短い値Ｌ３にする。

ステップ６において、制御装置４６は動作閾値である換気開始設定値および換気終了設定値を図８（ｃ）に図示するように、基準値Ｓ１よりも下にシフトさせた値Ｓ２にするとともに、ステップ７において、設定延長時間を基準値Ｌ１よりも長い値Ｌ２にする。

この様にして、リモコン４９からの高、中、低の汚染感度の指示信号により、換気開始設定値、換気終了設定値や設定延長時間が変更される。したがって、リモコン４９からの高、中、低の汚染感度の指示信号は、換気開始設定値、換気終了設定値や設定延長時間の指示信号として機能している。

次に、ＣＯ２センサ４７やガスセンサ４８などの空気汚染センサの検出した空気汚染度に基づいて行われる自動換気運転のＯＮ−ＯＦＦのフローを、図１０のフローチャートに基づいて説明する。なお、説明の都合上、初めは室内の空気が綺麗で、その後、タバコなどが吸われて汚染し、この汚染を検知して換気が開始し、空気が再び綺麗になる場合を想定する。また、空気汚染度に対する感度は中に設定されているものとする。すなわち、換気開始設定値は値Ｓ１に設定されているとともに、換気終了設定値は換気開始設定値Ｓ１と略同じ値Ｓ１に設定されている。設定延長時間はＬ１に設定されている。

ステップ１０において、リモコン４９の換気空清ボタン５３ｃが押されると、換気空気清浄運転（すなわち、空気汚染度に基づく自動換気運転）の指示信号が制御装置４６に送信され、自動換気運転が開始する。そして、ステップ１１に行く。

ステップ１１において、空気汚染センサであるＣＯ２センサ４７やガスセンサ４８の検出値である空気汚染度が制御装置４６に入力される。そして、ステップ１２に行く。ステップ１２において、制御装置４６は、送風装置２１，２２が稼働しているか否かを判断し、稼働している場合にはステップ１５に行き、停止している場合にはステップ１３に行く。最初は送風装置２１，２２は停止しているので、ステップ１３に行く。

ステップ１３において、制御装置４６は、空気汚染センサの検出した空気汚染度が、換気開始設定値Ｓ１以上か否かを判定し、以上の場合にはステップ１４に、また、未満の場合にはステップ１１に戻る。最初は、室内の空気は綺麗なので、ステップ１１に戻り、送風装置２１，２２は停止の状態を維持する。その後、室内の空気が汚れてくると、空気汚染度が換気開始設定値Ｓ１以上になり、図８に図示する時点Ａにおいて、ステップ１３からステップ１４に行く。

ステップ１４において、制御装置４６は送風装置２１，２２に駆動開始信号を出力し、給排気運転または排気運転を開始させる。すなわち、制御装置４６は、第１送風装置２１の第１送風機３１、ダンパー３２，３３および第２送風装置２２の第２送風機４１などに駆動信号を出力し、ダンパー３２，３３を切り換えるとともに、送風機３１，４１を稼働させて、給排気運転または排気運転を開始させる。そして、ステップ１１に戻る。

そして、ステップ１１からステップ１２に行き、ステップ１２において、送風装置２１，２２が稼働中になっているので、ステップ１５に行く。ステップ１５において、制御装置４６は、空気汚染度が、換気終了設定値Ｓ１以下か否かを判定し、以下の場合にはステップ１６に、また、越える場合にはステップ１１に戻る。最初は、室内の空気は汚染されているので、ステップ１１に戻り、送風装置２１，２２は稼働している状態を維持する。なお、この換気運転中は、空気汚染度に応じて、送風装置２１，２２の送風量が増減されるように、制御装置４６は送風装置２１，２２を制御する。その後、室内の空気が綺麗になってくると、空気汚染度が換気終了設定値Ｓ１以下になり、図８に図示する時点Ｂにおいて、ステップ１５からステップ１６に行く。

ステップ１６において、制御装置４６は、時点Ｂからの経過時間である延長時間をタイマで計測し、その延長時間が設定延長時間Ｌ１になる（時点Ｃ）と、ステップ１７において、制御装置４６は送風装置２１，２２に停止信号を出力して停止させており、換気運転が停止する。

この様にして、空気汚染度が換気開始設定値（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）になる（時点Ａ）と、換気運転を開始し、換気運転開始後、空気汚染度が換気終了設定値（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）になる（時点Ｂ）と、設定延長時間（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）が経過した後（時点Ｃ）に、換気運転を停止する。したがって、空気汚染度に対する感度を高くすればするほど、換気時間（時点Ａ〜時点Ｃ）は長くなる。

この様にして、制御手段として制御装置は、１）空気汚染センサの検出した空気汚染度が換気開始設定値になると、送風装置を稼働させて換気する手段、２）操作部から動作閾値や設定延長時間の変更信号が入力されると、その信号に基づいて、換気制御に使用される動作閾値や設定延長時間を変更する手段、３）空気汚染センサの検出した空気汚染度が、換気終了設定値になると、設定された設定延長時間の間、送風装置を稼働した後に停止させる手段などを具備している。

そして、制御手段は、上記手段以外にも、実行される各工程に対応して各工程を実行する手段を具備している。また、上記手段を全て具備する必要は必ずしもない。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）送風装置の形式や個数などは適宜変更可能である。たとえば、１個の排気用の送風装置でも可能である。また、第２送風装置２２を給排両用送風装置にして、ダブル給気運転ができるようにすることも可能である。通風ダクトの本数も適宜変更可能である。たとえば、１本にすることも可能である。
（２）送風機はシロッコファンであることが好ましいが、他の形式の送風機であることも可能である。

（３）各フローチャートのステップの順序は適宜変更可能である。
（４）制御手段はマイコンで構成されているが、それ以外の構成でも可能である。

（５）冷媒配管２と通風ダクト２３，２４は、建屋の同じ孔に挿入されることも可能であるし、また、各々別の孔に挿入されることも可能である。なお、建屋の空気調和装置用の孔には、冷媒配管２や通風ダクト２３，２４以外に、ドレンパイプ、電力線や通信線などを挿入することも可能である。
（６）動作閾値は、換気開始設定値および換気終了設定値が同じ値である場合には、設定する動作閾値は１個で可能である。なお、換気開始設定値と換気終了設定値とを異ならしめることも可能である。

（７）空気汚染センサは、室内の空気の汚れを検出することができるならば、適宜選択可能で、ＣＯ２センサやガスセンサ以外のセンサでも可能である。
（８）設定延長時間の変更は、特許請求の範囲に明記されていない限り、必ずしも行う必要はない。ただし、設定延長時間は、空気汚染度に対する感度に応じて、変更されることが好ましい。
（９）汚染に対する感度を変更する信号が制御手段に入力されると、汚染に対する感度を変更すべく、換気開始設定値、換気終了設定値や設定延長時間以外の換気に関する各種パラメーターを変更することも可能である。

換気を開始するための空気汚染度の閾値である換気開始設定値を、空気調和装置の設置後も空気調和装置を分解することなく、変更可能に構成するとともに、この換気開始設定値の上昇または下降の指示を制御手段に出力する操作部を設けることにより、ユーザーは操作部を操作して、換気開始設定値を変更し、空気の汚染に対する感じ方に応じて、ユーザーにとって最適な換気運転を行うことができる。したがって、空気調和とともに換気を行う空気調和装置に適用することが最適である。

図１は本発明における空気調和装置の室内機および室外機の斜視図である。 図２は室内機の断面図である。 図３は室内機の要部の一部切欠き斜視図である。 図４はリモコンの説明図で、（ａ）が正面図、（ｂ）が前面扉を外した状態の正面図、（ｃ）が汚染に対する感度を調整する際の表示部の図である。 図５は空気調和装置の制御の説明図で、（ａ）が運転パターンの表、（ｂ）が制御装置の入出力図である。 図６は給排気運転時の概略の説明図である。 図７はダブル排気時の概略の説明図である。 図８は空気汚染度と換気時間を示すタイムチャートで、（ａ）が低感度の状態のタイムチャート、（ｂ）が中感度の状態のタイムチャート、（ｃ）が高感度の状態のタイムチャートである。 図９は汚染に対する感度を変更する際のフローチャートである。 図１０は自動換気運転の概略のフローチャートである。

１ 室内機
２ 冷媒配管
３ 室外機
４ 建屋の孔
２１ 第１送風装置（送風装置）
２２ 第２送風装置（送風装置）
２３ 通風ダクト
２４ 通風ダクト
４６ 制御装置（制御手段）
４７ ＣＯ２センサ（空気汚染センサ）
４８ ガスセンサ（空気汚染センサ）
４９ リモコン
５３ リモコンの操作ボタン（操作部）

Claims (2)

1. 室内機からの冷媒配管が、建屋の孔を通って屋外に導き出されて、室外機に接続されている空気調和装置において、
   前記建屋の孔に挿入される通風ダクトと、
   この通風ダクトに接続されている換気用の送風装置と、
   室内の空気の汚染を検出する空気汚染センサと、
   前記空気汚染センサの検出した空気汚染度が、換気開始設定値になると、前記送風装置を稼働させて換気し、空気汚染センサの検出した空気汚染度が、換気終了設定値になると、設定された設定延長時間の間、送風装置を稼働した後に停止させる制御手段と、
   汚染に対する感度を強くしたりまたは弱くしたりする指示を制御手段に出力することができる操作部とを備え、
   前記制御手段は、汚染に対する感度を強くする指示が入力されると、換気開始設定値を下げるとともに、設定延長時間を長くし、汚染に対する感度を弱くする指示が入力されると、換気開始設定値を上げるとともに、設定延長時間を短くすることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記操作部がリモコンに設けられていることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。

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