JP4696742B2 - 空気調和機 - Google Patents
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室外機1には、圧縮機10と、圧縮機10の吐出側に接続される四路切換弁11(切換機構)と、圧縮機10の吸入側に接続されるアキュムレータ12と、四路切換弁11に接続された室外熱交換器13と、室外熱交換器13に接続された電動膨張弁14(膨張弁)とが設けられている。電動膨張弁14は、冷媒配管81を介して後述する第2室内熱交換器31の一端と接続される。また、四路切換弁11は、冷媒配管82を介して第1室内熱交換器21の一端と接続されている。また、室外機1には、室外熱交換器13での熱交換後の空気を外部に排出するための室外送風機15が設けられている。この室外送風機15は、室外ファン16と、室外ファン16を回転駆動する室外ファンモータ17とを有している。
輻射型室内機2は、図2に示すように、天井面CLに設置されており、輻射と穏やかな空気の吹き出しとによってドラフトによる不快感が抑えられた冷暖運転、暖房運転、除湿運転等の空気調和運転を行うことができる。輻射型室内機2は、図1および図3に示すように、温度調整ユニット20と、輻射パネル22(輻射部)とを有する。
対流型室内機3は、図2に示すように、室内RSの側壁の上部に取り付けられる壁掛け型室内機であり、温度調整された空気を直接的に室内RSへと吹き出すことによって室内RSの空気調和を行う。この対流型室内機3は、室内機ケーシング32(図4参照)、第2室内熱交換器31(第2熱交換器)、第2送風機33を有する。
この空気調和機100は、図5に示す制御部4を備えている。制御部4は、室外機1、輻射型室内機2および対流型室内機3に分散して配置されており、圧縮機10、電動膨張弁14、四路切換弁11、室外送風機15、第1送風機23および第2送風機33を制御することにより、空気調和機100の運転の制御を行う。また、制御部4は、室内温度を検知する室内温度センサ41、吸込口25から吸い込まれる空気の温度を検知する吸込空気温度センサ45、第1室内熱交換器21の温度を検知する第1熱交温度センサ42や第2室内熱交換器31の温度を検知する第2熱交温度センサ43などの各種のセンサと接続されており、各センサからの情報に基づいて制御を行うことができる。
暖房運転時には、四路切換弁11が図1の実線で示す状態にされ、冷媒が実線矢印A1の方向に冷媒回路を流れる。この冷媒回路の流れでは、圧縮機10から吐出された冷媒は、冷媒配管82を流れ、輻射型室内機2の第1室内熱交換器21を流れた後、冷媒配管83を通り、対流型室内機3の第2室内熱交換器31を流れる。第2室内熱交換器31から流出した冷媒は、冷媒配管81を通り、電動膨張弁14を通った後、室熱交換器13を流れ、その後、圧縮機10へと吸入される。ここで、制御部4は、輻射優先運転、対流優先運転およびサーキュレーション運転のうちいずれかの運転を選択的に行うことができる。
輻射優先運転は、輻射型室内機2による輻射と穏やかな空気の吹き出しとによる空気調和を優先的に行い、且つ、対流型室内機3による空気調和を停止させる運転である。このとき、制御部4は、第1送風機23を駆動させ、且つ、第2送風機33を停止させる。なお、この場合の「停止」とは、第2送風機33を完全に停止させるのではなく、室内RSの居住者がドラフトを感じない程度に弱く駆動させる場合を含む。
対流優先運転は、対流型室内機3による室内RSへの直接的な空気の吹き出しによる空気調和を優先的に行い、且つ、輻射型室内機2による空気調和を停止させる運転である。このとき、制御部4は、第2送風機33を駆動させ、且つ、第1送風機23を停止させる。なお、この場合の「停止」とは、第1送風機23を完全に停止させるのではなく、室内RSの温度調整に大きな影響を与えない程度に極弱く駆動させる場合を含む。
サーキュレーション運転は、輻射型室内機2による空気調和を行い、且つ、対流型室内機3による送風を行う運転である。このとき、制御部4は、第1送風機23と第2送風機33とを駆動させる。
冷房運転時には、四路切換弁11が図1の波線で示す状態にされ、冷媒が波線矢印A2の方向に冷媒回路を流れる。この冷媒回路の流れでは、圧縮機10から吐出された冷媒は、まず室外熱交換器13を流れた後、電動膨張弁14で膨張する。膨張した冷媒は、冷媒配管81を通り、対流型室内機3の第2室内熱交換器31を流れる。第2室内熱交換器31から流出した冷媒は、冷媒配管83を通り、第1室内熱交換器21を流れた後、冷媒配管82を通って圧縮機10へと吸入される。ここで、制御部4は、輻射優先運転および対流優先運転のうちいずれかの運転を選択的に行うことができる。輻射優先運転および対流優先運転の具体的な内容については上記の暖房運転の場合と同様である。
除湿運転時には、四路切換弁11が図1の波線で示す状態にされ、冷媒が波線矢印A2の方向に冷媒回路を流れる。これにより、冷媒は冷房運転時と同様にして冷媒回路を流れる。このとき、制御部4は輻射優先運転を実行する。すなわち、制御部4は、第1送風機23を駆動し、且つ、第2送風機33を停止させる。また、制御部4は、第1室内熱交換器21を低温として第1送風機23による風量を冷房運転時よりも低減させる。これにより、除湿された空気が輻射型室内機2から室内RSへと穏やかに吹き出される。
(1)
この空気調和機100では、冷房運転時および暖房運転時において、空気調和機100の運転の起動時や冷暖房負荷が大きい時に対流優先運転を行うことによって、温度調整された空気が対流型室内機3から室内RSへと吹き出される。この対流型室内機3からの空気の吹き出しの風量は、輻射型室内機2からの空気の吹き出しと比べて大きいため、室内RSを迅速に冷房または暖房することができる。また、対流型室内機3によって室内RSを迅速に冷房または暖房した後に輻射優先運転に切り換えることによって、輻射型室内機2による空気調和のみによっても目標温度の維持が容易となる。
この空気調和機100では、冷房運転時および暖房運転時において、冷暖房負荷が小さい時や、対流優先運転後の安定時に、輻射優先運転が行われる。また、除湿運転時にも輻射優先運転が行われる。これにより、快適な室内温度を維持し、且つ、ドラフトによる不快感が抑えられた空気調和を行うことができる。
この空気調和機100では、暖房運転時にサーキュレーション運転を行うことによって、室内RSの空気が攪拌され、好適な空気のサーキュレーションを確保することができる。特に、対流型室内機3のフラップ36を下方に向けて暖かい空気を下方へ吹き下ろすことによって、足下から暖まる快適な温度分布を実現することができる。
この空気調和機100では、上記のように制御部4によって対流優先運転、輻射優先運転、サーキュレーション運転が自動的に切り換えられる。これにより、輻射型室内機2による空気調和と、対流型室内機3による空気調和とを適切に使い分けることができる。
この空気調和機100では、第1室内熱交換器21と第2室内熱交換器31とが冷媒回路において直列に設けられている。このため、対流型室内機3と輻射型室内機2との一方のみによって空気調和運転を行うと共に他方を停止させることが必要な対流優先運転と輻射優先運転とを簡易な構成で実行することができる。もし、第1室内熱交換器21と第2室内熱交換器31とが並列に設けられると、第1室内熱交換器21と第2室内熱交換器31とのそれぞれに対応して膨張弁が別途必要となり、また、熱交換器と膨張弁とを繋ぐ冷媒配管や各熱交換器に分岐する冷媒配管も必要となり、冷媒回路の構成が複雑になる。しかし、この空気調和機100では、上記のように第1室内熱交換器21と第2室内熱交換器31とが直列に設けられることによって、冷媒回路を簡易な構成とすることができる。
(1)
上記の実施形態では、対流型室内機3は、室内RSの側壁に設置される壁掛け型室内RS機であるが、図6に示すように、室内RSの床面に設置される床置き型の対流型室内機5が備えられてもよい。この場合、暖かい空気が対流型室内機5から吹き出されることによって、室内RSを足下から暖めることができ、特に暖房運転時の温度分布をより快適なものにすることができる。
上記の実施形態では、輻射型室内機2は、天井面CLに配置されているが、図7に示すように、室内RSの床面に設置される床置き型の輻射型室内機6が備えられてもよい。この場合、輻射型室内機6の輻射パネルは室内RSの側壁下部に平行に配置される。この輻射型室内機6によって熱輻射および暖かい空気の吹き出しが行われると、輻射パネルに沿って上昇する空気の流れが生成され、部屋全体に緩やかな循環流が発生する。これにより、特に、暖房運転時の温度分布をより快適なものにすることができる。
上記の実施形態では、輻射優先運転は、室内温度と設定温度との差が所定値以下となった場合に行われているが、空気調和機100の起動後に所定時間が経過した場合に輻射優先運転が実行されてもよい。
上記の実施形態では、輻射パネル22は、支持フレーム28と、天井面CLに設けられた断熱シート29と共に内部空間ISを構成しているが、輻射パネル22が袋状に形成されて輻射パネル22のみによって内部空間ISが構成されてもよい。
上記の実施形態では、温度調整ユニット20は輻射パネル22の上方の天井裏に配置されているが、温度調整ユニット20が配置される場所はこれに限られるものではなく、輻射パネル22の側方に配置されたり、輻射パネル22から離れた位置に配置されダクトによって空気が輻射パネル22の内部空間ISに送られてもよい。
上記の実施形態では、サーキュレーション運転は、空気調和機100の起動後に所定時間が経過した時に行われ、その後、定期的に行われているが、吸込空気温度センサ45が検知した吸込空気温度が所定値以上となった場合にサーキュレーション運転が行われてもよい。吸込空気温度を検知することにより天井面CL近傍の空気の温度を検知することができるため、暖かい空気が室内上部に滞留した状態を検知することができ、暖房運転時の温度分布の偏りの発生を精度よく検知することができる。
上記の空気調和機100は、冷房運転および暖房運転において、輻射型室内機2による空気調和と、対流型室内機3による空気調和とを同時に併用可能であってもよい。この場合、制御部4は第1送風機23と第2送風機33との出力を調整することによって、各室内機2,3の出力の割合を調整することができる。
3,5 対流型室内機
4 制御部
10 圧縮機
11 四路切換弁(切換機構)
13 室外熱交換器
14 電動膨張弁(膨張弁)
21 第1室内熱交換器(第1熱交換器)
22 輻射パネル(輻射部)
23 第1送風機
31 第2室内熱交換器(第2熱交換器)
33 第2送風機
35 吹出口(吹出部)
41 室内温度センサ
44 リモコン装置(設定部、指示装置)
45 吸込空気温度センサ(天井面温度センサ)
100 空気調和機
IS 内部空間
RS 室内
Claims (16)
- 膨張弁(14)と、
室外熱交換器(13)と、
圧縮機(10)と、
第1熱交換器(21)と、前記第1熱交換器(21)によって温度調整された空気が送られる内部空間(IS)を構成し所定の輻射率を有する繊維系材料で形成された輻射部(22)と、前記第1熱交換器(21)を通り前記輻射部(22)の内部空間(IS)へと送られる空気の流れを生成する第1送風機(23)とを有する輻射型室内機(2,6)と、
第2熱交換器(31)と、前記第2熱交換器(31)によって温度調整された空気を室内(RS)へと吹き出す吹出部(35)と、前記第2熱交換器(31)を通り前記吹出部(35)から室内(RS)へと吹き出される空気の流れを生成する第2送風機(33)とを有する対流型室内機(3,5)と、
前記第1送風機(23)と、前記第2送風機(33)とを制御する制御部(4)と、
を備え、
前記膨張弁(14)と前記室外熱交換器(13)と前記圧縮機(10)と前記第1熱交換器(21)と前記第2熱交換器(31)とを含む冷媒回路において、前記第1熱交換器(21)と前記第2熱交換器(31)とは直列に設けられており、
前記制御部(4)は、前記第1送風機(23)を駆動させ且つ前記第2送風機(33)を停止させる輻射優先運転と、前記第2送風機(33)を駆動させ且つ前記第1送風機(23)を停止させる対流優先運転を切換可能である、
空気調和機(100)。 - 前記制御部(4)は、空気調和機(100)の起動時に前記対流優先運転を実行する、
請求項1に記載の空気調和機(100)。 - 室内温度を検知する室内温度センサ(41)と、
空気調和運転の設定温度を設定するための設定部(44)と、
をさらに備え、
前記制御部(4)は、前記室内温度と前記設定温度との差が所定値以上の場合に前記対流優先運転を実行する、
請求項1または2に記載の空気調和機(100)。 - 前記制御部(4)は、前記室内温度と前記設定温度との差が所定値以下の場合に前記輻射優先運転を実行する、
請求項3に記載の空気調和機(100)。 - 前記制御部(4)は、空気調和機(100)の起動後に所定時間経過した場合に前記輻射優先運転を実行する、
請求項1から3のいずれかに記載の空気調和機(100)。 - 前記制御部(4)に運転内容を指示するための指示装置(44)をさらに備え、
前記制御部(4)は、前記指示装置(44)からの指示に基づいて前記対流優先運転を実行する、
請求項1から5のいずれかの記載の空気調和機(100)。 - 前記制御部(4)に運転内容を指示するための指示装置(44)をさらに備え、
前記制御部(4)は、前記指示装置(44)からの指示に基づいて前記輻射優先運転を実行する、
請求項1から5のいずれかの記載の空気調和機(100)。 - 前記冷媒回路における冷媒の循環方向を切り換えて冷房運転と暖房運転とを切り換える切換機構(11)をさらに備える、
請求項1から7のいずれかに記載の空気調和機(100)。 - 前記制御部(4)は、前記冷房運転時の冷媒の循環方向において除湿運転を実行可能であり、前記除湿運転時に前記輻射優先運転を実行する、
請求項8に記載の空気調和機(100)。 - 前記第1熱交換器(21)は、前記暖房運転時の冷媒の循環方向において前記第2熱交換器(31)の上流に配置されており、
前記制御部(4)は、前記暖房運転において前記第1送風機(23)と前記第2送風機(33)とを駆動させるサーキュレーション運転を実行可能である、
請求項8または9に記載の空気調和機(100)。 - 前記制御部(4)は、空気調和機(100)の起動時から一定時間経過後に前記サーキュレーション運転を実行する、
請求項10に記載の空気調和機(100)。 - 前記制御部(4)は、定期的に前記サーキュレーション運転を実行する、
請求項10または11に記載の空気調和機(100)。 - 天井面(CL)近傍の空気の温度を検知可能な天井面温度センサ(45)をさらに備え、
前記制御部(4)は、前記天井面温度センサ(45)によって検知された天井面(CL)近傍の空気の温度が所定値以上となった場合に前記サーキュレーション運転を実行する、
請求項10から12のいずれかに記載の空気調和機(100)。 - 前記輻射型室内機(2)は、天井面(CL)に設置され、
前記対流型室内機(3)は、室内(RS)の側壁に設置される壁掛け型室内機である、
請求項1から13のいずれかに記載の空気調和機(100)。 - 前記輻射型室内機(2)は、天井面(CL)に設置され、
前記対流型室内機(5)は、室内(RS)の床面に設置される床置き型室内機である、
請求項1から13のいずれかに記載の空気調和機(100)。 - 前記輻射型室内機(6)は、室内(RS)の床面に設置される床置き型室内機であり、
前記対流型室内機(3)は、室内(RS)の側壁に設置される壁掛け型室内機である、
請求項1から13のいずれかに記載の空気調和機(100)。
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