JP7150493B2 - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機 Download PDF

Info

Publication number
JP7150493B2
JP7150493B2 JP2018119277A JP2018119277A JP7150493B2 JP 7150493 B2 JP7150493 B2 JP 7150493B2 JP 2018119277 A JP2018119277 A JP 2018119277A JP 2018119277 A JP2018119277 A JP 2018119277A JP 7150493 B2 JP7150493 B2 JP 7150493B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air conditioner
air
blowing
wind
room
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018119277A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019219155A (ja
Inventor
加奈子 船見
豊 新木
一郎 吉村
謙一 今関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2018119277A priority Critical patent/JP7150493B2/ja
Publication of JP2019219155A publication Critical patent/JP2019219155A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7150493B2 publication Critical patent/JP7150493B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Description

本発明は、空気環境を制御する空気調和機に関する。
空気環境を制御する空気調和機として、空気の湿度を調節する加湿器及び除湿機、並びに空気中に浮遊する塵埃、花粉、及びハウスダスト等を除去する空気清浄機等がある。空気清浄機には、イオン及び微小の殺菌剤等の有効成分を噴霧するものがある。
このような空気調和機は、室内の空気を吸い込み、空気調和機によって湿度が制御された空気、又は空気調和機によって清浄化された空気等を吹き出すことにより、室内の空気の湿度の制御、及び空気の清浄化を行うことができる。
特許文献1に開示されている空気調和機では、ルーバーの吹き出し方向を設定することにより、空気(風)の吹き出し方向を一定方向に定める。また、当該空気調和機では、ルーバーを一定の範囲内でスイングさせることにより、除湿運転を効率的に行っている。
特開2002-333185号公報
しかしながら、従来の空気調和機では、空気の吹き出し方向を一定方向に定めたり、ルーバーをスイングさせたりすることでは、広い室内に対応しきれない。また、ルーバーをスイングさせる場合、騒音が大きくなる。
一般的には、より広い室内の空気をより早く制御するためには、空気調和機から吹き出される空気の量を多くして空気の循環効率を向上させる手法、又は空気調和機の内部の能力を上げる手法がある。空気調和機の内部の能力を上げる手法としては、空気調和機の加湿能力及び除湿能力を上げる手法、イオン及び殺菌剤等の有効成分を噴霧する量を多くする等の手法がある。
しかし、前述した空気の量を多くする手法では、消費電力が大きくなり、運転時の騒音も大きくなる。また、前述した空気調和機の内部の能力を上げる手法では、空気調和機の内部の機器の能力を上げることにより、空気調和機の製造コストが高くなり、空気調和機の製品価格が高くなる。さらに、水分又は殺菌剤等の供給が必要な場合は、これらの供給を頻繁に行う必要があるため、ユーザの負担が大きくなる。
本発明の一態様は、吹き出した空気を室内全体に効率良く広げることが可能な空気調和機を実現することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る空気調和機は、吹き出し口から吹き出される風の吹き出し方向を複数の方向に設定可能な方向駆動部と、少なくとも、空気調和機と室内の壁面との間の第1の距離、および当該空気調和機と前記室内の天井面との間の第2の距離を計測する計測部と、前記第1の距離および前記第2の距離から、前記空気調和機が設置される床面に対して垂直な方向と、前記空気調和機に対する前記室内の壁面と天井面との境界の方向、との角度を算出し、当該角度に基づいて前記方向駆動部を制御する駆動制御部とを備えることを特徴とする。また、本発明の一態様に係る空気調和機は、吹き出し口から吹き出される風の吹き出し方向を複数の方向に設定可能な方向駆動部と、ユーザの操作によって、少なくとも、空気調和機と室内の壁面との間の第1の距離、および当該空気調和機と前記室内の天井面との間の第2の距離が入力される操作部と、前記第1の距離および前記第2の距離から、前記空気調和機が設置される床面に対して垂直な方向と、前記空気調和機に対する前記室内の壁面と天井面との境界の方向、との角度を算出し、当該角度に基づいて前記方向駆動部を制御する駆動制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、吹き出した空気を室内全体に効率良く広げることが可能な空気調和機を実現することができる。
本発明の実施形態1に係る空気調和機の概略構成を示すブロック図である。 図1に示す空気調和機の構成を示す斜視図である。 図2に示す空気調和機の内部構成を示す断面図である。 (a)は、空気調和機の背面側に風を吹き出す場合の方向駆動部の回動状態を示す図であり、(b)は、空気調和機の正面側に風を吹き出す場合の方向駆動部の回動状態を示す図である。 (a)は、図4の(a)に示す方向駆動部の回動状態を示す拡大図であり、(b)は、図4の(b)に示す方向駆動部の回動状態を示す拡大図である。 (a)は、空気調和機の背面側から風を吹き出す場合において、風の流れを示す図であり、(b)は、空気調和機の正面側から風を吹き出す場合において、風の流れを示す図である。 風の吹き出し方向を示す室内の断面図である。 正面、真上、背面にそれぞれ一方向のみに風を吹き出した場合の空気調和機の状態を示す図である。 (a)~(d)は、従来の空気調和機によって除湿が行われた後の室内の結露量を示す図である。 (a)~(g)は、空気調和機によって除湿が行われた後の室内の結露量を示す図である。 結露量が3.0g/m以上である壁面の割合を示すグラフである。 本発明の実施形態2に係る空気調和機の概略構成を示すブロック図である。
〔実施形態1〕
(空気調和機101の概要)
図1は、本発明の実施形態1に係る空気調和機101の概略構成を示すブロック図である。図2は、図1に示す空気調和機101の構成を示す斜視図である。図3は、図2に示す空気調和機101の内部構成を示す断面図である。図2において、空気調和機101のフロントカバー12側を正面、空気調和機101のリヤカバー13側を背面とする。
空気調和機101は、例えば、除湿機であってもよく、除湿機能(除湿運転モード)及び衣類乾燥機能(衣類乾燥モード)を備えている装置である。除湿運転モードは、周囲の空気を吸い込むと共に、空気に含まれる水分を除去するモードであり、衣類乾燥モードは、除湿した空気(風)を衣類に吹き付けるモードである。
ここで説明する空気調和機101は、室内の床面に設置されるが、室内の壁面又は天井面に設置される空気調和機も本発明の一態様の技術的範囲に含まれる。室内とは、空気調和機101が設置される部屋の室内である。図1~図3に示すように、空気調和機101は、筐体1、送風機2、除湿部5、方向駆動部14・19、操作部18、及び駆動制御部30を備えている。
筐体1は、空気調和機101の外装部材である。筐体1の内部には、送風機2、除湿部5、及び駆動制御部30が設けられている。図2に示すように、筐体1は、ケース11、フロントカバー12、及びリヤカバー13を備えている。
ケース11は、内部に空間を有する箱型の部材であり、例えば、板金又は合成樹脂等を用いて形成されるものを挙げることができるが、これに限定されるものではない。ケース11の正面及び背面には開口(図示せず)が形成されており、ケース11の正面の開口にフロントカバー12が着脱可能に取り付けられており、ケース11の背面の開口にリヤカバー13が着脱可能に取り付けられている。
図3に示すように、リヤカバー13には吸い込み口16が形成され、ケース11の上面には吹き出し口15が形成されている。吸い込み口16から吸い込まれた空気は、除湿部5によって除湿され、吹き出し口15から吹き出される。
吹き出し口15には、吹き出される風の吹き出し方向(上下方向)を調整するための方向駆動部14が設けられている。上下方向とは、空気調和機101の下面から上面に向かう方向である。また、吹き出し口15には、吹き出される風の吹き出し方向(左右方向)を調整するための方向駆動部19が設けられている。左右方向とは、フロントカバー12が延伸する方向である。
方向駆動部14は、吹き出し口15の上方において回動自在に軸支され、吹き出し口15から吹き出される風を前後方向に振り分けるようになっている。前後方向とは、空気調和機101の正面側から背面側に向かう方向である。
また、ケース11の上面には、吹き出し口15の近傍、かつ、空気調和機101の背面側に操作部18が設けられている。なお、リヤカバー13の内側、かつ、ケース11の背面の開口に空気清浄フィルタ(図示せず)を配置してもよい。この場合、リヤカバー13に形成された吸い込み口16を通過した空気は、空気清浄フィルタを介して除湿部5に吸い込まれる。空気清浄フィルタは、自身を通過する空気から微細塵及び/又は埃等の異物を捕集するフィルタである。空気清浄フィルタとしては、不織布を紙状に形成したHEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)を挙げることができるが、これに限定されない。
送風機2は、ファン21、ファンケース22、ファンモータ23、及びダクト24(送風路)を備えている。ファン21は、ここでは、遠心方向に空気を排出するファンであり、自身が回転することで、中央部分から空気を吸い込むと共に、外周に向かう気流を発生させる。なお、ファン21としては、ターボファン又は高圧軸流ファンを用いてもよい。
ファン21は、ファンケース22の内部に回転可能に配置されている。ファンケース22は、ダクト24と連結されており、ファン21の周方向に発生した気流をダクト24に向けて吹き出す構成を有している。
ファン21は、ファンモータ23の出力軸に取り付けられている。ファンモータ23はファンケース22に固定されており、ファンモータ23が回転駆動を行うことで、ファン21が回転する。ダクト24はファン21の回転によって発生した気流を吹き出し口15に導く。
ダクト24には、気流にイオンを包含させるイオン発生器を配置してもよい。この場合、当該イオン発生器は、大気中で放電してイオンを発生させるものである。前記イオン発生器としては、m、nをそれぞれ任意の自然数とする正イオンH(HO)、負イオンO2-(HO)を発生する構成が好ましい。この場合、空気中の浮遊細菌及び/又はウィルスの表面にこれらの正イオン及び負イオンが付着して反応し、表面で活性種OHラジカル(・OH)及び過酸化水素(H)が生成されることで、前記イオン発生器は殺菌等の効果を発揮することができる。
除湿部5は、蒸発器(図示せず)、凝縮器(図示せず)、及び除湿タンク51を備えている。除湿部5は、自身を通過する気流を冷却して空気に含まれる水分を結露させることで、空気に含まれる水分を取り除く(除湿する)。除湿部5は、冷媒を循環させ、冷媒の相変化を利用して、空気を冷却する冷凍サイクル装置を備えている。当該冷凍サイクル装置は、蒸発器及び凝縮器以外にも、圧縮機(図示せず)及び膨張器(図示せず)等を備えている。
除湿部5が備える蒸発器及び凝縮器は、熱交換器であり、例えば、フィンとチューブとを用いた熱交換器を挙げることができるが、これに限定されない。除湿部5は、送風機2に近接しており、送風機2の背面側に配置される。送風機2の駆動によりファンケース22に空気が吸い込まれてダクト24から送出されるに伴って、除湿部5の蒸発器及び凝縮器のフィンの隙間を流れる気流が発生する。
蒸発器は、気流つまり空気を冷却し、凝縮器は気流を暖める。このため、除湿部5では、気流の上流側に蒸発器を配置し、気流の下流側に凝縮器を配置する。蒸発器に気流を冷却させ、空気中の水分を結露させる。そして、蒸発器で冷却された気流を凝縮器で暖める。具体的には、凝縮器を用いて、高温の冷媒との熱交換で気流を暖める。また、凝縮器を通過した気流の温度が、蒸発器に流入したときの気流の温度と同一の温度、又は蒸発器に流入したときの気流の温度より高い温度にする。
除湿タンク51は、蒸発器による結露によって生じた水(ドレイン水)を蓄えるタンクである。除湿タンク51は、溜まったドレイン水の量又は溜まったドレイン水の水位を検出する構成を有する。空気調和機101では、除湿タンク51に一定量のドレイン水が溜まると、警告を行うようになっていると共に、空気調和機101が備える各部構成のうち少なくとも除湿部5を停止する。ユーザが、警告に応じて除湿タンク51を取り外し、溜まったドレイン水を排水することで、除湿機能を再度利用可能になる。
なお、本発明の一態様では、冷凍サイクルを用いた除湿(コンプレッサ方式)にて除湿を行っているが、これに限定されず、空気中の水分を吸着する乾燥剤等を用いた除湿(デシカント方式)にて除湿を行ってもよい。また、コンプレッサ方式とデシカント方式とを組み合わせたハイブリッド方式にて除湿を行ってもよく、さらに、他の除湿方式にて除湿を行ってもよい。
駆動制御部30は、筐体1の内部に設けられ、空気調和機101の各部の動作を制御するものである。具体的には、駆動制御部30は、図1に示すように、送風機2、除湿部5、及び方向駆動部14・19の動作を制御する。駆動制御部30は、操作部18が受け付けたユーザの操作内容に従う制御信号を生成し、生成した制御信号により、各部の動作を制御する。
なお、駆動制御部30は、ユーザによる指定に応じて、風の吹き出し方向、風が吹き出される状態を継続する時間、及び後述する周期のうち少なくとも1つを変更してもよい。これにより、ユーザは、空気調和機101が設置される室内の大きさに応じて、風の吹き出し方向、風が吹き出される状態を継続する時間、及び前記周期のうち少なくとも1つを変更することができる。ユーザによる指定とは、操作部18が受け付けたユーザの操作内容である。風の吹き出し方向とは、吹き出し口15から吹き出される風の吹き出し方向である。風が吹き出される状態を継続する時間とは、方向駆動部14・19による風の複数の吹き出し方向のそれぞれについて設定される時間である。例えば、ユーザが操作部18を用いて入力した値から、駆動制御部30が風の吹き出し方向または前記周期を自動で調節する制御を行ってもよい。また、部屋のサイズが小・中・大といったように段階的に区別され、操作部18を用いて当該部屋のサイズを選択可能である場合、ユーザに部屋のサイズを選択させることで、駆動制御部30が風の吹き出し方向または前記周期を段階的に制御してもよい。
図3に示す矢印は、空気調和機101における空気の流れを示している。つまり、空気調和機101は、送風機2が駆動することで、吸い込み口16から空気が取り込まれ、その空気が除湿部5を通過する。除湿部5を通過した空気は、ファン21により吸い込まれ、ダクト24を介して吹き出し口15から吹き出される。
空気調和機101は、室内全体の除湿を行うための除湿運転モード、及び室内にて吊るされた洗濯後の衣類を乾燥させるための衣類乾燥モードの2種類の運転モードを備えている。ここで、空気調和機101に備えられた方向駆動部14は、前述したように、吹き出し口15の上方に回動可能に軸支されることで、吹き出し口15から吹き出される風を前後に振り分けている。つまり、各運転モードに適した方向に乾燥した風が吹き出されるように、方向駆動部14が回動する。
(除湿運転時の動作)
図4の(a)は、空気調和機101の背面側に風を吹き出す場合の方向駆動部14の回動状態を示す図であり、図4の(b)は、空気調和機101の正面側に風を吹き出す場合の方向駆動部14の回動状態を示す図である。図5の(a)は、図4の(a)に示す方向駆動部14の回動状態を示す拡大図であり、図5の(b)は、図4の(b)に示す方向駆動部14の回動状態を示す拡大図である。
空気調和機101の背面側を室内の壁面側に近接するように空気調和機101を配置し、空気調和機101の背面側から風を吹き出す場合を考える。この場合、図4の(a)及び図5の(a)に示すように、空気調和機101の背面側から風を吹き出すように、方向駆動部14が回動する。つまり、吹き出し口15のリヤカバー13側が開口し、かつ、方向駆動部14がフロントカバー12側に下がるように、方向駆動部14を回動させる。
空気調和機101の正面側から風を吹き出す場合、図4の(b)及び図5の(b)に示すように、空気調和機101の正面側から風を吹き出すように、方向駆動部14が回動する。つまり、吹き出し口15のフロントカバー12側が開口し、かつ、方向駆動部14がリヤカバー13側に下がるように、方向駆動部14を回動させる。
また、方向駆動部14・19は、吹き出し口15から吹き出される風の吹き出し方向を複数の方向に設定可能なように構成されている。この場合、駆動制御部30は、複数の吹き出し方向のそれぞれについて風が吹き出される状態を任意の時間だけ継続するように、方向駆動部14・19を制御する。
具体的には、駆動制御部30は、操作部18が受け付けたユーザの操作内容に従う制御信号を生成し、生成した制御信号により、方向駆動部14・19を制御する。つまり、ユーザによって操作部18が操作されることにより、方向駆動部14・19による風の吹き出し方向が複数設定され、設定された風の複数の吹き出し方向のそれぞれについて風が吹き出される状態を継続する時間が設定される。
したがって、空気調和機101は、風の吹き出し方向を複数の方向に設定可能であり、複数の吹き出し方向のそれぞれについて風が吹き出される状態を任意の時間だけ継続する。これにより、空気調和機101を室内に設置した場合、室内全体にムラなく風を行き渡らせることができる。また、風の吹き出し方向を任意の一方向に設定した場合、及び方向駆動部を任意の範囲でスイングさせる場合と比べて、より広い範囲に、かつ、より早くに、空気調和機101から吹き出された空気を室内全体に広げることができる。よって、空気調和機101は、吹き出した空気を室内全体に効率良く広げることができる。
また、駆動制御部30は、風の吹き出し方向が複数の方向に対してそれぞれ順番に切り替えられるように、方向駆動部14・19を制御する。具体的には、例えば、駆動制御部30が、風の吹き出し方向をA方向、B方向、及びC方向に切り替えるものとする。
この場合、例えば、駆動制御部30が風の吹き出し方向をA方向、B方向、及びC方向に対して切り替える動作が一周したとき、風の吹き出し方向は、A方向に一回、B方向に一回、C方向に一回設定される。また、駆動制御部30が風の吹き出し方向をA方向、B方向、及びC方向に対して切り替える動作が二周したとき、風の吹き出し方向は、A方向に二回、B方向に二回、C方向に二回設定される。これにより、空気調和機101を室内に設置した場合、空気調和機101は、室内に均一に空気を吹き出すことができる。
さらに、方向駆動部14・19は、図5の(a)に示すように、例えば、風の吹き出し方向を任意の方向に設定可能なルーバーであってもよく、駆動制御部30は、前記ルーバーの傾斜方向を変更することにより風の吹き出し方向を制御する。これにより、駆動制御部30は、ルーバーを用いた簡易な構造により、風の吹き出し方向を制御することができるため、風の吹き出し方向の制御を容易に実現することができる。また、方向駆動部14・19としては、吹き出し口15のうちの各領域の開閉を行う複数のシャッター、又は風を一定方向に吹き出させるノズルであってもよい。
(風の吹き出し方向)
風の吹き出し方向は、室内の大きさ及び空気調和機101の設置場所によって適宜調節される。ユーザは、操作部18を操作することにより、室内の大きさを空気調和機101に設定してもよい。風の吹き出し方向について、図6及び図7を用いて説明する。
図6の(a)は、空気調和機101の背面側から風を吹き出す場合において、風の流れを示す図であり、図6の(b)は、空気調和機101の正面側から風を吹き出す場合において、風の流れを示す図である。図7は、風の吹き出し方向を示す室内の断面図である。また、図7は、壁面64・65と垂直であり、かつ、壁面62・63と平行な断面を示す。
図6の(a)及び(b)に示す矢印は、風の流れの方向を示している。また、図6の(a)及び(b)に示すように、室内は、床面61、壁面62・63・64・65、及び天井面66から構成される長方形からなるものとする。壁面62・63・64・65は側壁面であり、壁面64と壁面65とが互いに対向しており、壁面62と壁面63とが互いに対向している。
図6の(a)及び(b)では、空気調和機101は、空気調和機101の背面側を壁面64側に近接するように配置される。このとき、空気調和機101の正面側は室内の壁面65と対向する。つまり、空気調和機101と壁面64との間の距離が、空気調和機101と壁面65との間の距離より小さくなるように、空気調和機101が配置される。
図6の(a)に示すように、空気調和機101の背面側から風を吹き出す場合、空気調和機101から吹き出される風は、空気調和機101に近接する壁面64に当たり、壁面64に沿って上昇し、天井面66に当たる。また、その風は、天井面66に沿って広がり、壁面62・63・65に沿って下降し、床面61に沿って広がる。
また、図6の(b)に示すように、空気調和機101の正面側から風を吹き出す場合、空気調和機101から吹き出される風は、室内を天井面66の中心に向かって上昇し、天井面66に当たる。また、その風は、天井面66に沿って壁面65に近づくように広がり、壁面62・63・65に沿って下降し、床面61に沿って広がる。
このとき、図7に示すように、空気調和機101の中心から天井面66に向かう垂直面V1と空気調和機101の背面側から吹き出された風の吹き出し方向D1とのなす角度をθbとする。また、垂直面V1と空気調和機101の正面側から吹き出された風の吹き出し方向D2とのなす角度をθfとする。なす角度θb・θfにおいて壁面64に向かう方向をマイナスとし、壁面65に向かう方向をプラスとする。
さらに、空気調和機101の上面と天井面66との間の距離をH1、空気調和機101の中心と壁面65との間の距離をLf、空気調和機101の中心と壁面64との間の距離をLbとする。
吹き出し方向D1で吹き出された風は、壁面64に当たり、かつ、天井面66に向かえばよいため、なす角度θbは、少なくとも0°よりも小さく、-90°よりも大きければよい。より確実に風を壁面64から天井面66に向かわせるためには、なす角度θbは-85°以上-5°以下の間であればよい。
さらに除湿効率を高めるためには、壁面64と天井面66との間の境界71に風が当たるようになす角度θbを設定すればよい。境界71に風を吹き出すことで、壁面64及び天井面66だけでなく、境界71に沿って壁面62・63にも風が広がり易い。ただし、風は広がりを有するため、なす角度θbは、境界71に向かう角度±15°であればよい。つまり、なす角度θbは、以下に示す式(1)の通りになる。
θb=-tan-1(Lb/H1)±15(-85≦θb≦-5)・・・(1)
吹き出し方向D2で吹き出された風は、壁面65に当たり、かつ、天井面66に向かえばよいため、なす角度θfは、少なくとも0°よりも大きく、90°よりも小さければよい。より確実に風を壁面65から天井面66に向かわせるためには、なす角度θfは、5°以上85°以下の間であればよい。さらに除湿効率を高めるためには、壁面65と天井面66との間の境界72に風が当たるようになす角度θfを設定すればよい。
境界72に風を吹き出すことで、壁面65及び天井面66だけでなく、境界72に沿って壁面62・63にも風が広がり易い。ただし、風は広がりを有するため、なす角度θfは、境界72に向かう角度±15°であればよい。つまり、なす角度θfは、以下に示す式(2)の通りになる。
θf=tan-1(Lf/H1)±15(5≦θf≦85)・・・(2)
空気調和機101は、室内の壁面から10cm以上60cm以下の範囲の距離に設置されることが多く、一般的な部屋の床面から天井面までの高さは、和室で2.2m、洋室で2.4m以上2.5m以下程度に設計されることが多い。このとき、境界71に風が吹き出される場合のなす角度θbは、-35°以上-5°以下となる。この場合のなす角度θfは、20±15°となる。
同様に、壁面65と天井面66との間の境界72に風が吹き出される場合のなす角度θfは、49°以上85°以下となる。しかし、空気調和機101の正面には人及び/又は家具等が設置されることが多く、なす角度θfを大きくすると、風が人及び/又は家具に当たって風の流れが阻害されることがある。そこで、なす角度θfを35°±25°の範囲にすれば、人及び/又は家具に風が当たることを避けて、確実に壁面65まで風を行き渡らせることができる。
(一方向に風が吹き出される時の除湿効率)
除湿運転において、従来は、空気調和機の正面側又は背面側のいずれか一方向のみに風を吹き出す、又は空気調和機の正面側から背面側の範囲内でルーバーをスイングさせることで除湿を行っていた。しかし、従来の方法では、室内で除湿にムラが生じる。これを熱流体シミュレーションによる室内の除湿解析によって明らかにした。
室内の除湿解析にて、床面積が約25m(約15畳)、かつ、床面から天井面までの高さが2.2mである室内において、天井面以外の壁面に5.5g/m(約380g)の水分を付与して、空気調和機に30分除湿させた後の壁面の結露量C1を調べた。結露量C1が多い部分ほど、除湿されにくい部分となる。
風の吹き出し方法の条件は、正面、真上、背面にそれぞれ一方向のみに風を吹き出した場合、及び正面から背面に連続的にルーバーをスイングさせた場合の4つである。空気調和機は、例えば、空気調和機の中心と壁面64との間の距離が30cmになるように設置されている。なす角度θbを-45°、0°、45°に設定した。この状態を図8に示す。図8は、正面、真上、背面にそれぞれ一方向のみに風を吹き出した場合の空気調和機の状態を示す図である。
図9の(a)~(d)は、従来の空気調和機によって除湿が行われた後の室内の結露量C1を示す図である。図9の(a)は、なす角度θfが45°である場合を示す図であり、図9の(b)は、なす角度θbが0°である場合を示す図である。図9の(c)は、なす角度θbが-20°である場合を示す図であり、図9の(d)は、正面から背面に連続的にルーバーをスイングさせた場合を示す図である。
図9の(a)~(d)において、手前の壁面62の分布は、奥側の壁面63の分布と同様である。結露量C1が3.0g/m以上の部分は、結露量C1が2.5g/m未満の部分より約20%も結露量が多い。図9より、なす角度θfが45°である場合、壁面64付近に結露量が多く除湿されにくい。なす角度θbが0°、-20°である場合、壁面65付近に結露量が多く除湿されにくい。正面から背面に連続的にルーバーをスイングさせた場合、壁面64・65及び床面61付近に結露量が多く除湿されにくい。
(本発明の一態様による除湿効率)
本発明の一態様のように、風の複数の吹き出し方向のそれぞれについて風が吹き出される状態を任意の時間だけ継続する場合の除湿効率を、熱流体シミュレーションによる室内の除湿解析により調べた。ここで、風が吹き出される時間の周期を30秒以上40分以下とした。
風が吹き出される時間の周期とは、複数の方向に対してそれぞれ一回ずつ風が吹き出される時間の総和である。具体的には、例えば、駆動制御部30が風の吹き出し方向をA方向、B方向、及びC方向に対して切り替える動作が一周したとき、A方向に一回風が10分、B方向に一回風が10分、C方向に一回風が10分吹き出される場合を考える。この場合、前記周期は、A方向に10分、B方向に10分、C方向に10分だけ風が吹き出され、当該動作が一周したときの時間である。前記周期は、ユーザによって操作部18が操作されることにより設定される。
例えば、前記周期が10分である場合、正面側から風が吹き出される状態を5分間継続した後、背面側から風が吹き出される状態を5分間継続する。つまり、正面側から風が吹き出される状態と背面側から風が吹き出される状態とを交互に切り替える。
このとき、正面側から風が吹き出される状態を継続する時間と、背面側から風が吹き出される状態を継続する時間とは必ずしも同一でなくてもよい。床面61、壁面62・63・64・65、及び天井面66のそれぞれと、空気調和機101との距離に応じて、前記周期のうちのそれらの時間の割合を適宜決定すればよい。
また、正面側及び背面側から風が吹き出される状態を継続する時間は、除湿運転の段階に合わせて適宜変更されてもよい。例えば、これらの時間は、除湿運転の前半と除湿運転の後半とで異なっていてもよい。
ここで、なす角度θfを45°、なす角度θbを-20°とする。室内の大きさ、空気調和機101の位置、及び初期の壁面に付与した水分量等の設定は、図9の場合と同様である。
図10の(a)~(g)は、空気調和機101によって除湿が行われた後の室内の結露量C1を示す図である。図10の(a)は、前記周期Tが30secである場合を示す図であり、図10の(b)は、前記周期Tが1minである場合を示す図である。
図10の(c)は、前記周期Tが5minである場合を示す図であり、図10の(d)は、前記周期Tが10minである場合を示す図である。図10の(e)は、前記周期Tが20minである場合を示す図であり、図10の(f)は、前記周期Tが30minである場合を示す図である。図10の(g)は、前記周期Tが40minである場合を示す図である。
図10の(a)~(g)に示すように、図9の(a)~(d)の場合と比べて、室内全体において結露量C1が3.0g/m以上の部分が占める割合が減少している。よって、空気調和機101は、従来の空気調和機と比べて、室内全体をより除湿することができる。
図11は、結露量C1が3.0g/m以上である壁面の割合P%を示すグラフである。割合Pが低いほど、除湿ムラが少なく、除湿効率が高いということになる。図11において、点線b1は、風の吹き出し方向が一方向(真上)のみの場合を示しており、点線b2は、方向駆動部14・19を連続的にスイングさせた場合を示している。
また、図11において、点線b3は、風の吹き出し方向が一方向(背面側)のみの場合を示しており、点線b4は、風の吹き出し方向が一方向(正面側)のみの場合を示している。点線b2においては、なす角度θbを-20°以上45°以下の範囲内で方向駆動部14・19を連続的にスイングさせ、スイングの1周期を30秒とした。線d1は、風の吹き出し方向が二方向である場合を示している。
図11に示すように、1分以上40分以下の間で、風の吹き出し方向が一方向のみの場合よりも二方向の場合の方が、除湿効率が高い。特に、前記周期が2.5分以上で30分以下の間では、結露量が3.0g/m以上である壁面の割合Pが50%以上も低減しており、除湿効率が良くなっている。つまり、方向駆動部14・19を連続的にスイングさせるよりも、2.5分以上の前記周期で風の吹き出し方向を正面側と背面側とに一定時間ずつ切り替えた方が、除湿効率が高くなる。
これは、一定時間、一定方向に風を吹き出した方が、壁面を伝わり室内全体に行き渡りやすいためである。つまり、背面側に吹き出した風が壁面65に伝わるまで、又は正面側に吹き出した風が壁面62・63に伝わるまで、ある程度の時間を要する。このため、その時間だけ一方向に風を吹き出す状態を継続した方がより遠くまで風が行き渡ることになり、より広い空間を効率良く除湿することができる。
また、前記周期は除湿時間以下であることが好ましい。例えば、除湿時間が30分である場合、前記周期を40分とするよりも30分以下とした方が、正面側と背面側とにバランス良く風が行き渡るため、除湿効率を高くすることができる。
以上により、駆動制御部30は、前記周期内で風の吹き出し方向が切り替えられるように、方向駆動部14・19を制御する。これにより、空気調和機101は、1つの周期で、複数の方向に対してそれぞれ一回ずつ風を吹き出すことができる。よって、空気調和機101は、吹き出した空気を室内全体に効率良く広げることができる。
(切り替えのタイミング)
風の吹き出し方向の切り替えのタイミングは、部屋の大きさ及び風量等によって適宜調節すればよい。例えば、風量が4.5m/min、部屋の容量が55m(床面積25m×高さ2.2m)である場合、前記周期を2.5分以上にすればよい。前記周期をT(min)、風量をQ(m/min)、部屋の容量をV(m)とすると、前記周期は以下に示す式(3)の通りになる。
T≧0.20×V/Q・・・(3)
一般的には、空気調和機101は、30畳以内の室内で使用されることが多く、風量が3.5m/min以上であることが多い。そのため、前記周期は2.5分以上とすればよい。除湿時間は、例えば、ユーザの要望から30分以上2時間以下であることが求められることが多い。除湿時間内に前記周期が1周期分あれば、室内を確実に除湿することができる。よって、前記周期は、除湿時間が30分である場合は30分以内、除湿時間が2時間である場合は2時間以内で設定されることが好ましい。以上により、前記周期は2.5分以上2時間以下であればよい。なお、前記周期は2.5分以上60分以下であってもよい。
〔実施形態2〕
図12は、本発明の実施形態2に係る空気調和機102の概略構成を示すブロック図である。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
空気調和機102は、図12に示すように、空気調和機101と比べて、計測部40を備えている点が異なる。計測部40は、駆動制御部30から、空気調和機101が設置される室内の大きさを計測するように指示されると、当該室内の大きさを計測する。計測部40は、計測したデータを駆動制御部30に供給する。
計測部40は、例えば、空気調和機102と、室内の壁面、床面、及び天井面のうち少なくとも1つとの間の距離を測定する距離センサであってもよい。この距離センサとしては、例えば、赤外線センサ又はレーザーを用いてもよい。
計測部40として、例えば、赤外線センサ又はレーザーを用いることにより、非接触で安全に室内の大きさを計測することができる。また、計測部40は、空気調和機102に複数設けられていてもよい。例えば、空気調和機102に3つの計測部40が設けられている場合を考える。この場合、3つの計測部40を用いて、例えば、空気調和機102と天井面66との間の距離、空気調和機102と壁面65との間の距離、及び空気調和機102と壁面64との間の距離をそれぞれ測定する。
なお、計測部40として、1つの赤外線センサ又はレーザーを用いて、これらの距離を測定してもよい。この場合、赤外線センサ又はレーザーの位置を変更する駆動機構(図示せず)によって、赤外線センサ又はレーザーの位置を変更することにより、赤外線センサ又はレーザーの照射角度を変更する。赤外線センサ又はレーザーの照射角度を変更してこれらの距離を測定する。また、赤外線センサ又はレーザーを用いて、空気調和機102と壁面62との間の距離、及び空気調和機102と壁面63との間の距離をそれぞれ測定してもよい。
これにより、前述した距離H1・Lf・Lbをそれぞれ測定することができる。よって、なす角度θb・θfをより正確に求めることができるため、より効率良く除湿を行うことができる。
また、空気調和機102は、計測部40によって測定された距離が所定閾値以下である場合、エラーを表示してもよい。これにより、例えば、計測部40が空気調和機102と、人及び/又は家具との距離を測定してしまう場合を除くことができる。
以上により、空気調和機102は、室内の大きさを計測する計測部40を備える。これにより、例えば、空気調和機102は、計測した室内の大きさに基づいて、風の吹き出し方向を制御することができる。よって、空気調和機102は、様々な大きさの室内に対して、吹き出した空気を室内全体に効率良く広げることができる。
また、計測部40は、空気調和機102と、室内の壁面、床面、及び天井面のうち少なくとも1つとの間の距離を測定する距離センサであるため、室内の大きさを容易に計測することができる。よって、空気調和機102は、様々な大きさの室内に対して、吹き出した空気を室内全体に効率良く、かつ、容易に広げることができる。
〔ソフトウェアによる実現例〕
空気調和機101・102の制御ブロック(特に駆動制御部30)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、空気調和機101・102は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る空気調和機は、吹き出し口から吹き出される風の吹き出し方向を複数の方向に設定可能な方向駆動部と、複数の前記吹き出し方向のそれぞれについて風が吹き出される状態を任意の時間だけ継続するように、前記方向駆動部を制御する駆動制御部とを備える構成である。
本発明の態様2に係る空気調和機は、上記の態様1において、前記駆動制御部は、前記吹き出し方向が複数の方向に対してそれぞれ順番に切り替えられるように、前記方向駆動部を制御する構成としてもよい。
本発明の態様3に係る空気調和機は、上記の態様2において、風が吹き出される時間の周期は、複数の方向に対してそれぞれ一回ずつ風が吹き出される時間の総和であり、前記駆動制御部は、前記周期内で前記吹き出し方向が切り替えられるように、前記方向駆動部を制御する構成としてもよい。
本発明の態様4に係る空気調和機は、上記の態様1から3のいずれかにおいて、前記空気調和機が設置される室内の大きさを計測する計測部をさらに備える構成としてもよい。
本発明の態様5に係る空気調和機は、上記の態様4において、前記計測部は、前記空気調和機と、前記室内の壁面、床面、及び天井面のうち少なくとも1つとの間の距離を測定する距離センサである構成としてもよい。
本発明の態様6に係る空気調和機は、上記の態様1から5のいずれかにおいて、前記方向駆動部は、前記吹き出し方向を任意の方向に設定可能なルーバーであり、前記駆動制御部は、前記ルーバーの傾斜方向を変更することにより前記吹き出し方向を制御する構成としてもよい。
本発明の態様7に係る空気調和機は、上記の態様3において、前記駆動制御部は、ユーザによる指定に応じて、前記吹き出し方向、前記風が吹き出される状態を継続する時間、及び前記周期のうち少なくとも1つを変更する構成としてもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
1 筐体
2 送風機
5 除湿部
11 ケース
12 フロントカバー
13 リヤカバー
14、19 方向駆動部
18 操作部
21 ファン
22 ファンケース
23 ファンモータ
24 ダクト
30 駆動制御部
40 計測部
51 除湿タンク
61 床面
62、63、64、65 壁面
66 天井面
71、72 境界
101、102 空気調和機
D1、D2 吹き出し方向
H1、Lb、Lf 距離
V1 垂直面
θb、θf なす角度

Claims (7)

  1. 吹き出し口から吹き出される風の吹き出し方向を複数の方向に設定可能な方向駆動部と、
    少なくとも、空気調和機と室内の壁面との間の第1の距離、および当該空気調和機と前記室内の天井面との間の第2の距離を計測する計測部と、
    前記第1の距離および前記第2の距離から、前記空気調和機が設置される床面に対して垂直な方向と、前記空気調和機に対する前記室内の壁面と天井面との境界の方向と、の角度を算出し、当該角度に基づいて前記方向駆動部を制御する駆動制御部と、を備えることを特徴とする空気調和機。
  2. 吹き出し口から吹き出される風の吹き出し方向を複数の方向に設定可能な方向駆動部と、
    ユーザの操作によって、少なくとも、空気調和機と室内の壁面との間の第1の距離、および当該空気調和機と前記室内の天井面との間の第2の距離が入力される操作部と、
    前記第1の距離および前記第2の距離から、前記空気調和機が設置される床面に対して垂直な方向と、前記空気調和機に対する前記室内の壁面と天井面との境界の方向、との角度を算出し、当該角度に基づいて前記方向駆動部を制御する駆動制御部と、を備えることを特徴とする空気調和機。
  3. 前記駆動制御部は、複数の前記吹き出し方向のそれぞれについて風が吹き出される状態を任意の時間だけ継続するように、前記方向駆動部を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。
  4. 前記駆動制御部は、前記吹き出し方向が複数の方向に対してそれぞれ順番に切り替えられるように、前記方向駆動部を制御することを特徴とする請求項に記載の空気調和機。
  5. 風が吹き出される時間の周期は、複数の方向に対してそれぞれ一回ずつ風が吹き出される時間の総和であり、
    前記駆動制御部は、前記周期内で前記吹き出し方向が切り替えられるように、前記方向駆動部を制御することを特徴とする請求項に記載の空気調和機。
  6. 前記方向駆動部は、前記吹き出し方向を任意の方向に設定可能なルーバーであり、
    前記駆動制御部は、前記ルーバーの傾斜方向を変更することにより前記吹き出し方向を制御することを特徴とする請求項3から5のいずれか1項に記載の空気調和機。
  7. 前記駆動制御部は、ユーザによる指定に応じて、前記吹き出し方向、前記風が吹き出される状態を継続する時間、及び前記周期のうち少なくとも1つを変更することを特徴とする請求項に記載の空気調和機。
JP2018119277A 2018-06-22 2018-06-22 空気調和機 Active JP7150493B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018119277A JP7150493B2 (ja) 2018-06-22 2018-06-22 空気調和機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018119277A JP7150493B2 (ja) 2018-06-22 2018-06-22 空気調和機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019219155A JP2019219155A (ja) 2019-12-26
JP7150493B2 true JP7150493B2 (ja) 2022-10-11

Family

ID=69096270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018119277A Active JP7150493B2 (ja) 2018-06-22 2018-06-22 空気調和機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7150493B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113586501B (zh) * 2020-04-30 2023-06-27 云米互联科技(广东)有限公司 循环扇控制方法、循环扇及计算机可读存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000097474A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toshiba Corp 空気調和機
KR100717344B1 (ko) 2005-11-22 2007-05-10 삼성전자주식회사 공기조화기의 운전제어방법
JP2009264607A (ja) 2008-04-22 2009-11-12 Hitachi Appliances Inc 空気調和システム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0161063B1 (ko) * 1993-06-14 1999-01-15 윤종용 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법
ID18184A (id) * 1996-09-12 1998-03-12 Samsung Electronics Co Ltd Alat kontrol arus pengeluaran dari mesin penyejuk udara dan metoda kerjanya.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000097474A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toshiba Corp 空気調和機
KR100717344B1 (ko) 2005-11-22 2007-05-10 삼성전자주식회사 공기조화기의 운전제어방법
JP2009264607A (ja) 2008-04-22 2009-11-12 Hitachi Appliances Inc 空気調和システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019219155A (ja) 2019-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6611006B2 (ja) 天井埋込型室内ユニット
KR102216987B1 (ko) 양흡입 제가습장치
JP2016075441A (ja) 空気調和機
JP4033885B2 (ja) 空気調和機
JP4003101B2 (ja) 空調機の制御方法及び装置
JP3786090B2 (ja) 空気調和機および空気調和機の制御方法
JP2007205711A (ja) 空気調和機
JP5743741B2 (ja) 空気調和機
JP5272360B2 (ja) 換気空調装置
JP6527432B2 (ja) 除加湿装置
TWI810248B (zh) 送風裝置、空氣調和機及除濕機
JP5571603B2 (ja) 外気取入空調システム
JP7150493B2 (ja) 空気調和機
JP4247636B2 (ja) 浴室乾燥機
JP2007017150A (ja) 空気調和機
KR101957682B1 (ko) 제가습 장치
TW202300833A (zh) 空調機、空氣清淨機以及除濕空氣清淨機
JP3963196B2 (ja) 空調機の制御装置
JP2007139336A (ja) 換気装置及び建物
WO2022168520A1 (ja) 空気調和装置、空気調和装置の制御方法
JP2011099637A (ja) イオン送風システム及びそれに用いる天吊カセット形空気調和器
JP7431515B2 (ja) 空気調和装置
JP2024041240A (ja) 空気調和装置、及び空気調和装置の制御方法
JP2024041238A (ja) 空気調和装置、及び空気調和装置の制御方法
JP2007139335A (ja) 換気装置及び建物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210324

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220413

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220928

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7150493

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150