JP7335521B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
図1及び図2に示すように、本開示の一実施形態の空気調和装置1は、建物等の室内の空調及び換気を行う。空気調和装置1は、室内の空調を行う空調装置1aと、室内の換気を行う換気装置1bと、制御部100(図10参照)と、を備えている。
(2-1)室内機
本実施形態の室内機2は、壁掛け型である。図2に示すように、室内機2は、室内熱交換器11と、室内ファン12と、ファンモータ13とを含む。室内熱交換器11は、長さ方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとを含み、接触する空気との間で熱交換を行う。
室外機3は、圧縮機21と、四路切換弁22と、アキュムレータ23と、室外熱交換器24と、膨張弁25と、フィルタ26と、液閉鎖弁27と、ガス閉鎖弁28と、室外ファン29と、ファンモータ30と、を含む。
換気装置1bは、換気ユニット4と、ホース6と、を有している。換気ユニット4は、室内または室外に配置され、ここでは室外機3に配置される。ホース6は、換気ユニット4と室内機2とを接続する。
換気ユニット4は、室外空気を室内へ供給する給気運転(第1換気運転)と、室内空気を室外へ排出する排気運転(第2換気運転)と、を行うことができるユニットである。ここでは、換気ユニット4は、給気運転と、排気運転と、加湿運転と、を行うことができる。なお、給気運転及び加湿運転は、室外空気を室内に供給する点で同じであるが、給気運転は、室外空気の加湿を行わずに室内へと供給する点において、室外空気の加湿を行う加湿運転と異なる。
ケーシング40は、換気ユニット4の前方、後方および両側方を覆っており、室外機3上部に接するように配置される。ケーシング40の前面には、複数のスリット状の開口からなる吸着用空気吹出口40aが設けられており、室外空気がこの吸着用空気吹出口40aを通って室外機3の外部へと吹き出す。
吸加湿ロータ41は、概ね円板形状を有するハニカム構造のセラミックロータであり、空気が容易に通過できる構造となっている。吸加湿ロータ41は、平面視において円形の形状を有している。吸加湿ロータ41は、水平面で切った断面において細かいハニカム状である。これらの断面が多角形である吸加湿ロータ41の多数の筒部分を、空気が通過する。
ヒータ組立体42は、ヒータカバー42aと、その内部に収容されたヒータ本体42b(図10参照)とにより構成されており、室外から取り込まれて吸加湿ロータ41へ送られる空気を加熱する。ヒータ組立体42は、ヒータ支持板49を介して吸加湿ロータ41の上方に取り付けられる。
ラジアルファン組立体43は、吸加湿ロータ41の側方に配置されており、ラジアルファン430(図8(a)参照)と、ラジアルファン430を回転させるラジアルファンモータ431(図10参照)とを有する。また、ラジアルファン組立体43は、図4に示すように、上蓋73をダンパ44と共有しており、上蓋73は、ラジアルファン組立体43の底面を閉じている。上蓋73には、吹出口73aと取入口73bとが設けられている。吹出口73aは、ラジアルファン組立体43からダンパ44内へと送られる空気が通る開口である。取入口73bは、ダンパ44内からラジアルファン組立体43へと送られる空気が通る開口である。ラジアルファン組立体43は、給排気口40cから吸加湿ロータ41及びダンパ44を経て室内へと到る空気の流れを生成して、室外から取り入れた空気を室内機2へと送る。また、ラジアルファン組立体43は、室内機2から取り入れた空気を室外へと排出することもできる。ラジアルファン組立体43は、ダンパ44が切り換わることにより、これらの動作を切り換える。
ダンパ44は、ラジアルファン組立体43の下方に配置される回転式の空気流路切換手段であり、第1状態、第2状態及び第3状態に切り替わる。
吸着側ダクト45は、吸加湿ロータ41の上面のうちヒータ組立体42が位置しない部分(左側の略半分の部分)を覆っている。この吸着側ダクト45は、後述する吸着側ベルマウス63とともに、吸加湿ロータ41の左半分の部分から、以下に説明する吸着用ファン収納空間SP1へと通じる空気流路を形成する。
ダンパ44は、図4に示すように、ケーシング71と、流路切換部材72と、上蓋73と、流路切換部材72を回転駆動するダンパ駆動モータ74(図10参照)と、流路切換部材72が正常に移動したかを検出するリミットスイッチ75(図10参照)とから構成されている。ダンパ44は、ラジアルファン組立体43の下方に配置され、流路切換部材72が回転移動することにより空気の流れを切り換える。
図1及び図2に示すように、室外に配置された換気ユニット4と室内機2との間には、換気ユニット4からの室外空気を室内機2側に供給するとき、及び、室内空気を室外に排出するときに用いられるホース6が設けられている。ここでは、ホース6は、換気ユニット4と室内機2とを接続している。詳細には、ホース6の一端部は、室内機2の給排気口14を形成する給排気口部材(ここでは壁部W)に接続され、ホース6の他端部は換気ユニット4に接続される。このため、給気運転では、ホース6を介して室外空気を室内へ供給し、排気運転ではホース6を介して室内空気を室外へ排出する。換言すると、ホース6は、給気運転の際に室外空気が通る流路を構成する部材であるとともに、排気運転の際に室内空気が通る流路を構成する部材である。また、ホース6は、加湿運転の際に加湿された室外空気が通る流路をさらに構成する部材である。
図10及び図11に示すリモコン102は、室内に設けられている。リモコン102は、制御部100と、伝送線、通信線等を介して有線接続されていてもよく、無線接続されていてもよい。
(2-5-1)概要
図10に示す制御部100は、例えば、コンピュータにより実現されるものである。コンピュータは、例えば、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、プロセッサを使用できる。制御部100は、プロセッサとしてのCPUを備えている。制御演算装置は、例えば、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理、演算処理またはシーケンス処理を行う。さらに、制御演算装置は、例えば、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。記憶装置は、データベースとして用いることができる。制御部100は、記憶装置としてのメモリを備えている。
ここで、図12を参照して、室内SIの熱負荷Lについて説明する。なお、図12には、部屋Rによって規定される空調対象の室内(室内空間)SIが示されている。
制御部100は、冷房運転中または除湿運転中に、熱負荷Lに応じて、給気運転と排気運転とを自動で切り替える。自動運転は、ユーザがリモコン102で選択することができる。ただし、制御部100は、リモコン102等によってユーザが選択した換気運転を優先する。
次に、空気調和装置1の運転動作について説明する。本実施形態の空気調和装置1は、空調運転として、暖房運転、冷房運転、及び除湿運転を行うとともに、換気運転として、給気運転、排気運転及び加湿運転を行う。各種運転は、制御部100が各構成機器を制御することによって行われる。
冷房運転を行うときには、制御部100は、室外熱交換器24が冷媒の放熱器として機能し、かつ、室内熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する状態に、四路切換弁22を切り換える。
除湿運転を行うときには、制御部100は、冷房運転と同様に、室外熱交換器24が冷媒の放熱器として機能し、かつ、室内熱交換器11が冷媒の蒸発器として機能する状態になるように、四路切換弁22を切り換える。そして、除湿運転では、冷房運転と同様に、制御部100によって、冷媒回路に封入された冷媒が圧縮機21、室外熱交換器24、膨張弁25、室内熱交換器11の順に循環する動作がなされる。
暖房運転を行うときには、制御部100は、室外熱交換器24が冷媒の蒸発器として機能し、かつ、室内熱交換器11が冷媒の放熱器として機能する状態に、四路切換弁22を切り換える。
給気運転を行うときには、制御部100は、ダンパ44を図4、図6および図8(a)に示す第1状態に切り換える。
排気運転を行うときには、制御部100は、ダンパ44を図5、図7および図8(b)に示す第2状態に切り換える。
加湿運転は、給気運転時に室外空気が室内空気に供給される流路と基本的には同様であるが、室外空気を加湿する点において異なる。
制御部100は、空調装置1aによって上記の冷房運転または除湿運転を行うとともに、室内の熱負荷Lに応じて、換気装置1bによって上記の給気運転を行うように制御する。
制御部100は、空調装置1aによって上記の冷房運転または除湿運転を行うとともに、室内の熱負荷Lに応じて、換気装置1bによって上記の排気運転を行うように制御する。
制御部100は、空調装置1aによって上記の暖房運転を行うとともに、換気装置1bによって上記の給気運転または加湿運転を行うように制御する。
制御部100は、空調装置1aによって上記の暖房運転を行うとともに、換気装置1bによって上記の排気運転を行うように制御する。
(4-1)
本実施形態の空気調和装置1は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う空気調和装置であって、換気装置1bと、制御部100と、を備える。換気装置1bは、室外空気を室内へ供給する第1換気運転(給気運転)と、室内空気を室外へ排出する第2換気運転(排気運転)と、を行う。制御部100は、冷房運転中または除湿運転中に、給気運転または換気運転を行うように制御する。制御部100は、室内SIの熱負荷Lに応じて排気運転を行うか否かを決める。
本実施形態の空気調和装置1において、熱負荷Lは、室内空気の温度及び室外空気の温度によって決定される。
本実施形態の空気調和装置1において、制御部100は、室内空気の温度が室外空気の温度よりも高い場合に、排気運転を行う(ステップS6)。
本実施形態の空気調和装置1において、制御部100は、冷房運転または除湿運転の開始時において、室内空気の温度が室外空気の温度よりも高い場合に、排気運転を行う(ステップS6)。
本実施形態の空気調和装置1において、制御部100は、室内空気の温度が室外空気の温度よりも低い場合に、給気運転を行う(ステップS7)。
本実施形態の空気調和装置1において、室内に配置される室内機2をさらに備える。室内機2は、室内熱交換器11を含む。室内機2には、排気運転時に、室内空気を吸い込む吸込口が18形成されている。吸込口18は、室内熱交換器11の上流に設けられる。
本実施形態の空気調和装置1は、室内と室外とを接続し、室内空気及び室外空気の流路を形成する流路部材を備える。流路は、例えば、換気装置1bのホース6の内部空間、室内機2の給排気口14などである。給気運転では、流路を介して室外空気を室内へ供給する。排気運転では、流路を介して室内空気を室外へ排出する。このように、給気運転の際に室外空気が通る流路を構成する部材と、排気運転の際に室内空気が通る流路を構成する部材とは、共通である。
本実施形態の空気調和装置1において、換気装置1bは、換気ユニット4と、ホース6とを含む。換気ユニット4は、室外機3に設けられている。ホース6は、換気ユニット4と室内機2とを接続する。上記流路部材は、ホース6である。このように、給気する室外空気及び排気する室内空気が通るホース6が共通である。これにより、給排気口14の大きさの制約において、ホース6の径を大きくすることができるので、給気運転で供給する給気量、及び、排気運転で排出する排気量を増やすことができる。このため、換気むらをより減らすことができる。
(5-1)変形例1
上記実施形態では、算出すべき熱負荷Lは、室内温度Ti、及び、室外温度Toの両方の関数として求められるが、これに限定されない。本変形例では、熱負荷Lは、室外温度Toを用いず、室内温度Tiのみの関数として求める。
上記実施形態では、熱負荷Lは、室内温度Ti及び室外温度Toによって決定されるが、本変形例では、室内温度Ti及び設定温度によって決定される。設定温度は、例えば、リモコン102によってユーザが設定した温度である。例えば、室内温度Tiが設定温度よりも高い場合に排気運転を行い、室内温度Tiが設定温度よりも低い場合に給気運転を行う。
上記実施形態では、熱負荷Lは、各種温度によって決定される。本変形例では、熱負荷Lは、各種温度に代えて、または各種温度と共に、各種湿度を用いて決定してもよい。例えば、熱負荷Lを、室内空気の湿度である室内湿度Hi、及び、室外空気の湿度である室外湿度Hoによって決定してもよい。室内湿度Hiは、室内湿度センサ16によって取得できる。室外湿度Hoは、室外湿度センサ34によって取得できる。例えば、室内湿度Hiが室外湿度Hoよりも高い場合に排気運転を行い、室内湿度Hiが室外湿度Hoよりも低い場合に給気運転を行う。
上記実施形態では、熱負荷Lは、各種温度によって決定される。本変形例では、熱負荷Lは、室内機2が設置される部屋Rを構成する躯体の温度である躯体温度によって決定される。躯体温度は、躯体温度センサ(図示せず)によって取得できる。熱負荷Lの算出においては、制御部100は、躯体温度のみならず、各種温度、各種湿度、またはその両方を併せて用いてもよい。
上記実施形態では、冷房運転中または除湿運転中に、室内空気の温度が室外空気の温度よりも高い場合に排気運転を行い、室内空気の温度が室外空気の温度よりも低い場合に給気運転を行うが、これに限定されない。
上記実施形態では、制御部100は、室内の熱負荷Lに応じて排気運転を行うか否かを決めるが、制御部100は、さらに条件を有してもよい。本変形例では、制御部100は、熱負荷Lが熱負荷閾値Lthを上回り、かつ、人検知センサ17が人を検知すると、排気運転を行うことを決める。また、制御部100は、熱負荷Lが熱負荷閾値Lth以下であり、かつ、人検知センサ17が人を検知すると、給気運転を行うことを決める。
上記実施形態では、制御部100は、冷房運転中または除湿運転中に、常に、排気運転または換気運転を行うように制御するが、冷房運転中または除湿運転中の少なくとも一部に、排気運転または換気運転を行うように制御すれば、これに限定されない。換言すると、本開示の空気調和装置は、冷房運転中または除湿運転中の一部において、排気運転及び換気運転を行わないように制御してもよい。
上記実施形態では、換気ユニット4は、室外機に設けられているが、これに限定されない。本変形例の換気ユニットは、室内機に設けられる。
上記実施形態では、室外空気及び室内空気の流路を形成する流路部材として、ホース6及び給排気口14を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、流路部材はホース6であるが、室内機2には給気口と排気口とは、別に形成されてもよい。この場合、給気運転の際には、ホース6から給気口を介して室外空気が室内に供給され、排気運転の際には、排気口を介して室内空気がホース6に導入される。
上記実施形態では、室外空気(給気)が通る流路を構成する流路部材と、室内空気(排気)が通る流路を構成する流路部材とが兼用されるが、これに限定されない。例えば、給気用の流路部材としてのホースと、排気用の流路部材としてのホースとが、別部材であってもよい。
上記実施形態では、冷房運転、除湿運転及び暖房運転を行う空気調和装置1を例に挙げて説明したが、本開示の空気調和装置は、冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行うことができれば、これに限定されない。本変形例の空気調和装置は、冷房専用である。
上述した実施形態では、壁掛け型の室内機2を例に挙げて説明したが、本開示の室内機は、これに限定されない。本開示の室内機は、天井埋込型、床置き型などの任意の型式を採用することができる。
上述した実施形態では、1つの室内機2を備える空気調和装置1を例に挙げて説明したが、本開示の空気調和装置は、これに限定されない。本開示の空気調和装置は、複数の室内機2を備えるマルチタイプにも適用できる。
1a :空調装置
1b :換気装置
2 :室内機
3 :室外機
11 :室内熱交換器(熱交換器)
18 :吸込口
100 :制御部
L :熱負荷
Claims (9)
- 冷房運転及び除湿運転の少なくとも一方を行う空気調和装置であって、
室外空気を室内へ供給する第1換気運転と、室内空気を室外へ排出する第2換気運転と、を行う、換気装置(1b)と、
冷房運転中または除湿運転中に、前記第1換気運転または前記第2換気運転を行うように制御する、制御部(100)と、
を備え、
前記制御部は、室内の熱負荷(L)に応じて前記第2換気運転を行うか否かを決め、
室内の前記熱負荷が高い場合に、前記第2換気運転のみを行い、室内の前記熱負荷が低い場合に、前記第1換気運転のみを行う、
空気調和装置(1)。 - 前記熱負荷は、室内空気の温度及び室内空気の湿度、の少なくとも1つによって決定される、
請求項1に記載の空気調和装置。 - 室内に配置され、熱交換器(11)を含む室内機(2)をさらに備え、
前記熱負荷は、前記室内機が設置される部屋を構成する躯体の温度、によって決定される、
請求項1または2に記載の空気調和装置。 - 前記制御部は、室内空気の温度が室外空気の温度よりも高い場合に、前記第2換気運転を行う、
請求項1~3のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記制御部は、冷房運転または除湿運転の開始時において、室内空気の温度が室外空気の温度よりも高い場合に、前記第2換気運転を行う、
請求項4に記載の空気調和装置。 - 前記制御部は、室内空気の温度が室外空気の温度よりも低い場合に、前記第1換気運転を行う、
請求項1~5のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記制御部は、室内空気の温度と、室外空気の温度との差が所定値以下になった場合に、前記第2換気運転を終了する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 室内に配置され、熱交換器(11)を含む室内機(2)をさらに備え、
前記室内機には、前記第2換気運転時に、室内空気を吸い込む吸込口(18)が形成され、
前記吸込口は、前記熱交換器の上流に設けられる、
請求項1~7のいずれか1項に記載の空気調和装置。 - 前記制御部は、冷房運転中または除湿運転中に、室内空気の温度が室外空気の温度よりも低い場合に、前記第1換気運転及び前記第2換気運転を所定時間行わない、
請求項1~8のいずれか1項に記載の空気調和装置。
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