JPH01302055A - 天井埋込型の空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空気調和機、特にその吹出し空気風向の制御に
関するものである。

従来の技術 従来の技術について第６図から第８図を用いて説明する
。１は天井埋込型の空気調和機の室内機であり、天壁２
に固定ポルト３によシ固定され、室内機１の下面は天井
４と路間−面上に開口している。室内機１は外殻５と下
面グＩＪ　ｉｖ５とから構成し、その内部には冷却シス
テムの室内側熱交換器７ａ、７ｂが、またその各々と熱
交換可能な様に送風機８を設置している。

そして下面グリ／Ｌ／６の中央部に方形状の吸込口１０
を設け、吸込口１０の周囲には吹出しグリル１１ａ、１
１ｂを設けている。送風機８から吹出した空気の略半分
は熱交換器７ａを通ったのち、吹出しグリル１１ａを通
過し、斜め下前力へと吹き出す。また送風機８から吹出
した残りの空気は熱交換器７ｂを通シ、吹出しグリ／Ｌ
／１１ｂを通過し斜め下前方へと吹出す様な構造として
いる。

また各々の吹出し風向をコントロールするため可動式の
ルーバ１２ａ　、　１２ｂを設置している。

そして、使用者が任意の室温に設定可能な様なリモコン
タイプの温度設定手段１００を設けていも吸込口１ｏの
内部には、吸込温度センサ１３を固定設置しており、吸
込温度を測定するとともに温度設定手段１００による設
定温度との温度差を検出し、冷却システムを０Ｎ−ＯＦ
Ｆさせ室内を略−様に保っている。

この様に構成する従来の天井埋込型の空気調和機の動作
について説明する。

一般的に本発明の天井埋込型の空気調和機は事務所や店
舗あるいは居室の天井部に設置されることが多く、室１
４の温度調節を行なう。

室１４は、天井４、側壁１５，１６、及び床１７よシ構
成している。又、第８図の二点鎖線に囲まれた空間が居
住域であシ、ＡＳＨＲＡＥの５ＴＡＮＤＡＲＤでは、高
さ１８００１１１１以下でかつ側壁から６０Ｏｆｆ以上
離れた空間を居住域と定義している。つまシム間はおお
むねこの居住域で活動すると定義している。

このときの吹出空気の流線は、第８図の様に、熱交換器
７ａ、７ｂによシ暖められた（冷房時は冷やされた）空
気が、吹出しグリル１１ａ、１１ｂから斜め下方に吹出
し、居住域内で大きな弧を描く様に、室１４内を暖め（
冷やし）たのち室内機１の中央の吸込口１ｏよシ吸込ま
れる。このとき、各吹出し気流ａ、及びｂは路間−の吹
出し風量。

吹出し方向であシ、気流ａ、ｂの流線はいずれも略同様
の弧を描く。

この様にして吸込まれた空気の温度を吸込温度センサ１
３によシ検知することにょシ、吹出し空気温度を調節し
、室１４の居住域内の平均温度をほぼ設定温度に維持す
るものであった。

発明が解決しようとする課題 店舗や事務所、あるいは居室の天井は床から２．６〜３
ｆｌの高さであシ、この位置に室内機が設置されたとき
、室内機から吹出す温調された空気を、居住域内に送り
込み良好な温度分布を維持するには、吹出し風速を非常
に大きくしなければならない。このため吹出し口の真下
付近にいる人は、その吹出し風が頭部や顔面に当シネ快
感が発生したり、体感的に寒く感する現象が発生するの
で、レベルの高い快適空間を提供できないという問題点
があった。

また、特に暖房時は空気の比重量の影響で、高温の空気
が天井付近によどみ、人間の活動範囲である居住域よシ
も上方の天井付近を無駄に暖房してしまうので、非常に
効率の悪い暖房となシ、ランニングコストが高くなると
いう問題があった。

本発明は、設定温度と吸込み空気温度とから室内熱負荷
量を演算し、かつ居住域内の床等の輻射温度と吸込み空
気温度から居住域内の温度アンバランスを検出し、これ
らのいずれもが、あらかじめ設定された値よシも小さい
ときつまシ、定常運転状態に近づけば、空調機の空気の
吹出し角度を天井面に略水平に吹出し、それ以外の時に
は空気の吹出し角度を斜め下方に吹き出す様に制御する
空気調和機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の空気調和機は、吸
込空気温度検出手段からの吸込空気温度出力と、輻射温
度検出手段からの床等の輻射温度出力の両者からの温度
アンバランスを演算し、又吸込空気温度と設定温度出力
から室内の熱負荷量を演算する。前記温度アンバランス
と室内の熱負荷量のいずれもがあらかじめ設定された値
よシも小さいときのみ、空調機の吹出し空気の吹出し角
度を天井面に略水平とし、それ以外は斜め下方吹出しと
する機制御する。つまシ運転開始時の様に室内温度と設
定温度の差が大きいときや、室内温度が設定温度に近づ
いていても床面等が非常に低温の場合では斜め下方吹出
しにし居住域内を素速く温調する様に制御する。そして
、室回ψ味面等の温度がほぼ設定温度近くになれば、天
井面に略水平な吹出しとなる様に設定する吹出し角度切
替手段を有している。

作　　用 本発明は、上記の様な構成により、吸込み空気温度と、
設定温度を検出演算し室内の熱負荷量を判定するととも
に、温度アンバランス検出手段により、居住域の温度と
床面等の温度のアンバランス量を検出し、熱負荷量及び
温度アンバランスのいずれかが大きい場合には吹出し角
度切替手段によシ斜め下方に吹出す様に、また熱負荷量
及び温度アンバランスのいずれもが小さい場合には吹出
し角度切替手段により、天井面と略水平に吹き出す様に
制御することにより、運転開始初期の様に熱負荷量と居
住域空気温度と床面等の温度差が大きく、すばやく居住
領域を冷暖房したいときには斜め前下方に吹き吐し、短
時間による温調を行なう。そして室温が安定してくれば
室内温度と設定温度の差が小さくなるとともに温度アン
バランスも小さくなり、吹出し角度を天井面に略水平に
するので居住域内の人間に強い風が当シネ快感が発生す
るのを防ぐ、又、天井面に沿って吹出すので、風速は減
速しにくく、天井→側壁→床→空気調和機吸込口という
室全体の大きなサーキュレーシヨンを発生させ、室全体
を均一に温調する。また、特に暖房運転の場合には、居
住域の上方の天井付近に溜シやすい高温空気を略水平吹
出し流で居住域内へと運び込む。

また、側壁や天井面に対流に障害となる遮へい物（たと
えば書庫・けい光灯等）がある場合、床付近までサーキ
ュレーションされず、床部の温度と設定温度との温度差
が大きくなる様なときでも輻射温度検出手段によ板居住
域空気温度と床部温度のアンバランスを検出するため、
斜め下方吹出しとなシ、居住域の温度を設定温度近辺に
維持できる。

実施例 以下本発明の一実施例を第１図から第６図により説明す
る。尚、従来と同一のものについては説明を省略し、異
なる点のみについて述べる。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図であり１８は室
内温度設定手段で、１９は吸込グリル１０内部に設けら
れた吸込み空気温度検出手段で、室１４上部の吸込み空
気の温度を検出する。

また２ｏは輻射温度検出手段であシ、下面グリ／Ｌ’Ｓ
の吸込グリ）し１０の横付近に床１７部の温度を検出可
能な様に下向きに設置し、床温や、居住域内に設置した
机等の表面温度を検出する。

この様にして検出された温度信号を制御装置２１に送る
。前記制御装置は熱負荷量演算手段２２、温度アンバラ
ンス検出手段２３、吹出し角度判定手段２４、吹出し角
度切替手段２５ａ　、２５ｂとから構成している。前記
熱負荷量演算手段２２は吸込み空気温度検出手段１９と
室内温度設定手段１８からの温度信号に基づき熱負荷量
を演算し、前記温度アンバランス検出手段２３は、輻射
温度検出手段２０からの温度信号と吸込み空気温度検出
手段からの温度信号に基づき、床部と居住域の温度のア
ンバランスを検出するものである。そして吹出し角度判
定手段２４は前記熱負荷量演算手段２２及び前記温度ア
ンバランス検出手段２３の出力信号に基づき、吹出し角
度を天井４に平行な吹出し角度か、床面１７への下方吹
出し角度かを判定するものである。

そして吹出し角度切替手段２５ａ　、２１５ｂは前記吹
出し角度判定手段２４から送られてきた吹出し角度設定
信号に基づいてルーバ１２ａ、１２ｂの角度を変更する
ものである。

前記吹出し角度切替手段２５ａは第２図の如く先端部に
メネジを切ったモータシャフト２６ａ付のハルレスモー
タ２７ａと、一端をルーバ１２ａの先端部に枢支し、他
端はオネジを切ったルーバ駆動シャフト２８ａとより成
シ、モータシャフト２６ａのメネジに、ルーバの駆動シ
ャツ）２８ａのオネジを螺嵌する構成である。。

次に上記の様に構成した空気調和機の動作を第３図のフ
ローチャートを用いて説明する。

室１４を使用する人が、空気調和機１の電源を投入した
のち、ステップ２９で所望の室温Ｔｅ５ｔに温度設定し
、空調機の運転を開始する。

またステップ３ｏでは吸込みグリル１ｏの略中央部内側
に設けた吸込み空気温度検出手段１３によシ吸込み空気
温度Ｔ０を検出する。そしてステップ３１では輻射温度
検出手段２０によシ、室内機本体１下方の床や机等の輻
射温度Ｔｒを検出する。

ステップ３２では、まず、前記吸込空気温度Ｔ０と設定
温度Ｔｓｅｔの両者から次式にて熱負荷量ΔＴｌを計算
する。

Δ”　ｌ　＝ｌ　Ｔｏ−Ｔ　＠＠　ｔ　ｌそしてあらか
じめ設定された基準熱負荷量Δｔｌ（ここでは仮にΔｔ
ｌ＝５°Ｃとする）と演算した熱負荷量ΔＴｌとを比較
する（ステップ３３）。ここで熱負荷量ΔＴ４が基準熱
負荷量Δｔ４＝６°Ｃよシも大きいとき、つまシ吸込空
気温度Ｔ０と設定温度Ｔｓ＠ｔとの差の絶対値が６°Ｃ
以上ある場合、つまり室内が設定温度からかけはなれて
いるときにはＮＯの側に進み、ルーバ１２ａ、１２ｂの
天井面からの角度を大きくとる様に判定され（ステップ
３４）斜め下方の吹出し状態となる。一方吸込み空気温
度Ｔ０と設定温度Ｔ　ｓｅｔとの差ΔＴｌが基準熱負荷
量ΔＴｌ＝５°Ｃよりも小さいときはＹＥＳの側のステ
ップ３６へと進む。ステップ３６では、吸込み空気温度
Ｔ０と、ステップ３１で検出した輻射温度Ｔｒ　によシ
温度アンバツンスΔＴａを次式４式％ にて演算する。そしてステップ３６では、あらかじめ設
定された基準温度アンバランスΔｔａ（ここでは仮にΔ
ｔａ＝８°Ｃとする）と前記温度アンバランスΔＴａと
を比較する。ここで温度アンバランスΔＴａが、基準温
度アンバランスΔｔａよシも大きい場合、つまシ、立上
り運転時の様に床面の温度が居住域の温度に比べ大きく
異なる場合には、Ｎ。

の側に進み、ルーバ１２ａ、１２ｂの天井面からの角度
を大きくとシ斜め下方吹出しとなる様に判定される（ス
テップ３４）。この結果、運転開始初期の様な立上シ運
転時あるいは、障害物等によシ床面の温度と居住域の温
度との差が非常に大きい様な高負荷がかかる運転時には
μｍバ１２ａ。

１２ｂの角度をよシ大きくとるため、第４図の様に温調
された空気を直接居住域内に吹き出すことが可能であシ
、居住域をすばやく設定温度に近づけることができる。

そして室１４の温度がほぼ設定温度に近づくと熱負荷量
ΔＴｌ及び温度アンバランスΔＴａはだんだんと小さく
なυ、熱負荷量ΔＴｌは基準熱負荷量Δｔｌよシも小さ
く床面も温調されり結果温度アンバランスΔＴａは基準
温度アンバランスΔｔａよシも小さくなる。この結果、
ステップ３ｅでＹＥＳ　　の側に進みルーバ１２ａ、１
２ｂの角度を小さくとる様に判定される（ステップ３７
）。

そしてステップ３８に進み、吹出し角度切替手段２５ａ
　、２５ｂによシ各ルーバ１２ａ、１２ｂを駆動させ、
吹出し方向を天井面に略水平になる様に設定する。この
ため吹出した空気は第５図の様に天井４に沿って流れ、
対向する側壁１５．１６の上部にぶつかる。そしてぶつ
かった流れは、下方の流れに変化し、側壁１５．１６に
沿って下方に流れていく。そして床１７に到達したのち
床面１７を広が９ながら、室内機１の吸込口１ｏから吸
込まれていき、室１４内全体に大きなサーキュレーショ
ンを発生させる。このため居住域には強風が発生せず、
室１４の壁に近い外殻からソフトに温調が可能となる。

上記実施例によれば、熱負荷量が大きい場合、あるいは
温度アンバランスが大きい場合、つまシ運転開始初期の
様な場合には、吹出方向を前方床面に向けてやシ居住域
内に温調された空気をどんどんと送シこんでやシ早く所
望の温度に到達する様に制御する。一方、室１４の温度
が設定温度に近づき、熱負荷量ΔＴｌ及び温度アンバラ
ンスΔＴａのいずれもが基準値よシも小さくなれば、吹
出す方向を、天井に水平な吹出しとし、天井面に沿った
流れを発生させる。吹出し空気は、天井面に沿って流れ
るので、風速は減少しにくく、天井面を沿いながら、側
壁１５．１６上端に到達°したのち側壁１５．１６に沿
って下方に流れていき床面１Ｔをへて、室内機１の吸込
口１０に吸込まれていく。

この結果室１４には壁面に沿った大きなサーキュレーシ
ョンが発生する。つまシ室１４がほぼ安定した温度に到
達すれば、吹出しを居住域外の天井付近とし、居住域を
外殻から温調することになムこのため、居住域に強い風
が到達することがなくなシ、風が当ることによる不快感
をなくする。ヌ、壁に沿った流れであシ、気流は減速し
にくく、確実にサーキュレーションするので室内はよシ
均一な温度分布にすることが可能である。

特に暖房時には天井４付近に高温空気が滞留しやすいが
頭よシずっと上方を無駄に温めていた。

この様な高温空気を、水平吹出し流によシ吹きとばし、
居住域内へと運ぶので、効率の良い暖房を可能とする。

また万一側壁１５付近に書庫等の障害物を設置した際に
は前記サーキュレーシヨンが発生しにくくなシ、床１７
付近の温度は設定温度Ｔｓｅｔと大きくかけはなれた温
度となる。つまり床１７面の温度を輻射温度検出手段に
よシ検出し温度アンバランスが大きくなったことを判定
しくステップ３６）斜め下方吹出しに切替えるため、居
住域を所望の温度に維持できる。

尚、本実施例では、ルーバ１２ａ　、　１２ｂの駆動を
モータ２７＆　、２７ｂを用いて行なっているが、形状
記憶合金等を用いて、ルーバ１２ａ、１２ｂを部端させ
ることも充分に可能である。

発明の効果 以上実施例から明らかな様に本発明は、吸込み空気温度
検出手段と設定温度検出手段により室内の熱負荷量を演
算する熱負荷量演算手段と、床面付近の輻射温度を検出
する輻射温度検出手段によシ、床面や机等の表面温度を
検出する。そしてこれら熱負荷量及び温度アンバランス
のいずれもがあらかじめ設定された値よυも小さい値の
ときには吹出し角度切替手段によシ、天井面に略水平に
吹き出す様に制御し、又いずれも、あるいはいずれかが
大きいときは斜め下方吹出しに制御するので、室内温度
と設定温度との差が大きいか、床面と室内のアンバラン
スが大きい様な運転開始初期の様な場合には、温調され
た空気を居住域内にどんどん送シこんでやシ、早く所望
の温度に到達させる。そして、運転が安定し設定温度に
近づき、かつ吹出し空気温度変化率が小さくなれば、非
居住域に水平吹出し流を発生させ、天井面に沿った室内
全体の大きな対流を発生させる。

このため居住域内に居る人間には吹出し気流が直接当ら
ないので気流による不快感は発生しない。

また、天井面に沿って気流が流れるので、風速の低下が
おこりに＜＜、室全粋のサーキュレーシッンはよシ確実
なものとなシ、室内温度分布も大幅に向上する。

また天井面、側壁も同時に温調されるので、これらの面
からの冷輻射、暖輻射による不快感は減少する。

特に暖房時には高温の空気が天井付近にたまシやすいが
、水平吹出しによって、上部の高温空気・を居住域内に
運ぶ込むことが可能であり、より効率の高い暖房が可能
である。

また万一側壁付近、天井付近に書庫やけい光灯などの障
害物がある場合サーキュレーションがおこりにくく、居
住域の下部の床付近まで温調しにくくなり床面の温度が
設定値よりもかけはなれた温度となるが、この場合には
、温度アンバランスが大きくなるので、水平吹出し状態
を下吹出し状態に変更し、居住域を所望の温度になる機
制御する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本実
施例の要部拡大図、第３図は吹出し角度判定のためのプ
ログラムの一例を示すフローチャート図、第４図は立上
シ運転時の室内気流を示す図、第６図は安定運転時（水
平吹出し時）の室内気流を示す図、第６図は従来の空気
調和機の底面図、第７図は上記空気調和機の中央断面図
、第８図は従来例における室内気流を示す図である。 １８・・・・・・室内温度設定手段、１９・・・・・・
吹出し空気温度検出手段、２１・・・・・・制御装置、
２２・・・・・・熱負荷量演算手段、２３・・・・・・
温度変化率測定手段、２４・・・・・・吹出し角度判定
手段、２６ａ　、　２ｓｂ・・・・・・吹出し角度切替
手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ａ 窩３図 第４図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸込空気温度検出手段からの吸込空気温度出力と、居住
   域内の床等の輻射温度を検出する輻射温度検出手段から
   の輻射温度出力とから室内と床面等の温度アンバランス
   を演算する温度アンバランス演算手段と、設定温度検出
   手段と吸込空気温度検出手段の出力をもとに室内の熱負
   荷量を演算する室内熱負荷量演算手段と、温度アンバラ
   ンス演算手段及び室内熱負荷量演算手段の両出力信号に
   基づき吹出し角度を任意にかえる吹出し角度切替手段と
   、前記熱負荷量演算手段からの出力である室内の熱負荷
   量が小さく、かつ温度アンバランス演算手段からの出力
   信号であるアンバランス量が小さいときのみ吹出し角度
   を天井面に略水平になる様制御し、それ以外のときは斜
   め下方に吹出す様制御する吹出し角度制御手段を備えた
   ことを特徴とする天井埋込型の空気調和機。