JPH0221152A - 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７図から第９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ｓｂ、天壁２
に固定ボルト３により固定され、室内機１の下面は天井
４と略画−面上に開口している。室内機１は外殻６と下
面グリル６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ｙａ、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ＩＪ　）し６の中央部に方形状の吸込口１
ｏを設け、吸込口１０の周囲には吹出しグリル１１ａ、
１１ｂ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、斜め下前方へと吹き出す。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／
Ｉ／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
ルーパ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１ｏＯを設けている。

吸込口１０の内部には、吸込温度検出手段１３を固定設
置しておシ、吸込温度を測定するとともに温度設定手段
１ｏＯによる設定温度との温度差を検出し、冷却システ
ムを０Ｎ−ＯＦＦ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。

一般的に体発頓天井埋込凰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１４
の温度調節を行なう。

室１４は、天井４、側壁１５．１６、及び床１７より構
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ＢＴＡＮＤＡＲＤでは、高
さ１８００ｍ以下でかつ側壁からｅｏｏｔｓ＋以上離れ
た空間を居住域と定義している。つまυ人間はおおむね
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により暖められた（冷房時は冷やされた）空
気が、吹出しグＩＪＡ／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１０より吸
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検出手段
１３により検知することによυ、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２．５〜３
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、居住域内に送シ
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り不快
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り
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９、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輻射温度
検出手段近傍の周囲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
た値よりも小さいときつまり、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。

課題を解決するだめの手段 上記目的を達成するために、本発明の空気調和機は、輻
射温度検出手段からの床等の輻射温度出力と輻射温度検
出手段近傍に設けた周囲温度検出手段からの周囲温度出
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りも小さいときのみ、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様制御する。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、室温及び床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
度切替手段により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出し、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り不快感が発生す
るのを防ぐ。又、このとき吹出風は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目ンを
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仁とが
可能となる。

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
ュレーシ曹ンされず、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り、居
住域空気温度と床部温度のアンバランスが大きいことを
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１ｖ１０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２０は輻射温度検出手段であシ、断熱性の外殻２１
、下向きに開口したアルシミニウム製の凹面鏡２２とそ
の焦点付近に設けた輻射温度サーミスタ２３とよシ構成
する。また周囲温度検出手段２４は前記輻射温度検出手
段２ｏと一体に凹状に設けた穴内に設置しておシ前記周
囲温度検出手段２４は凹面鏡２２内には設置してはなら
ない。前記輻射温度検出手段２０と周囲温度検出手段２
４は、下面グ！ＪＡ／６の吸込グリル１ｏ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、輻射温
度検出手段２０により床温や、居住域内に配置した机等
の表面温度の影響を受けた温度を検出するとともに、周
囲温度検出手段２４により輻射温度検出手段２０周辺の
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２６に送る
。前記制御装置は熱負荷量演算手段２６、温度アンバラ
ンス検出手段２７、吹出し角度判定手段２８、吹出し角
度切替手段２９ａ　、２９ｂとから構成している。前記
熱負荷量演算手段２６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２７は、輻
射温度検出手段２ｏからの温度信号と周囲温度検出手段
２４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２８は前記熱負荷量演算手段２６及び前記温度ア
ンバランス検出手段２７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２９ａ、２９ｂは前記吹出し
角度判定手段２８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２９ａは第３図の如く先端部に
メネジを切ったモータシャフト３０ａ付のパルスモータ
３１ａ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３２ａとより成り
、モータシャフト３０ａのメネジに、μｍバの駆動７ヤ
フト３２ａ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４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３３で所望の室温τ８０ｔに温度設定し
、空調機の運転を開始する。

またステップ３４では吸込みグ！ＪＡ／１０の略中央部
内側に設けた吸込み空気温度検出手段１３により吸込み
空気温度Ｔ０を検出する。そしてステップ３５では輻射
温度検出手段２０により、室内機本体１下方の床や机等
の輻射温度Ｔｒを検出する。

又、同時に輻射温度検出手段２００周辺の温度Ｔａを周
囲温度検出手段２４により検出する。

ステップ３６では、まず、前記吸込空気温度Ｔ０と設定
温度Ｔｅａｔの両者から次式にて熱負荷量４丁ｌを計算
する。

ΔＴ　ｌ　＝ｌ　Ｔ　ｏ　　Ｔ　ｓ　ｅ　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Ｊｔｌ＝５℃とする）と演算した熱負荷量ΔＴｌとを
比較する（ステップ３７）。ここで熱負荷量ｄＴｌが基
準熱負荷量Δｔｌ＝ｓｔ；よシも大きいとき、つまシ吸
込空気温度Ｔ０と設定温度Ｔｓｅｔとの差の絶対値が６
℃以上ある場合、つまシ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３８）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Ｔｓｅｔとの差ΔＴｌが基準熱負荷
量ΔＴｌ＝ａ℃よシも小さいときはＹＥＳの側のステッ
プ３９へと進む。ステップａ９では、ステップ３６で検
出した輻射温度Ｔｒと周囲温度Ｔａにより温度アンバラ
ンスｌＴａ　　を次式％式％ にて演算する。そしてステップ４ｏでは、あらかじめ設
定された基準温度アンバランスΔｔａ（ここでは履にΔ
ｔａ＝ｇ℃とする）と前記温度アンバランスΔτ＆　と
を比較する。ここで温度アンバランΔＴａが、基準温度
アンバランスΔｔａよりも大きい場合、つまシ、立上シ
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、〃−パ１２ａ、１２ｂの天井面からの角度
を大きくと９斜め下方吹出しとなる様に判定される（ス
テップ３８）。この結果、運転開始初期の様な立上り運
転時あるいは、障害物等によυ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
ルーバ１２ａ。

１２ｂの角度をより大きくとるため、第６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り
、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
さくなシ、熱負荷量ΔＴｌは基準熱負荷量ΔＢよりも小
さく床面も温調された結果温度アンバランスΔＴａは基
準温度アンバランスΔｔａ　　よりも小さくなる。この
結果、ステップ４ｏでＹＥＳの側に進みμｍパ１２ａ、
１２ｂの角度を小さくとる様に判定される（ステップ４
１）。そしてステップ４２に進み、吹出し角度切替手段
２９ａ　、２９ｂにより各ルーバ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６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υながら、室内機」
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、つまり運転開始初期の
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りこんでやシ早く所
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りも小さくなれば、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１７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る。

このため、居住域に強い風が到達することがなくなり、
風が当ることによる不快感をなくする。又、壁に沿った
流れであり、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
頭よりずっと上方を無駄に温めていた。

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

また万一側壁１６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ョンが発生しにくくなシ、床１７
付近の温度は設定温度Ｔｓ・ｔと大きくかけはなれた温
度となる。つまシ床１７面の温度を輻射温度検出手段に
より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３９）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、ルーパ１２ａ、１２ｂの駆動をモー
タ３１ａ、３１ｂを用いて行なっているが、形状記憶合
金等を用いて、ルーパ１２ａ、１２ｂを駆端させること
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り、床面や机等の表面温度と
ともに輻射温度検出手段近傍の周囲温度を検出し、この
両者から温度アンバランスを検出する。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
定された値よりも小さい値のときには吹出し角度切替手
段により、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
ん送りこんでやシ、早く所望の温度に到達させる。そし
て、運転が安定し設定ｌ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光ら
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ョンはよシ確
実なものとなり、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
ぶ込ことか可能であシ、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シ床面の温度が
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様
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図及び第
３図は本実施例の要部拡大図、第４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
６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７図は
従来の空気調和機の底面図、第８因は上記空気調和機の
中央断面図、第９■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、２ｏ・・・・・・輻射温度検
出手段、２４・・・・・・周囲温度検出手段、２６・・
・・・・制御装置、２６・・・・・・熱負荷量演算手段
、２７・・・・・・温度アンバランス検出手段、２８・
・・・・・吹出し角度判定手段、２９ａ。 ２９ｂ・・・・・・吹出し角度切替手段。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、輻射温度検出手段近傍に設けた
   周囲温度検出手段からの周囲温度出力により室内と床面
   等の温度アンバランスを検出する温度アンバランス検出
   手段と、設定温度検出手段と吸込空気温度検出手段の両
   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、温度アンバランス検出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
   ンス検出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
   し角度制御手段とを備えたことを特徴とする天井埋込型
   の空気調和機。