JPH0979646A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１吸込み口・２吹出し口・２ファン構造を採用
した室内機を備え、この室内機を床の近傍に設置して運
転するものにあって、特に暖房運転開始時に床面近傍の
温度を急速に上昇させることができ、しかも室内の温度
分布を均一に保ちながら暖房運転の立ち上げ時間を短縮
できる空気調和装置を提供する。 【解決手段】暖房運転開始時に下側吹出し口５から先に
吹出しを開始させ、続いて所定期間経過後に上側吹出し
口４から吹出しを開始させるべく下側ファン１６および
上側ファン１５を制御する時間差制御手段７を設けてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に係
り、特に１つの吸込み口から吸込んだ室内空気を上側フ
ァンおよび下側ファンを使って上側吹出し口および下側
吹出し口から吹出すタイプの室内機を備えた空気調和装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、空気調和装置の室内機
は、室内空気の吸込み・吹出し構造から種々のタイプに
分類される。これらのタイプの中に、１吸込み口・２吹
出し口・２ファン構造を採用した室内機がある。この室
内機は、１つの吸込み口から吸込んだ室内空気を熱交換
器に接触させた後に、上側ファンおよび下側ファンを使
って上側吹出し口および下側吹出し口から吹出させるよ
うに構成されている。

【０００３】このタイプの室内機は、吹出し口を一つし
か持たない室内機に比べて、風量や風速を増すことな
く、室内の空気を攪拌する効果に優れ、特に床の近傍に
設置した場合には、定常暖房運転時における室内温度分
布の均一性を向上できるという利点を備えている。

【０００４】ところで、暖房運転時には、運転開始時に
床面近傍の温度を急速に上昇させることができるととも
に部屋全体の温度を均一に、かつ短時間に上昇させるこ
とが要求される。

【０００５】しかし、従来のこの種の室内機を備えた空
気調和装置にあっては、特に暖房運転開始時において、
まず室内機の上側吹出し口から吹出しを開始させ、続い
て凝縮温度が十分に上昇した後に下側吹出し口から吹出
しを開始させる方式を採用しているので、足元（床面近
傍）の温度が上昇するのに比較的長い時間を要するとい
う問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、１吸込み
口・２吹出し口・２ファン構造を採用した室内機を備
え、この室内機を床の近傍に設置して運転する従来の空
気調和装置にあっては、特に暖房運転開始時に床面近傍
の温度を急速に立ち上げることが困難であった。

【０００７】そこで本発明は、暖房運転開始時に床面近
傍の温度を急速に上昇させることができ、しかも室内温
度分布を均一に保ちながら暖房運転の立ち上げ時間を短
縮できる空気調和装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、室内空気を吸込むための吸込み口と、こ
の吸込み口を介して吸込まれた室内空気を上記吸込み口
より上方位置および下方位置からそれぞれ吹出させる上
側吹出し口および下側吹出し口と、前記吸込み口と前記
上側吹出し口との間に設けられた上側ファンと、前記吸
込み口と前記下側吹出し口との間に設けられた下側ファ
ンと、前記吸込み口と前記上側ファンおよび前記下側フ
ァンとの間に設けられた熱交換器とを含む室内機を備
え、該室内機を床の近傍に設置するようにした空気調和
装置において、暖房運転開始時に前記下側吹出し口から
先に吹出しを開始させ、続いて所定期間経過後に前記上
側吹出し口から吹出しを開始させるべく前記下側ファン
および前記上側ファンを制御する時間差制御手段を備え
ている。

【０００９】なお、前記時間差制御手段は、前記上側フ
ァンを回転開始させるときに、前記下側ファンの回転数
を所定だけ低下させる制御機能をさらに備えていること
が好ましい。

【００１０】また、前記時間差制御手段は、前記下側フ
ァンを回転開始させた時点から所定期間に亘って前記下
側吹出し口に付設されているルーバを水平方向にスイン
グさせる制御機能をさらに備えていると好ましい。

【００１１】また、前記時間差制御手段は、前記上側フ
ァンを回転開始させた時点から所定期間に亘って前記上
側吹出し口に付設されているルーバを上下方向にスイン
グさせる制御機能をさらに備えていてもよい。

【００１２】上記のように、本発明に係る空気調和装置
では、暖房運転開始時に下側吹出し口から先に吹出しを
開始させ、続いて所定期間経過後に上側吹出し口から吹
出しを開始させるようにしているので、暖房運転開始時
に、室内機を床の近傍に設置していることの利点を最大
限に発揮させて床面近傍の温度を急速に上昇させること
ができる。そして、下側吹出し口から吹出された暖気が
床面近傍を暖めるとともに浮力によって天井方向に上昇
するので、室内の上下方向の温度分布を均一に保った状
態で室内全体の温度を急速に上昇させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施形態を説明する。図１には本発明の一実施形態に係
る空気調和装置における室内機、ここには床置型に形成
された室内機１の例が示されている。

【００１４】この室内機１は、前後方向には偏平で、上
下方向には比較的長く、外形が角柱状に形成された筐体
２を備えている。筐体２の前面壁で下部および上部を除
いた部分には室内空気を吸込むための吸込み口３が形成
されており、この吸込み口３には塵埃をトラップするた
めのフィルタが装着されている。

【００１５】筐体２の上壁には上側吹出し口４が形成さ
れており、また筐体２の前面壁で吸込み口３より下方位
置には下側吹出し口５が形成されている。上側吹出し口
４には、吹出し方向を可変したり、上側吹出し口４を閉
塞したりするためのルーバ６が紙面と直交する方向に延
びた軸を中心にして上下方向に回動自在に設けられてい
る。このルーバ６は図示しない駆動機構を介して制御装
置７によって回動角が制御される。

【００１６】下側吹出し口５には、吹出す方向を上下方
向を可変したり、下側吹出し口５を閉塞したりするため
のルーバ８，９が紙面と直交する方向に延びた軸を中心
にして上下方向に回動自在に設けられている。また、下
側吹出し口５には、吹出す方向を水平方向に可変するル
ーバ１０が上下方向に延びた軸を中心して水平方向に回
動自在に設けられている。これらルーバ８，９，１０は
それぞれ図示しない駆動機構を介して制御装置７によっ
て回動角が制御される。

【００１７】一方、筐体２内で吸込み口３の背面側位置
には上下に分割された形に上側室内熱交換器１１と下側
室内熱交換器１２とが設けられている。上側室内熱交換
器１２の上端部近傍には上側ファンノーズ１３が設けら
れており、また下側室内熱交換器１２の下端部近傍には
下側ファンノーズ１４が設けられている。そして、筐体
２内で上側室内熱交換器１１の背面側には横流型の上側
ファン１５が、また下側室内熱交換器１２の背面側には
同じく横流型の下側ファン１６がそれぞれ軸心線を紙面
と直交する方向に向けて設けられている。

【００１８】なお、図１中、１７，１８はそれぞれファ
ンケーシングを示している。上記のように構成された室
内機１は、部屋の床面上（必ずしも床面上でなくても
可）に据付けられ、上側室内熱交換器１５の冷媒管およ
び下側室内熱交換器１６の冷媒管が図３に示すように直
列に接続され、さらに図２に示すように図示しない室外
機に設けられた圧縮機２０、室外熱交換器２１、膨張弁
２２、４方弁２３に対して配管を介して図示関係に接続
されている。すなわち、暖房運転時には、圧縮機２０か
ら吐出された冷媒が、４方弁２３〜上側室内熱交換器１
１〜下側室内熱交換器１２〜膨張弁２２〜室外熱交換器
２１〜４方弁２３〜圧縮機２０の経路で流れるようにな
っている。

【００１９】次に、上記のように構成された空気調和装
置で暖房運転を行う場合の動作を図４を参照しながら説
明する。まず、上側吹出し口４に設けられたルーバ６お
よび下側吹出し口５に設けられたルーバ８，９，１０は
定常暖房運転における設定角と同じ回動角に保持されて
いるものとする。

【００２０】暖房運転モードが選択されると、４方弁２
３が暖房運転モードに切換えられる。運転開始指令が与
えられると、センサ出力に基づいて以下の制御が制御装
置７によって行われる。

【００２１】まず、室外機内に設けられた圧縮機２０が
起動され(S1)、この圧縮機２０から吐出された冷媒は前
述した経路で流れる。すなわち、室内機１内の上側室内
熱交換器１１および下側室内熱交換器１２では、図３中
に実線矢印で示すように、上側室内熱交換器１１から下
側室内熱交換器１２に向けて冷媒が流れる。起動初期に
おいては、上側室内熱交換器１１および下側室内熱交換
器１２内を流れる冷媒ガスの温度は低いが、徐々に温度
上昇する。

【００２２】そして、凝縮温度が予め定められた温度に
達すると、制御装置７は下側ファン１６のみを回転開始
させる(S2)。この結果、下側吹出し口５から床面に沿う
ように温風が吹出され、床面近傍が急速に温度上昇す
る。床面近傍に吹出された暖気は、床面近傍を暖めると
ともに浮力によって天井方向に上昇する。したがって、
室内の上下方向の温度分布がほぼ均一に保たれた状態で
室内全体の温度が急速に上昇する。

【００２３】凝縮温度がさらに上昇し、予め定められた
十分な温度まで達すると、制御装置７は、まず下側ファ
ン１６の回転数を所定だけ低下させ（(S3)、続いて上側
ファン１５の回転を開始させる(S4)。

【００２４】このように、上側ファン１５を回転開始さ
せる前に下側ファン１６の回転数を所定だけ低下させる
のは、上側ファン１５を回転開始させると、風量が急激
に増加し、これが原因して吹出し温度が急激に低下して
快適性を損なうからである。この例では、上下合計の送
風量が下側ファン１６だけの場合とほぼ同じ値となるよ
うに、一旦、下側ファン１６の回転数を低下させ、その
後に徐々に下側ファン１６の回転数を上昇させて定常暖
房運転に移行させるようにしている。

【００２５】このように、暖房運転開始時には、下側吹
出し口５から先に吹出しを開始させ、続いて凝縮温度が
十分に高くなった時点から上側吹出し口４から吹出しを
開始させるように時間差制御を行っている。したがっ
て、暖房運転開始時には、室内機１を床の近傍に設置し
ていることの利点を最大限に発揮させて床面近傍の温度
を急速に上昇させることができる。そして、下側吹出し
口５から吹出された暖気は、床面近傍を暖めるとともに
浮力によって天井方向に上昇し、室内の上下方向の温度
分布を均一に保った状態で室内全体の温度を急速に上昇
させるのに寄与する。

【００２６】図５(a) には上述した運転形態を採用した
場合において部屋の中心部で床上５cmの位置での運転開
始からの温度変化例が他の運転形態例と比較して示され
ており、図５(b) には同じく部屋の中心部で床上５cmの
位置全体での運転開始からの温度変化例が他の運転形態
例と比較して示されている。なお、これらの図におい
て、Ａは図４に示した運転形態の場合を示し、Ｂは上側
吹出し口からの吹出しを先行させた場合の例を示し、Ｃ
は室内機を天井近くに設置した壁掛式の室内機の場合の
例を示している。

【００２７】これらの図から判るように、図４に示すよ
うな時間差を持たせた運転形態を採用することによっ
て、運転開始時点から短時間に床面近傍の温度を上昇さ
せることができ、いわゆる暖房の立ち上げ時間を短縮す
ることができる。

【００２８】なお、上述した例では、暖房運転時に冷媒
を上側室内熱交換器１１から下側室内熱交換器１２へ向
けて流すようにしているが、図６および図７に示すよう
に、暖房運転時に冷媒を上側室内熱交換器１１ａから下
側室内熱交換器１２ａへ向けて流した後に下側室内熱交
換器１２ａから上側室内熱交換器１１ａへ流すように、
折り返して流すようにしてもよい。また、図８に示すよ
うに、暖房運転時に冷媒を下側室内熱交換器１２ｂから
上側室内熱交換器１１ｂへ向けて流した後に上側室内熱
交換器１１ｂから下側室内熱交換器１２ｂへ流すよう
に、折り返して流すようにしてもよい。さらに、図９に
示すように、上側室内熱交換器１１の暖房運転時におけ
る冷媒入口にバルブ３１を設けるとともに、バルブ３１
と上側室内熱交換器１１との直列回路の両端にバルブ３
２と配管とからなるバイパス回路３３を設け、暖房開始
時に下側吹出し口５から先行して吹出させている期間
は、バルブ３１を“閉”、バルブ３２を“開”に制御し
て冷媒を下側室内熱交換器１２だけに流すようにしても
よい。この例では、上側吹出し口４から吹出しを開始さ
れる時点において、バルブ３１が“開”、バルブ３２が
“閉”に制御される。

【００２９】さらに、暖房運転開始時に制御装置７でル
ーバを次のようにスイング制御するようにしてもよい。
たとえば、図１０に示すように、暖房運転開始指令が与
えられると、室外機内に設けられた圧縮機２０を起動す
る(S11) 。凝縮温度が予め定められた温度に達した時点
で下側ファン１６のみを回転開始させる(S12) 。同時ま
たは引続いて下側吹出し口５に設けられている水平方向
に回動自在なルーバ１０をスイングさせる(S13) 。この
ようにルーバ１０をスイングさせることによって、温風
を室内の左右方向にまで拡げて床面近傍の温度を平面方
向に均一にし、床面近傍のほぼ全領域を速やかに温度上
昇させることができる。凝縮温度がさらに上昇し、予め
定れた十分な温度まで達した時点で、たとえばルーバ１
０のスイングを停止させるとともに上側ファン１５を回
転開始させる(S14) 。このような運転形態を採用しても
よい。

【００３０】また、暖房運転開始時に制御装置７でルー
バを次のようにスイング制御するようにしてもよい。た
とえば、図１１に示すように、暖房運転開始指令が与え
られると、室外機内に設けられた圧縮機２０を起動する
(S21) 。凝縮温度が予め定められた温度に達した時点で
下側ファン１６のみを回転開始させる(S22) 。凝縮温度
が上昇し、予め定れた十分な温度まで達した時点で、上
側ファン１５を回転開始させる(S23)。同時または引続
いて上側吹出し口４に設けられている上下方向に回動自
在なルーバ６をスイングさせる。このようにルーバ６を
スイングさせることによって、上側吹出し口４から吹出
される温風を床面に衝突させることができ、床面近傍の
温度を効果的に上昇させることができ、しかも部屋全体
の暖房立ち上げ時間を短縮できる。

【００３１】図１２には上側吹出し口４に設けられたル
ーバ６をスイングさせたときの床上５cm位置での平面温
度変化の例が他の例と比較して示されている。図中、Ｄ
は図１１に示す運転形態を採用したときの特性を示し、
Ｅはルーバ６を定常暖房位置に固定したときの特性を示
し、Ｆはルーバ６を定常暖房位置に固定して風量を最大
に設定したときの特性を示している。この図から判るよ
うに、ルーバ６をスイングすることによって床面近傍温
度の立上がりを速めることができる。

【００３２】なお、上述した各例では、冷媒の凝縮温度
に基づいて上側吹出し口からの吹出し開始を決定してい
るが、下側吹出し口から吹出し開始した時点から一定時
間経過後または指定した期間経過した時点で上側吹出し
口からの吹出しを開始させるようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
暖房運転開始時において床面近傍の温度を急速に上昇さ
せることができ、しかも部屋全体の温度も均一にかつ短
時間時に上昇させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置に組込
まれた室内機の模式的断面図

【図２】同空気調和装置の暖房運転時における冷凍サイ
クル図

【図３】室内機に組込まれた室内熱交換器の構成図

【図４】同空気調和装置の暖房運転開始時における運転
制御形態を説明するための図

【図５】同空気調和装置の暖房運転開始時における暖房
特性を他の例と比較して示す図

【図６】同様の運転制御形態を適用できる別の冷凍サイ
クル図

【図７】同冷凍サイクルに組込まれた室内熱交換器の構
成図

【図８】同様の運転制御形態を適用できるさらに別の冷
凍サイクル図

【図９】同様の運転制御形態を適用できるさらに別の冷
凍サイクル図

【図１０】運転制御形態の別の例を説明するための図

【図１１】運転制御形態のさらに別の例を説明するため
の図

【図１２】同運転制御形態を採用したときの暖房特性を
他の例と比較して示す図

【符号の説明】

１…室内機 ２…筐体 ３…吸込み口 ４…上側吹出し口 ５…下側吹出し口 ６，８，９，１０…ルーバ ７…制御装置 １１，１１ａ，１１ｂ…上側室内熱交換器 １２，１２ａ，１２ｂ…下側室内熱交換器 １５…上側ファン １６…下側ファン ２０…圧縮機 ２１…室外熱交換器 ２２…膨張弁 ２３…４方弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小井戸 哲也 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム研究所内 (72)発明者 三島 毅睦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム研究所内 (72)発明者 石田 秀士 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム研究所内 (72)発明者 高橋 幸伸 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内空気を吸込むための吸込み口と、この
   吸込み口を介して吸込まれた室内空気を上記吸込み口よ
   り上方位置および下方位置からそれぞれ吹出させる上側
   吹出し口および下側吹出し口と、前記吸込み口と前記上
   側吹出し口との間に設けられた上側ファンと、前記吸込
   み口と前記下側吹出し口との間に設けられた下側ファン
   と、前記吸込み口と前記上側ファンおよび前記下側ファ
   ンとの間に設けられた熱交換器とを含む室内機を備え、
   該室内機を床の近傍に設置するようにした空気調和装置
   において、 暖房運転開始時に前記下側吹出し口から先に吹出しを開
   始させ、続いて所定期間経過後に前記上側吹出し口から
   吹出しを開始させるべく前記下側ファンおよび前記上側
   ファンを制御する時間差制御手段を具備してなることを
   特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】前記時間差制御手段は、前記上側ファンを
   回転開始させるときに、前記下側ファンの回転数を所定
   だけ低下させる制御機能をさらに備えていることを特徴
   とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 【請求項３】前記時間差制御手段は、前記下側ファンを
   回転開始させた時点から所定期間に亘って前記下側吹出
   し口に付設されているルーバを水平方向にスイングさせ
   る制御機能をさらに備えていることを特徴とする請求項
   １または２に記載の空気調和装置。
4. 【請求項４】前記時間差制御手段は、前記上側ファンを
   回転開始させた時点から所定期間に亘って前記上側吹出
   し口に付設されているルーバを上下方向にスイングさせ
   る制御機能をさらに備えていることを特徴とする請求項
   １、２、３のいずれか１項に記載の空気調和装置。