JPS62194158A - 空気調和機の運転制御方法 - 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、吹き出し方向と、圧縮機の能力と、吹き出し
風量を制御する空気調和機の運転制御方法に関する。

従来の技術 従来、この種の制御方法としては、流体素子を利用した
風向偏向制御が主であり、能力制御についてはほとんど
が手動による風量変更での制御であった。すなわち周知
の冷凍サイクル構成および送風装置等を具備した空気調
和機本体の前面に、吸込口および吹出口を設け、さらに
前記吹出口を、回動可能な風向偏向板を具備した流体素
子構造とし、さらに前記風向偏向板を駆動するステッピ
ングモータを設け、また前記空気調和機本体の運転を制
御する制御部により前記風向偏向板の回動角度を規制し
た構成において、空気調和機が周知の如く冷房運転され
ると、制御部からの出力信号により規制された角度分だ
けステッピングモータを駆動する。その結果、風向偏向
羽根は所定角度の範囲で連続的に往復運動し、これに起
因して吹出される風は周知の原理により所定範囲内で風
向きが連続して変わる。

発明が解決しようとする問題点 上記の従来構成では、単に風向偏向制御のみであり、し
かも垂直方向のみの風向偏向制御であるため、下方吹き
出し時は直接人体にあたるため寒く感じ、また上方吹き
出しの場合は周囲から冷やされていない空気が流入し体
感温度は高くなるため暑く感じる。さらに、前記寒い暑
いの繰返しにより安定した冷房感が得られないため、快
適性の面で非常に悪いものであった。

本発明は、空気調和機を用いた居住空間の快適性の向上
、特に冷房開始時の快適性の向上を図ることを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決す、るために本発明は、冷媒を圧縮し
、室内熱交換器、室外熱交換器とともに冷凍サイクルを
構成する回転数可変型圧縮機と、送風機、前記送風機を
回転動作させる回転数可変型ファンモータ、前記室内熱
交換器を内部に有する室内ユニソｌ−と、この室内ユニ
ットに設けられ前記室内熱交換器を通過した空気を吹き
出す吹出口と、この吹出口から吹き出される空気を上下
方向に偏向する上下偏向羽根と、前記吹出口の左右に独
立して設けられかつ前記吹出口から吹き出される空気を
左右方向に分岐して偏向する左右偏向羽根と、前記回転
数可変型圧縮機と前記回転数可変型ファンモータの回転
数および前記上下偏向羽根と左右偏向羽根の駆動とを制
御する制御装置を設け、この制御装置には前記上下偏向
羽根と左右偏向羽根をそれぞれ往復駆動する駆動手段と
、前記回転数可変型圧縮機と前記回転数可変型ファンモ
ータの回転数を切換える回転数可変手段と、室温を検出
する温度検出手段と、あらかじめ設定した温度を記憶す
る設定温度記憶手段を有し、前記室温が設定値に到達す
る以前は、前記左右偏向羽根およびと下偏向羽根を、吹
き出し方向が下方でかつ中央に集中するようにそれぞれ
駆動し、さらに前記回転数可変型圧縮機と前記回転数可
変型ファンモータは高速回転とし、前記室温が設定値に
到達したときに、前記左右偏向羽根および上下偏向羽根
を、吹き出し方向が水平もしくはと方向でかつ左右に分
岐するようにそれぞれ駆動するとともに回転数可変型圧
縮機及びファンモータの回転数を低くするものである。

作　　　用 上記手段により本発明の空気調和機の運転制御方法は、
室温がある設定温度に到達する以前は、下方集中吹き出
しと共に回転数可変型圧縮機の回転数は高速でさらに送
風量を多くし、冷房運転開始時には直接人体に冷風があ
たるため、居住空間内がプルダウン中であっても、暑さ
を感じることなく冷房を行うことができると共にプルダ
ウンの時間も短くなり、前記室温がある設定温度に到達
しｔこときに、下方集中吹き出しでしかも回転数可変型
圧縮機の回転数が高速でさら番こ送風は強風から、水平
分流吹き出しでしかも回転数可変型圧縮機の回転数が低
速でさらに送風は弱風となるｔコめに、冷気が左右上方
から静かに降下するマイルドな冷房が可能となり、温度
分布の均一化が図れ、快適性の向上を図ることができる
。

実施例 以下、本発明の一実施例による空気調和機の風向偏向装
置を図面を用いて説明する。

第１図は同装置の要部分解斜視図である。

同図に示すように、吹き出し方向にわずかにわん曲し、
コアンダ効果によって上下の風向偏向を行う上下偏向羽
根１は、その長手方向にシャフト２を有し、このシャフ
ト２は中モータ（ステッピングモータ）３に接続されて
いる。また吹き出し空気をコアンダ効果によって水平方
向に偏向する左右偏向羽根は、連結機４ａに連結された
左偏向羽根５ａと、連結機４ｂに連結された右偏向羽根
５ｂとから構成されている。そして左偏向羽根５ａは、
羽根用レバーアーム５ａ、　　ロッド７ａ。

モータ用レバーアーム８ａを介して左モータ（ステッピ
ングモータ）９ａに接続し、右偏向羽根５ｂは、羽根用
レバーアーム６ｂ、ロッド７ｂ、−Ｔ−−夕月レバーア
ーム８ｂを介して右モータ（ステッピングモータ）９ｂ
に接続している。ここで左偏向羽根５ａはこの左偏向羽
根５ａよりも左側に中心を有するようにわずかにわん曲
し、右偏向羽根５ｂはこの右偏向羽根５ｂよりも右側に
中心を有するようにわずかにわん曲している。すなわち
後述する吹田口１２の両側部１３ａ・１３ｂとで前述の
コアンダ現象を発生させ、風向偏向を行うためである。

前記コアンダ効果については、従来より周知の技術であ
るため、説明を省略する。

なお本実施例では、中モータ３、左モータ９ａ、右モー
タ９ｂで駆動手段を構成しているが、左右偏向羽根を駆
動するモータを−っとすることも可能で、さらにはギヤ
あるいはクラッチ等の切換手段を用いることにより上下
偏向羽根１と左右偏向羽根を単一のモータで制御するこ
とも可能である。

またモータはステッピングモータに限らず、誘導電動機
等でもよい。

またモータのかわりに、周囲温度によって変化する形状
記憶合金製バネを用いることも考えられ、この場合には
温度検出手段や設定温度記憶手段をこの合金自体が有す
ることになる。また左右偏向羽根を左偏向羽根５ａと右
偏向羽根５ｂに２分割にしたのは、本発明の目的とする
集中、分流動作を容易に行なえる上にそれぞれ独立して
風向制御できるためであり、さらに微妙な風向制御を行
なうためにはさらに細分割する構成であってもよく、逆
に分割せずに第２図に示すように単一の連結機４で連接
してもよい。また左偏向羽根５ａ、右偏向羽根５ｂをわ
ん曲させたのは、コアンダ効果によって風向偏向を行う
他に、本発明の目的とする集中、分流効果を高めるため
の形状であり、前記コアンダ効果を考慮しなければたと
えわん曲していない平面的な形状でもよく、さらにはわ
ん四方向をそれぞれ逆にしたものであってもよい。

次に、第１図に示した風向偏向装置を装着する室内ユニ
ット１０の斜視図を第３図に示す。

同図において、室内ユニット１０の前面には室内空気を
吸い込む吸込口１１を有し、この吸込口１１の下部に上
下偏向羽根１と左右偏向羽根５ａ。

５ｂを有する吹田口１２が設けられている。この吹出口
１２の両側部１３ａ、１３ｂはそれぞれ外方向へ前述の
如くコアンダ効果にて風向偏向を行うために漸次拡大す
る曲面となっている。また下面部１４も前述の如くコア
ンダ効果にて風向偏向を行うために漸次拡大する曲面と
なっている。

この室内ユニット１０の側断面図を第４図に示す。吸込
口１１に対向する位置に室内熱交換器１５を有し、この
室内熱交換器１５から吹出口１２に至る通風路中に送風
機１６を有している。

次に本実施例の冷凍サイクルを第５図に示す。

同図において、回転数可変型圧縮機１７、四方弁１８、
室内熱交換器１５、キャピラリチューブ１９、室外熱交
換器２０が環状に連結されている。

ここで冷媒は、暖房運転時には、回転数可変型圧縮機１
７、四方弁１８、室内熱交換器１５、キャピラリチュー
ブ１９、室外熱交換器２０の順に流れ、冷房運転時には
、回転数可変型圧縮機１７、四方弁１８、室外熱交換器
２０、キャピラリチューブ１９、室内熱交換器１５の順
に流れる。

ここで２１ａ〜２１ｄは吹き出し温度を間接的に検出す
る温度検出手段である。すなわち２１ａは室内熱交換器
１５の配管温度を検出する温度センサ、２１ｂは回転数
可変型圧縮機１７の電流を検出する電流検出器、２１ｃ
は回転数可変型圧縮機１７の吐出配管の圧力を検出する
圧力検出器、２１ｄは室内熱交換器１５の配管圧力を検
出する圧力検出器である。吹き出し温度を検出するには
、直接吹田口１２に温度センサーを設けることが考えら
れるが、上記各部の温度、圧力、電流からも検出するこ
とができ、いずれかを選択あるいは組合わせて用いるこ
とも可能である。

また２１ｅは吸い込み温度を検出する温度検出器であり
、室温を検出する温度検出手段の一例であって室温検出
場所は吸込口近辺に限るものではない。

次に本実施例の要部回路図を第７図に示す。マイクロコ
ンピュータ２２内には、あらかじめ設定した温度を記憶
する記憶部２３、この記憶部２３に記憶された設定値と
入力値との比較から適宜出力信号を発生する駆動信号発
生手段２４および回転数可変信号発生手段２９を有して
いる。このマイクロコンピュータの入力側にはコンパレ
ータ２５を介して温度検出手段であるサーミスタ２１が
接続され、出力側には各モータ３・９ａ・９ｂへパルス
出力を供給するバッファ２６を介して駆動手段である中
モータ３、左モータ９ａ、右モータ９ｂおよび回転数可
変型圧縮機１７と回転数可変型ファンモータ３０が接続
されている。なお２７はバイアス抵抗、２８はスキャン
抵抗である。

ここで、第６図に示すブロック図と第７図の回路の関係
について説明すると、第７図のサーミスタ２１は第６図
の温度検出手段に相当し、第７図の記憶部２３は第６図
の設定温度記憶手段に相当し、第７図の駆動信号発生手
段２４は第６図の駆動信号発生手段に相当し、第７図の
回転数可変信号発生手段２９は第６図の回転数可変信号
発生手段に相当し、第７図の各モータ３・９ａ・９ｂは
第６図の駆動手段に相当し、第７図の回転数可変型圧縮
機１７と回転数可変型ファンモータ３０は第６図の回転
数可変手段に相当する。

次に本実施例の動作を第８図に示す。同図は冷房運転時
のフローチャートである。

吸い込み温度ｔはサーミスタ２１で検出した温度であり
１　−１　　は設定温度である。この吸い込み温度ｔが
第１の設定温度ｔ１よりも高い時には、中モータ３を左
回転、左モータ９ａを左回転、右モータ９ｂを右回転さ
せて停止する。ここで中モータ３を左回転させることは
上下偏向羽根１を下方位置に、左モータ９ａを左回転さ
せることは左偏向羽根５ａを右側に、右モータ９ｂを右
回転させることは右偏向羽根５ｂを左側に駆動すること
を示す。すなわち吹き出し空気は下方集中となり第９図
に示すようになる。このとき、上下偏向羽根１、左偏向
羽根５ａ、右偏向羽根５ｂは、それぞれどのような初期
状態にあるかわからないが、各モータ９ａ・９ｂ・９ｃ
の駆動後は必ず上記のような位置に回動するものである
。すなわち、初期状態において駆動後の位置と同位置に
すでに偏向しているときには、ストッパー等の負荷抵抗
でモータの回転をさせないか、あるいはモータを空回転
させる。なおこの時回転数可変型圧縮機および回転数可
変型ファンモータは高速回転とし、大能力での運転を行
う。そして各モータ９ａ・９ｂ・９ｃの回転後（必要に
応じて回転前あるいは回転中）は再びサーミスタ２１の
温度と設定温度とを比較する。

次にサーミスタ２１の温度ｔが第１の設定温度ｔ１より
も低く第２の設定温度ｔ２以上の場合には、中モータ３
を右回転、左モータ９ａを右回転、右モータ９ｂを左回
転させて停止する。すなわち吹き出し空気は水平分流（
必要に応じては上方分流）となり第１０図に示すように
なる。なおこの時回転数可変型圧縮機と回転数可変型フ
ァンモータは低速回転とし、小能力での運転を行う。

上記のような動作を行なうことにより、プルダウン中は
冷風が直接人体にあたるように下方集中吹き出しとなり
、しかも回転数可変型圧縮機が高速回転で、その上大風
量での運転のため高冷房能力となりプルダウンが早く、
室温が設定温度に到達したときには冷風が直接人体にあ
たらないように水平分流吹き出しとなり、しかも回転数
可変型圧縮機が低速回転すなわち高吹き出し温度で、そ
の上小風量での運転のため低冷房能力となる。

このような動作を冷房運転開始時についてその効果を説
明する。まず冷房運転開始直後の居住空間内の温度は高
く、特に床付近と比べると天井付近は高くなっており、
この状態で空気を大きく移動すると床上の実際生活する
位置での温度が上昇することになり非常に暑く感じるこ
とになる。そのために下方集中吹き出しとすることによ
り冷風が直接人体にあたり、運転開始直後から人体に暑
さを感じさせることなく冷房作用を行なう。また冷房運
転開始直後は回転数可変型圧縮機が高速回転で、しかも
大風量での運転を行なうため、プルダウンが早（その上
圧縮機の運転時間の短縮も図れ経済的である。

次に室温かある設定温度に到達した時には、回転数可変
型圧縮機が低速回転運転で、しかも小風量での水平分流
吹き出しとなるため、冷房運転開始直後に比べ空気の吹
き出し温度が高くなると共に、居住空間の周辺から冷房
作用を行うため居住空間全体を均一にマイルドな冷房を
行なうことができる。

発明の効果 本発明は上記実施例の説明から明らかなように、室温が
設定温度に到達する以前、特番こ冷房運転開始時におい
て、下方集中吹き出しとすることにより、冷風を直接人
体にあて居住空間内の天井と床とで発生している温度差
による不快感をなくすと共に、圧縮機の回転数を高速で
運転することにより空気の吹き出し温度を低温（大能力
）にしその上火風量での運転のため、戸外からの帰宅お
よび風呂上り等での快適性の向上が図れ、さらに大能力
での運転のため、プルダウンを早めることにもなり圧縮
機の運転時間の短縮が図れ経済的である。

さらに室温が設定温度に到達した時には、水平分流吹き
出しとすることにより、居住空間の周辺から冷房作用を
行うため居住空間全体を均一に冷やすと共に、圧縮機の
回転数を低速で運転することにより、冷房運転開始直後
に比へ空気の吹き出し温度が高く（小能力）その上小風
量での運転のため、圧縮機の０Ｎ−ＯＦＦ回数が低減し
マイルドな冷房を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す風向偏向装置の分解斜
視図、第２図は風向偏向装置における左右偏向羽根の異
なる連結状態を示す構成図、第３図は同風向偏向装置を
具備した空気調和機の斜視図、第４図は同空気調和機の
縦断面図、第５図は同空気調和機の冷媒回路、第６図は
同空気調和機要部の制御装置のブロック図、第７図は同
空気調和機の要部の電気回路図、第８図は同風向偏向装
置の制御内容を示すフローチャート、第９図は同空気調
和機における下方集中吹出状態を示す説明図、第１０図
は同水平分流吹出状態を示す説明図である。 １・・・・・・上下風向偏向羽根、３・・・・・中モー
タ、５ａ・・・・左偏向羽根、５ｂ・・・・・・右偏向
羽根、９ａ・・・・・左モータ、９ｂ・・・・・・右モ
ータ、１０・・・・・・室内ユニット、１２・・・・・
・吹出口、１５・・・・室内熱交換器、１７・・・・・
・回転数可変型圧縮機、２０・・・・・室外熱交換器、
２１ａ、２１ｅ・・・・・・温度センサ、２２・・・・
マイクロコンピュータ、２３・・・・・記憶部、２４・
・・・駆動信号発生手段、２９・・・・・・回転数可変
信号発生手段、３０・・・・・回転数可変型ファンモー
タ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　冷媒を圧縮し、室内熱交換器、室外熱交換器とともに
   冷凍サイクルを構成する回転数可変型圧縮機と、送風機
   、前記送風機を回転させる回転数可変型ファンモータ、
   前記室内熱交換器を内部に有する室内ユニットと、この
   室内ユニットに設けられ前記室内熱交換器を通過した空
   気を吹き出す吹出口と、この吹出口から吹き出される空
   気を上下方向に偏向する上下偏向羽根と、前記吹出口の
   左右に独立して設けられかつ前記吹出口から吹き出され
   る空気を左右方向に分岐して偏向する左右偏向羽根と、
   前記上下偏向羽根と左右偏向羽根をそれぞれ往復駆動す
   る駆動手段と、回転数可変型圧縮機と回転数可変型ファ
   ンモータの回転数を変更する回転数可変手段と、室温を
   検出する温度検出手段と、あらかじめ設定した温度を記
   憶する設定温度記憶手段とを備え、前記室温が設定値に
   到達する以前は、送風方向を下方向でかつ中央に集中す
   るとともに回転数可変型圧縮機の回転数を高くし、さら
   にファンモータを高速運転し、前記室温が設定値に到達
   したときに、前記送風方向を水平もしくは上方向でかつ
   左右に分岐するとともに回転数可変型圧縮機の回転数を
   低くし、さらにファンモータを低速運転する空気調和機
   の運転制御方法。