JPS63143444A - 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） この発明は空気調和機に関するものであり、特に暖房運
転開始時の即暖性を向上し得る空気調和機に係る。

（従来の技術） 空気調和機によって室内を暖房する場合、運転開始時に
は空気調和機本体内の熱交換器は低温状態にあるために
、送風ファンを運転開始当初より作動して空気の吹出し
を行なう場合には、初期には冷風の吹出しとなり、した
がって居住者に不快感を与えることとなる。そこで従来
においては装置始動後、室内熱交換器の温度が上昇する
のを待って、送風ファンの作動を開始することとしてい
た。このため居住者が装置始動の操作を行なってから一
定の時間が経過後に空気調和機本体からの送風が開始さ
れる結果となっており、居住者には即暖感が感じられな
いものとなっていた。そこで特開昭５８−１３９５３号
公報には、暖房開始時における即暖性を向上するために
第１０図に示すような装置が開示されている。同図にお
いて、８１は空気調和機本体内に装設される送風ファン
であり、この送風ファン８１にはスイッチ８２．８３．
８４の介設された制御回路が付設されている。これらの
スイッチ８２．８３．８４は熱交換器に取着されたサー
ミスタの温度上昇に応じて、順次切換作動するようにな
されており、また順次切換わっていくことによって送風
ファン８１に印加される電圧が次第に大きくなるように
なされている。これにより熱交換器の温度上昇と共に送
風ファン８１の回転速度、すなわち吹出風量が段階的に
増大していくようになされているのである。このような
吹出風量の制御装置を設けることによって暖房開始時に
おいて低温状態にある熱交換器が徐々に暖まっていく立
上げの過程において、空気調和機本体から空気の吹出し
が開始され、これにより居住者に暖房開始時の即暖感を
与えようとしている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで壁面高所据付形の空気調和機により室内を暖房
する場合には、暖気は自然対流により上昇するために、
空気調和機本体から吹出す温風は床面、若しくは居住者
の足元へと吹出すようにすることによって、好適な暖房
空調状態が１４られることとなる。

前記した従来装置においては、暖房開始時の即暖性を与
えるために、熱交換器の温度がある程度上昇してきた時
から空気の吹出しを開始している訳であるが、その吹出
風量、すなわち吹出風速は、開始初期には小さい風速に
抑えられている。このため、室温より温度が高くなり、
したがって室内を温める効果のある温風も、初めの間は
その吹出し風速が小さいために、空気調和機本体から居
住者が位置する床面上までは到達せずに、吹出し後すぐ
に上昇して天井側へと流れていくこととなる。

したがって、温風の吹出しとなった後もしばらくは居住
者が位置する床面付近では温度の上昇が生じず、そのた
め居住者には、なお即暖感が得られないという問題があ
った。

この発明は上記した従来の問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的は、暖房開始時における即
暖性を向上し得る空気調和機を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の空気調和機は、本体１から吹出される
吹出風の吹出方向を変更するための水平方向偏向手段６
を有すると共に、リモコンスイッチボックス２２を具備
して成る壁面高所据付形の空気調和機であって、上記リ
モコンスイッチボックス２２に、室内温度を検出する室
温検出手段３１と、上記リモコンスイッチボックス２２
周辺の風速を検出する風速検出手段２５とを取着し、さ
らに送風開始後、上記室温検出手段３１での検出温度が
設定温度になるまでの立上げ期間は、上記水平方向偏向
手段６を真下方向に設定する偏向角制御手段３６と、上
記立上げ期間において、上記風速検出手段２５での検出
風速が設定風速となるように上記吹出風の風量を制御す
る風量制御手段３７とを有している。

（作用） 上記構成の空気調和機においては、室温が設定温度にな
るまでの立上げ期間には、水平方向偏向手段６は、偏向
角制御手段３６によって真下方向への吹出方向に設定さ
れる。したがってこのときに本体１より吹出される吹出
風は壁面に沿って吹出されて床面に当たり、そこで流速
が弱められた後に床面上に広がる風速の緩やかな気流と
なり、その風速で居住者に当たることとなる。そして上
記構成の空気調和機では、居住者付近に位置するリモコ
ンスイッチボックス２２に取着されている風速検出手段
２５により上記した居住者付近の気流の風速を検出する
こととしており、その検出値が設定風速となるように、
本体１からの吹出風口が風量制御手段３７により制御さ
れるようになされている。したがって上記設定風速を例
えば居住者が気流感を感じない程度の値とすることによ
り、暖房運転開始初期から冷風感を感じさせずに、本体
ｌからの吹出し行なうことが可能である。また上記のよ
うに居住者へは床面で風速の弱められた気流として当た
ることとなるので、本体１においては、より大きな風速
とすることができ、このため暖房開始後の立上り期間に
室温より高くなった温風の吹田風は初めから床面に達し
、そこから床面上に広がって室内全体を温めるように有
効に作用することとなる。

（実施例） 次にこの発明の空気調和機における具体的な実施例につ
いて、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例における壁面高所据付形の
空気調和機を据付けた室内の縦断面模式図を示している
。同図において、壁面に据付けられた空気調和機本体１
の内部には室内熱交換器２と送風ファン３とが配置され
ており、上記送風ファン３作動時に、本体１の前面に形
成されている吸込グリル４から室内空気が吸込まれ、そ
して上記室内熱交換器２を通過した空気が前面側下部に
形成している吹出グリル５から吹出されるようになされ
ている。上記吹出グリル５には、吹出風の方向を制御す
るために、互いに平行な複数の偏向板より成る水平方向
偏向手段、すなわち水平フラップ６と、垂直フラップ７
とが配置されている。

上記水平及び垂直フラップ６．７は、第２図に示すよう
に、水平フラップ６が第１のステップモータ２０に、ま
た垂直フラップ７が第２のステップモータ２１にそれぞ
れリンク機構を介して連結されている。上記各ステップ
モータ２０．２１の回転制御によって上記各フラップ６
．７の向きを変え、これにより本体１からの吹出風の吹
出方向を任意の方向に変更できるようになされている。

一方、上記空気調和機本体１から離れた位置で装置の運
転操作を行なうために、第１図に示すように、居住者近
辺に位置することとなるリモコンスイッチボックス２２
が配設されており、このリモコンスイッチボックス２２
の内部には室内の温度を検出するための室温検知センサ
３１が取着されている。この室温検知センサ３１により
、居住者付近の室内温度情報が与えられる。ところで上
記リモコンスイッチボックス２２のケーシング２３の表
面には、人体の輻射率と略同等の輻射率を有する塗料が
塗布され、その内面に接触した状態で上記室温検知セン
サ３１を構成するサーミスタが配置されている。なおこ
のサーミスタの周囲は断熱材２４にて被覆されている。

室温検出サーミスタ３１をこのような構造にて取着しで
あるのは、人体と周囲との間の輻射熱の授受を考慮した
室温検出を行なうようにしたためである。つまり暖房運
転時と冷房運転時とでは、壁面温度等の相異から、人体
と壁面等との間で授受される輻射熱の熱量が相異するこ
とから、これと同様の作用を上記ケーシング２３の表面
で行なわせ、室温検知センサ３１での検出温度を、でき
るだけ人体が実際に感じる温度に近づけ、快適空調を行
なおうとするためである。

上記リモコンスイッチボックス２２のケーシング２３の
上面側には凸状部が形成されており、その内部に、風速
検出手段、すなわち風速センサ２５が取着されている。

上記凸状部に穿設されている通気孔を通して流通する気
流の風速が、上記風速センサ２５により、リモコンスイ
ッチボックス２２周辺の風速として検出し得るようにな
されている。なお、上記リモコンスイッチボックス２２
には、その他に運転スイッチと、室内温度を居住者の希
望温度に設定するための温度設定スイッチと、後述する
室内サーモが内蔵されている。

一方、上記本体１の前面側上部の一方の側端部には、人
検知センサｌＯと超音波センサ１１とを有する人体位置
検出装置１６が取着されている。

上記人検知センサ１０は、焦電形赤外線センサより構成
されているものであって、人体より放射される体温相当
の赤外線を受けて、その強度が予め設定されている検知
領域内で変化するときに応動するようになされており、
これにより上記検知領域内における人の存在を検出する
ことができる。

一方、超音波センサ１１は超音波の送受信器を有し、上
記人検知センサ１０の検知領域の略中心部の方向に超音
波を発信してその方向にある物体で反射した反射波が戻
ってくるまでの時間で、超音波センサＩＩから上記物体
までの距離を検出するようになされている。

第３図には上記人体位置検出装置１６の構成を示してい
る。同図のように、上記人検知センサ１０と超音波セン
サ１１とを内蔵するセンサボソクス１２は検知領域走査
用の二つのステップモータ１４．１５によって、垂直方
向及び水平方向にそれぞれ回動制御し得るように構成さ
れている。

次に、上記のような人体位置検出装置１６を取着した空
気調和機本体１が、例えば第４図に示すように壁面高所
に据付けられている場合の人体位置の検出について説明
すると、上記各ステップモータ１４．１５を駆動して人
検知センサｌＯの検知方向を順次変化させ、室内の床面
内での検知領域を移動、走査していく。そして第４図の
ように室内に人が居る場合には、上記走査の過程で例え
ば人体の頭部が上記人検知センサｌＯの検知領域に入っ
たときに、人検知センサ１０が感応し、人体検出信号が
発生される。このときの各ステ・７プモータ１４．１５
の回転制御角によって、検知方向の水平方向角度θ１、
垂直方向角度θ２がそれぞれ与えられ、これらの各方向
角度θ１、θ２を検知方向情報として記憶する。また、
このとき超音波センサ１１により上記人の頭部までの距
離りも同時に求められる。さらに上記θ２、Ｌによって
、例えば空気調和機本体ｌから人の位置までの水平距離
ｌが １＝Ｌ−ｃｏｓθ２ の演算によって容易に求められる。

上記説明は人の頭部を検出した場合であるが、人検知セ
ンサ１０が素足に感応した場合においても、人の位置ま
での距離ｌの演算結果は上記と同一値として与えられ、
したがって足元の位置情報として人の立姿、或いは産資
によらずに床面内の人の位置情報を正確に得ることがで
きる。

第５図には室温検知センサ３１、風速センサ２５、及び
人体位置検出装置１６の各検出値に基づいて、暖房運転
時における水平フラップ６及び送風ファン３を制御する
制御系のブロック図を示している。なお垂直フラップ７
は以後に説明する暖房運転時には、室内の略中央方向に
吹出風が吹出されるような偏向角度位置に設定されるも
のとしている。

第５図において、３１は前記した室温検知センサであり
、この室温検知センサ３１の室内温度検出信号と、前記
風速センサ２５の風速検出信号とはそれぞれ制御装置３
３に入力される。一方、前記したリモコンスイッチボッ
クス２２には、さらに室内サーモ３０が内蔵されている
。この室内サーモ３０は上記室温検知センサ３１と比較
回路３５とから構成されており、上記室温検知センサ３
１からの室内温度信号を居住者の希望設定温度と比較し
て、希望設定温度に達していない場合に室内サーモＯＮ
信号を出力する。そして前記した運転スイッチ３４を操
作したときの起動信号と共に、上記比較回路３５からの
室内サー七〇Ｎ−０ＦＦ信号とは、上記制御装置３３に
入力される。さらにこの制御装置３３は、前記した人体
位置検出装置１６と連動するようにもなされている。

上記制御装置３３は、水平フラップ６の偏向角度を決定
する偏向角制御手段、すなわち偏向角制御部３６と、送
風ファン３の回転速度を決定する風量制御部３７とを有
している。制御装置３３に入力される上記各入力信号に
基づいて上記偏向角制御部３６及び風量制御部３７にお
いてそれぞれ決定される偏向角度及び回転速度に応じて
、水平フラップ６はステップモータ制御装置３８を介し
てステップモータ２０により、また送風ファン３はファ
ン制御装置３９によりそれぞれの設定変更が行なわれる
。

次に上記のような暖房運転時の水平フラップ６及び送風
ファン３の制御方式について第６図のフローチャートに
基づいて詳しく説明する。

暖房運転が、運転スイッチ３４のスイッチ操作によりス
タートされると、まずステップＳＯにおいて、送風ファ
ン３が予め設定された低速回転速度で始動される。次い
でステップＳ１において室内サーその０Ｎ−ＯＦＦ状態
の判別が行なわれる。暖房運転は、室内温度が居住者設
定希望温度より低い状態で開始されるものと想定される
ので、ここでは室内サーモからＯＮ信号が入力されてい
るものとして、ステップＳ１からステップＳ２に移行し
た制御についてまず説明する。ステップＳ２は室内温度
の判別ステップであって、設定温度Ｔｍ　（例えば１７
℃）と比較して水平フラップ６の偏向角の制御を切換え
ることとしている。暖房開始時のように室温が低い場合
には、上記設定温度Ｔｍに達する迄の立上げ期間はステ
ップＳ２から８３に移行して水平フラップ６の真下方向
、すなわち偏向角９０°の決定が行なわれる。そしてス
テップＳ４において上記真下方向の決定角度に応じて、
水平フラップ６の角度設定が行なわれる。次いでステッ
プＳ５に移行し、風速センサ２５で検出される居住者付
近の気流の風速が、以降に述べるようにほぼ設定風速ｖ
Ｏとなるように、送風ファン３の回転速度が増加されて
いく。すなわち、ステップＳ５において検出風速がｖＯ
−Δ■よりも小さい場合にはステップＳ６で送風ファン
３の回転数の増加が一定の割合で行なわれ、そしてステ
ップＳ１に戻って、再び３１〜Ｓ６が繰返され、この繰
返し処理を継続することによって送風ファン３の回転数
が増加されていく。その結果、検出風速がｖＯ−ΔＶよ
り大きくなったときにステップＳ５から３７に移行し、
検出風速がＶＯ±ΔＶの範囲内を確認して、その時の回
転速度を保持した状態でステップＳ７から３１に戻るこ
ととなる。このように上記の各実行ステップ５１〜Ｓ７
が繰返されることによって、送風ファン３は、検出風速
がｖＯ±Δ■となるように回転速度が増加され、その状
態で保持されることとなる。なお上記検出風速が過大と
なるような場合にはステップＳ７、Ｓ８で回転速度の減
少がなされることとなり、上記検出風速は設定風速ｖＯ
と略等しい値に維持される。この設定風速νＯは人に気
流感を与えない風速（例えば０．４　ｍ／ｓｅｃ　）と
なされている。したがって暖房起動時に室内熱交換器２
の温度が低く、これを通して吹出される温度が低い場合
でも、居住者に冷風感を与えることなく、上記送風ファ
ン３の運転は継続される。

そしてこのとき水平フラップ６は真下方向に設定されて
いるので、本体１からの吹出風は壁面に沿って真下方向
へ床面へと吹出され、そして床面で風速が弱められて床
面上を広がる風速の緩やかな気流となる。この気流の風
速が上記風速センサ２５で検出されることとなる訳であ
るので、この場合の本体ｌにおける吹出風速は、例えば
本体から居住者方向に直接吹出す場合において上記風速
センサ２５で検出される風速を０．４　ｍ１５６Ｃに抑
える場合の吹出風速よりも太き（することができる。

すなわち、本体１内の室内熱交換器２を通過する風量を
、居住者に冷風感を与えない状態で、より多くすること
が可能となる。この状態での吹出し風は上記のように床
面上を広がる気流となるので、上記吹出し状態の継続中
に、室内熱交換器２の温度が徐々に上昇して、その吹出
風が室温より少しでも高くなって室内を温める効果を有
するようになったとき、その当初から床面上に広がって
部屋全体を温めるように有効に作用することとなる。

したがって、温風状態となったにもかかわらず吹出し流
速が小さいために床面へと達せず天井側−・と流れてい
（こととなって当初には部屋の暖房効果が得られていな
かった従来装置に比べて、即暖性を向上することができ
る。また当初より室内熱交換器２を流通する送風が与え
られているので、定常暖房運転時のヒートサイクル運転
状況に達するまでの立上り時間も短縮されて暖房立上り
性能も向上される。

上記立上げ期間の制御を！ｌ！続し、上記吹出風の気流
により室内全体が床面より徐々に温められて、室温検知
センサ３１で検出される温度が設定温度ＴＩＩ＋に達す
ると、ステップＳ２から８９へと処理ステップは移行す
る。ここで前記した人体位置検出装置１６による室内に
おける人の位置の検出操作が開始される。そして室内の
床面全体を走査した時点で検出された人の位置情報の入
力・及び演算を行ない（ステップ５１０）、検出位置に
向けて水平フラップの偏向角を決定する（ステップＳｌ
ｌ　）。この決定に当たっては、人体に直接吹出風を当
てる方向とはせず、人体の足元に吹出風を送ることとし
ている。次いでステップＳ４に移行して、水平フラップ
６の偏向角の変更を行ない、次に前記と同様にステップ
Ｓ５〜Ｓ８における風速センサ２５の検出風速に基づい
た送風ファン３の回転速度の設定を行なう。したがって
この場合にも居住者は気流感を感することはなく、この
ため直接風が当たることによる不快感が防止されて空調
快適性が向上する。

上記のような暖房運転を継続して室温が居住者希望設定
温度に達した場合、すなわち室内サーモ〇ＦＦの場合に
は、ステップＳ１、Ｓ１２のステップ処理となり、送風
ファン３を停止した状態で次の室内サーモＯＮ信号の入
力待ちとなる。室内サーモがＯＦＦからＯＮに変化して
再起動された場合に、ステップＳ１からＳ２に移行して
前記と同様に室温の判別が行なわれ、室温が低い場合に
は再度ステップＳ３での水平フラップ６の真下方向の設
定・変更から再開されることとなる。

なお第７〜９図は上記実施例の中で、人体位置検出操作
時に室内に複数の人が検出された場合におけるフラップ
制御対象位置を示している。これは室内を複数のエリア
に分割して、人が検出される各エリアの相対位置関係か
ら、それぞれの人に、より快適性を与え得る箇所（★印
付記エリア）を予め設定しておき、その箇所に居る人に
対して、或いは居ると仮定して上記のフラップ制御を行
なうこととしている。例えば第７図（ａ）〜（ｅｌは、
室内を６分割して、２人の人がヰ食出された場合の、ま
た第８図ｆａｔ〜（ｅ）は３人の人が検出された場合の
それぞれの制御対象位置を示している。４〜５人の場合
においては人の多く集まっている所を制御対象位置とし
、さらに全エリアに人が居る場合、及び無人の場合には
第９図に示す位置を制御対象位置として設定している。

以上の説明のように、上記実施例においては暖房運転開
始当初より、居住者に冷風感を与えることなく、かつよ
り大きな吹出し風量での吹き出しがなされ、その吹出風
は床面上を広がる気流となるので、立上げの過程で徐々
に昇温しでくる吹出風が当初より部屋全体を温めるよう
に効果的に作用することとなり、暖房運転開始時の即暖
性が向上される。また上記実施例においては、室温が設
定温度Ｔｍを越えた場合の定常暖房運転時には、それま
での室内全体を床面から温める吹出方向に替えて、人の
位置する足元に向けて居住者付近を重点に温めるように
自動的に変更される。このため居住者の暖房快適性を損
なうことなく、無駄の少ない効率的な運転が可能となる
。また、このときにも直接風が当たることによる不快感
を居住者が引き起こすことがないように風速が好適に制
御されているので、空調快適性がさらに向上される。

また上記実施例においては、人体位置検出装置を設けて
、人の位置を検出し、その方向に吹出風を制御すること
としているので、例えば人が移動する場合にもその動き
に追随して上記の温風吹出しがなされ、これにより居住
者の快適性はさらに向上される。

（発明の効果） 上記のようにこの発明の空気調和機においては、居住者
に冷風感を感じさせることなく、かつより大きな風量で
の床面への吹出しが暖房運転開始当初よりなされ、その
過程で徐々に温度上昇していく吹出風は初めから室内全
体を有効に温めるように作用するので、従来装置に比べ
て即暖性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図はこの発明の空気調和機の実施例を示す図で
あって、第１図は空気調和機本体及びリモコンスイッチ
ボックスの配置を示す室内模式図、第２図は水平フラッ
プ及び垂直フラップの斜視図、第３図は人体位置検出装
置の構成を示す斜視図、第４図は人の位置検出の説明図
、第５図は水平フラップ及び送風ファンの制御ブロック
図、第６図は制御のフローチャート、第７図（ａｔ〜ｔ
ｅｌ及び第８図（ａｌ〜（ｅ）は室内に複数の人が居る
場合における制御対象位置を示す室内平面模式図、第９
図は無人の場合の同様の模式図、第１０図は従来装置に
おける送風ファンの制御を示す図である。 １・・・空気調和機本体、６・・・水平フラップ（水平
方向偏向手段）、２２・・・リモコンスイッチボックス
、２５・・・風速センサ（風速検出手段）、３１・・・
室温検知センサ（室温検出手段）、３６・・・偏向角制
御部（偏向角制御手段）、３７・・・風量制御部（風量
制御手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、本体（１）から吹出される吹出風の吹出方向を変更
   するための水平方向偏向手段（６）を有すると共に、リ
   モコンスイッチボックス（２２）を具備して成る壁面高
   所据付形の空気調和機であって、上記リモコンスイッチ
   ボックス（２２）に、室内温度を検出する室温検出手段
   （３１）と、上記リモコンスイッチボックス（２２）周
   辺の風速を検出する風速検出手段（２５）とを取着し、
   さらに送風開始後、上記室温検出手段（３１）での検出
   温度が設定温度になるまでの立上げ期間は、上記水平方
   向偏向手段（６）を真下方向に設定する偏向角制御手段
   （３６）と、上記立上げ期間において、上記風速検手段
   （２５）での検出風速が設定風速となるように上記吹出
   風の風量を制御する風量制御手段（３７）とを有してい
   ることを特徴とする空気調和機。