JP2005055028A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】 室内のイオン濃度を良好に保つことができる空気調和システムを提供する。
【解決手段】 空気調和機の天井埋込み型室内機1と加湿機２と、マイナスイオンを生成するイオン発生装置を有する空気清浄機３とを備えた空気調和システムでおいて、湿度センサー４、イオンセンサー５をリモコン６に内蔵して設置し、各センサーで検知した室内の湿度、イオン濃度が、イオンが存在するのに好適な範囲(例えば湿度は40〜60％、イオン濃度は湿度に見合う値)になるように加湿機４と空気清浄機３を制御して、常に右記の清涼感を与える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気調和機、加湿機、及びイオン発生装置を有する空気清浄機を備えた空気調和システムに係り、特に室内の湿度及びマイナスイオン濃度を調整することにより、室内のマイナスイオン濃度を良好に保つのに好適な空気調和システムに関する。

従来のイオン発生装置を備えた電気機器(例えば空気調和機、空気清浄機、除湿機、殺菌装置)に関するものとしては、イオン発生装置で所定濃度以上のプラスイオン量とマイナスイオン量をバランスよく放出するために、発生したイオンの通過経路に帯電防止手段を設けたものがある。バランスが保たれたイオンは、室内で空気中に浮遊する細菌を効率よく殺菌する。上記電気機器の一例としての除湿機は、除湿して生成された乾燥空気の一部をイオン発生装置に導いて、イオン発生装置で発生したイオンをこの乾燥空気の一部により搬送させ、下流で乾燥空気一部の残部と合流させて、イオンを室内に供給するものである。（例えば特許文献１参照）
また、イオン発生装置を備える空気調和機に関するものとしては、熱交換器、送風ファンを備える室内機にイオン発生装置を設置し、熱交換器を通る送風通路と別にイオン発生装置の送風通路を形成し、両通路を熱交換器の下流側で合流して、マイナスイオン及びプラスイオンを含んだ空気を室内に吹き出すものがある。かくしてイオン発生装置は熱交換器を通った空気に触れることがなく、装置内での露の付着や送風の乱れがなくなる。さらにこのイオン発生装置を備える空気調和機に除加湿装置を搭載し、除加湿装置により空気中の水分を吸着、離脱するものがある。（例えば特許文献２参照）

特開２００２−２６３１８２号公報（第７、８頁、図６） 特開２００２−８９８６８号公報（第４頁、図５、図６）

上記の一従来技術においては、空気調和機、空気清浄機、除湿機などの電気機器内に設置されたイオン発生装置がプラスイオンとマイナスイオンをバランスよく発生するようにイオンの通過経路に帯電防止手段を設けている。また他の従来技術においては、イオン発生装置が露の付着等を受けないように、熱交換器とイオン発生装置は別々の送風通路を設けている。これらの従来技術はイオン発生装置で発生させたイオンの減少を抑制するものであって、室内の実際のイオン濃度を的確かつ良好な状態に保つことまでは配慮されていない。

ところで、マイナスイオンは、空気中の水分子に付着して存在しているため、湿度が極端に高いと水滴の再結合が起こってイオンの数が減少し、また、湿度が低い場合も媒体としての水分子が少なくなるためイオンの数は減少し、マイナスイオンの清涼効果が減少する。一般的にイオンが効率良く存在できる湿度は相対湿度で４０％から６０％といわれており、いくら空気清浄機から多量のイオンを放出しても、室内の相対湿度が高い、もしくは低過ぎる場合にはイオンの数は減少してしまい、イオン濃度を良好に保つことは困難となる。

そこで本発明の課題は、湿度及びイオン濃度を調整して室内のイオン濃度を良好な状態に保つことができる空気調和システムを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の空気調和システムは、室内機と室外機からなり室内の設定温度にしたがって空気調和する空気調和機と、室内に湿気を供給する加湿機と、室内に供給するマイナスイオンを生成するイオン発生装置を有する空気清浄機とを備えたシステムにおいて、室内の湿度を検知する湿度センサーと、室内のイオン濃度を検知するイオンセンサーと、検知した湿度及び検知したイオン濃度がそれぞれ所定範囲の値になるように加湿機とイオン発生装置を有する空気清浄機を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

上記構成の空気調和システムにおいて、室内湿度の範囲を、例えば、前述の課題の項に記載するように４０％から６０％に、そしてイオン濃度をその湿度の範囲に対応する好ましい範囲になるように設定して、加湿機およびイオン発生装置を制御する。

また加湿機を、室内機内で冷凍サイクルの一部を構成する熱交換器を通じて熱交換した空気の流出側に配置するのが好ましい。空気は熱交換器と熱交換して温度が変化し、その温度変化により湿度が変化するので、空気の湿度は熱交換器の下流で調整するのがよい。

また湿度センサー及びイオンセンサーは、空気調和機のリモートコントローラに内蔵するか、室内の任意の場所に配置するか、または室内機内の熱交換器の上流側に配置するか、室の環境条件(例えば室の大きさ、収容人数、備品の配置)により選択すればよい。

また制御装置は、イオン発生装置がイオン発生中に設定温度の上昇指令があったときに、加湿機の出力を上げるように構成することが好ましい。この制御は、設定温度の上昇指令があって室内機から出る空気の温度が上昇すると湿度が低下するので、その低下を補うためのもので、ある湿度に対してイオン濃度が高すぎるときに起きる、空気中の浮遊電子化を抑制する。

また制御装置は、イオン発生装置がイオン発生中にイオン濃度の増加指令があったときに、加湿機の出力を上げるように構成することが好ましい。この制御は、イオン濃度の増加指令にしたがってイオン発生装置がイオン数を増加させるとき空気中の水分子を分解するので、それによる湿度低下を補うためのもので、ある湿度に対してイオン濃度が高すぎるときに起きる、空気中の浮遊電子化を抑制する。

また制御装置を、湿度センサーの検出値が所定の範囲外にあるときに該所定範囲になるまでイオン発生装置の生成するイオン数を所定範囲時に生成するイオン数より低下させるように構成することが好ましい。これは、湿度が所定の範囲外にあるときにイオン発生装置が大量のイオンを発生しても、その空気中に保持されるイオン量は限定されるので、無駄なイオン発生を避けるためである。

本発明によれば、室内の湿度および室内のイオン濃度をそれぞれ所定範囲に調整することにより、マイナスイオン量を良好に保つことができ、常に好ましい清涼感を与える空気調和システムを提供できる。

以下、本発明を適用してなる空気調和システムの一実施形態について図１、２に従って説明する。図１は一実施形態の空気調和システムの全体構成を示す図、図２は空気調和機の室内機の構成を示す図である。

図１に示すように、一実施形態の空気調和システムは、それぞれ室内に設置された、天井埋め込み型室内機１Ａと、空気に湿気を与える加湿機２と、イオン発生装置を有する空気清浄機３と、室内の湿度を検知する湿度センサー４と、イオン濃度を検知するイオンセンサー５と、空気調和機の運転動作を操作するリモートコントローラ６(以下リモコン６とよぶ)とから構成されている。ここでは、加湿機２は床置式で室壁近くに設置され、空気清浄機３は天井近くの室壁に設置され、そして湿度センサー４及びイオンセンサー５はリモコン６に内蔵された例を示している。なお、上記の天井埋め込み型室内機は、室内機と室外機を組み合わせてなる空気調和機を代表するものとして示している。

天井埋め込み型室内機１Ａは、図２に示すように、筐体１１内の中心部にモータ１２で駆動される送風機１３を、送風機１３の側面を囲って熱交換器１４を、熱交換器１４の外側面側に形成された空気流路の下側でかつ筐体下面のパネル１７の周辺部に吹出し口１５を、そしてパネル１７中心部に吸込み口１７ａを備えている。さらに熱交換器１４の下に水受け１６が配置され、水受け１６の内側に制御基板を内蔵した電気箱１８が設けられている。パネル１７に設けられた吸込み口１７ａから流入する空気は、送風機１３により動圧を与えられ、熱交換器１４にて熱交換を行い吹出し口１５から流出する。

室内機１はリモコン６によって操作され、その操作により空気調和機による暖房、冷房、除湿などの運転モードを選択し、室内の温度を設定し、また空気調和機の運転／停止を行う。リモコン６からの運転モードの情報は室内機１Ａに設けられた受信部にて受信され制御基板で運転動作の制御を行う。また、加湿機２は、湿度センサー４により得られた室内の湿度情報や、運転モードを受信できる機能を有し、設定された相対湿度の範囲外の場合には設定された相対湿度の範囲内になるように運転動作の制御を行ことができる。さらに、空気清浄機３は、イオンセンサー５により得られた室内のイオン濃度の情報や、運転モードを受信できる機能を有し、設定されたイオン濃度の範囲外の場合は設定されたイオン濃度の範囲内になるように運転動作の制御を行うことができる。

以下に、室内機１Ａ、加湿機２、及びイオン発生装置を有する空気清浄機３の動作について暖房運転時を例に説明する。暖房運転時には、室外機内の圧縮機で圧縮されて高温になった冷媒は、室内機内の室内熱交換器で室内空気に放熱して液化し、室外機に戻って膨張機構で膨張し、次いで室外熱交換器で外気から吸熱して気化するという循環サイクルを繰り返す。ちなみに冷媒運転時には冷媒は暖房時とは逆方向に各機器を通じて循環する。暖房運転時、室内機１Ａにおいては、室内で放熱して温度が降下した冷たい空気が吸込み口１７ａから筐体１１内に送風機１３により吸込まれ、室内熱交換器１４で暖められ、そこで暖められた空気は吹出し口１５から室内に吹き出される。通常、室内の冷たい空気は、室内熱交換器１４で暖められると相対湿度は低下する。例えば、乾球温度が１０℃、相対湿度６０％の室内の空気が室内熱交換器１４で乾球温度２０℃に暖められた場合、相対湿度は３２％程度に低下する。これらの数値は湿り空気線図より求められる。一方、イオン発生装置を有する空気清浄機３からはマイナスイオンが放出されている。イオンは、空気中の水分子に付着して存在することが知られており、イオンが効率良く存在できる相対湿度は４０％から６０％といわれている。よって、上記のように暖房運転を行ったことにより室内の相対湿度が低下すると空気清浄機３からイオンを放出しても、媒体としての水分子が少なくなるため、いくらイオンを放出しても空気中の水分子に付着し存在できるイオン濃度は減少してしまう。むしろイオンとして存在できる数以上にイオンを放出した場合、空気中の浮遊電子の数が増加し静電気を帯びた空間となってしまうため壁などに塵埃などが付着し易くなるなどの悪影響が起こる。

そこで、リモコン６に内蔵された湿度センサー４及びイオンセンサー５により室内の湿度、イオン濃度を的確に把握し、前述のように相対湿度が低下した場合には、相対湿度をイオンが効率良く存在できる４０％から６０％に調整するように加湿機２を起動、もしくは加湿量を増加するように制御し、室内の相対湿度を調整する。また、空気清浄機３から放出するイオンの濃度を室内の相対湿度が所定の相対湿度範囲になるまで一時的に低下させる。湿度センサー４及びイオンセンサー５により得られた室内環境の情報は、直接に加湿機２や空気清浄機３に送信し、各々の機器で運転状態を制御するか、もしくは室内機１Ａに情報を送信し、室内機１の制御基板内で解析し、加湿機２、空気清浄機３の運転状態を制御する信号を各々の機器に送信してもよい。制御装置として、空気調和機、加湿機２、空気清浄機３にそれぞれ機能を分担させてもよいし、あるいは空気調和機に各機能を集めてもよい。

また制御装置に、イオン発生装置によるイオン発生中に、リモコン６によって、室内の設定温度を上げた時に、その指令により加湿機の出力を一時的に上げる機能を持たせる。この機能は、室内機から出る空気の温度が上昇すると湿度が低下するので、その低下を補うためのものである。湿度に対してイオン濃度が高すぎると、空気中の浮遊電子数が増加するので、上記機能によって浮遊電子数の増加を抑制するようフィードフォワード制御する。かくして、静電気により室壁などに塵埃が付着するのを防止できる。

また制御装置には、イオン発生装置がイオン発生中に、イオン濃度を増加させた時に、その指令により加湿機の出力を一時的に上げる機能を持たせる。この機能は、イオン発生装置がイオン数を増加させるとき空気中の水分子を分解して湿度が低下するので、その湿度低下を補うためのもので、上記同様に、空気中の浮遊電子化を抑制する。

以上のように空気調和機の室内機１Ａ、加湿機２、イオン発生装置を有する空気清浄機３を動作させることにより、室内の相対湿度をイオンが効率良く存在できる４０％から６０％に調整することができ、常に空気の質の向上を図ることが可能となる。またここでは、湿度センサー、イオンセンサーをリモコンに内蔵することで、リモコンとセンサーの電源を統一化でき作業効率が良くなる。

図３には加湿機能を有する空気調和機の室内機１Ｂを示す。室内機１Ｂは、図２に示す室内機１Ａにおいて、熱交換器１４の下流、すなわち熱交換器１４から吹出し口１５にいたる空気流路に加湿ユニット２０を装着したものである。暖房運転時には室内の冷たい空気がパネル１７の吸込み口１７ａから吸込まれ熱交換器１４で暖められ吹出し口１５から室内に吹き出される。通常、室内の冷たい空気が熱交換器１４で暖められると暖められた空気の相対湿度は低下するため、加湿機能を有効に作用させるために加湿ユニット２０は熱交換器１４の下流側に設ける構造が望ましい。このように、加湿機能を室内機１Ｂにもたせることにより、図４に示すように、図１に示すシステムより室内空間を有効に利用することができる。

図５に示す空気調和機の室内機１Ｃは、その内部に湿度センサー４とイオンセンサー５を設けた例である。湿度センサー４とイオンセンサー５は、室内熱交換器１４に空気が流入する側である上流側に設けることにより、室内の空気の湿度、イオン濃度をより正確に把握できる。同様に、加湿機能付室内機１Ｂの内部に湿度センサー４とイオンセンサー５を設けることができる。ただしこの場合、リモコン６に湿度センサー４とイオンセンサー５を必要としない。

図６に示す空気調和システムは、湿度センサー４とイオンセンサー５を室内の任意の場所に設けた例を示している。図６においては室内に湿度センサー４とイオンセンサー５を各１個設けた例を示しているが、室の各壁に１個ずつ設けることにより湿度とイオン濃度をより正確に検知できるため、室内でのばらつきを緩和できる。また、図６に示すように湿度センサー４とイオンセンサー５を各１個設けた場合には、空気清浄機３から吹出されるイオンは、吹出し口から距離が離れるに従いその数を減少するため、室内のイオン濃度が良好な数であるかを検知するためにはイオンセンサー５を空気清浄機３から離れた場所に設けることが望ましい。

本発明の一実施形態の空気調和システムの構成を説明する図である。 空気調和機の室内機の断面図である。 空気調和機の加湿機能付室内機の断面図である。 本発明の別の実施形態の空気調和システムであって、加湿機能付室内機を備えるシステムを説明する図である。 湿度センサーとイオンセンサーを内蔵した室内機の断面図である。 湿度センサーとイオンセンサーを室壁に配置したことを示す図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 室内機
２ 加湿機
３ 空気清浄機
４ 湿度センサー
５ イオンセンサー
６ リモコン
１１ 筐体
１２ モータ
１３ ファン
１４ 室内熱交換器
１５ 吹出し口
１６ 水受け
１７ パネル
１７ａ 吸込み口
１８ 電気箱
２０ 加湿ユニット

Claims (7)

1. 室内機と室外機からなり室内の設定温度にしたがって空気調和する空気調和機と、室内に湿気を供給する加湿機と、前記室内に供給するマイナスイオンを生成するイオン発生装置を有する空気清浄機とを備えた空気調和システムにおいて、前記室内の湿度を検知する湿度センサーと、前記室内のイオン濃度を検知するイオンセンサーと、前記検知した湿度及び前記検知したイオン濃度がそれぞれ所定範囲の値になるように前記加湿機および前記イオン発生装置を有する空気清浄機を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする空気調和システム。
2. 前記加湿機を、前記室内機内の熱交換器を通じて熱交換した空気の流出側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
3. 前記湿度センサー及び前記イオンセンサーを空気調和機のリモートコントローラに内蔵したことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和システム。
4. 前記湿度センサー及び前記イオンセンサーをそれぞれ前記室内の任意の場所に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和システム。
5. 前記湿度センサー及び前記イオンセンサーを、前記室内機内の熱交換器を通じて熱交換する空気の流入側に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和システム。
6. 前記制御装置は、前記イオン発生装置がイオン発生中に前記設定温度の上昇指令があったときに、前記、加湿機の出力を上げるように構成することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の空気調和システム。
7. 前記制御装置は、前記イオン発生装置がイオン発生中に前記イオン濃度の増加指令があったときに、前記加湿機の出力を上げるように構成することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の空気調和システム。

Images