JP2006275459A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被空調対象物の空調負荷分布に追従した適正な空調を行なうことのできる空気調和装置を実現すること。
【解決手段】 この空気調和装置は、被空調対象物２に向けて空調空気を吹き出す室内機１を有する装置であって、室内機１の空調空気の吹出し口３に、互いに独立して向き可変に駆動される複数のルーバー４，４，４，・・・を設置するとともに、被空調対象物２の空調負荷情報を検出する空調負荷情報検出手段５と、検出された空調負荷情報に基づき各ルーバー４を独立に駆動して空調空気の風向を変える風向制御手段とを具備するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被空調対象物に向けて空調空気を吹き出す室内機を有する空気調和装置に係り、更に詳しくは室内機の複数のルーバーをそれぞれ独立に駆動して空調空気の風向を自在に変更する空気調和装置に関するものである。

従来、この種の空気調和装置としては、室内機の空気吹出し口に配備されているルーバー等の制御に関する技術が、例えば下記の特許文献１に記載されている。かかる文献記載の制御は、室温制御により吹出し風量が低下したときに、ルーバーの向きを、予め定められたスポット位置に制御して吹出し空気を遠方まで到達させるようにしたものである。

特開平７−１２３９０号公報

しかしながら、前記従来の装置では、室内機からの空気の吹出方向を決定するルーバー等の向きは、手動もしくは、スイングなど一定の動作でなければ変更できなかった。そのため、広い空調対象空間に複数台の室内機が設置されていて、空調対象空間内での負荷分布が大きくばらついている場合には、平準化した適切な空調を行なうことができなかった。また、複数台の室内機のうち、或る室内機が故障等により急に運転停止した場合も、空調運転のバックアップを行なえないという不具合があった。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、被空調対象物の空調負荷分布に追従した適正な空調を行なうことのできる空気調和装置の提供を目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明に係る空気調和装置は、被空調対象物に向けて空調空気を吹き出す室内機を有する空気調和装置において、室内機の空調空気の吹出し口に、互いに独立して向き可変に駆動される複数のルーバーを設置するとともに、被空調対象物の空調負荷情報を検出する空調負荷情報検出手段と、空調負荷情報検出手段により検出された空調負荷情報に基づき各ルーバーを独立に駆動して空調空気の風向を変える風向制御手段とを具備してなるものである。

また、前記構成において、室内機を複数設置するとともに、複数の室内機とそれぞれ遠隔制御可能に通信接続された集中コントローラを備えているものである。

そして、前記した各構成において、外部からの設定入力により、室内機の複数のルーバーの一部を駆動して吹出し口の一部を閉止する吹出し口部分閉止手段を備えているものである。

更に、前記した各構成において、床下空間に空調空気を吹き出すように複数の室内機の吹出し口をそれぞれ床下空間に開口させるとともに、各室内機の運転停止を検出する室内機停止検出手段と、室内機停止検出手段により或る室内機の運転停止が検出されたとき、当該運転停止の室内機のルーバーを駆動して当該室内機の吹出し口を全閉にする吹出し口全閉手段とを備えているものである。

また、前記構成において、室内機の吹出し口を床下空間と床上空間にまたがって開口配置するとともに、暖房運転時には室内機の空調空気を床上空間に吹き出すようにルーバーを駆動するルーバー上下駆動手段を備えているものである。

本発明によれば、検出された被空調対象物の空調負荷情報に基づき複数のルーバーをそれぞれ独立に駆動して吹出し口から吹き出す空調空気の風向を変えることで、被空調対象物の空調負荷分布に追従した適正な空調が可能となった。そして、室内機を複数配備する場合は、或る室内機が故障しても近傍の他の室内機から空調空気を受けてバックアップするといったことができる。

また、複数の室内機と集中コントローラを通信接続したことで、集中コントローラから複数の室内機をそれぞれ遠隔で制御したり設定したりすることができる。

そして、室内機の複数のルーバーの一部を駆動して吹出し口の一部を閉止することで、吹出し風量を低下させて蒸発温度を下げることができ、除湿運転が可能となる。加えて、機外静圧の調整も可能となる。

更に、床下空間に複数設置されている室内機のうち或る室内機の運転停止を検出したとき、その室内機の吹出し口を全閉にすることで、他の室内機の運転により床下空間内の気圧が高くなっていても、停止した室内機に床下空間の空調空気が逆流するといった不具合を防止できる。

また、床上空間の暖房運転時には室内機の空調空気を床上空間に吹き出すようにルーバーを上下駆動することで、床下空間への温風供給を抑えつつ床上空間を暖めることができる。

実施の形態１．
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和装置の平面配置図、図２は前記空気調和装置の側面配置図、図３は前記空気調和装置の室内機の吹出し口を示す正面図である。
各図において、この実施形態に係る空気調和装置は、３基の室内機１，１，１が空調対象空間６内の例えば壁側に設置されている。空調対象空間６内の中央部には、熱を発するコンピュータなど３台の被空調対象物２（この例では２（１）、２（２）、２（３））が設置されている。各被空調対象物２，２，２の近傍には、それぞれの空調負荷情報（温度など）を把握するための温度センサなどからなる空調負荷情報検出手段５，５，５がそれぞれ設置され、空調負荷情報検出手段５で検出された被空調対象物２の温度情報を基に、空気調和装置の圧縮機などを容量制御し、適切な空調を施すようになっている。空調対象空間６の床構造は基台２８の上方に床下空間２７を有して床板７が敷設された、いわゆるフリーアクセスフロア構造となっている。室内機１下部の吹出しダクト１１先端の吹出し口３は床下空間２７に配置されていて、被空調対象物２に向けて空調空気を吹き出すように被空調対象物２側に開口している。室内機１は、図示は省略するが容量制御可変の圧縮機を有する熱源機と冷媒配管を介して環状接続されており、その熱源機とともに冷媒回路を構成している。

そして、室内機１の吹出し口３には、開口部全体にわたるよう複数のルーバー４，４，４，・・・が設置されている。これらのルーバー４，４，４，・・・はそれぞれ垂直軸であるルーバー駆動９，９，９，・・・に取り付けられており、ルーバー駆動軸９，９，９，・・・は吹出しダクト１１の上下位置で回動自由に軸支され、それぞれモータなどのルーバー駆動手段１３，１３，１３，・・・と連結されている。ルーバー４，４，４，・・・はルーバー駆動手段１３，１３，１３，・・・を個別に駆動制御するルーバー制御手段１４によって互いに独立して左右の向き可変に揺動されるようになっている。室内機１の上面には空調対象空間６の空気を取り込む吸込み口１０が形成されている。被空調対象物２の底面には床下空間２７の空調空気を取り込む入り口１２が形成され、空調対象２の上面には空気出口が開口している。

そして、図４に示すように、室内機１は、空調負荷情報検出手段５からの空調負荷情報に基づき冷媒絞り弁の開度や室内機熱交換器への送風機（いずれも図示省略）の風量を操作して空調能力を制御する制御手段１５を備えている。この制御手段１５は、後述する室内機停止検出手段１６の機能を有しており、ルーバー制御手段１４と通信接続され、更に通信線２１を介して集中コントローラ８の制御手段２０と通信接続されている。制御手段２０には外部から指令データを設定入力するためのキーボードなどの設定入力手段２９が接続されている。ルーバー制御手段１４は、後で説明する、風向制御手段１７、吹出し口部分閉止手段１８、吹出し口全閉手段１９の各機能を有している。

上記したルーバー制御手段１４の風向制御手段１７の機能は、空調負荷情報検出手段５により検出された空調負荷情報（温度など）に基づき各ルーバー駆動手段１３を駆動し、各ルーバー４を独立に揺動させて空調空気の風向を変える。例えば、ルーバー制御手段１４は、空調負荷情報検出手段５からの検出データに基づいてエリアごとに必要能力を演算し（例えば、設定温度に対する差温）、エリアごとの風量割合を決め（例えば、左側へ２０％、正面５０％、右側３０％等）、それに基づいてそれぞれのルーバー４，４，４，・・・の向きを個別に変える。

以上のように、この空気調和装置は、空調負荷情報検出手段５，５，５により検出された被空調対象物２，２，２の空調負荷情報に基づき複数のルーバー４，４，４，・・・をそれぞれ独立に駆動して吹出し口３から吹き出す空調空気の風向を変えるので、被空調対象物２，２，２の空調負荷分布に追従した適正な空調を行なうことができる。そして、３基の室内機１，１，１のうち、或る室内機１（例えば、被空調対象物２（１）用）が故障しても近傍の他の室内機１（例えば、被空調対象物２（２）用）から空調空気を受けて早期にバックアップするといったことができる。

また、この空気調和装置では、集中コントローラ８が複数の室内機１，１，１と遠隔制御可能に通信接続されているので、集中コントローラ８から複数の室内機１，１，１をそれぞれ遠隔で制御したり設定したりすることができる。すなわち、集中コントローラ８からの信号にて、室内機１からの風向を任意に可変とすることができ、負荷状況を集中コントローラ８の制御手段２０で把握するようにすれば、その情報を一括管理することで、複数の室内機１，１，１においても同様の効果が得られる。

一方、この空気調和装置は、吹出し口３の一部閉止機能を有している。すなわち、集中コントローラ８の制御手段２０に対し、設定入力手段２９を用いて或る室内機１の吹出し口３の一部を閉止する指令を外部からマニュアルで設定入力することにより、図５に示すように、ルーバー制御手段１４の吹出し口部分閉止手段１８が室内機１の複数のルーバー４，４，４，・・・の一部を駆動して吹出し口３の一部分を閉止し強制的に静圧をつけるのである。
これにより、吹出し風量を低下させて、室内機熱交換器（図示省略）での冷媒回路の蒸発温度を下げることができ、除湿運転が可能となる。加えて、機外静圧の調整もできる。

また、この空気調和装置は吹出し口３の全閉機能も有している。すなわち、室内機停止検出手段１６が各室内機１，１，１の運転停止を検出すると、吹出し口全閉手段１９は、図６に示すように、運転停止の室内機１の全てのルーバー４，４，４，・・・を駆動してその室内機１の吹出し口３を全閉にする。
このように、運転停止した室内機１の吹出し口３を全閉にすることによって、他の室内機１，１の運転により床下空間２７内の気圧が高くなっていても、停止した室内機１に床下空間２７の空調空気が逆流するといった不具合を防止できる。

実施の形態２．
この実施形態２の空気調和装置は、図７に示すように、実施形態１の装置と基本構成が同じである。そして、室内機１前方の床板７に吹出し口２３が形成されている。すなわち、室内機１の吹出し口は床下空間２７向けの吹出し口３Ａと空調対象空間（床上空間）６向けの吹出し口２３とにまたがって開口配置されている。また、吹出し口２３と吹出し口３Ａとを切り替えて開閉するルーバー４Ａが、水平配置のルーバー駆動軸９Ａの駆動により上下揺動するようになっている。ルーバー４Ａおよびルーバー駆動軸９Ａはルーバー上下駆動手段２４により駆動制御される。冷房運転時は吹出し口２３がルーバー４Ａ（２点鎖線）で閉止されていて、吹出しダクト１１からの空調空気が床下空間２７から２点鎖線の矢印２６のように被空調対象物２へ導入されている。そして、ルーバー上下駆動手段２４は、空調対象空間６の暖房運転（ヒートポンプまたは、ヒータによる）時にルーバー４Ａおよびルーバー駆動軸９Ａを駆動して吹出し口２３を開放し吹出し口３Ａを閉止して、吹出しダクト１１からの空調空気を矢印２５のように吹出し口２３から空調対象空間６へと吹き出すのである。
このように、暖房運転時には室内機１の空調空気を空調対象空間６へ吹き出すことにより、床下空間２７への温風供給を抑えつつ空調対象空間６を暖めることができる。

尚、本発明においては、複数の室内機はそれぞれに熱源機が接続された複数の独立した冷媒回路であってもよいし、ひとつの熱源機に複数の室内機が並列に接続されたものであってもよい。

本発明の一実施形態に係る空気調和装置の平面配置図である。 前記空気調和装置の側面配置図である。 前記空気調和装置の室内機の吹出し口を示す正面図である。 前記空気調和装置の制御構成を示す概略ブロック図である。 前記室内機の吹出しダクトおよび吹出し口の一例を示す平断面図である。 前記室内機の吹出しダクトおよび吹出し口の別例を示す平断面図である。 本発明の別の実施形態に係る空気調和装置の側面配置図である。

符号の説明

１ 室内機、２ 被空調対象物、３，３Ａ 吹出し口、４，４Ａ ルーバー、５ 空調負荷情報検出手段、６ 空調対象空間（床上空間）、７ 床板、８ 集中コントローラ、９，９Ａ ルーバー駆動軸、１３ ルーバー駆動手段、１４ ルーバー制御手段、１５ 制御手段、１６ 室内機停止検出手段、１７ 風向制御手段、１８ 吹出し口部分閉止手段、１９ 吹出し口全閉手段、２０ 制御手段、２１ 通信線、２３ 吹出し口、２４ ルーバー上下駆動手段、２７ 床下空間、２９ 設定入力手段。

Claims (5)

1. 被空調対象物に向けて空調空気を吹き出す室内機を有する空気調和装置において、前記室内機の空調空気の吹出し口に、互いに独立して向き可変に駆動される複数のルーバーを設置するとともに、前記被空調対象物の空調負荷情報を検出する空調負荷情報検出手段と、前記空調負荷情報検出手段により検出された空調負荷情報に基づき各ルーバーを独立に駆動して空調空気の風向を変える風向制御手段とを具備してなることを特徴とする空気調和装置。
2. 室内機を複数設置するとともに、前記複数の室内機とそれぞれ遠隔制御可能に通信接続された集中コントローラを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. 外部からの設定入力により、室内機の複数のルーバーの一部を駆動して吹出し口の一部を閉止する吹出し口部分閉止手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 床下空間に空調空気を吹き出すように複数の室内機の吹出し口をそれぞれ床下空間に開口させるとともに、各室内機の運転停止を検出する室内機停止検出手段と、前記室内機停止検出手段により或る室内機の運転停止が検出されたとき、当該運転停止の室内機のルーバーを駆動して当該室内機の吹出し口を全閉にする吹出し口全閉手段とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
5. 室内機の吹出し口を床下空間と床上空間にまたがって開口配置するとともに、暖房運転時には前記室内機の空調空気を前記床上空間に吹き出すようにルーバーを駆動するルーバー上下駆動手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。

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