JP2009264607A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の室内ユニットが設置されている部屋の室内全体の温度分布ムラを抑制する。
【解決手段】天井面から室内へ空気を吹き出す空気吹き出し口１８を有し同一の部屋の天井裏に設置された複数の室内ユニット１２（１２ａ〜１２ｃ）と、この各室内ユニットの空気吹き出し口に、吹き出し空気に対する角度を可変に設けられたルーバ２０，２２と、各室内ユニットのルーバの角度を制御して吹き出し空気の流れ方向を制御する気流制御手段１６とを備えて空気調和システムを構成する。特に、気流制御手段１６は、各室内ユニットから吹き出された空気が天井面に沿って部屋の同一壁面の方向に流れるように、各室内ユニットのルーバの角度を制御することにより、部屋全体を循環する循環気流３０を発生させることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和システムに係り、特に、複数の室内ユニットが設置された部屋の温度分布ムラを抑制する技術に関する。

近年、部屋全体の温度分布ムラを解消するために、例えばサーキュレータを用いて室内空気を循環させたり、或いは空気調和機の室内ユニットからの吹き出し空気を用いて室内空気を循環させたりすることが検討されている。

このような室内温度分布ムラは、複数の室内ユニットが同一の部屋に設置されるような比較的広い部屋で特に顕著であると考えられる。そこで、例えば特許文献１には、複数の室内ユニットが設置された部屋の室内温度分布ムラを抑制することが記載されている。

具体的には、各室内ユニットの周囲の温度を検出して、設定温度に達していない室内ユニットは冷房或いは暖房運転を継続させ、設定温度に達した室内ユニットは運転を停止するのではなく送風運転をさせるものである。これにより、室内空気を撹拌して温度分布ムラを抑制することができるとされている。

特開２０００−３４６４３２号公報

しかしながら、特許文献１の技術には、室内全体の温度分布ムラをさらに抑制することについて考慮の余地が残されている。

すなわち、特許文献１の技術は、設定温度に達した一部の室内ユニットの送風運転による気流で室内空気を循環させて温度分布ムラを抑制させるというものである。したがって、一部の室内ユニットによる気流のみでは、室内全体の空気が十分に循環されず、室内全体の温度分布ムラが十分に解消されないおそれがある。 そこで、本発明は、複数の室内ユニットが設置されている部屋の室内全体の温度分布ムラを抑制することを課題とする。

本発明の空気調和システムは、室内へ空気を吹き出す空気吹き出し口を有し同一の部屋に設置された複数の室内ユニットと、この各室内ユニットの空気吹き出し口に、吹き出し空気に対する角度を可変に設けられた羽根板と、各室内ユニットの羽根板の角度を制御して吹き出し空気の流れ方向を制御する気流制御手段とを備えて構成される。

特に、気流制御手段は、各室内ユニットから吹き出された空気が天井面に沿って部屋の同一壁面の方向に流れるように、各室内ユニットの羽根板の角度を制御することを特徴としている。

このように複数の室内ユニットの羽根板の角度を連動制御して、各室内ユニットから吹き出された空気を部屋の同一壁面に向けて流すことにより、各室内ユニットの吹き出し空気の全てを循環気流とすることができる。したがって、室内全体を循環するに十分な気流を発生させることができ、室内全体の温度分布ムラを抑制することができる。

この場合において、各室内ユニットの設置位置に対応して設けられた温度センサ及び照度センサの少なくとも一方の検出値に基づいて、各室内ユニットから吹き出された空気が向かう壁面方向を選択するよう気流制御手段を構成することができる。

つまり、例えば冷房運転を行っている場合には、検出温度が高い温度センサが設けられた室内の領域では冷房能力が他の領域に比べて低いことがわかるので、この領域に他の室内ユニットからの吹き出し空気が通るように吹き出し空気が向かう壁面方向を選択すればよい。これによれば、室内全体の温度分布のムラを抑制するとともに、空調能力が不足している領域の空調状況を改善することができる。

また、デマンド制御又は省エネルギー制御により少なくとも１の各室内ユニットの運転能力を制限する機能を有している場合には、各室内ユニットの運転能力の制限情報に基づいて、吹き出された空気が向かう壁面方向を選択するよう気流制御手段を構成してもよい。

例えば、運転能力が制限されている室内ユニットと制限されてない室内ユニットが混合している場合、運転能力が制限された室内ユニットの設置されている室内の領域では空調能力が不足していると考えられる。したがって、この領域に他の室内ユニットからの吹き出し空気が通るように吹き出し空気が向かう壁面方向を選択すればよい。

また、設定された時間ごとに吹き出された空気が向かう壁面方向をローテーションさせるよう気流制御手段を構成してもよい。

また、羽根板を、空気吹き出し口に１辺が回動可能に取り付けられた第１矩形板と、この第１矩形板の空気吹き出し口に取り付けられた辺の対向辺に回動可能に取り付けられた第２矩形板とで構成した場合、第１矩形板の空気吹き出し口に対する回動角度と第２矩形板の第１矩形板に対する回動角度を制御して各室内ユニットの吹き出し空気の流れ方向を制御するよう気流制御手段を構成することができる。

また、特に、同一の部屋の天井裏に複数の室内ユニットが設置されて、それぞれが天井面から室内へ空気を吹き出す構成の空気調和システムに本発明を適用するのが好ましい。

本発明によれば、複数の室内ユニットが設置されている部屋の室内全体の温度分布ムラを抑制することができる。

以下、本発明を適用してなる空気調和システムの実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。

図１は、本実施形態の空気調和システムの全体構成の一例を示す図である。図１に示すように、空気調和システム１０は、同一の部屋の天井裏に設置された複数の室内ユニット１２（１２ａ〜１２ｃ）と、これら各室内ユニット１２と信号伝送線１４で接続されており、各室内ユニット１２から吹き出される空気の流れ方向を制御する気流制御手段１６と、図示していないが、各室内ユニット１２と冷媒を循環する配管で接続された室外ユニットなどを有して構成されており、冷凍サイクルを形成している。なお、本発明は、天井裏に複数の室内ユニットが設置されている場合だけではなく、例えば壁掛けの複数の室内ユニットを有する空気調和システムに対して適用することもできる。

各室内ユニット１２は、それぞれ天井面から室内へ空気を吹き出す複数の空気吹き出し口１８を有しており、各室内ユニットの各空気吹き出し口１８には、室内ユニットからの吹き出し空気に対する角度を可変にルーバ（羽根板）２０，２２が設けられている。本実施形態では、室内の空気を吸い込む空気吸い込み口２４を挟んで対向して窓２６側とドア２８側に空気吹き出し口１８が設けられており、窓２６側にルーバ２０が設けられ、ドア２８側にルーバ２２が設けられている。

なお、本実施形態では、各室内ユニット１２が２方向の空気吹き出し口を有する例を示しているが、これに限らず２方向以上の例えば４方向吹き出しの室内ユニットにも適用可能である。

ルーバ２０は、図１に示すように、空気吹き出し口１８に１辺が回動可能に取り付けられた第１矩形板２０ａと、この第１矩形板の空気吹き出し口１８に取り付けられた辺の対向辺に回動可能に取り付けられた第２矩形板２０ｂとを有して構成されている。ルーバ２２についても同様である。

気流制御手段１６は、第１矩形板２０ａの空気吹き出し口１８に対する回動角度と、第２矩形板２０ｂの第１矩形板２０ａに対する回動角度を制御して室内ユニットの窓２６側に対する吹き出し空気の流れ方向を制御するよう構成されている。ドア２８側に対する吹き出し空気の流れ方向の制御も同様である。

なお、気流制御手段１６には、あらかじめ各室内ユニット１２の設置位置情報が格納されているものとし、また、信号伝送線１４を介して各室内ユニット１２の運転情報を把握できるよう構成されている。

ところで、このように複数の室内ユニットが設置された部屋において、例えば各室内ユニット１２が設定温度などに基づいて個別に（独立して）ルーバ２０，２２の制御をすると、室内全体を循環する気流は発生せず、温度分布ムラが発生しやすい。すなわち、１つの部屋に複数台の室内ユニットが設置された空気調和システムにおいては、室内ユニット毎の個別運転で部屋の空気調和を行うことを主目的としているため、室内ユニット毎に独立して風向き制御が行われる場合が多い。すると、各室内ユニットの設置箇所、各室内ユニットの吹き出し空気の向き、室内ユニットとの距離の遠近などによって室内に温度分布ムラが発生しやすい。

そこで、本実施形態の気流制御手段１６は、各室内ユニット１２から吹き出された空気が天井面に沿って部屋の同一壁面の方向に流れるように、各室内ユニットのルーバ２０，２２の角度を制御する点に特徴を有している。

例えば図１に示すように天井面に沿ってドア２８側から窓２６側に向かう循環気流３０を発生させたい場合、各室内ユニットの窓側のルーバ２０は「開」、ドア側のルーバ２２は「閉」となるように連動制御すればよい。これにより、室内ユニット１２ｃの窓側のルーバ２０から吹き出された空気は室内ユニット１２ｂが吸込み、さらに室内ユニット１２の窓側のルーバ２０からの吹き出し空気は室内ユニット１２ａが吸込み、循環気流３０が発生する。反対に、窓２６側からドア２８側に向かう循環気流を発生させたい場合は、ルーバ２０，２２の開閉を逆転させればよい。

このように各室内ユニット１２のルーバ２０，２２の角度を連動制御して、各室内ユニット１２から吹き出された空気を部屋の同一壁面に向けて流すことにより、各室内ユニット１２の吹き出し空気の全てを循環気流とすることができる。したがって、大きな部屋であっても、室内全体を循環するに十分な気流を発生させることができ、室内全体の温度分布ムラを抑制することができる。

なお、窓側のルーバ２０を構成する第１矩形板２０ａと第２矩形板２０ｂをそれぞれ図１に示すように角度制御することにより、窓側のルーバ２０からの吹き出し空気は天井面に沿うように流れる。これによれば、吹き出し空気が直接人間に当たってドラフト感を与えてしまうという問題が生じないため、吹き出し風を強くすることができる。その結果、室内全体の空気が十分に循環されるので温度分布ムラを抑制することができる。

ところで、気流制御手段１６が室内のどの壁面に向けて吹き出し空気を流すよう制御するかは、以下のいずれかの態様、或いは以下の態様の適宜の組み合わせにより実現することができる。

例えば、各室内ユニット１２の室内の空気吸い込み口２４にそれぞれ温度センサ３２（温度検出サーミスタ３２ａ〜３２ｃ）を設けて、各温度センサ３２の検出値に基づいて各室内ユニット１２から吹き出された空気が向かう壁面方向を選択することができる。

すなわち、室内ユニット１２ａ〜１２ｃが冷房運転しているとすると、検出温度が高い温度センサが設けられた室内の領域では冷房能力が他の領域に比べて低いことがわかるので、この領域に他の室内ユニットからの吹き出し空気が通るように吹き出し空気が向かう壁面方向を選択する。例えば、温度センサ３２ａ：２８℃、温度センサ３２ｂ：２６℃、温度センサ３２ｃ：２５℃とすると、検出温度の高い温度センサ３２ａが設けられた室内領域に他の室内ユニットからの吹き出し空気が通るように、室内ユニット１２ｃを基準として循環気流３０を発生させる。

これによれば、室内全体の温度分布のムラを抑制するとともに、空調能力が不足している領域の空調状況を改善することができる。なお、各室内ユニット１２が暖房運転をしている場合は冷房運転の場合と反対に、検出温度の低い領域に他の室内ユニットから吹き出された空気が通るようにすればよい。また、各室内ユニット１２の室内空気吸い込み口に温度センサを設けるのではなく、リモコンスイッチ３４、或いは各室内ユニット１２の設置位置に対向する床面などに温度センサを設けてもよい。

さらに、各リモコンスイッチ３４に設けられた温度センサ３６（３６ａ〜３６ｃ）の検出値と、空気吸い込み口に設けられた温度センサ３２の値の両方に基づいて風向き制御を行うことにより、室内の空調状況の把握の精度をより高めた風向き制御を行うことができる。

また、温度センサではなく、各室内ユニット１２の設置位置に対向する床面などに照度センサを設けて、照度センサの検出値に基づいて各室内ユニット１２から吹き出された空気が向かう壁面方向を選択することができる。つまり、日射３８による輻射熱を考慮して、冷房運転中であれば、輻射熱の高い領域にその他の室内ユニットから吹き出された空気が通るように循環気流を発生させることができる。

その他、検出温度などに関係なく、設定された時間ごとに吹き出された空気が向かう壁面方向をローテーションさせてもよい。すなわち、あらかじめ風向きを切り替える時間を設定しておき、循環気流の方向が設定時間ごとに窓２６側からドア２８側方向、ドア２８側から窓２６側方向へと順番に切り替わるようにすればよい。

また、空気調和システム１０が、デマンド制御又は省エネルギー制御により少なくとも１の各室内ユニット１２の運転能力を制限する機能を有している場合は、 各室内ユニット１２の運転能力の制限情報に基づいて吹き出された空気が向かう壁面方向を選択するよう気流制御手段１６を構成することができる。

すなわち、１つの部屋に高い運転能力で運転中の室内ユニットと、低い運転能力で運転中の室内ユニットが混在する場合、高い運転能力で運転している室内ユニットの空気調和された空気を、低い運転能力で運転中の室内ユニット側に送り届けるように、風向き制御を制御するものである。

図２は本実施形態の空気調和システムの全体構成の他の例を示す図であり、各室内ユニット１２の運転能力の制限情報に基づいて吹き出された空気が向かう壁面方向を選択する例を示すものである。図２に示すように、省エネルギー制御やデマンド制御などにより運転能力制御が必要で総能力を５０％で運転させたい場合、例えば室内ユニット１２ａを冷房１００％、１２ｂを冷房５０％、１２ｃを送風で運転することにより、全体の５０％能力運転にすることが考えられる。各室内ユニットの能力制御は、空調能力が不足している領域での制限を少なく、空調能力が足りている領域での制限が多くなるよう設定される。

気流制御手段１６は、各室内ユニットの運転能力の制限情報を把握しており、運転能力が最も制限された室内ユニット１２ｃの設置されている室内の領域に他の室内ユニット１２ａ，１２ｂからの吹き出し空気が通るように吹き出し空気が向かう壁面方向が選択される。その結果、天井面に沿って窓２６側からドア２８側へ吹き出し空気が流れるような循環気流３０が発生する。

以上、本実施形態の空気調和システムによれば、各室内ユニット１２から吹き出された空気を部屋の同一壁面に向けて流すことにより、各室内ユニット１２の吹き出し空気の全てを循環気流とすることができる。したがって、大きな部屋であっても、室内全体を循環するに十分な気流を発生させることができ、室内全体の温度分布ムラを抑制することができる。

本実施形態の空気調和システムの全体構成の一例を示す図である。 本実施形態の空気調和システムの全体構成の他の例を示す図である。

符号の説明

１０ 空気調和システム
１２ａ〜１２ｃ 室内ユニット
１６ 気流制御手段
１８ 空気吹き出し口
２０，２２ ルーバ
２４ 空気吸い込み口
３０ 循環気流
３２ａ〜３２ｃ 温度センサ
３６ａ〜３６ｃ 温度センサ

Claims (6)

1. 室内へ空気を吹き出す空気吹き出し口を有し同一の部屋に設置された複数の室内ユニットと、該各室内ユニットの空気吹き出し口に、吹き出し空気に対する角度を可変に設けられた羽根板と、前記各室内ユニットの羽根板の角度を制御して吹き出し空気の流れ方向を制御する気流制御手段とを備えてなる空気調和システムにおいて、
   前記気流制御手段は、前記各室内ユニットから吹き出された空気が天井面に沿って部屋の同一壁面の方向に流れるように、前記各室内ユニットの羽根板の角度を制御することを特徴とする空気調和システム。
2. 前記気流制御手段は、各室内ユニットの設置位置に対応して設けられた温度センサ及び照度センサの少なくとも一方の検出値に基づいて各室内ユニットから吹き出された空気が向かう壁面方向を選択する請求項１の空気調和システム。
3. デマンド制御又は省エネルギー制御により少なくとも１の前記各室内ユニットの運転能力を制限する機能を有しており、
   前記気流制御手段は、各室内ユニットの運転能力の制限情報に基づいて吹き出された空気が向かう壁面方向を選択する請求項１の空気調和システム。
4. 前記気流制御手段は、設定された時間ごとに吹き出された空気が向かう壁面方向をローテーションさせる請求項１の空気調和システム。
5. 前記羽根板は、前記空気吹き出し口に１辺が回動可能に取り付けられた第１矩形板と、該第１矩形板の前記空気吹き出し口に取り付けられた辺の対向辺に回動可能に取り付けられた第２矩形板とを有して構成され、
   前記気流制御手段は、前記第１矩形板の前記空気吹き出し口に対する回動角度と前記第２矩形板の前記第１矩形板に対する回動角度を制御して前記各室内ユニットの吹き出し空気の流れ方向を制御する請求項１の空気調和システム。
6. 前記複数の室内ユニットは、それぞれ天井面から室内へ空気を吹き出す空気吹き出し口を有し同一の部屋の天井裏に設置されてなる請求項１の空気調和システム。

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