JP2013245886A - 空気調和システムおよび送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】年間を通して居住者の快適性を損なうことなく、しかも省エネ効果を得ることができる空気調和システムを提供する。
【解決手段】熱交換された空気を室内に送風する空気調和機と、空気調和機と連動して天井付近の空気を送風する送風装置５とで構成された空気調和システムにおいて、空気調和機の運転が暖房のときには、送風装置５の送風部５ａを鉛直方向を基準に−８０°〜−１００°と８０°〜１００°の範囲内の角度で固定して動作させ、空気調和機の運転が冷房のときには、送風部５ａを鉛直方向を基準に−８０°〜８０°の範囲内の角度で固定して動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機とサーキュレーション用の送風装置とで構成される空気調和システムおよび送風装置に関するものである。

空気調和機とサーキュレーション用の送風装置とで構成される空気調和システムとして、空気調和機の設定温度と室内温度との温度差に応じてサーキュレーション用の送風装置の風量を調節する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７４０２７号公報（図１）

しかしながら、前述した特許文献１に記載の技術では、夏期の冷房運転時の不快感解消にしか効果を発揮しないという課題を有している。

本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであり、年間を通して居住者の快適性を損なうことなく、しかも省エネ効果を得ることができる空気調和システムおよび送風装置を得るものである。

本発明に係る空気調和システムは、熱交換された空気を室内に送風する空気調和機と、空気調和機と連動して天井付近の空気を送風する送風装置とで構成された空気調和システムにおいて、送風装置は、空気調和機の運転が暖房のときには室内の壁に向けて送風し、空気調和機の運転が冷房のときには室内の床に向けて送風する。

本発明によれば、空気調和機の運転が暖房のときには室内の壁に向けて送風し、空気調和機の運転が冷房のときには室内の床に向けて送風するように、送風装置を空気調和機と連動させている。これにより、暖房運転時においては、空気調和機で暖められた天井付近に滞る空気を循環させることが可能になり、このため、人に直接風が当たって冷風感を与えるようなことがなくなる。また、暖かい空気を循環させているので、空気調和機の運転効率が向上し省エネ効果を得ることができる。冷房運転時においては、人に直接風を当てて涼風感を与えることができ、快適な居住空間を与えることができる。

本発明の実施の形態１を示す空気調和システムの構成図である。 同システムにおける夏期の冷房運転時の送風方向を示す図である。 同システムにおける冬期の暖房運転時の送風方向を示す図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１を示す空気調和システムの構成図である。

図中に示す空気調和システムは、例えば、ビルのオフィス、事務所、店舗などに取付けられる業務用の空気調和機と、サーキュレーション用の送風装置５とで構成されている。空気調和機は、例えば居住空間の天井に設置される室内機１と、屋外に設置される室外機２と、室内機１と室外機２とを接続する冷媒配管６と、室内機１に電気的に接続されたリモコン３とで構成されている。

この空気調和機は、リモコン３の操作により冷房運転が選択されたときには、室外機２が凝縮器として、室内機１が蒸発器として作用し、室内機１から冷風が吹き出される。また、リモコン３の操作により暖房運転が選択されたときには、室外機２が蒸発器として、室内機１が凝縮器として作用し、室内機１から温風が吹き出される。室内機１は、リモコン３により選択された運転（冷房、暖房などの運転）に基づく状態信号を後述するコントローラ４に入力する。

送風装置５は、室内機１と同様に天井に設置される。この送風装置５は、複数のファンモーターを有する直方体形状の送風部５ａと、送風部５ａの送風方向を設定するための送風方向設定部５ｂと、送風部５ａの上下に設けられた帯状の吹出口５ｃと、室内機１からの運転状態を示す状態信号を入力する入力部を有し、その入力部に入力された状態信号に基づいて送風部５ａおよび送風方向設定部５ｂを制御するコントローラ４（制御部）とを備えている。

前述の送風方向設定部５ｂは、送風部５ａの長手方向の軸心を中心として、その送風部５ａを例えば１８０°回転可能なモーターを有している。なお、送風部５ａの吹出口５ｃの反対側には、吹出口５ｃと同じ形状の吸込口（図示せず）が設けられている。

コントローラ４は、状態信号から空気調和機の運転が暖房であることを検知したときには、送風部５ａの送風が室内の壁に向かうように送風方向設定部５ｂを制御し、状態信号から空気調和機の運転が冷房であることを検知したときには、送風部５ａの送風が床に向かうように送風方向設定部５ｂを制御する。

ここで、冷房運転時と暖房運転時の送風方向について図２および図３を用いて詳述する。
図２は空気調和システムにおける夏期の冷房運転時の送風方向を示す図、図３は同システムにおける冬期の暖房運転時の送風方向を示す図である。
冷房運転時においては、図２に示すように、送風装置５の送風部５ａが鉛直方向を基準に第２の角度範囲（例えば−８０°〜８０°の範囲）内の角度で固定されて動作する。また、暖房運転時においては、図３に示すように、送風装置５の送風部５ａが鉛直方向を基準に第１の角度範囲（例えば−８０°〜−１００°と８０°〜１００°の範囲）内の角度で固定されて動作する。送風部５ａの角度設定は、送風方向設定部５ｂにより行われる。

次に、本実施の形態の空気調和システムの動作について図２及び図３を用いて説明する。
リモコン３の操作により冷房運転が選択されると、前述したように、空気調和機の室外機２が凝縮器として、室内機１が蒸発器として作用し、室内機１から冷風が吹き出される。この時、室内機１は、冷房運転である状態信号をコントローラ４に入力する。コントローラ４は、入力部を介して入力される状態信号から空気調和機の運転が冷房であることを検知したときには、送風装置５の送風部５ａが鉛直方向を基準に−８０°〜８０°の角度範囲内の角度で固定されるように、送風方向設定部５ｂを制御すると共に、送風部５ａの各ファンモーターを駆動する。この場合、室内機１から吹き出された冷風は、図２に示す矢印のように、送風部５ａの吸込口から吸引され、吹出口５ｃから床に向かって吹き出される。

リモコン３の操作により暖房運転が選択されると、空気調和機の室外機２が蒸発器として、室内機１が凝縮器として作用し、室内機１から温風が吹き出される。この時、室内機１は、暖房運転である状態信号をコントローラ４に入力する。コントローラ４は、入力部を介して入力される状態信号から空気調和機の運転が暖房であることを検知したときには、送風装置５の送風部５ａが鉛直方向を基準に−８０°〜−１００°と８０°〜１００°の角度範囲内の角度で固定されるように、送風方向設定部５ｂを制御すると共に、送風部５ａの各ファンモーターを駆動する。この場合、室内機１から吹き出された温風は、図３に示す矢印のように、送風部５ａの吸込口から吸引され、吹出口５ｃから壁に向かって吹き出される。

また、コントローラ４は、暖房運転中に、入力された状態信号から空気調和機が運転停止したことを検知したとき、即ち、空気調和機が暖房運転中に、室内の温度制御により暖房運転が一時的に停止状態になったときや、室外機２の霜取り運転状態となったときには、送風装置５の運転を停止する。これは、室内機１から温風が吹き出されないためである。そのような状態で送風装置５を運転していた場合、送風装置５により室内空気が循環して冷気となり、床面付近に冷気を送ることになり、部屋にいる人に冷風感を与えるが、本実施の形態においては、前述のように、送風装置５の運転も停止するようにしているので、部屋にいる人に冷風感を与えることがない。なお、空気調和機の運転が再開された場合には、コントローラ４により送風装置５が再び運転を開始する。

以上のように実施の形態１においては、空気調和機の運転が冷房のときには、送風部５ａの送風が床に向かうように送風方向設定部５ｂを制御するようにしているので、室内機１からの温風を直接人体に当てることができ、送風装置５の気流により体感温度が下がるため、空気調和機の設定温度を１〜２℃程度上げても快適性を保つことが可能となり、省エネ効果もある。

空気調和機の運転が暖房のときには、送風部５ａの送風が室内の壁に向かうように送風方向設定部５ｂを制御するようにしているので、人体に直接風を当てることなく、空気調和機で暖められた空気を循環させることができ、床面付近の温度も上昇するため高さ方向の温度差を解消できる。また、床面付近の温度が上昇した場合には、空気調和機も無駄に運転することなく、部屋を均一に暖房することができ省エネ効果がある。

また、空気調和機が暖房運転中に、室内の温度制御による運転停止状態になったときや、室外機２の霜取り運転状態となったときには、送風装置５の運転を停止するようにしているので、人に冷風感を与えることがなくなり、冷気を循環することもなく暖房効率を下げることもない。

なお、実施の形態１では、暖房運転中に、入力された状態信号から空気調和機が運転を停止したことを検知したときには、送風装置５の運転も停止するようにしたが、その状態信号に加えて、室内機１から吹き出される空気の温度からも空気調和機が運転を停止したかどうかを判定するようにしても良い。その空気の温度を検出する温度検出手段である温度センサを例えば送風方向設定部５ｂに設け、暖房運転中に、入力された状態信号と温度センサの検出温度とから空気調和機が運転を停止したかどうかを判定する。温度については、温度センサの検出温度が所定温度まで下がったときに空気調和機が運転を停止したと判定する。

状態信号と温度センサの検出温度とから空気調和機が運転を停止したかどうかを判定するようにした場合、より空気調和機の運転／停止の判定を正確に行うことが可能になり、送風装置５を無駄に運転することなく、空気調和機の補助機器としての最大の能力を引き出すことができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、空気調和機の運転が冷房あるいは暖房か、または暖房運転時の温度制御による運転停止状態や空気調和機の室外機２の霜取り運転中などの運転状態を判定してサーキュレーション用の送風装置５の運転状態を制御することを述べたが、実施の形態２は、熱検知手段を用いて、より極め細かい制御で送風装置５を動作させるようにしたものである。

例えば、室内の空間の熱を検知する赤外線センサーを送風装置５の送風方向設定部５ｂに設けて、床面や壁面の温度を測定したり、人のいる場所を検知し、その検知情報をコントローラ４に入力する。コントローラ４は、入力された検知情報を基に熱負荷の高い場所を判定し、冷房運転時には、熱負荷の高い場所、即ち人のいる場所に積極的に冷風が送風されるように、送風装置５の送風部５ａを第２の角度範囲内の角度で固定して動作させ、暖房運転時には、人のいる場所を避けて温風が送風されるように、送風装置５の送風部５ａを第１の角度範囲内の角度で固定して動作させる。
このように、冷房運転時には人のいる場所に積極的に冷風が送風されるようにしているので、より体感温度が下がり、快適性を保つことができる。また、暖房運転時には、人のいる場所を避けて温風が送風されるようにしているので、冷風感を与えることなく、居住者の快適性を損なわずに効率的に居住空間を空調することが可能である。

なお、一例として輻射熱を検知する赤外線センサーを挙げたが、室内環境を測定できるセンサーとしては温度、湿度、人感センサーなどが考えられ、何れのセンサーを用いても同じ効果を得ることができる。また、赤外線センサーを送風装置５の送風方向設定部５ｂに設けたことを述べたが、赤外線センサーを室内機１に設けて、赤外線センサーからの検知情報をコントローラ４に入力するようにしても良い。

１ 室内機 ２ 室外機、３ リモコン、４ コントローラ、５ 送風装置、５ａ 送風部、５ｂ 送風方向設定部、５ｃ 吹出口、６ 冷媒配管。

Claims (10)

1. 熱交換された空気を室内に送風する空気調和機と、前記空気調和機と連動して天井付近の空気を送風する送風装置とで構成された空気調和システムにおいて、
   前記送風装置は、前記空気調和機の運転が暖房のときには室内の壁に向けて送風し、前記空気調和機の運転が冷房のときには室内の床に向けて送風することを特徴とする空気調和システム。
2. 前記送風装置は、前記空気調和機の運転が暖房のときには、鉛直方向を基準に第１の角度範囲内の角度で送風し、前記空気調和機の運転が冷房のときには、鉛直方向を基準に前記第１の角度範囲より狭い第２の角度範囲内の角度で送風することを特徴とする請求項１記載の空気調和システム。
3. 前記送風装置は、前記空気調和機の送風が停止したときには、送風が再開されるまで送風運転を停止することを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和システム。
4. 前記空気調和機からの運転状態を示す状態信号を入力し、その状態信号に基づいて前記送風装置を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の空気調和システム。
5. 複数のファンモーターを有する送風部と、
   前記送風部の送風方向を設定するための送風方向設定部と、
   空気調和機からの運転状態を示す状態信号を入力する入力部を有し、該入力部に入力された状態信号に基づいて前記送風部および前記送風方向設定部を制御する制御部と
   を備えたことを特徴とする送風装置。
6. 前記制御部は、前記状態信号から前記空気調和機の運転が暖房であることを検知したときには、前記送風部の送風が室内の壁に向かうように前記送風方向設定部を制御し、前記状態信号から前記空気調和機の運転が冷房であることを検知したときには、前記送風部の送風が床に向かうように前記送風方向設定部を制御することを特徴とする請求項５記載の送風装置。
7. 前記制御部は、前記空気調和機の運転が暖房のときには、鉛直方向を基準に第１の角度範囲内の角度で送風されるように、前記送風部および前記送風方向設定部を制御し、前記空気調和機の運転が冷房のときには、鉛直方向を基準に前記第１の角度範囲より狭い第２の角度範囲内の角度で送風されるように、前記送風部および前記送風方向設定部を制御することを特徴とする請求項６記載の送風装置。
8. 前記制御部は、前記空気調和機の運転が暖房のときに、前記状態信号から温度制御による運転の停止状態あるいは前記空気調和機の室外機の霜取り運転状態を検知したときには、前記送風部の運転を停止することを特徴とする請求項５乃至７の何れか一項に記載の送風装置。
9. 前記空気調和機から吹き出される空気の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記制御部は、前記温度検出手段により検出された温度に応じて前記送風部の運転を制御することを特徴とする請求項５乃至８の何れか一項に記載の送風装置。
10. 室内の空間の熱を検知する熱検知手段を備え、
    前記制御部は、前記熱検知手段により検知された熱負荷に向けて送風されるように、前記送風方向設定部を制御することを特徴とする請求項５乃至９の何れか一項に記載の送風装置。

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