JP7471465B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本開示は、1つの室内機に2系統の熱源側回路が備えられた空気調和装置に関する。
従来、1つの室内機に2系統の熱源側回路が備えられた空気調和装置が知られている。特許文献1には、このような空気調和装置として、2つの熱交換器と、2つのファンと、が1つの筐体に収納され、それぞれの熱交換器で熱交換された空気がそれぞれのファンによって2つの吹出口から送風されるものが開示されている。
特開2003-83272号公報
特許文献1に開示された空気調和装置では、室内の利用者が存在しない空間にも調和空気を送り出している。このため、特許文献1の空気調和装置は、利用者の存在しない空間における空気調和にかかる電力が浪費されてしまう。
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、1つの室内機に2系統の熱源側回路が備えられた空気調和装置における消費電力を削減することを目的とするものである。
本開示に係る空気調和装置は、筐体と、筐体内に設けられた第1熱交換器と、筐体内に設けられた第2熱交換器と、筐体内に設けられた第3熱交換器と、筐体内に設けられた第4熱交換器と、筐体内に設けられ、第1熱交換器に空気を送る第1ファンと、筐体内に設けられ、第2熱交換器に空気を送る第2ファンと、筐体内に設けられ、第3熱交換器に空気を送る第3ファンと、筐体内に設けられ、第4熱交換器に空気を送る第4ファンと、第1熱交換器第2熱交換器、第3熱交換器、及び第4熱交換器への冷媒の流通を制御する制御弁と、制御弁、第1ファン第2ファン、第3ファン、及び第4ファンを制御する制御装置と、を備え、筐体は、面に形成され、第1熱交換器に送られる空気が通る第1吸込口と、側面に形成され、第2熱交換器に送られる空気が通る第2吸込口と、側面に形成され、第3熱交換器に送られる空気が通る第3吸込口と、側面に形成され、第4熱交換器に送られる空気が通る第4吸込口と、下面に形成され、第1熱交換器によって熱交換された空気を吹き出す第1吹出口と、下面に形成され、第2熱交換器によって熱交換された空気を吹き出す第2吹出口と、下面に形成され、第3熱交換器によって熱交換された空気を吹き出す第3吹出口と、下面に形成され、第4熱交換器によって熱交換された空気を吹き出す第4吹出口と、を有し、制御装置は、空調対象空間において、第1吹出口に対応する第1エリアと、第2吹出口に対応する第2エリアと、第3吹出口に対応する第3エリアと、第4吹出口に対応する第4エリアとを設定し、第1エリアと第2エリアと第3エリアと第4エリアとのそれぞれにおける人の存在を検知し、第1エリアで人の存在を検知し、且つ第2エリア、第3エリア及び第4エリアで人の存在を検知しない場合、第1エリアに空気調和を行い、第2エリア、第3エリア及び第4エリアで送風を行うように、制御弁、第1ファン第2ファン、第3ファン、及び第4ファンを制御する。
本開示の空気調和装置は、人の存在する第1エリアにおいては空気調和を行い、人の存在しない第2エリアにおいては送風を行う。よって、第2エリアにおいては、不要な空気調和が行われないため、消費電力が削減される。また、第1エリアに吹き出された調和空気は、不在エリアに吹き出された空気によって第2エリア側に流れることが阻まれる。よって、第1エリアにおいては、空気調和が集中して行われ、利用者が設定した温度を効率的に維持することができるため、消費電力が削減される。以上のように、本開示によれば、1つの室内機に2系統の熱源側回路が備えられた空気調和装置における消費電力を削減することができる。
実施の形態1に係る空気調和装置1を示す回路図である。 実施の形態1に係る空気調和装置1の室内機3を示す断面模式図である。 実施の形態1に係る空調対象空間及び空気調和装置1の配置について説明するための図である。 実施の形態1に係る制御装置21を示す機能ブロック図である。 実施の形態1に係る空気調和装置1の空調作用を説明するための図である。 実施の形態1に係る制御装置21の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る空気調和装置101を示す回路図である。 実施の形態2に係る空気調和装置101の室内機103を示す斜視図である。 実施の形態2に係る空気調和装置101の内部構成を説明するための図である。 実施の形態2に係る制御装置131を示す機能ブロック図である。
実施の形態1.
以下、実施の形態1に係る空気調和装置1について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態で説明する各種の具体的な設定例は一例であり、記載された設定例に限定されない。図1は、実施の形態1に係る空気調和装置1を示す回路図である。図1に示すように、空気調和装置1は、室外機2、室内機3及び冷媒配管4を有している。
図1に示すように、室外機2は、圧縮機5、流路切替弁6、室外熱交換器7、室外ファン8及び膨張弁9を有している。室内機3は、第1熱交換器10、第2熱交換器11、第1ファン12、第2ファン13、第1制御弁14、及び第2制御弁15を有している。冷媒配管4は、圧縮機5、流路切替弁6、室外熱交換器7、膨張弁9、第1熱交換器10、第2熱交換器11、第1制御弁14、及び第2制御弁15を接続すると共に、内部に冷媒が流れる配管である。冷媒配管4、及び冷媒配管4に接続された各機器によって冷媒回路が構成されている。冷媒回路は、室外機2の負荷側回路、及び室内機3の第1熱交換器10側と、第2熱交換器11側とに分岐した熱源側回路を有している。即ち、室内機3には、2系統の熱源側回路が構成されている。
圧縮機5は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。流路切替弁6は、冷媒回路において、冷媒の流通方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。室外熱交換器7は、冷媒と室外空気との間で熱交換を行うものであり、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器である。室外熱交換器7は、冷房運転時には凝縮器として作用し、暖房運転時には蒸発器として作用する。室外ファン8は、室外熱交換器7に室外空気を送る機器である。膨張弁9は、冷媒を減圧して膨張させるものであり、例えば、電子膨張弁である。
第1熱交換器10及び第2熱交換器11は、室内熱交換器として室内空気と冷媒との間で熱交換を行うものである。第1熱交換器10及び第2熱交換器11は、冷房運転時には蒸発器として作用し、暖房運転時には凝縮器として作用する。第1ファン12は、第1熱交換器10に室内空気を送る機器であり、例えば、クロスフローファンである。第2ファン13は、第2熱交換器11に室内空気を送る機器であり、例えば、クロスフローファンである。
第1制御弁14及び第2制御弁15は、3つのポート(図示せず)を有する三方弁である。第1制御弁14及び第2制御弁15は、ポートの開閉状態を切り替えることで、第1熱交換器10及び第2熱交換器11への冷媒の流通を制御する。第1制御弁14のポートは、流路切替弁6と、第1熱交換器10と、第2熱交換器11とに接続されている。第2制御弁15のポートは、膨張弁9と、第1熱交換器10と、第2熱交換器11とに接続されている。また、第1制御弁14及び第2制御弁15のポートの開閉状態は、第1モード、第2モード、及び第3モードと取り得る。
第1モードは、第1熱交換器10にのみ冷媒を流通させ、第2熱交換器11に冷媒を流通させないモードである。第1モードでは、第1制御弁14は、流路切替弁6側のポートを開放し、第1熱交換器10側のポートを開放し、第2熱交換器11側のポートを閉止する。また、第2制御弁15は、膨張弁9側のポートを開放し、第1熱交換器10側のポートを開放し、第2熱交換器11側のポートを閉止する。
第2モードは、第1熱交換器10に冷媒を流通させず、第2熱交換器11にのみ冷媒を流通させるモードである。第2モードでは、第1制御弁14は、流路切替弁6側のポートを開放し、第1熱交換器10側のポートを閉止し、第2熱交換器11側のポートを開放する。また、第2制御弁15は、膨張弁9側のポートを開放し、第1熱交換器10側のポートを閉止し、第2熱交換器11側のポートを開放する。
第3モードは、第1熱交換器10及び第2熱交換器11の両方に冷媒を流通させるモードである。第3モードでは、第1制御弁14は、全てのポートを開放する。また、第2制御弁15も、全てのポートを開放する。
ここで、空気調和装置1の動作について説明する。先ず、第1制御弁14及び第2制御弁15が第1モードになっている際の冷房運転について説明する。空気調和装置1は、圧縮機5の吐出側と室外熱交換器7とが接続されるように流路切替弁6を切り替えることで、冷房運転を行う。冷房運転において、圧縮機5に吸入された冷媒は、圧縮機5によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出される。圧縮機5から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替弁6を通過して、凝縮器として作用する室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は、室外ファン8によって送られる室外空気と熱交換されて凝縮し、液化する。液状態の冷媒は、膨張弁9に流入し、減圧及び膨張されて、低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する第1熱交換器10に流入する。第1熱交換器10に流入した冷媒は、第1ファン12によって送られる室内空気と熱交換されて蒸発し、ガス化する。その際、室内空気が冷却されて室内における冷房が実施される。その後、蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替弁6を通過して、圧縮機5に吸入される。
次に、第1制御弁14及び第2制御弁15が第2モードになっている際の冷房運転について説明する。この場合、圧縮機5から吐出された冷媒が流路切替弁6、室外機2熱交換器、及び膨張弁9を通過するまでの流れは、第1モードと同様である。膨張弁9を通過した気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する第2熱交換器11に流入する。第2熱交換器11に流入した冷媒は、第2ファン13によって送られる室内空気と熱交換されて蒸発し、ガス化する。その際、室内空気が冷却されて室内における冷房が実施される。その後、蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替弁6を通過して、圧縮機5に吸入される。
続いて、第1制御弁14及び第2制御弁15が第3モードになっている際の冷房運転について説明する。この場合も、圧縮機5から吐出された冷媒が流路切替弁6、室外機2熱交換器、及び膨張弁9を通過するまでの流れは、第1モード及び第2モードと同様である。膨張弁9を通過した気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する第1熱交換器10及び第2熱交換器11に流入する。第1熱交換器10に流入した冷媒は、第1ファン12によって送られる室内空気と熱交換されて蒸発し、ガス化する。また、第2熱交換器11に流入した冷媒は、第2ファン13によって送られる室内空気と熱交換されて蒸発し、ガス化する。その際、室内空気が冷却されて室内における冷房が実施される。その後、蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替弁6を通過して、圧縮機5に吸入される。
また、第1制御弁14及び第2制御弁15が第1モードになっている際の暖房運転について説明する。空気調和装置1は、圧縮機5の吐出側と第1熱交換器10とが接続されるように流路切替弁6を切り替えることで、暖房運転を行う。暖房運転において、圧縮機5に吸入された冷媒は、圧縮機5によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出される。圧縮機5から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替弁6を通過して、凝縮器として作用する第1熱交換器10に流入する。第1熱交換器10に流入した冷媒は、第1ファン12によって送られる室内空気と熱交換されて凝縮し、液化する。その際、室内空気が温められて、室内における暖房が実施される。液状態の冷媒は、膨張弁9に流入し、減圧及び膨張されて、低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する室外熱交換器7に流入する。室外熱交換器7に流入した冷媒は、室外ファン8によって送られる室外空気と熱交換されて蒸発し、ガス化する。その後、蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替弁6を通過して、圧縮機5に吸入される。
次に、第1制御弁14及び第2制御弁15が第2モードになっている際の暖房運転について説明する。この場合、暖房運転において、圧縮機5に吸入された冷媒は、圧縮機5によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出される。圧縮機5から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替弁6を通過して、凝縮器として作用する第2熱交換器11に流入する。第2熱交換器11に流入した冷媒は、第2ファン13によって送られる室内空気と熱交換されて凝縮し、液化する。その際、室内空気が温められて、室内における暖房が実施される。その後、第2熱交換器11を通過した液状態の冷媒が膨張弁9、蒸発器、及び室外熱交換器7を通過し、圧縮機5に吸入されるまでの流れは、第1モードと同様である。
続いて、第1制御弁14及び第2制御弁15が第3モードになっている際の暖房運転について説明する。この場合、暖房運転において、圧縮機5に吸入された冷媒は、圧縮機5によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出される。圧縮機5から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替弁6を通過して、凝縮器として作用する第1熱交換器10及び第2熱交換器11に流入する。第1熱交換器10に流入した冷媒は、第1ファン12によって送られる室内空気と熱交換されて凝縮し、液化する。また、第2熱交換器11に流入した冷媒は、第2ファン13によって送られる室内空気と熱交換されて凝縮し、液化する。その際、室内空気が温められて、室内における暖房が実施される。その後、第1熱交換器10及び第2熱交換器11を通過した液状態の冷媒が膨張弁9、蒸発器、及び室外熱交換器7を通過し、圧縮機5に吸入されるまでの流れは、第1モード及び第2モードと同様である。
また、空気調和装置1は、制御装置21、第1温度検知装置22、第2温度検知装置23、及び赤外線センサ24を有している。制御装置21は、リモートコントローラ(図示せず)から受け付けた空調の目標温度、風量、及び風向等の設定情報、並びに室内機3及び室外機2の各部から受け取る各種情報に基づき、室内機3及び室外機2を含む空気調和装置1全体の動作を制御する。第1温度検知装置22及び第2温度検知装置23は、空間の温度を検知する非接触式の温度センサである。赤外線センサ24は、空間の赤外線を検知するセンサである。第1温度検知装置22、第2温度検知装置23、及び赤外線センサ24は、制御装置21と通信が行えるように無線で接続されている。制御装置21、第1温度検知装置22、第2温度検知装置23、及び赤外線センサ24の詳細な説明については、後述する。
図2は、実施の形態1に係る空気調和装置1の室内機3を示す断面模式図である。図示は省略するが、室内機3は、全体として略直方体形状である。室内機3は、空調対象空間となる室内の天井に吊り下げ、又は埋め込まれて設置されている。図2は、設置状態の室内機3を上下方向に切断した断面を示している。図2に示すように、室内機3は、筐体30、第1熱交換器10、第2熱交換器11、第1ファン12、及び第2ファン13を有する。筐体30は、外部ケーシング31、第1内部ケーシング32、第2内部ケーシング33、仕切り34、第1風向板35、及び第2風向板36を有する。
外部ケーシング31は、室外機2の外郭を構成するものである。外部ケーシング31には、第1吸込口41、第2吸込口42、第1吹出口43、及び第2吹出口44が形成されている。第1吸込口41は、外部ケーシング31の一側面に形成され、室内の空気を吸い込む開口である。第2吸込口42は、外部ケーシング31の一側面に対向する他側面に形成され、室内の空気を吸い込む開口である。第1吹出口43は、外部ケーシング31の下面に形成され、第1熱交換器10によって熱交換された空気を吹き出す開口である。第2吹出口44は、外部ケーシング31の下面に形成され、第2熱交換器11によって熱交換された空気を吹き出す開口である。なお、第2吹出口44は、第1吹出口43とは別に形成されている。
第1内部ケーシング32は、外部ケーシング31の内部に設けられ、第1ファン12の上方に位置している。第1内部ケーシング32は、第1ファン12に対向する面が曲面状である。外部ケーシング31及び第1内部ケーシング32に囲まれ、第1吸込口41から第1吹出口43までを連通する空間が第1風路51となる。第2内部ケーシング33は、外部ケーシング31の内部に設けられ、第2ファン13の上方に位置している。第2内部ケーシング33は、第2ファン13に対向する面が曲面状である。外部ケーシング31及び第2内部ケーシング33に囲まれ、第2吸込口42から第2吹出口44までを連通する空間が第2風路52となる。仕切り34は、第1風路51と、第2風路52との間に設けられている。仕切り34は、第1風路51と、第2風路52とを流れる空気が互いに干渉しないように、筐体30内部を区画している。仕切り34は、板状であり、筐体30の側面と略同等の形状を有している。
第1熱交換器10は、第1風路51において、第1吹出口43の形成された一側面に対して斜めに配置されている。第2熱交換器11は、第2風路52において、第2吹出口44の形成された他側面に対して斜めに配置されている。第1ファン12は、第1風路51において、第1熱交換器10の下流側に設置されている。第1ファン12は、例えば、クロスフローファンであり、回転軸が略水平になるように横置きされている。第2ファン13は、第2風路52において、第2熱交換器11の下流側に設置されている。第2ファン13は、回転軸が略水平になるように横置きされている。
筐体30は、複数の第1風向板35、及び複数の第2風向板36を有している。複数の第1風向板35は、空気調和装置1の停止時に第1吹出口43を覆うように設けられている。複数の第1風向板35は、空気調和装置1の運転中に、上下方向に回動し、第1吹出口43から吹き出される空気の向きを調整する。複数の第2風向板36は、空気調和装置1の停止時に第2吹出口44を覆うように設けられている。複数の第2風向板36は、空気調和装置1の運転中に、上下方向に回動し、第2吹出口44から吹き出される空気の向きを調整する。
ここで、空気調和装置1の室内機3における空気の流れを説明する。ここでは、第1制御弁14及び第2制御弁15が第3モードになっている場合を例に説明する。先ず、第1ファン12の回転によって第1吸込口41から吸い込まれた空気は第1熱交換器10を通って熱交換される。熱交換された空気は、第1吹出口43から室内に送られる。また、第2ファン13の回転によって第2吸込口42から吸い込まれた空気は第2熱交換器11を通って熱交換される。熱交換された空気は、第2吹出口44から室内に送られる。室内機3は、筐体30の側面から空気を吸い込み、下方に吹き出すため、ショートサイクルが抑制されている。
図3は、実施の形態1に係る空調対象空間及び空気調和装置1の配置について説明するための図である。図3は、空調対象空間となる、室内機3の設けられた室内を上からみた図を模式的に表している。空気調和装置の室内機3は、室内の略中央に設置されている。制御装置21は、室内機3の筐体30の内部に格納されている。制御装置21内の記憶装置25(図4)には、第1吹出口43から吹き出された空気によって空気調和が行われる領域、即ち空調対象空間における第1吹出口43の形成された一側面側の領域が第1エリアであるという設定が予め記憶されている。また、記憶装置25には、第2吹出口44から吹き出された空気によって空気調和が行われる領域、即ち空調対象空間における第2吹出口44の形成された他側面側の領域が第2エリアであるという設定が予め記憶されている。つまり、空気調和装置1を室内に設置した際に、室内における第1エリア及び第2エリアが決定される。図3においては、室内を2分割した領域のうち、エリアA1が第1エリアに相当し、エリアA2が第2エリアに相当する。
第1温度検知装置22は、第1エリアの壁面に設けられ、第1エリアの温度を検知する。第1温度検知装置22は、第1温度検知装置22が検知した第1エリアの温度情報を制御装置21に送信する。第2温度検知装置23は、第2エリアの壁面に設けられ、第2エリアの温度を検知する。第2温度検知装置23は、第2温度検知装置23が検知した第2エリアの温度情報を制御装置21に送信する。赤外線センサ24は、室内機3の筐体30に設けられ、空調対象空間全体を対象として赤外線を検知し、検知結果を制御装置21に送信する。
(制御装置21の構成)
制御装置21は、圧縮機5の運転周波数、室外ファン8、第1ファン12及び第2ファン13の回転数、並びに第1制御弁14及び第2制御弁15の各ポートの開閉状態を制御する。制御装置21は、専用のハードウェア又は記憶装置25に格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ又はプロセッサともいう)で構成される。制御装置21が専用のハードウェアである場合、制御装置21は、例えば、単一回路、複合回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置21が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。
制御装置21がCPUの場合、制御装置21が実行する各機能部は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置25に格納される。CPUは、記憶装置25に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。ここで、記憶装置25は、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。なお、制御装置21の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
図4は、実施の形態1に係る制御装置21を示す機能ブロック図である。図4に示すように、制御装置21は、機能部として、エリア設定部61、温度受信部62、熱画像作成部63、在室判定部64、及び空調制御部65を有している。
エリア設定部61は、第1温度検知装置22が第1エリアに設置されていることを記憶装置25に設定として記憶させる。また、エリア設定部61は、第2温度検知装置23が第2エリアに設置されていることを記憶装置25に設定として記憶させる。つまり、エリア設定部61は、第1温度検知装置22と、第1エリアとの対応関係、及び第2温度検知装置23と第2エリアとの対応関係を設定するものである。エリア設定部61によるエリア設定は、空気調和装置1の室内機3、第1温度検知装置22、又は第2温度検知装置23の少なくとも1つの配置が変更された場合に実施される。この場合の実施タイミングは、利用者又は施工者からリモートコントローラ等によって指示される。
温度受信部62は、第1温度検知装置22から第1エリアの温度情報を受信する。また、温度受信部62は、第2温度検知装置23から第2エリアの温度情報を受信する。
熱画像作成部63は、赤外線センサ24から受信した赤外線の検知結果から室内の熱画像を作成する。熱画像を作成するための処理は、従来知られているものであってよい。
在室判定部64は、熱画像作成部63の作成した熱画像に対して、第1エリア及び第2エリアに相当する座標範囲を算出し、それぞれの座標範囲における人の検出を行う。人の検出を行うための処理自体は、従来知られているものであってよい。在室判定部64は、人が検出されているエリアを在室エリアと設定し、人が検出されていないエリアを不在エリアとして判定する。
空調制御部65は、第1エリア及び第2エリアの少なくとも一方が在室エリアであると設定された場合、在室エリアで利用者が設定した設定情報に基づいて空気調和を行い、不在エリアで送風を行うように、各機器を制御する。
具体的には、第1エリアが在室エリアであり、且つ第2エリアが不在エリアである場合、第1熱交換器10にのみ冷媒を流通させる第1モードとなるように、第1制御弁14及び第2制御弁15を制御する。また、第1エリアの温度が利用者によって設定された温度になるように、圧縮機5の運転周波数、及び室外ファン8の回転数を調整し、第1熱交換器10に流通する冷媒の容量を制御する。そして、設定された風量及び風向となるように、第1ファン12及び第2ファン13の双方を運転させ、第1風向板35を回動させる。また、第2風向板36には、所定の開度を維持させる。
また、第1エリアが不在エリアであり、且つ第2エリアが在室エリアである場合、第2熱交換器11側にのみ冷媒を流通させる第2モードとなるように、第1制御弁14及び第2制御弁15を制御する。また、第2エリアの温度が利用者によって設定された温度になるように、圧縮機5の運転周波数、及び室外ファン8の回転数を調整し、第2熱交換器11に流通する冷媒の容量を制御する。そして、設定された風量及び風向となるように、第1ファン12及び第2ファン13の双方を運転させ、第2風向板36を回動させる。また、第1風向板35には、所定の開度を維持させる。
また、第1エリア、及び第2エリアの双方が在室エリアである場合、第1熱交換器10及び第2熱交換器11の双方に冷媒を流通させる第3モードとなるように、第1制御弁14及び第2制御弁15を制御する。また、第1エリア及び第2エリアの温度が利用者によって設定された温度になるように、圧縮機5の運転周波数、及び室外ファン8の回転数を調整し、第1熱交換器10及び第2熱交換器11に流通する冷媒の容量を制御する。そして、設定された風量及び風向となるように、第1ファン12及び第2ファン13の双方を運転させ、第1風向板35及び第2風向板36を回動させる。
なお、空調制御部65は、第1エリア、及び第2エリアの双方が不在エリアである場合、空気調和装置1の運転を停止させる。
図5は、実施の形態1に係る空気調和装置1の空調作用を説明するための図である。説明のため、第1風向板35及び第2風向板36のそれぞれ1つを拡大して示している。また、第1エリアA1が在室エリアであり、第2エリアA2が不在エリアであった場合を例にしている。また、第1風向板35の開度は、閉状態の0°を基準としてθv1で示されている。第2風向板36の開度は、閉状態の0°を基準としてθv2で示されている。また、空気の流れを矢印で示している。
空調制御部65は、第1風向板35を開度θv1が0°~90°となる範囲で回動させる。即ち、第1風向板35は、吹き出される空気の向きが第1エリア向きになるように回動する。また、空調制御部65は、第2風向板36に開度θv2が0°~90°の内の所定の開度を維持させる。例えば、図5では、第2風向板36の開度は、約80°である。即ち、第2風向板36は、第2吹出口44から吹き出される空気の向きが第1エリアから離れる向きとなるように開度を維持する。図5に示すように、第1吹出口43から第1エリアに吹き出された調和空気は、不在エリアに吹き出された空気によって第2エリア側に流れることが阻まれる。これにより、在室エリアである第1エリアでは、空調が集中して行われ、利用者が設定した温度を効率的に維持することができる。
(制御装置21の動作)
ここで、制御装置21の動作について、説明する。図6は、実施の形態1に係る制御装置21の動作を示すフローチャートである。先ず、熱画像作成部63は、赤外線センサ24から室内の熱画像を作成する(S1)。続いて、在室判定部64は、各エリアにおける人の検出を行い、在室エリア、及び不在エリアを設定する(S2)。そして、空調制御部65は、空調対象空間の第1エリアと第2エリアのそれぞれが在室エリアであるか否かを判定する(S3)。在室エリアが存在する場合(S3:YES)、空調制御部65は、在室エリアで空気調和を行い、不在エリアで送風を行うように、各機器を制御する(S4)。空調対象空間が全て不在エリアである場合(S3:NO)、空調制御部65は、空気調和装置1の運転を停止する(S5)。以上の処理は、空気調和装置1の運転中において、予め定められた周期で繰り返し実行される。
本実施の形態1では、空気調和装置1は、人の存在する第1エリアにおいては空気調和を行い、人の存在しない第2エリアにおいては送風を行う。よって、第2エリアにおいては、不要な温調が行われないため、消費電力が削減される。また、第1エリアに吹き出された調和空気は、不在エリアに吹き出された空気によって第2エリア側に流れることが阻まれる。よって、第1エリアにおいては、空気調和が集中して行われ、利用者が設定した温度を効率的に維持することができるため、消費電力が削減される。以上のように、実施の形態1によれば、1つの室内機3に2系統の熱源側回路が備えられた空気調和装置1における消費電力を削減することができる。
また、本実施によれば、筐体30は、第1風路51と、第2風路52との間に設けられた仕切り34を有する。このため、第1風路51と、第2風路52とを流れる空気が互いに干渉せず、第1吹出口43、及び第2吹出口44から吹き出される空気の勢いが低下することを抑制することができる。
また、本実施によれば、第1吹出口43及び第2吹出口44は、筐体30の下面に形成されている。このため、空気調和装置1は、第1吹出口43及び第2吹出口44が筐体30の側面に形成されている場合と比較して、空気調和を行うエリアをより広くすることができ、利用者の快適性を向上させることができる。
実施の形態2.
図7は、実施の形態2に係る空気調和装置101を示す回路図である。図7に示すように、本実施の形態2は、室内機103が4系統の熱源側回路を備えている点で実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と同一の部分は同一の符合を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
図7に示すように、空気調和装置101の室内機103は、室内熱交換器として第1熱交換器111、第2熱交換器112、第3熱交換器113、及び第4熱交換器114を有している。室外機2の負荷側回路に対して、室内機103の第1熱交換器111側と、第2熱交換器112側と、第3熱交換器113側と、第4熱交換器114側とに分岐した熱源側回路が接続されている。即ち、室内機103には、4系統の熱源側回路が備えられている。また、室内機103は、第1ファン115、第2ファン116、第3ファン117、及び第4ファン118を有している。第1ファン115は、第1熱交換器111に空気を送る機器である。第2ファン116は、第2熱交換器112に空気を送る機器である。第3ファン117は、第3熱交換器113に空気を送る機器である。第4ファン118は、第4熱交換器114に空気を送る機器である。
更に、室内機103は、第1制御弁121、第2制御弁122、第3制御弁123、第4制御弁124、第5制御弁125、及び第6制御弁126を有している。第1制御弁121、第2制御弁122、第3制御弁123、第4制御弁124、第5制御弁125、及び第6制御弁126は、三方弁である。第1制御弁121、第2制御弁122、第3制御弁123、第4制御弁124、第5制御弁125、及び第6制御弁126のポートの開閉状態の組み合わせによって、第1熱交換器111、第2熱交換器112、第3熱交換器113、及び第4熱交換器114への冷媒の流通が制御される。
第1制御弁121のポートは、流路切替弁6と、第1熱交換器111と、第3制御弁123とに接続されている。第2制御弁122のポートは、膨張弁9と、第1熱交換器111と、第4制御弁124とに接続されている。第3制御弁123のポートは、第2熱交換器112と、第1制御弁121と、第5制御弁125とに接続されている。第4制御弁124のポートは、第2熱交換器112と、第2制御弁122と、第6制御弁126とに接続されている。第5制御弁125のポートは、第3熱交換器113と、第4熱交換器114と、第3制御弁123とに接続されている。第6制御弁126のポートは、第3熱交換器113と、第4熱交換器114と、第4制御弁124とに接続されている。
図8は、実施の形態2に係る空気調和装置101の室内機103を示す斜視図である。図8に示すように、室内機103の筐体140は、扁平な円筒形状である。室内機103の筐体140の側面には、第1吸込口161、第2吸込口162、第3吸込口(図示せず)、及び第4吸込口(図示せず)が形成されている。また、室内機103の筐体140の下面には、第1吹出口165、第2吹出口166、第3吹出口167、及び第4吹出口168が形成されている。
実施の形態1と同様に、記憶装置25には、第1吹出口165から吹き出された空気によって空気調和が行われる領域、即ち空調対象空間における第1吹出口165に対応する領域が第1エリアであるという設定が予め記憶されている。また、記憶装置25には、第2吹出口166から吹き出された空気によって空気調和が行われる領域、即ち空調対象空間における第2吹出口166に対応する領域が第2エリアであるという設定が予め記憶されている。また、記憶装置25には、第3吹出口167から吹き出された空気によって空気調和が行われる領域、即ち空調対象空間における第3吹出口167に対応する領域が第3エリアであるという設定が予め記憶されている。また、記憶装置25には、第4吹出口168から吹き出された空気によって空気調和が行われる領域、即ち空調対象空間における第4吹出口168に対応する領域が第4エリアであるという設定が予め記憶されている。
図7に戻り、空気調和装置101の室内機103は、第1温度検知装置132、第2温度検知装置133、第3温度検知装置134、第4温度検知装置135、及び赤外線センサ24を有している。第1温度検知装置132は、第1エリアの温度を検知し、温度情報を制御装置131に送信するものである。第2温度検知装置133は、第2エリアの温度を検知し、温度情報を制御装置131に送信するものである。第3温度検知装置134は、第3エリアの温度を検知し、温度情報を制御装置131に送信するものである。第4温度検知装置135は、第4エリアの温度を検知し、温度情報を制御装置131に送信するものである。赤外線センサ24は、空調対象空間全体を対象として、赤外線を検知する。
図9は、実施の形態2に係る空気調和装置101の内部構成を説明するための図である。図9では、室内機103の第1吹出口165が形成された部分のみを示している。筐体140に囲まれ、第1吸込口161から第1吹出口165までを連通する空間が第1風路171となる。ここでは、第1風路171を例にして説明するが、第2風路(図示せず)、第3風路(図示せず)、及び第4風路(図示せず)の構成も第1風路171と同様である。第1吸込口161は、筐体140の側面に形成されている。第1吹出口165は、外部ケーシング31の下面に形成されている。第1ファン115は、例えば、クロスフローファンであり、回転軸が略水平になるように筐体140に対して横置きされている。また、筐体140は、4つの仕切り141を有している。4つの仕切り141は、第1風路171、第2風路、第3風路、及び第4風路のそれぞれを流れる空気が互いに干渉しないように、筐体140内部を区画している。
(制御装置131の構成)
図10は、実施の形態2に係る制御装置131を示す機能ブロック図である。制御装置131の各機能部は、第1エリア、第2エリア、第3エリア、及び第4エリアの4つのエリアに対応させた点を除いて、実施の形態1と共通している。即ち、エリア設定部181は、第1温度検知装置132、第2温度検知装置133、第3温度検知装置134、及び第4温度検知装置135と各エリアとの対応関係を設定する。温度受信部182は、第1温度検知装置132、第2温度検知装置133、第3温度検知装置134、及び第4温度検知装置135から第1エリア、第2エリア、第3エリア、及び第4エリアの温度情報を取得する。熱画像作成部183は、空調対象空間全体の熱画像を作成する。在室判定部184は、赤外線センサ24から受信した赤外線の検知結果から第1エリア、第2エリア、第3エリア、及び第4エリアに対して、在室エリア及び不在エリアの判定を行う。そして、空調制御部185は、第1エリア、第2エリア、第3エリア、及び第4エリアの少なくとも一つが在室エリアであると設定された場合、在室エリアでは空気調和を行い、不在エリアでは送風を行うように、各機器を制御する。
例えば、第1エリアが在室エリアであり、且つ第2エリア、第3エリア、及び第4エリアが不在エリアである場合、第1制御弁121は、流路切替弁6側のポートを開放し、第1熱交換器111側のポートを開放し、第3制御弁123側のポートを閉止する。また、第2制御弁122は、膨張弁9側のポートを開放し、第1熱交換器111側のポートを開放し、第4制御弁124側のポートを閉止する。そして、第3制御弁123、第4制御弁124、第5制御弁125、及び第6制御弁126は、全てのポートを閉止する。また、圧縮機5の運転周波数、及び室外ファン8の回転数を調整し、第1熱交換器111に流通する冷媒の容量を制御する。そして、設定された風量及び風向となるように、第1ファン115、第2ファン116、第3ファン117、及び第4ファン118を運転させ、第1風向板151を回動させる。また、第2風向板152、第3風向板153、及び第4風向板154に所定の開度を維持させる。これにより、冷媒が第1熱交換器111側にのみ流通し、第1エリアのみで空気調和が行われる。また、第2エリア、第3エリア、及び第4エリアでは、送風が行われる。
制御装置131は、上記に例示した以外の場合においても、在室エリアと設定されたエリアに対応する室内熱交換器にのみ冷媒が流通し、不在エリアと設定されたエリアに対応する室内熱交換器には冷媒の流通が遮断されるように、それぞれの制御弁を制御する。
本実施の形態2によれば、空気調和装置101は、室内を4つのエリアに区画して、在室エリアでは利用者が設定した設定情報に基づいた空気調和を行い、不在エリアでは送風を行う。このため、本実施の形態2の空気調和装置101は、実施の形態1における空気調和装置101と比較して、空調対象空間における空気調和を集中して行うエリアを更に限定することができる。したがって、実施の形態2によれば、1つの筐体140に複数の系統の熱源側回路が備えられた空気調和装置101における消費電力を更に削減することができる。
以上が実施の形態の説明であるが、本開示は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、実施の形態1において、第1制御弁14及び第2制御弁15は、三方弁であるとしたが、四方弁、又は二方弁を組み合わせることで、同様の機能を有するようにしてもよい。
また、実施の形態1における第1温度検知装置22、及び第2温度検知装置23は、各エリアの温度を個別に検知することが出来れば、設置場所及び個数は変更してもよい。例えば、第1温度検知装置22、及び第2温度検知装置23は、室内機3の筐体30内に設けられていてもよい。また、赤外線センサ24が検知した赤外線に基づいて作成された熱画像によって室内の温度を検知するようにしてもよい。また、利用者の所持するスマートフォン等の携帯端末、又はPC等の機器と制御装置21とが通信が行えるように無線で接続し、携帯端末、又はPC等が検知した温度を取得するようにしてもよい。この場合、第1温度検知装置22、及び第2温度検知装置23を省略することができる。
また、実施の形態1における赤外線センサ24は、空調対象空間の赤外線を取得するだけではなく、熱画像の作成機能も兼ね備えるものであってよい。この場合、制御装置21の熱画像作成部63は、省略されてもよい。
また、実施の形態1における在室判定部64は、熱画像ではなく、携帯端末、又はPC等の機器から受信される信号の有無、又は強度から在室エリア及び不在エリアの判定を行うようにしてもよい。この場合、赤外線センサ24を省略することができる。
また、実施の形態1において、ある区間では無線通信が行われ、別の区間では有線通信が行われるものであってもよい。また、ある機器から他の機器への通信が有線通信で行われ、他の装置からある装置への通信が無線通信で行われるものであってもよい。
また、実施の形態1では、エリア設定部61のエリア設定の実施タイミングは、利用者又は施工者からリモートコントローラ等によって指示されるとしていた。変形例として、第1温度検知装置22、及び第2温度検知装置23から受信する信号の強度の変化等から第1温度検知装置22、又は第2温度検知装置23との相対的な位置関係が変更されたことを検知し、エリア設定部61が自動で実施されるようにしてもよい。
また、実施の形態1において、全てのエリアが不在エリアと判定された場合、空気調和装置1の運転を停止させるとしていたが、全てのエリアで送風を行うようにしてもよい。
また、実施の形態1において、筐体30の形状、並びに吸込口、及び吹出口の配置についても、実施の形態として開示された構成から適宜変更してもよい。例えば、第1吸込口41及び第2吸込口42を筐体30の下面に形成し、第1吹出口43及び第2吹出口44を筐体30の側面に形成してもよい。
また、実施の形態1としては、不在エリアの風量を利用者によって設定された風量としていたが、不在エリアにおける風量を在室エリアにおける風量よりも大きくなるようにしてもよい。この場合、在室エリアに吹き出された調和空気が不在エリアに吹き出された空気によって不在エリア側に流れることをより確実に抑制することができる。
また、実施の形態1では、不在エリアにおける第2風向板36の開度θv2が約80°であったが、開度θv2は0°~90°の範囲のいずれかを維持することで、第2吹出口44から吹き出される空気が第1エリアから離れる向きになればよい。例えば、開度θv2は、90°とすることで、第2吹出口44から吹き出される空気は、空気調和装置1の真下に向かう。この場合、第2吹出口44から吹き出される空気は、第1吹出口43から吹き出される空気と接触するまでに勢いが減衰し難いため、第1エリアから第2エリアに空気が流通することを更に抑制することができる。
また、実施の形態1及び実施の形態2では、在室エリアにおける風向板を回動させるように制御していたが、所定の開度を維持させるようにしてもよい。また、各風向板は、対応する吹出口から吹き出される空気の向きが対応するエリア以外から離れる向きになるように設けられていれば、筐体に向きが固定された状態で設けられ、回動する機能が省略されていてもよい。
また、各制御弁の開閉状態は、在室エリアと判定されたエリアに対応する室内熱交換器にのみ冷媒が流通し、不在エリアと判定されたエリアに対応する室内熱交換器への冷媒の流通が遮断されれば、実施の形態1及び2に開示したものに限定されない。また、実施の形態1及び2において、在室エリアと判定されたエリアに対応する室内熱交換器にのみ冷媒が流通し、不在エリアと判定されたエリアに対応する室内熱交換器への冷媒の流通が遮断されれば、制御弁の一部が省略されてもよい。
1 空気調和装置、2 室外機、3 室内機、4 冷媒配管、5 圧縮機、6 流路切替弁、7 室外熱交換器、8 室外ファン、9 膨張弁、10 第1熱交換器、11 第2熱交換器、12 第1ファン、13 第2ファン、14 第1制御弁、15 第2制御弁、21 制御装置、22 第1温度検知装置、23 第2温度検知装置、24 赤外線センサ、25 記憶装置、30 筐体、31 外部ケーシング、32 第1内部ケーシング、33 第2内部ケーシング、34 仕切り、35 第1風向板、36 第2風向板、41 第1吸込口、42 第2吸込口、43 第1吹出口、44 第2吹出口、51 第1風路、52 第2風路、61 エリア設定部、62 温度受信部、63 熱画像作成部、64 在室判定部、65 空調制御部、101 空気調和装置、103 室内機、111 第1熱交換器、112 第2熱交換器、113 第3熱交換器、114 第4熱交換器、115 第1ファン、116 第2ファン、117 第3ファン、118 第4ファン、121 第1制御弁、122 第2制御弁、123 第3制御弁、124 第4制御弁、125 第5制御弁、126 第6制御弁、131 制御装置、132 第1温度検知装置、133 第2温度検知装置、134 第3温度検知装置、135 第4温度検知装置、140 筐体、141 仕切り、151 第1風向板、152 第2風向板、153 第3風向板、154 第4風向板、161 第1吸込口、162 第2吸込口、165 第1吹出口、166 第2吹出口、167 第3吹出口、168 第4吹出口、171 第1風路、181 エリア設定部、182 温度受信部、183 熱画像作成部、184 在室判定部、185 空調制御部。

Claims (6)

  1. 筐体と、
    前記筐体内に設けられた第1熱交換器と、
    前記筐体内に設けられた第2熱交換器と、
    前記筐体内に設けられた第3熱交換器と、
    前記筐体内に設けられた第4熱交換器と、
    前記筐体内に設けられ、前記第1熱交換器に空気を送る第1ファンと、
    前記筐体内に設けられ、前記第2熱交換器に空気を送る第2ファンと、
    前記筐体内に設けられ、前記第3熱交換器に空気を送る第3ファンと、
    前記筐体内に設けられ、前記第4熱交換器に空気を送る第4ファンと、
    前記第1熱交換器、前記第2熱交換器、前記第3熱交換器、及び前記第4熱交換器への冷媒の流通を制御する制御弁と、
    前記制御弁、前記第1ファン、前記第2ファン、前記第3ファン、及び前記第4ファンを制御する制御装置と、を備え、
    前記筐体は、
    面に形成され、前記第1熱交換器に送られる空気が通る第1吸込口と、
    記側面に形成され、前記第2熱交換器に送られる空気が通る第2吸込口と、
    前記側面に形成され、前記第3熱交換器に送られる空気が通る第3吸込口と、
    前記側面に形成され、前記第4熱交換器に送られる空気が通る第4吸込口と、
    下面に形成され、前記第1熱交換器によって熱交換された空気を吹き出す第1吹出口と、
    前記下面に形成され、前記第2熱交換器によって熱交換された空気を吹き出す第2吹出口と、
    前記下面に形成され、前記第3熱交換器によって熱交換された空気を吹き出す第3吹出口と、
    前記下面に形成され、前記第4熱交換器によって熱交換された空気を吹き出す第4吹出口と、を有し、
    前記制御装置は、
    空調対象空間において、前記第1吹出口に対応する第1エリアと、前記第2吹出口に対応する第2エリアと、前記第3吹出口に対応する第3エリアと、前記第4吹出口に対応する第4エリアとを設定し、前記第1エリアと前記第2エリアと前記第3エリアと前記第4エリアとのそれぞれにおける人の存在を検知し、前記第1エリアで人の存在を検知し、且つ前記第2エリア、前記第3エリア及び前記第4エリアで人の存在を検知しない場合、前記第1エリアに空気調和を行い、前記第2エリア、前記第3エリア及び前記第4エリアで送風を行うように、前記制御弁、前記第1ファン、前記第2ファン、前記第3ファン、及び前記第4ファンを制御する
    空気調和装置。
  2. 前記制御装置は、
    前記第1エリアで人の存在を検知し、且つ前記第2エリアで人の存在を検知しない場合、前記第1熱交換器に冷媒を流通させるように前記制御弁を制御し、前記第1ファンを運転させると共に、前記第2熱交換器への冷媒の流通を遮断するように前記制御弁を制御し、前記第2ファンを運転させる
    請求項1に記載の空気調和装置。
  3. 前記筐体は、
    前記第1ファンが配置された第1風路と、
    前記第2ファンが配置された第2風路と、
    前記第1風路と、前記第2風路との間に設けられた仕切りと、を更に有する
    請求項1又は2に記載の空気調和装置。
  4. 前記第1吹出口から吹き出される空気の向きを調整する第1風向板と、
    前記第2吹出口から吹き出される空気の向きを調整する第2風向板と、をさらに備え、
    前記制御装置は、
    前記第1エリアで人の存在を検知し、且つ前記第2エリアで人の存在を検知しない場合、前記第2吹出口から吹き出される空気の向きが前記第1エリアから離れる向きになるように前記第2風向板を制御する
    請求項1~3の何れか1項に記載の空気調和装置。
  5. 前記空調対象空間の赤外線を検知する赤外線センサを更に備え、
    前記制御装置は、
    前記赤外線センサを用いて、前記第1エリアと前記第2エリアとのそれぞれにおける人の存在を検知する
    請求項1~4の何れか1項に記載の空気調和装置。
  6. 前記空調対象空間の温度を検知する温度検知装置を更に備え、
    前記制御装置は、
    前記第1エリア、及び前記第2エリアのそれぞれが目標温度となるように、前記制御弁、前記第1ファン、及び前記第2ファンを制御する
    請求項1~5の何れか1項に記載の空気調和装置。
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