JP7507423B2

JP7507423B2 - 空調システム

Info

Publication number: JP7507423B2
Application number: JP2022169443A
Authority: JP
Inventors: 正寛八重樫; 一善友近; 純暉山崎; 大波多野; 悠文新井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-06-28
Anticipated expiration: 2042-10-21
Also published as: EP4357687A1; JP2024061471A

Description

本発明は、空調システムに関する。

特許文献１は、空調室内機と換気装置とがダクトにより接続され、空調室内機により室内の空調を行うとともに、換気装置により、室内の排気および外気の給気を行う空調システムを開示する。

特開２０２２－０５０９４８号公報

本開示は、空調室内機が停止した状態で空気の逆流を抑制して利用者の利便性を確保するとともに、省エネ性を図ることができる空調システムを提供する。

前記目的を達成するため、本開示の空調システムは、室内ファンと熱交換器を有する空調室内機と、換気ファンを有する換気装置と、をダクトで接続する空気調和システムにおいて、前記室内ファンおよび前記換気ファンを駆動制御する制御部を備え、前記制御部は、前記室内ファンが駆動している場合は、前記換気ファンを駆動し、前記室内ファンが停止している場合は、前記換気ファンを停止させ、前記空調室内機の運転停止後に前記室内ファンが駆動している場合は、前記換気ファンを停止させるように制御し、前記空調室内機がサーモオフ状態の場合、前記換気装置の前記換気ファンを停止または弱風量に制御し、さらに、前記空調室内機の運転モードとして、空質改善モードと省エネ優先モードを備え、前記空質改善モードが選択された場合、前記制御部は、前記空調室内機がサーモオフ状態の場合でも、前記換気ファンを駆動させ、前記省エネ優先モードが選択され、前記空調室内機がサーモオフ状態の場合、前記換気ファンを弱風量または停止させ、前記空調室内機の運転モードとして、自動切替モードをさらに備え、前記制御部は、前記自動切替モードが選択された場合、外気温と設定温度の温度差に基づき、前記空質改善モードと前記省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定する。

本開示によれば、空調室内機を停止した場合に、換気ファンを停止するようにしているので、換気装置により外気が導入されることがなく、空調室内機の外気導入による吸込口のフィルタの空気が逆流することを抑制することができる。また、空調運転を停止している状態で、外気が室内に入らないので、室温の不必要な変動を抑制することができる。そのため、室内ファンに連動して換気ファンを駆動することを前提としつつ、空調運転停止後は、室内ファンと換気ファンの連動を解除することで、空気が逆流を抑制しつつ、使用者に利便性が損なわれることを抑制できる。

実施の形態１における空調システムを示す概略構成図実施の形態１における空調室内機を示す下方から見た平面図実施の形態１における空調室内機を示す断面図実施の形態１における制御構成を示すブロック図実施の形態１の動作を示すタイミングチャート

（発明の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、空調室内機と換気装置とがダクトにより接続され、空調室内機により室内の空調を行うとともに、換気装置により、室内の排気および外気の給気を行う空調システムがあった。
しかしながら、従来の技術においては、空調室内機を停止した状態で、換気装置を運転した場合、換気装置の外気導入により、空調室内機が加圧され、空調室内機の吸込口のフィルタの空気が逆流するおそれがある。また、空調室内機が、室内温度に達し、空調運転を停止しているにもかかわらず、換気装置が動作して換気が行われると、室温が変化してしまう。これにより、空調運転が開始されてしまい、エネルギの無駄が生じるおそれがあるという課題を発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
本開示は、空調室内機が停止した状態で空気の逆流を抑制して利用者の利便性を確保するとともに、省エネ性を図ることができる空調システムを提供する。

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図面を用いて、実施の形態１を説明する。
［１－１．構成］
［１－１－１．空調システムの構成］
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、実施の形態１における空調システムを示す概略構成図である。

図１に示すように、空調システム１は、空調室内機１０と、換気装置３０と、を備えている。
換気装置３０は、換気ユニット３１を備えている。
換気ユニット３１には、屋外に連通する室外側吸気ダクト３２および空調室内機１０の室内空気の吸込側に連通する室内側吸気ダクト３３が接続されている。
換気ユニット３１には、換気を行う室内に連通する室内側排気ダクト３４および屋外に連通する室外側排気ダクト３５が接続されている。
換気ユニット３１は、熱交換モジュール３６を備えている。熱交換モジュール３６は、室内側排気ダクト３４および室外側排気ダクト３５を流れる空気と、室外側吸気ダクト３２および室内側吸気ダクト３３を流れる空気と、の熱交換を行う。
なお、熱交換モジュール３６は、全熱交換器であってもよい。
換気ユニット３１は、換気ファン３７（図４を参照）を備えている。

図２は、実施の形態１における空調室内機を示す下方から見た平面図である。図３は、空調室内機を示す断面図である。
図２および図３に示すように、空調室内機１０は、室内機本体１１と、室内機本体１１の下側開口を覆う化粧パネル１２とを備えている。
室内機本体１１の内部には、熱交換器１３と、室内ファン１４と、ベルマウス１５とが設けられている。

化粧パネル１２は、室内機本体１１の下面の開口を覆うように平面視で略四角形の板状に形成されている。
化粧パネル１２の中央部分には、ベルマウス１５に連通する吸込口１６が形成されている。化粧パネル１２の室内機本体１１側には、空気中の塵などを除去するための図示しないフィルタが設けられている。
化粧パネル１２の吸込口１６の外側であって化粧パネル１２の外周部の各辺に沿った位置には、空調後の空気を室内に送る吹出口１７がそれぞれ形成されている。吹出口１７には、吹出方向を調整可能なフラップ１８がそれぞれ設けられている。

室内ファン１４は、ファンモータ２０と、遠心ファン２１とを備えて構成される。ファンモータ２０は、下方に延びる回転軸２２を備え、遠心ファン２１は、回転軸２２に固定される。ファンモータ２０は、室内機本体１１の天板に固定されている。

熱交換器１３は、室内ファン１４の略全体を側方から囲うように、板状の熱交換器１３を平面視で略四角形状に折り曲げるようにして形成されている。
熱交換器１３は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。熱交換器１３は、吸込口１６を介して室内機本体１１の内部に吸い込まれる室内の空気と冷媒との熱交換を行って、冷房運転時には空調室内の空気を冷却し、暖房運転時には室内の空気を加熱することができるように構成されている。
空調室内機１０が運転されると、室内ファン１４の回転によって、室内の空気が吸込口１６から吸い込まれ、室内ファン１４によって外側に送風され、熱交換器１３を通過する際に熱交換されて吹出口１７から室内に吹き出される。

また、本実施の形態においては、換気装置３０に接続された室内側吸気ダクト３３が筐体の側面に接続されている。室内側吸気ダクト３３は、吸込口１６と室内ファン１４との間の空間に連通している。
これにより、室外側吸気ダクト３２および室内側吸気ダクト３３をそれぞれ介して、外気を室内に取り入れることができる。

また、空調室内機１０および換気装置３０には、リモコン４０が接続されている。リモコン４０は、有線により接続されているが、無線により接続されていてもよい。
リモコン４０は、空調室内機１０および換気装置３０の運転操作を行うものであり、操作スイッチなどからなる操作部４１と、液晶表示素子などからなる表示部４２とを備えている。
リモコン４０は、空調室内機１０および換気装置３０の各部を制御するための制御部５０を備えている。

［１－１－２．制御構成］
次に、本実施形態の制御構成について説明する。
図４は、本実施形態の空気調和装置の制御構成を示すブロック図である。
図４に示すように、リモコン４０に設けられた制御部５０は、記憶部を備え、予め記憶部に記憶されているプログラムに基づいて動作するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）やＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のプロセッサである。制御部５０は、単一のプロセッサにより構成されてもよいし、複数のプロセッサから構成されていてもよい。なお、制御部５０として、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等が用いられてもよい。また、制御部５０９１として、ＬＳＩ（ｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の制御回路が用いられてもよい。

制御部５０は、空調室内機１０の室内ファン１４、換気装置３０の換気ファン３７ど各部の制御を行う。
制御部５０には、室内の空質を検出する空質センサ５１が接続されている。空質センサ５１は、本実施の形態においては、例えば、室内の空気中の二酸化炭素濃度を検出するものである。
なお、空質センサ５１は、二酸化炭素濃度の他、例えば、ＰＭ２．５や花粉などを検出するものであってもよい。
また、制御部５０には、外気温センサ５２が接続されている。

［１－２．作用］
次に、本実施の形態の作用について説明する。
空調室内機１０を動作させると、室内ファン１４が回転駆動され、室内ファン１４により室内空気が吸込口１６から吸い込まれ、熱交換器１３で熱交換された後、吹出口１７から室内に吹き出される。
一方、換気装置３０の換気ファン３７を動作させると、室内側排気ダクト３４および室外側排気ダクト３５を介して、室内の空気が外部に排気される。
また、室外側吸気ダクト３２および室内側吸気ダクト３３を介して外部の空気を空調室内機１０に送り、外部空気を含めた形で室内の空調が行われる。

この場合に、制御部５０は、室内ファン１４が駆動している場合は、換気ファン３７を駆動し、室内ファン１４が停止している場合は、換気ファン３７を停止させるように制御する。すなわち、原則として、空調室内機１０の室内ファン１４と、換気装置３０の換気ファン３７とは、連動するように制御される。

そして、制御部５０は、空調室内機１０の運転停止後に室内ファン１４が駆動している場合は、換気ファン３７を停止させるように制御する。
空調室内機１０の運転停止後に室内ファン１４が駆動している場合とは、例えば、室内ファン１４により送風される空気を吸込口１６から吸い込む、いわゆるショートサーキットにより空気を空調室内機１０の内部に循環させ、熱交換器１３の乾燥などを行う内部クリーン運転を行っている場合や、空調室内機１０の内部に設けた静電霧化装置などにより、空調室内機１０の内部や室内の除菌を行う除菌運転を行っている場合である。

図５は、本実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
図５に示すように、空調室内機１０が動作している状態では、換気ファン３７も駆動している。そして、空調室内機１０が停止して、内部クリーン運転が開始され、室内ファン１４が駆動してる場合には、換気ファン３７を停止する。
この場合に、換気ファン３７を駆動して、外気が取り入れられると、換気装置３０の外気導入により、空調室内機１０が加圧され、空調室内機１０の吸込口１６のフィルタの空気が逆流すること場合がある。
本実施の形態のように、空調室内機１０が運転を停止し、室内ファン１４が動作している状態では、換気ファン３７を停止することで、吸込口１６における空気の逆流を抑制することができる。

また、空調室内機１０を停止した状態で、換気ファン３７を動作させると、室内の温度が適切と判断し、空調運転を停止しているにも関わらず、換気ファン３７が駆動すると、使用者の意図に反して室温が変化してしまうおそれがある。
本実施の形態のように、空調室内機１０が運転を停止し、室内ファン１４が動作している状態では、換気ファン３７を停止することで、室温の予定外の変動を抑制することができる。

制御部５０は、空調室内機１０がサーモオフ状態の場合、換気装置３０の換気ファン３７を停止または弱風量に制御する。
サーモオフ状態の場合に、換気ファン３７が駆動されると、外気が室内に導入され、室内の温度が変化してしまうため、サーモオン状態となることを抑制することができる。

また、空調室内機１０は、空調室内機１０の運転モードとして、空質改善モードと省エネ優先モードの２つの運転モードを備えている。これら空質改善モードで運転するか、省エネ優先モードで運転するかは、利用者がリモコン４０の操作部４１を操作することで、選択することが可能となっている。
空質改善モードは、空質センサ５１による室内の空質状態に基づいて、空質を改善するモードである。具体的には、空質状態は、本実施の形態においては、室内の空気中の二酸化炭素濃度で決定される。
例えば、制御部５０が空質センサ５１の検出値に基づいて、室内の空気中の二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍ以上になったと判断した場合、換気ファン３７を動作させて、室外側吸気ダクト３２および室内側吸気ダクト３３を介して外部の空気を空調室内機１０に送るとともに、室内側排気ダクト３４および室外側排気ダクト３５を介して室内の空気を外部に排気する。

また、省エネ優先モードは、前述のように、内部クリーン運転、除菌運転、サーモオフ運転など、空調室内機１０が停止して室内ファン１４が動作している場合、換気ファン３７を停止するように制御する。
なお、この場合に、換気ファン３７は、完全に停止するのではなく、室内温度に大きく影響を与えない程度に弱風量で動作させるようにしてもよい。

また、空調室内機１０は、空質改善モードと省エネ優先モードの２つの運転モードを自動的に切り替える自動切替モードを備えていてもよい。
制御部５０は、自動切替モードが選択された場合、例えば、外気温センサ５２により検出された外気温とリモコン４０による設定温度との差に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定する。
このように外気温と設定温度との差に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定することで、熱負荷条件に応じた運転を行うことができる。

また、制御部５０は、自動切替モードが選択された場合、被空調空間内の空気質状態に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定するようにしてもよい。
この場合には、室内の空質状態に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定することで、室内の空質状態に応じて運転を行うことができる。

なお、空調室内機１０が除霜運転を行っている場合は、制御部５０は、室内ファン１４が駆動しているか否かにかかわらず、換気ファン３７を停止させる。これにより、冬場、低温の空気が部屋内に供給されないようにすることができる。

［１－３．効果等］
以上説明したように、本実施形態においては、室内ファン１４と熱交換器を有する空調室内機１０と、換気ファン３７を有する換気装置３０と、をダクトで接続し、室内ファン１４および換気ファン３７を駆動制御する制御部５０を備え、制御部５０は、室内ファン１４が駆動している場合は、換気ファン３７を駆動し、室内ファン１４が停止している場合は、換気ファン３７を停止させ、空調室内機１０の運転停止後に室内ファン１４が駆動している場合は、換気ファン３７を停止させるように制御する。
これにより、空調室内機１０を停止した場合に、換気ファン３７を停止するようにしているので、換気装置３０により外気が導入されることがなく、空調室内機１０の外気導入による吸込口１６のフィルタの空気が逆流することを抑制することができる。また、空調運転を停止している状態で、外気が室内に入らないので、室温の不必要な変動を抑制することができる。そのため、室内ファン１４に連動して換気ファン３７を駆動することを前提としつつ、空調運転停止後は、室内ファン１４と換気ファン３７の連動を解除することで、空気が逆流を抑制しつつ、使用者に利便性が損なわれることを抑制できる。

また、本実施の形態においては、制御部５０は、空調室内機１０がサーモオフ状態の場合、換気装置３０の換気ファン３７を停止または弱風量に制御する。
これにより、サーモオフ状態で外気が導入されて、サーモオンになることを抑制することができる。

また、本実施の形態においては、空調室内機１０の運転モードとして、空質改善モードと省エネ優先モードを備え、制御部５０は、空質改善モードが選択された場合、空調室内機１０がサーモオフ状態の場合でも換気ファン３７を駆動させ、省エネ優先モードが選択され、空調室内機１０がサーモオフ状態の場合、換気ファン３７を弱風量または停止する。
これにより、利用者の要望に応じて、空質改善モードまたは省エネ優先モードで運転を行うことができる。

また、本実施の形態においては、空調室内機１０の運転モードとして、自動切替モードをさらに備え、制御部５０は、自動切替モードが選択された場合、外気温と設定温度の温度差に基づき、空質改善モードと前記省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定する。
これにより、外気温と設定温度との温度差による熱負荷条件に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれの運転を行うべきか判断することができる。

また、本実施の形態においては、空調室内機１０の運転モードとして、自動切替モードをさらに備え、制御部５０は、自動切替モードが選択された場合、被空調空間内の空気質状態に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定する。
これにより、室内の空質状態に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれの運転を行うべきか判断することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

（付記）
以上の実施の形態の記載により、下記の技術が開示される。

（技術１）室内ファンと熱交換器を有する空調室内機と、換気ファンを有する換気装置と、をダクトで接続する空気調和システムにおいて、前記室内ファンおよび前記換気ファンを駆動制御する制御部を備え、前記制御部は、前記室内ファンが駆動している場合は、前記換気ファンを駆動し、前記室内ファンが停止している場合は、前記換気ファンを停止させ、前記空調室内機の運転停止後に前記室内ファンが駆動している場合は、前記換気ファンを停止させるように制御する、空調システム。
この構成により、空調室内機を停止した場合に、換気ファンを停止するようにしているので、換気装置により外気が導入されることがなく、空調室内機の外気導入による吸込口のフィルタの空気が逆流することを抑制することができる。また、空調運転を停止している状態で、外気が室内に入らないので、室温の不必要な変動を抑制することができる。そのため、室内ファンに連動して換気ファンを駆動することを前提としつつ、空調運転停止後は、室内ファンと換気ファンの連動を解除することで、空気が逆流を抑制しつつ、使用者に利便性が損なわれることを抑制できる。

（技術２）前記制御部は、前記空調室内機がサーモオフ状態の場合、前記換気装置の前記換気ファンを停止または弱風量に制御する、技術１に記載の空調システム。
この構成により、サーモオフ状態で外気が導入されて、サーモオンになることを抑制することができる。

（技術３）前記空調室内機の運転モードとして、空質改善モードと省エネ優先モードを備え、前記空質改善モードが選択された場合、前記制御部は、前記空調室内機がサーモオフ状態の場合でも、前記換気ファンを駆動させ、前記省エネ優先モードが選択され、前記空調室内機がサーモオフ状態の場合、前記換気ファンを弱風量または停止する、技術２に記載の空調システム。
この構成により、利用者の要望に応じて、空質改善モードまたは省エネ優先モードで運転を行うことができる。

（技術４）前記空調室内機の運転モードとして、自動切替モードをさらに備え、前記制御部は、前記自動切替モードが選択された場合、外気温と設定温度の温度差に基づき、前記空質改善モードと前記省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定する、技術３に記載の空調システム。
この構成により、外気温と設定温度との温度差による熱負荷条件に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれの運転を行うべきか判断することができる。

（技術５）前記空調室内機の運転モードとして、自動切替モードをさらに備え、前記制御部は、前記自動切替モードが選択された場合、被空調空間内の空気質状態に基づいて、前記空質改善モードと前記省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定する、技術３に記載の空調システム。
この構成により、室内の空質状態に基づいて、空質改善モードと省エネ優先モードのいずれの運転を行うべきか判断することができる。

本開示は、空調室内機が停止した状態で空気の逆流を抑制して利用者の利便性を確保するとともに、省エネ性を図ることができる空調システムに適用可能である。

１空調システム
１０空調室内機
１１室内機本体
１２化粧パネル
１３熱交換器
１４室内ファン
１５ベルマウス
１６吸込口
１７吹出口
１８フラップ
２０ファンモータ
２１遠心ファン
２２回転軸
３０換気装置
３１換気ユニット
３２室外側吸気ダクト
３３室内側吸気ダクト
３４室内側排気ダクト
３５室外側排気ダクト
３６熱交換モジュール
３７換気ファン
４０リモコン
４１操作部
４２表示部
５０制御部
５１空質センサ
５２外気温センサ

Claims

室内ファンと熱交換器を有する空調室内機と、換気ファンを有する換気装置と、をダクトで接続する空気調和システムにおいて、
前記室内ファンおよび前記換気ファンを駆動制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記室内ファンが駆動している場合は、前記換気ファンを駆動し、前記室内ファンが停止している場合は、前記換気ファンを停止させ、
前記空調室内機の運転停止後に前記室内ファンが駆動している場合は、前記換気ファンを停止させるように制御し、
前記空調室内機がサーモオフ状態の場合、前記換気装置の前記換気ファンを停止または弱風量に制御し、
さらに、前記空調室内機の運転モードとして、空質改善モードと省エネ優先モードを備え、
前記空質改善モードが選択された場合、前記制御部は、前記空調室内機がサーモオフ状態の場合でも、前記換気ファンを駆動させ、
前記省エネ優先モードが選択され、前記空調室内機がサーモオフ状態の場合、前記換気ファンを弱風量または停止させ、
前記空調室内機の運転モードとして、自動切替モードをさらに備え、
前記制御部は、前記自動切替モードが選択された場合、外気温と設定温度の温度差に基づき、前記空質改善モードと前記省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定する、
空調システム。
前記制御部は、前記自動切替モードが選択された場合、被空調空間内の空気質状態に基づいて、前記空質改善モードと前記省エネ優先モードのいずれのモードで運転させるかを決定する、
請求項１に記載の空調システム。