JP4130095B2 - 空気調和装置及びその風速制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内ユニットに冷媒熱交換器、温水熱交換器及び送風機を備えた空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
室内ユニットが室内冷媒熱交換器、室内温水熱交換器および送風機を備え、室内温水熱交換器のみを機能させて暖房運転を実施するようにした空気調和装置が知られている。このような空気調和装置では、暖房運転時における送風機による風速制御は、風速ゼロから強風までの全ての風速領域において、室内温水熱交換器内を流れる温水温度を基準にして実施される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、暖房運転時に、室内温水熱交換器および室内冷媒熱交換器を共に機能させる空気調和装置にあっては、室内温水熱交換器のみを機能させて暖房運転を実施させる上述の空気調和装置に比べ、室内温水熱交換器が小型に構成されており、この室内温水熱交換器のみでは発生する熱量が少ない。
【0004】
このため、このような空気調和装置において、暖房運転時に、室内温水熱交換器を流れる温水温度のみを基準にして送風機による風速制御を実施すると、冷風感を生じさせる恐れがある。
【0005】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、暖房運転時における冷風感を確実に防止できる空気調和装置及びその風速制御方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、室内ユニットが冷媒熱交換器、温水熱交換器及び送風機を備えた空気調和装置において、上記冷媒熱交換器及び上記温水熱交換器を並列に配置し、吸込口から吸い込んだ空気を、それぞれ上記冷媒熱交換器または上記温水熱交換器を別個に通過した後に混合して吹出口から吹き出す構成を備え、上記冷媒熱交換器及び上記温水熱交換器を機能させる暖房運転時に、制御装置は、上記送風機による風速制御をするにあたり、上記温水熱交換器を流れる温水温度と上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度とに対する風速の関係を、冷風を防止するように予め定め、上記関係に基づいて、上記温水温度及び冷媒温度に対応する風速で上記風速制御を実施するよう構成されたことを特徴とするものである。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記制御装置は、温水熱交換器を流れる温水温度を基準とした風速制御を、この温水温度が一定温度Cまでは風速領域の弱風を上限として実施するよう構成されたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記制御装置は、冷媒熱交換器を流れる冷媒温度を基準とした風速制御を、温水熱交換器を流れる温水温度が一定温度C以上で、且つ上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度が一定温度D以上である場合に実施するよう構成されたことを特徴とするものである。
【0010】
請求項4に記載の発明は、室内ユニットが冷媒熱交換器、温水熱交換器及び送風機を備えた空気調和装置の風速制御方法において、上記室内ユニットは、上記冷媒熱交換器及び上記温水熱交換器を並列に配置し、吸込口から吸い込んだ空気を、それぞれ上記冷媒熱交換器または上記温水熱交換器を別個に通過した後に混合して吹出口から吹き出す構成を備え、上記冷媒熱交換器及び上記温水熱交換器を機能させる暖房運転時に、上記温水熱交換器を流れる温水温度及び上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度を検出し、上記送風機による風速制御をするにあたり、上記検出された温水温度と冷媒温度とに対する風速の関係を、冷風を防止するように予め定め、上記関係に基づいて、上記温水温度及び冷媒温度に対応する風速で上記風速制御を実施することを特徴とするものである。
【0011】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、上記温水熱交換器を流れる温水温度を基準とした風速制御を、この温水温度が一定温度Cまでは風速領域の弱風を上限として実施することを特徴とするものである。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の発明において、上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度を基準とした風速制御を、温水熱交換器を流れる温水温度が一定温度C以上で、且つ上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度が一定温度D以上である場合に実施することを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【0015】
図1は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【0016】
この図1に示すように、空気調和装置10は室外ユニット11、室内ユニット12及び給湯ユニット13を有してなり、室外ユニット11の室外冷媒配管14と室内ユニット12の室内冷媒配管15とが、連結配管16及び17を介して連結されている。上記室外ユニット11は室外に配置され、室外冷媒配管14に圧縮機18が配設され、この室外冷媒配管14における圧縮機18の吸込側にアキュムレータ19が接続され、吐出側に四方弁20が接続されている。
この四方弁20は冷房またはドライ運転時に実線で示すように切り替えられ、暖房運転時に点線で示すように切り替えられる。
図示しない制御装置は、同じく図示しないリモートコントローラ等により冷房またはドライ運転が選択して指令された場合には、室外ユニット11の圧縮機18を起動させる。これにより、圧縮機18から吐出された冷媒は、実線の矢印で示すように、四方弁20を経て、室外熱交換器21に流入し、ここから流出した冷媒は、電動膨張弁22を経た後、連結配管17を介して、室内ユニット12に流入する。そして、室内冷媒熱交換器23、連結配管16、四方弁20の順に流れ、アキュムレータ19を経て圧縮機18に戻される。これにより、室内冷媒熱交換器23が蒸発器として機能し、この室内冷媒熱交換器23により、室内ユニット12内へ導かれた室内空気が冷却されて室内を冷房し、またはドライする。
また、リモートコントローラ等により暖房運転が選択して指令された場合には、圧縮機18から吐出された冷媒は、点線の矢印で示すように、四方弁20を経て、連結配管16を通って室内ユニット12に流入する。そして、この冷媒は室内冷媒熱交換器23、連結配管17、電動膨張弁22の順に流れ、室外熱交換器21に流入し、ここから流出した冷媒は、四方弁20を経た後、アキュムレータ19を経て圧縮機18に戻される。これにより、室内冷媒熱交換器23が凝縮器として機能し、この室内冷媒熱交換器23により、室内ユニット12内へ導かれた室内空気が加熱されて室内を暖房する。
【0017】
本実施形態では、室内ユニット12が、室内冷媒熱交換器23のほかに室内温水熱交換器24を備えて構成される。
【0018】
これらの室内冷媒熱交換器23及び室内温水熱交換器24により室内熱交換器25が構成される。また、室内ユニット12内では、室内熱交換器25近傍に、この室内熱交換器25へ室内空気を送風する送風機(クロスフローファン)26が配置されている(図2参照)。このクロスフローファン26により室内熱交換器25に送風された空気は、この室内熱交換器25によって熱交換されて室内へ吹き出される。
【0019】
前記給湯ユニット13は熱源機27を有し、この熱源機27は、熱源機給水配管28から供給された給水を加熱して温水を作る。この温水は、図示しない蛇口から外部へ放出可能とされるとともに、室内ユニット12の室内温水熱交換器24と熱源機27との間で循環可能とされる。
【0020】
つまり、熱源機27と室内温水熱交換器24は、熱源機27から室内温水熱交換器24へ温水を送る温水往き配管29と、室内温水熱交換器24から熱源機27へ温水を戻す温水戻り配管30とによって接続される。
【0021】
そして、温水往き配管29に、この温水往き配管29内を流れる温水の流量を調整する流量可変弁31が配設されている。熱源機27から室内温水熱交換器24へ温水が供給されることによって、この室内温水熱交換器24を通過する室内空気が熱交換により加熱される。
【0022】
図示しないリモートコントローラ等により暖房運転が選択して指令された場合には、上述したように、圧縮機18からの冷媒を、室内冷媒熱交換器23に導いて、この室内冷媒熱交換器23で凝縮させて室内を暖房するとともに、温水往き配管29に接続された流量可変弁31を開弁操作させて、熱源機27からの温水を室内温水熱交換器24との間で循環させる。これらの室内冷媒熱交換器23及び室内温水熱交換器24により、クロスフローファン26によって室内ユニット12内に導かれた室内空気が熱交換されて加熱され、室内を暖房する。
【0023】
ここで、制御装置は、上述の冷房運転または暖房運転において、室内ユニット12に設置された室温センサ(不図示)により検出された室内温度が、リモートコントローラ等により設定された設定温度とほぼ一致するように、上記冷房運転または暖房運転を制御する。
【0024】
図2に示すように、室内ユニット12は部屋の壁等に取り付けられる。この室内ユニット12は、主に背面側をリアケーシング35が覆い、主に前面側をフロントケーシング36が覆う。これらのリアケーシング35とフロントケーシング36とがケーシングを構成し、このケーシングに囲まれた空間内に室内冷媒熱交換器23、室内温水熱交換器24及びクロスフローファン26が収納される。フロントケーシング36には空気吸込口37A、37B及び37Cが形成されるとともに、このフロントケーシング36は、リアケーシング35に対し着脱または開閉可能に構成される。また、リアケーシング35とフロントケーシング36との間に空気吹出口38が形成される。
【0025】
室内冷媒熱交換器23は、互いに連結された第1冷媒熱交換器23A、第2冷媒熱交換器23B及び第3冷媒熱交換器23Cからなる。このうち、第1冷媒熱交換器23A及び第2冷媒熱交換器23Bが、ケーシングの内部に形成された前面側空間39Aに配置され、第3冷媒熱交換器23Cが、ケーシング内部に形成された上面側空間39B内に配置される。
【0026】
また、室内温水熱交換器24は、互いに連結された第1温水熱交換器24A及び第2温水熱交換器24Bからなり、共に、ケーシング内部に形成された上面側空間39B内に配置される。このうち第1温水熱交換器24Aは、第2冷媒熱交換器23Bの上部に隣接して設置され、第1温水熱交換器24Aとの間に隙間が形成されている。また、第2温水熱交換器24Bは、第3冷媒熱交換器23Cの下部に隣接して配置される。
【0027】
これらの室内冷媒熱交換器23及び室内温水熱交換器24の内側にクロスフローファン26が配置される。また、第1冷媒熱交換器23A、第2冷媒熱交換器23B及び第1温水熱交換器24Aのドレンは前面ドレンパン41で受け、第3冷媒熱交換器23C及び第2温水熱交換器24Bのドレンは背面ドレンパン43で受けられる。この背面ドレンパン43は、下り勾配を有した排水路(不図示)を介して前面ドレンパン41に連通される。
【0028】
図1に示すように、室内冷媒熱交換器23に冷媒温度センサ44が設置され、この冷媒温度センサ44によって、室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒の温度が検出される。また、室内温水熱交換器24に温水温度センサ45が設置され、この温水温度センサ45によって、室内温水熱交換器24内を流れる冷媒の温度が検出される。これらの冷媒温度センサ44、温水温度センサ45によりそれぞれ検出された冷媒温度、温水温度は、図示しない前記制御装置へ送信される。
【0029】
そして、この制御装置は、室内冷媒熱交換器23及び室内温水熱交換器24を共に機能させる暖房運転時(ハイブリッド暖房運転時)に、クロスフローファン26(図2)によって室内へ送風する風速を、その風速領域に応じて、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度と、室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度とのいずれかを基準に制御する。
【0030】
つまり、制御装置は、図3に示すように、風速ゼロから最弱風(LL)を経て弱風(L)までの風速領域における風速制御を、温水温度センサ45により検出される室内温水熱交換器24内を流れる温水温度を基準にして制御する。更に、この制御装置は、弱風(L)から強風(H)までの風速領域における風速制御を、冷媒温度センサ44により検出される室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度を基準にして制御する。
【0031】
この冷媒温度を基準にした風速制御への切換は、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度が一定温度C℃以上であり、かつ室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度が一定温度D℃以上であるときに実行される。その理由は、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度がC℃未満であり、室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度がD℃未満である場合に弱風(L)を超える風速に設定すると、これら室内冷媒熱交換器23及び室内温水熱交換器24の熱量が不足して、冷風感を生じさせる恐れがあるからである。
【0032】
なお、風速ゼロから弱風(L)までの風速領域で、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度を基準に風速制御が実行されるのは、暖房運転時には熱源機27(図1)により加熱される温水の方が、室外熱交換器21により熱を取り込まれる冷媒よりも早期に温度が上昇するためである。
【0033】
次に、上述の風速制御を、図3及び図4を用いて更に詳説する。
【0034】
制御装置は、暖房運転を開始したか否かを判断し(S1)、暖房運転初期にはクロスフローファン26による風速をゼロとする(S2)。
【0035】
次に、制御装置は、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度が一定温度A℃以上であるか否かを判断し(S3)、この一定温度A℃以上となっているときに、クロスフローファン26による風速を最弱風(LL)に設定する(S4)。
【0036】
制御装置は、次に、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度が一定温度B(B>A)℃以上であるか否かを判断し(S5)、この一定温度B℃以上となっているときに、クロスフローファン26による風速を最弱風(LL)から弱風(L)に至る前まで、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度を基準として漸次上昇させる(S6)。
【0037】
制御装置は、次に、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度が前記一定温度温度C(C>B)℃以上であるか否かを判断し(S7)、一定温度C℃以上の時に、クロスフローファン26による風速を弱風(L)に設定する(S8)。
【0038】
更に、制御装置は、室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度が前記一定温度D℃以上であるか否かを判断する(S9)。
【0039】
制御装置は、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度が一定温度C℃以上であり、かつ室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度が一定温度D℃以上であるときに、クロスフローファン26による風速を弱風(L)から強風(H)に至る前まで、室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度を基準に漸次上昇させる(S10)。
【0040】
制御装置は、室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度が一定温度E℃に至ったか否かを判断し(S11)、この一定温度E℃以上に至ったときに、クロスフローファン26による風速を強風(H)に設定する(S12)。
【0041】
以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果を奏する。
【0042】
室内温水熱交換器24の他、室内冷媒熱交換器23をも機能させることによって暖房運転を実施させる本実施の形態の空気調和装置10では、室内温水熱交換器24のみを機能させることによって暖房運転を実施させるものに比べ、室内温水熱交換器24が発生する熱量が少ない。このため、弱風(L)を超えた風速領域における風速制御を、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度が一定温度C℃以上であり、且つ室内冷媒熱交換器23内を流れる冷媒温度が一定温度D℃以上となったときに実施することによって、暖房運転時における冷風感を確実に防止できる。
【0043】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0044】
例えば、1台の室外ユニット11に複数台の室内ユニット12が接続されている場合、制御装置は、外気温度が所定温度以上のときに、1または複数台の室内ユニット12における暖房運転を、当該室内ユニット12の室内温水熱交換器24のみを機能させることにより実施し、他の室内ユニット12においては、室内冷媒熱交換器23を蒸発器として機能させて冷房運転を実施可能とする。
【0045】
この場合の上記暖房運転において、制御装置は、クロスフローファン26による風速制御を、室内温水熱交換器24内を流れる温水温度を基準とし、風速領域の弱風(L)を上限として実施する。つまり、制御装置は、図4に示すステップS1〜S8までを実行する。これにより、室内温水熱交換器24の熱量を超える風速の発生が制限されるので、暖房運転時における冷風感を確実に防止できる。
【0046】
【発明の効果】
請求項1乃至3に記載の発明に係る空気調和装置によれば、暖房運転時における冷風感を確実に防止できる。
【0047】
請求項4乃至6に記載の発明に係る空気調和装置の風速制御方法によれば、暖房運転時における冷風感を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空気調和装置の一実施の形態を示す回路図である。
【図2】図1の空気調和装置における室内ユニットを示す断面図である。
【図3】図2のクロスフローファンによる風速制御を示すグラフである。
【図4】制御装置が実施するクロスフローファンによる風速制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 空気調和装置
12 室内ユニット
23 室内冷媒熱交換器
24 室内温水熱交換器
25 室内熱交換器
26 クロスフローファン(送風機)
44 冷媒温度センサ
45 温水温度センサ
C、D 一定温度
Claims (6)
- 室内ユニットが冷媒熱交換器、温水熱交換器及び送風機を備えた空気調和装置において、
上記冷媒熱交換器及び上記温水熱交換器を並列に配置し、吸込口から吸い込んだ空気を、それぞれ上記冷媒熱交換器または上記温水熱交換器を別個に通過した後に混合して吹出口から吹き出す構成を備え、
上記冷媒熱交換器及び上記温水熱交換器を機能させる暖房運転時に、制御装置は、上記送風機による風速制御をするにあたり、上記温水熱交換器を流れる温水温度と上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度とに対する風速の関係を、冷風を防止するように予め定め、上記関係に基づいて、上記温水温度及び冷媒温度に対応する風速で上記風速制御を実施するよう構成されたことを特徴とする空気調和装置。 - 上記制御装置は、温水熱交換器を流れる温水温度を基準とした風速制御を、この温水温度が一定温度Cまでは風速領域の弱風を上限として実施するよう構成されたことを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置。
- 上記制御装置は、冷媒熱交換器を流れる冷媒温度を基準とした風速制御を、温水熱交換器を流れる温水温度が一定温度C以上で、且つ上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度が一定温度D以上である場合に実施するよう構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 室内ユニットが冷媒熱交換器、温水熱交換器及び送風機を備えた空気調和装置の風速制御方法において、
上記室内ユニットは、上記冷媒熱交換器及び上記温水熱交換器を並列に配置し、吸込口から吸い込んだ空気を、それぞれ上記冷媒熱交換器または上記温水熱交換器を別個に通過した後に混合して吹出口から吹き出す構成を備え、
上記冷媒熱交換器及び上記温水熱交換器を機能させる暖房運転時に、
上記温水熱交換器を流れる温水温度及び上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度を検出し、上記送風機による風速制御をするにあたり、上記検出された温水温度と冷媒温度とに対する風速の関係を、冷風を防止するように予め定め、上記関係に基づいて、上記温水温度及び冷媒温度に対応する風速で上記風速制御を実施することを特徴とする空気調和装置の制御方法。 - 上記温水熱交換器を流れる温水温度を基準とした風速制御を、この温水温度が一定温度Cまでは風速領域の弱風を上限として実施することを特徴とする請求項4に記載の空気調和装置の風速制御方法。
- 上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度を基準とした風速制御を、温水熱交換器を流れる温水温度が一定温度C以上で、且つ上記冷媒熱交換器を流れる冷媒温度が一定温度D以上である場合に実施することを特徴とする請求項4または5記載の空気調和装置の風速制御方法。
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