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JP6767688B2 - 室内空調システム - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和機の室内空調システムに係り、特に、それぞれ独立して上下方向の風向角度を変更することが可能な少なくとも４つの水平羽根が吹き出し口に設けられた空気調和機の室内空調システムに関する。
従来より、空気調和機の室内ユニットとして、室内の天井に設置されるタイプのものがある。
このような室内ユニットとして、従来、例えば、制御部により、暖房運転の開始時に、人検知センサが人の存在を検知した場合、人の存在が検知される空調対象エリアに対応する吹出口の水平フラップを制御し、人への直接送風を抑制するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
また、その他の従来技術として、例えば、人検知センサが各吹出エリアにおける人の存在を検知した場合には、複数の風向変更羽根のうち人の存在が検知された吹出エリアに対応する風向変更羽根の風向角度を、水平吹き風向に設定する制御を行うようにした技術が開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。
特開２０１１−０９９６０９号公報 特許第５３１０７９２号公報
しかしながら、前記特許文献１の技術においては、人検知センサに回転可能な開口部を設け、開口部を回転させることにより、各空調対象エリアにおける人の存在の有無を検知することができるようにしている。また、前記特許文献２の技術においては、人検知センサ集合体に、各吹出エリアにおける人の存在の有無を検知する複数の人検知センサを設けるようにしている。
前記いずれの技術においても、人検知センサにより４つの吹出しエリアに対応する領域における人物の検出を可能としているため、センサ構造が複雑となり、コストが増大してしまうという問題を有している。
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、１つの室内ユニットに対して１つの人感センサを設置した状態で、人物に対して送風を当ててしまうことなく、室内の温度むらを解消することのできる室内空調システムを提供することを目的とする。
前記目的を達成するため本発明は、空調室の天井に設けられる複数の室内ユニットと、前記複数の室内ユニットを制御する制御部とを備え、前記複数の室内ユニットは、下面の周縁部に沿うように複数の吹出口が形成された空気調和機と、前記吹出口に回動可能に設けられそれぞれ独立して上下方向の風向角度を変更することが可能な複数のフラップと、前記室内ユニットの下方に設ける人感センサとを備え、前記制御部は、風よけ制御および温度むら解消制御を含むものであり、前記制御部は、前記風よけ制御が選択されている状態で、いずれかの前記人感センサにより人物を検出しない場合に、当該室内ユニットの温度むら解消制御を行い、前記制御部による前記温度むら解消制御は、前記複数のフラップのうち対のフラップを人に風が当たりかつ最も角度が小さい位置に位置させ他の対のフラップを最下方に位置させる第１のステップと、すべての前記フラップを最下方に位置させる第２のステップと、前記他の対のフラップを人に風が当たりかつ最も角度が小さい位置に位置させ前記対のフラップを最下方に位置させる第３のステップと、を順次行うものであることを特徴とする。
また、前記構成において、前記第１のステップにおいて、前記対のフラップを人に風が当たる程度の位置に位置させ、前記第３のステップにおいて、前記他の対のフラップを人に風が当たる程度の位置に位置させることを特徴とする。
また、前記構成において、前記室内ユニットは、室内の床温度を検出する床温センサをさらに備え、前記制御部は、人物の不在を検出した場合で、かつ、前記床温センサにより室内の床温度が、暖房運転時では一定温度より低い場合、冷房運転時では一定温度より高い場合に、当該室内ユニットの前記温度むら解消制御を行うことを特徴とする。
また、前記構成において、前記制御部は、前記温度むら解消制御の開始から一定時間経過したら、前記温度むら解消制御を終了することを特徴とする。
また、前記構成において、前記制御部は、前記温度むら解消制御を行っている間に、前記人感センサにより人物の存在を検出した場合には、前記温度むら解消制御を終了することを特徴とする。
本発明によれば、制御部により、風よけ制御が選択されている状態で、いずれかの室内ユニットの人感センサにより人物の不在を検出した場合に、当該室内ユニットの温度むら解消制御を行うようにしているので、人物に対して送風が当たることなく、室内の温度むらを解消することができる。
本発明に係る室内空調システムの実施形態を示す室内ユニットの縦断面図である。 本実施形態の室内ユニットを室内側から見た平面図である。 本実施形態の室内ユニットのフラップ部分の断面図である。 本実施形態の室内ユニットの配置状態を示す説明図である。 本実施形態の天井設置型室内空調システムの制御構成を示すブロック図である。 図６（ａ）は温度むら解消制御の動作を示す説明図、図６（ｂ）は温度むら解消制御の他の動作を示す説明図である。 本実施形態における暖房時の動作を示すフローチャートである。 本実施形態における冷房時の動作を示すフローチャートである。
以下、本発明に係る室内空調システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る室内空調システムの室内ユニットの側部断面図、図２は、室内ユニットの化粧パネルを室内側から見た平面図である。図３は、室内ユニットのフラップ部分の断面図である。
本実施形態においては、図１に示すように、室内ユニット１０は、建屋の天井１１とこの天井１１の下方に設置された天井板１２との間の天井空間１３に設置されるものである。
この室内ユニット１０は、図１に示すように、下面が開放された箱型に形成された空気調和機本体１４を備えており、空気調和機本体１４は、吊りボルト１５で天井から吊り下げられた状態で設置される。この空気調和機本体１４の内側には、発泡スチロール製の断熱部材１６が、空気調和機本体１４の側板１７の内面に接した状態で配置され、側板１７における結露を防止している。
空気調和機本体１４の上板の下面には、ファンモータ２１が取り付けられており、このファンモータ２１には、ファンモータ２１の駆動により回転駆動される回転シャフト２２が下方に延在するように設けられている。この回転シャフト２２の下端部分には、遠心ファン２３が取り付けられており、このファンモータ２１と遠心ファン２３とで送風装置２０を構成している。
遠心ファン２３は、環状の板状に形成された主板２４を備えている。主板２４の中心部分には、下方に延出する逆円錐台形状のモータ収容部２５が形成されている。
モータ収容部２５には、ファンモータ２１が収容されており、ファンモータ２１の回転シャフト２２は、下方に延在しモータ収容部２５の底面に連結されている。そして、ファンモータ２１を回転駆動させることにより、回転シャフト２２を介して遠心ファン２３を回転動作させるように構成されている。
主板２４の下方には、シュラウド２６が設けられており、シュラウド２６は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。主板２４とシュラウド２６の内周面との間には、周方向に所定間隔をもって配置される複数の翼２７が一体に形成されている。
シュラウド２６の下方には、オリフィス３０が配置されており、オリフィス３０は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。
この送風装置２０と断熱部材１６との間には、送風装置２０の側方を取り囲むように、平面視でほぼ四角形状に曲折形成された熱交換器３０が配置されている。
熱交換器３０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、冷媒の放熱器として機能する熱交換器３０である。熱交換器３０は、空気調和機本体１４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。
また、熱交換器３０の下側には、熱交換器３０の下面に対応するようにドレンパン３１が配置されている。このドレンパン３１は、熱交換器３０で発生するドレン水を受けるためのものである。また、ドレンパン３１の中央部分には、送風装置２０の吸い込み口３２が形成されている。
また、空気調和機本体１４の下面には、図１および図２に示すように、空気調和機本体１４の下側開口を覆うように、ほぼ四角形状の化粧パネル３３が取り付けられている。
化粧パネル３３の中央部分には、ドレンパン３１の吸い込み口３２に連通する吸い込み口３４が形成されており、この吸い込み口３４部分には、吸い込み口３４を覆う吸い込みグリル３５が着脱可能に取り付けられている。吸い込みグリル３５の空気調和機本体１４側には、空気中の塵などを除去するためのフィルタ３６が設けられている。
化粧パネル３３の吸い込み口３４の外側であって化粧パネル３３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３７がそれぞれ形成されている。そして、ファンモータ２１により回転シャフト２２を回転駆動させて遠心ファン２３を回転させることにより、室内の空気は、吸い込み口３２，３４から吸い込まれ、フィルタ３６を通過した後に熱交換器３０を通過して熱交換され、吹出口３７から空調後の空気が室内に送られるように構成されている。
また、各吹出口３７には、図２および図３に示すように、風向を変更するフラップ３８がそれぞれ設けられている。各フラップ３８の両端部には、支持軸（図示せず）が設けられており、この支持軸を吹出口３７の両端辺に支持させることにより、支持軸を中心として回動自在に形成されている。また、各フラップ３８の裏面（空気調和機本体側の面）の長手方向ほぼ中央には、ヒンジ部３９が設けられており、このヒンジ部３９をフラップ駆動モータ４０（図５を参照）を介して駆動することにより、各フラップ３８をそれぞれ独立して回動駆動できるように構成されている。
フラップ３８は、本実施形態においては、図３に示すように、第１段階（Ｆ１）から第５段階（Ｆ５）まで５段階で角度調節をすることができるように構成されている。第１段階は、最も角度が小さく、風を横方向に吹き出す位置であり、第５段階は、最も角度が大きく、風をほぼ真下方向に吹き出す位置である。
また、化粧パネル３３の角部には、床温センサ４１および人感センサ４２がそれぞれ取り付けられている。床温センサ４１は、室内の床面の温度を検出するものであり、人感センサ４２は、室内に人が存在するか否か、または人の位置を検出するものである。
また、本実施形態においては、図４に示すように、１つの空調室内の天井部分に複数の室内ユニット１０が設置されている。図４においては、２つの室内ユニット１０，１０が設置された状態を示している。
図４に示すように、本実施形態においては、１つの室内ユニット１０に対して１つの人感センサ４２を設置しており、１つの人感センサ４２により、人感センサ４２が搭載された室内ユニット１０の下方の所定の領域における人物の有無を検出するものである。
すなわち、本実施形態においては、各室内ユニット１０にそれぞれ１つの人感センサ４２を設置することにより、各室内ユニット１０の下方の領域ごとに人物が存在するか否かを検出することができるように構成されている。
次に、本実施形態における制御構成について説明する。
図５は本実施形態の制御構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施形態においては、例えば、ＣＰＵおよびメモリなどからなり所定のプログラムに基づいて動作される制御部４５を備えており、制御部４５は、制御部４５が接続されている複数の室内ユニット１０を構成する各機器の動作を制御するように構成されている。
また、各室内ユニット１０は、室内の床温度を検出する床温センサ４１および室内の人物を検出する人感センサ４２をそれぞれ備えている。制御部４５は、床温センサ４１による室内の床温度および人感センサ４２による人物の有無などの検出結果を入力し、各室内ユニット１０のファンモータ２１およびフラップ駆動モータ３２の動作を制御するように構成されている。
また、制御部４５は、各室内ユニット１０の各人感センサ４２の検出結果に応じて、室内の各室内ユニット１０に対応する位置に人物が存在するか否かを判断するように構成されている。
ここで、本実施形態においては、制御部４５は、室内に存在する人物に送風を当てないようにする風よけ制御および室内の空気を撹拌する温度むら解消制御をそれぞれ行うことができるように構成されている。これら風よけ制御または温度むら解消制御は、リモートコントローラ４６の操作により、使用者が任意に選択することができるものである。
制御部４５は、風よけ制御を選択している場合に、人感センサ４２により人物の存在を検出した場合には、人物に送風が当たらないように、例えば、フラップ３８をＦ１からＦ３の位置で送風を行うように制御する。
この場合に、本実施形態においては、制御部４５は、風よけ制御を選択している場合であっても、人感センサ４２により人物が存在しないことを検出した場合には、人感センサ４２が搭載された室内ユニット１０により温度むら解消制御を行うように構成されている。
例えば、図４に示すように、図において右側に設置された室内ユニット１０の人感センサ４２により人物の存在を検知し、図において左側に設置された室内ユニット１０の人感センサ４２により人物の存在を検知しない場合、制御部４５は、人物の存在を検出しない室内ユニット１０に対して温度むら解消制御を行うようになっている。
次に、温度むら解消制御について説明する。
図６は温度むら解消制御の動作を示す説明図である。
図６（ａ）に示すように、温度むら解消制御は、本実施形態においては、フラップ３８の回動位置に応じて３つのステップ（第１〜第３のステップ）から構成されている。
第１のステップは、互いに対向する対のフラップ３８を第５段階（Ｆ５）に位置させるとともに、他の対のフラップ３８を第３段階（Ｆ３）に位置させて一定時間送風を行う運転である。第２のステップは、すべてのフラップ３８を第５段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う運転である。第３のステップは、第１のステップで第５段階（Ｆ５）に位置させたフラップ３８を第３段階（Ｆ３）に位置させるとともに、第１のステップで第３段階（Ｆ３）に位置させたフラップ３８を第５段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う運転である。
そして、本実施形態においては、制御部４５は、第１のステップから順次第２のステップ、第３のステップを行い、第３のステップからは逆に第２のステップ、第１のステップと戻るように制御するものである。すなわち、本実施形態においては、第１のステップと第３のステップとの間に、すべてのフラップ３８を第５段階（Ｆ５）に位置させる第２のステップを挟んで制御するものである。
本実施形態においては、第１のステップと第３のステップにおいて、第５段階（Ｆ５）と第３段階（Ｆ３）との組み合わせで送風するようにしているが、これに限定されるものではない。
すなわち、本実施形態においては、第１段階から第５段階のうち、第１段階および第２段階については、室内にいる人に風が当たらない角度で設定されているため、人に風が当たりかつ最も角度が小さい位置として第３段階（Ｆ３）を用いたものである。したがって、フラップ３８の風向角度が例えば、６段階以上の場合であれば、第４段階と第６段階の組み合わせで行うことも可能であり、４段階であれば、第２段階と第４段階の組み合わせで行うことも可能である。
また、第１のステップの他の動作としては、例えば、図６（ｂ）に示すように、隣接する対のフラップ３８を第５段階（Ｆ５）に位置させるとともに、他の対のフラップ３８を第３段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う運転である。この場合の第３のステップは、第１のステップで第５段階（Ｆ５）に位置させたフラップ３８を第３段階（Ｆ５）に位置させるとともに、第１のステップで第３段階（Ｆ５）に位置させたフラップ３８を第５段階（Ｆ５）に位置させて一定時間送風を行う運転である。
なお、温度むら解消制御としては、例えば、第４段階（Ｆ４）あるいは第５段階（Ｆ５）にフラップ３８を位置させることにより、下方に向けて送風を行うようにしてもよいし、第１段階から第５段階までの位置にフラップ３８を連続して往復動作させるいわゆるスイング動作をさせるように制御してもよい。
次に、本実施形態の動作について図７および図８に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、室内ユニット１０により暖房運転を行っている場合の動作について、図７を参照して説明する。
各室内ユニット１０が暖房運転を行っている状態で、風よけ制御が選択されている場合には（ＳＴ１）、各室内ユニット１０の人感センサ４２により各室内ユニット１０の下方に人物が存在するか否かを検出する（ＳＴ２）。いずれかの室内ユニット１０の人感センサ４２により人物の不在を検出した場合には（ＳＴ２：ＹＥＳ）、人物の不在を検出した室内ユニット１０の床温センサ４１により、室内の床温度を検出する（ＳＴ３）。
床温センサ４１により、室内の床温度が一定の温度（例えば、１８℃）以下であることを検出した場合には（ＳＴ３：ＹＥＳ）、制御部４５は、温度むら解消制御を開始する（ＳＴ４）。
制御部４５は、温度むら解消制御を開始したら、時間の計測を開始する（ＳＴ５）。そして、温度むら解消制御を行っている間、人感センサ４２により各室内ユニット１０の下方に人物が存在するか否かを検出する（ＳＴ６）。例えば、室内に人物が入室した場合になど、人感センサ４２により、人物を検出した場合には（ＳＴ６：ＹＥＳ）、直ちに温度むら解消制御を終了する（ＳＴ８）。
制御部４５は、温度むら解消制御の開始から１０分経過したら（ＳＴ７：ＹＥＳ）、温度むら解消制御を終了して、風よけ制御に戻る（ＳＴ８）。
その後、圧縮機が停止していわゆるサーモＯＦＦ動作に移行したら（ＳＴ９：ＹＥＳ）、もとの制御に戻り、人感センサ４２による人物の検出を継続して行う。
次に、室内ユニット１０により冷房運転を行っている場合の動作について、図８を参照して説明する。
各室内ユニット１０が冷房運転を行っている状態で、風よけ制御が選択されている場合には（ＳＴ１１）、各室内ユニット１０の人感センサ４２により各室内ユニット１０の下方に人物が存在するか否かを検出する（ＳＴ１２）。いずれかの室内ユニット１０の人感センサ４２により人物の不在を検出した場合には（ＳＴ１２：ＹＥＳ）、人物の不在を検出した室内ユニット１０の床温センサ４１により、室内の床温度を検出する（ＳＴ１３）。
床温センサ４１により、室内の床温度が一定の温度（例えば、設定温度＋α℃）以上であることを検出した場合には（ＳＴ１３：ＹＥＳ）、制御部４５は、温度むら解消制御を開始する（ＳＴ１４）。
制御部４５は、温度むら解消制御を開始したら、時間の計測を開始する（ＳＴ１５）。そして、温度むら解消制御を行っている時に、人感センサ４２により、人物を検出した場合には（ＳＴ１６：ＹＥＳ）、直ちに温度むら解消制御を終了する（ＳＴ１８）。
制御部４５は、温度むら解消制御の開始から、例えば、１０分経過したら（ＳＴ１７）、温度むら解消制御を終了して、風よけ制御に戻る（ＳＴ１８）。
その後、圧縮機が停止していわゆるサーモＯＦＦ動作に移行したら（ＳＴ１９：ＹＥＳ）、もとの制御に戻り、人感センサ４２による人物の検出を継続して行う。
なお、本実施形態においては、温度むら解消制御を一定時間経過後に終了するように制御するものであるが、例えば、床温センサ４１により床温度を検出し、床温度が一定温度に達したら、温度むら解消制御を終了するようにしてもよい。
また、本実施形態においては、人感センサ４２により、人物が不在であることを検出した場合に、当該室内ユニット１０の温度むら解消制御を行うようにしているが、当該室内ユニット１０と隣接配置された室内ユニット１０との設置間隔によっては、当該室内ユニット１０により人物の不在を検出して温度むら解消制御を行った場合に、隣接配置された室内ユニット１０の下方に存在する人物に送風が当たってしまうおそれがある。
そのため、隣接配置された室内ユニット１０側のフラップ３８は、風よけ制御のまま継続し、その他の吹出し口のフラップ３８のみを温度むら解消制御するようにしてもよい。
以上述べたように、本実施形態においては、制御部４５により、風よけ制御が選択されている状態で、いずれかの室内ユニット１０の人感センサ４２により人物の不在を検出した場合に、当該室内ユニット１０の温度むら解消制御を行うようにしているので、人物に対して送風が当たってしまうことを防止するとともに、室内の温度むらを解消することが可能となる。
また、制御部４５により、人物の不在を検出した場合であって、床温センサ４１により室内の床温度が、暖房運転時では一定温度より低い場合、冷房運転時では一定温度より高い場合に、当該室内ユニット１０の温度むら解消制御を行うようにしているので、設定温度に対して一定の温度差が発生している場合に、温度むら解消制御を行うことにより、効率よく室内空気の温度むらを解消することができる。
さらに、制御部４５により、温度むら解消制御の開始から一定時間経過したら、温度むら解消制御を終了するようにしているので、不必要に温度むら解消制御を行わなくて済む。また、制御部４５により、温度むら解消制御を行っている間に、人感センサ４２により人物の存在を検出した場合には、温度むら解消制御することにより、人物に対して送風が当たってしまうことを防止することができる。
なお、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
１０ 室内ユニット
１４ 空気調和機本体
２０ 送風装置
２１ ファンモータ
２３ 遠心ファン
３０ 熱交換器
３３ 化粧パネル
３７ 吹出口
３８ フラップ
４０ フラップ駆動モータ
４１ 床温センサ
４２ 人感センサ
４５ 制御部

Claims (5)

  1. 空調室の天井に設けられる複数の室内ユニットと、前記複数の室内ユニットを制御する制御部とを備え、
    前記複数の室内ユニットは、下面の周縁部に沿うように複数の吹出口が形成された空気調和機と、前記吹出口に回動可能に設けられそれぞれ独立して上下方向の風向角度を変更することが可能な複数のフラップと、前記室内ユニットの下方に設ける人感センサとを備え、
    前記制御部は、風よけ制御および温度むら解消制御を含むものであり、前記制御部は、前記風よけ制御が選択されている状態で、いずれかの前記人感センサにより人物を検出しない場合に、当該室内ユニットの温度むら解消制御を行い、
    前記制御部による前記温度むら解消制御は、前記複数のフラップのうち対のフラップを人に風が当たりかつ最も角度が小さい位置に位置させ他の対のフラップを最下方に位置させる第１のステップと、すべての前記フラップを最下方に位置させる第２のステップと、前記他の対のフラップを人に風が当たりかつ最も角度が小さい位置に位置させ前記対のフラップを最下方に位置させる第３のステップと、を順次行うものであることを特徴とする室内空調システム。
  2. 前記第１のステップにおいて、前記対のフラップを人に風が当たる程度の位置に位置させ、
    前記第３のステップにおいて、前記他の対のフラップを人に風が当たる程度の位置に位置させることを特徴とする請求項１に記載の室内空調システム。
  3. 前記室内ユニットは、室内の床温度を検出する床温センサをさらに備え、
    前記制御部は、人物の不在を検出した場合で、かつ、前記床温センサにより室内の床温度が、暖房運転時では一定温度より低い場合、冷房運転時では一定温度より高い場合に、当該室内ユニットの前記温度むら解消制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の室内空調システム。
  4. 前記制御部は、前記温度むら解消制御の開始から一定時間経過したら、前記温度むら解消制御を終了することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の室内空調システム。
  5. 前記制御部は、前記温度むら解消制御を行っている間に、前記人感センサにより人物の存在を検出した場合には、前記温度むら解消制御を終了することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の室内空調システム。
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