JP6956594B2

JP6956594B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP6956594B2
Application number: JP2017211669A
Authority: JP
Inventors: 芸青范; 正樹豊島; 齊藤　信
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-11-01
Filing date: 2017-11-01
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2037-11-01
Also published as: JP2019086160A

Description

本発明は、室内機における送風を制御する空気調和装置に関するものである。

従来、空気調和装置の室内機は、送風モードとして、風向を固定する固定モードと、風向をスイングさせるスイングモードとが設けられている。固定モードを用いた場合には、風向が固定されるため、在室者に対して連続的に気流が直接当たることによる寒さまたは暑さ等の不快感を生じさせてしまうことがある。一方、スイングモードを用いた場合には、風向が変化するため、在室者に対して気流が直接当たらないことによる暑さまたは寒さ等の不快感を生じさせてしまうことがある。

そこで、上述した問題を解決するため、固定モードとスイングモードとを交互に行う断続スイング運転を行う空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の空気調和装置における断続スイング運転では、スイング運転を連続的に行った場合に、在室者に対して気流が直接当たることによって感じる寒さ等の不快感が防止される。また、上下風向板を固定させた運転を連続的に行った場合に、在室者に対して気流が直接当たらないことによる暑さ等の不快感も防止される。すなわち、断続スイング運転を行うことにより、気流による涼しさを感じつつ、寒さによる不快感を抑制することができる。

特開２０１３−１３４００６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の空気調和装置では、一時的にスイング運転を行うものの、冷気または暖気が室内空間の一部にしか到達せず、室内空間の一部でのみ空気が循環する。そのため、室内の床面に温度ムラが生じてしまう。

また、このように温度ムラが生じている状態で室内機の吸い込み空気が設定温度に到達した場合には、室内温度が設定温度になったと判断される。そのため、室内空間全体が設定温度となっていないにもかかわらず、圧縮機がサーモＯＦＦしてしまう。

本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、室内温度を均一化して温度ムラを抑制し、サーモＯＦＦの頻度を低減することができる空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の空気調和装置は、圧縮機を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機とを備えた空気調和装置であって、室内空気を前記室内熱交換器に対して供給する室内送風機と、前記室内機の吹出口に設けられ、上下方向の風向を調整する上下風向板と、前記室内機の吹出口に設けられ、左右方向の風向を調整する左右風向板と、室内温度を検出する室内温度センサと、制御モードとして、前記上下風向板および前記左右風向板による送風方向を固定した状態で、前記室内送風機を断続的に運転させる第１モードと、前記上下風向板および前記左右風向板による送風方向をスイングさせながら、前記室内送風機を連続的に運転させる第２モードとを有し、前記制御モードに応じて前記室内送風機、前記上下風向板および前記左右風向板を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記室内温度センサで検出された室内温度が設定温度よりも高い場合に、前記制御モードを前記第１モードに設定し、前記制御モードが前記第１モードであって、前記室内温度センサで検出された室内温度が前記設定温度より高い第２設定温度よりも高い場合に、前記制御モードを前記第１モードから前記第２モードに設定するものである。

以上のように本発明の空気調和装置によれば、第１モードによって気流を床面に到達させ、第２モードによって空間全体に気流を循環させることにより、室内温度を均一化して温度ムラを抑制し、サーモＯＦＦの頻度を低減することができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の構成の一例を示す概略図である。図１の制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。図１の室内機の構造の一例を示す側面図である。図１の室内機の構造の一例を示す正面図である。第１モードについて説明するための概略図である。第２モードについて説明するための概略図である。従来の送風制御による室内空間の状態について説明するための概略図である。実施の形態１の送風制御による室内空間の状態について説明するための概略図である。実施の形態１に係る空気調和装置１における第１および第２モードを用いた送風処理の流れの一例を示すフローチャートである。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置について説明する。図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置１の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、空気調和装置１は、室内機１０、室外機２０および制御装置３０で構成されている。

［空気調和装置１の構成］
（室内機１０）
室内機１０は、室内熱交換器１１および室内送風機１２を備えている。室内熱交換器１１は、室内送風機１２によって供給される室内空気と冷媒との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される調和空気である冷房用空気または暖房用空気が生成される。室内熱交換器１１は、暖房運転の際に、冷媒の熱を室内空気に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、室内熱交換器１１は、冷房運転の際に、冷媒を蒸発させ、冷媒が蒸発した際の気化熱により室内空気を冷却する蒸発器として機能する。

室内送風機１２は、室内熱交換器１１に対して空気を供給する。室内送風機１２の回転数は、制御装置３０によって制御される。回転数が制御されることにより、室内熱交換器１１に対する送風量が調整される。室内送風機１２として、例えば、ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）ファンモータ等のモータによって駆動される遠心ファンまたは多翼ファン等が用いられる。

また、室内機１０には、配管温度センサ１３および室内温度センサ１４が設けられている。配管温度センサ１３は、室内熱交換器１１の暖房運転時における冷媒出口側の配管に設けられている。配管温度センサ１３は、暖房運転時に室内熱交換器１１から流出する冷媒の温度、すなわち凝縮温度を検出する。室内温度センサ１４は、室内送風機１２の近傍に設けられている。室内温度センサ１４は、室内送風機１２によって取り込まれる空気の温度、すなわち空調対象空間の室内温度を検出する。

（室外機）
室外機２０は、圧縮機２１、冷媒流路切替装置２２、膨張弁２３、室外熱交換器２４および室外送風機２５を備えている。圧縮機２１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機２１として、例えば、圧縮機周波数を変化させることにより、単位時間あたりの冷媒送出量である容量が制御されるインバータ圧縮機等が用いられる。圧縮機２１の運転および圧縮機周波数は、制御装置３０によって制御される。

冷媒流路切替装置２２は、例えば四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷房運転および暖房運転の切り替えを行う。冷媒流路切替装置２２は、上述した四方弁に限らず、例えば他の弁を組み合わせて使用してもよい。

膨張弁２３は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁またはキャピラリで構成され、冷媒を膨張させる。膨張弁２３が電子式膨張弁である場合、膨張弁２３の開度は、制御装置３０によって制御される。なお、図１に示す例において、膨張弁２３は室外機２０に設けられているが、これに限られず、例えば室内機１０に設けられてもよい。

室外熱交換器２４は、室外送風機２５から供給される室外空気と、圧縮機２１から供給される冷媒との間で熱交換を行う。具体的には、室外熱交換器２４は、冷房運転の際に凝縮器として機能する。また、室外熱交換器２４は、暖房運転の際に蒸発器として機能する。

室外送風機２５は、室外熱交換器２４に対して空気を供給する。室外送風機２５の回転数は、制御装置３０によって制御される。回転数が制御されることにより、室外熱交換器２４に対する送風量が調整される。室外送風機２５として、例えば、ＤＣファンモータ等のモータによって駆動される遠心ファンまたは多翼ファン等が用いられる。

本実施の形態１に係る空気調和装置１において、圧縮機２１、冷媒流路切替装置２２、室内熱交換器１１、膨張弁２３および室外熱交換器２４が冷媒配管２によって環状に接続されることにより、冷媒回路３が構成される。そして、冷媒回路３の内部を冷媒が圧縮および膨張を繰り返しながら循環することにより、ヒートポンプが形成される。

（制御装置）
制御装置３０は、例えば、図示しないリモートコントローラに対する使用者の操作による設定、ならびに空気調和装置１の各部から受け取る各種情報に基づき、室内機１０および室外機２０を含む空気調和装置１全体の動作を制御する。特に、制御装置３０は、室内温度センサ１４から供給される室内温度に基づき、圧縮機２１の圧縮機周波数、室内送風機１２の回転数、ならびに後述する上下風向板１６ａおよび１６ｂおよび左右風向板１７ａおよび１７ｂの角度等を制御する。

図２は、図１の制御装置３０の構成の一例を示す機能ブロック図である。制御装置３０は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。なお、この例において、制御装置３０は、室外機２０および室内機１０の外部に設けられているが、これに限られず、室外機２０および室内機１０のいずれかに設けられてもよい。

図２に示すように、制御装置３０は、温度比較部３１、回転数決定部３２、周波数決定部３３、上下角度決定部３４、左右角度決定部３５、動作制御部３６および記憶部３７を備えている。なお、図２では、本実施の形態１に関連する部分のみを図示し、それ以外の部分については、図示および説明を省略する。

温度比較部３１は、室内温度センサ１４から供給される室内温度Ｔ_ａと、記憶部３７に記憶された室内温度に対する設定温度Ｔ_ＳＥＴとを比較し、室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも高いか否かを判断する。温度比較部３１は、比較結果を回転数決定部３２、周波数決定部３３、上下角度決定部３４および左右角度決定部３５に供給する。

回転数決定部３２は、温度比較部３１から供給された比較結果と、配管温度センサ１３から供給された室内熱交換器１１の凝縮温度とに基づき、室内送風機１２の回転数を決定する。回転数決定部３２は、決定した回転数を示す回転数情報を動作制御部３６に供給する。

周波数決定部３３は、温度比較部３１から供給された比較結果に基づき、圧縮機２１の圧縮機周波数を決定する。周波数決定部３３は、決定した圧縮機周波数を示す周波数情報を動作制御部３６に供給する。

上下角度決定部３４は、温度比較部３１から供給された比較結果に基づき、上下風向板１６ａおよび１６ｂの開度および角度を含む動作を決定する。上下角度決定部３４は、決定した上下風向板１６ａおよび１６ｂの動作を示す上下角度情報を動作制御部３６に供給する。

左右角度決定部３５は、温度比較部３１から供給された比較結果に基づき、左右風向板１７ａおよび１７ｂの角度を含む動作を決定する。左右角度決定部３５は、決定した左右風向板１７ａおよび１７ｂの動作を示す左右角度情報を動作制御部３６に供給する。

動作制御部３６は、回転数決定部３２から供給された回転数情報に基づき、室内送風機１２の回転数を制御するための制御情報を生成し、室内送風機１２に供給する。また、動作制御部３６は、周波数決定部３３から供給された周波数情報に基づき、圧縮機２１の圧縮機周波数を制御するための制御情報を生成し、圧縮機２１に供給する。さらに、動作制御部３６は、上下角度決定部３４から供給された上下角度情報に基づき、上下風向板１６ａおよび１６ｂの動作を制御するための制御情報を生成し、上下風向板１６ａおよび１６ｂに供給する。さらにまた、動作制御部３６は、左右角度決定部３５から供給された左右角度情報に基づき、左右風向板１７ａおよび１７ｂの動作を制御するための制御情報を生成し、左右風向板１７ａおよび１７ｂに供給する。

記憶部３７は、圧縮機２１の圧縮機周波数、室内温度、凝縮温度、ならびに上下風向板１６ａおよび１６ｂおよび左右風向板１７ａおよび１７ｂの動作に関する各種の設定情報が記憶されている。記憶部３７は、温度比較部３１、回転数決定部３２、周波数決定部３３、上下角度決定部３４および左右角度決定部３５のそれぞれからの要求に応じて記憶された各種の設定情報を読み出し、それぞれに供給する。

［室内機の構造］
次に、室内機１０における各構成要素の配置について説明する。図３は、図１の室内機１０の構造の一例を示す側面図である。図４は、図１の室内機１０の構造の一例を示す正面図である。図３および図４に示すように、室内機１０は、筐体内に、室内熱交換器１１、室内送風機１２、配管温度センサ１３および室内温度センサ１４が配置されている。

また、室内機１０の筐体には、室内空気を吸い込むための図示しない吸込口と、空気を室内に送出するための吹出口１５とが設けられている。吹出口１５には、複数の上下風向板１６ａおよび１６ｂと、各上下風向板のそれぞれに対応する複数の左右風向板１７ａおよび１７ｂとが設けられている。

上下風向板１６ａおよび１６ｂは、制御装置３０の制御に基づき、上下方向の角度が調整される。上下風向板１６ａおよび１６ｂは、上下方向の角度が調整されることにより、吹出口１５からの上下方向の送風方向を調整することができる。上下風向板１６ａおよび１６ｂのそれぞれは、互いに独立して動作する。なお、上下風向板１６ａおよび１６ｂは、床面に対する水平方向の角度を０°とし、鉛直方向上側の角度を＋α°、鉛直方向下側の角度を−α°とする。

左右風向板１７ａおよび１７ｂは、制御装置３０の制御に基づき、左右方向の角度が調整され、吹出口１５からの左右方向の送風方向が調整される。左右風向板１７ａおよび１７ｂのそれぞれは、互いに独立して動作する。なお、左右風向板１７ａおよび１７ｂは、室内機１０を正面から見たときの角度を０°とし、右側方向の角度を＋θ°、左側方向の角度を−θ°とする。

なお、図３および図４に示す例では、複数の上下風向板１６ａおよび１６ｂと、複数の左右風向板１７ａおよび１７ｂが設けられているが、これに限られず、例えばそれぞれ１つの上下風向板および左右風向板が設けられてもよい。

［空気調和装置の動作］
次に、上記構成を有する空気調和装置１における冷媒の動作について説明する。図１に示す例において、冷媒流路切替装置２２の実線で示す状態が暖房運転モードの状態である。ここでは、本発明に関連する暖房運転モードでの冷媒の動作についてのみ説明し、冷房運転モードについては、説明を省略する。

（暖房運転モード）
暖房運転モードでは、圧縮機２１の吐出側と室内熱交換器１１とが接続され、室外熱交換器２４と圧縮機２１の吸入側とが接続されるように、冷媒流路切替装置２２が切り替えられる。低温低圧の冷媒は、圧縮機２１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機２１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２２を介して室外機２０から流出し、室内機１０に流入する。

室内機１０に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器１１に流入する。室内熱交換器１１に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内送風機１２によって取り込まれた室内空気と熱交換して凝縮し、高圧の液冷媒となって室内熱交換器１１から流出する。室内熱交換器１１から流出した高圧の液冷媒は、室内機１０から流出し、室外機２０に流入する。

室外機２０に流入した高圧の液冷媒は、膨張弁２３に流入する。膨張弁２３に流入した高圧の液冷媒は、膨張弁２３によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器２４に流入する。室外熱交換器２４に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室外空気と熱交換して吸熱および蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室外熱交換器２４から流出する。室外熱交換器２４から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２２を通過して、圧縮機２１に吸入される。

（送風制御）
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１による送風制御について説明する。本実施の形態１に係る空気調和装置１は、送風モードとして第１モードおよび第２モードを有し、室内温度に基づき第１モードおよび第２モードの何れかのモードで送風を行う。以下では、暖房運転時を例にとって説明する。

（第１モード）
第１モードは、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度と、左右風向板１７ａおよび１７ｂの角度とを固定して送風し、足元の快適性を向上させるためのモードである。制御装置３０は、室内温度センサ１４で検出された室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも大きくなった場合に、第１モードによる送風を実行する。設定温度Ｔ_ＳＥＴは、記憶部３７に予め記憶されている。

図５は、第１モードについて説明するための概略図である。図５に示すように、第１モードにおいて、制御装置３０は、圧縮機２１の圧縮機周波数を通常運転時の周波数から設定周波数ｆ_ＦＩＯに設定し、圧縮機２１の運転を継続させる。設定周波数ｆ_ＦＩＯは、気流が床面に到達する下限周波数であり、記憶部３７に予め記憶されている。

また、制御装置３０は、室内送風機１２の回転数を設定回転数Ｎ_ＦＩＯに設定し、室内送風機１２をＯＮまたはＯＦＦさせて断続運転させる。設定回転数Ｎ_ＦＩＯは、記憶部３７に予め記憶されている。さらに、制御装置３０は、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度を下向きまたは閉状態に変更する。

ここで、室内送風機１２のＯＮ／ＯＦＦタイミング、ならびに上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度は、室内熱交換器１１の凝縮温度ＣＴに基づいて決定される。本実施の形態１では、凝縮温度ＣＴに対して温度Ｔ_１および温度Ｔ_２の２つの判定値が予め設定されている。そして、凝縮温度ＣＴは、温度Ｔ_１と温度Ｔ_２との間で上下に変化する。

このとき、室内送風機１２は、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１を超えた時点で運転を開始し、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_２を下回った時点で運転を停止する。また、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度は、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１を超えた時点で−９０°に設定され、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_２を下回った時点で閉状態に設定される。

図５に示すように、室内送風機１２の運転が停止中（時刻ｔ_０）においては、室内熱交換器１１の凝縮温度ＣＴは、温度Ｔ_２から温度Ｔ_１まで上昇する。凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１に達すると、室内送風機１２が運転を開始するとともに、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度が−９０°に設定される（時刻ｔ_１）。

室内送風機１２の運転中は、室内熱交換器１１が送風によって冷却されるため、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１から温度Ｔ_２まで下降する。そして、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_２まで低下すると、室内送風機１２の運転が停止するとともに、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度が閉状態に設定される（時刻ｔ_２）。

以降、同様にして、室内送風機１２の停止中は、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_２から温度Ｔ_１まで上昇し、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１に達した際に、室内送風機１２の運転が開始されるとともに、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度が−９０°に設定される（時刻ｔ_３）。また、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_２まで低下した際に、室内送風機１２の運転が停止されるとともに、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度が閉状態に設定される。

このように、第１モードでは、圧縮機２１が設定周波数ｆ_ＦＩＯで動作し、室内送風機１２が回転数Ｎ_ＦＩＯで断続的に運転した状態で、上下風向板１６ａおよび１６ｂが下向きに設定されて送風が行われる。これにより、室内機１０から断続的に送風された空気が床面に到達するため、在室者の足元の快適性を向上させることができる。

なお、温度Ｔ_１は、本発明における「第１の閾値」に対応する。また、温度Ｔ_２は、本発明おける「第２の閾値」に対応する。

（第２モード）
第２モードは、上下風向板１６ａおよび１６ｂを設定角度で上下方向にスイングさせるとともに、左右風向板１７ａおよび１７ｂを設定角度で左右方向にスイングさせて送風し、空気を循環させて室内空間全体の温度を均一にさせるためのモードである。第２モードは、第１モードの後に実行されるモードであり、制御装置３０は、室内温度センサ１４で検出された室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴよりも大きくなった場合に、第２モードによる送風を実行する。

図６は、第２モードについて説明するための概略図である。なお、図６において、室内機１０を正面から見て左側に設けられている上下風向板１６ａおよび左右風向板１７ａはそれぞれ「Ｌ」と表記し、右側に設けられている上下風向板１６ｂおよび左右風向板１７ｂはそれぞれ「Ｒ」と表記する。

図６に示すように、第２モードにおいて、制御装置３０は、圧縮機２１の運転を継続させた状態で、圧縮機周波数を設定周波数ｆ_ＳＩＧに設定するとともに、室内送風機１２の回転数を設定回転数Ｎ_ＳＩＧに設定し、室内送風機１２を連続的に運転させる。設定周波数ｆ_ＳＩＧおよび設定回転数Ｎ_ＳＩＧは、記憶部３７に予め記憶されている。

また、制御装置３０は、上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとをスイングさせる。上下風向板１６ａおよび１６ｂは、床面に対する水平方向の角度を０°として、−α°から＋α°の範囲でスイングすることができる。このときの角度α°は、予め設定された値とする。また、上下風向板１６ａおよび１６ｂは、互いに反対方向にスイングする。すなわち、上下風向板１６ａが正方向である上側にスイングする場合、上下風向板１６ｂは、負方向である下側にスイングする。また、上下風向板１６ａが下側にスイングする場合、上下風向板１６ｂは上側にスイングする。

左右風向板１７ａおよび１７ｂは、室内機１０を正面から見たときの角度を０°として、−θ°から＋θ°の範囲でスイングすることができる。このときの角度θ°は、予め設定された値とする。また、左右風向板１７ａおよび１７ｂは、互いに反対方向にスイングする。すなわち、左右風向板１７ａが正方向である右側にスイングする場合、左右風向板１７ｂは、負方向である左側にスイングする。また、左右風向板１７ａが左側にスイングする場合、左右風向板１７ｂは右側にスイングする。

制御装置３０は、上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとをスイングさせた際に、気流が空間全体に循環するようにスイングする方向を制御する。また、上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとの速度は、同一の速度とする。すなわち、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度が＋α°から−α°になるまでに要する時間と、左右風向板１７ａおよび１７ｂの角度が＋θ°から−θ°になるまでに要する時間とが同一となるように、スイングの速度が制御される。

具体的には、図６に示すように、時刻ｔ_１１において、制御装置３０は、上下風向板１６ａの角度が＋α°、上下風向板１６ｂの角度が−α°となるように上下風向板１６ａおよび１６ｂを制御する。また、制御装置３０は、左右風向板１７ａの角度が−θ°、左右風向板１７ｂの角度が＋θ°となるように左右風向板１７ａおよび１７ｂを制御する。

時刻ｔ_１２において、制御装置３０は、上下風向板１６ａの角度が−α°、上下風向板１６ｂの角度が＋α°となるように上下風向板１６ａおよび１６ｂを制御する。また、制御装置３０は、左右風向板１７ａの角度が＋θ°、左右風向板１７ｂの角度が−θ°となるように左右風向板１７ａおよび１７ｂを制御する。

時刻ｔ_１３において、制御装置３０は、時刻ｔ_１１のときと同様に、上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとを制御する。時刻ｔ_１４において、制御装置３０は、時刻ｔ_１２のときと同様に、上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとを制御する。

時刻ｔ_１５において、制御装置３０は、上下風向板１６ａの角度が＋α°、上下風向板１６ｂの角度が−α°となるように上下風向板１６ａおよび１６ｂを制御する。また、制御装置３０は、左右風向板１７ａの角度が＋θ°、左右風向板１７ｂの角度が−θ°となるように左右風向板１７ａおよび１７ｂを制御する。

時刻ｔ_１６において、制御装置３０は、上下風向板１６ａの角度が−α°、上下風向板１６ｂの角度が＋α°となるように上下風向板１６ａおよび１６ｂを制御する。また、制御装置３０は、左右風向板１７ａの角度が−θ°、左右風向板１７ｂの角度が＋θ°となるように左右風向板１７ａおよび１７ｂを制御する。

時刻ｔ_１７において、制御装置３０は、時刻ｔ_１５のときと同様に、上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとを制御する。時刻ｔ_１８において、制御装置３０は、時刻ｔ_１６のときと同様に、上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとを制御する。

すなわち、第２モードでは、時刻ｔ_１１からｔ_１８までの間に、室内機１０の吹出口１５の左側から「左上→右下→左上→右下→右上→左下→右上→左下」の順に空気が送風される。また、吹出口１５の右側から「右下→左上→右下→左上→左下→右上→左下→右上」の順に空気が送風される。

本実施の形態１では、このようにして上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとが制御される。これにより、気流を空間全体に循環させることができる。また、第１モードの後に第２モードを実行することにより、第１モードで局所的に温められた空気が第２モードによって送風される気流によって循環するため、空間全体の温度を均一化させることができる。

なお、上下風向板１６ａおよび１６ｂと、左右風向板１７ａおよび１７ｂとの角度の制御は、この例に限られず、吹出口１５から送出される気流を空間全体に循環させることができれば、どのような方向および順序でもよい。また、吹出口１５から気流を上方向に送出する場合、風量は、下方向に送出する場合と比較して大きくするとよい。これは、室内機１０が設けられた位置とは反対側となる空間の奥側に気流が到達できるようにするためである。

図７は、従来の送風制御による室内空間の状態について説明するための概略図である。図８は、本実施の形態１の送風制御による室内空間の状態について説明するための概略図である。

図７に示すように、従来の室内機から送出された空気は、一時的なスイング運転によって室内空間の一部でのみ循環する。そのため、空気が循環する領域と空気が循環しない領域との間で温度ムラが生じる。そして、温度ムラが生じている状態で室内機の吸い込み空気が設定温度に到達すると、室内空間全体が設定温度となっていないにもかかわらず、圧縮機がサーモＯＦＦしてしまう。

これに対して、図８に示すように、本実施の形態１では、室内機１０は、第１モードによって風向を下向きに固定し、気流を床面付近に到達させた後、第２モードによって風向をスイングさせて空気を部屋全体に循環させる。そのため、空間全体の温度を均一化させることができる。また、局所的な室内空間が設定温度に達することによって圧縮機２１がサーモＯＦＦしてしまうことがないため、サーモＯＦＦの頻度を低減することができる。

（送風処理）
図９は、本実施の形態１に係る空気調和装置１における第１および第２モードを用いた送風処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ１において、室内温度センサ１４は、室内温度Ｔ_ａを検出し、検出した室内温度Ｔ_ａを温度比較部３１に供給する。

ステップＳ２において、温度比較部３１は、ステップＳ１で検出された室内温度Ｔ_ａと、記憶部３７に記憶された設定温度Ｔ_ＳＥＴとを比較し、室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも高いか否かを判断する。室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ以下である場合（ステップＳ２；Ｎｏ）には、ステップＳ１に戻る。

室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも高い場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）には、ステップＳ３において、第１モードによる送風処理が実行される。ステップＳ３において、回転数決定部３２は、室内熱交換器１１の凝縮温度に基づき、室内送風機１２の回転数をＮ_ＦＩＯまたは０のいずれかにするための回転数情報を動作制御部３６に供給する。周波数決定部３３は、圧縮機２１の圧縮機周波数をｆ_ＦＩＯとするための周波数情報を動作制御部３６に供給する。上下角度決定部３４は、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度を下向きにするための上下角度情報を動作制御部３６に供給する。左右角度決定部３５は、左右風向板１７ａおよび１７ｂの角度を下向きにするための左右角度情報を動作制御部３６に供給する。

動作制御部３６は、回転数情報、周波数情報、上下角度情報および左右角度情報に基づき、室内送風機１２、圧縮機２１、上下風向板１６ａおよび１６ｂ、ならびに左右風向板１７ａおよび１７ｂを制御するための制御情報を出力する。そして、室内送風機１２、圧縮機２１、上下風向板１６ａおよび１６ｂ、ならびに左右風向板１７ａおよび１７ｂのそれぞれは、受け取った制御情報に基づいて動作する。

ステップＳ４において、室内温度センサ１４は、室内温度Ｔ_ａを検出し、検出した室内温度Ｔ_ａを温度比較部３１に供給する。ステップＳ５において、温度比較部３１は、ステップＳ４で検出された室内温度Ｔ_ａと、設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴとを比較し、室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴよりも高いか否かを判断する。室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴ以下である場合（ステップＳ５；Ｎｏ）には、処理がステップＳ４に戻る。

室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴよりも高い場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）には、ステップＳ６において、第２モードによる送風処理が実行される。ステップＳ６において、回転数決定部３２は、室内送風機１２の回転数をＮ_ＳＩＧにするための回転数情報を動作制御部３６に供給する。周波数決定部３３は、圧縮機２１の圧縮機周波数をｆ_ＳＩＧとするための周波数情報を動作制御部３６に供給する。上下角度決定部３４は、上下風向板１６ａおよび１６ｂをスイングさせるための上下角度情報を動作制御部３６に供給する。左右角度決定部３５は、左右風向板１７ａおよび１７ｂをスイングさせるための左右角度情報を動作制御部３６に供給する。

ステップＳ７において、室内温度センサ１４は、室内温度Ｔ_ａを検出し、検出した室内温度Ｔ_ａを温度比較部３１に供給する。ステップＳ８において、ステップＳ７で検出された室内温度Ｔ_ａと、記憶部３７に記憶されたサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦとを比較し、室内温度Ｔ_ａがサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦよりも高いか否かを判断する。なお、サーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦは、設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴよりも高い値に設定されている。

室内温度Ｔ_ａがサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦよりも高い場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、動作制御部３６は、ステップＳ９において、圧縮機２１の運転を停止させるための制御情報を出力し、処理がステップＳ１に戻る。

一方、室内温度Ｔ_ａがサーモＯＦＦ温度Ｔ_ＯＦＦ以下である場合（ステップＳ８；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０において、室内温度センサ１４は、室内温度Ｔ_ａを検出し、検出した室内温度Ｔ_ａを温度比較部３１に供給する。

ステップＳ１１において、温度比較部３１は、ステップＳ１０で検出された室内温度Ｔ_ａと、設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴとを比較し、室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴよりも高いか否かを判断する。室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴよりも高い場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ６に戻る。室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴ以下である場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１に戻る。

以上のように、本実施の形態１に係る空気調和装置１は、室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴよりも高い場合に、制御モードを、吹出口１５からの送風方向を固定して、室内送風機１２を断続的に運転させる第１モードとする。また、空気調和装置１は、制御モードが第１モードであって、室内温度Ｔ_ａが設定温度Ｔ_ＳＥＴ＋ΔＴよりも高い場合に、制御モードを、吹出口１５からの送風方向をスイングさせて、室内送風機１２を連続的に運転させる第２モードに変更する。

このように、第１モードで運転することにより、室内機１０から送風された空気が床面に到達するため、在室者の足元の快適性を向上させることができる。また、第１モードの後に第２モードで運転することにより、空気が空間の様々な方向に流れるため、気流を空間全体に循環させることができ、空間全体の温度を均一化させることができる。そして、空間全体に空気を循環させることによって空間全体の温度が均一化することにより、室内機１０の周囲等の局所的な空間が暖められることによって生じるサーモＯＦＦの頻度を低減することができる。

また、制御装置３０は、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_１を超えた場合に、上下風向板１６ａおよび１６ｂの角度を下向きに設定し、左右風向板１７ａおよび１７ｂの角度を正面方向に設定するとともに、室内送風機１２の回転数を設定回転数Ｎ_ＦＩＯに設定する。そして、制御装置３０は、凝縮温度ＣＴが温度Ｔ_２を超えた場合に、上下風向板１６ａおよび１６ｂを閉状態に設定するとともに、室内送風機１２を停止させる。これにより、断続的に送風された空気が床面に到達するため、在室者の足元の快適性を向上させることができる。

さらに、空気調和装置１において、制御モードが第２モードである場合に、上下風向板１６ａおよび１６ｂが互いに上下異なる方向にスイングし、左右風向板１７ａおよび１７ｂが互いに左右異なる方向にスイングする。これにより、空気が空間の様々な方向に流れるため、気流を空間全体に循環させることができる。

以上、本発明の実施の形態１について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態１に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の例では、本実施の形態１に係る送風処理を暖房運転時に適用した場合を例に取って説明したが、これに限られず、送風処理を冷房運転時に適用してもよい。

また、本実施の形態１では、２つの上下風向板１６ａおよび１６ｂと、２つの左右風向板１７ａおよび１７ｂとで構成されている場合について説明したが、これはこの例に限られない。例えば、３つ以上の上下風向板が室内機１０の正面から見た際の幅方向に並んで設けられ、３つ以上の左右風向板が上記の上下風向板のそれぞれに対応するように、幅方向に並んで設けられる構成としてもよい。この場合、第２モードにおいて、複数の上下風向板のそれぞれは、互いに上下異なる方向にスイングする。また、複数の左右風向板のそれぞれは、互いに左右異なる方向にスイングする。

さらに、例えば、空気調和装置１は、赤外線センサ等を用いて空間内の温度を検出する構成としてもよい。これにより、空間内の温度ムラが検出され、温度ムラが発生している箇所に対して重点的に送風することができるため、室内空間全体の温度を効率的に均一化することができる。

１空気調和装置、２冷媒配管、３冷媒回路、１０室内機、１１室内熱交換器、１２室内送風機、１３配管温度センサ、１４室内温度センサ、１５吹出口、１６ａ、１６ｂ上下風向板、１７ａ、１７ｂ左右風向板、２０室外機、２１圧縮機、２２冷媒流路切替装置、２３膨張弁、２４室外熱交換器、２５室外送風機、３０制御装置、３１温度比較部、３２回転数決定部、３３周波数決定部、３４上下角度決定部、３５左右角度決定部、３６動作制御部、３７記憶部。

Claims

圧縮機を有する室外機と、室内熱交換器を有する室内機とを備えた空気調和装置であって、
室内空気を前記室内熱交換器に対して供給する室内送風機と、
前記室内機の吹出口に設けられ、上下方向の風向を調整する上下風向板と、
前記室内機の吹出口に設けられ、左右方向の風向を調整する左右風向板と、
室内温度を検出する室内温度センサと、
制御モードとして、前記上下風向板および前記左右風向板による送風方向を固定した状態で、前記室内送風機を断続的に運転させる第１モードと、前記上下風向板および前記左右風向板による送風方向をスイングさせながら、前記室内送風機を連続的に運転させる第２モードとを有し、前記制御モードに応じて前記室内送風機、前記上下風向板および前記左右風向板を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記室内温度センサで検出された室内温度が設定温度よりも高い場合に、前記制御モードを前記第１モードに設定し、
前記制御モードが前記第１モードであって、前記室内温度センサで検出された室内温度が前記設定温度より高い第２設定温度よりも高い場合に、前記制御モードを前記第１モードから前記第２モードに設定する
ことを特徴とする空気調和装置。
前記室内熱交換器の凝縮温度を検出する配管温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、
前記制御モードが前記第１モードである場合に、前記凝縮温度に基づき、前記室内送風機の断続運転のＯＮ／ＯＦＦタイミングを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
前記制御装置は、
前記凝縮温度に対して第１の閾値と、前記第１の閾値よりも低い第２の閾値とを記憶する記憶部を有し、
前記凝縮温度が前記第１の閾値を超えた場合に、前記上下風向板の角度を下向きに設定し、前記左右風向板の角度を正面方向に設定するとともに、前記室内送風機の回転数を設定回転数に設定し、
前記凝縮温度が前記第２の閾値を超えた場合に、前記上下風向板を閉状態に設定するとともに、前記室内送風機を停止させる
ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
前記上下風向板は、正面から見た際の幅方向に並んで設けられた複数の上下風向板で構成され、
前記左右風向板は、前記複数の上下風向板のそれぞれに対応するように、正面から見た際の幅方向に並んで設けられた複数の左右風向板で構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
前記制御モードが前記第２モードである場合に、
前記複数の上下風向板が互いに上下異なる方向にスイングし、
前記複数の左右風向板が互いに左右異なる方向にスイングする
ことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。