JPH04217733A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気調和機、特にその吹
出風の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機がつくり出す室内環境
の快適性が重要視されるようになってきた。

【０００３】従来の技術としては、たとえば、実開昭６
１−３３３７号公報に示されているように、床下を利用
した冷暖房装置がある。

【０００４】以下、図７から図１３を参照しながら、従
来の冷暖房装置について説明を行う。

【０００５】図７は従来の冷暖房装置の暖房時の側面断
面図を示したものである。図７において、１は室である
。２は床であり、２ａは床スラブである。１′は階下の
室であり、３はその天井板である。４は床２と天井板３
との間に形成される空間部である。５は空間部４の外壁
近くに設置されたヒートポンプ式空気調和機である。 ６はヒートポンプ式空気調和機５の送気ダクトで、７は
冷房，暖房に応じて風路を切換えるダンパーである。８
は床スラブ２ａと壁板９とで形成される加温室で、８ａ
は加温室８の仕切壁、８ｂは仕切壁８ａの端部に形成し
た通気口である。１０は暖房時に温風を前記加温室８に
吹込む送風口で、１１は冷房時に冷風を室１に吹込む送
風口である。１２はヒートポンプ式空気調和機５の給気
口である。 １３は加温室８と空間部４に連通する連通口で、１４は
室１と加温室８に連通する連通口である。

【０００６】以上のように構成された冷暖房装置につい
て、以下その動作について説明する。

【０００７】まず暖房時には、ヒートポンプ式空気調和
機５で暖められた温風が送気ダクト６に送られる。そし
て、ダンパー７が図１３のように作動して温風は送風口
１０に送られ、加温室８に流れ込む。このとき、温風に
より床スラブ２ａが加温され、床面の熱で発生する自然
対流で室１を暖房する。そして、加温室８内の温風は図
８の実線矢印のように通気口８ｂを通ったのち、図９の
ように連通口１３から空間部４に流出して、給気口１２
に還流される。

【０００８】次に冷房時には、ダンパー７が送風口１０
をふさぐことにより、ヒートポンプ式空気調和機５で冷
やされた冷気は図１０のように送風口１１より室１に直
接吹出し冷房する。室１を冷房した冷気は、図１２のよ
うに連通口１４，１３を通って空間部４に達したのち、
給気口１２に還流される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、特に暖房時に室内に直接温風を吹出さな
いので、運転開始時に室内が設定温度に達するまでに時
間がかかるという欠点を有していた。また、温風で床ス
ラブを暖めて床面の熱で発生する自然対流および床面か
らの輻射により室内を暖房するため、床への熱損失が大
きく、暖房効率が悪いという欠点を有していた。

【００１０】また、特に暖房時における窓部からのコー
ルドドラフト（冷気対流）のため、窓付近の居住者の足
もとが寒くなる現象に対して、対応ができなかった。

【００１１】本発明の目的は上記欠点を解決するもので
、暖房運転開始時に室内を早く設定温度にするとともに
、暖房効率を向上させることができる空気調和機を提供
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の空気調和機は、
室温検出手段と二重床の床表面温度を検出する床温検出
手段の両出力により演算する室内負荷演算手段を設け、
かつ室内負荷演算手段の出力をもとに吹出分流手段を制
御することにより、室内機の上部に開口した上吹出口と
、下部に開口し二重床の下部空間に連通した下吹出口か
らの温風の風量比率を制御することが可能な構成である
。

【００１３】

【作用】本発明は、室内温度検出手段と床温検出手段の
出力および設定温度の出力をもとに演算する室内負荷演
算手段の出力に応じて、上吹出と下吹出の分流比率を変
化させる。つまり、上記のような構成により、暖房運転
開始時には、吹出分流手段により室内機の上吹出口から
大量の温風を室内の居住域に吹出して室内を早く暖める
。

【００１４】そして暖房運転開始以降は常に室温検出手
段と床温検出手段および設定温度の各出力をもとに室内
負荷演算手段により室内負荷を演算し、その室内負荷の
大小にしたがって吹出分流手段により上吹出しと下吹出
しの風量バランスの調整を行うようにする。

【００１５】つまり、室内温度，床温度と設定温度との
差が大きいときは、上吹出により室内の居住域に温風を
直接送り込むことにより早く設定温度に到達するように
制御する。そして前記の差がやや小さくなってくれば、
温風の一部を下吹出しにまわし、二重床の下部空間内ヘ
送風することにより床暖房効果を高めていく。この温度
差に応じて二重床の下部空間への送風量を決定する。

【００１６】そして、設定温度と室温，床温度とがほぼ
一致すれば温風の大半を二重床の下部空間へ送る。

【００１７】この結果、暖房運転の立上げ初期は居住域
に多量の温風を送風し、すばやく設定温度に近付けるこ
とが可能となる。そして室温，床温の両者が設定温度に
近づいてくると温風を二重床の下部空間に送風すること
で床自身を暖めながら二重床端部に設けた通風口より温
風を吹出す。これにより床を暖めることで気流による不
快感は軽減され、気流感のほとんどない頭寒足熱型の理
想的な温度環境をつくり出すことができる。

【００１８】一方冷房時に吹出切替手段により、室内機
の上吹出口から冷風を天井方向に向けて吹出し、冷気の
自重で自然降下させ温度分布の均一化を図っている。こ
の結果、冷房についても部屋の上部が涼しく、下部がや
や温かい頭寒足熱型で風の不快感が少ない理想的な空調
を実現するものである。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図６によ
り説明する。

【００２０】２１は側壁、２２は床スラブ、２３は天井
である。２４は人間が生活する居住域であり、ＡＳＨＲ
ＡＥ，ＳＴＡＮＤＡＲＤでは高さ１８００ｍｍ以下で、
かつ側壁から６００ｍｍ以上離れた空間と定義されてい
る（図２の２点鎖線で囲まれた空間）。２５は空気調和
機の室内機であり、室の片隅床部に設置されている。２
６は室外機である。

【００２１】室内機２５は外殻２７，熱交換器２８，送
風機２９およびケーシング３０，外殻２７に支点を有し
て電動モータ（図示せず）で駆動する吹出分流手段３１
と、上面に上吹出口３２，下面に下吹出口３３を設け、
室内機２５背部の風路３４で連通している。

【００２２】また、上吹出口３２には吹出角度が任意に
変えられるように、複数個のルーバ３５を設けている。 そして室内機２５の前面下部に吸込口３６を、また吸込
口３６と熱交換器２８の間に吸込温度を検出する室温検
出手段３７を設置している。

【００２３】３８は二重床で、３９は床スラブ２２と二
重床３８とで形成される下部空間である。

【００２４】下吹出口３３は下部空間３９と連通してい
る。 そして、二重床３８の略中央付近の床表面部に床温検出
手段４０を床と熱接触的に設置し、床温度を検出可能と
している。

【００２５】また４１は二重床３８と側壁２１の合接す
る端部で室内と連通する通風口であり、この位置は下吹
出口３３からできる限り離れており、かつ側壁２１から
６００ｍｍ以内で、人間の出入りや事務計器（書庫等）
の邪魔にならない位置が最適である。

【００２６】以上のように構成された空気調和機につい
てその動作をフローチャート（図６）により説明する。

【００２７】電源投入後、室の温度設定（Ｔｓｅｔ）を
行う（ステップ４２）とともに、冷房・暖房のモードの
選択（ステップ４３）を行う。

【００２８】まず暖房運転時は、室温検出手段３７によ
り室温Ｔｒを検出し（ステップ４４）、温度設定Ｔｓｅ
ｔと検出した室温Ｔｒとの差θ１を演算する（ステップ
４５）。次に床温検出手段４０により床温Ｔｏを検出し
（ステップ４６）、温度設定Ｔｓｅｔと検出した床温Ｔ
ｏとの差θ２を演算する。

【００２９】そして上記温度差θ１とθ２をあらかじめ
設定された表１の付表に照らし合わせ温度差レベルを小
さい方から、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４段階に区分する（ステ
ップ４７）。この結果をもとに表１のマトリクスにした
がい下吹出風量の比率を決定する（ステップ４８）。

【００３０】

【表１】

【００３１】前記マトリクスの下吹出風量比率の数値に
合わせ吹出分流手段３１を駆動させ、下吹出１００％〜
０％までを調整する（ステップ４９）。

【００３２】つまり、温度θ１，θ２のいずれもが大き
いときには、温風は下吹出比率が０％でありすべて上吹
出口３２から吹き出し、下部空間３９へは送風せず居住
域をすばやく温める。このとき上下分流装置の吹出分流
手段３１の位置は３１ａである（図４）。そして、室温
が上昇しθ１の値が小さくなれば、少しずつ下部空間３
９へ送風を始める。そして室温がほぼ安定し、設定温度
にかなり近づいてくると下吹出の比率を４０％，６０％
と変化させていき、床自体を暖めることにエネルギーを
使う。このとき上下分流装置の吹出分流手段３１の位置
は３１ｂ付近である。そして、θ１，θ２が

【００３３】

【外１】

【００３４】とき上下分流装置の吹出分流手段３１の位
置は３１ｃである。

【００３５】一方冷房運転時は、無条件に上吹出１００
％にコントロールされ、上吹出口３２から上方に向けて
冷風を吹き出す（第２図破線矢印）。そして、上方に流
出した冷気は前記天井２３にぶつかり、そこから自重に
より下方へ広がりながら下降する。そして、居住域２４
を冷却したのち、吸込口３６に吸込まれる。

【００３６】上記実施例によれば特に暖房運転時で室温
ＴＲと温度設定Ｔｓｅｔとの差が大きく、床温Ｔｏも低
いとき（たとえば運転開始初期）には吹出分流手段３１
のベーンを駆動させて上吹出口３２からすべての温風は
吹出すようコントロールし、居住域２４を直接暖房する
。

【００３７】一方、室温と設定温度の差が小さくなり、
また床温が上昇してくればそのレベルに応じて下吹出の
比率を２０％，４０％，６０％，１００％と上昇させて
いくことにより、床の温度を高くすることが可能となる
。

【００３８】この結果、暖められた二重床全面からの自
然対流による暖房効果と、通風口からの温風吹出しによ
る暖房効果によりマイルドな暖房が可能となる。

【００３９】これにより、暖房時の立上り性能が良く、
また定常運転状態に近づけば、床暖房に近い居住空間に
できるため、温度分布のほとんどない、頭寒足熱型でし
かも風による不快感のない暖房を可能とする。

【００４０】また、冷房時には上吹出口３２から冷風を
上方向に吹出し、天井にぶつけ、そののちは冷風の自重
で自然降下させるため、風による不快感のない非常に均
一な温度分布が得られ、高品位な空調が実現できる。

【００４１】本実施例では、分流比率の設定基準を３℃
，５℃，１０℃にしているがこの数値は部屋寸法，仕様
等により変化するものであり、一義的なものではない。

【００４２】また分流比率も０％，２０％，４０％，６
０％，１００％としているが、設定は任意である。

【００４３】また、本実施例では、二重床で下部空間を
形成しているが、下部空間を床下に設けても同様の効果
が得られることは言うまでもよい。

【００４４】

【発明の効果】熱交換器により空気調和された温調空気
を送風する送風機を内蔵した室内機の上部に開口した上
吹出口と、下部に開口した下吹出口と、上吹出口と送風
機と下吹出口とを連通する風路と上下の吹出風量分流比
率を任意に変更可能な吹出分流手段を設け、しかも下吹
出口の開口を二重床の下部空間に連通し、二重床の端部
に室内と連通する通風口を設け、かつ室温検出手段と、
二重床の表面温度を検出する床温検出手段からの出力及
び設定温度の出力をもとに演算する室内負荷演算手段を
設け、この出力をもとに吹出分流手段を制御することに
より、暖房運転時の室温，床温と設定温度との差が大き
いとき（暖房運転開始時など）には温風のすべてを上吹
出口から送風し、居住域内を直接温め、すばやく設定温
度に近づくように制御する。一方室温が上昇し、床表面
温度も徐々に上昇してくれば、下吹出の比率をたとえば
２０％，４０％，６０％と増加させ、より設定温度に近
づけば１００％下吹出しとする。

【００４５】この結果、床暖房の効果により、温度分布
のむらのほとんどない、しかも頭寒足熱型の理想的な暖
房空間を提供するものである。

【００４６】居住域内の室温だけでなく、床温を監視し
、下吹出分流比率を決めているため、室内だけが温まる
ことがなく床全体も温度上昇させることができるのでよ
り均一な温度空間となる。

【００４７】また、冷房運転時には吹出口切替手段で冷
風を室内側の上吹出口より天井に向けて吹出し、比重差
で降下させるため、気流感のない、頭寒足熱型の冷房が
可能であり、その実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における空気調和機の要部断
面図である。

【図２】本発明の空気調和機を設置した室の断面図であ
る。

【図３】各運転状態における本発明の空気調和機の要部
断面図である。

【図４】各運転状態における本発明の空気調和機の要部
断面図である。

【図５】本発明の空気調和機を設置した暖房時定常運転
時の室の斜視図である。

【図６】本発明の空気調和機の動作のフローチャートで
ある。

【図７】従来の空気調和機の暖房時の側面断面図である
。

【図８】図７のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図９】図８のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図１０】従来の空気調和機の冷房時の側面断面図であ
る。

【図１１】図１０のＶ−Ｖ線断面図である。

【図１２】図１１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図１３】図８の一部拡大断面図である。

【符号の説明】

２１…側壁、　　２２…床スラブ、　　２３…天井、　
　２４…居住域、　　２５…室内機、　　２６…室外機
、　　２７…外殻、　　２８…熱交換器、　　２９…送
風機、　　３０…ケーシング、　　３１…吹出分流手段
、　　３２…上吹出口、　　３３…下吹出口、　　３４
…風路、３５…ルーバ、　　３６…吹込口、　　３７…
室温検出手段、　　３８…二重床、　　３９…下部空間
、　　４０…床温検出手段、　　４１…通風口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱交換器により空気調和された温調空
   気を送風する送風機を内蔵した室内機の上部に開口した
   上吹出口と、下部に開口した下吹出口と、前記上吹出口
   と送風機と下吹出口とを連通する風路と、上下の吹出風
   量の分流比率を任意に変更可能な吹出分流手段とを設け
   、前記下吹出口の開口を二重床の下部空間に連通し、前
   記二重床の端部に室内と連通する通風口を設けるととも
   に、室温検出手段と二重床の表面温度を検出する床温検
   出手段からの出力および設定温度の出力をもとに演算す
   る室内負荷演算手段を設け、かつ前記室内負荷演算手段
   の出力をもとに、前記吹出分流手段を制御することを特
   徴とする空気調和機。