JP2013148268A

JP2013148268A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2013148268A
Application number: JP2012008870A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Kanematsu; 大輔兼松
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】風量測定を行わずとも運転時風量を容易に推定することができることを目的とする。
【解決手段】算出された運転時風量を表示する運転時風量表示手段を設けたという構成にしたことにより、あらかじめ風量と消費電力の関係を記憶しておき、電圧検出手段１７ｂと周波数検出手段１７ｃと電流検出手段１７ｄから得られた情報を基に運転時消費電力を運転時消費電力算出手段１７ｅから算出し、運転時消費電力と消費電力とを比較し、運転時風量を算出して、その値を運転時風量表示手段で表示するので、風量測定を行わずとも風量を容易に推定することができる空気調和機を得られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、天井裏に設置される空気調和機に関するものである。

コントローラに現在の運転状態を表示する物として、図１２に示すような給湯システムが知られている。

以下、図１２を用いて説明する。

分電盤１１１の使用電流をカレントトランスで検出し電流検知部１１４で検知し、周波数検知部１１５で周波数を判断する。

また、コンセント１１２の電圧を電圧検知部１１３で検知し、これらの情報を電力算出部１１６に送り、電力を算出して電力表示手段１１７にて表示させる構成としている。

特開２００４−１５０７１８号公報

このような従来の表示内容では、使用している電力や水、ガスといった使用するエネルギー量については表示させることはできるが、そのエネルギーがもたらす給湯量や加熱量といった仕事量を表示することはできなかった。

さて、一般的な空気調和機においては、排気圧損がかかった場合に風量は低下するが、施工現場で簡単に風量を計算する手段が無く、個別に風量を測定する必要がある、という課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、風量測定を行わずとも、空気調和機の運転の仕事量である運転時風量を容易に推定することができる空気調和機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、天井裏に隠蔽される空気調和機のうち、前記空気調和機の運転を制御する制御基板と、前記空気調和機と通信線を通じて接続されるコントローラと、室内の換気運転に供される少なくとも１個以上のシロッコファンと、前記シロッコファンを駆動するファンモータを備えた空気調和機であって、前記制御基板に、あらかじめ測定された風量と消費電力の関係を記憶する記憶手段と、印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、印加されている電圧の周波数を検出する周波数検出手段と、運転時に使用している電流値を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段と前記周波数検出手段と前記電流検出手段から得られた情報を基に運転時消費電力を算出する運転時消費電力算出手段と、前記運転時消費電力と前記記憶手段に記憶された前記消費電力を比較する消費電力比較手段と、比較された前記運転時消費電力と前記消費電力から運転時風量を算出する運転時風量算出手段を備え、算出された運転時風量を表示する運転時風量表示手段とを設けたこととしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、制御基板に、あらかじめ測定された風量と消費電力の関係を記憶する記憶手段と、印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、印加されている電圧の周波数を検出する周波数検出手段と、運転時に使用している電流値を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段と前記周波数検出手段と前記電流検出手段から得られた情報を基に運転時消費電力を算出する運転時消費電力算出手段と、前記運転時消費電力と前記記憶手段に記憶された前記消費電力を比較する消費電力比較手段と、比較された前記運転時消費電力と前記消費電力から運転時風量を算出する運転時風量算出手段を備え、算出された運転時風量を表示する運転時風量表示手段とを設けたという構成にしたことにより、あらかじめ風量と消費電力の関係を記憶しておき、電圧検出手段と周波数検出手段と電流検出手段から得られた情報を基に運転時消費電力を運転時消費電力算出手段から算出し、前記運転時消費電力と前記消費電力とを比較し、運転時風量を算出して、その値を運転時風量表示手段で表示することとなるので、風量測定を行わずとも運転時風量を容易に推定することができる、という効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の空気調和機を示す側構成図同空気調和機の設置状態を示す斜視図同空気調和機の制御装置およびマイコンの内部構成を示す図同空気調和機のシロッコファンを用いた際の圧力損失と風量の相関を示す図同空気調和機のシロッコファンを用いた際の消費電力と風量の相関を示す図同空気調和機の通常設定にて換気運転モードで動作させた時の制御フローを示す図同空気調和機の風量表示設定に切り替えた時の運転時風量表示手段の表示内容を示す図同空気調和機の風量表示設定にて換気運転モードで動作させた時の制御フローを示す図同空気調和機を風量表示設定にて換気運転モードで動作させた時の消費電力比較手段の演算フローを示す図同空気調和機を風量表示設定にて換気運転モードで動作させた時の運転時風量表示手段の表示内容を示す図本発明の実施の形態２の空気調和機を示す側構成図従来の給湯システムにおけるコントローラに消費電力量を表示するためのシステムを示す図

本発明の請求項１記載の空気調和機は、制御基板に、あらかじめ測定された風量と消費電力の関係を記憶する記憶手段と、印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、印加されている電圧の周波数を検出する周波数検出手段と、運転時に使用している電流値を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段と前記周波数検出手段と前記電流検出手段から得られた情報を基に運転時消費電力を算出する運転時消費電力算出手段と、前記運転時消費電力と前記記憶手段に記憶された前記消費電力を比較する消費電力比較手段と、比較された前記運転時消費電力と前記消費電力から運転時風量を算出する運転時風量算出手段を備え、算出された運転時風量を表示する運転時風量表示手段とを設けた、という構成を有する。これにより、あらかじめ風量と消費電力の関係を記憶しておき、電圧検出手段と周波数検出手段と電流検出手段から得られた情報を基に運転時消費電力を運転時消費電力算出手段から算出し、前記運転時消費電力と前記消費電力とを比較し、運転時風量を算出して、その値を運転時風量表示手段で表示することとなるので、風量測定を行わずとも運転時風量を容易に推定することができる、という効果を奏する。

また、風量表示手段を、コントローラに設けた、という構成にしてもよい。これにより、運転時風量の値をコントローラに表示することとなるので、室内に取り付けられたコントローラから運転時風量を容易に推定することができる、という効果を奏する。

また、コントローラの表示を、通常の運転時には運転の残り運転時間を表示し、風量の測定時には運転時風量の値を表示する、という構成にしてもよい。これにより、通常運転で使用するコントローラの表示画面を使用して、運転時風量の値を表示するとなるので、運転時風量の表示用に別の表示手段を設ける必要がなくコストの削減を図ることができる、という効果を奏する。

また、記憶手段に、記憶手段に、風量と消費電力の関係を複数の運転モードについて記憶させていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。という構成にしてもよい。これにより、換気強運転と換気弱運転で異なる記憶を参照し、運転時風量を表示することとなるので、ファンモータの運転ノッチを変更した際も運転時風量の値を表示することができる、という効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、天井裏に設置される空気調和機について、下面に吸込口５と、本体１の一側面に吐出口７とを設けた箱型の本体１の内部には、ケーシング２、ケーシング２に内包されているシロッコファン３とを備え、吸込口５の周縁には、室内２１（図２に記載）の空気をシロッコファン３に案内するための案内板６すなわちオリフィスが設けられている。

ファンモータ４は本体１の天面に位置し、回転力をシロッコファン３に伝達する。

吸込口５の下面にはパネル８を設け、パネル８には室内２１の空気を吸い込むためのパネル開口部９を設けている。パネル８は本体１にネジ（図示せず）で固定されている。

また、吐出口７には、屋外（図示せず）に連通したダクト１１を接続するための先端が略筒状をした吐出口アダプタ１０が、パッキン（図示せず）を介して取り付けられている。

上記構成において、ファンモータ４を運転すると、室内２１の空気がパネル開口部９、次いで吸込口５を通ってシロッコファン３に吸い込まれ、ケーシング２、次いで吐出口７を通って吐出口アダプタ１０からダクト１１を通って屋外へ排出される。

これにより、室内２１の換気を行うことができる。

前記空気調和機は運転の制御を行なう運転制御手段としての制御基板１４を備えており、
制御基板１４は本体１の天面に基板ベース１２たとえば難燃樹脂を介して取り付けられ、制御基板１４の上部は基板カバー１３、すなわち、板金で覆われている。

また、図２に示すように、前記空気調和機を別室２２から操作し運転状態を表示する手段としてのコントローラ１６を壁に備えている。

コントローラ１６には通信線１５が接続され、通信線１５は基板カバー１３の側面に開口された配線スペースを通して制御基板１４に接続されている。

これにより、コントローラ１６からの操作により、制御基板１４に命令が伝達され、前記空気調和機の運転を行うことができる。

図３に示すように、制御基板１４には、図２に示すコントローラ１６からの命令を実行するマイコン１７が実装されている。

マイコン１７は、あらかじめ測定された室内２１の空気を屋外へ排出する際の風量と消費電力の関係を記憶する記憶手段１７ａ、印加されている電圧を検出する電圧検出手段１７ｂ、印加されている電圧の周波数を検出する周波数検出手段１７ｃ、空気調和機の運転時に使用している電流値を検出する電流検出手段１７ｄ、前記電圧検出手段１７ｂと前記周波数検出手段１７ｃと前記電流検出手段１７ｄから得られた電圧と周波数と電流の値の情報を基に運転時の空気調和機の消費電力を算出する運転時消費電力算出手段１７ｅ、前記運転時の消費電力と前記記憶手段１７ａに記憶された前記消費電力を比較する消費電力比較手段１７ｆ、および比較された前記運転時の消費電力と前記消費電力から運転時風量を算出する運転時風量算出手段１７ｇを兼ね備えている。

図４に、一般的なシロッコファンを用いた場合の圧力損失と風量との関係を示している。

圧力損失は外風圧の影響等の使用時の環境条件に起因するものと、ダクト１１の引き回しによる圧力損失や排気フード（図示せず）での圧力損失といった、施工条件に起因するものとがある。

同一のファンモータを同一速調すなわち同一のトルクで駆動した場合、風量は圧力損失の大小で決定する。

また、シロッコファンを用いた場合の特性として、圧力損失が大きくなるとシロッコファンが送り出せる風量が減少するため、ファンモータにかかる負荷が小さくなり消費電力が低下する。

図５に、消費電力と風量の関係を示す。マイコン１７の記憶手段１７ａは本関係すなわち消費電力と風量の関係をあらかじめ記憶している。

空気調和機の換気用途に供されるファンモータは、速調を２段階以上備え強運転と弱運転ができるものが多い。

マイコン１７の記憶手段１７ａでは、それぞれの速調において個別に消費電力と風量の関係を記憶しており、命令された、すなわち強運転あるいは弱運転によって参照する関係式を選択する。

図６に、通常設定時におけるユーザーが換気（強）運転モードで運転した場合の動作フローを示す。

ユーザーがコントローラ１６（図２参照）の換気運転のボタンを１回押すと、換気（強）運転モードに移行し、コントローラ１６の『換気（強）』のＬＥＤが点灯し、あらかじめ決められている換気（強）運転の残り運転時間が表示され、カウントダウンが開始される。

その後、ファンモータ４（図１参照）が駆動し、室内２１（図１参照）の空気をダクト１１（図１参照）を通して屋外に排出する。

コントローラ１６（図２参照）の残り運転時間は１分ごとに減算されていき、タイムアップしたらコントローラ１６の『換気（強）』のＬＥＤが消灯し、残り運転時間の表示も消灯する。

同時にファンモータ４の停止処理が行われ、換気（強）運転モードが終了する。

また、このフローすなわち空気調和機の運転によらず、ユーザーが途中で停止ボタンを押せばタイムアップを待たずに換気（強）運転モードが終了する。

ユーザーが通常使用する際には、通常設定で空気調和機の運転を行う。そのため、製品の出荷時は、通常設定としておく。

現場確認者が施工現場等で適切な排気風量が確保されているか確認したい場合に、風量を測定するため、コントローラ１６で『切』ボタンと『換気』ボタンを一定時間同時に長押しすることで、風量表示設定に移行するようにしている。

風量表示設定に移行すると、図７に示すように、コントローラ１６の７セグメントＬＥＤ表示部に『ＦＵ１』と『００００』が１秒間隔で交互に表示される。

図８に、風量表示設定時に換気（強）運転モードで運転した場合の動作フローを示す。

現場確認者がコントローラ１６の換気運転のボタンを１回押すと、換気（強）運転モードに移行し、コントローラ１６の『換気（強）』ＬＥＤが点灯し、換気（強）運転の残り運転時間のカウントダウンが開始されるが、通常設定時とは異なり、残り運転時間はコントローラ１６には表示されない。そして、ファンモータ４が駆動し、室内２１の空気をダクト１１を通して屋外（図示せず）に排出する。

この時、電圧検出手段１７ｂが制御基板１４への印加電圧を検出、周波数検出手段１７ｃが制御基板１４に入力される電源周波数を検出し、電流検出手段１７ｄがファンモータ４の使用される電流値を検出し、それらの情報を基に運転時消費電力算出手段１７ｅが運転時消費電力を算出する。

制御基板１４に実装された記憶手段１７ａには、上記に説明したとおり、あらかじめ空気調和機の風量と消費電力の関係が記憶されている。

図９に示すように、記憶手段１７ａ（図３参照）に記憶された消費電力と運転時消費電力を消費電力比較手段１７ｆ（図３参照）で比較して運転時風量算出手段１７ｇとしてのコントローラ１６に表示することで、ダクト１１の圧力損失が不明な施工現場等でも、運転時風量が容易に算出できる。算出した運転時風量の情報は通信線１５（図２参照）を通してコントローラ１６に転送され、停止モード時に『００００』だった７セグメントＬＥＤの表示が、図１０に示すように、例えば『０１２０』と変化する。これは算出された運転時風量が毎時１２０立方メートルであることを意味する。

一連の計算はあらかじめ指定された時間ごとにタイムアップまで繰り返し行われる。

これにより、想定した排気風量より少ない風量しか発生していなかった場合、ダクト１１の曲がり部を減らしたり、屋外に取り付ける排気フードを圧力損失の少ないものに変更する等の対策を、風量を確認しながら行うことができる。

なお、風量表示設定は、あらかじめ決められている換気（強）運転の残り運転時間がタイムアップし、換気（強）運転モードが終了した時点で、通常設定に移行する。

これは、施工現場等での設定の戻し忘れを防止するための処置である。

また、このフローすなわち空気調和機の運転によらず、現場確認者が途中で停止ボタンを押せばタイムアップを待たずに換気（強）運転モードが終了し、通常設定に移行する。

なお、周波数検出手段１７ｃ（図３参照）としてゼロクロス回路を用い、電流検出手段１７ｄとしてカレントトランスを用い、カレントトランスから出力される電圧を電流値に置き換えて電流値を検出するとよい。

また、実施の形態１でコントローラ１６の表示を７セグメントＬＥＤとしたが、これに限ったものではなくてもよく、例えば液晶画面に表示させるものであっても作用に影響を及ぼさない。

また、風量測定モードへの移行時に『停止』と『換気』ボタンを一定時間同時に長押しするとしたが、これも本記載内容に限定するものではなく、ユーザーが容易に実行しないと考えられる動作であればいずれの動作でも作用に影響を及ぼさない。

さらに、『ＦＵ１』の記載および算出風量と『ＦＵ１』の点灯周期に関しても同様に、通常モードでないことが現場確認者に容易に認識できる内容であれば、どのような表示内容であっても作用に影響を及ぼさない。

また、換気運転の強弱を切り替える場合、コントローラ１６に『換気（強）』と『換気（弱）』ボタンを独立に設ける必要は無く、例えば換気（強）運転の場合は『換気』ボタンを１回、換気（弱）運転の場合は『換気』ボタンを２回押すこととすれば良い。

また、風量表示設定中に運転がタイムアップした場合、自動的に通常設定に移行するとしたが、コントローラ１６で別途設定操作を行うことで、風量表示設定中に運転がタイムアップした場合でも、自動的に通常設定に移行しない設定に変更可能とすることとすれば良い。

（実施の形態２）
実施の形態１に対して、パネル８はネジで固定されていなくてもよく、外方向開き勝手のばねにより本体１に取り付ける公知の取付手段（図示せず）により取り付けられていてもよい。

また、図１１に示すように、制御基板１４を難燃樹脂製の基板カバー１３および基板ベース１２に納め、本体１内部の一側面に納める構成としてもよい。

これにより、本体１内部のスペースが若干減少するものの、制御基板１４の故障時に本体１を天井裏から降ろさずに制御基板１４を交換することが可能となる。

また、上記説明したように、ファンモータ４の配置を工夫することで本体１の高さを低くすることができる。

本発明にかかる空気調和機は、コントローラに運転時風量を表示することを可能とするものであるので、浴室の換気や暖房を行う天井埋込型の浴室暖房換気乾燥機等として有用である。

１本体
２ケーシング
３シロッコファン
４ファンモータ
５吸込口
６案内板
７吐出口
８パネル
９パネル開口部
１０吐出口アダプタ
１１ダクト
１２基板ベース
１３基板カバー
１４制御基板
１５通信線
１６コントローラ
１７マイコン
１７ａ記憶手段
１７ｂ電圧検出手段
１７ｃ周波数検出手段
１７ｄ電流検出手段
１７ｅ運転時消費電力算出手段
１７ｆ消費電力比較手段
１７ｇ運転時風量算出手段
２１室内
２２別室

Claims

天井裏に隠蔽される空気調和機のうち、前記空気調和機の運転を制御する制御基板と、前記空気調和機と通信線を通じて接続されるコントローラと、室内の換気運転に供される少なくとも１個以上のシロッコファンと、前記シロッコファンを駆動するファンモータを備えた空気調和機であって、前記制御基板に、あらかじめ測定された風量と消費電力の関係を記憶する記憶手段と、印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、印加されている電圧の周波数を検出する周波数検出手段と、運転時に使用している電流値を検出する電流検出手段と、前記電圧検出手段と前記周波数検出手段と前記電流検出手段から得られた情報を基に運転時消費電力を算出する運転時消費電力算出手段と、前記運転時消費電力と前記記憶手段に記憶された前記消費電力を比較する消費電力比較手段と、比較された前記運転時消費電力と前記消費電力から運転時風量を算出する運転時風量算出手段を備え、算出された運転時風量を表示する運転時風量表示手段とを設けたことを特徴とする空気調和機。
運転時風量表示手段を、コントローラに設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
コントローラの表示を、通常の運転時には運転の残り運転時間を表示し、風量の測定時には運転時風量の値を表示することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
記憶手段に、風量と消費電力の関係を複数の運転モードについて記憶させていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。