JPH02242038A - 空気調和装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気調和機に係り、特に、快適で健康的な室内
環境を維持することができる空気調和機に関する。

〔従来の技術〕

従来の空気調和機は、特公昭６３−１５５０５号公報に
記載のように、空調空間内の温度と湿度を制御するため
の装置であり、いかに温度と湿度を最適に保つかに重点
が置かれていた。また、室内空気の清浄化に対しては、
換気扇で別途行うか。

特開昭６１−１６５５３５号公報に記載のように、送風
機を内蔵した空気清浄装置により、煙、ガス等の汚染濃
度を検知して送風機の運転制御を行うことにより行われ
ていた。この為、快適で健康な室内環境を維持するため
には、冷・暖房・除湿用空調機と、換気扇と空気清浄機
とをそれぞれ設置する必要があった。そこで、改善策と
して、実公昭６２−３６３０号公報に記載のように、冷
・暖房機（空調機）と空調換気扇を構造的１機能的に結
合させてなる空調換気装置が開示されている。

この空調換気装置は、熱交換器を通じて外気の導入と室
内空気の排気とを行う空調部と熱交換器に連続的に室内
空気を接触させて室の温度調節を行う空調部とを、換気
部における外気の出口端が空調部の通風路の入口端側に
連絡する関係に結合したものである。

また、実開昭６２−３６３１３号公報に記載のように、
下方に空気吹出し口を有する空気調和機と組合わせて使
用する空気清浄装置が開示されている。この空気清浄装
置には外部空気取り入れ用の換気口を有しており、外部
空気を直接室内へ取り込めるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術実公昭６２−３６３０号に開示されへ空調
換気装置は、空調部の上部に設けられた換気部によって
取入れられた新鮮な外気と、空調部の吸込口から吸込ま
れた室内の空気との混合した空気が空調部の吹出口から
吹出されており、外気と室内の空気の、花粉、ハウスダ
スト等の塵埃に対する清浄化が行われておらず、また、
外気による換気が常時、不必要に行われ、冷・暖・除湿
効果が損われるという問題があった。また、実開昭６２
−３６３１３号に開示された空気清浄装置でも、上記と
同様に、換気により取入れられた外気の塵埃に対する清
浄化が行われていない。またさらに、換気口から取入れ
られた外気は空気調和機部を通らずに室内へ直接吹出さ
れているため、冷・暖・除湿効果が損なわれるという問
題があった。

本発明の目的は、上記従来例にみられる欠点を除去し、
快適で健康的な室内環境を効率よく応答性良く維持する
ことができる空気調和機を提供することにある。

特に、利用者の好みに応じた快適度環境を実現すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

１、上記目的は、室内空気雰囲気の温度、湿度を調整す
るための空気調和手段と、該室内空気雰囲気の汚れを清
浄化するための空気清浄化手段と、室内の汚染空気雰囲
気と室外（又は屋外）の清浄空気雰囲気とを換気するた
めの換気手段と、室内空気雰囲気の温度、湿度、及び空
気雰囲気の汚染（煙、臭い、ガス、花粉、ハウスダスト
、酸欠等）を検知するための検知手段と。

該検知手段により、検知した検知信号に基づき。

前記空気調和手段、空気清浄化手段、換気手段を制御す
るための制御手段と、前記検知手段により検知した検知
信号に基づき、室内の空気雰囲気の汚染度、快適度を表
示するための表示手段を有し、前記空気清浄化手段が、
室内空気の場合には、前記空気調和手段により処理され
た後の空気雰囲気の一部を、また室外（又は屋外）空気
の場合には前記換気手段、及び前記空気調和手段により
処理された後の空気雰囲気を取り込み空気清浄化を行う
ことにより達成される。

また、上記空気雰囲気の温度、湿度及び空気雰囲気の汚
染を検知するための検知手段として、温度センサと、湿
度センサと、還元性ガス検知用ガスセンサと塵埃センサ
と、酸素センサとを用い、該各々のセンサにより検知し
た検知信号に基づき、室内の空気雰囲気の汚染度、快適
度を表示するための表示手段を有し、該表示手段による
快適度は、利用者の好みに応じて変更可能とすることに
より達成される。

２、快適度を表示するための表示手段が、上記各センサ
の検知出力に応じて、温度、湿度、臭気・ガス濃度、Ｉ
！埃濃度、酸素濃度を個別に表示すると共に、各々の快
適度を基に、総合的快適度を演算し、表示するもので、
特に、温度、及び湿度における快適度範囲は、利用者が
変更可能なプリセット手段を有することにより達成され
る。

〔作用〕

室内空気雰囲気の温度、湿度、及び空気雰囲気の汚染（
煙、臭い、ガス、花粉、ハウスダスト、酸欠等）を検知
するための検知手段により検知された検知信号に基づき
、室内の空気雰囲気は空気調和手段により処理された後
の空気雰囲気の一部を空気清浄化手段が清浄化すること
により、空気調和手段の通風抵抗を増加させることがな
く、空気調和能力を低下させることがない。また、酸欠
を酸素センサが検知した場合には、換気手段を優先的に
動作させ、空気調和手段、空気清浄化手段により処理さ
れた後の空気を室内へ送出するので。

室外（屋外）の新鮮で、塵埃を含まない清浄な空気雰囲
気で酸欠を改善でき、空気調和効果も低下することはな
い。さらに、温度、湿度、臭気・ガス濃度、塵埃濃度、
酸素濃度を個別に表示すると共に、各々の快適度程度を
基に、総合的快適度を演算し、表示し、特に、温度、及
び湿度における快適度範囲は、利用者が好みに応じて変
更可能なプリセット手段を設けであるので、利用者に適
した快適度表示及び空気調和機能が実現でき、使い勝手
性が改善される。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図〜第５図により、説明す
る。第１図は１本発明による空気調和機本体の構成を示
す断面図であり、第２図は外観を示す斜視図である（１
部内部構成説明の為に切り欠いである）。第１図及び第
２図において、１は空気調和機本体、２は、室内空気雰
囲気のほこり。

塵埃等を予備的に補集するために設けであるプレフィル
タ、３は室内空気雰囲気の温度、湿度を調整するための
空気調和手段を構成するヒートポンプ方式の室内側熱交
換器（室外側熱交換器及び圧縮機室外側ファンは図示せ
ず）、４は室内空気雰囲気の温度、湿度及び空気雰囲気
の汚染（Ｍ、臭い、ガス、ハウスダスト、塵埃、酸欠等
）を検知するための検知手段を構成する空気雰囲気検知
部、５は室内空気雰囲気の汚れを清浄化するための空気
清浄化手段を構成する空気清浄化部のメカニカルフィル
タ、６は、該空気清浄化部の電気集塵式フィルタ、７は
、該空気清浄化部の脱臭、抗菌フィルタ、８は、室内空
気雰囲気を空気調和機本体１内部に貫流させるための室
内側貫流ファン、９は室内の汚染空気雰囲気と室外（又
は屋外）の清浄空気雰囲気とを換気するための換気手段
を構成する換気用ファン、１０は、室内と室外とを仕切
る外壁、１１．１２は、該外壁１０を貫通する穴に設け
られた汚染空気雰囲気排気用パイプ、及び新ぜんな外気
吸気用パイプである。１３は、空気雰囲気の湿度が低湿
になった時に加湿するための高周波発振を用いた加湿部
、１４は、温度、湿度。

風量等を設定するための入力設定用操作部、１５は、空
気調和機本体から空気調和後の空気雰囲気を送出するた
めの風向板、１６は、前記検知手段により検知した検知
信号に基づき、室内の空気雰囲気の汚染度、快適度を表
示するための表示手段を構成する表示部である。

１７〜２２は、前記空気調和機本体１が動作した時の空
気雰囲気の流れを示したものであり、室内空気雰囲気１
７が、プレフィルタ２、室内側熱交換器３．空気清浄化
部を構成するメカニカルフィルタ５．電気集塵式フィル
タ６、脱臭・抗菌フィルタ７を通過し、冷房（又は暖房
）、清浄化された空気雰囲気１８は、室内側貫流ファン
８により室内側へ送出される。２０は、超音波式加湿器
１３により加湿された空気雰囲気であり、加湿混合され
調湿された後、風向板１５により、室内に送出された空
気雰囲気１９となる。２１は、空気雰囲気検知部４によ
り酸欠であると検知された場合に、換気用ダンパー２５
，２５’が開き、換気用ファン９により室外（屋外）へ
排出された空気雰囲気であり、２２は換気のために室内
に取り入れられる新鮮な外部空気雰囲気である。２３．
２４は空気清浄化部及び換気用プレフィルタの保守用口
である。

次に第３−１図に示す動作フローチャートにより空気調
和装置の概略動作を説明する。

先ず、空気調和装置ｌｌの入力設定用操作部１４により
、目標室温を設定後運転を開始３１させると、温度セン
サ、湿度センサからなる温度、湿度検知手段及びガスセ
ンサ（例えば、還元性ガス検知用ガスセンサ）、塵埃セ
ンサ（発行素子と複数個の受光素子を用いた粒子による
光散乱から粒子数を計測するセンサ）、及び酸素センサ
からなる空気雰囲気の汚染（臭い、煙；花粉、綿ぼこり
、ダニ等のハウスダスト；酸欠）検知手段３３を構成す
る空気雰囲気検知信号処理部４６が空気雰囲気の状態を
検知し、比較演算部４９が操作部１４゜４８から入力さ
れた温度設定値と比較し、又、空気雰囲気の正常状層と
比較して、空気汚染が発生したと判定すると、制御量判
定部５１から制御部５２に信号が送出され、制御部５２
は、空気調和手段３５を構成する空気調和部５３．又は
、空気清浄化手段３６を構成する空気清浄化部５４．又
は、換気手段３７を構成する換気部５５を動作させると
共に、汚染度、快適度を表示手段３８を構成する表示部
５０により表示する。なお、空気雰囲気の汚染検知手段
３３の内、酸素センサ４５が酸欠を検知した場合には、
他の制御に優先して、換気手段３７を動作させ、室外（
屋外）の新鮮な空気と早急に換気を行う。

次に、第３−２図〜第３−９図に示す動作フローチャー
トにより、空気調和装置の動作を詳細に説明する。

先ず、空気調和装置１の入力設定用操作部１４により、
目標室温の温度を入力し、運転を開始させると、空気雰
囲気検知信号処理部４６、タイマ一部４７、比較演算部
４９．制御量判定部５１を構成するマイクロコンピュー
タ（図示せず）は、入力された目標温度を温度設定：　
ＴＨＯ（３１１）する。ついで、雰囲気移動用ファン６
２．６３を運転開始３１２した後、ガスセンサ出力、塵
埃センサ出力測定（３１３）を行い、測定したガスセン
サの出力は、ガスセンサ出力基準値；ＧＯとしてメモリ
に記憶する。！１埃センサの出力は、１１埃センサ出力
基準値：ＤＯとして記憶する（３１４）ついで、酸素セ
ンサ、温度センサ、ガスセンサ、湿度センサ、Ｉｌ埃セ
ンサによる出力もしくは出力変換値を順次測定しく３１
５）、測定値、Ｏｘ１゜ＴＨＩ、Ｇ１．ＲＨＩ、Ｄｌと
してそれぞれ記憶する。そして、酸素センサの出力変換
値（酸素濃度に変換したもの）ＯＸＩと正常空気中の酸
素濃度２１％からの差を算出し、ＯＸｃとしてメモリに
記憶し；ガスセンサ出力基準値ＧＯとガスセンサ出力Ｇ
１の出力比を算出し、Ｇｃとして記憶し；塵埃センサ出
力基準値Ｄｏと塵埃センサ出力Ｄ１との比を算出し、Ｄ
ａとして記憶し；湿度センサの出力変換値（湿度に変換
したもの）ＲＨＩと快適な湿度５０％との差を算出し、
ＲＨｃとして記憶し；温度設定値ＴＨＯと温度センサの
出力変換値（１１度に変換したもの）との差を算出し、
ＴＨＣとして記憶する（３１６）。

ついで、空気雰囲気汚染の判定（３１７，３２０，３３
３）動作について説明する。先ず、（３１６）で算出し
た酸素濃度差ＯＸｃ　（酸欠程度を示している）と予め
メモリに記憶しである酸素濃度差基準：　ＯＸＤを比較
する。ここで、ＯＸｃ≧○ＸＤであるならば、換気の必
要な酸欠状態が発生したと判断し、換気手段駆動（３１
８）動作を行う、ＯＸＣ＜ＯＸＤならば、換気必要なし
と判断し、臭い、蛭による雰囲気汚染、およびハウスダ
ストによる雰囲気汚染の判定を行う（３２０）。

ガスセンサおよび塵埃センサの出力の基準値との出力比
Ｇｃおよび、Ｄｃを予めメモリに記憶しである基準値、
ＧＤおよびＤＤと比較する。ここで、ａＣ≧ＧＤもしく
はＤｃ≧ＤＤであるならば、空気雰囲気が汚染されてい
ると判断し、空気清浄化手段駆動（３２１）動作に入る
。しかし、Ｇｃ＜ＧＤかつ、Ｄｃ（ＤＤならば空気雰囲
気は汚染されていないと判断し、温・湿度の判定動作（
３２３）に移る。（３１６）で算出した温度設定値：　
ＴＨＯとの温度差：ＴＨｃを予めメモリに記憶しである
温度差基準：　ＴＨＤと比較すると共に、湿度差：ＲＨ
ｃを予めメモリに記憶しである湿度差：　ＲＨＤと比較
する。ここで、ＴＨｃ≧ＴＨＤ又は、ＲＨｃ≧Ｒ）Ｉ　
Ｄならば空気調和手段駆動（３２４）動作に入る。ＴＨ
ｃ＜ＴＨＤかつ、ＲＨｃ　＜　ＲＨＤであれば、温湿度
は最適値に保たれていると判断し、次の動作に移行する
。ついで。

換気手段、空気清浄化手段、空気調和手段の全てが停止
しているかどうかを判定しく３２９）、停止していれば
、雰囲気移動用ファン制御（３２８）動作を行った後、
ガスセンサ出力及び塵埃センサ出力の基準値更新（３２
９）動作を行う、ついで空気雰囲気の汚染度および快適
度の表示をするための表示手段駆動（３３０）動作に入
り表示を行う、また、換気手段、空気清浄化手段、及び
空気調和手段の内、一つの手段でも動作していれば、雰
囲気移動用ファン停止（３２５）動作に入り、ついで表
示手段駆動（３３０）動作に入り表示を行う。

上記に示したような動作を行うことにより、室内空気雰
囲気の汚染及び不快環境が発生すると、その雰囲気の汚
染とか、不快程度に応じて、空気調和装置を最適に運転
することができる。

次に、第３−３図のフローチャートを用いて。

第３−２図の基準値更新（３２９）について説明する。

空気雰囲気が快適で、雰囲気汚染がなく、換気手段、空
気清浄化手段、空気調和手段がいずれも動作を停止して
いる時、ＴＭ１時間（例えば数分〜数十分）毎にその時
点のガスセンサの出力；Ｇ１及び塵埃センサの出力Ｄ１
を測定し、ガスセンサの出力基準値：ＧＯ及び塵埃セン
サの出力基準値：ＤＯとしてメモリに記憶する。このよ
うにして、ガスセンサ出力基準値及び塵埃センサの出力
基準値を更新する。

次に、第３−４図及び第３−５図のフローチャートによ
り、第３−１図の換気手段駆動について説明する。正常
空気雰囲気の酸素濃度２１％との差：ＯＸＣより換気用
ファンの制御量：ＦＯＸｌを算出する（３４３）、、：
？−、：：’ｔ’、ＯＸｃ≧ＯＸＤの場合、換気手段を
駆動開始するが、駆動開始レベルＯＸＤは、建築基準法
で定められている酸素１度が２０．５％以上であるので
、０．５としである。また、酸素濃度が１９．５％以下
、すなわち０ＸＤ２≧１．５の場合は換気用ファンを最
高能力で動作させる制御量：　ＦＧＩ２としである。

ついで、換気用ダンパーを開き（３４４）、ファン制御
量ＦＯＸＩ又はＦＧＩ２により換気用ファンの回転数を
制御する（３４５）、第３−５図は、換気手段駆動動作
として、他の実施例を示したものであり、酸素濃度差Ｏ
Ｘｃにより換気用ダンパーの開度を制御する開度制御量
：　ＦＧＩ３を算出しく３４６）、このＦＧＩ３により
換気用ダンパーの開度を制御しく３４７）、ついで換気
用ファンは一定の回転数で換気動作を行う。

次に、第３−６図のフローチャートにより第３−１図の
空気清浄化手段駆動動作について説明する。先ず、電気
集塵式フィルタに給電し、高電界を印加してフィルタ機
能を動作開始させる（３５１）、ついで、ガスセンサの
出力の基準値との比：Ｇｃの値から空気清浄化用還流フ
ァンの制御量ＦＧＩを算出しく３５２）、ついで塵埃セ
ンサの出力の基準値との比：Ｄｃの値から上記還流ファ
ンの制御量ＦＤＩを算出する（３５３）、ついで、上記
２つの制御量を比較し、ＦＧＩとＦＤＩの大きい方の制
御量で還流ファンの回転数を制御する。

次に、第３−７図のフローチャートにより第３−１図の
空気調和手段駆動動作について説明する。

目標室温の温度設定値：　ＴＨＯとの温度差ＴＨｃが、
Ｔ　Ｈｃ　＞　Ｏならば、冷房運転を、ＴＨｃ＜０なら
ば、暖房運転を行うが、ＴＨｃの値によりヒートポンプ
式空気調和部の制御量：ＦＴＨｌを算出しく３６１）、
ついで、空気雰囲気の温度差ＲＨｃが、ＲＨｃ≧５（％
）ならば除湿制御量ＦＲＨ１を算出し、ＲＨｃ≦−５（
％）ならば、加湿制御量Ｆ　ＲＨ１を算出する（３６２
）、ついで、上記ヒートポンプ制御量：ＦＴＨｌと除湿
、加湿制御量：ＦＲＨｌを比較し、ＦＴＨＩ≧ＦＲＨＩ
ならば、ＦＴＨＩにより冷暖房サイクル制御（３６４）
を行い、ＦＴＨＩ＜ＦＲＨＩならば、ＦＲＨｌにより除
湿、又は加湿機を制御する。

次に、第３−８図により、第３−１図の雰囲気移動用フ
ァン制御動作について説明する。

空気清浄化手段が停止後、ＴＭ２時間毎に（３７１）（
例えば数分〜数十分）、雰囲気移動用ファンを逆回転さ
せ（３７２）、空気雰囲気検知部に設置しである塵埃セ
ンサ、酸素センサ、ガスセンサをＴＭ３時間（例えば数
秒〜数十秒）、空気清浄化後の清浄化空気でリフレッシ
ュした後、該雰囲気移動用ファンを正常回転動作に復帰
させて（３７４）、雰囲気汚染検知の待期状態を保持す
る。

次に、第３−９図及び第５−１図、第５−２図。

第３−１図の表示手段駆動動作について説明する。

第５−１図及び第５−２図において、１６は表示部、９
１は酸素濃度表示部、９２は塵埃濃度表承部、９３は臭
いガス濃度表示部、９４は湿度表示部、９５は温度差（
設定温度との差）表示部。

９６は快適度表示部、９７は運転中を示す表示灯、９８
は、換気手段動作中を表示する表示灯、９９゜１００は
、同様に空気清浄化手段及び、空気調和手段動作中を表
示する表示灯である。

上記各センサによる濃度表示部９１〜９６は、表示ステ
ップ数を１０段階にしである。

第３−９図において、表示手段駆動動作の一実施例を説
明する。各センサの出力と基準値との差。

もしくは出力の比；　ＯＸ　Ｃ＃　ＯＣｅ　Ｄ　Ｃｔ　
ＲＨＣｅＴＨｃの範囲から表示の時の表示ステップ数を
算出する（３８１）、例えば、酸素濃度の表示は、酸１
Ａ２１％からの酸欠の程度を酸素浪度差で表わしたＯＸ
Ｇを０．２５で除した値Ａを算出し、Ａ＋１をステップ
数とする。この為、酸素濃度表示範囲は、酸素２１％か
ら１８．７５％となり、建築基準法で定められた安全濃
度２０．５％は表示ステップ数では、（２１−２０，５
）１０．２５＋１＝３となる。臭い、ガスの濃度の表示
は、ガスセンサ出力の基準値との比；Ｇｃを用いて、（
Ｇｃ−１，０）１０．０５＝Ｂとなる。１１埃濃度は、
建築基準法で定められた安全限界が０．１５ｍｇ／ｒｄ
である為、　Ｏｚ／　ｒｎ”　０　、５　ｔｔＨｌ　ｒ
＆の範囲を表示しである。湿度表示は、５０％が快適値
とし、１０％〜１００％の範囲が表示できる。温度表示
は、（目標設定温度からの温度差）１０゜５＝Ｅをステ
ップ数とし、目標温度設定値がステップ表示の中央に配
置しである。

つぎに、上記各センサの表示ステップ数から。

総合的な快適度数Ｋを算出する（３８２）、ついで、第
５−１図及び第５−２図に示す表示装置１６を駆動動作
する。この表示部の表示により、室内空気雰囲気の状態
及び、快適度がビジュアルになり使い勝手が良くなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、室内空気雰囲気の空気調和機能、空気
清浄化機能、換気機能を１合わせ持つ。

一体化した空気調和装置が得られ、また、換気時にも外
気の花粉、塵埃等がそのまま取り入れられることもなく
、さらに空気調和機能を損うこともない為、快適で健康
的な室内環境を効率よく、応答性良く維持できるととも
に、快適度の程度を目で確認できる等の利点を有してい
る。

またさらに、利用者の好みに応じて、温度、湿度の快適
範囲を変更できるので、利用者に適した快適度表示と空
気調和機能を制御でき、使い勝手の面で効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２図
は本発明の一実施例の外観を示す斜視図。 第３−１図、第３−２図、第３−３図、第３−４図、第
３−５図、第３−６図、第３−７図、第３−８図、第３
−９図は本発明の動作を示すフローチ、ヤード、第４図
は本発明のシステム構成図、第５−１図、第５−２図は
本発明による空気雰囲気の汚染度、快適度の表示例を示
す説明図である。 １・・・空気調和機本体、３・・・室内側熱交換器−４
・・・空気雰囲気検知部、５・・・メカニカルフィルタ
、６・・・電気集塵式フィルタ、７・・・脱臭・抗菌フ
ィルタ、８・・・室内側貫流ファン、９・・・換気用フ
ァン、１３・・・加湿部、１６・・・表示部、１０１・
・・温度プリセットＳＷ、１０２・・・湿度プリセット
ＳＷ、１０３・・・プリセット表示部。 第３−１ 聞 纂 図 纂３惇図 集３−５図 察 図 纂 ３−？ 図 纂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、室内空気雰囲気の温度、湿度を調整するための空気
   調和手段と、該室内空気雰囲気の汚れを清浄化するため
   の空気清浄化手段と、室内の汚染空気雰囲気と室外（又
   は屋外）の清浄空気雰囲気とを換気するための換気手段
   と、室内空気雰囲気の温度、湿度、及び空気雰囲気の汚
   染（煙、臭い、ガス、ハウスダスト、酸欠等）を検知す
   るための検知手段と、該検知手段により検知した検知信
   号に基づき、前記空気調和手段、空気清浄化手段、換気
   手段を制御するための制御手段と、前記検知手段により
   検知した検知信号に基づき、室内の空気雰囲気の汚染度
   、快適度を表示するための表示手段とを有し、該表示手
   段による快適度は、利用者の好みに応じて変更可能とし
   たことを特徴とする空気調和装置。