JPH1163628A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御仕様の単純化及び製品コストの低減を図
り得る空気調和機を提供する。 【解決手段】 筐体内に室内熱交換器を収容し、吸込口
から吸い込んだ室内空気を室内熱交換器を介して吹出す
複数の吹出口を有し、吸込口から吹出口まで互いに仕切
った通風路を形成すると共に、これらの通風路にそれぞ
れ室内ファンを設けた室内ユニットを備え、設定された
運転モード及び室内温度、並びに検出された室内温度に
基づいて、冷房、除湿、暖房の各運転を行うと共に、室
内ファンを運転制御する制御部とを備えた空気調和機に
おいて、室内温度を検出する室温センサをいずれの運転
モードにおいても風の流れる一つの通風路のみに設けた
ことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸込口から吸い込
んだ室内空気を吹出す複数の吹出口を有し、吸込口から
吹出口まで互いに仕切った通風路にそれぞれ室内ファン
を設けた室内ユニットを有する空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】この種
の従来の空気調和機として、室内ユニットの上側と下側
にそれぞれ吹出口を設けたものがあった。この場合、吸
込口から吹出口まで互いに仕切られた通風路が形成され
ており、これによって室内ファン相互の干渉を抑え得る
と共に、風量を安定的に制御することができる。この場
合、室内ファン毎の風量の決定に際して運転モードが変
化しても室温に近い検出値を得ることが重要である。そ
こで従来は、通風路毎に温度センサを設けて室温を検出
していた。

【０００３】このように、通風路にそれぞれ温度センサ
を設けた場合、両センサの検出値から確度の高い室温が
得られるが、運転モードに応じて二つの検出値に対して
異なった処理をしなければならず、また、センサを二重
に設けると言う点でコスト高になると言う問題があっ
た。

【０００４】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、制御仕様の単純化及び製品コストの低減を
図り得る空気調和機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
筐体内に室内熱交換器を収容し、吸込口から吸い込んだ
室内空気を室内熱交換器を介して吹出す複数の吹出口を
有し、吸込口から吹出口まで互いに仕切った通風路を形
成すると共に、これらの通風路にそれぞれ室内ファンを
設けた室内ユニットを備え、設定された運転モード及び
室内温度、並びに検出された室内温度に基づいて、冷
房、除湿、暖房の各運転を行うと共に、室内ファンを運
転制御する制御部とを備えた空気調和機において、室内
温度を検出する室温センサをいずれの運転モードにおい
ても風の流れる一つの通風路のみに設けたことを特徴と
するものである。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
空気調和機において、室内ユニットの上側と下側にそれ
ぞれ吹出口を設け、室温センサを上側の吹出口に通じる
通風路に設けたことを特徴としている。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
空気調和機において、制御部は、暖房の運転モードで下
側の吹出口からの風量を上側の吹出口からの風量よりも
多くし、冷房モードで上側の吹出口からの風量を下側の
吹出口からの風量よりも多くするように各室内ファンの
速度を制御することを特徴としている。

【０００８】請求項４に係る発明は、請求項２又は３に
記載の空気調和機において、制御部は、暖房の運転モー
ドで検出室温が設定室温以上で、かつ、圧縮機の停止中
は、上側の吹出口からのみ送風することを特徴としてい
る。

【０００９】請求項５に係る発明は、請求項２乃至４の
いずれかに記載の空気調和機において、制御部は、除湿
の運転モードで上側の吹出口からのみ送風することを特
徴としている。

【００１０】請求項６に係る発明は、請求項２乃至５の
いずれかに記載の空気調和機において、室内熱交換器が
各通風路に対応する部位に配置され、かつ直列に接続さ
れた二つの熱交換部でなり、温度センサを上側の熱交換
部の下方部位に対応する位置に設けたことを特徴として
いる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を好適な実施形態に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の
うち、特に、室内ユニットの概略構成を示す斜視図であ
る。同図において、室内ユニット１は、前面パネル２の
後側に後板３を設け、前側に吸込グリル４を設けて形成
されており、室内ユニット１は後板３を空調室Ｒ内の下
部壁面Ｓに固定することによって据付けられる。吸込グ
リル４には吸込口５が形成されている。また、室内ユニ
ット１の上部に開口する上部吹出口６に上部ルーバ７が
設けられ、下部に開口する下部吹出口８に下部ルーバ９
が設けられている。

【００１２】本実施形態は、同図（ａ）に示すように、
室内ユニット１の上下両方に風を吹出すが、暖房モード
での運転時に下側からの送風量を多くし、反対に、冷房
モードでの運転時に上側からの送風量を多くする。ま
た、暖房の運転モードで検出室温が設定室温以上で、か
つ、圧縮機が停止しているとき、あるいは、冷房又は除
湿の運転モードでは、同図（ｂ）に示すように、上側の
吹出口からのみ送風する構成にしたものである。この場
合、吸込口５から上部吹出口６に通じる通風路のみに温
度センサを設け、この温度センサの検出値を用いて室内
ファン及び圧縮機等を制御する。

【００１３】図２は室内ユニット１の詳細な構成を示す
縦断面図である。この室内ユニット１には、それぞれ独
立して、上部側に上部ファン１０を設けて上部通風路１
１が吸込口５から上部吹出口６に至るように後板３の上
内壁１２に沿って形成され、さらに、下部側に下部ファ
ン１３を設けて下部通風路１４が吸込口５から下部吹出
口８に至るように後板３の下内壁１５に沿って形成され
ている。

【００１４】また、室内ユニット１には室内熱交換器１
６が設けられており、この室内熱交換器１６は、上部熱
交換器部１７と中間部上熱交換器部１８とで構成される
上熱交換部１９と、下部熱交換器部２０と中間部下熱交
換器部２１とで構成される下熱交換部２２とにより構成
されている。そして、上熱交換部１９は吸込口５の下流
側で上部ファン１０の上流側の上部通風路１１内に設け
られており、上部熱交換器部１７は吸込口５の面に沿う
よう垂直方向に配置され、中間部上熱交換器部１８は上
部熱交換器部１７の下方に内奥に向けて下がり傾斜とな
るように配置されていて、中間部上熱交換器部１８の下
方には、上部通風路１１と下部通風路１４との仕切板の
役目をする上部ドレンパン２３が設けられている。

【００１５】また、下熱交換部２２は吸込口５の下流側
で下部ファン１３の上流側下部通風路１４内に設けられ
ており、下部熱交換器部２０は吸込口５の面に沿うよう
垂直方向に配置され、中間部下熱交換器部２１は下部熱
交換器部２０の上方に内奥に向けて上り傾斜となるよう
に配置されていて、下部熱交換器部２０の下方には下部
ドレンパン２４が設けられている。

【００１６】なお、図示を省略するが、室内熱交換器１
６の上部熱交換器部１７、中間部上熱交換器部１８、下
部熱交換器部２０、中間部下熱交換器部２１はそれぞれ
多数枚の放熱フィンが所定間隔にて装着された熱交換パ
イプを備えて構成され、さらに、熱交換パイプをＵベン
トにより接続することにより蛇行流路が形成され、これ
らが順次接続されて冷媒流路が形成されている。

【００１７】因みに、暖房サイクルで運転の際には、冷
媒は下熱交換部２２の中間部下熱交換器部２１に流入し
流通してから下部熱交換器部２０に流れ、さらに、上部
熱交換器部１７に流入し流通してから中間部上熱交換器
部１８に流れて室内熱交換器１６外に排出されるように
なっている。

【００１８】一方、上部熱交換器部１７の上下方向で見
て、その中心位置より僅かに下の前方の位置に、室温検
出用の温度センサ３７が設けられ、また、上部熱交換器
部１７にはそれ自体の温度を検出する温度センサ３８が
取付けられている。

【００１９】図３は室内ユニット１を含む冷凍サイクル
及びその制御系統を併せて示したブロック図である。図
中、図１又は図２と同一の要素には同一の符号を付して
その説明を省略する。ここで、冷凍サイクルは、圧縮機
３１の吐出口と吸入口との間に、四方弁３２を介して、
室内ユニット１に設けられた下熱交換部２２及び上熱交
換部１９、膨張機器としての電子膨張弁３４、室外ユニ
ットに室外ファン３６と共に設けられた室外熱交換器３
５が順に接続されて構成されている。

【００２０】そして、四方弁３２を切換えることによっ
て冷媒の流通方向を変え、この方向の切換えにより、冷
房運転と暖房運転との切換えが可能になる。すなわち、
冷媒の流通方向を破線矢印Ｘで示す方向とすることで冷
房運転が行われ、実線矢印Ｙで示す方向とすることで暖
房運転が行われる。また、除湿運転が行われる場合には
所定条件で冷房運転と暖房運転を交互に繰返す等をして
行われる。

【００２１】この冷凍サイクルを制御するために、リモ
コン装置４０、制御回路４１、弁駆動回路４４、インバ
ータ４５、ファン駆動回路４６、弁開度制御回路４７、
二方弁駆動回路４８及びルーバ駆動回路４９を備えてい
る。このうち、リモコン装置４０は室温を設定する温度
設定部４３、運転モードを選択、設定する運転モード設
定部４２等を有し、制御回路４１に各設定信号を送信す
る。制御回路４１は室内ユニット１に含まれるマイクロ
コントロールユニット（ＭＣＵ）を主体とする室内制御
部と、室外ユニットに含まれるマイクロコントロールユ
ニットを主体とする室外制御部とをまとめて表したもの
で、リモコン装置４０から送信される設定信号と、室内
ユニット１に設けられる温度センサ３７の検出室温Ｔa
と、温度センサ３８による上熱交換部１９の検出温度Ｔ
c と、室外熱交換器３５に取付けられた室外熱交換器３
５の検出室温Ｔe とに基づいて、所定の処理を実行し
て、冷凍サイクルを形成する各要素に対する制御指令を
出力する。

【００２２】この場合、弁駆動回路４４は暖房の運転モ
ードが指令されたとき、四方弁３２を励磁して実線の矢
印Ｙ方向に冷媒を循環させ、反対に、冷房の運転モード
が指令されたとき、四方弁３２を消磁状態にして破線の
矢印Ｘ方向に冷媒を循環させるものである。インバータ
４５は図示省略の商用電源電圧を直流に変換した後、制
御回路４１から加えられる周波数指令に従った周波数の
交流を出力して圧縮機３１に供給するものである。ファ
ン駆動回路４６は制御回路４１の指令に従って、室外フ
ァン３６、上部ファン１０及び下部ファン１３を駆動、
停止させるものである。電子膨張弁３４は蒸発器として
作用する熱交換器の出側の冷媒の過熱度を適切に保持す
るためのもので、弁開度制御回路４７は弁開度制御回路
４７の指令に従って電子膨張弁３４の開度を制御するよ
うになっている。

【００２３】上記のように構成された本実施形態の動作
について以下に説明する。先ず、リモコン装置４０の運
転モード設定部４２によって暖房モードが選択される
と、制御回路４１は弁駆動回路４４に対して冷媒流路の
切換え指令を与え、弁駆動回路４４は四方弁３２のコイ
ルを励磁する。これによって、実線の矢印Ｙに示す方向
の冷媒循環経路が形成される。また、制御回路４１は温
度設定部４３で設定された設定室温Ｔs と温度センサ３
７での検出室温Ｔa との偏差を演算すると共に、この偏
差を零に近付けるように定めた周波数指令をインバータ
４５に加える。従って、圧縮機３１は実質的に空調負荷
に応じた能力制御が行われる。このとき、制御回路４１
は室外ファン３６を駆動し、かつ、上部熱交換器部１７
に取付けられた温度センサ３８の検出温度が所定値を越
えた時点にて上部ファン１０及び下部ファン１３を駆動
する指令をファン駆動回路４６に与える。なお、上部フ
ァン１０及び下部ファン１３は、下側に吐出される風量
が上側に吐出される風量よりも、格段に多くなるように
速度制御される。

【００２４】また、制御回路４１は室外熱交換器３５の
冷媒出側等に取付けられた温度センサ３９の検出温度に
基づき、適度の過熱度の冷媒が圧縮機３１に吸入される
ように弁開度制御回路４７に指令を与え、弁開度制御回
路４７はこの指令に従って電子膨張弁３４の開度を制御
する。さらに、制御回路４１はルーバ駆動回路４９に対
して、上部ルーバ７及び下部ルーバ９の両方を開放する
指令を出力し、ルーバ駆動回路４９は両方の上下部両方
のルーバを開放する。

【００２５】以上の制御により、温度センサ３７による
検出室温が温度設定部４３による設定温度を越えると、
圧縮機３１は停止され、室内ユニット１のファンのみが
低速運転される。ファンの低速運転時に上部ファン１０
及び下部ファン１３の両方を運転すると、風量の少なさ
に起因して温度センサ３８の検出値と実際の室温とに誤
差を生じる可能性がある。そこで本実施形態では、検出
室温が設定温度を越えたとき、下部ファン１３を停止さ
せ、上部ファン１０のみを運転し、温度センサ３８の設
置点により速い風の流れを作り、室温を正確に検出する
ようにしている。

【００２６】このことは、温度センサを一つにしたこと
に起因して、室温が低下しても再起動しないといった不
具合をも解消する効果がある。すなわち、下部ファン１
３の回転数をＷ1 、上部ファン１０の回転数をＷ2 とす
ると、検出室温が設定室温よりも低いときＷ1 ＞Ｗ2 で
あり、検出室温が設定温度を越えたときにもこの関係を
維持すると、温度センサ３８が熱こもりによる高い室温
を検出してしまい、室温が低下したにも拘らず再起動し
ない現象を呈する。この場合、上部ファン１０のみを運
転することによってその不具合を解消することができ
る。

【００２７】なお、上部ファン１０のみを運転する場合
に、温度センサ３７を上側の熱交換部に対応する位置に
設けることは、下部吹出口８から吹出した風がショート
サーキットをして、実際の室温よりも検出値が高くなる
という事態を未然に防ぐ効果もある。

【００２８】ところで、本実施形態は暖房モードでの運
転時に下側からの送風量を多くするように制御するが、
暖房運転モードで下部ファン１３のみを運転する場合も
あり得る。このとき、上部通風路１１にのみ温度センサ
３８を設ける構成では室温を正しく検出し難いことが予
測される。そのために、本実施形態では温度センサ３８
の設置位置を上側の熱交換部の下方部位に対応する位置
に設けている。

【００２９】つまり、暖房モードで運転したときに快適
性を向上させるために、下部ファン１３のみを運転した
場合、下部吹出口８からの風量は上下のファンを同時に
運転したときの１／２もしくはそれ以下となり、凝縮能
力（暖房能力）は低下する。そのため、室温を設定値に
一致させるように制御するにはかなりの風量を必要とす
る。いま、上、下両方のファンを運転する場合の下部フ
ァン１３の回転数をＷ1 、下部ファン１３を単独運転す
るときの回転数をＷ3 とすれば、Ｗ3 ＞Ｗ1 とするべき
である。このようにすれば、その風量が多くなるため、
周辺にも風の流れを生じる。ここでは温度センサ３７を
上側の熱交換部の下方部位に対応する位置に設けたの
で、下部ファン１３のみを運転した場合でも室温をかな
り正確に検出することができる。

【００３０】なお、室外熱交換器３５に取付けた温度セ
ンサ３９は、その検出温度に基づいて室外熱交換器３５
に着霜したか否かを判定ためのもので、着霜した場合に
は所定時間だけ冷房モードに切換えてそれを除去をす
る。

【００３１】次に、リモコン装置４０の運転モード設定
部４２によって冷房モードが選択されると、制御回路４
１は弁駆動回路４４に対して冷媒流路の切換え指令を与
え、弁駆動回路４４は四方弁３２のコイルを消磁する。
これによって、破線の矢印Ｘに示す方向の冷媒循環経路
が形成される。以下、暖房運転時と同様に、制御回路４
１はインバータ４５に周波数指令を加え、圧縮機３１を
能力制御し、さらに、室外ファン３６を駆動し、さら
に、上部ファン１０及び下部ファン１３を駆動する指令
をファン駆動回路４６に与える。なお、上部ファン１０
及び下部ファン１３は、上側に吐出される風量が下側に
吐出される風量よりも、格段に多くなるように速度制御
される。

【００３２】次に、リモコン装置４０の運転モード設定
部４２によって除湿モードが選択されると、制御回路４
１は破線の矢印Ｘに示す方向の冷媒循環経路を形成した
まま、上部ファン１０のみを単独運転する指令をファン
駆動回路４６に与える。このとき、温度センサ３７は室
温を正しく検出することができる。

【００３３】かくして、この実施形態によれば、室内温
度を検出する室温センサを室内ファンの運転状態に応じ
て予め定めた一つの通風路に設けることによって、制御
仕様の単純化及び製品コストの低減を図ることができ
る。

【００３４】なお、上記実施形態では、室内ユニット１
の上下に室内ファン及び吐出口を有する空気調和機につ
いて説明したが、３台以上のファンが設けられ、さら
に、これに応じて三つ以上の方向に吐出口を有する場合
には、室内ファンの運転状態に応じて予め定めた一つの
通風路に室温センサを設けることによって、上述したと
同様な効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、吸込口から吸
い込んだ室内空気を室内熱交換器を介して吹出す複数の
吹出口を有し、吸込口から吹出口まで互いに仕切った通
風路を形成すると共に、これらの通風路にそれぞれ室内
ファンを設け、設定された運転モード及び室内温度、並
びに検出された室内温度に基づいて、冷房、除湿、暖房
の各運転を行うと共に、室内ファンを運転制御するに当
たり、室内温度を検出する室温センサをいずれの運転モ
ードにおいても風の流れる一つの通風路のみに設けたの
で、制御仕様の単純化及び製品コストの低減を図ること
ができる。

【００３６】請求項２の発明によれば、室内ユニットの
上側と下側にそれぞれ吹出口を設け、室温センサを上側
の吹出口に通じる通風路に設けたので、請求項１と同様
な効果が得られる。

【００３７】請求項３の発明によれば、暖房の運転モー
ドで下側の吹出口からの風量を上側の吹出口からの風量
よりも多くし、冷房モードで上側の吹出口からの風量を
下側の吹出口からの風量よりも多くするように各室内フ
ァンの速度を制御するので、部屋全体の空調効率が高め
られる効果もある。

【００３８】請求項４の発明によれば、暖房の運転モー
ドで検出室温が設定室温以上で、かつ、圧縮機の停止中
は、上側の吹出口からのみ送風するので、熱こもりによ
る高い室温を検出したことにより、室温が低下したにも
拘らず再起動しない現象を未然に防止することができる
効果もある。

【００３９】請求項５の発明によれば、制御部は、除湿
の運転モードで上側の吹出口からのみ送風するので、室
温を正しく検出することができる。

【００４０】請求項６の発明によれば、室内熱交換器が
各通風路に対応する部位に配置され、かつ直列に接続さ
れた二つの熱交換部でなり、温度センサを上側の熱交換
部の下方部位に対応する位置に設けたので、下部ファン
のみを運転した場合でも室温をかなり正確に検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のうち、室内ユニットの概
略構成を示す斜視図。

【図２】図１に示した実施形態の室内ユニットの詳細な
構成を示す縦断面図。

【図３】図１に示した実施形態の冷凍サイクル及びその
制御系統を示したブロック図。

【符号の説明】

１ 室内ユニット ５ 吸込口 ６ 上部吹出口 ８ 下部吹出口 １０ 上部ファン １３ 下部ファン １９ 上熱交換部 ２２ 下熱交換部 ３１ 圧縮機 ３２ 四方弁 ３４ 電子膨張弁 ３５ 室外熱交換器 ３６ 室外ファン ３７〜３９ 温度センサ ４０ リモコン装置 ４１ 制御回路 ４２ 運転モード設定部 ４３ 温度設定部 ４４ 弁駆動回路 ４５ インバータ ４６ ファン駆動回路 ４７ 弁開度制御回路

フロントページの続き (72)発明者 渡 邊 佳 則 静岡県富士市蓼原336 株式会社東芝富士 工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筐体内に室内熱交換器を収容し、吸込口か
   ら吸い込んだ室内空気を前記室内熱交換器を介して吹出
   す複数の吹出口を有し、前記吸込口から前記吹出口まで
   互いに仕切った通風路を形成すると共に、これらの通風
   路にそれぞれ室内ファンを設けた室内ユニットを備え、
   設定された運転モード及び室内温度、並びに検出された
   室内温度に基づいて、冷房、除湿、暖房の各運転を行う
   と共に、前記室内ファンを運転制御する制御部とを備え
   た空気調和機において、 前記室内温度を検出する室温センサを前記いずれの運転
   モードにおいても風の流れる一つの通風路のみに設けた
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】前記室内ユニットの上側と下側にそれぞれ
   前記吹出口を設け、前記室温センサを前記上側の吹出口
   に通じる通風路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。
3. 【請求項３】前記制御部は、暖房の運転モードで下側の
   吹出口からの風量を上側の吹出口からの風量よりも多く
   し、冷房モードで上側の吹出口からの風量を下側の吹出
   口からの風量よりも多くするように前記各室内ファンの
   速度を制御することを特徴とする請求項２に記載の空気
   調和機。
4. 【請求項４】前記制御部は、暖房の運転モードで検出室
   温が設定室温以上で、かつ、前記圧縮機の停止中は、上
   側の前記吹出口からのみ送風することを特徴とする請求
   項２又は３に記載の空気調和機。
5. 【請求項５】前記制御部は、除湿の運転モードで上側の
   前記吹出口からのみ送風することを特徴とする請求項２
   乃至４のいずれかに記載の空気調和機。
6. 【請求項６】前記室内熱交換器が前記各通風路に対応す
   る部位に配置され、かつ直列に接続された二つの熱交換
   部でなり、前記温度センサを上側の熱交換部の下方部位
   に対応する位置に設けたことを特徴とする請求項２乃至
   ５のいずれかに記載の空気調和機。