| 【発明の名称】 |
空気調和装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】竹内 牧男
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| 【要約】 |
【課題】空気調和装置の外気取入れ制御を、熱負荷を増大させることなく、かつ空気の汚染等真に必要な時にだけ換気できるようにすることにより、快適で省エネ効果の高いものとする。
【解決手段】外気取入れ手段２１を備えた空気調和装置１において、室温Ｔｉを検出する室温検出手段３１と外気温Ｔｏを検出する外気温検出手段３２とを設け、室内外の温度関係により外気の取入れ制御を行い、また、空気汚染状態検出手段３３を設け、室内空気が所定レベル以上の汚染状態にある場合にのみ積極的に外気を取入れて適切な換気を行うようにすることにより、快適性を損なわず、しかも熱負荷の増大を抑えた省エネルギーで低コストな外気取入れ制御が実現できるようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 外気取入れ手段（２１）を備えた空気調和装置（１）において、外気温（Ｔｏ）を検出する外気温検出手段（３２）と、室温（Ｔｉ）を検出する室温検出手段（３１）と、上記外気取入れ手段（２１）を作動制御する外気取入れ制御手段（１８）とを設け、上記外気取入れ制御手段（１８）は、上記外気温検出手段（３２）により検出された外気温（Ｔｏ）と上記室温検出手段（３１）により検出された室温（Ｔｉ）とが、所定の関係にあることを条件に、上記外気取入れ手段（２１）を作動させて外気を取入れるようになっていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】 冷暖房運転判定手段を設け、冷房運転時には、外気温（Ｔｏ）の方が室温（Ｔｉ）よりも所定温度以上低い関係にあることを条件に外気取入れ手段（２１）を作動させるようになっていることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】 冷暖房運転判定手段を設け、暖房運転時には、外気温（Ｔｏ）の方が室温（Ｔｉ）よりも所定温度以上高い関係にあることを条件に外気取入れ手段（２１）を作動させるようになっていることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項４】 冷暖房運転判定手段は、設定目標温度（Ｔｓ）と室温（Ｔｉ）との関係から冷房又は暖房何れかの運転状態を判定するようになっていることを特徴とする請求項２又は３記載の空気調和装置。
【請求項５】 外気取入れ手段（２１）を備えた空気調和装置（１）において、室内空気の汚染状態を検出する空気汚染状態検出手段（３３）と、上記外気取入れ手段（２１）を作動制御する外気取入れ制御手段（１８）とを設け、上記外気取入れ制御手段（１８）は、上記空気汚染状態検出手段（３３）により検出された室内空気の汚染状態に応じ、上記外気取入れ手段（２１）を作動させて外気を取入れるようになっていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】 空気汚染状態検出手段（３３）は、室内空気中のＣＯ2量を検出するＣＯ2センサであることを特徴とする請求項５記載の空気調和装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、外気取り入れ手段を備えた空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に空気調和機等の空気調和装置の運転は、例えば冷房又は暖房何れの場合にも室内を締め切った状態で行われる。したがって、その運転が長時間に亘ると、ＣＯ2の増大等により室内の空気が汚れてくるので、外部の新鮮な空気を取り入れることが望まれる。
【０００３】このため、従来の空気調和装置の中には、例えばダクトファンを備えた換気ダクト等の外気取入れ手段を併設することによって、上記のような要請に応えるようにしたものが存在する。
【０００４】そして、該従来の空気調和装置における上記外気取入れ手段であるダクトファン等の駆動による外気取入れ制御は、単純に室内空気の換気だけを主目的として、その時の室内気温や外気温に関係なく空気調和装置の運転に連動させて外気を取り入れる構成となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のような単に空気調和装置の運転に連動させただけの外気取入れ制御の場合、例えば冷房運転時において室内温度よりも外気温度の方が高い場合など、室内外の温度関係によっては上記外気温の高さ分だけ冷房運転のための熱負荷が増え、また、場合によっては室内空気が清浄で必ずしも換気の必要のない場合にも不必要に換気することになり、ランニングコストが大きくなる。暖房時にも、またこれと同様のことが言える。
【０００６】本願各発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、上記のような外気取入れ手段を備えた空気調和装置の空調運転に連動した外気の取り入れ制御に際し、室内外の温度関係、室内空気の汚染状態等の条件を考慮した適切な外気取入れ制御を実現することにより、快適でエネルギー効率の高い外気取入れ機能を備えた空気調和装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願各発明は、上記の目的を達成するために、それぞれ次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【０００８】（１） 請求項１の発明この発明の空気調和装置では、外気取入れ手段２１を備えた空気調和装置１において、外気温Ｔｏを検出する外気温検出手段３２と、室温Ｔｉを検出する室温検出手段３１と、上記外気取入れ手段２１を作動制御する外気取入れ制御手段１８とを設けており、上記外気温検出手段３２が検出した外気温Ｔｏと上記外気温検出手段３１が検出した室温Ｔｉとの温度の関係が所定の関係にあることを条件に、上記外気取入れ制御手段１８により上記外気取入れ手段２１を作動させて外気を取入れるように構成されている。
【０００９】したがって、該構成では、室温Ｔｉと外気温Ｔｏ相互の関係を考慮し、その運転状態に応じ、外気取入れを行うと熱負荷が増大するような場合には外気の取り入れが制限されるので、熱負荷の増大が避けられるとともに不快な温度の外気が室内へ流入することが防止され、快適性の向上と省エネルギー効果とが得られる。
【００１０】（２） 請求項２の発明この発明の空気調和装置は、上記請求項１の発明の構成において、さらに冷暖房運転判定手段を設け、冷房運転時には、外気温Ｔｏの方が室温Ｔｉよりも所定温度以上低い関係にあることを条件に外気取入れ手段２１を作動させるように構成されている。
【００１１】したがって、冷房運転時には外気温Ｔｏの方が室温Ｔｉよりも所定温度以上低い関係にあることを条件に外気取入れ手段２１が作動されるようになるため、室温Ｔｉに比べて外気温Ｔｏが高い時の熱負荷の増大と室内への暖かい外気の流入とが防止される。
【００１２】その結果、冷房運転に適した外気取入れ制御が行われ、より快適で省エネルギーな空気調和作用が実現される。
【００１３】（３） 請求項３の発明この発明の空気調和装置は、上記請求項１の発明の構成において、さらに冷暖房運転判定手段を設け、暖房運転時には、外気温Ｔｏの方が室温Ｔｉよりも所定温度以上高い関係にあることを条件に外気取入れ手段２１を作動させるように構成されている。
【００１４】したがって、暖房運転時には外気温Ｔｏの方が室温Ｔｉよりも所定温度以上高い関係にあることを条件に外気取入れ手段２１が作動されるようになるため、室温Ｔｉに比べて外気温Ｔｏが低い時の熱負荷の増大と室内への冷たい外気の流入が防止される。
【００１５】その結果、暖房運転に適した外気取入れ制御が行われ、より快適で省エネルギーな空気調和作用が実現される。
【００１６】（４） 請求項４の発明上記請求項２又は３の発明の構成において、冷暖房運転判定手段は、設定目標温度Ｔｓと室温Ｔｉとの関係から冷房又は暖房何れかの運転状態を判定するように構成されている。
【００１７】したがって、冷房又は暖房運転状態の判定が、その時の設定目標温度Ｔｓと室温検出手段３１により検出された実際の室温Ｔｉとの関係から容易かつ正確に判定される。
【００１８】（５） 請求項５の発明この発明の空気調和装置は、外気取入れ手段２１を備えた空気調和装置１において、室内空気の汚染状態を検出する空気汚染状態検出手段３３と、上記外気取入れ手段２１を作動制御する外気取入れ制御手段１８とを設け、上記外気取入れ制御手段２１は、上記空気汚染状態検出手段３３により検出された室内空気の汚染状態に応じ、上記外気取入れ手段２１を作動させて外気を取入れるように構成されている。
【００１９】したがって、室内空気が汚染されている場合には、その汚染状態に応じて積極的に外気が取り入れられて清浄化が図られる一方、室内空気が清浄な場合には、外気が取り入れられないため、不必要な空調温度の変動が抑制されるようになり、実際の空気の汚染状態に対応した適切な換気が行えるようになる。
【００２０】（６） 請求項６の発明この発明の空気調和装置は、その空気汚染状態検出手段３３として室内空気中のＣＯ2量を検出するＣＯ2センサが用いられており、該ＣＯ2センサにより室内空気中のＣＯ2量を検出して空気の汚染状態を判定し、外気取入れ手段２１を作動させるように構成されている。
【００２１】したがって、室内のＣＯ2発生量が一定量以上になると新鮮な外気が取り入れられ、快適で省エネルギーな換気が適切に行われるようになる。
【００２２】
【発明の効果】以上の結果、本願各発明の空気調和装置によると、それぞれ次のような効果を得ることができる。
【００２３】（１） 請求項１〜４の発明室内外の温度関係を考慮した適切な外気取入れ制御が実現されるので快適性を損なわず、熱負荷の増大を抑えた省エネルギーな外気取入れ作用が得られる。
【００２４】（２） 請求項５，６の発明室内空気の汚染状態に応じた適切な外気取入れが実現されるので、快適性を損なわず、省エネルギーでの空気清浄作用が得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）先ず、図１〜図３は、本願発明の実施の形態１に係る空気調和装置の構成とその外気取入れ制御手段の構成および作用を示すものである（なお、図１および図２の構成は、以下の各実施の形態においても共通に採用される）。
【００２６】図１は、この実施の形態の天井埋込型空気調和装置の構成を示す図であり、該空気調和装置は、カセット型の空気調和装置本体（本体ケーシング）１と、該空気調和装置本体１の側部に付設一体化された外気取入れチャンバ２０と、上記空気調和装置本体１と上記外気取入れチャンバ２０の下面に取り付けられた化粧パネル（天井パネル）２とからなり、上記空気調和装置本体１内には、遠心ファン４および熱交換器５が配設されている一方、上記化粧パネル２には、その中央部に空気吸込口６が、また外周部に空調空気吹出口７および外気吹出口２４がそれぞれ形成されている。また、上記外気取入れチャンバ２０には、外気取入れダクト２２が接続されている。
【００２７】上記化粧パネル２の空気吸込口６から吸い込まれた室内の空気は、その空気温度が室内温度センサ３１で検出されるとともに、熱交換器５にて冷却あるいは加熱されて調和空気となり、上記空気調和装置本体１内の吹出通路８から化粧パネル２の空気吹出口７を介して室内へ吹き出される。また、外気取入れ時には、外気の温度をダクト部外方の外気温検出センサ３２で検出するとともに室内空気の汚れをＣＯ2センサ３３で検出し、該検出された外気温度が上記室内温度センサ３１で検出された室内温度と所定の関係にあるか、又はＣＯ2濃度が所定レベル以上である時に、上記外気取入れダクト２２の途中に設けた外気取入れ用のダクトファン２１が作動されて、外気取入れダクト２２の先端の外気取入れグリル２３から外気を吸込み、上記外気取入れダクト２２を介して上記外気吹出口２４から室内へ吹き出される。
【００２８】なお、上記空気調和装置本体１側の空調空気吹出口７には、吹出空気流の方向を制御する吹出案内羽根９，９が設けられており、該吹出案内羽根９，９は、その角度が任意に可変されるようになっている。
【００２９】次に、図２は同装置の外気取入れ制御手段の構成を示すものであり、マイコンからなる制御ユニット１８を中心として、その入力ポート側にリモートコントローラ１３、室内温度センサ３１、外気温検出センサ３２、ＣＯ2センサ３３が接続され、それらから入力されたデータをもとに出力ポート側のダクトファン２１、遠心ファン４、冷凍回路１５を制御するようになっている。
【００３０】次に図３は、この実施の形態１に係る上記図２の外気取入れ制御手段を用いてなされる外気取入れ制御の内容を示すフローチャートである。
【００３１】そこで、該図３のフローチャートを参照し、同外気取入れ制御の内容を説明する。
【００３２】すなわち、先ずステップＳ1では、制御データとして、例えば上記室内温度センサ３１で検出された室温Ｔ1、外気温検出センサ３２で検出された外気温Ｔｏ、リモートコントローラ１３により設定された目標温度Ｔｓ等が入力される。次にステップＳ2では、上記入力された室温Ｔｉと設定目標温度Ｔｓとの関係から空気調和装置が冷房運転を行っているか暖房運転を行っているかを判定する。室温Ｔｉが設定目標温度Ｔｓよりも高い場合には冷房運転を行っていると判断し、室温Ｔｉが設定目標温度Ｔｓよりも低い場合には暖房運転を行っていると判断する。
【００３３】そして、冷房運転である場合にはステップＳ3に進み、さらに室温Ｔｉと外気温Ｔｏとの差Ｔｉ−Ｔｏをみて、その差が当該冷房運転状態での快適差温ΔＴｘ（冷）以上である場合には外気を取入れても熱負荷の増大や不快感を招かないので、次にステップＳ4に移り外気取入れファン２１を作動させて外気を取入れる一方、Ｔｉ−Ｔｏが快適差温ΔＴｘ（冷）よりも小さい場合には熱負荷の増大や不快感を招くため、ステップＳ5に移って逆に外気取入れファン２１を停止させる。
【００３４】一方、上記ステップＳ2で暖房運転であると判定された場合には、ステップＳ6の方に移り、上記外気温Ｔｏと室温Ｔｉとの差Ｔｏ−Ｔｉをみて、その差が暖房運転時の快適差温ΔＴｘ（暖）以上である場合には外気を取入れても熱負荷の増大や不快感を招かないので、さらに、ステップＳ7に移り外気取入れファン２１を作動させて外気を取入れる一方、Ｔｏ−Ｔｉが上記快適差温ΔＴｘ（暖）よりも小さい場合には熱負荷の増大や不快感を招くため、次にステップＳ8に移って上記外気取入れファン２１を停止させる。
【００３５】このように、本実施の形態の構成によれば、上述の各構成に対応して次のような作用効果が得られる。
【００３６】（１） 冷暖房運転判定機能を備え、設定目標温度Ｔｓと室温Ｔｉとの関係から冷房又は暖房何れかの運転状態を判定するように構成されている。
【００３７】したがって、冷房又は暖房運転状態の判定が、その時の設定目標温度Ｔｓと室内温度センサ３１により検出された実際の室温Ｔｉとの関係から容易かつ適切に判定される。
【００３８】（２） 上記冷暖房運転判定機能により冷房運転状態であると判定された時には、外気温Ｔｏの方が室温Ｔｉよりも所定温度ΔＴｘ（冷）以上低い関係にあることを条件に外気取入れ用のダクトファン２１を作動させるように構成されている。
【００３９】したがって、冷房運転時には外気温Ｔｏの方が室温Ｔｉよりも所定温度ΔＴｘ（冷）以上低い関係にあることを条件にダクトファン２１が作動されるようになるため、室温Ｔｉに比べて外気温Ｔｏが高い時の熱負荷の増大と室内への暖かい外気の流入とが防止される。
【００４０】その結果、冷房運転に適した外気取入れ制御が行われ、より快適で省エネルギーの空気調和作用が実現される。
【００４１】（３） 暖房運転状態であると判定された時には、外気温Ｔｏの方が室温Ｔｉよりも所定温度ΔＴｘ（暖）以上高い関係にあることを条件にダクトファン２１を作動させるように構成されている。
【００４２】したがって、暖房運転時には外気温Ｔｏの方が室温Ｔｉよりも所定温度ΔＴｘ（暖）以上高い関係にあることを条件にダクトファン２１が作動されるようになるため、室温Ｔｉに比べて外気温Ｔｏが低い時の熱負荷の増大と室内への暖かい外気の流入が防止される。
【００４３】その結果、暖房運転に適した外気取入れ制御が行われ、より快適で省エネルギーな空気調和作用が実現される。
【００４４】（実施の形態２）次に、図４は、上記図１および図２の手段を用いた本願発明の実施の形態２に係る空気調和装置の外気取入れ制御の内容を示すものである。
【００４５】該実施の形態の外気取入れ制御手段では、図１および図２のように、上記空気調和装置本体１の空気吸込口６から吸い込まれた空調空気はその汚染状態がＣＯ2センサ３３で検出されるようになっているとともに、そのＣＯ2の濃度に応じて上述のダクトファン２１が制御されるようになっていることが特徴である。
【００４６】そこで、図４のフローチャートに基づいて、同外気取入れ制御の内容について説明する。
【００４７】すなわち、先ずステップＳ1では、制御データとして、上記ＣＯ2センサ３３により検出されたＣＯ2濃度が制御ユニットに入力される。次にステップＳ2では、該入力されたＣＯ2濃度をみて、同ＣＯ2濃度が汚染判定濃度ΔＣより高ければ室内空気が汚れていると判断し、ステップＳ4に進んで上記ダクトファン２１を作動させて外気を取入れる一方、ＣＯ2濃度が上記汚染判定濃度ΔＣより低ければ室内空気は特に換気する必要がないと判断し、ステップＳ4に移って上記ダクトファン２１を停止させる。
【００４８】このように、本実施の形態の構成では、その空気汚染状態検出手段として室内空気中のＣＯ2濃度を検出するＣＯ2センサ３３が用いられており、該ＣＯ2センサ３３により室内空気中のＣＯ2濃度を検出して空気の汚染状態を判定し、外気取入れ手段としてのダクトファン２１を作動させるように構成されている。
【００４９】したがって、ＣＯ2発生量が一定濃度以上になると、自動的に外気が取り入れられるようになり、快適で省エネルギーな換気が適切に行われるようになる。
【００５０】（実施の形態３）さらに、図５は、本願発明の実施の形態３に係る空気調和装置の外気取入れ制御の内容を示している。
【００５１】この実施の形態の外気取入れ制御は、上記実施の形態１の制御と実施の形態２の制御を組合せたことを特徴としている。
【００５２】すなわち、先ずステップＳ1では、制御データとして、上記室内温度センサ３１で検出された室温Ｔｉ、外気温検出センサ３２で検出された外気温Ｔｏ、ＣＯ2センサ３３で検出されたＣＯ2濃度、リモートコントローラ１３により設定された設定目標温度Ｔｓが制御ユニットに入力される。次にステップＳ2では該入力された室温Ｔｉと設定目標温度Ｔｓの関係により空気調和装置が冷房運転を行っているか暖房運転を行っているかを判定する。そして、室温Ｔｉが設定目標温度Ｔｓよりも高い場合は冷房運転を行っていると判断する一方、室温Ｔｉが設定目標温度Ｔｓよりも低い場合は暖房運転行っていると判断する。
【００５３】その結果、冷房運転である場合はステップＳ3に進み、上記室温Ｔｉと外気温Ｔｏの差Ｔｉ−Ｔｏをみて、その差が当該冷房運転時の快適差温ΔＴｘ（冷）以上である場合には外気を取入れても熱負荷の増大や不快感を招かないので、ステップＳ4に進み、上記ダクトファン２１を作動させて外気を取入れる一方、Ｔｉ−Ｔｏが快適差温ΔＴｘ（冷）よりも小さい場合には熱負荷の増大や不快感を招くため、ステップＳ5に移り、さらにＣＯ2濃度をみて、その時の空気の汚染状態から特に換気の必要があると判断される場合のみ外気を取入れるようにする。
【００５４】すなわち、ＣＯ2濃度が汚染判定濃度ΔＣより高い場合には換気が必要であるので、ステップＳ4に進んでダクトファン２１を作動させる。他方ステップＳ5でＣＯ2濃度が汚染判定濃度ΔＣ以下であれば換気の必要は特にないと判断し、ステップＳ6に進んでダクトファン２１を停止させる。
【００５５】一方、上述のステップＳ2で暖房運転状態であると判定された場合には、次にステップＳ7に移り、外気温Ｔｏと室温Ｔｉとの差Ｔｏ−Ｔｉをみて、その差が当該暖房運転時の快適差温ΔＴｘ（暖）以上である場合には外気を取入れても熱負荷の増大や不快感を招かないので、続いてステップＳ8に移りダクトファン２１を作動させて外気を取入れる。一方、Ｔｏ−Ｔｉが快適差温ΔＴｘ（暖）よりも低い場合には熱負荷の増大や不快感を招くため、次にステップＳ9に進み、その時の空気中のＣＯ2濃度をみて、ＣＯ2発生濃度が高く、その面から特に換気の必要がある場合にのみ外気を取入れるようにする。すなわち、ＣＯ2濃度が汚染判定濃度ΔＣよりも高い場合には換気が必要であるとしてステップＳ8に進み、上記ダクトファン２１を作動させて外気を取入れる。他方ステップＳ9でＣＯ2濃度が汚染判定濃度ΔＣ以下であると判定されれば換気の必要はとくにないと判断して、ステップＳ10に進んで上記ダクトファン２１を停止させる。
【００５６】このように、本実施の形態の構成によれば、冷房又は暖房時における不必要なダクトファン駆動による室内への不快な温度の外気の流入が制限されるとともに熱負荷の増大も抑えられ、かつ必要に応じて室内空気の汚染度が高い時には換気がなされて室内空気が清浄に保たれるので、室内空気の快適性を十分に向上させながら、しかも十分な省エネルギー状態での空調機制御作用を実現することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２８５３
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月１５日（１９９８．１０．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５７３１
【弁理士】
【氏名又は名称】大浜 博
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２１１３２（Ｐ２０００−１２１１３２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９３２１０ |
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