JPH0510569A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空調対象室に供給する外気を温調するヒート
ポンプ式の温調手段、及び、室温検出手段による検出室
温が目標室温となるように、温調手段の温調出力を調整
する温調出力制御手段を備える空調装置において、空調
立ち上げ性を維持しながら、消費エネルギーの低減を図
る。 【構成】 検出給気温Ｔｏと検出室温Ｔｒとに基づき、
検出室温Ｔｒの目標室温Ｔｓ側への移行に伴い、検出給
気温Ｔｏを目標室温Ｔｓに対し空調負荷解消側とは反対
側の温度から、かつ、検出室温Ｔｒに対して空調負荷解
消側にある状態を維持しながら空調負荷解消側へ漸次的
に移行させるように、空調対象室Ｒに対する外気給気量
を漸次的に減少させる風量制御手段２９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファンにより空調対象
室に供給する外気を温調するヒートポンプ式の温調手
段、及び、室温検出手段による検出室温が目標室温とな
るように、前記温調手段の温調出力を調整する温調出力
制御手段を備える空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる空調装置において、従来は、温調
した外気の供給をもって対象室の室温を目標室温に調整
するという観点から、空調装置の始動時や、あるいは、
空調中において対象室のドアが一旦開かれた後等のよう
に、室温と目標室温との差が大きい状態から室温を目標
室温に到達させてやるまでの立ち上げ運転状態において
も、空調対象室に対する給気温を目標室温よりも空調負
荷解消側（即ち、冷房であれば目標室温よりも低温側、
また、暖房であれば目標室温よりも高温側）に維持する
ように、外気給気量を一定量に制限した状態で空調運転
を行う構成となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ヒートポンプ式の温調手段は、調整必要温度差、すなわ
ち、温調する前の外気温と温調後の給気温との温度差が
大きいほど運転効率が低下する。従って、上記従来の空
調装置の如く、立ち上げ運転状態においても給気温を目
標室温よりも常に空調負荷解消側に維持するものでは、
その立ち上げ運転期間中、外気温と給気温との温度差が
常に大きいため運転効率がかなり悪いものとなり、この
点、省エネを図る上で改善の必要があった。本発明は、
このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的
は、立ち上げ運転において、合理的な運転制御を行うこ
とにより、室内空調状態の立ち上げ性は良好に維持しな
がら省エネを効果的に達成し得る空調装置を提供せんと
するところにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による空調装置の
特徴構成は、前記温調手段により温調した外気の前記空
調対象室に対する給気温を検出する給気温検出手段を設
け、その給気温検出手段、及び、前記室温検出手段の検
出情報に基づき、検出室温の目標室温側への移行に伴
い、検出給気温を目標室温に対し空調負荷解消側とは反
対側の温度から、かつ、検出室温に対して空調負荷解消
側にある状態を維持しながら空調負荷解消側へ漸次的に
移行させるように、前記空調対象室に対する外気給気量
を漸次的に減少させる風量制御手段を設けている点にあ
る。

【０００５】

【作用】上記特徴構成によれば、室温と目標室温との差
が大きい状態から室温を目標室温に到達させるまでの立
ち上げ運転状態において、例えば暖房では、室温の目標
室温側への上昇に伴い、給気温を、目標室温よりも低い
状態から、かつ、室温よりも高い状態に維持しながら漸
次的に上昇させるように、外気給気量を始めは大風量か
ら漸次的に減少させる。従って、給気温を目標室温より
も常に高く維持するように外気給気量を一定風量に制限
する従来の空調装置と比較して、給気温は目標室温より
も高くはないが、外気給気量を大きくできることと、給
気温を室温より高い状態に維持することで、同等の暖房
立ち上げ性を得ることができる。そして、上記の如く給
気温を目標室温よりも低い温度から漸次的に上昇させる
から、温調手段の調整必要温度差、すなわち、温調する
前の外気温と温調後の給気温との温度差を小さくでき、
これによって、ヒートポンプ式の温調手段の暖房立ち上
げ運転時における運転効率を向上できる。又、冷房で
は、室温の目標室温側への下降に伴い、給気温を、目標
室温よりも高い温度から、かつ、室温よりも低い状態に
維持しながら漸次的に下降させるように、外気給気量を
始めは大風量から漸次的に減少させるので、上記暖房の
場合と同様に、従来の空調装置と比較して、同等の冷房
立ち上げ性を得ながらヒートポンプ式の温調手段の冷房
立ち上げ運転時における運転効率を向上できる。

【０００６】

【発明の効果】その結果、暖房ないし冷房のいずれにし
ても室内空調状態の立ち上げ性を良好に維持しながら、
その立ち上げ運転時におけるヒートポンプ式温調手段の
運転効率向上により、省エネを効果的に達成し得るに至
り、特に、トイレや洗面所等のように立ち上げ運転が頻
繁な用途において、極めて高い省エネ効果を得ることが
できる。

【０００７】

【実施例】図１乃至図３により実施例を説明する。図１
は空調装置の全体概略構造を示し、機体６は、その一側
面をトイレ等の空調対象室Ｒに臨ませ、かつ、他側面を
屋外側に臨ませた状態で、建物の壁Ｗに形成した開口に
据え付けてある。そして、機体６には、冷媒流れ方向の
切替えにより暖房運転時は凝縮器として機能し、かつ、
冷房運転時は蒸発器として機能する室内側熱交換器１、
この室内側熱交換器１とは暖房運転時及び冷房運転時の
夫々で逆の機能をする室外側熱交換器２、並びに、これ
ら両熱交換器１，２を結ぶ冷媒循環路（図示せず）に介
装した圧縮器３、及び、膨張弁を主要装置とするヒート
ポンプを内装してある。

【０００８】又、機体６の内部には、排気ファン１４に
より空調対象室Ｒの室内気ＲＡを吸気口７から吸入し
て、その吸気ＲＡを室外側熱交換器２に対し暖房では吸
熱対象として、又、冷房では放熱対象として導通した上
で排気口８から屋外に排出する排気路１１、並びに、給
気ファン１３により屋外から外気ＯＡを外気口９を介し
取り入れて、その取り入れ外気ＯＡを室内側熱交換器１
で温調（暖房では加熱、冷房では冷却）した上で給気Ｓ
Ａとして給気口１０から空調対象室Ｒへ送出する給気路
１２を区画形成してある。

【０００９】給気ファン１３と排気ファン１４とは共通
の電動モーター１５で並行して駆動するようにしてある
が、常時、排気量が給気量を上回るように両ファン１
３，１４の構造において、それらファン１３，１４に送
風能力差を与えてあり、これによって、トイレ等の空調
対象室Ｒを負圧に保って、その空調対象室Ｒから屋内各
部への臭気逸散を防止するようにしてある。又、給気路
１２と排気路１１とは、風量調整ダンパー２１を配設し
た連通開口２２により連通させてあり、この風量調整ダ
ンパー２１の開度の調整により給気路１２から排気路１
１へ分流する外気ＯＡ１の量を調整して空調対象室Ｒの
負圧程度を調整できるようにしてある。

【００１０】機体６には運転制御を司る制御手段Ｃを内
装してあり、これに対し、建物の壁Ｗには、運転・停止
スイッチ２３と空調目標室温Ｔｓを設定する目標室温設
定手段２４と室温Ｔｒを検出する室温検出手段２５とを
有する遠隔操作部Ｓ、及び、赤外線により人体の存在を
検出する人体検出手段２６を付設してあり、また、給気
口１０には空調対象室Ｒへの給気ＳＡの温度Ｔｏを検出
する給気温検出手段２７を付設してある。

【００１１】図２に示すように、制御手段Ｃは、運転モ
ード設定手段２８、風量制御手段２９、温調出力制御手
段３０、及び、これら運転モード設定手段２８と風量制
御手段２９と温調出力制御手段３０夫々との相互間の制
御を含めた空調装置全体の制御を司る主制御手段３１を
有しているとともに、前記圧縮器３、前記電動モータ１
５、運転・停止スイッチ２３、目標室温設定手段２４、
室温検出手段２５、人体検出手段２６、及び、給気温検
出手段２７の夫々と電気的に信号の送受が可能なように
接続してある。

【００１２】次に、暖房運転時を例として制御手段Ｃに
よる制御形態について説明する。尚、図３は暖房運転時
における給気温Ｔｏの制御例を示している。運転・停止
スイッチ２３の運転操作あるいは人体検出手段２６の検
出信号により運転が開始されると、目標室温Ｔｓと検出
室温Ｔｒに基づいて運転モード設定手段２８により、自
動的に立ち上げ運転モードあるいは定常運転モードが設
定される。即ち、検出室温Ｔｒが目標室温Ｔｓよりも低
い状態で、かつ、目標室温Ｔｓと検出室温Ｔｒとの差が
所定温度差ｄＴ１（例えば５℃）よりも大きい場合は、
検出室温Ｔｒを目標室温Ｔｓに到達させるまで立ち上げ
運転モードが設定され、又、それ以外の場合は定常運転
モードが設定される。

【００１３】立ち上げ運転モードにおいては、温調出力
制御手段３０により圧縮器３を最大出力で継続運転する
とともに、図３の如く、給気温Ｔｏを検出室温Ｔｒより
も常に所定温度ｄＴ２（例えば１０℃）だけ高い状態を
維持しながら検出室温Ｔｒのの上昇に伴い漸次的に上昇
させるように、風量制御手段２９が検出室温Ｔｒと検出
給気温Ｔｏとに基づき電動モータ１５を制御して検出室
温Ｔｒの上昇に伴い給気ＳＡの風量を漸次的に減少させ
るように、そして、検出室温Ｔｒが目標室温Ｔｓに達す
ると、自動的に運転モード設定手段２８により定常運転
モードに切り換える。

【００１４】従って、立ち上げ運転モード開始時点にお
いて、図３に示す如く、検出室温Ｔｒが目標室温Ｔｓよ
りも大幅に低い温度である場合には、検出室温Ｔｒの上
昇に伴い、給気温Ｔｏを、目標室温Ｔｓよりも低い温度
から、かつ、検出温度Ｔｒよりも前記の所定温度ｄＴ２
だけ高温側に維持しつつ漸次的に上昇させるように、給
気ＳＡの風量を漸次的に減少させる形態となる。

【００１５】一方、定常運転モードにおいては、風量制
御手段２９により給気ＳＡの風量が所定の一定量になる
ように電動モータ１５を一定出力で運転するとともに、
検出室温Ｔｒを目標室温Ｔｓに維持するように温調出力
制御手段３０により検出室温Ｔｒと目標室温Ｔｓとの偏
差に基づき圧縮器３の出力を制御する。そして、運転開
始時以外にも、何らかの負荷増大要因で検出室温Ｔｒが
目標室温Ｔｓよりも前記の所定温度ｄＴ１以上低温とな
れば立ち上げ運転モードを実施する状態で、運転・停止
スイッチ２３の停止操作あるいは人体検出手段２６の非
検出信号により運転が停止されるまで、検出室温Ｔｒと
目標室温Ｔｓとに基づいて、立ち上げ運転モードと定常
運転モードとを択一的に自動切り換えして暖房運転を継
続する。

【００１６】一方、冷房運転時においては、検出室温Ｔ
ｒが目標室温Ｔｓよりも高温で、かつ、目標室温Ｔｓと
検出室温Ｔｒとの差が所定温度差ｄＴ３（たとえば５
℃）よりも大きい場合は、検出室温Ｔｒを目標室温Ｔｓ
に到達させるまで立ち上げ運転モードが運転モード設定
手段２８により設定され、又、それ以外の場合は定常運
転モードが運転モード設定手段２８により設定される。

【００１７】そして、立ち上げ運転モードにおいては、
温調出力制御手段３０により圧縮器３を最大出力で継続
運転するとともに、給気温Ｔｏを検出室温Ｔｒよりも常
に所定温度差ｄＴ４（例えば１０℃）だけ低い状態を維
持しながら検出室温Ｔｒの下降に伴い漸次的に下降させ
るように、風量制御手段２９が検出室温Ｔｒと検出給気
温Ｔｏとに基づき電動モータ１５を制御して検出室温Ｔ
ｒの下降に伴い給気ＳＡの風量を漸次的に減少させ、検
出室温Ｔｒが目標室温Ｔｓに達すると、自動的に運転モ
ード設定手段２８により定常運転モードに切り換える。

【００１８】従って、立ち上げ運転モードの開始時点に
おいて検出室温Ｔｒが目標室温Ｔｓよりも大幅に高い温
度（前記の所定温度差ｄＴ３以上高い温度）である場合
には、検出室温Ｔｒの下降に伴い、給気温Ｔｏを、目標
室温Ｔｓよりも高い温度から、かつ、検出室温Ｔｒより
も前記の所定温度差ｄＴ４だけ低温側に維持しつつ漸次
的に上昇させるように、給気ＳＡの風量を漸次的に減少
させる形態となる。

【００１９】又、定常運転モードにおいては、風量制御
手段２９により給気ＳＡの風量が所定の一定量になるよ
うに電動モータ１５を一定出力で運転するとともに、検
出室温Ｔｒを目標室温Ｔｓに維持するように温調出力制
御手段３０により検出室温Ｔｒと目標室温Ｔｓとの偏差
に基づき圧縮器３の出力を制御する。

【００２０】そして、前述の暖房運転時と同様に、運転
開始時以外にも、何らかの負荷増大要因で検出室温Ｔｒ
が目標室温Ｔｓよりも前記の所定温度差ｄＴ３以上高温
となれば立ち上げ運転モードを実施する状態で、運転・
停止スイッチ２３の停止操作あるいは人体検出手段２６
の非検出信号により運転が停止されるまで、検出室温Ｔ
ｒと目標室温Ｔｓとに基づいて、立ち上げ運転モードと
定常運転モードとを択一的に自動切り換えして冷房運転
を継続する。

【００２１】〔別実施例〕 上記実施例では、風量制御手段２９により電動モー
タ１５の出力を制御するものを例示したが、風量制御手
段２９により風量調整ダンパの開度を制御して給気ＳＡ
の風量を調整するように構成してもよい。

【００２２】 上記実施例では、定常運転時におい
て、風量制御手段２９により給気ＳＡの風量が一定にな
るように電動モータ１５を一定出力で運転するととも
に、検出室温Ｔｒを目標室温Ｔｓに維持させるべく温調
出力制御手段３０により圧縮器３の出力を制御するもの
を例示したが、定常運転状態において、風量制御手段２
９により給気ＳＡの給気温Ｔｏが一定になるように給気
ＳＡの風量を調整するとともに、検出室温Ｔｒを目標室
温Ｔｓに維持させるべく温調出力制御手段３０により圧
縮器３の出力（すなわち、温調手段としての室内側熱交
換器１の温調出力）を制御するように構成してもよい。

【００２３】 上記実施例では、立ち上げ運転モード
において、温調出力制御手段３０により圧縮器３を最大
出力で継続運転するとともに、風量制御手段２９により
給気ＳＡの風量を漸次的に減少させるものを例示した
が、立ち上げ運転モードにおいて、温調出力制御手段３
０により温調手段１の温調出力を検出室温Ｔｒと目標室
温Ｔｓとの偏差等に基づき制御しながら、風量制御手段
２９により給気ＳＡの風量を漸次的に減少させるように
構成してもよい。

【００２４】 温調して空調対象室Ｒに供給する外気
ＯＡに対し、空調対象室Ｒからの還気ＲＡを一部混合す
るようにしてもよい。

【００２５】 本発明は、暖房あるいは冷房、いずれ
かの専用装置にも適用できる。

【００２６】 又、本発明は、トイレや洗面所等のよ
うに、立ち上げ運転が頻繁となる用途の室を空調対象室
とする場合に特に好適であるが、その他種々の用途の室
を空調対象室とすることができ、空調対象室の用途は不
問である。

【００２７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】空調装置の全体概略構造図

【図２】空調装置における制御手段の概略ブロック図

【図３】空調装置における暖房運転時の給気温の制御例
図

【符号の説明】

１ 温調手段 １３ ファン ２５ 室温検出手段 ２７ 給気温検出手段 ２９ 風量制御手段 ３０ 温調出力制御手段 Ｒ 空調対象室 ＯＡ 外気 Ｔｏ 検出給気温 Ｔｒ 検出室温 Ｔｓ 目標室温

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ファン（１３）により空調対象室（Ｒ）
   に供給する外気（ＯＡ）を温調するヒートポンプ式の温
   調手段（１）、及び、室温検出手段（２５）による検出
   室温（Ｔｒ）が目標室温（Ｔｓ）となるように、前記温
   調手段（１）の温調出力を調整する温調出力制御手段
   （３０）を備える空調装置であって、 前記温調手段（１）により温調した外気（ＯＡ）の前記
   空調対象室（Ｒ）に対する給気温（Ｔｏ）を検出する給
   気温検出手段（２７）を設け、その給気温検出手段（２
   ７）、及び、前記室温検出手段（２５）の検出情報に基
   づき、検出室温（Ｔｒ）の目標室温（Ｔｓ）側への移行
   に伴い、検出給気温（Ｔｏ）を目標室温（Ｔｓ）に対し
   空調負荷解消側とは反対側の温度から、かつ、検出室温
   （Ｔｒ）に対して空調負荷解消側にある状態を維持しな
   がら空調負荷解消側へ漸次的に移行させるように、前記
   空調対象室（Ｒ）に対する外気給気量を漸次的に減少さ
   せる風量制御手段（２９）を設けた空調装置。