(57)【要約】【課題】合成樹脂製のクロスフローファンの一側面のみのクリープ変形を防止し、装置全体をコンパクトに構成することが可能なファンコイルユニットを提供する。【解決手段】熱交換器９と、樹脂製円筒形状のクロスフローファン１０と、熱交換器９及びクロスフローファン１０の動作制御を行う制御手段１１ａとを備えたファンコイルユニット１において、制御手段１１ａは、クロスフローファン１０による室内空気の送風を停止して、自然対流により熱交換器９で熱媒と室内空気との熱交換を行う動作状態において、クロスフローファン１０を低速で又は間歇的に回転するように動作制御を行う。これにより、クロスフローファン１０の一カ所が加熱されず、クリープ変形によるクロスフローファン１０の反りの発生を防止できる。【選択図】        図３
2006242431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給熱された熱媒と室内空気との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に近接して配置され、前記熱交換器に対して室内空気の送風を行う樹脂製円筒形状のクロスフローファンと、
前記熱交換器及び前記クロスフローファンの動作制御を行う制御手段と、
を備えたファンコイルユニットにおいて、
前記制御手段は、前記クロスフローファンによる室内空気の送風を停止して自然対流により前記熱交換器で熱媒と室内空気との熱交換を行う動作状態（以下「対流空調運転状態」という。）において、前記クロスフローファンを低速で又は間歇的に回転するように動作制御を行うこと
を特徴とするファンコイルユニット。
【請求項２】
給熱された熱媒と室内空気との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に近接して配置され、前記熱交換器に対して室内空気の送風を行う樹脂製円筒形状のクロスフローファンと、
前記熱交換器及び前記クロスフローファンの動作制御を行うコンピュータと、
を備えたファンコイルユニットの制御を行う制御プログラムであって、
前記コンピュータにおいて実行することにより、前記コンピュータを、前記クロスフローファンによる室内空気の送風を停止して自然対流により前記熱交換器で熱媒と室内空気との熱交換を行う対流空調運転状態において、前記クロスフローファンを低速で又は間歇的に回転するように動作制御を行う制御手段として機能させることを特徴とするファンコイルユニットの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水ルームヒータのように、熱交換器において加熱された熱媒と室内空気との熱交換を行うことにより室内暖房を行うファンコイルユニットに関し、特に、継続的に使用しても騒音がひどくなることを防止することができるファンコイルユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機では、室内に熱交換器とクロスフローファンを備えたファンコイルユニットを配設し、室外に熱媒循環ポンプ及び給熱装置を備えた熱源機を配設し、熱源機とファンコイルユニットの間に熱媒循環管を設けて熱媒を循環させる構成が採られている。熱源機では熱媒に熱を供給し、熱媒循環管を通してファンコイルユニットに熱媒を循環させる。ファンコイルユニットでは、熱交換器において熱媒と室内空気との間で熱交換を行う。これにより、室内の暖房が行われる。
【０００３】
室内の暖房を行う場合、クロスフローファンにより熱交換器に室内空気を送り、ファンコイルユニットの吹出し口から温風を吹き出す。また、このようなファンコイルユニットにおいては、暖房負荷が小さい場合には、クロスフローファンを停止した状態で熱交換器に熱媒を循環させ、自然対流によって室内空気の暖房を行うこともできる（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
図５は、特許文献１に記載の従来の空気調和機のファンコイルユニットを表す図である。図５において、ファンコイルユニット１００は、床置き型の筐体１０１を備えている。筐体１０１の背面上部には、室内空気を吸入するための吸込口１０２が形成されている。筐体１０１の正面下部には温風を吹き出すための吹出口１０３が形成されている。筐体１０１の内部には、吸込口１０２から吹出口１０３にかけて空気流路１０４が形成されている。空気流路１０４には、吸込口１０２の側から、補助熱交換器１０７、熱交換器１０５、及び送風機１０６が設けられている。送風機１０６には、通常、クロスフローファンが使用される。補助熱交換器１０７の上方の筐体１０１の上面には、開口部１０８が形成されている。また、熱交換器１０５及び補助熱交換器１０７には、熱源機（図示せず）との間で温水（熱媒）を循環させるための配管１０９が接続されている。
【０００５】
通常の暖房運転状態では、熱源機で加熱された温水が、配管１０９を通して、熱交換器１０５及び補助熱交換器１０７に循環される。それとともに、送風機１０６が、図５（ａ）に示した矢印Ａの向きに回転する。これにより、吸込口１０２及び開口部１０８から室内空気が吸引され、空気流路１０４を通って、吹出口１０３から吹き出される。その間、吸引された空気は補助熱交換器１０７及び熱交換器１０５で加熱されるため、吹出口１０３からは温風が吹き出される。
【０００６】
一方、暖房負荷が小さい場合には、自然対流運転が行われる。自然対流運転においては、熱源機で加熱された温水は、配管１０９を通して、熱交換器１０５及び補助熱交換器１０７に循環されるが、クロスフローファン１０６は停止状態とされる。この場合、熱交換器１０５及び補助熱交換器１０７で暖められた空気は比重が小さくなるため上昇し、開口部１０８又は吸込口１０２から室内に放出される。これにより、熱交換器１０５及び補助熱交換器１０７の下部の空気流路１０４は負圧となる。従って、吹出口１０３から空気流路１０４へ室内空気が流入し、結局、図５（ｂ）に示したような空気の流れ（自然対流）が生じる。この自然対流により室内の暖房が行われる。
【特許文献１】特開平７−１３９７４７号公報
【特許文献２】特開平９−１７０７６９号公報
【特許文献３】特開平１０−３８２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来のファンコイルユニットでは、送風機として使用されるクロスフローファンの羽根車は、通常は、合成樹脂を成形して作られる。合成樹脂製とすると、一体成型ができるため、軽量化・低コスト化が図られるからである。
【０００８】
一方、合成樹脂は、その特性上、熱に弱い。すなわち、長時間、熱が加えられると合成樹脂製品はクリープ変形を生じる場合がある。一方、熱交換器は、運転時には約８０℃程度に加熱される。従って、熱交換器の近傍に合成樹脂製のクロスフローファンの羽根車を配置すると、クロスフローファンの送風停止状態では熱交換器からの輻射熱によって、羽根車がわずかにクリープ変形を起こして撓む場合がある。羽根車がクリープ変形により反りが発生した場合、重心位置が回転軸の中心からずれるため羽根車の回転時に振動が大きくなり、回転時の騒音が大きくなる。
【０００９】
クロスフローファンの羽根車のクリープ変形を防止する方法として、熱交換器と羽根車との間の距離を長くすることが考えられる。しかしながら、熱交換器と羽根車との間の距離を長くすると、ファンコイルユニット全体が大型化せざるを得ない。特に、室内の床に載置して使用するタイプのファンコイルユニットでは、できる限り小型化することが望まれるため、熱交換器と羽根車との間の距離を長くすることは好ましくない。
【００１０】
また、熱交換器と羽根車との間の距離を長くした場合、熱交換器の床からの高さが高くなる。そうすると、ファンコイルユニットの重心が高くなり不安定となる。従って、ファンコイルユニットを安定化させるために、ファンコイルユニットの底部に重しを付けるなどの対策が必要となる。
【００１１】
また、羽根車の一側面のみのクリープ変形を防止する方法として、羽根車を太くすることも考えられる。しかし、羽根車を太くするとファンコイルユニット全体が大型化するため好ましくない。
【００１２】
そこで、クロスフローファンの羽根車を、金属製とすることが考えられる。金属であれば、熱交換器からの熱が加わってもクリープ変形を起こす心配はないからである。しかしながら、通常、金属製の羽根車は、合成樹脂製の羽根車に比べて高価である。従って、低コスト化の観点からは、金属製の羽根車を使用することは好ましくない。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、合成樹脂製のクロスフローファンを使用して、熱交換器の熱による羽根車の一側面のみのクリープ変形を防止するとともに、装置全体をコンパクトに構成することが可能なファンコイルユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るファンコイルユニットは、給熱された熱媒と室内空気との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に近接して配置され、前記熱交換器に対して室内空気の送風を行う樹脂製円筒形状のクロスフローファンと、前記熱交換器及び前記クロスフローファンの動作制御を行う制御手段と、を備えたファンコイルユニットにおいて、前記制御手段は、前記クロスフローファンによる室内空気の送風を停止して自然対流により前記熱交換器で熱媒と室内空気との熱交換を行う動作状態（以下「対流空調運転状態」という。）において、前記クロスフローファンを低速で又は間歇的に回転するように動作制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
このように、対流空調運転状態において、クロスフローファンを低速又は間歇的に回転させることにより、熱交換器からの輻射熱を受ける場合であっても、クロスフローファンの側面は時間平均でみて一様に加熱される。すなわち、熱交換器からの輻射熱によってクロスフローファンの熱交換器に対向した面のみが過度に加熱されることが防止される。従って、一側面のみが過熱されることによって生じるクロスフローファンのクリープ変形が防止される。
【００１６】
ここで、制御手段がクロスフローファンを低速で制御する場合の回転速度としては、通常運転の弱モードの回転よりも更に遅い送風機全圧が自然対流を妨げない程度である回転速度か、又は送風機の定格の最低回転速度とされる。また、ファンの回転方向は通常の回転方向であっても、逆回転であってもよい。
【００１７】
また、本発明に係るファンコイルユニットの制御プログラムは、給熱された熱媒と室内空気との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に近接して配置され、前記熱交換器に対して室内空気の送風を行う樹脂製円筒形状のクロスフローファンと、前記熱交換器及び前記クロスフローファンの動作制御を行うコンピュータと、を備えたファンコイルユニットの制御を行う制御プログラムであって、前記コンピュータにおいて実行することにより、前記コンピュータを、前記クロスフローファンによる室内空気の送風を停止して自然対流により前記熱交換器で熱媒と室内空気との熱交換を行う対流空調運転状態において、前記クロスフローファンを低速で又は間歇的に回転するように動作制御を行う制御手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、対流空調運転状態においてクロスフローファンを継続的に停止させず、低速又は間歇的に回転させることにより、クロスフローファンと熱交換器の距離が短くても、合成樹脂製のクロスフローファンの一側面のみが熱交換器の輻射熱によりクリープ変形を生じることがない。従って、クロスフローファンのクリープ変形に基づく騒音の増加を防止することが可能となる。また、クロスフローファンと熱交換器との距離を短くできるので、装置全体をコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１に係るファンコイルユニットの分解斜視図である。図２は、本発明の実施例１に係るファンコイルユニットの断面模式図である。
【００２１】
ファンコイルユニット１は、下部にスタンド３が形成された筐体２を備えている。筐体２は、スタンド３により、室内の床面に載置して設置される。筐体２は、図１に示すように、前面筐体２ａと背面筐体２ｂを連結枠体２ｃで連結して構成される。背面筐体２ｂの背面上部には、吸込口４が形成されている。
【００２２】
吸込口４には、防塵フィルタ５及び吸込グリル６が取り付けられている。また、前面筐体２ａの下部には、吹出口７が形成されている。そして、吸込口４から吹出口７にかけて、筐体２の内部に空気流路８が形成されている。
【００２３】
空気流路８内には、吸込口４から吹出口７にかけて、熱交換器９及びクロスフローファン１０が配置されている。熱交換器９は、吸込口４の防塵フィルタ５のすぐ前面に、斜め向きに設置されている。クロスフローファン１０は、熱交換器９の下方の空気流路８内に設置されている。クロスフローファン１０が回転すると、室内空気が吸込口４から熱交換器９を通って空気流路８内に吸引される。この際、熱交換器９において吸熱されて温風となる。そして、空気流路８内の温風はクロスフローファン１０を通って、下部の吹出口７から室内に吹き出される。吹出口７には左右方向に風向を調節する風向調節板１３が取り付けられている。
【００２４】
熱交換器９には、図示しない熱源装置から、熱媒循環管１２を通して熱媒により熱が供給される。本実施例では、熱媒として水（温水）を用いるが、熱媒は水に限られるものではなく、代替フロン等であってもよい。
【００２５】
筐体２の前面上部には、ファンコイルユニット１の動作制御を行う制御基板１１が取り付けられている。
【００２６】
図３は、実施例１に係るファンコイルユニット１を用いた空気調和機３０の制御構成を表すブロック図である。空気調和機３０は、室内に設置されたファンコイルユニット１と、室外に設置された熱源装置２０とから構成されている。
【００２７】
ファンコイルユニット１の制御基板１１は、クロスフローファン１０の回転制御を行う制御手段１１ａと、熱源装置２０との通信を行うインタフェース１１ｂとを備えている。尚、制御基板１１はマイコンを搭載しており、制御手段１１ａ及びインタフェース１１ｂは、当該マイコンにおいて制御プログラムを実行することにより実現されている。
【００２８】
熱源装置２０は、給熱装置２１、及び制御基板２２を備えている。給熱装置２１は、熱媒循環管１２内の熱媒に対して給熱を行うとともに、熱媒循環管１２内の熱媒循環の制御を行うための装置である。制御基板２２は、給熱装置２１の制御を行う給熱制御手段２２ａ、及びファンコイルユニット１との通信を行うインタフェース２２ｂを備えている。
【００２９】
以上のように構成された本実施例に係るファンコイルユニット１及び空気調和機３０について、以下その動作を説明する。
【００３０】
図４は、実施例１に係るファンコイルユニット１の動作を表すフローチャートである。
【００３１】
ファンコイルユニット１の制御手段１１ａは、運転を開始すると、現在の運転モードを調べる（Ｓ１）。ここで、運転モードは、使用者が、図示しないリモコン装置等の設定入力手段によって設定される。
【００３２】
現在の運転モードが、「通常運転モード」の場合、制御手段１１ａは、クロスフローファン１０の回転数を通常運転のときの速度に設定し（Ｓ２）、クロスフローファン１０の運転を行う（Ｓ３）。そして、制御手段１１ａは、熱源装置２０に対して熱媒循環の指令信号を送信する。これにより、熱源装置２０の給熱装置２１が作動して、熱媒循環管１２を熱媒が循環し、熱交換器９に給熱がされる。熱交換器９に吸熱された熱は、吸込口４から吸引された室内空気と熱交換し、吹出口７から温風が吹き出される。これにより、通常の室内暖房が行われる。
【００３３】
そして、制御手段１１ａは、使用者により運転モードが切り換えられたか否かを検査する（Ｓ５）。運転モードが切り換えられていなければ、ステップＳ２に戻り、切り換えられたならばステップＳ１に戻る。
【００３４】
一方、上記ステップＳ１において、運転モードが「対流運転モード」に設定されていた場合、制御手段１１ａは、クロスフローファン１０の回転数を通常の「弱モード」よりも更に遅い最低回転数に設定する（Ｓ１０）。ここで、最低回転数は、クロスフローファン１０の回転モータの定格及びクロスフローファン１０の能力（径、長さ、羽根の数）により決まるものであるが、本実施例では１５０ｒｐｍ程度とした。このとき、クロスフローファン１０は極低速回転であるため、クロスフローファン１０による送風は殆ど生じない。
【００３５】
尚、他の方法として、制御手段１１ａはクロスフローファン１０の回転を間歇的に回転するようにしてもよい。
【００３６】
このように、対流運転モードにおいてもクロスフローファン１０を停止させず、低速で又は間歇的に回転させておくことによって、クロスフローファン１０が熱交換器９の輻射熱を同一側面に受けることがない。よって、クリープ変形を起こして撓むことが防止される。
【００３７】
そして、制御手段１１ａは、クロスフローファン１０の運転を行う（Ｓ１１）。そして、制御手段１１ａは、熱源装置２０に対して熱媒循環の指令信号を送信する。これにより、熱源装置２０の給熱装置２１が作動して、熱媒循環管１２を熱媒が循環し、熱交換器９に給熱がされる（Ｓ１２）。
【００３８】
このとき、空気流路８内の空気は熱交換器９によって加熱され比重が小さくなる。従って、空気流路８内の空気は、自然対流によって吸込口４から室内に放出される。
【００３９】
最後に、制御手段１１ａは、使用者により運転モードが切り換えられたか否かを検査する（Ｓ１３）。運転モードが切り換えられていなければ、ステップＳ１３に戻り、切り換えられたならばステップＳ１に戻る。
【００４０】
一方、ステップＳ１において、運転モードが「運転停止モード」に設定されていた場合、制御手段１１ａは、クロスフローファン１０を停止し（Ｓ２０）、熱源装置２０に対して熱媒循環停止の指令信号を送信する（Ｓ２１）。これにより、熱源装置２０の給熱装置２１は停止して、熱媒循環管１２の熱媒の循環は停止し、暖房動作を終了する。
【００４１】
以上のように、本実施例によれば、対流運転モードにおいてクロスフローファン１０を低速又は間歇的に回転させることにより、クロスフローファン１０と熱交換器９の距離が短くても、合成樹脂製のクロスフローファン１０の一側面のみが熱交換器９の輻射熱によりクリープ変形を生じることがない。従って、クロスフローファン１０のクリープ変形に基づく騒音の増加を防止することが可能となる。また、クロスフローファン１０と熱交換器９との距離を短くできるので、ファンコイルユニット１全体をコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１に係るファンコイルユニットの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係るファンコイルユニットの断面模式図である。
【図３】実施例１に係るファンコイルユニット１を用いた空気調和機の制御構成を表すブロック図である。
【図４】実施例１に係るファンコイルユニット１及び空気調和機３０の動作を表すフローチャートである。
【図５】特許文献１に記載の従来の空気調和機のファンコイルユニットを表す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ファンコイルユニット
２  筐体
２ａ  前面筐体
２ｂ  背面筐体
２ｃ  連結枠体
３  スタンド
４  吸込口
５  防塵フィルタ
６  吸込グリル
７  吹出口
８  空気流路
９  熱交換器
１０  クロスフローファン
１１  制御基板
１１ａ  制御手段
１１ｂ  インタフェース
１２  熱媒循環管
１３  風向調節板
２０  熱源装置
２１  給熱装置
２２  制御基板
２２ａ  給熱制御手段
２２ｂ  インタフェース
３０  空気調和機
【図１】
2006242431.tif 000003
【図２】
2006242431.tif 000004
【図３】
2006242431.tif 000005
【図４】
2006242431.tif 000006
【図５】
2006242431.tif 000007