(57)【要約】【課題】  換気のタイミングが正確に把握できるように、空気の移動があっても二酸化炭素濃度を高精度で計測できる空気調和機を提供する。【解決手段】  吹出口４Ａから室内空気が全く吹き出ていないときと、室内空気の吹出速度レベルが大（Ｈ）、中（Ｍ）、小（Ｌ）などとリモコンなどにより設定した時のガスセンサ２０の出力電圧Ｖo３０を計測し、風速レベル大（Ｈ）、中（Ｍ）、小（Ｌ）のときに計測した出力電圧Ｖo３０に対する補正値を予め決定し、それぞれをΔ１、Δ２、Δ３とし、電装部１０の制御器において、ガスセンサ２０の出力電圧Ｖo３０に計測時の風速レベルに対応する補正値Δｉを加算し、その値に基づいて空気中の二酸化炭素濃度Ｎ（ｐｐｍ）を求め、その結果に基づいて換気用室内ファン１２、換気用室外ファン１５の何れかを運転して換気し、また、その換気運転を停止するようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機に空気中の二酸化炭素の濃度を計測するガスセンサを備えた空気調和機において、ガスセンサが計測した二酸化炭素濃度を室内機の熱交換器で冷媒と熱交換する室内空気の風速に基づいて補正し、補正後の二酸化炭素濃度に基づいて制御信号を出力する制御器を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
制御器が室内空気の実測風速ではなく、定格風速または風速レベルに基づいてガスセンサが計測した二酸化炭素濃度を補正し、制御信号を出力することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
空気中の二酸化炭素濃度が、加熱状態のガスセンサにより計測されることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
【請求項４】
少なくとも室内空気の室外への排出、室外空気の室内への取り込みの何れかが可能に設けられた換気手段の運転が、制御器から出力される制御信号に基づいて制御されることを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内空気中の二酸化炭素の濃度が所定濃度を超えると換気することができる空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外に設置した室外機と、室内の壁などに設置した室内機とを冷媒管により接続し、室内機が設置された室内の空気を室内機内部のファンにより室内機に吸い込み、室内機内部の熱交換器にて熱交換させて発生した冷気または暖気を室内に戻して室内を快適な温度環境に維持する分離型空気調和機が普及している。
【０００３】
しかし、従来の一般的な空気調和機においては、冷／暖房効果を損ねる換気を行うことは考慮されておらず、換気設備は備えられていない。したがって、そのような空気調和機による空調運転が長時間行われると、室内空気が汚れるので定期的に窓などを開放して室内空気を排出し、新鮮な外気を取り入れる換気をする必要がある。
【０００４】
そのため、例えば二酸化炭素濃度センサモジュールと、空気調節制御モジュールと、空気調節機構とからなり、空気調節制御モジュールは、二酸化炭素濃度センサモジュールで測定した二酸化炭素濃度が所定以上の最大値に達したと判定したときに、空気調節機構を駆動して新鮮な外気を密閉空間に取り入れて二酸化炭素濃度を下げ、二酸化炭素濃度センサモジュールで測定した二酸化炭素濃度が所定以下の最小値に達したと判定したときに、外気の密閉空間への取り入れを終了する空気品質調節装置を備えた空気調和機（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−４２４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１において提案された空気中の二酸化炭素濃度を計測する装置では、空気を強制的に動かす空気調和機に適用したときには二酸化炭素の濃度が必ずしも精度良く測定することができないと云った問題点があった。そのため、空気調和機における換気のタイミングが正確に把握できるように、空気の移動があっても二酸化炭素濃度を高精度で計測できるようにする必要があり、それが解決すべき課題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記従来技術の課題を解決するため、室内機に空気中の二酸化炭素の濃度を計測するガスセンサを備えた空気調和機において、ガスセンサが計測した二酸化炭素濃度を室内機の熱交換器で冷媒と熱交換する室内空気の風速に基づいて補正し、補正後の二酸化炭素濃度に基づいて制御信号を出力する制御器を備えることを主要な特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、室内空気に含まれる二酸化炭素の濃度を高い精度で把握することができるので、最適なタイミングで換気手段を起動して室内を換気することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ガスセンサが計測した室内空気中の二酸化炭素濃度を制御器が室内機の熱交換器で冷媒と熱交換する室内空気の風速に基づいて補正し、制御器が補正後の二酸化炭素濃度に基づいて出力する制御信号により、少なくとも室内空気の室外への排出、室外空気の室内への取り込みの何れかが可能に設けた換気手段の運転を制御するようにした空気調和機。
【実施例１】
【０００９】
本発明の一実施例を図１〜図４に基づいて説明する。分離型の本発明の空気調和機は、室外に設置される室外機（図示せず）と、この室外機と冷媒管１８により接続されて室内の壁に設置される壁掛型室内機（以下、室内機と略す。）１とで構成され、室外機と室内機１とを冷媒が循環するように構成されている。
【００１０】
室内機１は、背面側の後ケース２と、前面と上面に室内空気の吸込口３Ａが開設されて後ケース２の前側に着脱可能に設けられた前ケース３とからなる本体ケース４を備え、その本体ケース４の下部側には空気の吹出口４Ａが設けられると共に、本体ケース４内には室内の空気を加熱／冷却する熱交換器５が設置されている。
【００１１】
熱交換器５は、放熱フィンを貫通して蛇行して配管された伝熱管６の内部を冷媒が通過する際に管外の空気と熱交換することにより、冷房／除湿運転時に冷却器として機能し、暖房運転時には加熱器として機能するものである。
【００１２】
また、本体ケース４の内部には、熱交換器５で取り囲まれるように送風ファン７が設けられ、この送風ファン７により室内の空気が前ケース３の前面と上面の吸込口３Ａから吸い込まれ、熱交換器５で伝熱管６内を流れる冷媒と熱交換して加熱／冷却され、冷風／温風となって本体ケース４の吹出口４Ａから室内に吹き出して循環する。
【００１３】
また、熱交換器５の下側には、熱交換器５で結露して滴下するドレン水を溜めて排出するためのドレンパン８が設けられ、前ケース３と熱交換器５との間にはエアフィルタ９（図１では省略）が設けられ、本体ケース４下部の吹出口４Ａには風向変更器１４が設けられて、吹き出す空気の向きが自在に設定できるように構成されている。
【００１４】
また、図示しない室外機に備えられている圧縮機の運転、送風ファン７を駆動する図示しないファンモータの運転などを制御するための電装部１０が、本体ケース４の片側部に区画して内蔵されている。
【００１５】
１２は、室内空気を室外（屋外）に排気して室内機１が設置されている室内を換気するための換気用室内ファンであり、熱交換器５の前方に設置されている。具体的には、熱交換器５の前面部分に着脱可能に装着された、熱伝導率がアルミニウムや鉄などの金属より格段に小さい樹脂製の格子状台座１１の上に載せて取り付けられている。
【００１６】
この換気用室内ファン１２と換気管１９を介して連結される換気用室外ファン１５は、室外に設置されている。具体的には、室内機１が取り付けられている家屋の外壁（図示せず）の外面に換気用室外ファン１５は設置される。例えば、換気管１９の一端に換気用室外ファン１５の吹出口１５Ｂが接続されて、換気用室外ファン１５が垂設されている。
【００１７】
換気用室内ファン１２と換気用室外ファン１５は、厚みの薄い略円筒形状のファンケース内にモータとシロッコファンとが収容された構造のもが使用できる。この構造のファンは薄くすることが可能であるので、小型化が要求される室内機１に収容することが容易であるし、屋外に設ける場合は目立たないので、美観上好ましいものとすることができる。
【００１８】
そして、換気用室内ファン１２の吹出口１２Ｂと換気用室外ファン１５の吹出口１５Ｂとが換気管１９により連結されているので、換気用室内ファン１２を起動すると、室内機１が設置されている室内の空気は換気用室内ファン１２のファンケースの片面に開設された円形の吸込口１２Ａより吸い込まれ、吹出口１２Ｂから換気管１９を経由して換気用室外ファン１５に吹出口１５Ｂから入り、ファンケースの片面に開設された円形の吸込口１５Ａより吹き出る。したがって、換気用室内ファン１２を運転することにより、室内機１が設置されている室内の汚れた空気を室外に排出して室内を換気することができる。
【００１９】
一方、屋外に設置された換気用室外ファン１５を起動すると、屋外の空気は換気用室外ファン１５の吸込口１５Ａより吸い込まれ、吹出口１５Ｂから換気管１９を経由して換気用室内ファン１２に吹出口１２Ｂから入り、吸込口１２Ａより室内機１の内部に吹き出て、熱交換器５の側に送風ファン７が運転中であれば室内空気と共に吸い込まれ、熱交換器５で伝熱管６を流れる冷媒と熱交換して加熱／冷却されて下部の吹出口４Ａから室内空気と共に室内に吹き出る。したがって、換気用室外ファン１５を運転することにより、室内機１が設置されている室内に新鮮な外気を取り込んで室内を換気することができる。
【００２０】
すなわち、換気用室内ファン１２、換気用室外ファン１５の何れを運転しても、室内機１が設置されている室内の換気を行うことができる。
【００２１】
また、室内機１には空気中の二酸化炭素濃度を計測するためのガスセンサ２０が設けられている。このガスセンサ２０は、送風ファン７の運転により前ケース３の吸込口３Ａから室内機１の内部に吸い込まれ、熱交換器５に向かって流れている室内空気に含まれる二酸化炭素の濃度が計測できるように、換気用室内ファン１２とは離れた側で格子状台座１１に装着されている。
【００２２】
ガスセンサ２０としては、例えば図３に示したようにステンレス鋼製の金網２１、ゼオライト２２、不織布２３がフィルタとして上部開口２４側に配置されたフィルタキャップ２５の中央部分にガス感知部２６を配置し、上部開口２４からガス感知部２６に至る過程で塵埃や、ＣＯ、アルコールなどの異物が金網２１、ゼオライト２２、不織布２３によりろ過され、吸着されるように形成されたガスセンサが使用される。
【００２３】
なお、ガス感知部２６としては、予め酸化ルテニウムヒータが印刷された基板に、ナトリウムイオン伝導体（ＮＡＳＩＣＯＮ）を搭載して作製されたものが使用される。そして、このガス感知部２６は、図４に示したように例えば所定の５Ｖのヒータ電圧Ｖｈ２９が印加されて発熱するヒータ２７により所定の温度、例えば４００℃に保持され、その高温のガス感知部２６に二酸化炭素が接触して各電極で起こる電気化学反応により電極ｂ−ｃ間に生じる起電力の変化量を、増幅器２８を介して出力電圧Ｖo３０に増幅して計測し、空気中の二酸化炭素の濃度を検出するものである。
【００２４】
したがって、このガスセンサ２０は、計測中はガス感知部２６が常時所定の温度に加熱・保持されている必要があるが、本発明の空気調和機ではガスセンサ２０は熱交換器５の前方に設置されているため、送風ファン７の運転により前ケース３の吸込口３Ａから室内機１に吸い込まれる室内空気の影響を受けて温度が低下する。
【００２５】
すなわち、ガスセンサ２０は、例えば−１０〜５０℃の動作保証環境ではヒータ２７に所定の５Ｖのヒータ電圧Ｖｈを印加してヒータ２７の通電加熱を行うと、ガス感知部２６は所定の４００℃になる。しかし、その状態で風が吹き、３０℃程度の空気が吹き付けられても、ガス感知部２６の温度は急激に下がり、空気中の二酸化炭素濃度を精確に計測することができなくなる。
【００２６】
そのため、室内空気中の二酸化炭素濃度を種々変えて、本体ケース４の下部側の吹出口４Ａから室内空気が全く吹き出ていないときと、室内空気の吹出速度レベルが大（Ｈ）、中（Ｍ）、小（Ｌ）などとリモコンなどにより設定した時の出力電圧Ｖo３０を計測し、風速レベル大（Ｈ）、中（Ｍ）、小（Ｌ）のときに計測した出力電圧Ｖo３０に対する補正値を予め決定し、それぞれをΔ１、Δ２、Δ３とし、電装部１０に内蔵されている図示しない制御器において、ガスセンサ２０の出力電圧Ｖo３０に計測時の風速レベルに対応する補正値Δｉを加え、その値に基づいて空気中の二酸化炭素濃度Ｎ（ｐｐｍ）を求め、その値が例えば１５００ｐｐｍ（可変）より高いときには制御器から所要の制御信号を出力して、換気用室内ファン１２、換気用室外ファン１５の何れか、または両方の換気用ファンを交互に運転して、室内機１が設置されている室内の換気を行うように構成されている。
【００２７】
そして、換気運転中にガスセンサ２０の出力電圧Ｖo３０に計測時の風速レベルに対応する補正値Δｉを加算し、その値に基づいて演算して求めた空気中の二酸化炭素濃度Ｎ（ｐｐｍ）が、例えば１０００ｐｐｍ（可変）より低くなったときには、制御器から所要の制御信号を出力して運転中の換気用室内ファン１２または換気用室外ファン１５を停止させて換気を停止するように構成されている。
【００２８】
したがって、本発明の空気調和機においては、送風ファン７により室内空気を前ケース３の吸込口３Ａから吸い込んで熱交換器５で加熱／冷却し、下部側の吹出口４Ａから冷風／温風を吹き出す空調運転中も、空気中の二酸化炭素濃度Ｎを精確に計測することができるので、タイミング良く換気用室内ファン１２、換気用室外ファン１５の何れかを運転して、室内機１が設置されている室内の換気を行うことができる。
【００２９】
なお、屋外の冷媒管１８は、矩形状の箱型に形成された冷媒管カバー１６により被覆されて保護されている。そして、この冷媒管カバー１６を利用して、換気用室外ファン１５もこの冷媒管カバー１６内に収容されている。
【００３０】
また、冷媒管カバー１６の前面部には、換気用室外ファン１５の吸込口１５Ａに対応するスリット構造やフィルタ構造の吸込口１６Ａが形成され、塵埃などの異物を多量に吸い込まないようにフィルタの役目をしている。
【００３１】
これにより、換気用室外ファン１５が風雨や塵埃から保護され、また悪戯などで損傷することもないし、換気用室外ファン１５が冷媒管カバー１６で隠され露顕しないので、美観的にも優れたものとなる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００３３】
例えば、ヒータ２７に印加するヒータ電圧Ｖｈ２９の変動についても保障するため、電圧計を設置してヒータ２７に印加されているヒータ電圧Ｖｈ２９を計測し、その計測電圧に基づいて出力電圧Ｖo３０を補正し、補正後の出力電圧に基づいて空気中の二酸化炭素濃度Ｎを求めるよぅに、電装部１０に内蔵している制御器を構成することも可能である。
【００３４】
さらに、ガスセンサ２０により計測した空気中の二酸化炭素濃度Ｎに対する、電装部１０に内蔵している制御器における補正は、リモコンなどにより設定される風速レベルに基づいて行うのではなく、ガスセンサ２０に寄せて風速センサを設け、その風速センサが計測する実際の風速値に基づいて補正するように構成されても良い。
【００３５】
また、電装部１０に内蔵している制御器は、ガスセンサ２０により空気中の二酸化炭素濃度Ｎを計測して補正し、それをリモコンまたは室内機１にデジタル表示、あるいは換気が必要となる所定濃度を超えたときに警報表示を行うように設け、その表示を見た人がリモコンなどを適宜操作して、換気用室内ファン１２、換気用室外ファン１５の何れか、または両方の換気用ファンを交互に運転して、室内機１が設置されている室内の換気を行うように構成することも可能である。
【００３６】
また、換気用室内ファン１２と換気用室外ファン１５とを設ける代わりに、正転／逆転の切替が可能な一つの換気用ファンを換気管１９に設けるようにしても良いし、室内空気を排気するための排気管と、室外空気を室内に取り込むための給気管とを別々に設け、排気と給気とを同時に行なう換気が可能にすることも可能である。
【００３７】
さらに、図１に仮想線で示したように、通電時に紫外線を放射することのできる紫外線ランプなどを備えた紫外線照射部１３を換気用室内ファン１２に接近させて設け、換気用室外ファン１５の運転により吸込口１５Ａから吸い込まれ、換気管１９を経由して換気用室内ファン１２の吸込口１２Ａから室内機１の内部に吹き出た外気に、紫外線照射部１３から紫外線を照射して滅菌し、その滅菌された外気が本体ケース４の下側の吹出口４Ａから室内に吹き出るように構成することも可能である。
【００３８】
なお、上記のように換気用室内ファン１２の傍に紫外線照射部１３を設け、換気用室内ファン１２の吸込口１２Ａから吹き出た外気に紫外線を照射して滅菌するときには、吸込口１２Ａから吹き出た外気を紫外線照射部１３に案内するために、吸込口１２Ａを適宜のファンカバーにより覆って紫外線照射部１３に至る風路を作ることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例を示す説明図である。
【図２】一実施例の要部を示す説明図である。
【図３】ガスセンサの構造の一例を示す説明図であり、（Ａ）は上から見た説明図、（Ｂ）は側面から見た説明図、（Ｃ）は下から見た説明図である。
【図４】二酸化炭素濃度を計測する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  室内機
２  後ケース
３  前ケース
３Ａ  吸込口
４  本体ケース
４Ａ  吹出口
５  熱交換器
６  伝熱管
７  送風ファン
８  ドレンパン
９  エアフィルタ
１０  電装部
１１  格子状台座
１２  換気用室内ファン
１２Ａ  吸込口
１２Ｂ  吹出口
１４  風向変更器
１５  換気用室外ファン
１５Ａ  吸込口
１５Ｂ  吹出口
１６  冷媒管カバー
１６Ａ  吸込口
１８  冷媒管
１９  換気管
２０  ガスセンサ
２１  金網
２２  ゼオライト
２３  不織布
２４  上部開口
２５  フィルタキャップ
２６  ガス感知部
２７  ヒータ
２８  増幅器
２９  ヒータ電圧Ｖｈ
３０  出力電圧Ｖo
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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