(57)【要約】【課題】温風暖房によって室内全体を暖めると共に、人の足元付近に集中して輻射熱を放射する輻射暖房を併用することにより、十分な足元暖房感を与え、頭寒足熱の理想的な暖房環境を提供することを目的としたものである。【解決手段】温風暖房機能を有する空気調和機の室内ユニットに、発熱面積が小さくより高温で放射エネルギー密度が高い発熱体とその輻射熱を所定方向に効率よく反射集熱する反射板とから構成され、人の足元付近に集中して輻射熱を放射する輻射暖房手段を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の空気を暖めて送風する空気調和機の室内ユニットに発熱体からの放射される赤外線の輻射熱で人を暖める輻射暖房手段を一体化し、温風と輻射の併用または各単独の運転を行う輻射暖房機能付き空気調和機において、前記輻射暖房手段は、前記発熱体と室内の所定方向に輻射熱を反射集熱する反射板とを備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記輻射暖房手段は、前記反射板の中心部に位置する１０００℃以上の発熱温度を有するランプ状の発熱体と輻射熱を所定方向に反射集熱する凹面形状の反射板とから構成されたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記輻射暖房手段は、赤外線の放射方向を可動する放射方向可動手段を備えた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】
前記室内ユニットに室内の赤外線分布を検出する赤外線検出手段を設け、前記赤外線検出手段からの情報を基に人位置方向を判定すると共に、人位置方向と赤外線の放射方向が同じになるように前記放射方向可動手段に制御信号を送り赤外線の放射方向を制御する放射方向制御手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の空気調和機。
【請求項５】
前記輻射暖房手段の前記反射板には前記室内ユニットの送風回路と連通する開口部を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の空気調和機。
【請求項６】
前記反射板には反射効率が高い金または銀のメッキを施したことを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の空気調和機。
【請求項７】
前記輻射暖房手段は、前記発熱体から放射される赤外線を透過し、可視光線を遮断する赤外線透過パネルを発熱体の前面に設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の室内ユニットに輻射暖房手段を一体化し、温風と輻射の併用または各単独の運転を行う輻射暖房機能付き空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の輻射暖房機能付き空気調和機は、ヒートポンプ式冷暖房機の室内ユニットの前面に電気パネルヒータ等の輻射パネルを取り付けたものであり、輻射パネルからの輻射熱によって温風暖房のみでの暖房感不足を補うということを行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５５−６７９５号公報（第４−５  頁、第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成において、発熱面積が広く発熱温度が低い輻射パネルの場合、単位面積当たりの輻射熱が弱く且つ輻射熱が拡散されるため、室内ユニット近傍以外では輻射熱が届かず、特に、壁掛けタイプや天井取り付けタイプの室内ユニットに輻射パネルが装着されている場合、床付近まで輻射熱が届かない。また、室内の人位置に関係なく輻射熱が放射されることから、人位置での輻射暖房の効果が得られず温風暖房のみの場合と同様に足元暖房感が不足するという課題を有していた。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、温風暖房によって室内全体を暖めると共に、発熱面積が小さくより高温で放射エネルギー密度が高い発熱体とその輻射熱を所定方向に効率よく反射集熱する反射板を備えた輻射暖房手段を室内ユニットに設けることにより、室内ユニットから離れた所に位置する人に対しても、足元付近により確実に、より強力な輻射熱を集中して放射し、十分な足元暖房感を与え、頭寒足熱のより快適な暖房環境を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明は、室内の空気を暖めて送風する空気調和機の室内ユニットに発熱体から放射される赤外線の輻射熱で人を暖める輻射暖房手段を一体化し、温風と輻射の併用または各単独の運転を行う輻射暖房機能付き空気調和機において、前記輻射暖房手段は、前記発熱体と室内の所定方向に輻射熱を反射集熱する反射板と赤外線の放射方向を変化できる放射方向可動手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の空気調和機において、前記輻射暖房手段は、反射板の中心部に位置する１０００℃以上の発熱温度を有するランプ状の発熱体と輻射熱を所定方向に反射集熱する凹面形状の反射板とから構成されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の本発明は、請求項１または２記載の空気調和機において、前記輻射暖房手段は、赤外線の放射方向を可動する放射方向可動手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の本発明は、請求項３記載の空気調和機において、前記室内ユニットに室内の赤外線分布を検出する赤外線検出手段を設け、前記赤外線検出手段からの情報を基に人位置方向を判定すると共に、人位置方向と赤外線の放射方向が同じになるように前記放射方向可動手段に制御信号を送り赤外線の放射方向を制御する放射方向制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の本発明は、請求項１から４のいずれか記載の空気調和機において、前記輻射暖房手段の前記反射板には前記室内ユニットの送風回路と連通する開口部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の本発明は、請求項１から５のいずれか記載の空気調和機において、前記反射板には反射効率が高い金または銀のメッキを施したことを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の本発明は、請求項１から６のいずれか記載の空気調和機において、前記輻射暖房手段は、前記発熱体から放射される赤外線を透過し、可視光線を遮断する赤外線透過パネルを発熱体の前面に設けたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態は、室内の空気を暖めて送風する空気調和機の室内ユニットに電気ヒータ等の発熱体から放射される赤外線の輻射熱で人を暖める輻射暖房手段を一体化し、温風と輻射の併用または各単独の運転を行う輻射暖房機能付き空気調和機において、前記輻射暖房手段は、発熱面積が小さくより高温の発熱体と室内の所定方向に輻射熱を反射集熱する反射板とを備えたことを特徴とする空気調和機である。そしてこの空気調和機によれば、人の足元まで輻射熱を集中して放射し、十分な足元暖房感を与えることができる、という作用を有する。
【００１４】
本発明の第２の実施の形態は、輻射暖房手段は、反射板の中心部に位置する１０００℃以上の発熱温度を有するランプ状の発熱体と輻射熱を所定方向に反射集熱する凹面形状の反射板とから構成されたことを特徴とする空気調和機である。そしてこの空気調和機によれば、人の足元までより強力な輻射熱を集中して放射し、さらに十分な足元暖房感を与えることができる、という作用を有する。
【００１５】
本発明の第３の実施の形態は、輻射暖房手段は、赤外線の放射方向を可動する放射方向可動手段をさらに備えたことを特徴とする空気調和機である。そしてこの空気調和機によれば、室内の任意の場所に位置する人の足元方向により強力な輻射熱を集中して放射し、人位置に関わらず十分な足元暖房感を与えることができる、という作用を有する。
【００１６】
本発明の第４の実施の形態は、室内ユニットに室内の赤外線分布を検出する赤外線検出手段を設け、前記赤外線検出手段からの情報を基に人位置方向を判定すると共に、人位置方向と赤外線の放射方向が同じになるように前記放射方向可動手段に制御信号を送り赤外線の放射方向を制御する放射方向制御手段を設けたことを特徴とする空気調和機である。そしてこの空気調和機によれば、人が放射方向を手動で調節する必要なく自動的に室内の任意の場所に位置する人の足元方向により確実に輻射熱を集中して放射し、人位置に関わらず十分な足元暖房感を与えることができる、という作用を有する。
【００１７】
本発明の第５の実施の形態は、輻射暖房手段の反射板には前記室内ユニットの送風回路と連通する開口部を設けたことを特徴とする空気調和機である。そしてこの空気調和機によれば、発熱体の周囲で熱せられた空気が反射板の開口部を通して室内ユニットの送風回路とつながる気流の流れによって排気されるため、発熱体の周りに熱がこもって発熱体の温度が過剰に上昇し発熱体が劣化するのを防ぐことができ、また、温風暖房の吸込または吹出空気が暖められることで温風暖房の効率を向上させることができる、という作用を有する。
【００１８】
本発明の第６の実施の形態は、反射板には反射効率が高い金または銀のメッキを施したことを特徴とする空気調和機である。そしてこの空気調和機によれば、反射板の裏側への輻射熱の漏れが少なく、より効率良く輻射熱を反射集熱することができ、また、反射板の背面周辺に位置する室内ユニットの構成部品が加熱劣化するのを防ぐことができる、という作用を有する。
【００１９】
本発明の第７の実施の形態は、輻射暖房手段は、発熱体から放射される赤外線を透過し、可視光線を遮断する赤外線透過パネルを発熱体の前面に設けたことを特徴とする空気調和機である。そしてこの空気調和機によれば、発熱体から照射される可視光による眩しさを抑えることができ、また、高温の発熱体に直接物が触れることがなくより安全性を保つことができる、という作用を有する。
【００２０】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は室内ユニットの断面図であり、室内ユニット１の構成を示す一例である。また、図２は、本発明に基づく空気調和機の室内ユニットの外観を示す一例である。また、図３は、輻射暖房手段２の詳細な構成を示す一例である。
【００２２】
図１および図２において、１は壁掛けタイプの室内ユニット、２は輻射暖房手段、３は赤外線検出手段、４は熱交換器、５は送風ファンである。ここで、輻射暖房手段２は、２０１は発熱体、２０２は反射板、２０３は赤外線透過パネル、２０４は放射方向可動手段、で構成されている。
【００２３】
発熱体２０１は、輻射パネルヒータ等に比べると非常に発熱面積が小さく１０００℃以上の発熱温度を有する、例えばハロゲンランプヒータや、カーボンランプヒータ等赤外線と共に可視光も発するランプ状の発熱体であり、室内ユニットの狭い空間にも設置して一体化することが可能な大きさのものである。なお、発熱体２０１は、図３に示すように石英ガラス等の赤外線を透過するバルブ２０５で密閉されており、このバルブ内には不活性ガスを封入し、発熱体２０１が酸化等で劣化するのを防ぐ役割をする。
【００２４】
また、反射板２０２は、輻射熱を所定方向に反射集熱する凹面形状を有するもので、パラボラ状の形状を有しており、パラボラの中心部に発熱体２０１を配置することにより、発熱体２０１から放射される輻射熱を所定方向により効率よく反射集熱するものである。なお、反射板２０２の形状はパラボラ状に何ら限定するものではなく、半円筒の凹面形状を有する反射板等でもよい。
【００２５】
以上のような構成により、従来のように室内ユニットにの前面パネルに低温且つ発熱面積が大きい輻射パネルを一体化した場合に比べると、本発明では単位面積当たりに放射される輻射熱が非常に大きく、且つ、輻射熱が拡散しないようにスポット的に集中して放射できるため、壁掛け等の室内ユニットに輻射暖房手段を一体化する場合においても、人の足元付近までより強力な輻射熱を十分に到達させることができる。よって、従来の温風暖房の単独運転の場合や、温風暖房に輻射パネルによる輻射暖房を併用する場合に比べて、足元暖房感の不足を補い十分な足元暖房感を得ることができる。
【００２６】
さらに、輻射暖房手段２には、放射方向可動手段２０４を備えており、これら発熱体２０１と反射板２０２から成るユニットを室内ユニット１本体に支持するとともに、図３に示すように、ユニットの上下方向の角度を回動させる上下可動手段２０６と左右方向の角度を回動させる左右可動手段２０７から構成されたものであり、室内の任意の方向に輻射熱を放射することができる。よって、室内の任意の場所に位置する人の足元方向により強力な輻射熱を集中して放射し、室内の人位置に関わらず十分な足元暖房感を与えることができる。
【００２７】
次に、図４において、本発明に基づく輻射暖房手段２の放射方向の制御の一例を示すブロック図である。
【００２８】
図１および図２に示すように、赤外線検出手段３は、室内の壁、床、人体等から放射される赤外線を画像情報として検出するセンサであり、輻射暖房手段２の近傍に設置され、室内の赤外線分布、つまり壁、床、人体等の表面温度分布を検出する。６は、放射方向制御手段であり、赤外線検出手段３からの赤外線分布情報３０１を基に、より高温な人体を検出して人位置およびその足元方向を判定すると共に、人体の足元方向と赤外線の放射方向が同じになるように、上下方向の角度を回動させる上下可動手段２０６と左右方向の角度を回動させる左右可動手段２０７に対して放射方向の制御信号６０１を出力するものである。これによって、人が放射方向を手動で調節する必要なく、自動的に室内の任意の場所に位置する人の足元方向により確実に輻射熱を集中して放射し、室内の人位置に関わらず十分な足元暖房感を与えることができる。
【００２９】
また、図２および図３に示された反射板２０２は、反射効率が高い金または銀のメッキを施しており、通常のステンレスやアルミ材の反射板に比べて反射板２０２の裏側への輻射熱の漏れが非常に少なく、より効率良く輻射熱が反射集熱され、輻射暖房に必要な入力を低減することができる。また、反射板の背面周辺に位置する室内ユニット１や放射方向可動手段６等の構成部品が加熱によって劣化するのを防ぎ、室内ユニットの信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、図２および図３に示すように、輻射暖房手段２には、発熱体２０１から放射される赤外線を透過し、可視光線を遮断するフィルター機能をもつ赤外線透過パネル２０３を発熱体２０１の前面に設けている。これによって、発熱体２０１から照射される可視光が目に入ることによる眩しさを抑えることができ、目に対する不快感をなくすことができる。また、高温の発熱体２０１に直接物が触れることがないため、発火や火傷等を防止し、より安全性を高めることができる。また、図２および図３に示すように、輻射暖房手段２は室内ユニット１の吸込口近傍に配置され、反射板２０２には室内ユニット１の吸込側の送風回路と連通する複数の微小な開口部２０５を発熱体の上方に設け、また、赤外線透過パネル２０３の下方にも複数の微小な複数の開口部２０９を設けている。これによって、暖房運転時に送風が開始されると、室内の空気が赤外線透過パネル２０３の開口部２０６から発熱体方向に流入し、発熱体２０１の周囲で熱せられた空気と混合して発熱体２０１の周囲の空気の温度上昇を抑えるとともに、発熱体２０１の周囲の空気は反射板２０２の開口部２０５を通して室内ユニット１の吸込側の送風回路に吸い込まれることになる。よって、発熱体２０１の周りに熱がこもって発熱体２０１の温度が過剰に上昇し発熱体２０１が劣化し、寿命が短くなるを防ぐことができると共に、発熱体２０１から対流熱伝達で暖められた空気を温風暖房の吸込空気に利用することで温風暖房の効率をより向上させることができる。
【００３１】
なお、開口部２０５の大きさは、輻射熱の反射効率が低下せず且つ発熱体２０１の周囲の廃熱に必要な最小サイズに設定している。また、開口部２０９の大きさは、発火の可能性のある大きな埃等が通過しない最小サイズに設定している。ただし、輻射暖房手段２の配置は、吸込口近傍に何ら限定されるものではなく、発熱体の周囲で熱せられた空気が反射板の開口部２０５を通して室内ユニットの送風回路とつながる気流の流れによって排気されるものであれば、開口部２０５が連通する場所は吸込側および吹出側に限定されるものではない。
【００３２】
また、本発明における輻射暖房手段２は、壁掛けタイプの室内ユニットに構成される場合に限定するものではなく、天井埋め込み、壁埋め込み、床置きタイプ等のように構成される室内ユニットの設置場所や形状を何ら限定するものではない。
【００３３】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本発明によれば、室内の空気を暖めて送風する空気調和機の室内ユニットに電気ヒータ等の発熱体から放射される赤外線の輻射熱で人を暖める輻射暖房手段を一体化し、温風と輻射の併用または各単独の運転を行う輻射暖房機能付き空気調和機において、前記輻射暖房手段は、発熱面積が小さくより高温の発熱体と室内の所定方向に輻射熱を反射集熱する反射板とを備えたことにより、人の足元まで輻射熱を集中して放射し、十分な足元暖房感を与えることができ、頭寒足熱の理想の暖房環境を提供することができる、という効果を奏する。
【００３４】
また、輻射暖房手段は、反射板の中心部に位置する１０００℃以上の発熱温度を有するランプ状の発熱体と輻射熱を所定方向に反射集熱する凹面形状の反射板とから構成されたことにより、室内の任意の場所に位置する人の足元方向により強力な輻射熱を集中して放射し、さらに十分な足元暖房感を与えることができ、より快適な頭寒足熱の理想の暖房環境を提供することができる、という効果を奏する。
【００３５】
また、輻射暖房手段は、赤外線の放射方向を可動する放射方向可動手段をさらに備えたことを特徴とする空気調和機である。そしてこの空気調和機によれば、室内の任意の場所に位置する人の足元方向により強力な輻射熱を集中して放射し、室内の人位置に関わらず十分な足元暖房感を与え、より快適な頭寒足熱の理想の暖房環境を提供することができる、という効果を奏する。
【００３６】
また、室内ユニットに室内の赤外線分布を検出する赤外線検出手段を設け、前記赤外線検出手段からの情報を基に人位置方向を判定すると共に、人位置方向と赤外線の放射方向が同じになるように前記放射方向可動手段に制御信号を送り赤外線の放射方向を制御する放射方向制御手段を設けたことにより、人が放射方向を手動で調節する必要なく自動的に室内の任意の場所に位置する人の足元方向により確実に輻射熱を集中して放射し、室内の人位置に関わらず十分な足元暖房感を与え、操作の手間を要することなくより快適な頭寒足熱の理想の暖房環境を提供することができる、という効果を奏する。
【００３７】
また、輻射暖房手段の反射板には前記室内ユニットの送風回路と連通する開口部を設けたことにより、発熱体の周囲で熱せられた空気が反射板の開口部を通して室内ユニットの送風回路とつながる気流の流れによって排気されるため、発熱体の周りに熱がこもって発熱体の温度が過剰に上昇し発熱体が劣化するのを防ぐことができ、発熱体の寿命が短くなるのを防ぐことができると共に、温風暖房の吸込または吹出空気が暖められることで温風暖房の効率を向上させることができ、発生した熱を無駄なく利用することができる、という効果を奏する。
【００３８】
また、反射板には反射効率が高い金または銀のメッキを施したことにより、反射板の裏側への輻射熱の漏れが少なく、より効率良く輻射熱が反射集熱され、輻射暖房に必要な入力を低減することができる。また、反射板の背面周辺に位置する室内ユニット等の構成部品が加熱されて劣化するのを防ぎ、室内ユニットの信頼性を向上させることができる、という効果を奏する。
【００３９】
また、輻射暖房手段は、発熱体から放射される赤外線を透過し、可視光線を遮断する赤外線透過パネルを発熱体の前面に設けることにより、発熱体から照射される可視光が目に入ることによる眩しさを抑え、視環境の快適性が損なわれるのを防ぐことができる。また、高温の発熱体に直接物が触れることがなく、より安全性を高めることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく一実施例の空気調和機の室内ユニットの外観の一例を示す図
【図２】同一実施例の空気調和機の室内ユニットの構成の一例を示す図
【図３】同一実施例の輻射暖房手段の構成の一例を示す図
【図４】同一実施例の輻射暖房手段の赤外線の放射方向の制御の一例を示すブロック図
【符号の説明】
１  室内ユニット
２  輻射暖房手段
２０１  発熱体
２０２  反射板
２０３  赤外線透過パネル
２０４  放射方向可動手段
２０４  開口部（反射板）
２０５  バルブ
２０６  開口部（赤外線透過パネル）
２０７  上下可動
３  赤外線検出手段
３０１  赤外線分布情報
４  熱交換器
５  ファン
６  放射方向制御手段
６０１  制御信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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