JP2010048501A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷房あるいは暖房の自動運転中常時、使用者の居る場所の温度を検出し、設定温度を補正して、最適な能力運転を実施することができ、室内空気の冷し過ぎ、暖め過ぎを防止し、快適性および省エネルギー性が向上する空気調和機の自動運転モードにおける制御装置を提供する。
【解決手段】空気調和機の制御装置は、空気調和機の室内機と、ワイヤレスリモコン配置位置の室内空間温度を検出するリモコン温度センサが設けられ空気調和機の運転操作を行うワイヤレスリモコンと、この室内機に設けられた室内温度センサーとを備え、このワイヤレスリモコンからの運転指令で、前記室内温度センサーが検出した室内温度と設定温度との差に基づき空気調和機の運転制御を行う運転制御手段とを備え、この運転制御手段は、前記リモコン温度センサの値により設定温度を補正し、前記室内温度センサーが検出した室内温度とこの補正された設定温度に基づき空気調和機の運転制御を行うことを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は空気調和機の制御装置に係り、特にワイヤレスリモコン位置の室内温度変化に応じて設定温度を補正できる空気調和機の制御装置に関する。

従来、空気調和機では、快適性優先により、使用者の居る位置が設定温度に対し、冷え過ぎたり暖まり過ぎたりする場合があった。また、ワイヤレスリモコンに温度センサを配置して暖房運転時にはリモコン温度センサ値を選択し、冷房運転時には空気調和機室内機に設けた吸込温度センサを用いて、運転制御を行なう空気調和機の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の空気調和機の制御装置は、運転モードによって室温を検出する場所を切り換えるもので、使用者が居る部分の室温を最適にすることができるものであるが、室内設定温度は固定されたままであるため、省エネルギーを図るための制御手段を備えたものではなかった。
特開平１１−３３７１５１号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、自動運転モードにおける冷房あるいは暖房中、常時使用者の居る場所の温度を検出し、室内機の吸込温度で検出された温度に基づき制御される空気調和機の冷房あるいは暖房運転時の設定温度を補正して、最適な能力運転を実施することができ、室内空気の冷し過ぎ、暖め過ぎを防止し、快適性および省エネルギー性が向上する空気調和機の制御装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明は、空気調和機の室内機と、ワイヤレスリモコン配置位置の室内空間温度を検出するリモコン温度センサが設けられ空気調和機の運転操作を行うワイヤレスリモコンと、この室内機に設けられた室内温度センサとを備え、このワイヤレスリモコンからの運転指令で、前記室内温度センサが検出した室内温度と設定温度との差に基づき空気調和機の運転制御を行う運転制御手段とを備えた空気調和機の制御装置において、この運転制御手段は、前記リモコン温度センサの値により設定温度を補正し、前記室内温度センサが検出した室内温度とこの補正された設定温度に基づき空気調和機の運転制御を行うことを特徴とする。

本発明に係る空気調和機の制御装置によれば、自動運転モードにおける冷房あるいは暖房中、常時使用者の居る場所の温度を検出し、設定温度を補正して、最適な能力運転を実施することができ、室内空気の冷し過ぎ、暖め過ぎを防止し、快適性および省エネルギー性が向上する空気調和機の制御装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置を用いた室内機の斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置を用いた室内機の使用状態を示す概念図であり、図３は本制御装置に用いるワイヤレスリモコンの平面図であり、図５は本空気調和機の制御装置のブロック回路図である。

図１および図２に示すように、本実施形態の空気調和機１は、室内上部に設置され、室内空気の吸込口２ａ、吹出口２ｂを設けた室内機２と室外に設置される室外機(図示せず)より構成する。上記室内機２には、いずれも図示しない室内熱交換器、室内ファンおよび回路基板が収容された電気部品箱が収容される。また、空気調和機１は、室内の使用者の手元に配置されるワイヤレスリモコン１１を備え、このワイヤレスリモコン１１の操作により、室内機２に運転操作信号が送られ、この内容に基づき運転が制御される。

図３および図４に示すように、ワイヤレスリモコン１１は、ワイヤレスリモコン設置場所の室内空間の温度を検出するためのリモコン温度センサ１２を本体上部に備えるとともに、運転モードや設定温度を入力する設定部１３と、リモコン温度センサ１２からの室温値情報信号および設定部１３からの設定情報信号が入力されるリモコン制御部１４を備える。また、本体上部には、このリモコン制御部１４の信号および設定情報信号の室内機への送信と、室内機から発信された情報信号の受信を行うデータ送受信部１５、上部前面には、ワイヤレスリモコンの操作情報、運転情報などの表示部１６を備える。

図５に示すように、室内機２の室内機制御装置には電気部品箱に収容されたメイン基板Ｂ１、室内機２の前面に取り付けられた表示基板Ｂ２、受光基板Ｂ３が設けられる。

メイン基板Ｂ１にはＭＣＵ（マイクロコントローラ・ユニット）２１をはじめ各種の回路が取り付けられ、ＭＣＵ２１は整流器などを備えた電源回路２２を介して電源に接続される。

ＭＣＵ２１はＣＰＵ、メモリなどを備え、本発明における運転制御手段はＣＰＵがＲＯＭ及びＲＡＭとデータのやりとりを行いながらＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することによって実現される。

また、ＭＣＵ２１はシリアル回路２３が接続され、室外機に搭載された圧縮機、室外送風機の運転を制御する室外機制御回路４１との信号の伝達を行う。

インバータ回路を含む室外機制御回路４１は整流回路のＤＣ電圧をＰＷＭ制御して、ＤＣをＡＣに変換して圧縮機４２に内蔵された圧縮機モータを可変速駆動する。

さらに、ＭＣＵ２１は、室内ファン２４１を駆動制御する駆動回路２４が接続され、また、二方弁２５１を駆動制御する駆動回路２５が接続され、換気機構２６１のファンモータを駆動制御する駆動回路２６が接続される。

さらに、ＭＣＵ２１は、上側の上下風向変更用ルーバ２７１、下側の上下風向変更用ルーバ２７２、左右風向変更用ルーバ２７３、吸込口前面に配置され前後方向に移動される開閉パネル移動機構２７４を駆動制御する駆動モータの駆動回路２７が接続され、さらに、換気機構の通風路切換用のダンパー２８１、室内機に内蔵されたフィルタ自動清掃手段において、フィルタ清掃手段のダストボックスに溜まった塵埃を換気装置を利用して室外に排気する際にダストボックス内のブラシが露出するフィルタ接触開口面を封鎖するよう移動させるシール機構２８２、上フィルタをフィルタ清掃手段に往復移動させる移動機構２８３、前フィルタをフィルタ清掃手段に往復移動させる移動機構２８４、フィルタ清掃手段に内蔵され移動されるフィルタの表面に接触し回転してフィルタ表面の塵埃を掻き取るためのフィルタブラシ駆動装置２８５を駆動制御する駆動回路２８が接続される。

表示基板Ｂ２は、室内機２の前面に設けられ、運転状態、運転モードを表示する表示部２９１が取り付けられ、この表示部２９１を駆動する駆動回路２９を介してＭＣＵ２１に接続される。

さらに、受光基板Ｂ３は、ワイヤレスリモコンと信号のデータの受信発信を行う発信器と受信器を装着した回路部３０１が取り付けられ、このデータ受送信部３０１を制御する駆動回路３０を介してＭＣＵ２１に接続される。

またＭＣＵ２１には、室内温度を検出するために、吸込口２ａの周囲に設けた室内温度センサ３１、空気清浄機に設けた汚れ度を検出するセンサー３２、前面パネルの開閉状態検知用のマイクロスイッチ３３、フィルタの装着状態検知用のマイクロスイッチ３４が接続される。

上記の室内機制御装置を備えた本発明の空気調和機は、ワイヤレスリモコン１１で少なくとも、冷房運転モード、暖房運転モード、自動運転モードが選択可能となっている。

各モードの運転は、室内機に設置された前記室内温度センサが検出した室内温度と設定温度との差に基づき空気調和機の運転制御が行われる。

上記、冷房運転モードと暖房運転モードは、使用者が冷房或いは暖房を要望し、且つ希望の温度を設定して運転するものであり、ワイヤレスリモコン１１にて、希望する室内温度を設定し、運転スイッチを操作することで室内を冷房或いは暖房するものであり、この運転は、使用者の寒暑に対する感覚に応じて設定温度を上下調節して好みの温度に調節するもので、使用者の快適性を優先させる運転モードである。

これに対し、自動運転モードは、予め空気調和機自体が、室外の温度や季節などの情報を考慮して、室内の快適性と省エネ性を考慮して、設定温度を自動的に決めるものである。このため、室内機の据付位置や室内の家具の配置や形状により、全ての条件で最適な運転が行えるとは限らない。このため、自動運転モードにおいては、設定温度の補正手段を備えている。

次に本実施形態の空気調和機の制御装置の動作について説明する。

まず、通常の冷房運転について説明する。

図５に示すように、ワイヤレスリモコン１１により、空気調和機を冷房運転モードにし、使用者が快適に感じる希望する温度を設定温度調節手段にて設定して、運転操作スイッチを操作すると、ワイヤレスリモコン１１に設定された温度が、設定温度Ｔｓとして室内機２に送信される。また、ワイヤレスリモコン１１の表示部１６には設定温度Ｔｓが表示される。一方、設定温度ＴｓはＭＣＵ２１でメモリに記憶される。室内機２に設置された前記室内温度センサー３１が、室内機に吸い込まれる空気の温度を検出し、設定温度Ｔｓとの差に基づき空気調和機の冷房運転制御が行われる。使用者は、その運転状態により、室内温度が、自分の感覚より低い、或いは高いと感じた場合は、ワイヤレスリモコン１１の設定温度を高め或いは低めに変更すれば、ワイヤレスリモコン１１から、室内機２にその情報が送られ、設定温度が変更され、室内機２に配置されている室内温度センサー３１との差により、冷房運転が行われ、希望の温度に調節される。

次に通常の暖房運転について説明する。

図５に示すように、ワイヤレスリモコン１１により、空気調和機を暖房運転モードにし、使用者が快適に感じる希望する温度を設定温度調節手段にて設定して、運転操作スイッチを操作すると、ワイヤレスリモコン１１に設定された温度が、設定温度Ｔｓとして室内機２に送信される。また、ワイヤレスリモコン１１の表示部１６には設定温度Ｔｓが表示される。一方、設定温度ＴｓはＭＣＵ２１でメモリに記憶される。室内機２に設置された前記室内温度センサー３１が、室内機２に吸い込まれる空気の温度を検出し、設定温度Ｔｓとの差に基づき空気調和機の暖房運転転制御が行われる。使用者は、その運転状態により、室内温度が、自分の感覚より高い、或いは低いと感じた場合は、ワイヤレスリモコン１１の設定温度を低め或いは高めに変更すれば、ワイヤレスリモコン１１から、室内機２にその情報が送られ、設定温度が変更され、室内機２に配置されている室内温度センサー３１との差により、暖房運転が行われ、希望の温度に調節される。

次に、自動運転モードについて説明する。

自動運転モードでは、予め空気調和機本体に記憶させてある設定温度に基づき空気調和機の運転制御が行われる。

図５に示すように、ワイヤレスリモコン１１により、空気調和機を自動運転モードにし、運転操作スイッチを操作すると、ワイヤレスリモコン１１から、自動運転モードの信号が室内機２に送信される。また、ワイヤレスリモコン１１の表示部１６には設定温度Ｔｓが表示される。

室内機２に設置された前記室内温度センサー３１が、室内機に吸い込まれる空気の温度を検出し、設定温度Ｔｓとの差に基づき空気調和機を冷房自動運転とするか暖房自動運転とするかを決定する。

一方、設定温度Ｔｓを受信したＭＣＵ２１は、外気温度など諸条件を加味して補正（修正）した温度を修正設定温度Ｔｓ１として、メモリに記憶する。

前回の使用で既に設定温度Ｔｓ１が記憶されている場合には、新たに設定する必要はない。

室内温度が、設定温度より高い場合は、図２に示すように、冷房自動運転が選択され室内空気が冷却される。

この冷房運転時、室内上部に設置した室内機の吸込口に設けた室内温度センサー３１が検出した室内温度Ｔａに基づき、ＭＣＵ２１が空気調和機を制御する。

一方、冷房運転が継続されると、室内上部に位置する室内温度センサー３１が検出した室内温度Ｔａと、室内の床面に置かれたリモコン温度センサ１２が検出したワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒとの間には、温度差を生じる。

ワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒは、リモコン温度センサ１２で常時検出され、所定の間隔でＭＣＵ２１に送信される。

通常、ワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒは室内機２に設置された室内温度センサー３１の検知温度Ｔａより低くなるため、自動運転で設定された使用者が快適に感じて省エネ性を得られる設定温度、実際には修正された温度Ｔｓ１に設定したにもかかわらず、ワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒの空気に触れることになり、寒く感じる。

ＭＣＵ２１は、送信されたワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒと設定温度Ｔｓ１とを比較して、ワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒを高めるために、設定温度の温度補正を行う。

この温度補正について図６を用いて具体的に説明する。

Ａ：０、１、２、３、４、５、６、７の内から選択可能である。Ａ＝４を用いるのが好ましい。
＋２℃：０、＋１、＋２、＋３℃のうちから選択が可能であるが、＋２が好ましい。

１）｜Ｔａ−Ｔａｒ｜≧Ａ℃の場合は、図６のゾーンＺ１に該当し、ΔＴ＝０
この場合は、Ｔａ、Ｔａｒが大きくずれるため、補正を行わない。誤検出防止対応である。

２）Ａ℃＞Ｔａ−Ｔａｒ≧０℃の場合は、図６のゾーンＺ２に該当し、ΔＴａｒ＝ｍｉｎ（Ｔｓ１−Ｔａｒ、＋２℃）の＋補正例えば＋２℃の温度補正を行う。ただし、Ｔａｒ≧０℃
この場合、設定温度が上がるため、運転率が低下して省エネルギー性と快適性が増す。

３）０℃＞Ｔａ−Ｔａｒ≧−Ａ℃の場合は、図６のゾーンＺ３に該当し、ΔＴａｒ＝０
すなわち、温度補正は行わない。
この場合、Ｔａ＜Ｔａｒであり、省エネルギー化を図るため、温度補正は行わない。

室内温度が、設定温度より低い場合は、暖房自動運転が選択され、室内空気が暖房される。

このような外気温度は低く、暖房運転を必要とする時期は、住宅が断熱構造であったり、ホットカーペットを併用したり床面暖房がなされたりする場合もあり、設置された室内の状況で、暖房条件が異なるため、室内機２に設置された室内温度センサー３１のみでは、的確な制御が行えない場合が生じる。

このような場合、暖房運転が継続されると、通常、ワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒが設定温度になっても、ワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒは室内機２に設置された室内温度センサー３１の検知温度Ｔａより高いため、暖か過ぎに感じる。

ＭＣＵ２１は、送信されたワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒと設定温度Ｔｓ１を比較して、ワイヤレスリモコン位置の室内温度Ｔａｒを下げるために、設定温度の温度補正を行う。

この温度補正を図７を用いて具体的に説明する。

Ｂ：０、１、２、３、４、５、６、７の内から選択が可能である。Ｂ＝４を用いるのが好ましい。
−２℃：０、−１、−２、−３℃のうちから選択可能であるが、−２が好ましい。

１）｜Ｔａ−Ｔａｒ｜≧Ｂ℃の場合は、図７のゾーンＺ４に該当し、ΔＴａｒ＝０
この場合は、Ｔａ、Ｔａｒが大きくずれるため、補正を行わない。誤検出防止対応である。

２）Ｂ℃（４℃）＞Ｔａ−Ｔａｒ≧０℃の場合は、図７のゾーンＺ５に該当し、ΔＴａｒ＝０
この場合、Ｔａ＜Ｔａｒであり、省エネルギー化を図るため、温度補正は行わない。

３）０℃＞Ｔａ−Ｔａｒ≧−Ｂ℃（−４℃）の場合は、図７のゾーンＺ６に該当し、ΔＴａｒ＝ｍａｘ（−２℃、Ｔｓ１−Ｔａｒ）、但し、Ｔａｒ≦０℃
この場合、設定温度に−補正を行う。運転率が低下して省エネルギー性と快適性が増す。

また、設定温度の補正の行い方を図８を参照して具体例を説明する。

設定温度Ｔｓ１にΔＴａｒの補正を加えた補正後の設定温度Ｔｓｃは冷房運転、暖房運転共、上記条件を満たしたときに、±０．５℃の補正を行い、その後、±０．５℃／２分の割合で所定の補正を行う。この２分は０〜６分まで２分刻みで変更設定が可能である。このようにすることで、一時的な温度変化で、制御されることを防止し、また、徐々に温度調整することで快適性を保持することが出来る。

上記空気調和機の運転において、図５に示すワイヤレスリモコン１１から室内機２に送信される室内温度情報は、当初の検出温度が検出開始または前回の送信時からの温度変化が±２℃を超えた場合に行うのが好ましい。また、ワイヤレスリモコン１１と室内機２の情報の送受信は、１０分毎に送信することで、ワイヤレスリモコンの長電池寿命化を図ることができ、また、設定温度に対して±２℃を超えた場合に送信するので、運転開始時や設定変更時の過渡状態でも最適な設定温度補正を実施することができる。

さらに、上述のように、設定温度補正は、冷房運転時には、リモコン温度センサが検出した室内温度が室内温度センサーにより検出された室内温度値以下で、かつ所定温度差の範囲内、暖房運転時には、リモコン温度センサが検出した室内温値が室内温度センサーにより検出された室内温度値以上で、かつ所定温度差の範囲内となった場合にのみ行われるので、過度の冷却能力および暖房能力の低下を防止し、快適性を維持しつつ、省エネルギー化を図ることができる。

本実施形態の空気調和機の制御装置によれば、冷房あるいは暖房の自動運転中常時、使用者の居る場所の温度を検出し、設定温度を補正して、最適な能力運転を実施することができ、室内空気の冷し過ぎ、暖め過ぎを防止し、快適性および省エネルギー性が向上する空気調和機の制御装置が実現される。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置を用いた室内機の斜視図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置を用いた室内機の使用状態を示す概念図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置に用いるワイヤレスリモコンの平面図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置に用いるワイヤレスリモコンのリモコン温度センサ部分を示す上面図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置のブロック回路図。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置の設定温度補正方法の説明図（冷房）。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置の設定温度補正方法の説明図（暖房）。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の制御装置の設定温度の補正例を示す説明図（暖房）。

符号の説明

１ 空気調和機
２ 室内機
２ａ 吸込口
１１ ワイヤレスリモコン
１２ リモコン温度センサ
１３ 設定部
１４ リモコン制御部
１５ データ送受信部
１６ 表示部
２１ ＭＣＵ
３０１ データ受送信部
４１ 室外機制御回路
４２ 圧縮機

Claims (3)

1. 空気調和機の室内機と、
   ワイヤレスリモコン配置位置の室内空間温度を検出するリモコン温度センサが設けられ空気調和機の運転操作を行うワイヤレスリモコンと、この室内機に設けられた室内温度センサとを備え、このワイヤレスリモコンからの運転指令で、前記室内温度センサが検出した室内温度と設定温度との差に基づき空気調和機の運転制御を行う運転制御手段とを備えた空気調和機の制御装置において、
   この運転制御手段は、前記リモコン温度センサの値により設定温度を補正し、前記室内温度センサが検出した室内温度とこの補正された設定温度に基づき空気調和機の運転制御を行うことを特徴とする空気調和機の制御装置。
2. 前記リモコン温度センサからの室内温度情報の送信は、検出温度が検出開始または前回の送信時からの温度変化が±２℃を超えた場合に行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の制御装置。
3. 前記設定温度補正は、冷房運転時には、前記リモコン温度センサが検出した室内温値が前記室内機に設けた室内温度センサにより検出された室内温度値以下で、かつ所定温度差の範囲内、暖房運転時には、リモコン温度センサが検出した室内温値が前記室内温度センサにより検出された室内温度値以上で、かつ所定温度差の範囲内となった場合にのみ行われることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の制御装置。

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