JP2010085057A

JP2010085057A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2010085057A
Application number: JP2008257105A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inai; 啓伊内; Atsushi Akiyama; 淳秋山; Takehiko Nitta; 武彦新田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-04-15

Abstract

【課題】部屋内における人の所在位置および使用者の意図に応じてその時の送風方向および送風量を制御し、より効率的で快適な空調条件を提供すること。
【解決手段】空気調和機の室内機に設けられた人体検知センサにより人の在否を検知して運転を制御すると共に、冷房時、前記室内機に設けられた上下羽根の角度と、前記室内機に設けられたファンの回転数とを制御し、前記人体検知センサにより検知された人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、前記人体検知センサにより検知された人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることで、効率的で快適な空調条件が得られる。
【選択図】図６

Description

本発明は部屋内における人の所在位置に応じてその時の送風方向および送風量を制御し、より効率的で快適な空調条件が得られるようにした空気調和機に関するものである。

従来、この種の空気調和機は、室内機の空気吹き出し方向を少なくとも水平吹き出しと下方吹き出しとに可変構成し、人体検知センサにより室内の所定の領域に人がいないことを検知すると、室内機の空気吹き出し方向を下方吹き出しに制御することで、人に直接風が当たらないようにすることを達成している（例えば、特許文献１参照）。

また、人体検知センサにより室内機から人までの距離を演算し、演算された複数の距離の中から最短距離を選択して最短距離に対して上下の吹き出し方向を制御しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

さらに、人体検知センサで検知した人体あるいはリモコンの位置に応じて風向きあるいは風量を制御するとともに、リモコンに設けられた温度検知手段が検知した温度の変化率に基づいて風向き及び風量をさらに調整することで、快適空調を達成しているものもある（例えば、特許文献３参照）。
特開２００４−１５０７３１号公報特開平７−１０３５５１号公報特開平６−３４７０８０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、いずれも人がいる方向に上下の吹き出し方向を制御しているものの、冷房あるいは除湿のそれぞれについて、狙う場所として最適な場所を設定しているわけではなく、まだまだ改善の余地があった。また、室内における人の位置を確実に把握して人に直接冷風が当たらないように風の到達位置を制御することで快適空調を達成しているものもあるが、使用者によっては、冷房あるいは除湿時、より冷涼感を感じたいといった場合もあり、使用者にとって必ずしも快適な空調になっているわけではなく、まだ改善の余地があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて風の到達位置を制御することで快適空調を達成することができる空気調和機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、冷房時、上下羽根の角度を制御して、吹出口から人体検知センサにより検知された人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることを特徴とすることによって、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて風の到達位置を制御することで快適空調を達成することができる。

本発明の空気調和は、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて風の到達位置を制御することで快適空調を達成することができると共に冷やし過ぎ等によ
る無駄な運転を防ぐことで省エネ運転にも寄与できる。

第１の発明は、室内機に設けられた人体検知センサにより人の在否を検知して運転を制御すると共に、室内機に設けられた吹出口に配置される上下羽根とを有し、上下羽根が変動可能なアームを介して上下方向の風向を制御する空気調和機であって、冷房時、上下羽根の角度を制御して、吹出口から人体検知センサにより検知された人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、人体検知センサにより検知された人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることにより、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向とすることで快適空調を達成することができる。

第２の発明は、室内機に設けられた人体検知センサにより人の在否を検知して運転を制御すると共に、前記室内機に設けられた吹出口に配置される上下羽根とを有し、前記上下羽根が変動可能なアームを介して上下方向の風向を制御する空気調和機であって、冷房時、前記上下羽根の角度と前記室内機に設けられたファンの回転数とを制御し、前記吹出口から前記人体検知センサにより検知された人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、前記人体検知センサにより検知された人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることにより、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向と送風量にすることで快適空調を達成することができる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明の室内機に、複数の人体検知センサを設け、空調すべき領域を複数の人体検知センサにより複数の領域に区分し、少なくとも二つの領域で人が検知された場合、人がいる領域のうち、室内機に遠い領域の人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、室内機に遠い領域の人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることにより、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向と送風量にすることで快適空調を達成することができる。

第４の発明は、特に、除湿時に第１の発明の上下羽根の角度を制御して、吹出口から人体検知センサにより検知された人の頭上上方に風を到達させるようにすることと、人体検知センサにより検知された人の体に微風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることにより、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向とすることで快適空調を達成することができる。

第５の発明は、特に、除湿時に第２の発明の上下羽根の角度と室内機に設けられたファンの回転数とを制御し、吹出口から人体検知センサにより検知された人の頭上上方に風を到達させるようにすることと、人体検知センサにより検知された人の体に微風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることにより、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向と送風量にすることで快適空調を達成することができる。

第６の発明は、特に第４または第５の発明の室内機に、複数の人体検知センサを設け、
空調すべき領域を前記複数の人体検知センサにより複数の領域に区分し、少なくとも二つの領域で人が検知された場合、人がいる領域のうち、前記室内機に遠い領域の人の頭上上方に風を到達させるようにすることと、前記室内機に遠い領域の人の体に微風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることにより、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向と送風量にすることで快適空調を達成することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の横断面図、図２は同空気調和機の正面図を示すものである。

図１において、空気調和機１０は、その本体内部に熱交換器１と、送風ファン２と、水受け皿３と、ディフューザー４とを有している。熱交換器１は、送風ファン２の上流側に配置され、水受け皿３は、熱交換器１の下端部側に配置されている。ディフューザー４は、送風ファン２の下流側の通風路を形成している。

空気調和機１０は、その本体の前面上部と上面に吸込口５を形成し、その本体の前面下部から下面にかけて吹出口６を形成している。

熱交換器１は、吸込口５に対向する位置に配置され、ディフューザー４の下流側端部６ａによって囲まれる仮想面が吹出口６を構成する。

空気調和機１０は、前面の吸込口５を開閉するパネル２０と、吹出口６を開閉する風向変更羽根３０とを備えている。風向変更羽根３０は、孤を描く横断面形状であり、一方の面は湾曲凹面が形成され、他方の面は湾曲凸面が形成されている。

パネル駆動機構２１は、パネル２０の背面側に設けられ、吸込口５を開閉するようにパネル２０を動作する。パネル２０が吸込口５に最も近接した状態では、吸込口５を閉塞し、パネル２０が吸込口５から離間した状態では、パネル２０の外周部から吸込口５に空気が流入する。

腕部３１は、その一端側を空気調和機１０の本体内に回動自在に保持され、その他端側に風向変更羽根３０を回動自在に保持している。

腕部３１は、図１に示すように、第１の腕部３１ａと第２の腕部３１ｂで構成することが好ましい。第１の腕部３１ａの一端側は空気調和機１０の本体内で回動自在に保持されている。第１の腕部３１ａの他端側は第２の腕部３１ｂの一端側と回動自在に連結されている。そして第２の腕部３１ｂの他端側に、風向変更羽根３０を回動自在に保持している。風向変更羽根３０は、閉塞時に空気調和機１０の本体側となる裏面に回転支持部３２を形成している。第２の腕部３１ｂの他端側とこの回転支持部３２とが回動自在に連結されている。

腕部３１は、空気調和機１０の本体の両側部に設けられ、それぞれの腕部３１は、連結棒によって連結されている。また、一方の腕部３１の側部には腕部用モータが配置されている。腕部用モータの回動は、一方の腕部３１だけでなく、連結棒によって他方に配置された腕部３１にも伝達される。一方の回転支持部３２には羽根用モータが配置され、その回転によって腕部３１に対して風向変更羽根３０を回動させる。

なお、図示はしないが、空気調和機１０には、左右方向風向変更羽根や熱交換温度検出器を有するとともに、圧縮機、膨張機、及び室外側熱交換器などを備えた室外ユニットを備えている。

図３は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の水平方向あるいは斜め上方への吹出が行われる状態を示す横断面図を示すものである。

図３において、吹出口６から吹き出される空気は、風向変更羽根３０によって水平方向に導かれるとともに、風向変更羽根３０の下流側端部が上方へ湾曲しているため、斜め下方向へは流れないので、効果的に部屋の遠方まで空気を送ることができる。

従って部屋の下方に溜まりやすい冷たい空気が、部屋の水平方向あるいは斜め上方向へ送られるため、使用者に冷風感を与えることなく、効果的に冷房運転ができ、部屋を効率的に冷やすことができる。

図４は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の水平方向より斜め下方への吹出が行われる状態を示す横断面図を示すものである。

図５は、本発明の第１の実施の形態における、図２に示される人感センサーユニット４０によって人体が検知される室内の領域を示したものである。

以上のように構成された空気調和機について、本実施の形態の動作の流れを図６のフローチャートを用いて説明する。

ＳＰ１において、使用者が天井気流ありに設定している時ＳＰ２に進み、天井気流なしに設定している時はＳＰ１１に進む。ここで天井気流あり設定とは、室内温度が設定温度に達した時、図３に示されるように風向変更羽根３０を吹出口６の下部に位置させて水平方向あるいは斜め上方への風の吹出が行われる設定であり、天井気流なし設定とは、室内温度が設定温度に達した時、図４に示されるように風向変更羽根３０を吹出口６の中ほどに位置させて、その位置で風向変更羽根３０をスイングさせることで水平方向より斜め下方への風の吹出が行われる設定である。

また、使用者は、リモコン上のスイッチあるいは空気調和機本体上のスイッチ（これらを総称して意図設定手段と称す）などによって、人の頭上上方に風を到達させるようにする天井気流あり設定と、人の体に微風を到達させる天井気流なし設定を、意図に応じて設定可能である。

まず、人の頭上上方に風を到達させるようにする天井気流あり設定の場合のフローについて詳述する。

ＳＰ２において、図２に示される人体検知センサーユニット４０による人体の検知結果によって、空調エリアを判定しＳＰ３に進む。次にＳＰ３においてＳＰ２で判定された空調エリアに応じた左右風向変更羽根の方向を決定し、ＳＰ４に進む。

ＳＰ４において、室内温度が使用者の意図する設定温度に達しているときＳＰ５に進み、室内温度が使用者の意図する設定温度に達していないときＳＰ８に進む。

ＳＰ５において、風向変更羽根３０を図３で示された天井気流風向としＳＰ６に進む。次にＳＰ６においてＳＰ２で判定された空調エリアに応じた送風ファン２の最低回転数（
例えば空調エリアがＦのみのとき９００ｒｐｍ）を決定し、ＳＰ７に進む。尚、ここで決定される最低回転数とは、天井気流風向時にＳＰ２で判定された空調エリアに風が届く為の最低回転数である。次にＳＰ７において室内温度や熱交換温度検出器の検出結果から最終的な送風ファン２の回転数（ＳＰ６で決定された最低回転数を下まわらない回転数で、例えば空調エリアがＦのみのとき９５０ｒｐｍ）を決定し、人の頭上上方に風を到達させるように制御し、ＳＰ２０に進む
ＳＰ４から進んだＳＰ８において、風向変更羽根３０をＳＰ２で判定された空調エリアに応じ図４で示された風向（例えば空調エリアがＦのみのとき、空調エリアＦの中で空気調和機１０に対し最も距離が離れた位置に風を届かせようとする風向で、水平方向に対し下向き３０°）としＳＰ９に進む。

次にＳＰ９においてＳＰ２で判定された空調エリアに応じた送風ファン２の最低回転数（天井気流風向時よりも高回転数であり、例えば空調エリアがＦのみのとき１０００ｒｐｍ）を決定し、ＳＰ１０に進む。尚、ここで決定される最低回転数とは、風向変更羽３０が下向き風向時にＳＰ２で判定された空調エリアに風が届く為の最低回転数である。

次にＳＰ１０において室内温度や熱交換温度検出器の検出結果から最終的な送風ファン２の回転数（ＳＰ９で決定された最低回転数を下まわらない回転数で、例えば空調エリアがＦのみのとき１１００ｒｐｍ）を決定し、人の頭上上方に風を到達させるように制御し、ＳＰ２０に進む。

次に、人の体に微風を到達させる天井気流なし設定の場合のフローについて詳述する。

ＳＰ１から進んだＳＰ１１において、図２に示される人体検知センサーユニット４０による人体の検知結果によって、空調エリアを判定しＳＰ１２に進む。次にＳＰ１２においてＳＰ２で判定された空調エリアに応じた左右風向変更羽根の方向を決定し、ＳＰ１３に進む。

ＳＰ１３において、室内温度が使用者の意図する設定温度に達しているときＳＰ１４に進み、室内温度が使用者の意図する設定温度に達していないときＳＰ１７に進む。

ＳＰ１４において、風向変更羽根３０を図４で示されたスイング風向としＳＰ１５に進む。次にＳＰ１５においてＳＰ１１で判定された空調エリアに応じた送風ファン２の最低回転数（天井気流風向時よりも高回転数であり、例えば空調エリアがＦのみのとき１０００ｒｐｍ）を決定し、ＳＰ１６に進む。尚、ここで決定される最低回転数とは、スイング風向時にＳＰ１１で判定された空調エリアに風が届く為の最低回転数である。次にＳＰ１６において室内温度や熱交換温度検出器の検出結果から最終的な送風ファン２の回転数（ＳＰ１５で決定された最低回転数を下まわらない回転数で、例えば空調エリアがＦのみのとき１０５０ｒｐｍ）を決定し、人の体に微風を到達させるように制御し、ＳＰ２０に進む。

ＳＰ１３から進んだＳＰ１７において、風向変更羽根３０をＳＰ２で判定された空調エリアに応じ図４で示された風向（例えば空調エリアがＦのみのとき、空調エリアＦの中で空気調和機１０に対し最も距離が離れた位置に風を届かせようとする風向で、水平方向に対し下向き３０°）としＳＰ１８に進む。

次にＳＰ１８においてＳＰ２で判定された空調エリアに応じた送風ファン２の最低回転数（天井気流風向時よりも高回転数であり、例えば空調エリアがＦのみのとき１０００ｒｐｍ）を決定し、ＳＰ１９に進む。尚、ここで決定される最低回転数とは、風向変更羽３０が下向き風向時にＳＰ１１で判定された空調エリアに風が届く為の最低回転数である。

次にＳＰ１９において室内温度や熱交換温度検出器の検出結果から最終的な送風ファン２の回転数（ＳＰ１８で決定された最低回転数を下まわらない回転数で、例えば空調エリアがＦのみのとき１１００ｒｐｍ）を決定し、人の体に微風を到達させるように制御し、ＳＰ２０に進む。

ＳＰ７、ＳＰ１０、ＳＰ１６およびＳＰ１９から進んだＳＰ２０において、使用者が空気調和機１０の運転を停止したとき空気調和機１０の運転を終了し、使用者が空気調和機１０の運転を停止していないときＳＰ１に戻り、上述の動作を繰り返す。

以上のように、本実施の形態においては、冷房時、上下羽根の角度とファンの回転数とを制御し、吹出口から人体検知センサにより検知された人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることにより、室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向と送風量にすることで快適空調を達成することができる。

また、本実施の形態の制御方法を除湿時に適用することで、除湿時にも室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向と送風量にすることで快適空調を達成することができる。

また、本実施の形態の風向変更羽根３０と送風ファン２の制御を、少なくとも二つの領域で人が検知された場合、人がいる領域のうち、室内機に遠い領域に対して適用することで、除湿時にも室内における人の位置を確実に把握して、使用者の意図に応じて人体存在位置に最適な送風方向と送風量にすることで快適空調を達成することができる。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、人体の存在位置の推測結果および使用者の意図に応じて、風向および風量を制御することが出来ることから、効率的且つ使用者に応じた快適な空調条件が求められるファンヒーター等の暖房機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の横断面図本発明の実施の形態１における空気調和機の正面図本発明の実施の形態１における空気調和機の水平吹出状態を示す横断面図本発明の実施の形態１における空気調和機の斜め吹出状態を示す横断面図本発明の実施の形態１における人体検知センサーによる人体位置判別領域図本発明の実施の形態１におけるフローチャート

符号の説明

１熱交換器
２送風ファン
３水受け皿
４ディフューザー
５吸込口
６吹出口
１０空気調和機本体
２０パネル
２１パネル駆動機構
３０風向変更羽根
３１腕部
３２回転支持部
４０人体検知センサーユニット

Claims

室内機に設けられた人体検知センサにより人の在否を検知して運転を制御すると共に、前記室内機に設けられた吹出口に配置される上下羽根とを有し、前記上下羽根が変動可能なアームを介して上下方向の風向を制御する空気調和機であって、冷房時、前記上下羽根の角度を制御して、前記吹出口から前記人体検知センサにより検知された人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、前記人体検知センサにより検知された人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることを特徴とする空気調和機。
室内機に設けられた人体検知センサにより人の在否を検知して運転を制御すると共に、前記室内機に設けられた吹出口に配置される上下羽根とを有し、前記上下羽根が変動可能なアームを介して上下方向の風向を制御する空気調和機であって、冷房時、前記上下羽根の角度と前記室内機に設けられたファンの回転数とを制御し、前記吹出口から前記人体検知センサにより検知された人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、前記人体検知センサにより検知された人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることを特徴とする空気調和機。
前記室内機に複数の人体検知センサを設け、空調すべき領域を前記複数の人体検知センサにより複数の領域に区分し、少なくとも二つの領域で人が検知された場合、人がいる領域のうち、前記室内機に遠い領域の人の頭上上方に冷風を到達させるようにすることと、前記室内機に遠い領域の人の体に微冷風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とす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。
除湿時、前記上下羽根の角度を制御して、前記吹出口から前記人体検知センサにより検知された人の頭上上方に風を到達させるようにすることと、前記人体検知センサにより検知された人の体に微風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
除湿時、前記上下羽根の角度と前記室内機に設けられたファンの回転数とを制御し、前記吹出口から前記人体検知センサにより検知された人の頭上上方に風を到達させるようにすることと、前記人体検知センサにより検知された人の体に微風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
前記室内機に複数の人体検知センサを設け、空調すべき領域を前記複数の人体検知センサにより複数の領域に区分し、少なくとも二つの領域で人が検知された場合、人がいる領域のうち、前記室内機に遠い領域の人の頭上上方に風を到達させるようにすることと、前記室内機に遠い領域の人の体に微風を到達させるようにすることとを、使用者の意図に応じて設定可能とすることを特徴とする請求項４または５に記載の空気調和機。