JP2012122629A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】サーバールームのような使用環境であっても、無駄な電力消費することなくサーバールーム内を効率良く設定温度まで冷却することのできる空気調和機を提供する。
【解決手段】リモコン４１の操作により、対物空調が設定され、例えば赤外線センサー３２が選択されたときには、赤外線センサー３２を有する室内機１２の室内機制御部１２ａは、室温センサー２１〜２３、４２により検出される室温を無効にして、赤外線センサー３２から得られるサーバー７１、７２の表面温度を読み込み、その表面温度と予め設定された設定温度との温度差を算出し、その温度差と温度値ΔＴとの比較結果に基づいて、自己のファンモーターを制御すると共に、室外機６１の室外機制御部６１ａを通じて圧縮機を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱を発する機器が設置された室内を空調する空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機は、室内機に備えられた室温センサからの室温がリモートコントローラにより設定された設定温度になるように、室内全体を空調している。また、従来の空気調和機は、赤外線センサを有し、その赤外線センサの検知により人数が増加しない状態が所定時間継続されたことを検知したときには設定温度を緩め、人数が増加したことを検知したときには、室内の温度が設定温度になるように空調を行っている（例えば、特許文献１参照）。

別の空気調和機においては、リモートコントローラにて圧縮機の運転を開始させるＴｏｎ点と圧縮機の運転を停止させるＴｏｆｆ点（設定温度）との差（ディファレンシャル）を入力するものがある。その温度差は、対人空調として使用する場合と対物空調として使用する場合とで異なっている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０１−１４７２４１号公報（第３―４頁、図３） 特開２００２−１６８５００号公報（第４―５頁、図１）

前述した従来の空気調和機では、室温センサーから得られる温度が予め設定された設定温度になるまで空調制御を行っているため、サーバールームのような使用環境では、室内機からの冷風とサーバーの排熱による影響により、室温センサーで正確な温度を検出することが困難であり、そのため、電力の消費が大きくなっている。

本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであり、例えばサーバールームのような使用環境であっても、無駄な電力消費することなくサーバールーム内を効率良く設定温度まで冷却することのできる空気調和機を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、室内機と、室内機に冷媒配管を介して接続された室外機と、室内に設置された機器の表面温度を検出する赤外線センサーと、対物空調を選択するための対物空調設定スイッチ、および室内の温度を設定するための室温設定スイッチを有するリモートコントローラと、対物空調設定スイッチにより対物空調が設定されたとき、赤外線センサーにより検出された機器の表面温度と室温設定スイッチにより設定された設定温度との温度差を算出し、その温度差に基づいて室内機および室外機を制御する対物空調制御手段とを備えたものである。

本発明によれば、対物空調設定スイッチにより対物空調が設定されたとき、室温センサーにより検出される室温を無効にして、赤外線センサーにより検出された機器の表面温度を読み込み、その表面温度と室温設定スイッチにより設定された設定温度との温度差を算出し、その温度差に基づいて室内機および室外機を制御するようにしている。これにより、室温センサーを用いての空調制御と比べ、速やかにかつ正確に室内が設定温度になり、このため、電力消費を抑えることが可能になり、しかも赤外線センサーを用いているので、熱溜まり等があっても室内を効率良く冷却することができる。

実施の形態に係る空気調和機を例えばサーバールームに用いて示す概略システム図である。 実施の形態に係る空気調和機の動作を示すフローチャートである。

図１は実施の形態に係る空気調和機を例えばサーバールームに用いて示す概略システム図である。
本実施の形態の空気調和機は、例えばサーバールームの天井に配置された複数の室内機１１、１２、１３と、室内機１１、１２、１３と冷媒配管５１を介して冷媒回路を構成する室外機６１と、各室内機１１、１２、１３に通信線５２を介して接続されたリモートコントローラ４１（以下、「リモコン」という）とで構成されている。なお、図１には図示していないが、各室内機１１、１２、１３と室外機６１は、電源線及び運転情報を伝送するための通信線によって接続されている。

複数の室内機１１、１２、１３は、熱交換器と、室内の空気を吸込口から吸引し、熱交換器により熱交換された空気（冷気や暖気）を室内に吹き出すためのファンモーターと、吹出口から吹き出される冷気や暖気の向き（上下と左右）を可変するルーバーを動作させるルーバーモーターと、冷房／暖房運転時にファンモーターやルーバーモーターを制御する室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａとを有している。

また、複数の室内機１１、１２、１３には、例えば、サーミスタからなる室温センサー２１、２２、２３と、サーモパイル等からなる赤外線センサー３１、３２、３３とがそれぞれ設けられている。赤外線センサー３１、３２、３３は、例えば赤外線受光部が３６０度回転可能な可動式で、サーバールーム内に設置されたサーバー７１、７２の表面温度を検出する。

室外機６１には、熱交換器、四方弁、圧縮機、ファンモーター、冷房／暖房運転に応じて四方弁を制御し、圧縮機およびファンモーターを制御する室外機制御部６１ａなどが設けられている。

リモコン４１には、サーミスタからなる室温センサー４２、冷房／暖房の何れかを設定するための運転切換スイッチ、室内機１１、１２、１３側の室温センサー２１、２２、２３およびリモコン４１側の室温センサー４２の何れかを選択するための室温センサー選択スイッチ、赤外線センサー３１、３２、３３の使用を選択するための赤外線センサー選択スイッチ、対人空調又は対物空調の何れかを選択するための対人／対物選択スイッチ、室内の温度を設定するための室温設定スイッチ、運転状態を表示する表示部などが設けられている。

前述した室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａは、それぞれ対物空調制御手段を有している。その室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａは、対人／対物選択スイッチにより対物空調が設定されたとき、室温センサー２１、２２、２３、４２により検出される室温を無効する。そして、室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａは、赤外線センサー３１、３２、３３のうち赤外線センサー選択スイッチにより選択された赤外線センサーから得られるサーバー７１、７２の表面温度を読み込む。

この場合、赤外線センサー選択スイッチにより赤外線センサー３１が選択されたときには、室内機制御部１１ａが、赤外線センサー３１から得られるサーバー７１、７２の表面温度を読み込んで、室温設定スイッチにより設定された設定温度との温度差を算出し、その温度差と予め設定された温度値ΔＴとの比較結果に基づいて、自己のファンモーターを制御すると共に、室外機６１の圧縮機を制御する。

また、赤外線センサー選択スイッチにより赤外線センサー３２が選択されたときには、室内機制御部１２ａが、赤外線センサー３２から得られるサーバー７１、７２の表面温度を読み込んで、設定温度との温度差を算出し、その温度差と温度値ΔＴとの比較結果に基づいて、自己のファンモーターを制御すると共に、室外機６１の圧縮機を制御する。

さらに、赤外線センサー選択スイッチにより赤外線センサー３３が選択されたときには、室内機制御部１３ａが、赤外線センサー３３から得られるサーバー７１、７２の表面温度を読み込んで、設定温度との温度差を算出し、その温度差と温度値ΔＴとの比較結果に基づいて、自己のファンモーターを制御すると共に、室外機６１の圧縮機を制御する。

また、室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａは、サーバー７１、７２の表面温度のうち設定温度との温度差が例えば他のサーバー７２よりも大きいサーバー７１を検知したときには、温度差の大きいサーバー７１側へ冷風が送風されるように、室内機１１、１２、１３を制御する。

次に、本実施の形態の空気調和機の動作を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
リモコン４１から冷房運転の開始指令が出されると、各室内機１１、１２、１３の室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａは、それぞれ室内機１１、１２、１３内のファンモーターの運転を開始する。一方、室外機６１の室外機制御部６１ａは、熱交換器が凝縮器として作用するように四方弁を制御し、圧縮機およびファンモーターの運転を開始する。これにより、各室内機１１、１２、１３側の熱交換器は、蒸発器として作用し、ファンモーターによって冷風が吹き出される。

各室内機１１、１２、１３の室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａは、対人空調あるいは対物空調の何れが選択されたかどうかを判定する（Ｓ１１）。各室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａは、リモコン４１の対人／対物選択スイッチの操作に基づいて対人空調を検知すると、それぞれ赤外線センサー３１〜３３を無効とし、室温センサー２２によって検出された室温Ｔ１を読み込む（Ｓ１２）。室温Ｔ１の読み込みは、各室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａが行うが、リモコン４１の室温センサー選択スイッチにより選択された例えば室温センサー２２を備えた室内機制御部１２ａのみが次のステップに進む。

その室内機１２の室内機制御部１２ａは、リモコン４１によって予め設定された設定温度を読み込み（Ｓ１３）、先に読み込んだ室温Ｔ１から設定温度を減算して温度差を算出し、予め設定された温度値ΔＴと比較する（Ｓ１４）。室内機制御部１２ａは、温度差が温度値ΔＴより大きいと判定したときには圧縮機の運転（オン）を継続させ（Ｓ１５）、Ｓ１１に戻る。この動作は、対人空調の設定が維持され、室温Ｔ１と設定温度の温度差が温度ΔＴより大きいときに繰り返し行われる。

また、室内機制御部１２ａは、温度差が温度値ΔＴ以下と判定したときには、室外機６１に圧縮機の運転を停止させる指令を出してオフさせ（Ｓ１６）、Ｓ１１に戻る。この動作は、対人空調の設定が維持され、室温Ｔ１と設定温度の温度差が温度値ΔＴ以下のときに繰り返し行われる。この時、室内機制御部１２ａは、自己のファンモーターの回転数を下げる制御を行うと共に、他の室内機１１、１３の室内機制御部１１ａ、１３ａに圧縮機停止の情報を送って、それぞれのファンモーターの回転数を下げさせる。

また、各室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａは、Ｓ１１において、リモコン４１の対人／対物選択スイッチの操作に基づいて対物空調を検知したときには、それぞれ室温センサー２１、２２、２３を無効とし、赤外線センサー３２によって検出されたサーバー７１、７２の表面温度Ｔ２を読み込む（Ｓ１７）。表面温度Ｔ２の読み込みは、各室内機制御部１１ａ、１２ａ、１３ａが行うが、リモコン４１の赤外線センサー選択スイッチにより選択された例えば赤外線センサー３２を備えた室内機制御部１２ａのみが次のステップに進む。

その室内機１２の室内機制御部１２ａは、リモコン４１によって予め設定された設定温度を読み込み（Ｓ１８）、先に読み込んだ各サーバー７１、７２の表面温度Ｔ２から設定温度をそれぞれ減算して温度差を算出し、各温度差と予め設定された温度値ΔＴとを比較する（Ｓ１９）。室内機制御部１２ａは、それぞれの温度差が温度値ΔＴより大きいと判定したときには圧縮機の運転（オン）を継続させ（Ｓ２０）、Ｓ１１に戻る。この動作は、対物空調の設定が維持され、各サーバー７１、７２の表面温度Ｔ２と設定温度の温度差が温度値ΔＴより大きいときに繰り返し行われる。

また、室内機制御部１２ａは、それぞれの温度差が温度値ΔＴ以下と判定したときには、室外機６１に圧縮機の運転を停止させる指令を出してオフさせ（Ｓ２１）、Ｓ１１に戻る。この動作は、対物空調の設定が維持され、各サーバー７１、７２の表面温度Ｔ２と設定温度の温度差が温度値ΔＴ以下のときに繰り返し行われる。この時、室内機制御部１２ａは、自己のファンモーターの回転数を下げる制御を行うと共に、他の室内機１１、１３の室内機制御部１１ａ、１３ａに圧縮機停止の情報を送って、それぞれのファンモーターの回転数を下げさせる。

また、室内機制御部１２ａは、フローチャートには示していないが、例えば、サーバー７１の表面温度Ｔ２と設定温度の温度差が温度値ΔＴより大きく、サーバー７２の表面温度Ｔ２と設定温度の温度差が温度値ΔＴ以下のときには、サーバー７１側に冷風が送風されるように、自己のルーバーモーターを制御する。

なお、リモコン４１の赤外線センサー選択スイッチにより赤外線センサー３１が選択されていた場合には、室内機制御部１１ａが前述した動作を行う（Ｓ１７〜Ｓ２１）。また、その室内機制御部１１ａは、例えば、サーバー７１の表面温度Ｔ２と設定温度の温度差が温度値ΔＴ以下で、サーバー７２の表面温度Ｔ２と設定温度の温度差が温度値ΔＴより大きいときには、室内機１２の室内機制御部１２ａに対して、サーバー７２側に冷風が送風されるように指令を出す。

以上のように本実施の形態においては、対人／対物選択スイッチにより対物空調が設定されたとき、室温センサーにより検出される室温を無効にして、赤外線センサーにより検出されたサーバー７１、７２の表面温度を読み込み、その表面温度と室温設定スイッチにより設定された設定温度との温度差を算出し、その温度差が温度値ΔＴより大きいときには室外機６１の圧縮機の運転を継続させ、温度差が温度値ΔＴ以下のときには室外機６１の圧縮機の運転を停止させるようにしている。これにより、室温センサーを用いての空調制御と比べ、速やかにかつ正確に室内が設定温度になり、このため、電力消費を抑えることが可能になり、しかも赤外線センサーを用いているので、熱溜まり等があっても室内を効率良く冷却することができる。

なお、実施の形態では、赤外線センサー３１〜３３は各室内機１１〜１３にそれぞれ設けられていることを述べたが、赤外線センサー３１〜３３を室内機１１〜１３に着脱可能に取り付けることのできる構造としてもよい。このように構成した場合、複数のサーバーの表面温度を正確に検出できる位置に配置されている室外機に赤外線センサーを取り付けるだけで済む。これにより、赤外線センサー選択スイッチも不要となり、コストを低減できる。

また、赤外線センサーに、サーバーの表面温度を有線あるいは無線にて送信する送信部を設け、室内機に、その赤外線センサーからの表面温度の情報を有線あるいは無線にて受信する受信部を設けるようにしてもよい。このように構成した場合、サーバーがセンシングしにくい位置に設置されていても、そのサーバーの周辺に赤外線センサーを設置することが可能になるので、サーバーの表面温度を正確に検出できる。

１１、１２、１３ 室内機、１１ａ、１２ａ、１３ａ 室内機制御部、２１、２２、２３ 室温センサー、３１、３２、３３ 赤外線センサー、４１ リモコン、４２ 室温センサー、５１ 冷媒配管、５２ 通信線、６１ 室外機、６１ａ 室外機制御部、７１、７２ サーバー。

Claims (5)

1. 室内機と、
   前記室内機に冷媒配管を介して接続された室外機と、
   室内に設置された機器の表面温度を検出する赤外線センサーと、
   対物空調を選択するための対物設定スイッチ、および室内の温度を設定するための室温設定スイッチを有するリモートコントローラと、
   前記対物設定スイッチにより対物空調が設定されたとき、前記赤外線センサーにより検出された機器の表面温度と前記室温設定スイッチにより設定された設定温度との温度差を算出し、その温度差に基づいて前記室内機および前記室外機を制御する対物空調制御手段と
   を備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記室内機は複数台あり、
   前記赤外線センサーは、各室内機にそれぞれ設けられ、
   前記リモートコントローラには、前記赤外線センサーの使用を選択するための赤外線センサー選択スイッチが設けられ、
   前記対物空調制御手段は、機器の表面温度と前記設定温度とから温度差を算出する際、前記赤外線センサー選択スイッチにより選択された赤外線センサーからの表面温度を使用することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記対物空調制御手段は、複数の機器の表面温度と前記設定温度とからそれぞれ温度差を算出した際に、温度差の大きい機器を検知したときには温度差の大きい機器側へ冷風が送風されるように、前記室内機を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。
4. 前記赤外線センサーは、前記室内機に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の空気調和機。
5. 前記赤外線センサーには、検出した機器の表面温度を有線あるいは無線にて送信する送信部が設けられ、
   前記室内機には、有線あるいは無線にて送信された機器の表面温度を受信する受信部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の空気調和機。

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