JP2012225586A - 空気調和装置およびその装置に用いるリモコン - Google Patents

Abstract

【課題】輻射センサーを搭載したリモコンを用いて、床面の温度検知を行う空気調和装置を提供する。
【解決手段】室内機２から離れた位置にあって所定の高さに設置されたリモコン３と、リモコン３に設けられた輻射センサー１０と、室内機２とリモコン３とを接続する通信線４と、を備え、輻射センサー１０は、輻射温度の検出方向が水平から下方への範囲を指向するように設置され、輻射センサー１０が検出した温度情報を通信線４を通して室内機２に伝達し、前記温度情報を元に温度制御を行うこととする。
【選択図】図１

Description

本発明は、輻射センサーを搭載したリモコンを用いて、室内の温度検知を行う空気調和装置およびその装置に用いるリモコンに関するものである。

一般的に空気調和装置は空調対象の室内の空気温度を目標温度に一定に保つことを目的としており、室内空気温度の検出を空気調和装置室内機（以下、室内機という）に搭載された吸込空気温度センサーを使用し、目標温度との比較による温度制御を行っている。一方、オフィスビルにおいては、空間が比較的大きく、満遍なく人が着席していることから、室内機としては、広範囲に空調できる天井埋込タイプが多く使用されている。冬季に暖房運転する場合などでは、空気の比重差の影響で暖かい空気が天井付近に溜まる傾向にあり、天井付近から室内空気を吸込み空調する空気調和装置に内蔵の吸込空気温度センサーが検知する温度は、人が居る付近の温度よりも高く、室内が十分に暖まる前に設定温度に到達し、サーモ停止（サーモスタットが停止）するため、あらかじめ、内蔵の吸込空気温度センサーの検知温度を数℃低く読み替えて、サーモ停止しにくくする対応がとられている。

ところが、天井高さや、暖房・発熱機器、躯体温度などの影響により、室内機の設置環境によっては、一定の読み替え温度では、快適性は得られない問題があった。それを回避するために、設置環境に応じて、室内機とは別設置のリモコン（リモートコントローラー ( remote controller) の略）などに内蔵した温度センサーを壁面に設置し、人の近くの温度を検知して、正確な温度を検知する方法がとられている。
しかしながら、壁面設置の温度センサーの場合、壁面の温度や壁の中を通る配線管や配線穴からの空気温度、搭載したリモコンからの発熱などの影響により、壁面設置の温度センサーが実際の室内温度を正確に検知できない問題があった。
それを解決するために、壁面設置の温度センサーが検知する温度の変化を計算し、その変化量に応じて補正値を加えるという方法が示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２０８３９０号公報

しかしながら、上記従来の空気調和装置では、壁面温度の影響を一定に受け続ける場合などには、追従できず、正確な温度検知ができないため、室温が目標温度にあわず快適性が得られないという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、輻射センサーを搭載したリモコンを用いて、床面の温度検知を行う空気調和装置およびその装置に用いるリモコンを提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、室内機と、前記室内機から離れた位置にあって所定の高さに設置されたリモコンと、前記リモコンに設けられた輻射温度検出手段と、前記室内機と前記リモコンとを接続する通信線と、を備え、
前記輻射温度検出手段は、輻射温度の検出方向が水平から下方の範囲を指向するように設置され、
前記輻射温度検出手段が検出した温度情報を前記通信線を通して前記室内機に伝達し、前記温度情報を元に温度制御を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る空気調和装置用リモコンは、室内の壁に設置され、室内機を操作するリモコンであって、
前記リモコンは、主として床面の輻射温度を検出する輻射温度検出手段と、前記輻射温度検出手段を覆うとともに、赤外線が透過可能で開閉可能なカバーとを備え、
前記輻射温度検出手段が当該材料の輻射温度を検出し、検出した温度情報を元に温度制御を行うことを特徴とする。

本発明に係る空気調和装置では、輻射温度検出手段を搭載したリモコンにより、主として床面の温度検知を行うので、壁面などの温度の影響を受けない温度検知が可能となるため、目標温度にあった温度の制御が可能となり、快適な空調空気が得られるという効果がある。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の概要を示すシステム図である。 本発明の実施の形態１におけるリモコンの構成を示す構造図である。 本発明の実施の形態１におけるリモコンの要部の構成を示す構造図である。 本発明の実施の形態１における輻射センサーの構成を示す構造図である。 本発明の実施の形態１におけるリモコンの概要を示す外観図である。 本発明の実施の形態１におけるリモコンの設置の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における温度検知データの処理方法の概要を示す説明図である。 本発明の実施の形態２におけるリモコンの構成を示す構造図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の概要を示すシステム図である。
図１に示すように、室内１には室内機２とこの室内機２を操作するリモコン３が設置されている。リモコン３と室内機２は、通信線４により接続され、運転操作信号や運転状態信号などの送受信を行っている。リモコン３からは、運転、停止操作や、冷房、暖房などの運転モード切替、風量切り替えなどの室内機２の運転操作を行い、リモコン３上の液晶表示部５には、設定温度や現在温度、運転モード、風量などの運転状態を表示する。リモコン３は、床面からの高さが例えば１．２ｍの位置に設置されている。

室内機２は、内部の構成については図示を省略しているが、本例では天井埋込型の室内機を示している。室内機２の本体内部には図示しないファンと熱交換器が設けられており、本体中央部の吸込グリルから室内空気（矢印Ａで示す）を吸い込み、本体内部の熱交換器により室内空気と熱交換され空調された空気（矢印Ｂで示す）を本体の四方に設けられた吹出グリルから室内１へ吹き出す構成となっている。

図２の（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１におけるリモコン３の構成を示す構造図である。（ａ）はリモコン３の外観図、（ｂ）はリモコンカバー６を取り外した状態を示す外観図、（ｃ）はリモコンカバー６を取り外した状態のリモコン本体７を示す外観図である。
図２に示すように、リモコン３は、リモコンカバー６とリモコン本体７とから構成されている。リモコン施工時などにリモコンカバー６を取り外すことができる。

リモコン３は、室内１の壁に取り付ける構造となっていて、リモコンカバー６を外すと壁面にねじ止めするためのねじ穴９と、上記の通信線４を接続するための端子台８が設置されている。端子台８は、リモコン本体７の上端部に設けられている。端子台８に接続される通信線４は、壁内の電線管などを通り、室内機２へと接続される。リモコンカバー６を取り付けた状態では、壁内に続く穴は外観からは見えないように施工される。壁内に通信線４を設置できない場合は、電線管が壁面に露出して施工される場合もある。なお、簡略化のため、運転操作などに使用するリモコン３のボタンについては図示を省略している。

リモコン３の例えば右側底面付近に、部屋の床等の物体が輻射する赤外線を検知してその物体の温度を検出する輻射センサー１０（輻射温度検出手段）が設置されている。輻射センサー１０はリモコン本体７の下端部に設けた凹部内に設けられており、リモコンカバー６には輻射センサー１０を覆うカバー（センサーカバー）１１が設けられている。また、リモコン本体７には上記の液晶表示部５が設けられており、センサーカバー１１に設けられた透明窓などを通して表示を視認することができる。

図３の（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１におけるリモコン３の要部の構成を示す構造図である。（ａ）はリモコン３の外観図、（ｂ）はセンサーカバー１１を開いた状態を示す外観図、（ｃ）はセンサーカバー１１を取り外した状態を示す外観図である。
輻射センサー１０にはセンサーカバー１１が設置され、センサーカバー１１を手で開けると輻射センサー１０を確認することができる（図３（ｂ））。センサーカバー１１は例えばＬ字型に形成されていて、例えば半透明の部材（プラスチックなど）で構成されている。なお、センサーカバー１１は赤外線を透過する材料であればよい。また、センサーカバー１１は、リモコン３（リモコンカバー６）の底面側を軸（図示せず）に開閉することができ、軸はリモコンカバー６に軽く固定されているので、センサーカバー１１は手で簡単に取り外すこともできる。センサーカバー１１を取り外した状態を図３（ｃ）に示す。

図４は、本発明の実施の形態１における輻射センサー１０の構成を示す構造図である。
リモコン３に内蔵されている輻射センサー１０は、センサー部１２が樹脂ケース１３で固定されていて、樹脂ケース１３の右側には円盤状の操作ダイヤル１４が設置されている。この操作ダイヤル１４の中央部と、反対側にある樹脂ケース１３の側面の中央部にはそれぞれ短軸１５が設置され、輻射センサー１０とリモコン本体７とは、短軸１５で接続されている。そして、操作ダイヤル１４を指で回転させることで、短軸１５を軸に輻射センサー１０が回転する。図３（ｃ）では輻射センサー１０は下向きとなっているが、操作ダイヤル１４により輻射センサー１０を正面向きに回転させると図５のようになる。

輻射センサー１０の回転駆動（操作）範囲は視野の中心（輻射センサー１０の輻射温度の検出方向）が下向きから水平向きまでの９０°の範囲となっており、その間は任意の位置に固定することができる。

輻射センサー１０は、センサーカバー１１が閉じられた状態においても、センサーカバー１１が半透明であるため、床等からの輻射による赤外線を検知することができる。例えば、輻射センサー１０のセンサーカバー１１が閉じられた状態で、輻射センサー１０を図３（ａ）に示すように下向きに設定したとき、赤外線はＬ字型のセンサーカバー１１の下面の半透明部分を通過するので、輻射センサー１０で赤外線を検知することができる。輻射センサー１０を水平向きにした場合も同様に、赤外線はセンサーカバー１１の正面の半透明部分を通過するので、輻射センサー１０で赤外線を検知することができる。

図６は、本発明の実施の形態１におけるリモコン３の設置の一例を示す図である。本例では、輻射センサー１０の視野角１６は４５度となっていて、リモコン３が床面１８から１．２mの高さの壁面１７に取り付けられている状態を示している。
操作ダイヤル１４により輻射センサー１０の向き（視野方角）を変更できるので、リモコン３の下に障害物がある場合や、遠方の床面などの温度を検知をしたい場合などにおいては、現地環境に応じた変更が行える。

リモコン３に搭載された輻射センサー１０の検知温度情報は、上述の運転操作信号や運転情報信号と同様に、リモコン３と室内機２とを繋ぐ通信線４により伝達され、室内機２は、リモコン３から受信した温度情報を元に、温度制御を行う。図１に示したように、１台のリモコン３に対して、２台以上の室内機２が接続されている場合は、それぞれの室内機２がリモコン３と通信線４を介して通信し、輻射センサー１０の温度情報を取得し、温度制御を行う。

空気調和装置の温度制御は、リモコン３の設定温度と輻射センサー１０が検知した現在温度との比較による温度差に応じて行われる。その際、現在温度については、リモコン３からの初期設定操作により、対象とする温度センサーを、室内機２の本体内蔵の温度センサー（本体温度センサーという）か、リモコン３に内蔵の輻射センサー１０（床温度センサーという）か、本体温度センサーと床温度センサーの情報を組み合わせた床温度＋本体温度センサーかを選択することができる。

床温度＋本体温度センサーを選択した場合の現在温度Ｔａは、床温度センサーの検知温度Ｔｆと、本体温度センサーの検知温度Ｔｂとにより、Ｔａ＝Ａ×Ｔｂ＋（１−Ａ）×Ｔｆの式により算出される。ここで、Ａは定数で、０〜１の範囲で決められる。例えば、冷房モードでは、Ａ＝０．８とし、本体温度センサーの検知温度を重視し、暖房モードでは、Ａ＝０．３とし、天井付近の暖気溜まりや足元の冷え解消のため、床温度センサーの検知温度を重視した制御とする。

リモコン３で検知する床温度は、例えば１５秒間隔で検出される。そして、リモコン３と室内機２との通信は例えば１分間隔で行われ、１分間に得られる４回分のデータのうち、前回室内機に送信したデータから最も離れたデータを除いた３回分のデータの平均値を今回データとして、室内機に送信する。
例えば、図７は本発明の実施の形態１における温度検知データの処理方法の概要を示す説明図である。図7に示すように、横軸を時間、縦軸を検知温度としたとき、Ａは前回室内機に送信したデータ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは１分間の間に検知したデータを示す。Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅのうち、前回送信データＡから最も離れたデータＣが削除され、Ｂ、Ｄ、Ｅの３点で平均値を計算し、Ｆを算出する。このＦのデータを今回の床温度として室内機に送信する。

このように前回データと離れたデータを除くことで、リモコン３に近づく人などの一時的に検知する床以外の移動体の影響を排除することができる。
ここで、４回分のデータに基づく床温度の算出については、リモコン３に搭載のマイコンで実施しても良いし、全データを室内機２に送信し、室内機２に搭載のマイコンで実施しても良い。

以上のように、本実施の形態によれば、リモコン３に輻射センサー１０を搭載したので、空調対象となる空間に居る人に近い位置の床温度を障害物や壁面などの影響を受けることなく検知することができて、快適な空気温度に空調することができる。また、無駄に空調することを回避できるので省エネの効果も得られる。

なお、本実施の形態では、リモコン３に搭載した輻射センサー１０について説明したが、リモコン機能がなく、輻射センサーが壁取り付け用のケースに収納された単体センサーで、室内機の制御装置に接続された場合も同様の効果が得られる。

実施の形態２．
図８の（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２におけるリモコン３の構成を示す構造図である。（ａ）はリモコン３の全体外観図、（ｂ）はセンサーカバー１９を開き、輻射センサー１０を下向きにした状態を示す外観図である。
上記の実施の形態１では輻射センサー１０にて床面の温度検知をしていたが、本実施の形態２では、同じ輻射センサー１０を使用して空気中の温度検知を行う方法を示すものである。

本実施の形態２では、図８に示すように、実施の形態１の図３に示したセンサーカバー１１の材質を変更したものであり、その他の仕様は実施の形態１と同様である。図８におけるセンサーカバー１９の一部は、アルミニウムや銅などの金属のように熱容量が小さい材料２０で構成されている。センサーカバー１９の熱容量が小さく伝熱特性が良いので、室内環境の温度の影響を受け、室内空気温度と同じ温度となる。したがって、熱容量が小さい材料２０で構成されている部分の輻射を検知することで、室内空気温度の検出が可能となる。Ｌ字型のセンサーカバー１９の正面側に熱容量が小さい材料２０を設置し、Ｌ字型のセンサーカバー１９をカバーの正面部分が下側に向くまで大きく開き、輻射センサー１０の向きを下側にすることで、カバーの伝熱特性を上昇させた部分を輻射センサー１０が検知することができる（図８（ｂ））。なお、センサーカバー１９の少なくとも一面が熱容量が小さい材料２０で構成されていればよい。

また、センサーカバー１９を開いているため、伝熱特性を上昇させた部分が室内の空気中に露出し、輻射による室内の温度検知がより容易となるため、温度追従性がよく、より正確な温度が検出できる。

１ 室内、２ 室内機、３ リモコン、４ 通信線、５ 液晶表示部、６ リモコンカバー、７ リモコン本体、８ 端子台、９ ねじ穴、１０ 輻射センサー、１１ センサーカバー、１２ センサー部、１３ 樹脂ケース、１４ 操作ダイヤル、１５ 短軸、１６ 視野角、１７ 壁面、１８ 床面、１９ センサーカバー、２０ 熱容量が小さい材料。

Claims (7)

1. 室内機と、
   前記室内機から離れた位置にあって所定の高さに設置されたリモコンと、
   前記リモコンに設けられた輻射温度検出手段と、
   前記室内機と前記リモコンとを接続する通信線と、
   を備え、
   前記輻射温度検出手段は、輻射温度の検出方向が水平から下方の範囲を指向するように設置され、
   前記輻射温度検出手段が検出した温度情報を前記通信線を通して前記室内機に伝達し、前記温度情報を元に温度制御を行うことを特徴とする空気調和装置。
2. 前記輻射温度検出手段は、前記検出方向に対し９０度の向きに設けられた軸を備え、
   前記軸を中心に前記輻射温度検出手段が回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記輻射温度検出手段を覆うカバーを備え、前記カバーは赤外線が透過可能で着脱可能な構成となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 前記輻射温度検出手段が検出した温度情報に基づいて空気調和に使用する温度を算出する制御装置を備え、
   前記輻射温度検出手段は、一定時間間隔で輻射温度を検出し、
   前記制御装置は、前回空気調和に使用した温度情報から最も離れた検出温度を除いた一定時間間隔内の前記温度情報の平均値を空気調和に使用するように制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
5. 前記輻射温度検出手段を覆うカバーが、前記検出方向の部分に熱容量が小さい材料を備えていることを特徴とする請求項１、２、４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
6. 室内の壁に設置され、室内機を操作するリモコンであって、
   前記リモコンは、主として床面の輻射温度を検出する輻射温度検出手段と、前記輻射温度検出手段を覆うとともに、赤外線が透過可能で開閉可能なカバーとを備え、
   前記輻射温度検出手段は、前記赤外線の検出方向が水平から下方へ９０度の範囲を指向するように回転可能に構成され、前記床面の輻射温度を検出し、検出した温度情報を元に温度制御を行うことを特徴とする空気調和装置用リモコン。
7. 室内の壁に設置され、室内機を操作するリモコンであって、
   前記リモコンは、主として床面の輻射温度を検出する輻射温度検出手段と、前記輻射温度検出手段を覆うとともに、熱容量が小さい材料を少なくとも一面に設けた開閉可能なカバーとを備え、
   前記輻射温度検出手段は、前記輻射温度の検出方向が水平から下方へ９０度の範囲を指向するように回転可能に構成され、
   前記カバーが開いた状態で前記輻射温度検出手段の検出方向に前記熱容量が小さい材料が位置し、
   前記輻射温度検出手段が当該材料の輻射温度を検出し、検出した温度情報を元に温度制御を行うことを特徴とする空気調和装置用リモコン。

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