JP2013117317A

JP2013117317A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2013117317A
Application number: JP2011263658A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yoshimura; 潔吉村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: JP5575096B2

Abstract

【課題】無駄に消費電力を浪費することもなく、かつ、使用者の快適性を両立させたままに、表示される設定温度と空気温度との乖離を解消することができる空気調和機を提供する。
【解決手段】人体位置検出手段は、床を複数の区画に分割した区画のうちの何れの区画に人体が位置しているかを検出し、床温度検出手段によって検出された人体が位置している区画の床温度（Ｔｆ）と、空気温度検出手段が検知した空気温度（Ｔａ）とから、「Ｘ＝Ｔａ×α＋Ｔｆ×β、ここで、０≦α≦１、０≦β≦１、α＋β＝１」によって定まる快適度（Ｘ）を求め、設定温度（Ｔｓ）が快適度（Ｘ）未満（Ｔｓ≦Ｘ）の場合、検出温度表示部Ｚ２に設定温度（Ｔｓ）を表示し、設定温度（Ｔｓ）が快適度（Ｘ）を超える（Ｔｓ＞Ｘ）場合、検出温度表示部Ｚ２に空気温度（Ｔａ）を表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は空気調和機、特に、空気温度を表示する温度表示手段を具備する空気調和機に関するものである。

従来の空気温度を表示する空気調和機において、例えば冷房時に、室内温度が設定温度より少し高くずれているものの、安定している。このとき、設定温度と空気温度が乖離している場合がある。このような場合に、使用者の機器に対する不信感を取り除くために、表示されている設定温度と空気温度とを一致させる発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２８７４９４号公報（第２−３頁、図４）

特許文献１に開示された空気調和機は、使用者が設定した設定温度の表示を継続するものの、内部的に設定温度を下げる(表示上の設定温度は下げない)ことによって、空調能力（冷房能力）を実際に増している。すなわち、実際に空気温度を下げることによって、表示上の設定温度と空気温度の乖離を無くしている。
しかしながら、空気温度を測定する室温センサは、空気調和機の室内機に設置されているため、室温センサ付近の空気温度と、実際に使用者が居住する空間（例えば、座っている位置）付近の空気温度とは、室内の温度分布（正確には、温度の不均一分布）等により乖離している場合がある。例えば、部屋の上下の温度分布（暖気が上方にたまる）、または、部屋の水平位置による温度（日射があたる窓際は暑く、日射があたらない側は涼しい）がある。
そのため、そうした温度分布下にいる使用者は、周囲の空間空気温度が快適であるために、不快に感じないにも関わらず、空調能力を増す運転を行うため、かえって冷やし過ぎ（暖房運転時には暑過ぎ）になり、不快感を与えてしまう可能性があるという問題や、無駄に電力を消費することになり、省エネに反するという問題があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、無駄に消費電力を浪費することもなく、表示される設定温度と空気温度との乖離を解消することができる空気調和機を提供するものである。

本発明に係る空気調和機は、吸引した空気を調和するための冷凍サイクル手段と、人体の位置を検出する人体位置検出手段と、床の温度を検出する床温度検出手段と、空気の温度を検出する空気温度検出手段と、調和される空気の温度を設定する操作部と、前記空気温度検出手段が検出した温度を表示する検出温度表示部および前記操作部において設定された温度である設定温度を表示する設定温度表示部を具備する表示部と、を備え、前記人体位置検出手段は、前記床を複数の区画に分割した区画のうちの何れの区画に人体が位置しているかを検出し、前記床温度検出手段によって検出された前記人体が位置している区画の床温度（Ｔｆ）と、前記空気温度検出手段が検知した空気温度（Ｔａ）とから、次式によって定まる快適度（Ｘ）を求め、
Ｘ＝Ｔａ×α＋Ｔｆ×β、ここで、０≦α≦１、０≦β≦１、α＋β＝１
前記操作部において設定された温度（Ｔｓ）が前記快適度（Ｘ）以下（Ｔｓ≦Ｘ）の場合、前記検出温度表示部に前記設定された温度（Ｔｓ）を表示し、前記設定された温度（Ｔｓ）が前記快適度（Ｘ）を超える（Ｔｓ＞Ｘ）場合、前記検出温度表示部に前記空気温度（Ｔａ）を表示することを特徴とする。

この発明の空気調和機は、人体が位置している区画の床温度（Ｔｆ）と、空気温度検出手段が検知した空気温度（Ｔａ）とから、快適度（Ｘ）を求め、操作部において設定された温度（Ｔｓ）が快適度（Ｘ）以下（Ｔｓ≦Ｘ）の場合、検出温度表示部に設定された温度（Ｔｓ）を表示するから、無駄に消費電力を浪費することもなく、かつ、使用者の快適性を両立させたままに、表示される設定された温度（Ｔｓ）と空気温度（Ｔａ）との乖離を解消することができるため、使用者の機器に対する不信感を取り除くことができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の冷凍サイクル系統を示す構成図。本発明の実施の形態１に係る空気調和機の温度表示部を示す正面図。本発明の実施の形態１に係る空気調和機の制御の流れを示すフローチャート。

［実施の形態１：空気調和機］
図１〜図３は本発明の実施の形態１に係る空気調和機を説明するものであって、図１は冷凍サイクル系統を示す構成図、図２は温度表示部を示す正面図、図３は制御の流れを示すフローチャートである。なお、図２は模式的に描いたものであって、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

（室内機）
図１において、空気調和機１０は、被調和室に取り付けられた室内機１と、被調和室の外に設置された室外機２と、これらに図示しない通信手段（有線または無線）によって接続された操作部Ｚと、を有している。
冷凍サイクル系統は、室内熱交換器１２と、室外機２側に配置された圧縮機２３、アキュームレータ２４、四方弁２６、室外熱交換器２２及び電動式膨張弁２５とから形成され、冷凍サイクルを構成する。
室内機１は、室内の空気温度を検出する空気温度検出手段（図示しない）と、室内に居る人体の位置を検出する人体位置検出手段（図示しない）と、床の温度を検出する床温度検出手段（図示しない）と、後記するように設定温度に室内の空気温度が近づくように制御する制御部（図示しない）とを備える。
なお、制御部の全部または一部が室外機２または操作部Ｚに設置される場合がある。また、空気温度検出手段、人体位置検出手段、および床温度検出手段は、室内機１と離して設置してもよい。

（操作部）
図２において、操作部Ｚには、空気調和機をオン／オフ（起動または停止）するための運転スイッチＢ１と、部屋の目標温度を設定する設定温度降温ボタンＢ２および設定温度昇温ボタンＢ３、風速を設定する風速ボタンＣ、運転モードを設定するモードボタンＤ、および表示部Ｚ１が設けられている。
表示部Ｚ１には、空気温度検出手段が検出した空気温度（Ｔａ）を表示する検出温度表示部Ｚ２と、設定された温度（Ｔｓ、以下、「設定温度」と称す）を表示する設定温度表示部Ｚ３が設けられている。
検出温度表示部Ｚ２には検出した空気温度（Ｔａ）を少数点以下四捨五入して表示される。

そして、操作部Ｚにおけるスイッチやボタン類の操作によって入力された信号や、前記検出手段によって検出された情報を示す信号は、制御部に随時送信される。
このような制御において、基本的には、空気温度（Ｔａ）が設定温度（Ｔｓ）に近づくように空調運転を行うが、例えば、空調対象空間が空調機能力に対して広く、能力不足に陥ったときなど、冷房時において設定温度（Ｔｓ）に対して空気温度（Ｔａ）が高いまま、空調運転が安定してしまう場合がある。その際、使用者は、設定温度表示部Ｚ３に表示された設定温度（Ｔｓ）と検出温度表示部Ｚ２に表示された空気温度（Ｔａ）との間に乖離があると、空気調和機１０に対して不信感を抱く可能性がある。

（表示補正）
そこで、空気調和機１０では、以下に示す「使用者快適度判断要領」により、設定温度（Ｔｓ）と実際に検出された空気温度（Ｔａ）との間に乖離があっても、使用者は快適であると判断した場合に、検出温度表示部Ｚ２に表示される空気温度を、実際に検出された空気温度（Ｔａ）に代えて、設定温度（Ｔｓ）を表示する（以下、「表示補正」と称す）。このとき、空気調和機１０の冷凍サイクル系統は、実際に検出した空気温度（Ｔａ）に対して運転される。
例えば、設定温度（Ｔｓ）２５℃のときに、空気温度（Ｔａ）２４℃において使用者は快適であると判断した場合、検出温度表示部Ｚ２および設定温度表示部Ｚ３の両方に、２５℃が表示される。

（使用者快適度判断要領）
人体位置検出手段は、人体が感じる体感温度としては、実際の空気温度、空気湿度に合わせて、周囲の物体による輻射熱も大きく影響することから、以下の式による快適度（Ｘ）を規定している。
すなわち、人体位置検出手段によって床を複数の区画に分割した区画（例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ区画）のうちの何れの区画（例えば、Ａ区画）に人体が位置しているかを検出し、床温度検出手段によって検出された人体が位置している区画（例えば、Ａ区画）の床温度（Ｔｆ）と、空気温度検出手段が検知した空気温度（Ｔａ）とから、次式によって定まる快適度（Ｘ）を求める。
Ｘ＝Ｔａ×α＋Ｔｆ×β
ここで、０≦α≦１
０≦β≦１
α＋β＝１
そして、操作部Ｚにおいて設定された設定温度（Ｔｓ）が快適度（Ｘ）以下（Ｔｓ≦Ｘ）の場合、検出温度表示部Ｚ２に設定温度表示部Ｚ３の両方に設定温度（Ｔｓ）を表示する「表示補正」を行う。
一方、設定温度（Ｔｓ）が快適度（Ｘ）を超える（Ｔｓ＞Ｘ）場合、検出温度表示部Ｚ２に空気温度（Ｔａ）を表示し、設定温度表示部Ｚ３に設定温度（Ｔｓ≠Ｔａ）を表示するから、表示補正を行わない。
なお、係数α、βは、人体の快適度を推し量る際に用いるパラメータの重り付けであり、実験により各空気調和機に合わせて、その値を定める。

すなわち、例えば「α＝β＝０．５」とし、設定温度Ｔｓ＝２５℃、空気温度Ｔａ＝２４℃、床温度Ｔｆ＝２６℃、の場合、快適度Ｘは「Ｘ＝２４×０．５＋２６×０．５＝２５」となり、設定温度Ｔｓに等しくなる。すなわち、「設定温度Ｔｓ≦快適度Ｘ」を満足するから、表示補正を行い、検出温度表示部Ｚ２および設定温度表示部Ｚ３の両方に、２５℃が表示される。
一方、例えば「α＝β＝０．５」とし、設定温度Ｔｓ＝２５℃、空気温度Ｔａ＝２４℃、床温度Ｔｆ＝２４℃、の場合、快適度Ｘは「Ｘ＝２４×０．５＋２４×０．５＝２４」となり、設定温度Ｔｓよりも低い値になる。すなわち、「設定温度Ｔｓ≦快適度Ｘ」を満足しないから、表示補正を行なわないで、検出温度表示部Ｚ２には２４℃が、設定温度表示部Ｚ３には２５℃が、それぞれ表示される。

（制御フロー）
以下、図３に沿って、本発明の制御の流れを暖房運転を例にして説明する。なお、各ステップ（工程）を「Ｓ」と略記する。
Ｓ１において、操作部Ｚの運転スイッチＢ１を押す（ＯＮ）ことにより、暖房運転を開始する。
Ｓ２において、通常の空調運転（暖房運転）として、検出した空気温度（Ｔａ）を設定温度（Ｔｓ）に近づけるように圧縮機２３の運転周波数（電動式膨張弁２５の開度を変更する場合もある）を制御する。つまり、検出した空気温度（Ｔａ）が設定温度（Ｔｓ）から離れているほど、圧縮機２３の運転周波数を大きくし、暖房能力を大きくし、または、検出した空気温度（Ｔａ）が設定温度（Ｔｓ）に近いほど、圧縮機２３の運転周波数を小さくして、暖房能力を小さくする。
この間、操作部Ｚの表示部Ｚ１内では、検出した空気温度（Ｔａ）を、検出温度表示部Ｚ２に表示し、設定温度（Ｔｓ）を設定温度表示部Ｚ３に表示している。
なお、設定温度（Ｔｓ、設定温度表示部Ｚ３に表示される）は、設定温度昇温ボタンＢ３または設定温度降温ボタンＢ２により、使用者によって自在に設定され、表示が変えられる。

Ｓ３において、通常の室温制御によって空調運転が安定しているか否かを判断する。すなわち、使用者の快適性を推測する際に、例えば、空調運転開始直後などの温度の変化幅が大きいときは表示補正をしないためである。
そのため、６０分間に渡って空気温度検出手段が検出した空気温度（Ｔａ）の最大値と最小値との差である「変化幅」が１．０℃未満である場合には、安定していると判断してＳ４へ進み、反対に、「変化幅」が１．０℃超えである場合には、不安定であると判断してＳ８へ移る。

Ｓ４において、設定温度（Ｔｓ）と空気温度検出手段が検出した空気温度（Ｔａ）との間に乖離があるか否かを判断する。ここで、前記乖離が１℃以上の場合は表示補正を行わないためである。
一方、前記乖離が１℃未満であればＳ５へ進み、一方、乖離が１℃以上であればＳ８へ移る。
Ｓ５において、人体位置検出手段により、空気調和機１０の付近に人が居るか否かの判断を行う。付近に人が居なければ、快適性を判断するまでもなく、不快に感じる人が居ないからである。人が居ればＳ６へ、居なければＳ７へ移る。

Ｓ６において、室内の空気調和機１０から離れた位置に居ると判断された人が不快であるか否かの判断を行う。
人体位置検出手段によって人の居る場所（例えば、床面を複数の区画に分割し、人が居る区画）を特定し、床温度検出手段を用いて、特定された人が居る場所の床温度を検出する。
そして、使用者快適度判断要領に基づいて快適度（Ｘ）を求め、快適度（Ｘ）と設定温度（Ｔｓ）とを比較し、快適であると判断された場合（Ｔｓ≦Ｘ）には、Ｓ７に進んで表示補正をする。一方、不快であると判断された場合（Ｔｓ＞Ｘ）には、Ｓ８に進んで表示補正をしない（既に、表示補正がされている場合は、表示補正を解除する）。

Ｓ７において、補正表示をする。そして、Ｓ２に進み、通常の室温制御を継続する。
Ｓ８において、表示補正がされている場合は、表示補正を解除し、表示補正がされていない場合は、そのまま表示補正をしないで、Ｓ２に進み、通常の室温制御を継続する。

１室内機、２室外機、１０空気調和機、１１室内送風機、１２室内熱交換器、２１室外送風機、２２室外熱交換器、２３圧縮機、２４アキュームレータ、２５電動式膨張弁、２６四方弁、Ｂ１運転スイッチ、Ｂ２設定温度降温ボタン、Ｂ３設定温度昇温ボタン、Ｃ風速ボタン、Ｄモードボタン、Ｔａ空気温度、Ｔｆ床温度、Ｔｓ設定温度、Ｘ快適度、Ｚ操作部、Ｚ１表示部、Ｚ２検出温度表示部、Ｚ３設定温度表示部。

Claims

吸引した空気を調和するための冷凍サイクル手段と、
人体の位置を検出する人体位置検出手段と、
床の温度を検出する床温度検出手段と、
空気の温度を検出する空気温度検出手段と、
調和される空気の温度を設定する操作部と、
前記空気温度検出手段が検出した温度を表示する検出温度表示部および前記操作部において設定された温度である設定温度を表示する設定温度表示部を具備する表示部と、
を備え、
前記人体位置検出手段は、前記床を複数の区画に分割した区画のうちの何れの区画に人体が位置しているかを検出し、前記床温度検出手段によって検出された前記人体が位置している区画の床温度（Ｔｆ）と、前記空気温度検出手段が検知した空気温度（Ｔａ）とから、次式によって定まる快適度（Ｘ）を求め、
Ｘ＝Ｔａ×α＋Ｔｆ×β
ここで、０≦α≦１
０≦β≦１
α＋β＝１
前記操作部において設定された温度（Ｔｓ）が前記快適度（Ｘ）以下（Ｔｓ≦Ｘ）の場合、前記検出温度表示部に前記設定された温度（Ｔｓ）を表示し、
前記設定された温度（Ｔｓ）が前記快適度（Ｘ）を超える（Ｔｓ＞Ｘ）場合、前記検出温度表示部に前記空気温度（Ｔａ）を表示することを特徴とする空気調和機。
前記αおよび前記βが、それぞれ０．５（α＝０．５、β＝０．５）であることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。