JP2013142523A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】最適な省エネルギー運転を実現することができる空気調和機を提供する。
【解決手段】圧縮機４２、室外熱交換器４４、絞り装置４１、及び室内熱交換器３１が冷媒配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路と、入力された現在在室している人数及び入力された目標となる室内温度に基づいて、冷媒回路の空調能力を制御する空調制御装置５１とを備え、空調制御装置５１は、冷媒回路の空調能力が最大値を示すときの空調能力値に基づいて定められた許容可能な在室人数を求め、現在在室している人数と、許容可能な在室人数とに基づいて、在室率を求め、在室率に基づいて目標となる温度補正量を求め、温度補正量に基づいて、目標となる室内温度を補正し、補正した室内温度に基づいて、冷媒回路の空調能力を制御するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に関する。

従来、空気調和機には、人体特性情報、例えば、在室者の年齢、性別、人数、及び体感傾向の４項目が入力されていた。その後、空気調和機は、入力された人体特性に基づいて在室者の代謝量を算出し、算出した代謝量に基づいて室内設定温度を補正していた。そして、空気調和機は、補正された室内設定温度に基づいて空調能力を制御していた（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、空気調和機は、空調エリア内の在場人数を、空調エリア内に在席可能な総人数で除することにより負荷率を求め、この負荷率の変化率に基づいて、室外機容量を空調能力が低くなるように設定していた（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−２６４６０８号公報（請求項１〜３） 特開２０１０−０３８３７５号公報（段落［００２０］〜［００３８］）

上記で説明したように、従来の空気調和機（特許文献１）は、人体特性情報が入力されなければならなかった。そのため、空気調和機は、人体特性情報の各項目の内容を記憶しておいた上で、部屋を利用する人毎に毎回その各項目を計算しなければならず、コストのかかるものとなっていた。

また、従来の空気調和機（特許文献２）は、空調エリア内に自席がある人の人数を分母として負荷率を算出していた。そのため、空気調和機は、空調能力値そのものとは相関関係のない値として負荷率が求められていた。よって、そのような負荷率に対して、室外機容量の関連付けをしたとしても、負荷率そのものが空調能力値と何も相関関係を持っていなかったため、最適な状態で省エネルギー運転を実現することができなかった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、低コストでありつつも、最適な状態で省エネルギー運転を実現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ものである。

本発明の空気調和機は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張手段、及び利用側熱交換器が冷媒配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路と、入力された現在在室している人数及び入力された目標となる室内温度に基づいて、前記冷媒回路の空調能力を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記冷媒回路に基づいて設定され、該冷媒回路の空調能力が最大値を示すときの空調能力値に基づいて定められた許容可能な在室人数を求め、前記許容可能な在室人数と、前記現在在室している人数とに基づいて、在室率を求め、前記在室率に基づいて目標となる温度補正量を求め、前記温度補正量に基づいて、前記目標となる室内温度を補正し、補正した室内温度に基づいて、前記冷媒回路の空調能力を制御するものである。

本発明は、空調能力値と相関関係のある想定最大在人数を分母として在室率を求めることにより、低コストでありつつも、最適な状態で省エネルギー運転を実現することができるという効果を有する。

本発明の実施の形態１における空気調和機１を概略的に示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１におけるリモートコントローラ１３の外観の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における空調制御装置５１の機能の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における空気調和機１の空調能力値Ｑｎと、想定最大在人数αｎとの相関関係の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における在室率Ｂの大きさと、室内の目標温度に加える温度補正の値γｎ，ｊとの相関関係の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における空気調和機１の停止状態と、運転状態と、パラメータ入力状態との間の状態遷移の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるリモートコントローラ１３、空調制御装置５１、及び温度検知手段３４の各々の動作とその関係を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１における運転状態を基にした室内の実目標温度決定処理の詳細を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機１を概略的に示す冷媒回路図である。図１に示すように、空気調和機１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、図示しない屋内の冷暖房に使用される装置であり、室内機１１と、室外機１２とを備える。

まず、室内機１１について説明する。
室内機１１は、屋内の天井に埋め込まれたり、吊り下げられたりすることで設置されるものである。また、室内機１１は、屋内の壁面に壁掛けされることにより設置されるものでもある。
室内機１１は、ガス接続配管２１及び液接続配管２２を介して室外機１２に接続されて冷媒回路の一部を構成している。
室内機１１は、利用側熱交換器として機能する室内熱交換器３１と、室内ファン３２とを有する。

室内熱交換器３１は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能することで室内の空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能することで室内の空気を加熱するものであり、例えば、伝熱管と多数のフィンとから構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器から構成されている。

室内ファン３２は、室内機１１内に室内空気を吸入し、室内熱交換器３１により、吸入した室内空気と冷媒との間で熱交換した空気を供給空気として室内に供給する機能を有するものである。室内ファン３２は、室内熱交換器３１に付設され、室内熱交換器３１に供給する空気の流量を可変することが可能なファン、例えば、ＤＣファンモータから構成される室内ファン駆動部３３によって駆動される遠心ファンや多翼ファン等から構成されている。

室内機１１の室内空気の吸入口側に、室内機１１内に流入する室内空気の温度を検知する温度検知手段３４が設けられている。温度検知手段３４は、例えば、サーミスタ等により構成されるものである。
温度検知手段３４は、所定の周期で室内空気の温度を検知後、検知結果を空調制御装置５１に送信するものである。

なお、温度検知手段３４は、室内機１１の室内空気の吹出口側に設けられ、室内機１１内から吐出する室内空気の温度を検知するようにしてもよい。
また、室内熱交換器３１の近傍に、気液二相状態の冷媒の温度を検知するセンサが設置されていてもよい。
また、室内熱交換器３１の液側に、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度を検知するセンサが設けられていてもよい。

なお、室内ファン３２は、上述したセンサの検知値に応じて空調制御装置５１（詳細については後述する）によって制御されている。

次に、室外機１２について説明する。
室外機１２は、屋外に設置されるものであり、ガス接続配管２１及び液接続配管２２を介して室内機１１に接続されて冷媒回路の一部を構成している。
室外機１２は、絞り装置４１と、圧縮機４２と、四方弁４３と、熱源側熱交換器として機能する室外熱交換器４４とを有し、冷媒配管を介して接続されている。

絞り装置４１は、高圧状態の冷媒を減圧して低圧状態にするものであり、例えば、開度が可変に制御可能な電子式膨張弁等で構成されている。
なお、「絞り装置４１」は、本発明における「膨張手段」に相当する。

圧縮機４２は、運転容量を可変にすることが可能なものであり、例えば、インバータにより運転周波数が制御されるＤＣブラシレスモータ（図示せず）等によって駆動される容積式圧縮機から構成されている。
また、圧縮機４２は、空調制御装置５１により制御され、例えば、室内熱交換器３１に設置されたセンサで検知された温度と、リモートコントローラ１３（詳細については後述する）の設定温度との偏差に応じて制御される。
また、圧縮機４２には、吐出側に吐出された冷媒の温度を検知するセンサが設けられていてもよい。
また、圧縮機４２には、吸入側に吸入された冷媒の温度を検知するセンサが設けられていてもよい。
また、圧縮機４２には、吐出側に吐出された冷媒の圧力を検知するセンサが設けられていてもよい。
また、圧縮機４２には、吸入側に吸入された冷媒の圧力を検知するセンサが設けられていてもよい。
また、圧縮機４２には、筐体の表面温度を検知するセンサが設けられていてもよい。

四方弁４３は、冷媒流路を切り換える機能を有するものであり、冷房運転や暖房運転に応じて冷媒の流れの方向を切り換える弁で構成されている。

四方弁４３は、冷房運転時には、図１の四方弁４３内部の実線で示すように、圧縮機４２の吐出側と室外熱交換器４４のガス側とを接続するとともに、圧縮機４２の吸入側とガス接続配管２１側とを接続する。
これにより、四方弁４３は、室外熱交換器４４を圧縮機４２において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ室内熱交換器３１を室外熱交換器４４において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させている。

また、四方弁４３は、暖房運転時には、図１の四方弁４３内部の破線で示すように、圧縮機４２の吐出側とガス接続配管２１側とを接続するとともに、圧縮機４２の吸入側と室外熱交換器４４のガス側とを接続する。
これにより、四方弁４３は、室内熱交換器３１を圧縮機４２において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ室外熱交換器４４を室内熱交換器３１において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させている。

室外熱交換器４４は、冷媒運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能するものであり、例えば、伝熱管と多数のフィンとにより形成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器から構成されている。
また、室外熱交換器４４は、室外熱交換器４４のガス側が冷媒配管を介して四方弁４３に接続され、室外熱交換器４４の液側が冷媒配管を介して絞り装置４１に接続されている。

また、室外熱交換器４４の近傍には、室外ファン４５が付設されている。室外ファン４５は、室外機１２内に室外空気を吸入し、室外熱交換器４４により、室外空気と冷媒との間で熱交換した空気を室外に排出する機能を有するものであり、室外熱交換器４４に供給する空気の流量を可変することが可能なファン、例えば、ＤＣファンモータから構成される室外ファン駆動部４６によって駆動される遠心ファンや多翼ファン等から構成されている。

また、室外機１２には、室外熱交換器４４の近傍に、気液二相状態の冷媒の温度を検知するセンサ、例えば、サーミスタが設置されていてもよく、このサーミスタにより、冷房運転時には室外熱交換器４４を流れる冷媒の凝縮温度が検知され、暖房運転時には室外熱交換器４４を流れる冷媒の蒸発温度が検知されてもよい。
また、室外熱交換器４４の液側に、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度を検知する液側温度センサが設けられていてもよい。
また、室外機１２の室外空気の吸入口側に、室外機１２内に流入する室外空気の温度を検知する室外温度センサが設けられていてもよい。

空調制御装置５１は、空気調和機１全体を統括制御するものであり、例えば、マイクロプロセッサユニット等で構成されるものである。
なお、空調制御装置５１の構成については、これに限定するものではない。例えば、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよい。
また、空調制御装置５１はプログラムモジュールであって、図示しないＣＰＵ等からの指令により、実行されるものであってもよい。
また、空調制御装置５１は、演算部６１（詳細については後述する）を有し、演算部６１に各種演算を実行させている。また、空調制御装置５１は、記憶部６２（詳細については後述する）を有し、記憶部６２に演算結果や各種センサによる検知結果や後述する各種相関関係のデータ等を記憶させている。
また、空調制御装置５１は、例えば、室外機１２の電気品箱（図示せず）内にあるプリント配線基板等で形成された制御基板上に構成されるものである。

具体的には、圧縮機４２、四方弁４３、室外ファン４５、室内ファン３２、及び絞り装置４１は、上述したセンサの検知値に応じて空調制御装置５１によって制御されている。
より具体的には、空調制御装置５１は、温度検知手段３４から検知される室内空気の温度及びリモートコントローラ１３に入力されるデータに基づいて、絞り装置４１の開度、四方弁４３の向き、圧縮機４２の回転数、室外ファン４５の回転数、及び室内ファン３２の回転数等を決定する。
このようにすることで、空気調和機１は、空気調和機１の設計者が最適として設計した室内空気の温度となるように空調能力を制御する。

図２は、本発明の実施の形態１におけるリモートコントローラ１３の外観の一例を示す図である。図２に示すように、リモートコントローラ１３は、表示部７１及び操作部７２等を備えている。

表示部７１は、空気調和機１の運転状態等を表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイで形成される。
表示部７１は、運転状態として、例えば、冷房や暖房等の運転モード及び設定温度等を表示する。
なお、上記で説明した表示部７１は、一例を示すものであり、これに限定するものではない。例えば、ＬＥＤランプ、７セグメントディスプレイ、ドットマトリックスディスプレイ、及びタッチパネル機能付き液晶ディスプレイ等の表示形態であってもよい。

操作部７２は、ユーザー等によって入力されることで、空調制御装置５１に入力結果のデータ等を送信するものであり、例えば、押しボタン等で構成されている。
具体的には、操作部７２は、運転入切ボタン７２ａ、運転切替ボタン７２ｂ、室内温度調整ボタン７２ｃ、室内温度調整ボタン７２ｄ、在室人数入力ボタン７２ｅ、及び在室人数入力ボタン７２ｆ等の各種ボタンの集合体である。

運転入切ボタン７２ａは、ユーザー等によって押下されることで、リモートコントローラ１３から空気調和機１に、運転開始命令や運転停止命令が送信されるものである。
例えば、後述するように、空気調和機１が停止中のとき、運転入切ボタン７２ａがユーザー等によって押下されると、空気調和機１は停止状態から運転状態に移行する。すなわち、空気調和機１は起動する。
また、空気調和機１が運転中のとき、運転入切ボタン７２ａがユーザー等によって押下されると、空気調和機１は運転状態から停止状態に移行する。すなわち、空気調和機１は停止する。

運転切替ボタン７２ｂは、ユーザー等によって押下されることで、リモートコントローラ１３から空気調和機１に、冷房、暖房、ドライ、及び送風等の指令が送信されるものである。これにより、冷暖房、ドライ、あるいは送風といったような運転モードを設定することができる。

室内温度調整ボタン７２ｃは、ユーザー等によって押下されることで、室内温度が設定されるものである。室内温度調整ボタン７２ｃは、押下されるとき、室内温度の設定と同時に、リモートコントローラ１３から空気調和機１に、設定された室内温度が送信される。
ここで、図２においては、室内温度調整ボタン７２ｃは、ユーザー等によって一回押下されるごとに、所定の間隔、例えば、−１（℃）ずつ室内温度が設定されるように構成されているが、これに限定するものではない。例えば、所定の間隔として−１．５（℃）ずつ、あるいは、−０．５（℃）ずつ等のように、さまざまな間隔を設けていてもよい。
また、ここでは、室内温度調整ボタン７２ｃの表面側には摂氏表示で記載されているが、華氏表示であってもよく、絶対温度表示であってもよい。

室内温度調整ボタン７２ｄは、ユーザー等によって押下されることで、室内温度が設定されるものである。室内温度調整ボタン７２ｄは、押下されるとき、室内温度の設定と同時に、リモートコントローラ１３から空気調和機１に、設定された室内温度が送信される。
ここで、図２においては、室内温度調整ボタン７２ｄは、ユーザー等によって一回押下されるごとに、所定の間隔、例えば、＋１（℃）ずつ室内温度が設定されるように構成されているが、これに限定するものではない。例えば、所定の間隔として＋１．５（℃）ずつ、あるいは、＋０．５（℃）ずつ等のように、さまざまな間隔を設けていてもよい。
また、ここでは、室内温度調整ボタン７２ｄの表面側には摂氏表示で記載されているが、華氏表示であってもよく、絶対温度表示であってもよい。

なお、室内温度調整ボタン７２ｃと室内温度調整ボタン７２ｄとの機能が逆のものであってもよい。
このように、室内温度調整ボタン７２ｃと室内温度調整ボタン７２ｄとにより、目標室内温度Ｔを設定することができる。
なお、「室内温度調整ボタン７２ｃ」と「室内温度調整ボタン７２ｄ」は、本発明における「第２操作部」に相当する。

在室人数入力ボタン７２ｅは、ユーザー等によって押下されることで、在室人数が設定されるものである。在室人数入力ボタン７２ｅは、押下されるとき、在室人数の設定と同時に、リモートコントローラ１３から空気調和機１に、設定された在室人数が送信される。
ここで、図２においては、在室人数入力ボタン７２ｅは、ユーザー等によって一回押下されるごとに、所定の間隔、例えば、−１人ずつ在室人数が設定されるように構成されているが、これに限定するものではない。例えば、所定の間隔として−２人ずつ、あるいは、−３人ずつ等のように、さまざまな間隔を設けていてもよい。

在室人数入力ボタン７２ｆは、ユーザー等によって押下されることで、在室人数が設定されるものである。在室人数入力ボタン７２ｆは、押下されるとき、在室人数の設定と同時に、リモートコントローラ１３から空気調和機１に、設定された在室人数が送信される。
ここで、図２においては、在室人数入力ボタン７２ｆは、ユーザー等によって一回押下されるごとに、所定の間隔、例えば、＋１人ずつ在室人数が設定されるように構成されているが、これに限定するものではない。例えば、所定の間隔として＋２人ずつ、あるいは、＋３人ずつ等のように、さまざまな間隔を設けていてもよい。

なお、在室人数入力ボタン７２ｅと在室人数入力ボタン７２ｆとの機能が逆のものであってもよい。
このように、在室人数入力ボタン７２ｅと在室人数入力ボタン７２ｆとにより、在室人数Ａを設定することができる。
なお、「在室人数入力ボタン７２ｅ」と「在室人数入力ボタン７２ｆ」は、本発明における「第１操作部」に相当する。

なお、上記で説明した操作部７２は、一例を示すものであり、これに限定するものではない。例えば、トグルスイッチ、スライドスイッチ、及びタッチパネル等の入力形態であってもよい。

なお、在室人数入力ボタン７２ｅはなくてもよい。例えば、室内温度調整ボタン７２ｃに在室人数入力ボタン７２ｅの機能を代用させてもよい。具体的には、室内温度調整ボタン７２ｃが長押しされた後、室内温度調整ボタン７２ｃに在室人数を入力する機能を持たせ、再び長押しされた後、その機能が解除されるようにしてもよい。

また、同様に、在室人数入力ボタン７２ｆはなくてもよい。例えば、室内温度調整ボタン７２ｄに在室人数入力ボタン７２ｆの機能を代用させてもよい。具体的には、室内温度調整ボタン７２ｄが長押しされた後、室内温度調整ボタン７２ｄに在室人数を入力する機能を持たせ、再び長押しされた後、その機能が解除されるようにしてもよい。

なお、上記の説明においては、温度調整の機能をもつボタンと人数入力の機能をもつボタンのみについて説明したが、リモートコントローラ１３の入力インターフェースは、これに限定するものではない。例えば、室内機１１から吹き出す空気の方向設定、室内機１１から吹き出す空気の流速設定、及び空気調和機１が運転停止するまでの時間設定等を行う機能を有するボタン等があってもよい。

図３は、本発明の実施の形態１における空調制御装置５１の機能の構成を示すブロック図である。図３に示すように、演算部６１には、入力データとして、例えば、在室人数Ａ、各種パラメータ、及び目標室内温度Ｔ等が入力され、所定の演算後、出力データとして、例えば、実目標温度Ｔ’が求められるものである。
演算部６１は、例えば、第１演算部６１ａ、第２演算部６１ｂ、第３演算部６１ｃ、第４演算部６１ｄ、及び第５演算部６１ｅ等から構成されている。

ここで、在室人数Ａは、上記で説明したように、リモートコントローラ１３から入力されるものである。また、各種パラメータは、据付業者等により予め制御基板に設定されたものである。また、目標室内温度Ｔは、上記で説明したように、リモートコントローラ１３から入力されるものである。
なお、在室人数Ａ及び目標室内温度Ｔは、空気調和機１の運転開始時に空調制御装置５１に予め設定されているものでもよい。

第１演算部６１ａは、空調能力値Ｑｎを求めるものであり、各種パラメータが供給されると、所定の処理を実行後、空調能力値Ｑｎを出力し、出力した空調能力値Ｑｎを第２演算部６１ｂに供給する。
ここで、空調能力値Ｑｎとは、空気調和機１が室内に与えようとする熱量の大きさ、または、室内から奪おうとする熱量の大きさを示す度合いを意味するものとする。
なお、空調能力値Ｑｎは、空気調和機１が室内に与えようとする熱量の大きさ、または、室内から奪おうとする熱量の大きさを示す値であれば、その値の実装方法については特に限定しない。例えば、所定の条件が設定された室内において、冷房運転が行われた際、室内熱交換器３１が室内から奪う熱量で表されていてもよく、あるいは、所定の条件が設定された室内において、暖房運転が行われた際、室内熱交換器３１が室内に放出する熱量で表されていてもよい。
また、空調能力値Ｑｎの「ｎ」とは、空調能力値Ｑｎが複数設定されていることを意味するものであり、空調能力値のパターン数のことである。

第１演算部６１ａは、具体的には、据付業者等によって、空気調和機１が設置される際に設定された空調能力値Ｑｎを読み出し、その読み出した空調能力値Ｑｎを第２演算部６１ｂに供給するものである。
ここで、空調能力値Ｑｎの設定について説明する。空気調和機１の空調能力は、室内機１１と室外機１２との組み合わせにより決定されるものである。例えば、同じ仕様の室外機１２であっても、室内機１１を１台つないだ場合と、室内機１１を複数台、例えば、３台つないだ場合とでは、空気調和機１全体での空調能力値Ｑｎは異なるものとなる。そのため、据付業者は、空気調和機１を設置する際に、室外機１２の電気品箱内に収納されている制御基板の各種スイッチを調整して、設置した空気調和機１に該当する空調能力値Ｑｎを設定する。第１演算部６１ａが読み出す空調能力値Ｑｎとは、このときに設定された空調能力値Ｑｎのことである。そのため、空調能力値Ｑｎとは、空気調和機１が室内に与えることができる最大の熱量、または室内から奪うことができる最大の熱量に応じた値となっている。

第２演算部６１ｂは、空調能力値Ｑｎが供給されたとき、空調能力値Ｑｎと想定最大在人数αｎとの相関関係に基づいて、想定最大在人数αｎを求めるものである。
ここで、想定最大在人数αｎとは、室内の在人数のうち、想定される最大の在人数を意味するものとする。
図４は、本発明の実施の形態１における空気調和機１の空調能力値Ｑｎと、想定最大在人数αｎとの相関関係の一例を示す図である。図４に示すように、空調能力値Ｑｎと想定最大在人数αｎとは、一対一の対応関係が形成されている。つまり、空調能力値Ｑｎが選択されると、それに対応した想定最大在人数αｎが選択されることになる。
換言すれば、空調能力値Ｑｎと、想定最大在人数αｎとは写像関係にある。

具体的には、空調能力値がＱ１の場合、想定最大在人数はα１となり、空調能力値がＱ２の場合、想定最大在人数はα２となり、空調能力値がＱ３の場合、想定最大在人数はα３となる。空調能力値がＱ４以降の場合については、説明を省略する。

図３の説明に戻る。図３に示すように、第２演算部６１ｂは、空調能力値Ｑｎから、所定の写像関係に基づいて、想定最大在人数αｎを演算し、その演算結果を第３演算部６１ｃに供給している。
すなわち、想定最大在人数αｎとは、空気調和機１の設計者側で想定したものであり、空調能力値Ｑｎのときに、空気調和機１が最適に空調運転を行える限度の人数のことである。したがって、想定最大在人数αｎは、特定の部屋の構造や人の特性に依存された値ではなく、据付時の空気調和機１の空調能力値Ｑｎを考慮した値となっている。
なお、図４に示す相関関係は、例えば、記憶部６２に格納されている。
また、図４に示す空調能力値Ｑｎのうち、どの空調能力値Ｑｎが選択されるかは、本実施の形態１を実装するシステムによって決まるものである。ここで一覧表としていろいろな場合の空調能力値Ｑｎを設けたのは、制御基板は全システムで共通であるからである。このようにすることで、現地で、据付業者等が据付時に設定することができる。

第３演算部６１ｃは、在室人数Ａと、想定最大在人数αｎとに基づいて、在室率Ｂを求めるものである。
ここで、在室人数Ａとは、空気調和機１が熱を与えようとする室内、又は熱を奪おうとする室内に在室している人数を意味することとする。
在室率Ｂの計算は、次の式（１）により求めることができる。

Ｂ＝Ａ／αｎ （１）

なお、在室人数Ａは必ず０以上の数となり、負数になることはない。よって、在室率Ｂは必ず０以上の値となる。
また、在室人数Ａが、空気調和機１の設計者の意図と異なり、αｎよりも大きくなった場合、在室率Ｂは、計算上は１より大きくなる。この場合のように、演算した結果の在室率Ｂが１より大きいときには、空調制御装置５１は、演算した在室率Ｂの値をＢ＝１と補正する。
上記のような演算の後、第３演算部６１ｃは、演算結果の在室率Ｂを第４演算部６１ｄに供給する。

第４演算部６１ｄは、在室率Ｂが供給されたとき、在室率Ｂと目標温度補正量γｎ，ｊとの相関関係に基づいて、目標温度補正量γｎ，ｊを求めるものである。
図５は、本発明の実施の形態１における在室率Ｂの大きさと、室内の目標温度に加える温度補正の値γｎ，ｊとの相関関係の一例を示す図である。図５に示すように、在室率Ｂの大きさは、所定の間隔でｊ個のレベル分けがなされている。例えば、１個目のレベルとして、在室率Ｂは、０以上かつβｎ，１以下の範囲に設定されている。２個目のレベルとして、在室率Ｂは、βｎ，１以上かつβｎ，２以下の範囲に設定されている。３個目のレベルとして、在室率Ｂは、βｎ，２以上かつβｎ，３以下の範囲に設定されている。ｊ個目のレベルとして、在室率Ｂは、βｎ，ｊ−１以上かつ１以下の範囲に設定されている。なお、４個目のレベルからｊ−１個目のレベルについては、説明を省略する。

そして、このように設定されている各々の在室率Ｂに対して、目標温度補正量がそれぞれ対応して設定されている。
具体的には、０以上かつβｎ，１以下の範囲のとき、γｎ，１が設定され、βｎ，１以上かつβｎ，２以下のとき、γｎ，２が設定され、βｎ，２以上かつβｎ，３以下のとき、γｎ，３が設定され、βｎ，ｊ−１以上かつ１のとき、γｎ，ｊが設定されている。
ここで、各レベルの臨界の領域については、空気調和機１の運転状況に応じて、適宜、どちらのレベルに属するかを決めればよい。例えば、圧縮機４２にかかる負荷が軽くなりつつあるときには、在室率Ｂの属するレベルを小さい方としてもよい。このようにすることで、省エネルギー運転を実現させつつも、目標温度を漸近させていくことができる。また、例えば、圧縮機４２にかかる負荷が重いときには、在室率Ｂの属するレベルを大きい方としてもよい。このようにすることで、省エネルギー運転を実現させつつも、目標温度に早く到達させていくことができる。

また、在室率Ｂの大きさが求まると、それに対応した目標温度補正量γｎ，ｊが求まることになる。
換言すれば、在室率Ｂの大きさと、目標温度補正量γｎ，ｊとは写像関係にある。

図３の説明に戻る。図３に示すように、第４演算部６１ｄは、在室率Ｂから、上記で説明した所定の写像関係に基づいて、目標温度補正量γｎ，ｊを演算し、その演算結果を第５演算部６１ｅに供給している。
すなわち、目標温度補正量γｎ，ｊとは、在室率Ｂに基づいて求められたものであり、在室率Ｂは、式（１）に示すように、想定最大在人数αｎと在室人数Ａとを写像したものである。そして、想定最大在人数αｎとは、上記で説明したように、据付時の空気調和機１の空調能力値Ｑｎを考慮した値である。そのため、在室率Ｂも据付時の空気調和機１の空調能力値Ｑｎを考慮した値となり、それに基づいて対応付けられた目標温度補正量も同様である。
なお、図５に示す相関関係は、例えば、記憶部６２に格納されている。

第５演算部６１ｅは、目標室内温度Ｔと、目標温度補正量γｎ，ｊとに基づいて、実目標温度Ｔ’を求めるものである。

具体的には、実目標温度Ｔ’は、次に示す式（２）で表わされる。

Ｔ’＝Ｔ＋γｎ，ｊ （２）

すなわち、第５演算部６１ｅは、加算器の機能を有している。
このように、演算部６１は、在室人数Ａ、各種パラメータ、及び目標室内温度Ｔ等から、省エネルギー運転となる実目標温度Ｔ’を求めている。そして、空調制御装置５１は、このように求めた実目標温度Ｔ’に基づいて、絞り装置４１の開度、四方弁４３の向き、圧縮機４２の回転数、室外ファン４５の回転数、及び室内ファン３２の回転数等を決定する。
このようにすることで、空気調和機１は、空気調和機１の設計者が最適として設計した室内空気の温度となるように空調能力を制御する。

なお、本実施の形態１において、空調制御装置５１の各機能をハードウェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかは問わない。つまり、本実施の形態１の各ブロック図は、ハードウェアのブロック図と考えても、ソフトウェアによる機能ブロック図と考えてもよい。

図６は、本発明の実施の形態１における空気調和機１の停止状態と、運転状態と、パラメータ入力状態との間の状態遷移の一例を示す図である。
図６に示すように、空気調和機１は、停止状態８１にあるとき、図２に示す運転入切ボタン７２ａが押下されることにより運転開始命令を受信した場合、運転状態８２に移行する。
また、空気調和機１は、運転状態８２であれば、図２に示す運転入切ボタン７２ａが押下されることにより停止命令を受信した場合、何時如何なるときであっても、停止状態に移行し、空気調和機１の運転を停止する。
なお、空気調和機１が停止状態のときを初期状態とする。

また、図６に示すように、空気調和機１は、運転状態８２であれば、図２に示す運転切替ボタン７２ｂ、室内温度調整ボタン７２ｃ、室内温度調整ボタン７２ｄ、在室人数入力ボタン７２ｅ、及び在室人数入力ボタン７２ｆ等が押下されたときには、何時如何なるときであっても、入力有りとしてパラメータ入力状態８３に移行する。その後、所定の時間、入力が無かったときには、入力無しとして、パラメータ入力状態８３から運転状態８２に移行する。

次に、以上の構成を前提として、実施の形態１の動作について、図７、８を用いて説明する。

図７は、本発明の実施の形態１におけるリモートコントローラ１３、空調制御装置５１、及び温度検知手段３４の各々の動作とその関係を説明するフローチャートである。図８は、本発明の実施の形態１における運転状態を基にした室内の実目標温度決定処理の詳細を説明するフローチャートである。
なお、以降の説明では、便宜上、運転終了入力の処理を各ステップの最後で説明しているが、これに限定するものではない。すなわち、図７を用いて説明したように、停止命令があれば、ただちに終了するものである。

まず、空調制御装置５１の動作について説明する。
（ステップＳ１１）
空調制御装置５１は、運転開始入力があるか否かを判定する。空調制御装置５１は、運転開始入力がある場合、ステップＳ１２へ進む。
なお、ステップＳ２１、２２で後述するように、運転開始入力がある場合、図１に示す温度検知手段３４は、室内の空気温度を検知する処理を開始する。
一方、空調制御装置５１は、運転開始入力がない場合、ステップＳ１１へ戻る。

（ステップＳ１２）
空調制御装置５１は、空気調和機１の運転を開始し、初期の運転状態を読み込む。この場合、具体的には、空調制御装置５１は、空気調和機１の運転状態を決定する各種パラメータを読み取る。各種パラメータとは、例えば、冷暖房、ドライ、あるいは送風といった運転モードの設定や、目標室内温度Ｔ、在室人数Ａ、及び空気調和機１の起動または停止等を少なくとも含むものである。
また、空気調和機１がメイン電源の電源投入後に初めて運転されるときには、各種パラメータとしては、空気調和機１の設計者が予め規定した値、すなわち、デフォルト値が設定される。
また、空気調和機１が、メイン電源の電源投入後かつ２回目以降の運転である場合、前回運転終了時に入力されていた各種パラメータを読み込んでもよく、メイン電源の電源投入後に初めて運転する場合と同様にデフォルト値を読み込んでもよい。
いずれにしても、空調制御装置５１は、読み込んだ各種パラメータに基づいて、冷暖房、ドライ、あるいは送風といった運転モード、目標室内温度Ｔ、及び在室人数Ａを少なくとも含む運転状態を決定する。
なお、この各種パラメータには、上記で説明した空調能力値Ｑｎが含まれていることとする。

（ステップＳ１３）
空調制御装置５１は、運転状態、例えば、目標室内温度Ｔ、在室人数Ａ、及び各種パラメータ等に基づいて、室内の実目標温度Ｔ’を決定し、ステップＳ１４へ進む。
なお、実目標温度Ｔ’の演算方法は、上記で説明したが、動作としての説明を図８を用いて後述する。
また、ステップＳ３２で後述するように、空調制御装置５１は、リモートコントローラ１３から新たに運転状態を受信したときには、そのときの運転状態に基づいて、実目標温度Ｔ’が演算される。

（ステップＳ１４）
空調制御装置５１は、室内の実目標温度Ｔ’が室内の空気温度と等しくなるように空気調和機１を制御する。具体的には、空調制御装置５１は、室内の実目標温度Ｔ’が室内の空気温度と等しくなるように、絞り装置４１の開度、四方弁４３の向き、圧縮機４２の回転数、室外ファン４５の回転数、及び室内ファン３２の回転数等を決定する。
このようにすることで、空調制御装置５１は、空気調和機１の設計者が最適として設計した室内空気の温度となるように空調能力を制御する。
次に、ステップＳ１５へ進む。

（ステップＳ１５）
空調制御装置５１は、運転終了入力があるか否かを判定する。空調制御装置５１は、運転終了入力がある場合、そのまま処理を終了する。
一方、空調制御装置５１は、運転終了入力がない場合、ステップＳ１３に戻り、処理を継続する。

次に、温度検知手段３４の動作について説明する。
（ステップＳ２１）
温度検知手段３４は、運転開始入力があるか否かを判定する。温度検知手段３４は、運転開始入力がある場合、ステップＳ２２へ進む。
一方、温度検知手段３４は、運転開始入力がない場合、ステップＳ２１へ戻る。

（ステップＳ２２）
温度検知手段３４は、室内の空気温度を検知する。
ここで、図６に示す運転状態８２である間、温度検知手段３４は、ステップＳ２５で後述するように、所定時間、すなわち、所定の時間間隔で繰り返し室内の空気温度を検知する。

（ステップＳ２３）
温度検知手段３４は、検知結果を空調制御装置５１に送信する。
次に、ステップＳ２４へ進む。

（ステップＳ２４）
温度検知手段３４は、運転終了入力があるか否かを判定する。温度検知手段３４は、運転終了入力がある場合、そのまま処理を終了する。
一方、温度検知手段３４は、運転終了入力がない場合、ステップＳ２５に進む。

（ステップＳ２５）
温度検知手段３４は、所定時間が経過したか否かを判定する。温度検知手段３４は、所定時間が経過したと判定した場合、ステップＳ２２に戻り、処理を継続する。
一方、温度検知手段３４は、所定時間が経過したと判定しない場合、ステップＳ２５へ戻る。
なお、ここでいう所定時間とは、例えば、１０秒である。
また、所定時間は、他の時間間隔であってもよく、例えば、１秒であってもよい。要するに、空調制御装置５１が、温度検知手段３４からデータを受信できる時間間隔であれば、如何なる時間設定であってもよい。すなわち、空調制御装置５１が、データ受信処理可能な時間間隔であれば、特にその時間間隔を限定するものではない。

具体的には、温度検知手段３４は、時間当たりの温度変化率の大きい室内環境にある場合には、所定の時間間隔を、例えば、０．７秒と設定してもよい。このようにすることで、温度変化の激しい環境であっても、その変化に追従することができる。
また、温度検知手段３４は、時間当たりの温度変化率の小さい室内環境にある場合には、所定の時間間隔を、例えば、１０分と設定してもよい。このようにすることで、温度変化の緩やかな環境であるときに、無駄に検知処理をする必要を低減することができ、省エネルギー運転を図ることができる。

次に、リモートコントローラ１３の動作について説明する。
（ステップＳ３１）
リモートコントローラ１３は、パラメータの入力があるか否かを判定する。リモートコントローラ１３は、パラメータの入力がある場合、ステップＳ３２へ進む。
一方、リモートコントローラ１３は、パラメータの入力がない場合、ステップＳ３１へ戻る。

（ステップＳ３２）
リモートコントローラ１３は、空調制御装置５１に入力された結果を送信する。
なお、ステップＳ３１及びステップＳ３２の処理は、上記で説明したように、空気調和機１が図６の運転状態にあるとき、常に実行可能となっている。
次に、ステップＳ３３へ進む。

（ステップＳ３３）
リモートコントローラ１３は、運転終了入力があるか否かを判定する。リモートコントローラ１３は、運転終了入力がある場合、そのまま処理を終了する。
一方、リモートコントローラ１３は、運転終了入力がない場合、ステップＳ３１に戻り、処理を継続する。

次に、ステップＳ１３の処理の詳細について、図８を用いて説明する。
（ステップＳ４１）
空調制御装置５１は、在室人数Ａを読み込み、ステップＳ４２に進む。在室人数Ａは、上記で説明したように、図２に示すリモートコントローラ１３の在室人数入力ボタン７２ｅや在室人数入力ボタン７２ｆから入力され、リモートコントローラ１３から空調制御装置５１に送信されたものである。

（ステップＳ４２）
空調制御装置５１は、目標室内温度Ｔを読み込み、ステップＳ４３に進む。目標室内温度Ｔは、上記で説明したように、図２に示すリモートコントローラ１３の室内温度調整ボタン７２ｃや室内温度調整ボタン７２ｄから入力され、リモートコントローラ１３から空調制御装置５１に送信されるものである。

（ステップＳ４３）
空調制御装置５１は、空調能力値Ｑｎに応じた想定最大在人数αｎを求め、ステップＳ４４に進む。空調能力値Ｑｎは、上記で説明したように、据付時に据付業者等が定めた値である。想定最大在人数αｎは、上記で説明したように、図４に示す空調能力値Ｑｎと想定最大在人数αｎとの相関関係から求められるものである。
ここで、空調制御装置５１は、例えば、図４に示す相関関係をテーブルとして記憶部６２に保持しておけばよい。このようにすることで、空調制御装置５１は、空調能力値Ｑｎのデータを得ることができれば、それと対となっている想定最大在人数αｎを求めることができる。

（ステップＳ４４）
空調制御装置５１は、在室率Ｂを求め、ステップＳ４５に進む。在室率Ｂは、上記の式（１）で説明したように、在室人数Ａと、想定最大在人数αｎとに基づいて、求められる値である。

（ステップＳ４５）
空調制御装置５１は、在室率Ｂに応じた目標温度補正量γｎ，ｊを求め、ステップＳ４６に進む。目標温度補正量γｎ，ｊは、上記で説明したように、図５に示す在室率Ｂの大きさと目標温度補正量γｎ，ｊとの相関関係から求められるものである。
ここで、空調制御装置５１は、例えば、図５に示す相関関係をテーブルとして記憶部６２に保持しておけばよい。このようにすることで、空調制御装置５１は、在室率Ｂのデータを得ることができれば、在室率Ｂの大きさの属する範囲に基づいて、目標温度補正量γｎ，ｊを求めることができる。

（ステップＳ４６）
空調制御装置５１は、実目標温度Ｔ’を決定し、図７に示すステップＳ１３に戻り、図７に示すステップＳ１４以降を実行する。実目標温度Ｔ’は、上記の式（２）で説明したように、目標室内温度Ｔと、目標温度補正量γｎ，ｊとに基づいて、求められる値である。

なお、ステップＳ４１乃至ステップＳ４３の処理を、シリアルに実行しても、パラレルに実行してもよいことは勿論である。

また、ステップＳ１１乃至ステップＳ１５の処理と、ステップＳ２１乃至ステップＳ２５の処理と、ステップＳ３１乃至ステップＳ３３の処理とを、シリアルに実行しても、パラレルに実行してもよいことは勿論である。

また、本実施の形態１において、プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本実施の形態１において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

以上のように、本実施の形態１においては、圧縮機４２、室外熱交換器４４、絞り装置４１、及び室内熱交換器３１が冷媒配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路と、入力された現在在室している人数及び入力された目標となる室内温度に基づいて、冷媒回路の空調能力を制御する空調制御装置５１とを備え、空調制御装置５１は、冷媒回路の空調能力が最大値を示すときの空調能力値に基づいて定められた許容可能な在室人数を求め、現在在室している人数と、許容可能な在室人数とに基づいて、在室率を求め、在室率に基づいて目標となる温度補正量を求め、温度補正量に基づいて、目標となる室内温度を補正し、補正した室内温度に基づいて、冷媒回路の空調能力を制御することにより、人体特性情報に依存することなく、室内環境に応じた最適な省エネルギー運転を実現することができる。

１ 空気調和機、１１ 室内機、１２ 室外機、１３ リモートコントローラ、２１ ガス接続配管、２２ 液接続配管、３１ 室内熱交換器、３２ 室内ファン、３３ 室内ファン駆動部、３４ 温度検知手段、４１ 絞り装置、４２ 圧縮機、４３ 四方弁、４４ 室外熱交換器、４５ 室外ファン、４６ 室外ファン駆動部、５１ 空調制御装置、６１ 演算部、６１ａ 第１演算部、６１ｂ 第２演算部、６１ｃ 第３演算部、６１ｄ 第４演算部、６１ｅ 第５演算部、６２ 記憶部、７１ 表示部、７２ 操作部、７２ａ 運転入切ボタン、７２ｂ 運転切替ボタン、７２ｃ 室内温度調整ボタン、７２ｄ 室内温度調整ボタン、７２ｅ 在室人数入力ボタン、７２ｆ 在室人数入力ボタン、８１ 停止状態、８２ 運転状態、８３ パラメータ入力状態。

Claims (3)

1. 圧縮機、熱源側熱交換器、膨張手段、及び利用側熱交換器が冷媒配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒回路と、
   入力された現在在室している人数及び入力された目標となる室内温度に基づいて、前記冷媒回路の空調能力を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記冷媒回路の空調能力が最大値を示すときの空調能力値に基づいて定められた許容可能な在室人数を求め、
   前記現在在室している人数と、前記許容可能な在室人数とに基づいて、在室率を求め、
   前記在室率に基づいて目標となる温度補正量を求め、
   前記温度補正量に基づいて、前記目標となる室内温度を補正し、
   補正した室内温度に基づいて、前記冷媒回路の空調能力を制御する
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 前記制御手段は、
   前記現在在室している人数を、前記許容可能な在室人数で除することにより、前記在室率を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記現在在室している人数が設定される第１操作部と、
   前記目標となる室内温度が設定される第２操作部と
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記第１操作部により、前記現在在室している人数を取得し、
   前記第２操作部により、前記目標となる室内温度を取得し、
   前記第１操作部及び前記第２操作部の取得結果に基づいて、前記冷媒回路の空調能力を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。

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