JP2015042922A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーの快適性を維持しつつ、除霜運転を行うことができる空気調和機を提供すること。
【解決手段】本発明の空気調和機は、人体の動きを検出する人体検出手段と、吹き出される空気の向きを左右に変更する左右風向変更羽根とを備えている。そして、除霜運転の前に、人体検出手段により人がいると検知された領域以外の領域に暖気を吹き出すように左右風向変更羽根の方向を制御することにより、人がいない領域に、熱を蓄えておくことができるので、除霜運転における人の体感温度の変化を抑制することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、除霜運転中の体感温度の低下を抑制する空気調和機に関する。

従来、ヒートポンプ式空気調和機による暖房運転時に、室外熱交換器に着霜した場合には、暖房サイクルから冷房サイクルに四方弁を切り替えて除霜を行っている。この除霜方式では、除霜運転中には、温風の吹き出しが停止するため、暖房感が失われるという欠点がある。

そこで、室外機に設けられた圧縮機に蓄熱槽を設け、暖房運転中に蓄熱槽に蓄えられた圧縮機の廃熱を利用して除霜するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−３１６６６号公報

しかしながら、前記従来の技術では、蓄熱材を充填した蓄熱槽などを設ける必要があり、製品のコストアップにつながるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、製品の材料費を上昇させることなく、ユーザーの快適性を維持した除霜運転を行う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、人体の動きを検出する人体検出手段と、吹き出される空気の向きを左右に変更する左右風向変更羽根と、前記人体検出手段の検知結果に基づいて前記左右風向変更羽根を制御する制御手段とを備え、空調すべき領域を、前記人体検出手段により検知される複数の領域に区分し、前記制御手段は、除霜運転の前に、前記人体検出手段により人がいると検知された領域以外の領域に暖気を吹き出すように前記左右風向変更羽根の方向を制御するものである。

本発明は、ユーザーの快適性を維持しつつ、除霜運転を行うことができる空気調和機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の外観斜視図 同実施の形態１における空気調和機の冷凍サイクル構成概略図 同実施の形態１における左右羽根の構成概略図 同実施の形態１における赤外線センサの検知領域図 同実施の形態１における各領域に領域特性を設定するためのフローチャート 同実施の形態１における各領域における人の在否を判定するためのフローチャート 同実施の形態１における人の活動量の分類方法を示すフローチャート 同実施の形態１における除霜運転に移行するフローチャート 同実施の形態１における第１の除霜運転の開始条件を示す概念図 同実施の形態１における第２の除霜運転の開始条件を示す概念図 同実施の形態１における第２の除霜運転のタイミングチャート

第１の発明の空気調和機は、人体の動きを検出する人体検出手段と、吹き出される空気の向きを左右に変更する左右風向変更羽根と、前記人体検出手段の検知結果に基づいて前記左右風向変更羽根を制御する制御手段とを備え、空調すべき領域を、前記人体検出手段により検知される複数の領域に区分し、前記制御手段は、除霜運転の前に、前記人体検出手段により人がいると検知された領域以外の領域に暖気を吹き出すように前記左右風向変更羽根の方向を制御するものである。これによれば、除霜運転の前に、人がいない領域に、熱を蓄えておくことができるので、除霜運転中の人の体感温度の変化を抑制できる。

第２の発明の空気調和機は、特に第１の発明において、吹き出される空気の向きを上下に変更する上下風向変更羽根をさらに備え、前記制御手段は、前記上下風向変更羽根を前記左右風向変更羽根の方向を人がいると検知された領域以外の領域に暖気を吹き出すように変更する直前の前記上下風向変更羽根の方向に維持するように制御するものである。これによれば、除霜運転の前に、暖気が上昇するのを防止しつつ、人がいない領域に、熱を蓄えておくことができるので、除霜運転中の人の体感温度の変化を抑制できる。

第３の発明の空気調和機は、特に第１または第２の発明において、室内温度を検出する室内温度検出手段をさらに備え、前記室内温度検出手段が検知した温度が制御目標値となるように空調制御を行う空気調和機であって、前記制御手段は、除霜運転の前に、前記制御目標値を上昇させるものである。これによれば、除霜運転の前に、人がいない領域に、より多くの熱を蓄えておくことができるので、除霜運転中の人の体感温度の変化を抑制できる。

第４の発明の空気調和機は、特に第３の発明において、前記制御手段は、除霜運転の終了後、前記制御目標値を段階的に低下させるものである。これによれば、除霜運転から通常の暖房運転に復帰した際の室温変化を小さくすることができ、人の体感温度の変化を抑制できる。

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は本実施の形態１における室内機の外観斜視図および要部構成図、図２は空気調和機の冷凍サイクルの構成概略図である。

本実施の形態における空気調和機は、室内に設置される室内機１と、室外に設置される室外機２とを冷媒配管３で接続することによって構成されている。

室内機１には、室内空気と冷媒とが熱交換を行う室内熱交換器５と、室内熱交換器５での熱交換を促進し室内へ送風するための室内送風ファン６を備える。また、室内温度を検出する室内温度検出手段である温度センサ７と、室内湿度を検出する室内湿度検出手段である湿度センサ８とを備える。

室外機２には、温度センサなどである室外熱交換器温度検出手段（図示せず）及び外気温度検出手段（図示せず）を備えている。外気温度検出手段は、外気温度Ｘを検出し、室
外熱交換器温度検出手段は、室外熱交換器温度Ｙを検出する。また、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって出力された出力値は、例えば室外機２の制御部（図示せず）に入力される。

また、室外機２には、室外空気と冷媒とが熱交換を行う室外熱交換器９と、室外熱交換器９での熱交換を促進し送風する室外ファン１０と、冷媒を圧縮し高温冷媒を吐出する圧縮機１１と、冷媒の流路の順逆を切り換える四方弁１２と、冷媒を減圧する減圧装置１３を備える。

そして、冷房運転時には、圧縮機１１、四方弁１２、室外熱交換器９、減圧装置１３、室内熱交換器５、四方弁１２、圧縮機１１の順に冷媒が流れるように冷凍サイクル（冷房サイクル）が構成され、暖房運転時には四方弁１２を切り換えることによって冷媒の流路が逆となる冷凍サイクル（暖房サイクル）が構成される。

また、室内機１の吹き出し口２１の上部には人体検出手段である赤外線センサ４が配置されており、設置された室内の人の存在の検知や、人の動きの検出を行っている。なお、本実施の形態において赤外線センサ４の配置場所は、吹き出し口２１の上部としたが、これに限定されことはなく、例えば、正面パネルに設けてもよい。

また、本実施の形態では焦電型の赤外線センサ４を三個使用して室内の人の検知を行っているが、部屋の大きさによっては赤外線センサ４の個数を減らして室内の人の検知を行っても良く、また、逆に赤外線センサ４の個数を増やして室内の人の検知を行っても良いため、例えば、空気調和機の能力の大きさによって赤外線センサ４の個数を変えることが考えられる。また、本実施の形態では赤外線センサ４は固定しているが、左右に駆動されるタイプのものであってもよい。また、焦電型の赤外線センサを用いたが、人の位置や動きを検知できるタイプのセンサであればよく、例えば、サーモパイル型の赤外線センサ等でもよい。

また、室内機１の正面側には空調運転時に開き、空調運転停止時に閉まる正面パネル２０と、室内へ送風を行う吹き出し口２１と、吹き出し口２１からの風の風向を上下に変更させる上下羽根２２（本発明における上下風向変更羽根）と、吹き出し口２１からの風の風向を左右に変更させる左右羽根（図示せず）（本発明における左右風向変更羽根）とを備える。

上下羽根２２は駆動モータに連結されており上下に揺動する。また、図３に示すように、左右羽根２３は、室内機１の正面方向から直視して左側に配置される左側左右羽根（以下、左羽根２３ａ）と、室内機１の正面方向から直視して右側に配置される右側左右羽根（以下、右羽根２３ｂ）で構成されている。また、左羽根２３ａは、複数の羽根が左桟２４ａで連結されて構成され、右羽根２３ｂは、複数の羽根が右桟２４ｂで連結されて構成される。

そして、左右羽根２３を駆動する左右羽根駆動手段２５は、左桟２４ａを駆動する左側左右羽根駆動手段（以下、左羽根駆動部２５ａ）と、右桟２４ｂを駆動する右側左右羽根駆動手段（以下、右羽根駆動部２５ｂ）とで構成され、左右羽根駆動手段２５のそれぞれはモータおよびギア等で構成されている。そしてモータが駆動することによって、左羽根２３ａおよび右羽根２３ｂを独立して左右方向に駆動し、左右方向の気流を制御している。

また、吹き出し口２１の両側には貫通穴２６ａおよび貫通穴２６ｂが設けられており、左桟２４ａは貫通穴２６ａを通して室内機１の筐体の内部に配置された左羽根駆動部２５
ａに連結され、右桟２４ｂは貫通穴２６ｂを通して室内機１の筐体の内部に配置された右羽根駆動部２５ｂに連結される。

また、室内機１へ運転指示を行うリモコン装置３０を備え、リモコン装置３０には運転情報やその他情報を表示する表示部３１と、設定の変更や指示を行う操作部３２とを備える。なお、操作部３２は複数のボタンで構成されている。

リモコン装置３０では、冷房運転や暖房運転の指示、基準室内設定温度を設定することができ、通常の空調運転では、基準室内設定温度となるように空調運転が実施される。

以上のように構成された空気調和機において、まずは人体検知について説明する。なお、本実施の形態で説明する人体検知方法は、一実施例を示すだけであり、この人体検知方法に本発明が限定されるものではない。

図４は、赤外線センサで検知可能な領域を示した図である。本実施の形態では、三個の赤外線センサ４を適切な配置とすることで、図４に示すように、空調すべき領域をａ〜ｇの複数の領域（人位置検知領域）に区分し、人体検知を可能にしている。

例えば、赤外線センサ４ａは領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄを検知可能に構成し、赤外線センサ４ｂは領域ｂ、領域ｃ、領域ｅ、領域ｆを検知可能に構成し、赤外線センサ４ｃは領域ｃ、領域ｄ、領域ｆ、領域ｇを検知可能に構成する。

図５は、赤外線センサ４を使用して、領域ａ〜ｇの各々に後述する領域特性を設定するためのフローチャートで、図６は、赤外線センサ４を使用して、領域ａ〜ｇのどの領域に人がいるか否かを判定するフローチャートである。

ステップＳ１において、所定の周期Ｔ１（例えば、５秒）で各領域における人の在否が判定され、ステップＳ２において、全てのセンサ出力をクリアする。

ここで、ステップ１において、赤外線センサ４からの出力を使用して領域ａ〜ｇにおける人の在否判定を説明する。赤外線センサ４ａ、４ｂ、４ｃがいずれも人体を検知しない場合、領域ａ〜ｇに人はいないと判定する。一方、赤外線センサ４ａと赤外線センサ４ｂで人体を検知し、赤外線センサ４ｃで人体を検知しない場合、領域ｂに居るとの判断ができる。

このように、周期Ｔ１毎に各領域ａ〜ｇにおける人の在否が判定される。なお、本実施の形態では赤外線センサ４を用いて検知できる領域を七つとしたが、これに限定されることはない。

本実施の形態においては、上述した判定結果に基づいて各領域ａ〜ｇを、人が良くいる第１の領域（良くいる場所）、人のいる時間が短い第２の領域（人が単に通過する領域、滞在時間の短い領域等の通過領域）、人のいる時間が非常に短い第３の領域（壁、窓等人が殆ど行かない非生活領域）とに判別する。

以下、第１の領域、第２の領域、第３の領域をそれぞれ、生活区分Ｉ、生活区分ＩＩ、生活区分ＩＩＩといい、生活区分Ｉ、生活区分ＩＩ、生活区分ＩＩＩはそれぞれ、領域特性Ｉの領域、領域特性ＩＩの領域、領域特性ＩＩＩの領域ということもできる。また、生活区分Ｉ（領域特性Ｉ）、生活区分ＩＩ（領域特性ＩＩ）を併せて生活領域（人が生活する領域）とし、これに対し、生活区分ＩＩＩ（領域特性ＩＩＩ）を非生活領域（人が生活しない領域）とし、人の在否の頻度により生活の領域を大きく分類してもよい。

この判別は、図５のフローチャートにおけるステップＳ３以降で行わる。周期Ｔ１毎に各領域ａ〜ｇにおける人の在否が判定されるが、周期Ｔ１の反応結果（判定）として１（反応有り）あるいは０（反応無し）を出力し、これを複数回繰り返した後、ステップＳ３において、所定の空調機の累積運転時間が経過したかどうかを判定する。ステップＳ３において所定時間が経過していないと判定されると、ステップＳ１に戻る一方、所定時間が経過したと判定されると、各領域ａ〜ｇにおける当該所定時間に累積した反応結果を二つの閾値と比較することにより各領域ａ〜ｇをそれぞれ生活区分Ｉ〜ＩＩＩのいずれかに判別する。

つまり、第１の閾値及び第１の閾値より小さい第２の閾値を設定して、ステップＳ４において、各領域ａ〜ｇの長期累積結果が第１の閾値より多いかどうかを判定し、多いと判定された領域はステップＳ５において生活区分Ｉと判別する。また、ステップＳ４において、各領域ａ〜ｇの長期累積結果が第１の閾値より少ないと判定されると、ステップＳ６において、各領域ａ〜ｇの長期累積結果が第２の閾値より多いかどうかを判定し、多いと判定された領域は、ステップＳ７において生活区分ＩＩと判別する一方、少ないと判定された領域は、ステップＳ８において生活区分ＩＩＩと判別する。

なお、上述した領域特性（生活区分）の判別は所定時間毎に繰り返されるが、判別すべき室内に配置されたソファ、食卓等を移動することがない限り、判別結果が変わることは殆どない。

次に、図６のフローチャートを参照しながら、各領域ａ〜ｇにおける人の在否の最終判定について説明する。ステップＳ１１〜Ｓ１２は、上述した図５のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ２と同じなので、その説明は省略する。

ステップＳ１３において、所定数Ｍ（例えば、１５回）の周期Ｔ１の反応結果が得られたかどうかが判定され、周期Ｔ１は所定数Ｍに達していないと判定されると、ステップＳ１１に戻る。一方、周期Ｔ１が所定数Ｍに達したと判定されると、ステップＳ１４において、周期Ｔ１×Ｍにおける反応結果の合計を累積反応期間回数として、１回分の累積反応期間回数を算出する。

この累積反応期間回数の算出を複数回繰り返し、ステップＳ１５において、所定回数分（例えば、Ｎ＝４）の累積反応期間回数の算出結果が得られたかどうかが判定され、所定回数に達していないと判定されると、ステップＳ１１に戻る。一方、所定回数に達したと判定されると、ステップＳ１６において、既に判別した領域特性と所定回数分の累積反応期間回数を元に各領域ａ〜ｇにおける人の在否を推定する。

なお、ステップＳ１７において累積反応期間回数の算出回数（Ｎ）から１を減算してステップＳ１１に戻ることで、所定回数分の累積反応期間回数の算出が繰り返し行われることになる。

表１は最新の１回分（時間Ｔ１×Ｍ）の反応結果の履歴を示しており、表１中、例えばΣａ０は領域ａにおける１回分の累積反応期間回数を意味している。

ここで、Σａ０の直前の１回分の累積反応期間回数をΣａ１、さらにその前の１回分の累積反応期間回数をΣａ２・・・とし、Ｎ＝４の場合、過去４回分の履歴（Σａ４、Σａ３、Σａ２、Σａ１）のうち、生活区分Ｉについては、１回以上の累積反応期間回数が１回でもあれば、人がいると判定する。また、生活区分ＩＩについては、過去４回の履歴のうち、１回以上の累積反応期間回数が２回以上あれば、人がいると判定するとともに、生活区分ＩＩＩについては、過去４回の履歴のうち、２回以上の累積反応期間回数が３回以上あれば、人がいると判定する。

次に、上述した人の在否判定から時間Ｔ１×Ｍ後には、次の４回分の履歴（Σａ３、Σａ２、Σａ１、Σａ０）を元に人の在否判定が行われる。すなわち、本発明に係る空気調和機の室内機においては、所定周期毎の領域判定結果を長期累積した領域特性と、所定周期毎の領域判定結果をＮ回分累積し、求めた各領域の累積反応期間回数の過去の履歴から人の所在地を推定することで、確率の高い人の位置推定結果を得るようにしている。

表２は、このようにして人の在否を判定し、Ｔ１＝５秒、Ｍ＝１２回に設定した場合の在推定に要する時間、不在推定に要する時間を示している。

このようにして、本発明に係る空気調和機の室内機により空調すべき領域を赤外線センサ４により複数の領域ａ〜ｇに区分した後、各領域ａ〜ｇ領域特性（生活区分Ｉ〜ＩＩＩ）を決定し、さらに各領域ａ〜ｇの領域特性に応じて在推定に要する時間、不在推定に要する時間を変更するようにしている。

すなわち、空調設定を変更した後、風が届くまでには１分程度要することから、短時間（例えば、数秒）で空調設定を変更しても快適性を損なうのみならず、人がすぐいなくなるような場所に対しては、省エネの観点からあまり空調を行わないほうが好ましい。そこで、各領域Ａ〜Ｃにおける人の在否をまず検知し、特に人がいる領域の空調設定を最適化している。

詳述すると、生活区分ＩＩと判別された領域の在否推定に要する時間を標準として、生活区分Ｉと判別された領域では、生活区分ＩＩと判別された領域より短い時間間隔で人の存在が推定されるのに対し、その領域から人がいなくなった場合には、生活区分ＩＩと判別された領域より長い時間間隔で人の不存在を推定することにより、在推定に要する時間を短く、不在推定に要する時間は長く設定されることになる。

逆に、生活区分ＩＩＩと判別された領域では、生活区分ＩＩと判別された領域より長い時間間隔で人の存在が推定されるのに対し、その領域から人がいなくなった場合には、生活区分ＩＩと判別された領域より短い時間間隔で人の不存在を推定することにより、在推定に要する時間を長く、不在推定に要する時間は短く設定されることになる。さらに、前述のように長期累積結果によりそれぞれの領域の生活区分は変わり、それに応じて、在推定に要する時間や不在推定に要する時間も可変設定されることになる。

また、赤外線センサ４を使用して、人の在否だけでなく、領域ａ〜ｇでの人の「活動量」も判定する。人の活動量とは人の動きの大きさの度合いを示す概念で、複数の活動量レベルに分類され、例えば「安静」、「活動量大」、「活動量中」、「活動量小」に分類される。

「安静」とは、ソファで寛いでいる、テレビを視聴している、パソコンを操作している等、同じ場所に人が継続している状態が持続している場合のことで、安静状態が持続した場合、代謝量が低下して寒く感じる。活動量「大」とは、室内の清掃等広域で活動している場合のことで、代謝量増加により暑く感じる。活動量「中」とは、炊事等狭域で活動している場合のことで、代謝量増加によりやや暑く感じる。活動量「小」とは、食事等同じ場所で多少活動している場合のことで、代謝量に大きな変化は見られない。

次に、人の活動量の分類方法について図７のフローチャートを参照しながら詳述する。

まずステップＳ２１において、所定時間Ｔ１毎に各センサＡ，Ｂ，Ｃの反応頻度（出力パルス有り）を計測し、ステップＳ２２において、計測回数が所定回数に達したかどうかを判定する。なお、所定時間Ｔ１は、上述した人の在否判定における所定の周期Ｔ１と同じであるが、ここでは、例えば２秒に設定され、計測回数の所定回数は、例えば１５回に設定されるものと仮定し、１５回の計測を総称して１ユニット計測（３０秒間の計測）という。また、ここでいう「計測回数」とは、領域Ａ〜Ｃのいずれかの領域における計測回数のことで、全ての領域Ａ〜Ｃに対し同様の計測が行われる。

ステップＳ２２において、計測回数が所定回数に達していないと判定されるとステップＳ２１に戻り、計測回数が所定回数に達し１ユニット計測が終了したと判定されると、ステップＳ２３において、４ユニット計測（２分間の計測）が終了したかどうかを判定する。ステップＳ２３において、４ユニット計測が終了していない場合にはステップＳ２１に戻り、４ユニット計測が終了している場合にはステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４においては、４ユニット計測（現在の１ユニット計測を含め過去４回のユニット計測）のセンサの合計反応頻度が所定数（例えば、５回）に達したかどうかを判定し、所定数に達していれば、ステップＳ２５において、「活動量小」と判定された後の合計ユニット計測数（ｐ、詳しくは後述）がクリアされた後、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６においては、全領域Ａ〜Ｃにおけるセンサの合計反応頻度が所定数（例えば、４０回）に達したかどうかを判定し、所定数に達している場合には、ステップＳ２
７において、「安静」と判定された領域を除き在判定された全ての領域が「活動量大」と判定される一方、所定数に達していない場合には、ステップＳ２８において、４ユニット計測のセンサの合計反応頻度が所定数に達した領域が「活動量中」と判定される。ステップＳ２７あるいはステップＳ２８における活動量判定後、ステップＳ２９において、ユニット計測数（ｑ）から１を減算してステップＳ２１に戻る。すなわち、連続する４ユニット計測で各センサの合計反応頻度が所定数を超え「活動量大」あるいは「活動量中」と判定された領域は、さらに次回の１ユニット計測後、その時点における４ユニット計測の合計反応頻度が所定数を超えた場合には、引き続き「活動量大」あるいは「活動量中」と判定される。

また、ステップＳ２４において、４ユニット計測でセンサの合計反応頻度が所定数未満と判定されると、ステップＳ３０において、その領域が「安静」かどうかが判定され、「安静」でなければ、ステップ３１において「活動量小」と判定される。次のステップＳ３２において、「活動量小」と判定された後の合計ユニット計測数（ｐ）がカウントされ、ステップＳ３３において、「活動量小」と判定された後６０ユニット計測（３０分間の計測）が終了したかどうかを判定する。

ステップＳ３３において、６０ユニット計測が終了していないと判定されると、ステップＳ２９に移行する一方、６０ユニット計測が終了したと判定されると、６０ユニット計測の全てにおいて「活動量小」と判定された領域が、ステップＳ３４において「安静」と判定された後、ステップＳ２９に移行する。すなわち、ステップＳ２９に移行することで、次の１ユニット計測を含む過去４回のユニット計測で各センサの合計反応頻度に応じて、各領域Ａ〜Ｃは「活動量大」、「活動量中」、「活動量小」あるいは「安静」と新たに判定されることになる。

空気調和機の電源をＯＮした後の活動量計測当初は、どの領域の活動量も不明であるが、このフローチャートによれば、計測開始から４ユニット計測が終了して初めて、各領域Ａ〜Ｃにおいて「活動量大」、「活動量中」あるいは「活動量小」の判定が行われ、６０ユニット計測が終了して初めて、「安静」の判定が行われることになる。したがって、計測開始後しばらくは「安静」の領域は存在しないので、ステップＳ３０においてＮＯと判定され、ステップＳ３１において「活動量小」と判定される。その後、「活動量小」と継続して判定された領域は、６０ユニット計測終了後、ステップＳ３４において「安静」と判定され、その後、４ユニット計測のセンサの合計反応頻度が所定数未満であれば、引き続き「安静」と判定される。

なお、ステップＳ２５において、「活動量小」と判定された後の合計ユニット計測数（ｐ）をクリアするのは、「安静」との判定は、「活動量小」の判定が起点となるからである。

つまり、各センサＡ，Ｂ，Ｃは、人体検出手段としての機能に加え、活動量検知手段としても機能し、図７のフローチャートにより、各領域Ａ〜Ｃは、例えば次のように判定される。
（１）安静
センサ反応頻度が５回未満／２分が３０分以上継続した領域
（２）活動量大
全領域Ａ〜Ｃのセンサ反応頻度の総和が４０回以上／２分で、少なくとも一つの領域でセンサ反応頻度が２分間で５回以上継続した場合において、「安静」と判定された領域を除く全ての領域
（３）活動量中
全領域Ａ〜Ｃのセンサ反応頻度の総和が４０回未満／２分の場合に、センサ反応頻度が２
分間で５回以上継続した領域
（４）活動量小
安静、活動量大、活動量中と判定されなかった領域
次に、暖房運転時における上下羽根２２、左右羽根２３の風向制御について説明する。本実施の形態における空気調和機は、人がいる領域の方向に吹き出し口２１からの吹出気流を向ける人位置風向制御と、人がいる領域以外の方向に吹出気流を向ける風除け風向制御の２つの風向制御モードを備えている。

まず、人位置風向制御時について説明する。上下羽根２２は、以下のように風向制御する。

（１）人がいると判定された領域が一つの場合、上下羽根２２は人がいる領域の前縁を狙って制御される。これによって、足元を暖めるために人がいる床方向を狙って温風を吹き出すことができ、人の足元を暖めることができる。

（２）人がいると判定された領域が二つ以上の場合、上下羽根２２は、人がいる二つ以上の領域のうち室内機に近い領域の前縁を狙って制御される。

左右羽根２３は、以下のように風向制御する。

（１）人がいると判定された領域が一つの場合、全ての左右羽根２３は人がいる領域に向けて制御される。

（２）人がいると判定された領域が複数の場合、左右羽根２３の風向制御は、人がいる各領域方向に吹出気流を向けるように、各左右羽根２３の角度を設定する。吹出気流の風量比率は、人がいる各領域の領域特性あるいは活動量に応じて行われる。なお、隣接度とは、人がいる領域に対する人がいない領域の距離を意味しており、領域ｃに人がいて、領域ｂ、ｄに人がいない場合、領域ｃに対し領域ｂ及び領域ｄの隣接度は同じで、領域ｂに人がいて、領域ｃ、ｄに人がいない場合、領域ｂに対し領域ｃは領域ｄより隣接度が高いことになる。

（ｉ）二つの領域における人の活動量が同じ場合には、人のいる頻度が高い領域の風量が人のいる頻度が低い領域の風量より多くなるように左右羽根２３を制御する。このとき、人のいる頻度が同じ場合には、複数の領域の風量が同じになるように左右羽根２３を制御する。

（ｉｉ）二つの領域における人の活動量が異なる場合には、活動量の大きい領域の風量が活動量の小さい領域の風量より少なくなるように左右羽根２３を制御する。

（ｉｉｉ）二つの領域における人の活動量及び領域特性が共に異なる場合には、活動量を優先して前記（ｉｉ）のように左右羽根２３を制御する。

次に、風除け風向制御時について説明する。上下羽根２２は、冷房運転時には、冷風が直接身体にあたらないように、人がいる領域に関係なく、上向きに設定する。

左右羽根２３は、以下のように風向制御する。

（１）人がいないと判定された領域が一つの場合、全ての左右羽根２３は人がいない領域に向くように制御される。

（２）人がいないと判定された領域が複数の場合、左右羽根２３は人がいない各領域に向けて制御され、この場合の制御は、人がいる領域に対する人がいない領域の隣接度（隣接の度合い）あるいは人がいない領域の領域特性に応じて行われる。

（ｉ）人がいる領域に対する人がいない二つの領域の隣接度が同じ場合には、人のいる頻度が高い領域の風量が人のいる頻度が低い領域の風量より多くなるように左右羽根２３を制御する。このとき、人のいる頻度が同じ場合には、複数の領域の風量が同じになるように左右羽根２３を制御する。
（ｉｉ）人がいる領域に対する人がいない二つの領域の隣接度が異なる場合には、隣接度の高い領域の風量が多くなるように左右羽根２３を制御する。そして、隣接度が低い領域が非生活領域の場合、全ての左右羽根２３は隣接度が高い領域に向くように制御される。

次に、本実施の形態の空気調和機の暖房運転と除霜運転（デアイス運転）について説明する。

まず、通常の暖房運転では、温度センサ７で検出する室内温度が、目標室内設定温度（制御目標値）となるように、圧縮機１１や減圧装置１３などの冷凍サイクル構成部品を制御することによって、室内の空調運転を行う。ここで、通常の暖房運転では、目標室内設定温度は、リモコン装置３０でユーザーが設定した基準室内設定温度とする。

上下羽根２２、左右羽根２３は、リモコン装置３０で特に設定されない限り、上述の人位置風向制御の動作が行われる。

外気温度Ｘが低い状態で、暖房運転を継続すると、室外熱交換器９には霜が付着してくる。この着霜により室外熱交換器９の熱交換効率は悪化し、室外熱交換器温度Ｙは低下してくる。室外熱交換器温度Ｙ（暖房運転時における蒸発温度）が低下すると、冷凍サイクルの効率が低下するために、室外熱交換器９に着霜した場合には、定期的に暖房サイクルから冷房サイクルに四方弁１２を切り替えて、室外熱交換器９に付着した霜を融解させる除霜運転を行う必要がある。除霜運転に至る空気調和機の動作を図８に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、通常運転中で暖房運転が行われている際に、図８のステップ４１において、リモコン装置３０でユーザーの快適性を重視する設定、または、人の体感温度の低下を抑制する除霜運転を行う設定がされているか否かを確認する。設定されていない場合（ステップ４１においてＮＯの場合）には、ステップ４２に進む。一方、設定されている場合（ステップ４１においてＹＥＳの場合）には、ステップ４３へ進む。なお、人の体感温度の低下を抑制する除霜運転を行う設定は、赤外線センサ４の通電がされる設定で、省エネ運転モードを行う設定がされている場合には、人の体感温度の低下を抑制する除霜運転を行うなど、他の設定を組み合わせて、設定されるようにしてもよい。

次に、ステップ４２において、人の体感温度の低下を抑制する除霜運転を行う設定がされていない場合の除霜運転（以下、第１の除霜運転）を開始するか否かを判定する。第１の除霜運転を開始するか否かは、図９に示される第１の除霜運転特性領域を使用して、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが、図９に示される在検知時に除霜運転を行う領域Ｂに存在するか否かを判定する。

ここで、図９について説明する。図９は、第１の除霜運転を行うか否かを判定するための第１の除霜運転温度特性の概念図である。例えば、室外機２の制御部は、第１の除霜運転温度特性を備えている。なお、図９の横軸は、外気温度Ｘ、縦軸は、室外熱交換器温度
Ｙである。

図９に示される第１の除霜運転特性領域において、領域Ａは、第１の除霜運転を全く行わない領域、領域Ｂは、第１の除霜運転を行う領域である。また、領域Ａと領域Ｂを切り分けている境界直線は、上述した外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙから計算される一次式Ｙ＝ａ・Ｘ−ｂ（ａ、ｂは正の定数）である。

そして、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが、第１の除霜運転を全く行わない領域Ａ又は第１の除霜運転を行う領域Ｂのどちらに属するのか判定する。

第１の除霜運転特性領域による判定の結果、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが、第１の除霜運転を行う領域Ｂに属する（ステップ４２においてＹＥＳ）場合には、第１の除霜運転が開始される。

第１の除霜運転は、除霜準備区間と除霜区間と除霜復帰区間とを有している。除霜準備区間では、まず、減圧装置１３を開くように制御するとともに、圧縮機１１の回転数を低下させ、その後、圧縮機１１を停止する。所定時間経過後、除霜区間に移行する。

除霜区間では、四方弁１２を暖房サイクルから冷房サイクルへと切り替える。そして、再び圧縮機１１を起動し、変更速度Ｓ１で圧縮機１１の回転数を増加させ、回転数Ｒ１で運転する。また、室内送風ファン６、室外ファン１０は、四方弁１２を切り換えたタイミングで停止させる。その後、室外熱交換器温度Ｙ１が所定の温度に達すれば、霜が融解したと判断し、圧縮機１１を停止し、除霜復帰区間へ移行する。

除霜復帰区間では、四方弁１２を冷房サイクルから暖房サイクルへと切り替える。再び圧縮機１１を起動し、また、室内送風ファン６、室外ファン１０は、所定の回転数で運転する。これにより、通常の暖房運転へと復帰する。

一方、ステップ４２において、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが、第１の除霜運転を行う領域Ｂに属さない、つまり、第１の除霜運転を全く行わない領域Ａに属する（ステップ４２においてＮＯ）場合には、そのまま、通常運転中の暖房運転が継続され、ステップ４１に戻る。

また、ステップ４１で、人の体感温度の低下を抑制する除霜運転を行う設定がされている場合（ステップ４１においてＹＥＳの場合）には、ステップ４３において、人の体感温度の低下を抑制する除霜運転（以下、第２の除霜運転）を開始するか否かを判定する。第２の除霜運転を開始するか否かは、図１０に示される第２の除霜運転の判定の概念図を使用して、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが、図１０に示される第２の除霜運転を行う領域Ｄに存在するか否かを判定する。

ここで、図１０について説明する。図１０は、第２の除霜運転を行うか否かのための第２の除霜運転特性領域の概念図である。室外機２の制御部は、上述した第１の除霜運転温度特性と同様に、第２の除霜運転温度特性を備えている。なお、図１０の横軸は、外気温度Ｘ、縦軸は、室外熱交換器温度Ｙである。

図１０に示される第２の除霜運転特性領域において、領域Ｃは、第２の除霜運転を全く
行わない領域、領域Ｄは、第２の除霜運転を行う領域である。また、領域Ｃと領域Ｄを切り分けている直線は、上述した外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙから計算される一次式Ｙ＝ａ・Ｘ−ｃ（ａ、ｃは正の定数）である。

図１０において、この境界直線（実線）は、第１の除霜運転温度特性における境界直線（点線）を、除霜運転を全く行わない領域側に平行にシフトさせている。これにより、第２の除霜運転を行う領域Ｄが第１の除霜運転を行う領域Ａより大きくなる。その結果、図１０に示される第２の除霜運転温度特性の方が、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが高い温度の段階で、図９に示される第１の除霜運転温度特性より早く除霜運転を行うと判定することができる。

つまり、第２の除霜運転温度特性の方が、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが高い温度の段階で、図９に示される第１の除霜運転温度特性より早く除霜運転を開始することができる。したがって、人の体感温度の低下を抑制する除霜運転は、人の体感温度の低下を抑制する除霜運転を行う設定がされていない場合に行われる除霜運転より少ない着霜量の段階で、除霜運転が開始される。

このように、外気温度検知部及び室外熱交換器温度検知部によって出力された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが高い温度の段階で、除霜運転が開始されるので、第２の除霜運転は、着霜量が少ない状態で開始されるので、第１の除霜運転より短時間で終了する。さらに、暖房運転中の暖房能力の低下を極力抑えることができる。このため、暖房運転時と除霜運転時の人の体感温度変化を小さくできる。

なお、直前の除霜運転が要した時間に応じて、定数ａ、ｃの値を調整してもよい。具体的には、直前の除霜運転時間が長ければ、より早く除霜運転を開始するようにしてもよい。これによれば、霜の付着量に応じて、最適なタイミングで除霜運転を開始することができる。

第２の除霜運転特性領域による判定の結果、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが、第２の除霜運転を行う領域Ｄである（ステップ４３においてＹＥＳ）場合には、第２の除霜運転が開始される。

一方、ステップ４３において、外気温度検出手段及び室外熱交換器温度検出手段によって検出された外気温度Ｘ及び室外熱交換器温度Ｙが、第２の除霜運転を行う領域Ｄに属さない、つまり、第２の除霜運転を全く行わない領域Ｃに属する（ステップ４３においてＮＯ）場合には、そのまま、通常運転中の暖房運転が継続され、ステップ４１に戻る。

第２の除霜運転について、図１１を用いて説明する。第２の除霜運転は、蓄熱区間と除霜準備区間と除霜区間と除霜復帰区間とを有している。

まず、最初に行われる蓄熱区間では、目標設定室内温度を、通常の暖房運転時の設定温度である基準室内設定温度から温度ΔＴ（例えば、２ｄｅｇ）を増加させた蓄熱室内設定温度とし、温度センサ７で検出する室内温度が蓄熱室内設定温度となるように圧縮機１１や減圧装置１３などの冷凍サイクル構成部品を制御する。また、上下羽根２２は、直前の暖房運転時の方向のままで固定する。一方、左右羽根２３は、上述した人位置風向制御から、風除け風向制御へと変更する。

蓄熱区間の動作により、除霜運転中に人の体感温度が低下するのに備えて、人がいない
と判定された領域に、温度ΔＴに対応する熱を蓄えておくことができる。そして、人がいないと判定された領域に向けて、温度ΔＴ分高い温度の空気を吹き出したとしても、蓄熱区間は５〜１０分程度の短時間であるので、人がいる領域の温度はあまり上昇することがないため、人の体感温度としては、ほぼ変化がない。 所定時間経過後、または、室内温度検出手段である温度センサ７が検知した室内温度が蓄熱室内設定温度に到達すると、除霜準備区間へと移行する。

除霜準備区間では、まず、減圧装置１３を開くように制御するとともに、圧縮機１１の回転数を低下させ、その後、圧縮機１１を停止する。所定時間経過後、除霜区間に移行する。

除霜区間では、四方弁１２を暖房サイクルから冷房サイクルへと切り替える。そして、再び圧縮機１１を起動し、変更速度Ｓ２で圧縮機１１の回転数を増加させ、回転数Ｒ２で運転する。ここで、変更速度Ｓ２は、第１の除霜運転での変更速度Ｓ１より大きくすることが望ましい。また、回転数Ｒ２は、第１の除霜運転での回転数Ｒ１より大きくすることが望ましい。これによれば、第２の除霜運転を第１の除霜運転より早く終了できるので、より暖房運転時と除霜運転時の人の体感温度変化を小さくできる。

また、室内送風ファン６、室外ファン１０は、四方弁１２を切り換えたタイミングで停止させる。また、上下羽根２２は、最も上向きとなる方向で固定する。左右羽根２３は、左羽根２３ａと右羽根２３ｂとでハの字となるようにして固定する。つまり、左羽根２３ａを最も左向きとなる方向で固定し、右羽根２３ｂを最も右向きとなる方向で固定する。これによれば、除霜区間中に、吹き出し口２１から冷気が流出し、人がいる領域へ達することを防止できる。特に、左右羽根２３は、ハの字とすることで、壁方向へと冷気をむけることができ、冷気が人のいる領域へ達することを効果的に防止できる。

除霜区間中には、温風の吹き出しが停止するが、蓄熱区間で人のいない領域に蓄えられた熱が、自然対流等により人がいる領域へと徐々に移動するために、人は、さほど温度が低下したと感じることがない。特に、本実施の形態では、人がいないと判定された領域の中でも、人がいると判断された領域に隣接する領域に熱を蓄えているため、人がいる領域から遠い領域に熱を蓄える場合と比較して、除霜区間中に体感温度が低下するのを小さくできる。

その後、室外熱交換器温度Ｙが所定の温度Ｙ２に達すれば、霜が融解したと判断し、圧縮機１１を停止し、除霜復帰区間へ移行する。ここで、所定の温度Ｙ２は、第１の除霜運転での所定の温度Ｙ１より低い温度とすることが望ましい。これによれば、第２の除霜運転を第１の除霜運転より早く終了できるので、より暖房運転時と除霜運転時の人の体感温度変化を小さくできる。

除霜復帰区間では、四方弁１２を冷房サイクルから暖房サイクルへと切り替える。再び圧縮機１１を起動し、また、室内送風ファン６、室外ファン１０は、所定の回転数で運転する。これにより、通常の暖房運転へと復帰する。上下羽根２２、左右羽根２３は、人がいる領域の方向に吹き出し口２１からの吹出気流を向けるように、上述した人位置風向制御の風向制御とする。

第２の除霜運転における除霜復帰区間では、温度センサ７で検出する室内温度の目標室内設定温度を、蓄熱室内設定温度から基準室内設定温度へと段階的に変更する。所定時間Ｔ２（例えば３分）ごとに、温度ΔｄＴ（例えばΔＴ／３ｄｅｇ）ずつ低下させる。

このように、第２の除霜運転の目標室内設定温度から復帰後の目標室内設定温度へと段
階的に変更させることで、室内温度が目標設定温度に達することで圧縮機１１が停止する（いわゆるサーモオフ）が起こることを抑制し、急激な室温変化をすることがないため、除霜運転復帰時の人の体感温度変化を小さくできる。

以上のように、本実施の形態の空気調和機は除霜運転中の人の体感温度が低下するのに備えて、除霜運転の前に、人がいない領域に、熱を蓄えておくことができるので、人の体感温度をあまり変化させることがない除霜運転を行うことができる。より具体的には、第１の除霜運転における人の体感温度の低下は６℃程度であるのに対し、第２の除霜運転では、人の体感温度の低下を２℃程度とすることができる。

また、人がいない領域に熱を蓄えておくときには、上下羽根２２は、直前の暖房運転時の方向で固定することより、暖気を上昇させることなく、人がいない領域に熱を蓄えておくことができる。

また、熱を蓄えておく領域を、人がいないと判定された領域の中でも、人がいる領域に隣接する領域とすることで、除霜区間中には、速やかに、蓄熱区間で人のいない領域に蓄えられた熱が、人がいる領域へと移動するために、人の体感温度が低下するのをより小さくできる。

なお、直前の除霜運転が要した時間に応じて、蓄熱区間で熱を蓄える領域を変更してもよい。より具体的には、直前の除霜運転が要した時間が長ければ、蓄熱区間でより多くの熱を蓄えておく必要があると判断して、人がいないと判定された領域の中でも、人がいる領域に隣接する領域に加えて、さらにその領域に隣接する領域にも蓄熱するように上下羽根２２、左右羽根２３を風向制御するものとしてもよい。

以上のように本発明は、１台の室外機に１台の室内機が接続される空気調和機だけではなく、１台の室外機に複数台の室内機が接続されるマルチ型の空気調和機であっても適用することができる。

１ 室内機
２ 室外機
３ 冷媒配管
４ 赤外線センサ
５ 室内熱交換器
６ 室内送風ファン
７ 温度センサ
８ 湿度センサ
９ 室外熱交換器
１０ 室外ファン
１１ 圧縮機
１２ 四方弁
１３ 減圧装置
２１ 吹き出し口
２２ 上下羽根
２３ 左右羽根
２５ 左右羽根駆動手段
２６ 貫通穴
３０ リモコン装置
３１ 表示部
３２ 操作部

Claims (4)

1. 人体の動きを検出する人体検出手段と、吹き出される空気の向きを左右に変更する左右風向変更羽根と、前記人体検出手段の検知結果に基づいて前記左右風向変更羽根を制御する制御手段とを備え、空調すべき領域を、前記人体検出手段により検知される複数の領域に区分し、前記制御手段は、除霜運転の前に、前記人体検出手段により人がいると検知された領域以外の領域に暖気を吹き出すように前記左右風向変更羽根の方向を制御することを特徴とする空気調和機。
2. 吹き出される空気の向きを上下に変更する上下風向変更羽根をさらに備え、前記制御手段は、前記上下風向変更羽根を前記左右風向変更羽根の方向を人がいると検知された領域以外の領域に暖気を吹き出すように変更する直前の前記上下風向変更羽根の方向に維持するように制御することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 室内温度を検出する室内温度検出手段をさらに備え、前記室内温度検出手段が検知した温度が制御目標値となるように空調制御を行う空気調和機であって、前記制御手段は、除霜運転の前に、前記制御目標値を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 前記制御手段は、除霜運転の終了後、前記制御目標値を段階的に低下させることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。

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