JP2017058062A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人の位置や温冷感に応じて、風向や設定温度を補正する空気調和機に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner that corrects a wind direction and a set temperature in accordance with a person's position and thermal sensation.
従来の空気調和機は、空調すべき領域を複数の人体検知センサにより複数の領域に区分し、区分された各領域における人の存在を人体検知センサにより検知するとともに、各領域における人の活動量を活動量検知手段により検知して、複数の領域のうち少なくとも二つの領域に人がいることを検知した場合、これら二つの領域に対して交互に風向変更羽根を向けるとともに、それぞれの領域に風向変更羽根を向けている停留時間を、活動量検知手段により検知された人の活動量に応じて可変補正することで、省エネで快適な空調を行っていた(例えば、特許文献1参照)。 A conventional air conditioner divides an area to be air-conditioned into a plurality of areas by a plurality of human body detection sensors, detects the presence of a person in each of the divided areas, and detects the amount of human activity in each area. Is detected by the activity amount detection means, and it is detected that there are people in at least two of the plurality of regions, the wind direction changing blades are alternately directed to these two regions, and the wind direction is directed to each region. Energy saving and comfortable air conditioning has been performed by variably correcting the stopping time in which the changed blades are directed in accordance with the activity amount of the person detected by the activity amount detection means (see, for example, Patent Document 1).
また、検知した人の位置と活動量に応じて設定温度を適宜補正することにより快適な空調を行っていた(例えば、特許文献2参照)。 In addition, comfortable air conditioning is performed by appropriately correcting the set temperature according to the detected position of the person and the amount of activity (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、人が感じる暑いや寒いといった感覚は、着衣量等によっても変わるため、従来の活動量に応じた補正だけでは居住者を十分に快適にすることはできず、改善の余地があった。 However, since the sense of hotness and coldness that people feel varies depending on the amount of clothes, etc., it has not been possible to make the residents sufficiently comfortable only by correcting according to the amount of activity in the past, and there was room for improvement.
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、人が感じる暑いや寒いといった感覚を総合的に検知して風向や設定温度を補正することで、居住者の活動量や着衣量等や人数や位置が変わっても、常に快適にすることができる空気調和機を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such points, and by comprehensively detecting the sense of hotness and coldness felt by people and correcting the wind direction and set temperature, the amount of activity, the amount of clothes, etc. The purpose is to provide an air conditioner that can always be comfortable even if the number of people and position change.
本発明は上記目的を達成するため、本発明は、空調すべき領域を区分した複数の領域毎に人の存在を検知する人検知手段と、人の表面温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段が検知した表面温度から当該人の位置や温度を演算する画像処理手段と、制御手段と風向変更羽根を備え、前記制御手段は、人が存在する領域毎に温冷感を演算し、前記領域毎の温冷感に応じて、風向変更羽根を停留させる時間を補正するものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a human detection means for detecting the presence of a person for each of a plurality of areas into which areas to be air-conditioned are divided, a temperature detection means for detecting the surface temperature of a person, An image processing means for calculating the position and temperature of the person from the surface temperature detected by the temperature detection means, a control means and a wind direction changing blade, and the control means calculates a thermal sensation for each region where a person exists. The time for stopping the wind direction changing blade is corrected according to the thermal sensation for each region.
本発明によれば、人が存在する領域毎の温冷感に応じて風向変更羽根を停留させる時間を補正することにより、居住者の活動量や着衣量等や人数や位置が変わっても、常に快適にすることができる。 According to the present invention, by correcting the time to stop the wind direction change blade according to the thermal sensation for each region where people are present, even if the amount of resident's activity, the amount of clothes, etc. You can always be comfortable.
第1の発明は、空調すべき領域を区分した複数の領域毎に人の存在を検知する人検知手段と、人の表面温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段が検知した表面温度から当該人の位置や温度を演算する画像処理手段と、制御手段と風向変更羽根を備え、前記制御手段は、人が存在する領域毎に温冷感を演算し、前記領域毎の温冷感に応じて、風向変更羽根を停留させる時間を補正するものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a human detection means for detecting the presence of a person for each of a plurality of areas into which areas to be air-conditioned are divided, a temperature detection means for detecting a human surface temperature, and a surface temperature detected by the temperature detection means. Image processing means for calculating the position and temperature of the person, a control means and a wind direction changing blade, and the control means calculates a thermal sensation for each area where a person exists, and the thermal sensation for each area. Accordingly, the time for stopping the wind direction changing blade is corrected.
これによれば、人が存在する領域毎の温冷感に応じて風向変更羽根を停留させる時間を補正することにより、居住者の活動量や着衣量等や人数や位置が変わっても、常に快適にすることができる。 According to this, by correcting the time to stop the wind direction change blade according to the thermal sensation for each area where people are present, even if the amount of resident's activity, the amount of clothes, etc. Can be comfortable.
また、第2の発明は、第1の発明の制御手段は、前記領域毎の温冷感に応じて設定温度を補正するものである。 In the second invention, the control means of the first invention corrects the set temperature in accordance with the thermal sensation in each region.
これによれば、人が存在する領域毎の温冷感に応じて設定温度を補正することにより、居住者の温冷感をより広範囲に調整できるため、更に快適にすることができる。 According to this, since the thermal sensation of the occupant can be adjusted in a wider range by correcting the set temperature in accordance with the thermal sensation for each region where a person exists, it is possible to further improve the comfort.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
本実施の形態の空気調和機は、冷媒配管及び制御用配線等により互いに接続された室内機と室外機とで構成され、室外機には圧縮機が設けられている。
(Embodiment 1)
The air conditioner according to the present embodiment includes an indoor unit and an outdoor unit that are connected to each other by a refrigerant pipe and a control wiring, and the outdoor unit is provided with a compressor.
図1〜図3はこの空気調和機の室内機を示している。図1〜図3、特に図3に示すように、室内機の外観を構成する空気調和機本体1は、空気を吸い込む吸込み口2と、熱交換された空気を吹き出す吹出し口3とを備えている。また、空気調和機本体1は、空気調和機本体1の前面を覆う前面パネル4を備えている。 1 to 3 show an indoor unit of this air conditioner. As shown in FIGS. 1 to 3, particularly FIG. 3, the air conditioner main body 1 constituting the exterior of the indoor unit includes a suction port 2 that sucks in air and a blowout port 3 that blows out heat-exchanged air. Yes. The air conditioner body 1 includes a front panel 4 that covers the front surface of the air conditioner body 1.
空気調和機本体1の内部には、室内空気に含まれる塵埃を補足するためのフィルタ5と、取り入れた室内空気を熱交換する熱交換器6と、吸込み口2からフィルタ5を通して取り入れた室内空気を熱交換器6で熱交換して吹出し口3から室内に吹き出すための気流を発生させる貫流式のファン7とが設けられている。 Inside the air conditioner main body 1, a filter 5 for capturing dust contained in room air, a heat exchanger 6 for exchanging heat from the taken room air, and room air taken from the suction port 2 through the filter 5. And a once-through fan 7 that generates an airflow for exchanging heat with the heat exchanger 6 and blowing the air from the blowout port 3 into the room.
吹出し口3には、当該吹出し口3を開閉するとともに、空気の吹出し方向を上下方向に変更することができる上下風向変更羽根8が設けられている。上下風向変更羽根8は、上羽根8aと下羽根8bとからなり、上羽根8a、下羽根8bはそれぞれ、左右両端のいずれかの回転軸において、ステッピングモータ等からなる駆動モータの回転軸に連結されている(図示せず)。そして、この駆動モータの動作により、上羽根8a、下羽根8bは、それぞれ上下方向に回動する。なお、上下風向変更羽根8は上羽根8aと下羽根8bからなるものではなく一つの羽根で構成されるものであってもよい。 The air outlet 3 is provided with up / down air direction changing blades 8 that can open and close the air outlet 3 and change the air blowing direction in the vertical direction. The up-and-down wind direction changing blade 8 is composed of an upper blade 8a and a lower blade 8b, and the upper blade 8a and the lower blade 8b are connected to the rotating shaft of a drive motor such as a stepping motor on either of the rotating shafts at the left and right ends. (Not shown). Then, by the operation of this drive motor, the upper blade 8a and the lower blade 8b rotate in the vertical direction. In addition, the up-and-down wind direction change blade | wing 8 does not consist of the upper blade | wing 8a and the lower blade | wing 8b, and may be comprised with one blade | wing.
また、ファン7の下流側から吹出し口3の上流側に至る通風路9には、空気の吹出し方向を左右に変更することができる複数枚の左右風向変更羽根10が設けられている。複数枚の左右風向変更羽根10は、動きを連動させる連結桟により連結され、連結桟はステッピングモータ等からなる駆動モータの回転軸に連結されている(図示せず)。そして、この駆動モータの動作により、複数枚の左右風向変更羽根10は、それぞれ左右方向に回動する。 Further, a plurality of left and right air direction changing blades 10 capable of changing the air blowing direction to the left and right are provided in the ventilation path 9 extending from the downstream side of the fan 7 to the upstream side of the air outlet 3. The plurality of left and right wind direction change blades 10 are connected by a connecting bar that moves in conjunction with each other, and the connecting bar is connected to a rotating shaft of a drive motor such as a stepping motor (not shown). And by this operation | movement of this drive motor, the several sheet of left-right wind direction change blade | wing 10 rotates in the left-right direction, respectively.
また、前記空気調和機本体1の天面と前面パネル4とフィルタ5との間には制御手段11が配置してある。この制御手段11は空気調和機本体1を構成する台枠の一部を利用して装着してあり、前記ファン7、上下風向変更羽根8、左右風向変更羽根10、圧縮機等を制御して当該空気調和機の運転を制御するようになっている。 Control means 11 is disposed between the top surface of the air conditioner body 1, the front panel 4 and the filter 5. This control means 11 is mounted using a part of the frame constituting the air conditioner main body 1, and controls the fan 7, the up / down air direction changing blade 8, the left / right air direction changing blade 10, the compressor, etc. The operation of the air conditioner is controlled.
ここで、上記のような構成を持つこの空気調和機には、図1に示すように前記空気調和機本体1の前面部分すなわち前面パネル4と、吹出し口3との間にセンサ保持枠体12が設けてある。センサ保持枠体12の前面は、略垂直に設けられた前面パネル4に対して、傾斜して設けられている。 Here, in this air conditioner having the above-described configuration, as shown in FIG. 1, a sensor holding frame 12 is provided between the front portion of the air conditioner body 1, that is, the front panel 4 and the outlet 3. Is provided. The front surface of the sensor holding frame 12 is inclined with respect to the front panel 4 provided substantially vertically.
上記センサ保持枠体12には、その一方端側に人体を検知する人体検知手段13、他方端側に床面や人体温度の熱画像を取得する温度検知手段14が組み込んである。なお、人体検知手段13と温度検知手段14は、図1に示されるようにカバー15で覆われており、図2はカバー15を取り外した状態を示している。 The sensor holding frame 12 incorporates a human body detecting means 13 for detecting a human body at one end side thereof, and a temperature detecting means 14 for acquiring a thermal image of a floor surface or a human body temperature at the other end side. The human body detection means 13 and the temperature detection means 14 are covered with a cover 15 as shown in FIG. 1, and FIG. 2 shows a state where the cover 15 is removed.
ここで、人体検知手段による人体検知方法について説明する。図4は人体検知手段の正面図であり、人体検知手段13には複数の人体検知センサ13l、13c、13rが設けられており、各人体検知センサは人体から放射される赤外線量の変化に応じて制御手段11にパルス信号を出力するようになっている。 Here, the human body detection method by the human body detection means will be described. FIG. 4 is a front view of the human body detection means. The human body detection means 13 is provided with a plurality of human body detection sensors 13l, 13c, and 13r, and each human body detection sensor responds to a change in the amount of infrared rays emitted from the human body. Thus, a pulse signal is output to the control means 11.
図5は人体検知領域を示した図であり、各人体検知センサ13l、13c、13rが検知する領域は下記となるように配光が設定されている。 FIG. 5 is a diagram showing human body detection areas. Light distribution is set so that the areas detected by the human body detection sensors 13l, 13c, and 13r are as follows.
人体検知センサ13l:LM、CM、LF、CF
人体検知センサ13c:CN、LM、CM、RM
人体検知センサ13r:CM、RM、CF、RF
Human body detection sensor 13l: LM, CM, LF, CF
Human body detection sensor 13c: CN, LM, CM, RM
Human body detection sensor 13r: CM, RM, CF, RF
このような構成において、制御手段11は所定時間T1秒(例えば3秒)の間に、各人体検知センサ13l、13c、13rの反応が有るか否かを判定し、この反応結果の組合せから図6の表に従い、人が居る領域に変換する。これを所定回数M(例えば10回)繰り返し、各領域毎の反応回数をT1×M秒間累積する。所定回数M繰り返した時点で、各領域毎の累積反応回数が1回以上であれば、その領域に人は存在するとし、1回未満であれば、その領域に人は存在しないと判断する。 In such a configuration, the control means 11 determines whether or not there is a response from each of the human body detection sensors 13l, 13c, and 13r within a predetermined time T1 seconds (for example, 3 seconds), and the combination of the reaction results is used to determine the response. According to the table in FIG. This is repeated a predetermined number of times M (for example, 10 times), and the number of reactions for each region is accumulated for T1 × M seconds. If the cumulative number of reactions for each area is 1 or more when the predetermined number of times M is repeated, it is determined that there is a person in that area, and if it is less than one, it is determined that there is no person in that area.
また、人体検知手段13では人を検知した領域の活動量も同時に検知しており、以下活
動量の検知方法について説明する。上述の領域毎の累積反応回数は過去数回分(例えば4回分)覚えており、この過去4回分の履歴から図7のように領域毎の活動量を3段階で算出している。ここで活動量「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。
Further, the human body detecting means 13 simultaneously detects the amount of activity in the area where the person is detected, and the method for detecting the amount of activity will be described below. The cumulative number of reactions for each region is remembered for the past several times (for example, four times), and the amount of activity for each region is calculated in three stages from the history for the past four times as shown in FIG. Here, the amount of activity “Large” means that the activity is in a wide area such as indoor cleaning, and it feels hot due to an increase in metabolic rate. The activity amount “medium” means that it is active in a narrow area such as cooking, and it feels a little hot due to an increase in metabolic rate. The activity amount “small” means that the activity is somewhat in the same place such as a meal, and no significant change in the metabolic rate is observed.
次に、領域毎の温冷感演算方法について説明する。図8は温度検知手段の正面図である。温度検知手段14は、物質から輻射されている赤外線を検出することで物質の表面温度を非接触で検知する赤外線センサ16と、前記赤外線センサ16を保持しているセンサホルダー17と、前記センサホルダー17を左右方向に自在に回転させる駆動モータ18から構成されている。 Next, a thermal sensation calculation method for each region will be described. FIG. 8 is a front view of the temperature detecting means. The temperature detector 14 includes an infrared sensor 16 that detects the surface temperature of the substance in a non-contact manner by detecting infrared rays radiated from the substance, a sensor holder 17 that holds the infrared sensor 16, and the sensor holder It is comprised from the drive motor 18 which rotates 17 freely in the left-right direction.
赤外線センサ16の上下視野角は人体検知手段13の上下視野角αと同程度を有しているが、左右視野角は人体検知手段13の左右視野角βより狭いため、駆動モータ18をT2秒毎(例えば120秒)に走査させることで人体検知手段13の左右視野角βと同程度の領域を検知できるようにしている。このように温度検知手段14は空気調和機本体1の前方の空間に存在する物体の二次元的な熱画像103をT2秒毎に取得することができる。 Although the vertical viewing angle of the infrared sensor 16 is approximately the same as the vertical viewing angle α of the human body detection means 13, the left and right viewing angles are narrower than the left and right viewing angle β of the human body detection means 13. By scanning every time (for example, 120 seconds), it is possible to detect an area of the same level as the left and right viewing angle β of the human body detection means 13. Thus, the temperature detection means 14 can acquire the two-dimensional thermal image 103 of the object which exists in the space ahead of the air conditioner main body 1 every T2 second.
温度検知手段14で取得された熱画像103は、画像処理手段104に送信される。画像処理手段104での機能を、図9を用いて説明する。 The thermal image 103 acquired by the temperature detection unit 14 is transmitted to the image processing unit 104. The function of the image processing means 104 will be described with reference to FIG.
まず画像処理手段104は、取得した熱画像103を解析することにより、人102が存在する領域(CN〜RFのいずれか)を特定し、制御手段11に出力する。人の存在領域の特定については、以下の人の画像領域の温度における平均値を算出する過程における、人の画像領域の特定方法と同様であり、詳細は後述する。 First, the image processing unit 104 analyzes the acquired thermal image 103 to identify a region (any of CN to RF) where the person 102 exists, and outputs it to the control unit 11. The identification of the human existence area is the same as the identification method of the human image area in the process of calculating the average value of the temperature of the human image area below, and details will be described later.
さらに画像処理手段104は、取得した熱画像103から、人102に該当する画像領域を切り出し、人102に該当すると判断された画像領域の温度の平均値(A値)を人体温度として求める。さらに画像処理手段104は、温度センサ106で検出された周囲温度をその人の周囲温度(B値)として取得する。さらに画像処理手段104は、C値としてA値とB値の差分温度、即ちC=A−Bを算出し、制御手段11に出力する。なお、熱画像103の解析で複数人の人を検知した場合は、それぞれの人毎に存在領域とC値を算出する。 Further, the image processing unit 104 cuts out an image area corresponding to the person 102 from the acquired thermal image 103, and obtains an average value (A value) of the temperatures of the image areas determined to correspond to the person 102 as the human body temperature. Further, the image processing unit 104 acquires the ambient temperature detected by the temperature sensor 106 as the ambient temperature (B value) of the person. Further, the image processing unit 104 calculates a difference temperature between the A value and the B value, that is, C = A−B as the C value, and outputs it to the control unit 11. When a plurality of people are detected by analyzing the thermal image 103, the existence area and the C value are calculated for each person.
ここで、画像処理手段104における、人102の平均温度(A値)の算出方法を図10にて説明する。人は代謝により常に放熱しているため、表面温度は周囲温度よりも必ず高くなる。よって、温度センサ106で検出した周囲温度と比較して所定温度以上の画像領域を人102に該当する画像領域とするができる。このようにして画像処理手段104は、A値を算出するための人の画像領域を特定する。 Here, a method of calculating the average temperature (A value) of the person 102 in the image processing means 104 will be described with reference to FIG. Since humans always dissipate heat through metabolism, the surface temperature is always higher than the ambient temperature. Therefore, an image area having a predetermined temperature or higher compared to the ambient temperature detected by the temperature sensor 106 can be set as an image area corresponding to the person 102. In this way, the image processing means 104 specifies a human image area for calculating the A value.
例えば、周囲温度が25℃の場合、周囲温度よりも1℃以上高い画像領域を人102の画像領域とすると、図10(a)で囲む画像領域を人の画像領域とすることができる。この様に、所定温度以上の画像領域を人の画像領域として決めてもよい。またこれに加えて、連続している26℃以上の画素数が所定画素数以上であることを人の画像領域を特定するための条件として追加しても構わない。こうすることで、例えば図10(b)の様に、画像内に人102以外に、点灯時に発熱する照明器具等が含まれていて該当領域が26℃以上の画像領域が存在している場合であっても、例えば26℃以上で連続して10画素以上の画像領域を人として認識するようにしておけば、これらの照明器具等の発熱物体を人
として検出することはなくなるため、精度の高い人検出が可能になる。
For example, if the ambient temperature is 25 ° C. and an image region that is 1 ° C. higher than the ambient temperature is the image region of the person 102, the image region surrounded by FIG. 10A can be the human image region. In this manner, an image area having a predetermined temperature or higher may be determined as a human image area. In addition to this, it may be added as a condition for specifying a person's image area that the number of continuous pixels of 26 ° C. or more is a predetermined number of pixels or more. By doing so, for example, as shown in FIG. 10B, in addition to the person 102, a lighting device that generates heat when it is turned on is included in the image, and the corresponding region has an image region of 26 ° C. or higher. However, for example, if an image region of 10 pixels or more is continuously recognized as a person at 26 ° C. or higher, a heating object such as a lighting device will not be detected as a person. High human detection is possible.
また、人の存在領域の特定については、人の画像領域の最下部を足先として、足先の画像位置から図5に示す領域CN〜RFのどこに属するのか算出する。 In addition, for the identification of the human presence area, the position of the area CN to RF shown in FIG. 5 is calculated from the image position of the foot, with the bottom of the human image area as the foot.
制御手段11では、人体検知手段13からの人存在領域とその領域の活動量、および画像処理手段104からの人毎の存在領域とC値を使って、人が存在する領域とその領域の温冷感をT1×M秒毎に算出するが、その方法について、図11の領域毎の温冷感の演算手法を説明するための概念図を用いて説明する。 The control means 11 uses the human existence area from the human body detection means 13 and the amount of activity in the area, and the existence area and C value for each person from the image processing means 104, and the area where the person exists and the temperature of the area. The cooling sensation is calculated every T1 × M seconds, and the method will be described with reference to a conceptual diagram for explaining the thermal sensation calculation method for each region in FIG.
表1は、人体検知手段13からの人存在領域とその領域の活動量の例であり、3つの領域に人の存在を検知している。また表2は、画像処理手段104からの人毎の存在領域とC値の例であり、3つの領域に4人のC値を検知している。まず、ステップS1では、表1の各領域に該当する人のC値を表2から求めて、表3を決定している。ただし、表2では領域RFに2人のC値を検知しているため、表3の領域RFには両者のC値の平均値を採用している。また、表2には領域CMに該当する人は存在しないため、領域CMのC値は不明となる。 Table 1 shows an example of the human presence area from the human body detection means 13 and the amount of activity in that area, and the presence of a person is detected in three areas. Table 2 is an example of the existence area and C value for each person from the image processing means 104, and C values of four persons are detected in three areas. First, in step S1, the C value of the person corresponding to each area of Table 1 is obtained from Table 2, and Table 3 is determined. However, since the C values of the two persons are detected in the region RF in Table 2, the average value of both C values is adopted for the region RF in Table 3. In Table 2, since there is no person corresponding to the area CM, the C value of the area CM is unknown.
そこで、ステップS2では、C値が確定している他の領域の平均値を割り当てることで代用している。つまり領域CNと領域RFのC値の平均値を割り当てている。これは、人体検知手段13と温度検知手段14の検知が同期していないため、このようなことが起こり得るが、人体検知手段13も温度検知手段14も両方検知している領域の平均値を割り当てることで、大きな誤差が生じないようにしている。また、表1の各領域に該当する人のC値が表2に全く無い場合も在り得るが、このような場合は、表3のC値は全領域とも前回(T1×M秒前)の全C値の平均値を使うことで、大きな誤差が出ないようにすることができる。 Therefore, in step S2, the average value of another area in which the C value is fixed is assigned instead. That is, the average value of the C values of the area CN and the area RF is assigned. This is because the detection of the human body detection means 13 and the temperature detection means 14 is not synchronized, and this may occur. However, the average value of the areas where both the human body detection means 13 and the temperature detection means 14 are detected is calculated. By assigning, a large error is prevented from occurring. In addition, there may be cases where the C value of the person corresponding to each area in Table 1 is not at all in Table 2, but in such a case, the C value in Table 3 is the previous (T1 × M seconds before) in all areas. By using the average value of all C values, it is possible to prevent a large error from occurring.
ステップS3では、表5を使って表6に示すような人が存在する各領域の温冷感を決定している。ここで表5は活動量とC値から温冷感を算出するための表であるが、C値が小さくなるほど体からの散熱量が小さくなるため、暑い(暖かい)方向に変化させている。また、同じC値でも活動量が大きくなるほど代謝量が増加するため、暑い(暖かい)方向に変化させている。 In step S3, the thermal sensation of each region where people exist as shown in Table 6 is determined using Table 5. Here, Table 5 is a table for calculating the thermal sensation from the amount of activity and the C value, but since the amount of heat dissipated from the body decreases as the C value decreases, it is changed in a hot (warm) direction. In addition, even if the C value is the same, the amount of metabolism increases as the amount of activity increases.
以上のように、熱画像と活動量を組み合わせて温冷感を演算することで、着衣量や活動量等が変わっても高精度で温冷感を推定することができる。 As described above, by calculating the thermal sensation by combining the thermal image and the amount of activity, the thermal sensation can be estimated with high accuracy even if the amount of clothes, the amount of activity, or the like changes.
本実施の形態では人の存在位置を人体検知手段で検知しているが、温度検知手段で得られた熱画像を使って人の存在位置を検知しても良い。 In the present embodiment, the presence position of the person is detected by the human body detection means, but the presence position of the person may be detected using a thermal image obtained by the temperature detection means.
また、本実施の形態では人体検知手段で活動量を検知しているが、温度検知手段で得られた熱画像を使って活動量を検知しても良い。 In the present embodiment, the activity amount is detected by the human body detection means, but the activity amount may be detected using a thermal image obtained by the temperature detection means.
次に、人体検知手段13により検知された人の存在領域CN〜RFに応じて、上下風向変更羽根8と左右風向変更羽根10の風向制御が行われるが、これらの制御について以下説明する。 Next, the wind direction control of the up / down wind direction changing blade 8 and the left / right wind direction changing blade 10 is performed according to the human presence areas CN to RF detected by the human body detecting means 13, and these controls will be described below.
暖房時の風向制御は、人がいると判定された領域における人の足元手前に風向きを制御することで足元近傍に温風を到達させ、冷房時の風向制御は、人の頭上上方に風向きを制御することで頭上上方に冷風を到達させる。本実施の形態では、風向制御を複数の領域を含むブロック毎に判定しているので、このブロックについてまず説明する。 Wind direction control during heating is performed by controlling the wind direction in front of the person's feet in the area where it is determined that there is a person, so that warm air reaches the vicinity of the feet, and during air conditioning, the wind direction control is performed above the person's head. By controlling, the cool air reaches above the head. In the present embodiment, the wind direction control is determined for each block including a plurality of regions, and this block will be described first.
各領域CN〜RFは、次のように左右方向の三つのブロックに区分することで、左右に離れた複数の領域に人が居ても、複数の領域近辺を確実に空調できるようにしている。 Each region CN to RF is divided into three blocks in the left-right direction as follows, so that even if there are people in a plurality of regions separated from each other in the left-right direction, the vicinity of the plurality of regions can be reliably air-conditioned. .
ブロックL:領域LM、LF
ブロックC:領域CN、CM、CF
ブロックR:領域RM、RF
Block L: areas LM, LF
Block C: areas CN, CM, CF
Block R: Region RM, RF
図12は風向制御を説明するためのフローチャートであるが、空気調和機の運転開始後、ステップS11において人が存在するかとその領域にC値を検知しているかを判定し、両方満たせばステップS12、ステップS14へと進む。ステップS11での判定は、存在を検知した人のC値が取得できているかの判定であり、正しくC値が取得できるまで待つためのものである。 FIG. 12 is a flowchart for explaining the wind direction control. After the operation of the air conditioner is started, it is determined in step S11 whether a person is present and whether a C value is detected in the region, and if both are satisfied, step S12 is performed. The process proceeds to step S14. The determination in step S11 is a determination of whether or not the C value of the person whose presence has been detected has been acquired, and is for waiting until the C value can be acquired correctly.
ステップS14において、人がいる領域が一つ、すなわち空調すべき領域が一つの場合、ステップS15において、その領域に応じて設定された風向に固定される。図13は暖房時の領域毎の風向設定を示した図であるが、図13(a)は上下風向変更羽根の水平向き基準で下方向の角度を示しており、領域が近くなるほど下向きになっている。図13(b)は左右風向変更羽根の正面向き基準で左方向の角度を示しており、左右の端領域(LM、LF、RM、RF)は左右方向に曲げている。 In step S14, when there is one area where a person is present, that is, there is one area to be air-conditioned, in step S15, the wind direction set according to the area is fixed. FIG. 13 is a diagram showing the wind direction setting for each area during heating, but FIG. 13 (a) shows the downward angle with the horizontal direction reference of the up / down wind direction changing blade, and the lower the area, the lower the direction. ing. FIG. 13B shows the left angle with respect to the front direction of the left / right wind direction changing blade, and the left and right end regions (LM, LF, RM, RF) are bent in the left / right direction.
ステップS14において、空調すべき領域が一つではないと判定されると、ステップS16において、空調すべき領域が一つのブロックかどうかを判定し、空調すべき領域が一つのブロックの場合、ステップS17にてそのブロック内で距離が最大の領域に風向を所定時間停留させた後、最小の領域に風向を所定時間停留させることを繰り返し、距離最大領域と最小領域を交互に空調する。これにより空調すべき領域全てを空調できるようにしている。 If it is determined in step S14 that there is not one area to be air-conditioned, it is determined in step S16 whether the area to be air-conditioned is one block. If the area to be air-conditioned is one block, step S17 is performed. In the block, after the wind direction is stopped for a predetermined time in the area having the maximum distance in the block, the wind direction is repeatedly stopped for a predetermined time in the minimum area, and the maximum distance area and the minimum area are alternately air-conditioned. As a result, the entire area to be air-conditioned can be air-conditioned.
一方ステップS16にて、空調すべき領域が複数のブロックに存在する場合、ステップS18にて、冷房時は左端ブロック内で距離が最大の領域に風向を所定時間停留させた後、右端ブロック内で距離が最大の領域に風向を所定時間停留させることを繰り返し、両端ブロック内で最も遠い領域を交互に空調する。距離が最大の領域としている理由は、冷房時には手前の領域の人に吹き出し風が直接当たらず、頭上に吹き出し風がいくようにするためである。また、暖房時は左端ブロック内で距離が最小の領域に風向を所定時間停留させた後、右端ブロック内で距離が最小の領域に風向を所定時間停留させることを繰り返し、両端ブロック内で最も近い領域を交互に空調する。距離が最小の領域としている理由は、暖房時は手前の領域の人に吹き出し風が当たらず、足元に吹き出し風がいくようにするためである。 On the other hand, if there are areas to be air-conditioned in step S16 in a plurality of blocks, in step S18, after cooling for a predetermined time in the leftmost block in the leftmost block during cooling for a predetermined time, in the rightmost block. The air direction is repeatedly stopped for a predetermined time in an area having the maximum distance, and the farthest areas in the both end blocks are alternately air-conditioned. The reason why the distance is the maximum area is that the air blown air does not directly hit the person in the front area during cooling, and the air blown air flows above the head. During heating, after the wind direction is stopped for a predetermined time in the area with the minimum distance in the left end block, the wind direction is repeatedly stopped for a predetermined time in the area with the minimum distance in the right end block. Air-condition areas alternately. The reason why the distance is the minimum area is that the blowing air does not hit the person in the front area during heating, and the blowing air flows at the feet.
また、ステップS12では運転中に人が居なくなったかどうかを判定しており、人が居なくなったらステップS13にて、過去に検知頻度が高かった領域、つまり最も人が居る確立が高い領域を目標領域として風向設定している。 Further, in step S12, it is determined whether or not there are no people during driving. If there are no more people, in step S13, a region that has been detected frequently in the past, that is, a region that has the highest probability of having people is targeted. The wind direction is set as the area.
ここで、各領域において空調がし易い、空調がし難い度合いを空調要求度という表現により表し、空調要求度が高いほど空調がよりし難い、空調要求度が低いほど空調がよりし易いとする。例えば、空調すべき領域が空気調和機本体1から遠いほど、あるいは空気調和機本体1から見て左右端寄りの領域ほど、吹き出し風が届きにくくなるため、空調要求度が高くなる。そこで、風向を停留させる時間は、風向が向いている領域の空調要求度に応じて、例えば下記のように設定される。 Here, the degree of air conditioning that is easy to air-condition and difficult to air-condition in each region is expressed by the expression of air conditioning requirement. It is assumed that the higher the air conditioning requirement, the more difficult the air conditioning, and the lower the air conditioning requirement, the easier the air conditioning. . For example, as the area to be air-conditioned is farther from the air conditioner main body 1 or the area closer to the left and right ends when viewed from the air conditioner main body 1, the blown air is less likely to reach, so the degree of air conditioning requirement increases. Therefore, the time for stopping the wind direction is set as follows, for example, according to the air conditioning requirement level in the region where the wind direction is facing.
領域CN :60秒(空調要求度低)
領域LM、CM、RM、CF:90秒(空調要求度中)
領域LF、RF :120秒(空調要求度高)
Area CN: 60 seconds (low air conditioning requirement)
Areas LM, CM, RM, CF: 90 seconds (medium air conditioning requirement)
Area LF, RF: 120 seconds (high air conditioning requirement)
上記のような風向制御において、領域毎の温冷感に応じて風向変更羽根を停留させる時間を補正する方法について説明する。 In the wind direction control as described above, a method of correcting the time for stopping the wind direction changing blade according to the thermal sensation for each region will be described.
暖房時、温冷感が小さい人は温冷感が大きい人よりも「寒く」感じているのに対し、冷房時は、温冷感が大きい人は温冷感が小さい人よりも「暑く」感じていることから、空調すべき領域における温冷感に応じて各領域の停留時間を増減させる。 When heating, people with a low thermal sensation feel “cold” than people with a large thermal sensation, whereas during cooling, people with a high thermal sensation are “hot” than those with a low thermal sensation Since it feels, the stop time of each area | region is increased / decreased according to the thermal sensation in the area | region which should be air-conditioned.
図14は暖房時の停留時間の補正方法を示した表であるが、まず空調すべき領域が一つのブロックの場合、そのブロック内で距離が最大の領域と最小の領域に風向を停留させるが、それぞれの領域の温冷感差に応じて補正する。両領域の温冷感差が小さければ補正無しとし、温冷感差が大きくなると温冷感が小さい領域の停留時間を長めに、更に温冷感差が大きくなると温冷感が大きい領域の停留時間も短くすることで、寒いと感じている領域を長い時間空調させている。冷房時は、暖房とは逆方向の補正方法になるだけなので、説明は省略する。 FIG. 14 is a table showing the correction method of the stop time during heating. First, when the area to be air-conditioned is one block, the wind direction is stopped in the area having the maximum distance and the area having the minimum distance in the block. The correction is made in accordance with the temperature difference in each region. If the difference in thermal sensation between the two areas is small, no correction is made.If the difference in thermal sensation increases, the suspension time in the area where the thermal sensation is small is lengthened. By shortening the time, the area felt cold is air-conditioned for a long time. At the time of cooling, only the correction method in the opposite direction to that of heating is used, and the description is omitted.
次に空調すべき領域が二つのブロックの場合、両端ブロック内で風向を停留させるため、それぞれのブロック毎の温冷感差に応じて停留時間を補正する。ここで、ブロック毎の温冷感とは、ブロックL、C、Rそれぞれのブロック内で、人が存在する領域の温冷感の平均値としている。 Next, when the area to be air-conditioned is two blocks, the stopping time is corrected according to the difference in thermal sensation for each block in order to stop the wind direction in both end blocks. Here, the thermal sensation for each block is the average thermal sensation in the area where people are present in each of the blocks L, C, and R.
次に空調すべき領域が三つのブロックの場合、ブロックLとブロックRで風向を停留させるが、ブロックCの温冷感に応じた停留時間補正を追加している。このように、ブロックCの温冷感に応じてブロックLとブロックR停留時間を変えることで、ブロックLとブロックRの間を風向が移動する頻度が変わり、ブロックCの空調度合いを変えることができる。 Next, when the area to be air-conditioned is three blocks, the wind direction is stopped in the block L and the block R, but the stop time correction according to the thermal sensation of the block C is added. Thus, by changing the block L and block R stop time according to the thermal sensation of the block C, the frequency that the wind direction moves between the block L and the block R changes, and the air conditioning degree of the block C can be changed. it can.
以上のように、人が存在する領域毎の温冷感に応じて風向変更羽根を停留させる時間を補正することにより、居住者の着衣量や活動量等や人数や位置に応じて領域毎の空調度合いを変えることができるため、居住者を常に快適にすることができる。 As described above, by correcting the time to stop the wind direction changing blade according to the thermal sensation for each area where people exist, the area for each area depends on the amount of clothes, activity, etc. Since the degree of air conditioning can be changed, the occupant can always be comfortable.
上述したように、人がいる領域に応じて風向制御が行われるが、空調要求度が高いほどリモコンで設定した設定温度と人がいる領域の実温度との温度差が大きくなる傾向がある。そこで、この温度差を極力小さくするための温度制御について以下説明する。 As described above, the wind direction control is performed according to the area where the person is present, but the higher the air conditioning requirement level, the larger the temperature difference between the set temperature set by the remote controller and the actual temperature in the area where the person is. Therefore, temperature control for minimizing this temperature difference will be described below.
暖房時は、空調要求度が高い領域は温風が届きにくいので、この領域は設定温度を高めに補正する。一方、空調要求度が低い領域は設定温度を低めに補正する。冷房時は逆に、空調要求度が高い領域ほど冷風が届きにくいので、この領域は設定温度を低めに補正する一方、空調要求度が低い領域ほど設定温度を高めに補正する。図15は暖房時の領域温度補正値を示した図であるが、各領域の空調要求度に応じて領域温度補正値を変えている。 During heating, a region where the degree of air conditioning requirement is high is difficult for hot air to reach, so this region is corrected to a higher set temperature. On the other hand, in a region where the air conditioning requirement level is low, the set temperature is corrected to be lower. Conversely, during cooling, the higher the air conditioning requirement level, the harder the cold air reaches. Therefore, this region corrects the set temperature lower, while the lower air conditioning requirement level corrects the set temperature higher. FIG. 15 is a diagram showing the region temperature correction value at the time of heating, but the region temperature correction value is changed according to the air conditioning requirement level of each region.
一例として、暖房時、リモコン設定温度が23℃で、領域LFに人がいる場合、領域温度補正値は+1℃となるので、制御目標値(リモコン設定温度+領域温度補正値)は24℃となる。冷房時は、暖房とは逆方向の補正方法になるだけなので、説明は省略する。 As an example, when the remote control set temperature is 23 ° C. during heating and there is a person in the area LF, the area temperature correction value is + 1 ° C. Therefore, the control target value (remote control set temperature + area temperature correction value) is 24 ° C. Become. At the time of cooling, only the correction method in the opposite direction to that of heating is used, and the description is omitted.
次に、複数の領域に人がいる場合の領域温度補正について詳述すると、人が居る全領域の領域温度補正値の合計値を人が居る領域の数で除した値を領域温度補正値とする。一例
として、暖房時、リモコン設定温度が23℃で、領域CNとRMに人がいる場合、領域温度補正値は(−1+0)/2=−0.5℃となるので、制御目標値(リモコン設定温度+領域補正値)は22.5℃となる。
Next, the region temperature correction when there are people in a plurality of regions will be described in detail.A value obtained by dividing the total value of the region temperature correction values of all regions where people are present by the number of regions where people are present is the region temperature correction value. To do. As an example, when the remote control set temperature is 23 ° C. during heating and there are people in the regions CN and RM, the region temperature correction value is (−1 + 0) /2=−0.5° C. Therefore, the control target value (remote control Set temperature + area correction value) is 22.5 ° C.
上記のような温度制御において、領域毎の温冷感に応じて、設定温度を補正する方法について説明する。図16は温冷感温度補正値を示した表であるが、領域毎の温冷感が1以上であれば暑めに感じているため、これらの領域は設定温度を低めに補正する。一方、領域毎の温冷感が−1以下であれば、寒めに感じているため、これらの領域は設定温度を高めに補正している。なお、温冷感温度補正値に関しては冷房も暖房も共通となる。
一例として、暖房時、リモコン設定温度が23℃で、領域LFに人が居て、領域LFの温冷感が−1の場合、領域温度補正値は+1℃、温冷感温度補正値は+1℃となるので、制御目標値(リモコン設定温度+領域温度補正値+温冷感温度補正値)は25℃となる。
In the temperature control as described above, a method for correcting the set temperature according to the thermal sensation for each region will be described. FIG. 16 is a table showing the thermal sensation temperature correction value, but if the thermal sensation in each area is 1 or more, it feels hot, so these areas are corrected to a lower set temperature. On the other hand, if the thermal sensation in each area is −1 or less, it feels cold, so these areas are corrected to a higher set temperature. It should be noted that the cooling and heating are common for the thermal sensation temperature correction value.
As an example, when heating, when the remote control set temperature is 23 ° C., there are people in the region LF, and the thermal sensation in the region LF is −1, the regional temperature correction value is + 1 ° C. and the thermal sensation temperature correction value is +1. Therefore, the control target value (remote control set temperature + region temperature correction value + warm / cool temperature correction value) is 25 ° C.
次に、複数の領域に人がいる場合の温冷感温度補正値について詳述すると、人が居る全領域の温冷感温度補正値の合計値を人が居る領域の数で除した値を温冷感温度補正値とする。一例として、暖房時、リモコン設定温度が23℃で、領域CNと領域RMに人が居て、それぞれの領域の温冷感が+1と0の場合、領域温度補正値は(−1+0)/2=−0.5℃となり、温冷感温度補正値は(−1+0)/2=−0.5となるので、制御目標値(リモコン設定温度+領域補正値+温冷感温度補正値)は22℃となる。 Next, in detail about the thermal sensation temperature correction value when there are people in multiple areas, the value obtained by dividing the total value of the thermal sensation temperature correction value of all areas where people are present by the number of areas where people exist. Use thermal temperature compensation value. As an example, when heating, the remote control set temperature is 23 ° C., there are people in the region CN and the region RM, and the thermal sensation in each region is +1 and 0, the region temperature correction value is (−1 + 0) / 2 = −0.5 ° C., and the thermal sensation temperature correction value is (−1 + 0) /2=−0.5, so the control target value (remote control set temperature + region correction value + thermal sensation temperature correction value) is 22 ° C.
以上のように、人が存在する領域毎の温冷感に応じて設定温度を補正することにより、部屋全体の温度調整幅が広がるため、温冷感の調整幅も広がり、居住者を更に快適にすることができる。 As described above, by adjusting the set temperature according to the thermal sensation in each area where people are present, the temperature adjustment range of the entire room is expanded, so the range of thermal sensation adjustment is also expanded, making the residents more comfortable Can be.
本実施の形態では検出した領域毎の温冷感の値に応じて補正を行っているが、検出した領域毎の温冷感の値と、リモコンで設定された室温時の代表的な温冷感の値(事前に設定された値)との差に応じて温度補正を行っても良い。 In this embodiment, correction is performed according to the detected thermal sensation value for each region, but the detected thermal sensation value for each region and the typical thermal cooling at room temperature set by the remote controller. Temperature correction may be performed according to the difference from the feeling value (a value set in advance).
また、本実施の形態ではリモコンで設定された温度に対して補正を行っているが、演算した温冷感が0(どちらでも無い)となるように温度補正を行っても良い。 In this embodiment, the temperature set by the remote controller is corrected. However, the temperature correction may be performed so that the calculated thermal sensation is 0 (neither).
以上のように本発明は、人がいる位置や温冷感に応じて空調制御することで最適空調制御を達成することができるので、一般家庭用はもちろん業務用の空気調和機等にも適用できる。 As described above, the present invention can achieve optimal air-conditioning control by controlling air-conditioning according to the position of people and thermal sensation, so it can be applied not only to general households but also to air conditioners for business use. it can.
1 空気調和機本体
2 吸込み口
3 吹出し口
4 前面パネル
5 フィルタ
6 熱交換器
7 ファン
8 上下風向変更羽根
9 通風路
10 左右風向変更羽根
11 制御手段
12 センサ保持枠体
13 人体検知手段
14 温度検知手段
15 カバー
16 赤外線センサ
17 センサホルダー
18 駆動モータ
102 人
103 熱画像
104 画像処理手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air conditioner main body 2 Suction port 3 Outlet 4 Front panel 5 Filter 6 Heat exchanger 7 Fan 8 Vertical wind direction change blade 9 Ventilation path 10 Left and right wind direction change blade 11 Control means 12 Sensor holding frame 13 Human body detection means 14 Temperature detection Means 15 Cover 16 Infrared sensor 17 Sensor holder 18 Drive motor 102 Person 103 Thermal image 104 Image processing means
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