JP2020024072A - 環境制御システムおよび空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実に、作業者の作業効率を向上させることができる環境制御システムを提供する。【解決手段】環境制御システムは、吹出口２０と、吹出口２０から空気が吹き出される方向を変更可能な上下ルーバー２と、表面温度を検出可能な表面温度センサ３と、表面温度センサ３により検出された表面温度の情報に基づいて作業者５０の頭部の位置および当該頭部の温度を判定する判定手段と、吹出口２０から作業者５０の頭部に向けて空気が吹き出されるように上下ルーバー２を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、作業者５０の頭部の温度が体部の温度よりも規定温度だけ低くなるように、上下ルーバー２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、環境制御システムおよび空気調和装置に関するものである。

特許文献１に、作業者の作業効率を向上させるための環境制御システムが記載されている。この環境制御システムは、作業者の意識集中の程度である集中度を維持または向上させるように、作業空間における気流の形成および換気を行うものである。

国際公開第２０１５／１０７６０７号

上記特許文献１においては、複雑な装置構成が必要であり、オフィス等の実際の作業空間においては、作業者の作業効率を向上させることが難しいという課題がある。

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ある。本発明の目的は、より確実に、作業者の作業効率を向上させることができる環境制御システムおよび空気調和装置を提供することである。

本発明に係る環境制御システムは、空気調和装置の本体に形成された少なくとも１つの吹出口と、吹出口から空気が吹き出される方向を変更可能な風向変更手段と、対象範囲内の物の表面温度を検出可能な表面温度検出手段と、表面温度検出手段により検出された表面温度の情報に基づいて対象範囲内の人体の頭部の位置および当該頭部の温度を判定する判定手段と、判定手段の判定結果に基づいて吹出口から対象範囲内の人体の頭部に向けて空気が吹き出されるように風向変更手段を制御し、当該頭部に向けて空気を吹き出すことによって当該頭部の温度を低下させる作業効率向上動作を空気調和装置に実行させる制御手段と、を備える。
上記の制御手段は、対象範囲内の人体の頭部の温度が当該人体の体部の温度よりも規定温度だけ低くなるまで作業効率向上動作を前記空気調和装置に実行させる。
また、上記の制御手段は、対象範囲内の人体の頭部の温度が規定温度だけ低下するまで作業効率向上動作を空気調和装置に実行させる。

本発明に係る空気調和装置は、少なくとも１つの吹出口が形成された本体と、吹出口から空気が吹き出される方向を変更可能な風向変更手段と、対象範囲内の物の表面温度を検出可能な表面温度検出手段と、表面温度検出手段により検出された表面温度の情報に基づいて対象範囲内の人体の頭部の位置および当該頭部の温度を判定する判定手段と、判定手段の判定結果に基づいて、吹出口から対象範囲内の人体の頭部に向けて空気を吹き出すことによって当該頭部の温度を低下させるように風向変更手段を制御する制御手段と、を備える。
上記の制御手段は、対象範囲内の人体の頭部の温度が当該人体の体部の温度よりも規定温度だけ低くなるまで当該頭部に向けて吹出口から空気が吹き出されるように風向変更手段を制御する。
また、上記の制御手段は、対象範囲内の人体の頭部の温度が規定温度だけ低下するまで当該頭部に向けて吹出口から空気が吹き出されるように風向変更手段を制御する。

本発明に係る環境制御システムおよび空気調和装置であれば、より確実に、作業者の作業効率を向上させることができる。

実施の形態１の環境制御システムが用いられる作業空間の構成を模式的に示す側面図である。 実施の形態１の空気調和装置の室内機の斜視図である。 実施の形態１の空気調和装置の室内機が備えるルーバーの内部構造を示す図である。 実施の形態１の環境制御システムの制御系統の構成を示すブロック図である。 実施の形態１の作業者の表面温度の温度分布を示す部分の形状の例を示すものである。 実施の形態１の環境制御システムの動作例を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。また、本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明には、その趣旨を逸脱しない範囲において、以下の各実施の形態によって開示される構成の種々の変形および組み合わせが含まれ得る。

実施の形態１．
図１から図４は、本発明の実施の形態１に係る環境制御システムおよび空気調和装置の構成を示すものである。図１は、実施の形態１の環境制御システムが用いられる作業空間１００の構成を模式的に示す側面図である。図２は、実施の形態１の空気調和装置の室内機１の斜視図である。図３は、実施の形態１の空気調和装置の室内機１が備えるルーバーの内部構造を示す図である。図３は、図２において破線で囲われているＡ部分の内部構造を示している。図４は、実施の形態１の環境制御システムの制御系統の構成を示すブロック図である。

本実施の形態に係る環境制御システムは、図１に示すような作業空間１００内の作業者５０の作業効率の低下の抑制または作業効率の向上を行うものである。作業空間１００は、例えば、１つの部屋の内部空間である。図１に示すように、作業空間１００内には、一例として、複数の作業者５０がいる。なお、作業空間１００は、一人の作業者５０のみが作業可能な空間でもよい。

本実施の形態に係る環境制御システムには、作業空間１００を対象として空気調和を行う空気調和装置が含まれる。空気調和装置は、冷風を吹き出す冷房運転、温風を吹き出す暖房運転および常温の風を吹き出す送風運転を含む空調運転を実行可能である。また、本実施の形態に係る空気調和装置は、作業効率向上動作を実行可能である。作業効率向上動作の詳細な説明は、後述する。

空気調和装置は、室内機１を備えている。本開示では、室内機１を空気調和装置の本体とも称する。図１に示すように、室内機１は、一例として、作業空間１００が形成される部屋の天井面５４に設置される。なお、空気調和装置の室内機１は、例えば、床面５１または壁面５２に設置されるように構成されるものであってもよい。

一例として、本実施の形態に係る環境制御システムには、図１に示すように、２台の室内機１が含まれる。なお、本開示に係る環境制御システムに含まれる空気調和装置および室内機１は、１台でもよいし任意の複数台でもよい。

室内機１には、冷媒が流れる配管を介して、室外機が接続されている。この配管および室外機の図示を、本開示では省略している。また、空気調和装置が空調運転を実行するために必要な冷凍サイクルを構成する各機器および作業空間１００内に空気を吹き出すための送風ファン等の図示も、本開示では省略している。冷凍サイクルを構成する各機器には、例えば、熱交換器および圧縮機等が含まれる。

図２に示すように、室内機１は、筐体３０を備えている。室内機１の筐体３０は，略直方体形を呈する箱状に形成されている。室内機１の筐体３０の下部には、矩形状または正方形状の下面パネル３１が設けられている。下面パネル３１には、吸込口５が形成されている。吸込口５は、外部から筐体３０の内部に空気を取り込むための開口である。一例として、吸込口５は、図２に示すように、下面パネル３１の中央に配置されている。

また、下面パネル３１には、吹出口２０が形成されている。吹出口２０は、筐体３０の内部から外部へと空気を排出するための開口である。本実施の形態において、下面パネル３１には、一例として、４つの吹出口２０が形成されている。４つの吹出口２０は、図２に示すように、吸込口５の周囲に配置されている。４つの吹出口２０は、それぞれ、下面パネル３１の各辺に沿って設けられている。このように、本開示に係る空気調和装置は、吹出口２０が形成された本体を備えている。

図１、図２および図３に示すように、室内機１は、上下ルーバー２および左右ルーバー４を備えている。上下ルーバー２および左右ルーバー４は、吹出口２０のそれぞれに設けられている。上下ルーバー２は。吹出口２０から吹き出される空気の上下方向の吹き出し角度を調整するためのものである。左右ルーバー４は、吹出口２０から吹き出される空気の左右方向の吹き出し角度を調整するためのものである。

上下ルーバー２は、矩形の板状を呈する部材である。上下ルーバー２の一端は、吹出口２０の縁部のうちの、下面パネル３１の中央側の部分に、回動可能に取り付けられている。この一端を軸にして上下ルーバー２が回動することで，吹出口２０から吹き出される空気の上下方向の吹き出し角度が変更される。

左右ルーバー４は、矩形の板状を呈する複数枚の部材によって構成されている。この矩形の板状を呈する複数枚の部材は、吹出口２０の長手方向に垂直な方向に沿うように配置されている。左右ルーバー４の一端は、吹出口２０の縁部の奥側部分に、回動可能に取り付けられている。この一端を軸にして左右ルーバー４が回動することで，吹出口２０から吹き出される空気の左右方向の吹き出し角度が変更される。

以上のように構成された上下ルーバー２および左右ルーバー４は、吹出口２０から空気が吹き出される方向を変更可能な風向変更手段の一例である。本実施の形態に係る空気調和装置は、上下ルーバー２の向きと左右ルーバー４の向きとの組み合わせを変更することで、様々な方向への送風が可能である。

また、上下ルーバー２の向きが最も上向きにされることで、吹出口２０は当該上下ルーバー２によって閉塞される。本実施の形態に係る空気調和装置は、複数の吹出口２０のうちの一部の吹出口２０を上下ルーバー２によって閉塞することで、当該一部の吹出口からの送風を停止することが可能である。

筐体３０の内部には、吸込口５から吹出口２０へと通じる風路が形成されている。吸込口５から吹出口２０へと通じる風路内には、図示しない熱交換器および送風ファンが設置されている。熱交換器は、風路を流れる空気と冷媒との間での熱交換によって、当該空気を加熱または冷却する。熱交換器によって空気が加熱されるか冷却されるかは、空気調和装置が実行する空調運転の種類に依る。熱交換器は、空気を加熱または冷却することで、当該空気の温度および湿度等を調整し、調和空気を生成する。具体的には、暖房運転時には、熱交換器は、空気を加熱する。冷房運転時には、熱交換器は、空気を冷却する。また、送風運転時には、熱交換器を通過した空気は、常温の調和空気として生成される。

送風ファンは、吸込口５から吹出口２０へと向かう空気流を筐体３０の内部の風路中に生成するためのものである。送風ファンが動作すると、吸込口５から空気が吸い込まれ、吹出口２０から空気が吹き出される。

吸込口５から吸い込まれた空気は、室内機１の筐体３０の内部の風路を、熱交換器、送風ファンの順に通過する。送風ファンを通過した空気、すなわち調和空気は、吹出口２０から吹き出される。暖房運転時には、吹出口２０から温風が吹き出される。冷房運転時には、吹出口２０から冷風が吹き出される。送風運転時には、吹出口２０から常温の風が吹き出される。この際、吹出口２０から空気が吹き出される方向は、送風ファンの風下側に配置された上下ルーバー２および左右ルーバー４により、調整される。空気調和装置は、様々な温度の空気を様々な方向へ送風することができる。

図１および図２に示すように、下面パネル３１には，表面温度センサ３が取り付けられている。表面温度センサ３は、例えば、一方向に並べられた複数のサーモパイルを有している。複数のサーモパイルのそれぞれは、赤外線の受光および温度の検出を個別に実行可能な素子を有している。そして、表面温度センサ３は、複数のサーモパイルの上記の一方向に直交する方向を変えるように動作することができる。表面温度センサ３は、一方向に並んだ複数のサーモパイルのそれぞれを走査させることによって、予め設定された対象範囲内の物の表面温度を検出することができる。なお、この対象範囲は、作業空間１００全体をカバーしていることが望ましい。

なお、表面温度センサ３は、ＳＯＩダイオード方式の非冷却赤外線イメージセンサを有するものであってもよい。「ＳＯＩ」とは、「Ｓｉｌｉｃｏｎ Oｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ」の略称である。表面温度センサ３がＳＯＩダイオード方式の場合には、センサ部にシリコンダイオードが用いられる。このため、ＳＯＩダイオード方式の表面温度センサ３は、半導体製造ラインで製造可能であり、生産コストが安いというメリットを有している。ＳＯＩダイオード方式の表面温度センサ３も、複数のサーモパイルを有する表面温度センサ３と同様、予め設定された対象範囲内の物の表面温度を検出することができる。このように、表面温度センサ３には、任意の方式のセンサが用いられる。

表面温度センサ３は、物の表面温度の情報を非接触で取得する。表面温度センサ３は、上記のような構成により、対象範囲内を走査して、当該対象範囲内の表面温度分布データを取得する。表面温度分布データは、熱画像データとも称されるものである。表面温度センサ３の検出結果、すなわち対象範囲内の表面温度分布データは、後述するコントローラ部６等で処理される。これにより、作業空間１００が形成される部屋の床面５１および壁面５２の位置、作業空間１００内の机５３等の障害物の有無、作業者５０を含む熱源の有無等が検出される。

ここで、図４を参照し、本実施の形態の環境制御システムの制御系統の構成について説明する。図４に示すように、本実施の形態の環境制御システムは、コントローラ部６および制御基板１１を備えている。コントローラ部６および制御基板１１は、一例として、空気調和機の室内機１に備えられている。

コントローラ部６は、表面温度センサ３の動作を制御する。また、上記したように、コントローラ部６は、表面温度センサ３から出力された表面温度分布データの処理を行う。コントローラ部６は、例えば、情報取得部７、位置判定部８、部位判定部９および温度判定部１０を備えている。

情報取得部７は、表面温度センサ３から出力された表面温度分布データを取得する。位置判定部８は、情報取得部７が取得した表面温度分布データに基づいて、対象範囲内の物の位置を判定する。位置判定部８が位置を判定する物には、例えば、作業者５０、床面５１、壁面５２および机５３等が含まれる。位置判定部８は、表面温度の違いおよび表面温度の分布形状等から、これらの物の位置を判定する。

上記したように、表面温度センサ３は、対象範囲内を走査して、表面温度分布データを取得する。表面温度センサ３が走査を一回実施したことで得られた表面温度分布データは、例えば、位置判定部８に記録される。その後、表面温度センサ３は、対象範囲内を再度走査して、表面温度分布データを再度取得する。再度取得された表面温度分布データは、位置判定部８に記録される。表面温度センサ３が取得した複数の表面温度分布データは、時系列的に記録される。位置判定部８は、複数の表面温度分布データを比較することで、対象範囲内にある物が動いたかどうかを判定する。

作業空間１００がオフィス等である場合、当該作業空間１００内で動いた物は、作業者５０、すなわち人体であると考えられる。位置判定部８は、複数の表面温度分布データを比較することで、対象範囲内において動いた物を人体として判定する。

また、作業空間１００内の机５３等の障害物、床面５１および壁面５２は、一定期間は移動せずに固定位置に存在すると考えられる。位置判定部８には、机５３等の障害物、床面５１および壁面５２等の一定期間移動しない物の位置情報が予め記録されていてもよい。位置判定部８は、予め記録された一定期間移動しない物の位置情報と表面温度センサ３が取得した表面温度分布データとに基づいて、作業者５０、すなわち人体の位置を判定してもよい。

また、部位判定部９は、情報取得部７が取得した表面温度分布データに基づいて、作業者５０の部位を判定する。具体的には、部位判定部９は、まず、位置判定部８が判定した作業者５０の位置の情報に基づいて、作業者５０の表面温度の温度分布を示す部分の形状を特定する。

図５は、実施の形態１の作業者５０の表面温度の温度分布を示す部分の形状の例を示すものである。図５は、椅子に座っている状態の作業者５０の表面温度の温度分布を示す部分の形状を示している。

一般的に、作業空間１００内において、作業者５０は、立っているまたは座っていると考えられる。そこで、部位判定部９は、作業者５０の表面温度の温度分布を示す部分のうち、上部の円形部位を頭部として判定し、下部を体部として判定する。なお、部位判定部９は、形状だけでなく、部位毎の表面温度の差異等から頭部と体部とを判定してもよいし、予め蓄積されたデータに基づいて頭部と体部とを判定してもよい。このようにして、部位判定部９は、作業者５０の表面温度の温度分布を示す部分を、頭部と体部との２つに分割する。

温度判定部１０は、作業者５０の頭部の温度を示す頭部温度を、情報取得部７が取得した表面温度分布データおよび部位判定部９の判定結果等に基づいて判定する。一例として、温度判定部１０は、部位判定部９により頭部として判定された範囲全体の平均温度または最大温度を、頭部温度として判定する。

さらに、本実施の形態において、温度判定部１０は、作業者５０の体部の温度を示す体部温度を、情報取得部７が取得した表面温度分布データおよび部位判定部９の判定結果等に基づいて判定する。一例として、温度判定部１０は、部位判定部９により体部として判定された範囲全体の平均温度または最大温度を、体部温度として判定する。なお、体部温度の判定には、例えば着衣物等を考慮したアルゴリズム等が用いられてもよい。

以上のように構成された表面温度センサ３は、対象範囲内の物の表面温度を検出可能な表面温度検出手段の一例である。また、情報取得部７、位置判定部８、部位判定部９および温度判定部１０を備えるコントローラ部６は、表面温度検出手段により検出された表面温度の情報に基づいて対象範囲内の人体の頭部の位置および当該頭部の温度を判定する判定手段の一例である。なお、本開示に係る判定手段の構成は、本実施の形態におけるコントローラ部６の構成に限られるものではない。本開示に係る判定手段は、任意の手法によって対象範囲内の人体の頭部の位置および当該頭部の温度を判定するものでもよい。

制御基板１１には、室内機１を含む空気調和装置の運転動作全般を制御するための制御回路が搭載されている。制御基板１１は、例えば、図４に示すように、情報処理部１２、制御部１３、上下ルーバー制御部１４および左右ルーバー制御部１５を備えている。

上下ルーバー制御部１４は、上下ルーバー２の動作を制御して、吹出口２０から空気が吹き出される方向を変更する。具体的には、上下ルーバー制御部１４は、上下ルーバー２を動かすための図示しないモーター等の機器を電気的に制御する。左右ルーバー制御部１５は、左右ルーバー４の動作を制御して、吹出口２０から空気が吹き出される方向を変更する。具体的には、左右ルーバー制御部１５は、左右ルーバー４を動かすための図示しないモーター等の機器を電気的に制御する。

情報処理部１２は、表面温度センサ３およびコントローラ部６により検出された対象範囲内の人体の位置の情報と当該人体の部位の情報と当該人体の温度分布の情報とに基づいて、空気調和装置の制御内容を決定する。制御部１３は、情報処理部１２が決定した制御内容に従って、上下ルーバー制御部１４および左右ルーバー制御部１５のそれぞれに具体的な制御指令を出力する。上下ルーバー制御部１４は、制御部１３からの制御指令に従って、上下ルーバー２の動作を制御する。左右ルーバー制御部１５は、制御部１３からの制御指令に従って、左右ルーバー４の動作を制御する。

以上のように構成された、情報処理部１２、制御部１３、上下ルーバー制御部１４および左右ルーバー制御部１５を備える制御基板１１は、制御手段の一例である。制御手段の一例である制御基板１１は、判定手段の一例であるコントローラ部６の判定結果に基づいて、風向変更手段の一例である上下ルーバー２および左右ルーバー４を制御する。

上記したように、本実施の形態に係る空気調和装置は、作業効率向上動作を実行可能である。作業効率向上動作は、作業空間１００内の作業者５０の作業効率の低下を抑制または作業者５０の作業効率を向上させるための動作である。作業効率向上動作は、作業者５０の頭部に向けて空気を吹き出すことによって当該頭部の温度を低下させる動作である。本実施の形態において、空気調和装置は、作業効率向上動作の実行時には、冷房運転または送風運転を行う。すなわち、本実施の形態において、空気調和装置は、作業効率向上動作の実行時には、冷風または常温の風を吹出口２０から吹き出す。

制御手段の一例である制御基板１１は、吹出口２０から対象範囲内の目標部に向けて空気が吹き出されるように、風向変更手段の一例である上下ルーバー２および左右ルーバー４を制御することで、空気調和装置に作業効率向上動作を実行させる。本実施の形態におけるこの目標部は、作業空間１００内の作業者５０の頭部である。換言すると、目標部は、対象範囲内の人体の頭部である。

作業効率向上動作を実行する空気調和装置について、図１を参照しながら説明する。図１に示す構成例において、天井面５４には２台の室内機１が設置されている。この２台の室内機１のうち、左側の室内機１を、室内機１ａとも称することとする。また、この２台の室内機１のうち、右側の室内機１を、室内機１ｂとも称することとする。

また、室内機１ａの複数の吹出口２０のうち、図１における左側の吹出口２０を、吹出口２０ａとも称することとする。室内機１ａの複数の吹出口２０のうち、図１における右側の吹出口２０を、吹出口２０ｂとも称することとする。室内機１ｂの複数の吹出口２０のうち、図１における左側の吹出口２０を、吹出口２０ｃとも称することとする。室内機１ｂの複数の吹出口２０のうち、図１における右側の吹出口２０を、吹出口２０ｄとも称することとする。

また、図１においては、４つの上下ルーバー２が図示されている。この４つの上下ルーバー２を、それぞれ、左側から順に、上下ルーバー２ａ、上下ルーバー２ｂ、上下ルーバー２ｃおよび上下ルーバー２ｄとも称することとする。上下ルーバー２ａは、吹出口２０ａから空気が吹き出される方向を変更する。上下ルーバー２ｂは、吹出口２０ｂから空気が吹き出される方向を変更する。上下ルーバー２ｃは、吹出口２０ｃから空気が吹き出される方向を変更する。上下ルーバー２ｄは、吹出口２０ｄから空気が吹き出される方向を変更する。

図１に示す構成例において、作業空間１００内には、４人の作業者５０が図示されている。この４人の作業者５０を、それぞれ、左側から順に、作業者５０ａ、作業者５０ｂ、作業者５０ｃおよび作業者５０ｄとも称することとする。室内機１ａについて、上記した目標部は、作業者５０ａの頭部および作業者５０ｂの頭部となる。

作業者５０ａに最も近い上下ルーバー２ａは、作業者５０ａに最も近い吹出口２０ａから作業者５０ａの頭部に風が当たるように、上下風向を変更する。作業者５０ｂに最も近い上下ルーバー２ｂは、作業者５０ｂに最も近い吹出口２０ｂから作業者５０ｂの頭部に風が当たるように、上下風向を変更する。作業者５０ｃに最も近い上下ルーバー２ｃは、作業者５０ｃに最も近い吹出口２０ｃから作業者５０ｃの頭部に風が当たるように、上下風向を変更する。作業者５０ｄに最も近い上下ルーバー２ｄは、作業者５０ｄに最も近い吹出口２０ｄから作業者５０ｄの頭部に風が当たるように、上下風向を変更する。

このように、複数の上下ルーバー２のうち作業者５０に最も近い上下ルーバー２が、吹出口２０から当該作業者の頭部に向けて空気が吹き出されるように上下風向を変更する。上下ルーバー２は、複数の吹出口２０のうち作業者５０に最も近い吹出口２０から当該作業者５０の頭部に向けて空気が吹き出されるように上下風向を変更する。また、図１では図示していないが、左右ルーバー４も、上下ルーバー２と同様、複数の吹出口２０のうち作業者５０に最も近い吹出口２０から当該作業者５０の頭部に向けて空気が吹き出されるように左右風向を変更する。風向可変手段の一例である上下ルーバー２および左右ルーバー４は、複数の吹出口２０のうち作業者５０に最も近い吹出口２０から当該作業者５０の頭部に向けて空気が吹き出されるように制御される。

次に、図６を更に参照し、本実施の形態に係る環境制御システムの動作の流れの具体例を説明する。図６は、実施の形態１の環境制御システムの動作例を示すフローチャートである。

まず、表面温度センサ３が対象範囲内を走査することによって、作業空間１００内の作業者５０の検出、換言すると作業空間１００内の人体が検出される（ステップＳ１０１）。上記したように、人体の位置は、表面温度センサ３が取得した表面温度分布データに基づいて、位置判定部８によって判定される。

次に、ステップＳ１０１によって検出された人体の部位の判定が、部位判定部９によって行われる（ステップＳ１０２）。上記したように、部位判定部９は、検出された人体を頭部と体部との２つに分割する。そして、部位判定部９の判定結果に基づいて、検出された人体の頭部温度と体部温度とが、温度判定部１０によって判定される（ステップＳ１０３）。

上記のステップＳ１０３の処理の後、温度判定部１０は、頭部温度が一定温度以上であるか判定する（ステップＳ１０４）。頭部温度が一定温度以上でない場合には、表面温度センサ３による走査が再び行われる。頭部温度が一定温度以上である場合、上記した作業効率向上動作が空気調和装置によって実行される（ステップＳ１０５）。換言すると、頭部温度が一定温度以上である場合、制御手段の一例である制御基板１１は、吹出口２０から人体の頭部に向けて空気が吹き出されるように、風向変更手段の一例である上下ルーバー２および左右ルーバー４を制御する。

作業効率向上動作が空気調和装置によって実行されることで、冷風または常温の風が作業者５０の頭部に当たる。これにより、当該頭部の温度が変化する。本実施の形態では、作業効率向上動作が行われている間、冷風または常温の風が当たっている作業者５０の頭部温度と体部温度とが継続して判定される。

作業効率向上動作が開始すると、頭部温度が体部温度よりも規定温度だけ低くなったかどうかが、温度判定部１０によって判定される（ステップＳ１０６）。この規定温度は、例えば、０．５℃から２．０℃までの範囲内の温度として設定される。頭部温度が体部温度よりも規定温度だけ低くない場合には、作業効率向上動作が継続される。頭部温度が体部温度よりも規定温度だけ低くなった合には、作業効率向上動作が終了する。まとめると、本実施の形態において、制御手段の一例である制御基板１１は、対象範囲内の人体の頭部の温度が当該人体の体部の温度よりも規定温度だけ低くなるまで、作業効率向上動作を空気調和装置に実行させる。

本実施の形態に係る環境制御システムおよび空気調和装置は、上記のように動作することで、作業者５０の頭部温度を低下させつつ、作業者の体感温度を中立に保つことが可能である。本実施の形態に係る環境制御システムおよび空気調和装置は、作業者５０を、頭部温度が体部温度よりも規定温度だけ低い状態、いわゆる「頭寒足熱」の状態にすることができる。「頭寒足熱」の状態とは、作業効率が良好になる状態である。本実施の形態に係る環境制御システムおよび空気調和装置は、このようにして、作業者５０の作業効率の低下の抑制および作業者５０の作業効率の向上を支援する。

なお、制御手段の一例である制御基板１１は、例えば、対象範囲内の人体の頭部の温度が初期の頭部温度から規定温度だけ低くなるまで作業効率向上動作を空気調和装置に実行させてもよい。初期の頭部温度は、例えば、上記ステップＳ１０１において人体が検知された時点での当該人体の頭部温度または作業効率向上動作が開始した時点での頭部温度として設定される。本例においても、作業者５０の頭部温度が規定温度だけ低下することで、当該作業者５０の作業効率の低下が抑制される。または、作業者５０の作業効率が向上する。

図１に示した構成例においては、上下ルーバー２と作業者５０との数が同じであるが、作業空間１００において、１つの上下ルーバー２に対して複数の作業者５０が存在する場合もありえる。この場合は、空気調和装置は、複数の作業者５０に対して順番に作業効率向上動作を実行するとよい。１つの上下ルーバー２は、複数の作業者５０に対して順番に向く。例えば、空気調和装置は、第１の作業者５０の頭部温度が体部温度よりも規定温度だけ低くなるまで作業効率向上動作を実行した後、第２の作業者５０に対して作業効率向上動作を実行する。複数の作業者５０の頭部には、順番に風が当てられる。

このとき、風が当てられる順番、すなわち作業効率向上動作の対象となる人体の優先順位は、表面温度センサ３が取得した表面温度分布データに基づいて決定されるとよい。例えば、空気調和装置は、頭部温度が高い順に、複数の人体に対して作業効率向上動作を実行するとよい。これにより、頭部温度が高くなってしまっている作業者５０の頭部が優先的に冷却される。また、作業空間１００がオフィス等である場合には、複数の作業者５０によって島が形成される場合がある。この場合には、一例として、空気調和装置は、各島における作業者５０の頭部温度の平均温度が高い順に、各島に対して作業効率向上動作を実行するとよい。

また、作業効率向上動作の際に吹出口２０から吹き出される風の風速および風量は、一定でもよいし不規則に揺らいでもよい。また、作業効率向上動作の際に吹出口２０から吹き出される風の風向も、一定でもよいし不規則に揺らいでもよい。すなわち、作業効率向上動作の際に、上下ルーバー２および左右ルーバー４は揺動してもよい。作業効率向上動作の際に吹出口２０から吹き出される風が揺らぐことで、作業者５０の風当たり感が抑制され、当該作業者５０によっての快適性が増す。

上記したように、表面温度センサ３は、対象範囲内の物の表面温度を検出可能な表面温度検出手段の一例である。表面温度検出手段の一例である表面温度センサ３は、複数台の空気調和装置のそれぞれに１つずつ搭載されていなくてもよい。また、表面温度センサ３は、必ずしも空気調和装置に備えられていなくてもよい。表面温度センサ３は、例えば、床面５１、壁面５２および天井面５４等に設置されてもよい。例えば、１台の表面温度センサ３は、４台の室内機１の中間位置に設置される。そして、この４台の室内機１は、１台の表面温度センサ３の検出結果に基づいて動作する。これにより、表面温度センサ３の個数が抑制され、環境制御システムのコストを削減することができる。

なお、本開示に係る表面温度検出手段は、上記の表面温度センサ３に限定されるものではない。表面温度検出手段は、例えば、作業者が装着するウェアラブル型の接触式のセンサ等であってもよい。

また、判定手段の一例であるコントローラ部６および制御手段の一例である制御基板１１は、例えば、空気調和機の外部に設けられていてもよい。また、判定手段および制御手段の機能は、例えば、クラウド上のサーバ等によって実現されてもよい。環境制御システムおよび空気調和装置の動作は、クラウド上のサーバ等によって制御されてもよい。これより、空気調和装置自体における制御負荷が抑制される。また、複数台の空気調和装置の連動がより容易になる。

また、本開示に係る空気調和装置の吹出口２０の数は、本実施の形態で示した例に限られず、任意の数でよい。例えば、空気調和装置の室内機１には、１つだけ吹出口２０が形成されていてもよい。換言すると、本開示に係る環境制御システムおよび空気調和装置は、少なくとも１つの吹出口２０を有していればよい。

以上に示した実施の形態に係る環境制御システムおよび空気調和装置において、風向変更手段の一例である上下ルーバー２および左右ルーバー４の角度および動作は、表面温度検出手段の一例である表面温度センサ３により検出された表面温度の情報に基づいて制御される。上下ルーバー２および左右ルーバー４は、作業者５０の頭部に向けて空気が吹き出されるように制御される。このようにすることで、上記の実施の形態に係る環境制御システムおよび空気調和装置は、より確実に、作業者５０の作業を支援する環境を構築し、作業者５０の作業効率を向上させることができる。

１ 室内機、 ２ 上下ルーバー、 ３ 表面温度センサ、 ４ 左右ルーバー、 ５ 吸込口、 ６ コントローラ部、 ７ 情報取得部、 ８ 位置判定部、 ９ 部位判定部、 １０ 温度判定部、 １１ 制御基板、 １２ 情報処理部、 １３ 制御部、 １４ 上下ルーバー制御部、 １５ 左右ルーバー制御部、 ２０ 吹出口、 ３０ 筐体、 ３１ 下面パネル、 ５０ 作業者、 ５１ 床面、５２ 壁面、 ５３ 机、 ５４ 天井面、 １００ 作業空間

Claims (8)

1. 空気調和装置の本体に形成された少なくとも１つの吹出口と、
   前記吹出口から空気が吹き出される方向を変更可能な風向変更手段と、
   対象範囲内の物の表面温度を検出可能な表面温度検出手段と、
   前記表面温度検出手段により検出された表面温度の情報に基づいて前記対象範囲内の人体の頭部の位置および当該頭部の温度を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいて前記吹出口から前記対象範囲内の人体の頭部に向けて空気が吹き出されるように前記風向変更手段を制御し、当該頭部に向けて空気を吹き出すことによって当該頭部の温度を低下させる作業効率向上動作を前記空気調和装置に実行させる制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記対象範囲内の人体の頭部の温度が当該人体の体部の温度よりも規定温度だけ低くなるまで前記作業効率向上動作を前記空気調和装置に実行させる環境制御システム。
2. 空気調和装置の本体に形成された少なくとも１つの吹出口と、
   前記吹出口から空気が吹き出される方向を変更可能な風向変更手段と、
   対象範囲内の物の表面温度を検出可能な表面温度検出手段と、
   前記表面温度検出手段により検出された表面温度の情報に基づいて前記対象範囲内の人体の頭部の位置および当該頭部の温度を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいて前記吹出口から前記対象範囲内の人体の頭部に向けて空気が吹き出されるように前記風向変更手段を制御し、当該頭部に向けて空気を吹き出すことによって当該頭部の温度を低下させる作業効率向上動作を前記空気調和装置に実行させる制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記対象範囲内の人体の頭部の温度が規定温度だけ低下するまで前記作業効率向上動作を前記空気調和装置に実行させる環境制御システム。
3. 前記制御手段は、複数の前記吹出口のうち前記対象範囲内の人体の頭部に最も近い前記吹出口から当該頭部に向けて空気が吹き出されるように前記風向変更手段を制御することによって前記作業効率向上動作を前記空気調和装置に実行させる請求項１または請求項２に記載の環境制御システム。
4. 前記制御手段は、前記対象範囲内の複数の人体に対して前記作業効率向上動作を順番に前記空気調和装置に実行させる請求項１から請求項３の何れか１項に記載の環境制御システム。
5. 前記制御手段は、頭部の表面温度が高い順に前記複数の前記人体に対して前記作業効率向上動作を前記空気調和装置に実行させる請求項４に記載の環境制御システム。
6. 前記表面温度検出手段は、物の表面温度を検出可能な１台の表面温度センサを有し、
   複数台の前記空気調和装置の前記吹出口から空気が吹き出される方向を変更可能な複数の前記風向変更手段は、前記１台の表面温度センサの検出結果に基づいて制御される請求項１から請求項５の何れか１項に記載の環境制御システム。
7. 少なくとも１つの吹出口が形成された本体と、
   前記吹出口から空気が吹き出される方向を変更可能な風向変更手段と、
   対象範囲内の物の表面温度を検出可能な表面温度検出手段と、
   前記表面温度検出手段により検出された表面温度の情報に基づいて前記対象範囲内の人体の頭部の位置および当該頭部の温度を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいて、前記吹出口から前記対象範囲内の人体の頭部に向けて空気を吹き出すことによって当該頭部の温度を低下させるように前記風向変更手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記対象範囲内の人体の頭部の温度が当該人体の体部の温度よりも規定温度だけ低くなるまで当該頭部に向けて前記吹出口から空気が吹き出されるように前記風向変更手段を制御する空気調和装置。
8. 少なくとも１つの吹出口が形成された本体と、
   前記吹出口から空気が吹き出される方向を変更可能な風向変更手段と、
   対象範囲内の物の表面温度を検出可能な表面温度検出手段と、
   前記表面温度検出手段により検出された表面温度の情報に基づいて前記対象範囲内の人体の頭部の位置および当該頭部の温度を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいて、前記吹出口から前記対象範囲内の人体の頭部に向けて空気を吹き出すことによって当該頭部の温度を低下させるように前記風向変更手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記対象範囲内の人体の頭部の温度が規定温度だけ低下するまで当該頭部に向けて前記吹出口から空気が吹き出されるように前記風向変更手段を制御する空気調和装置。

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