JP4494327B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、同一室内において、単数もしくは複数の空調エリアをリモコンにて選択できる機能を持った空気調和機に関する。

従来から多種多様な空気調和機が様々な場所で、より快適な空間を得るために使用されている。しかし、その多くのものは室内空気の温度を制御対象としたものであった。それは初期の頃には、他の環境要素をセンシングする技術がコストも含め困難であったことと、様々な制御対象の中で室内空気の温度が使用者の体感に与える影響が大きいことによって、空気温度を制御対象としていた。しかしながら、使用者の体感温度に影響を及ぼす環境要素としては、空気温度以外にも、相対湿度、風速、輻射温度等があり、最近の空気調和機にはこれらを環境制御対象とし、空気調和機の制御に取り入れているものも現れてきている。

例えば室内の領域を複数の領域に分割し、この分割した各領域に対応させて赤外線センサを設け、この赤外線センサが集光する各領域の赤外線出射量から各領域の温度を検出し、これに応じて空気調和機の吹出気流の方向を制御し、室内温度を均一化しようとするものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば室内空間領域の上部空間領域と下部空間領域の輻射温度をそれぞれ検出する各赤外線センサを設け、これら各赤外線センサの検出結果に応じて吹出気流の方向を制御し、上部空間領域と下部空間領域との輻射温度差を無くして、平均化しようとするものがある（例えば、特許文献２参照）。

特公平７−８８９５７号公報 特開昭５６−９１１３９号公報

このように、従来の空気調和機は、単に室内の各領域温度の温度差を無くして、室内全体を均等な温度にする考え方の下で開発されたものであるために、均一な快適空間を実現するまでに時間がかかり、スピーディに快適空間を実現できないという難点があった。

また、室内の使用者が特定領域のみに静止し、その特定領域だけを快適空間にして省エネしたいと思ってもできなかった。

また、室内の使用者が静止した状態で生活する領域と活動した状態で生活する領域との間に快適性を損なわない程度の温度差をつけて、省エネしながら生活空間を快適にしたいと思ってもできなかった。

また、快適空間にしたい領域が空気調和機から見て手前側なのか、奥側なのかを、室内の使用者がリモコン上で指定し空調することができず、居住域の手前側、奥側方向に快適空間を指定することができなかった。

本発明は係る問題点を解決するためになされたもので、使用者が手前側、奥側、左側、右側といった指定したい室内空調領域とそれ以外の室内空調領域とで、快適性を損なわない程度の温度差にして、無駄なエネルギを消費しないで、スピーディに空調し、経済的で、リモコンの使い勝手の良い空気調和機を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、左右方向で複数に分割され、それぞれが独立して揺動角制御可能な縦横風向板を有し、室内を空調する空気調和機本体と、空気調和機本体に設けられ、室内を平面的に複数の空調領域に分割し、分割した各空調領域からの赤外線出射量を検出する赤外線センサと、設定された空調領域と赤外線センサが検出した各空調領域の赤外線出射量に応じて空気調和機本体の風向、風温、又は風量のうちの少なくとも１つを制御する空調制御装置と、分割された複数の空調領域に対応する複数の空調領域選択ボタンを有し、これら空調領域選択ボタンによって空調制御装置に空調すべき領域を設定可能なリモコンとを備え、リモコンが複数の空調領域選択ボタンによって室内の各空調領域のなかから単数もしくは複数の空調領域を選択できるとともに、選択した空調領域を不感帯登録でき、空調制御装置が、選択された空調領域を集中的に空調するとともに、不感帯登録された空調領域からの赤外線センサにより検知された赤外線出射量は無視するように構成されてなるものである。

本発明の空気調和機によれば、リモコンが複数の空調領域選択ボタンによって室内の各空調領域のなかから単数もしくは複数の空調領域を選択できるとともに、選択した空調領域を不感帯登録でき、空調制御装置が、選択された空調領域を集中的に空調するとともに、不感帯登録された空調領域からの赤外線センサにより検知された赤外線出射量は無視するように構成されてなるので、使用者の好みに合わせて快適で経済的な使い勝手の良い空気調和機を得ることができるとともに、ワイドリビングなど広い部屋の場合は検知範囲を広くし、逆に子供部屋など部屋が狭い場合は検知範囲を狭くすることができ、部屋の広さに合わせて空調領域を設定することができる。

以下、本発明を図示実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機の赤外線センサを搭載した室内ユニットを示す正面図、図２はそのリモコンの概略構成を示す平面図、図３はそのリモコンの空調領域選択ボタンの詳細を示す平面図、図４は室内ユニットを室内に設置したときの赤外線センサの検知範囲を説明するための説明図、図５はそのリモコンの他の例を示す平面図、図６はその赤外線センサの検知範囲の設定手法の説明図、図７は図３のリモコンによる空調領域選択時のリモコン表示例を示す図、図８は図５のリモコンによる空調領域選択時のリモコン表示例を示す図である。

本実施形態の空気調和機は、回転制御可能な室内空気循環用送風機（図示せず）と、左右方向で複数に分割され、かつそれぞれが独立して揺動角（水平揺動角および垂直揺動角）制御可能な縦横風向板（以下、これらをまとめて風向板という）１ａとを有し、室内を冷房または暖房する空気調和機本体すなわち室内ユニット１と、送信部２ａを有し、室内ユニット１の各種機器の動作を遠隔操作するリモコン２とを備えている。また、室内ユニット１には、リモコン２からの信号を受信するリモコン信号受信部１ｂと、室内を平面的に複数の空調領域に分割し、分割した各空調領域からの赤外線出射量を検出する赤外線センサ１ｃと、赤外線センサ１ｃにて検出された各空調領域からの赤外線出射量とリモコン２にて指定された室内空調領域とに基づいて風向、風温、又は風量のうち少なくとも１つを制御する空調制御装置１ｄが搭載されている。空調制御装置１ｄは、左右に複数に分割された各風向板１ａの揺動角（水平揺動角および垂直揺動角）を制御することで風向を制御し、ヒートポンプ回路中の例えば圧縮機を制御することで風温を制御し、室内空気循環用送風機を制御することで風量を制御する機能を有している。

また、リモコン２には、図２及び図３のように複数の空調領域選択ボタン２ｂと、室内ユニット１の各種操作情報や運転情報を表示するリモコン表示部２ｃが設けられている。

室内ユニット１は、例えば図４のように空調する室内３に設置される。この室内３には窓（あるいは扉等）４が備え付けられている。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、室内ユニット１の赤外線センサ１ｃが検出する室内の各空調領域を示している。

次に、本実施形態の空気調和機の動作について図１乃至図６を用いて説明する。
まず、例えば空気調和機の室内ユニット１が暖房運転をしている時は、外気からの強い冷却輻射エネルギが室内３の壁面から入射する以上に窓４から入射する冷却輻射エネルギが多いため、その結果、窓４に近い空調領域Ｃ、又は空調領域Ｆの方が空調領域Ａ、空調領域Ｄよりも暖房能力を必要とする。各領域の必要暖房能力は、室内ユニット１に設けられたセンサ１ｃが検知した室内３の各空調領域から送られてくる赤外線エネルギと設定赤外線エネルギとの差から知ることができる。

ここで、例えば使用者が空調領域Ａのみで生活を営んでいるとした場合、従来の空気調和機と同じように生活を営んでいない空調領域Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆまでも空調領域Ａと同じ温度となるように空調すると、無駄なエネルギを消費して暖房することになる。本実施形態においては、使用者が空調したい領域をリモコン２で選択でき、選択した空調領域に基づいて空調制御装置１ｄが風向、風温、又は風量のうち少なくとも１つを制御して、選択した空調領域を集中的に空調するため、エネルギの浪費はなくなる。

即ち、使用者が自分が居る領域を主体に空調したいと考え、その領域、例えば空調領域Ａを図３のリモコン２の空調領域選択ボタン２１で選択すると、その選択した空調領域Ａを示すリモコン信号がリモコン２の送信部２ａから室内ユニット１のリモコン信号受信部１ｂに送られる。そして、これを受けて空調制御装置１ｄが風向、風温、又は風量のうち少なくとも１つを制御して、室内ユニット１の温かい空気をリモコン２にて選択した空調領域Ａに向けて送風するようになる。

リモコン２の空調領域選択ボタン２ｂは、図３のように例えば室内ユニット１側から見て手前側領域、奥側領域に対応して２分割され、さらに使用者側から見て左右方向領域に対応して３分割された押ボタンからなり、例えば空調領域選択ボタン２１を押すと図４において手前左を示す空調領域Ａを、空調領域選択ボタン２２を押すと奥左を示す空調領域Ｄを、空調領域選択ボタン２３を押すと手前中央を示す空調領域Ｂを、空調領域選択ボタン２４を押すと奥中央を示す空調領域Ｅを、空調領域選択ボタン２５を押すと手前右を示す空調領域Ｃを、空調領域選択ボタン２６を押すと奥右を示す空調領域Ｆを、と言うように指定することができる。そして、指定された空調対象領域が集中的に暖房されるようになる。このように、リモコン２の空調領域選択ボタン２ｂを、室内ユニット１側から見て手前側領域、奥側領域に対応して奥行き方向に分割するとともに、さらに使用者側から見て左右方向に分割することで、視覚的に分かりやすく、操作性のよいリモコンが得られる。

また、例えばこの空調領域選択ボタン２１と空調領域選択ボタン２２を組み合わせて選択すると、空調領域Ａ、空調領域Ｄの両方が空調領域として指定されたこととなり、この指定された空調領域Ａ、空調領域Ｄの暖房運転が行われることとなる。つまり、空調したい領域を単独でも複数でも選択でき、なおかつ領域が選択されたときには、選択されたすべての領域が快適になるように、空調制御装置１ｄが各風向板１ａの揺動角（水平揺動角および垂直揺動角）を制御し、あるいはこの揺動角制御に必要に応じてスイング動作を加える制御を行い、室内ユニット１の温かい空気をリモコン２にて選択した空調領域に向けて送風するようになる。このため、操作しやすい空気調和機を実現できる。

また、空調領域選択ボタン２１と空調領域選択ボタン２６を合わせて選択した場合、左手前である空調領域Ａと右奥である空調領域Ｆのたすき掛けのような選択となる。この場合も、既述したように風向板１ａが左右方向で複数に分割されてそれぞれが独立して揺動角制御可能となっているため、この風向板１ａにより、室内ユニット１の温かい空気をリモコン２にて選択した空調領域Ａと空調領域Ｆに向けて送風することが可能となる。

なお、ここでは赤外線センサ１ｃで検知する室内の各空調領域を６つに分割したものを例に挙げて説明したが、それ以上に分割した空調領域、例えば４分割や８分割とすれば、よりきめ細かな空調制御が可能となる。

また、例えば室内の空調領域を図４のように６分割、これに対応するリモコンの空調領域選択ボタンを図５のように４分割とすることもできる。この場合、リモコン２Ａの各空調領域選択ボタン５１，５２，５３，５４により選択される室内の空調領域を予め定義づけしておく。例えば、リモコン２Ａの空調領域選択ボタン５１が選択された場合は、図４に示す空調領域のうち空調領域Ａと空調領域Ｂが選択されたと定義づけしておき、実際に空調領域選択ボタン５１が選択されると、左手前（空調領域Ａ）と中央手前（空調領域Ｂ）を空調するようにする。また、リモコン２Ａの空調領域選択ボタン５１，５２が合わせて選択された場合は、空調領域のうち空調領域Ａ、Ｂ，Ｄ，Ｅの４つの空調領域が選択されたと定義づけしておき、実際に空調領域選択ボタン５１，５２が選択されると、左手前（空調領域Ａ）と左奥（空調領域Ｄ）と中央手前（空調領域Ｂ）と中央奥（空調領域Ｅ）を空調するようにする。つまり、一つの空調領域選択ボタンで室内の複数の空調領域を選択できるように定義づけすることで、空調領域選択ボタンの数を少なくし、複雑な感じを使用者に抱かせず、簡単操作で特定領域のみを選択できる空気調和機を提供することができる。

さらに、空調機の能力の大小に合わせて、赤外線センサ１ｃで検知する室内の各領域の数を選択できるようにしてもよい。例えば、小能力の空気調和機ならば４領域、大能力の空気調和機ならば６領域または８領域に検知領域を変更してもよい。

また、部屋の形状、大きさに合わせて、赤外線センサ１ｃの検知範囲を変更する機能を設けてもよい。例えば、リモコンの各空調領域選択ボタンをそれぞれ不感帯登録できるようにし、不感帯登録された空調領域選択ボタンに対応する空調領域からの赤外線センサ１ｃにより検知された赤外線出射量は無視するようにする。このようにすることで、図６のようにワイドリビングなど広い部屋の場合は検知範囲を広くし、逆に子供部屋など部屋が狭い場合は検知範囲を狭くすることができ、部屋の広さに合わせて空調領域を設定することができる。

また、複数ある空調領域の場合、図３や図５のようにリモコン上に一つのボタンで全領域を一括して選択できる全領域選択ボタン２７，５５を設けることで、従来の如く部屋全体を空調したいときに、全ての領域選択ボタンを押すという操作の煩雑さがなくなり、一つの操作で全領域が選択でき、操作性が向上する。

これを図３のリモコン２の場合を例に挙げて図４を参照しながら説明する。まず日中、一人だけが空調領域Ａに居り、リモコン２の空調領域選択ボタン２１が押されていて空調領域Ａが選択されているとする。その後、複数の来客があり、空調領域を設定し直して部屋全体を空調したいと考えた場合、例えば残りの空調領域選択ボタン２２，２３，２４，２５，２６を一つ一つ全て押していくことでも全空調領域を選択することができる。しかし、このような全ての各空調領域を一つ一つ設定し直すような空調領域設定変更操作は、空調領域の分割数が増える程わずらわしいものとなる。本実施形態のように、リモコン上に一つのボタンで全領域を一括して選択できる全領域選択ボタン２７を設けることで、全空調領域を選択する操作が簡単となり、操作性が向上する。なお、この全領域選択状態下で全領域選択ボタン２７をもう一度押した場合には一つ前の設定（運転モード）に戻すように設定すれば、客が帰って一人になった場合に、領域選択ボタン２１を押して、空調領域Ａに戻すこともできるし、全領域選択ボタン２７をもう一度押して空調領域Ａに戻すこともでき、さらに使い勝手がよくなる。

室内使用者がリモコン２の空調領域選択ボタン２ｂを操作して、２１から２６のいずれかのボタンを押すと、このリモコン２の信号が送信部２ａを介して室内ユニット１のリモコン信号受信部１ｂに送信され、この送信内容がリモコン表示部２ｃに表示される。

この空調領域選択時、リモコン表示部２ｃには選択された空調領域がどの領域であるかを空調領域選択ボタン２ｂの形状と同じ、または類似している図形によって表示されるようになっている。このため、使用者が空調領域を選択したとき、その選択結果がリモコン表示部２ｃに類似図形で表示され、使用者が選択した領域を確認し易く、操作性が向上する。

図７に図３のリモコン２の場合の表示例を３パターン示す。この表示例のように空気調和機の空調領域が６領域、リモコン２の空調領域選択ボタンが６個（全領域選択ボタン含まず）の場合は、空調領域選択ボタンと空調領域が同数のため、空調領域選択ボタンの選択状態をそのままリモコン表示部２ｃに表示すればよい。この場合は、操作と表示のパターンが一致するので、わかりやすく、簡単操作で特定領域のみを選択できる空気調和機を提供することができる。

また、図８に図５のリモコン２Ａの場合の表示例を３パターン示す。この表示例のように空気調和機の空調領域が６領域、リモコン２Ａの空調領域選択ボタンが４個（全領域選択ボタン含まず）の場合は、空調領域選択ボタンと空調領域の数が異なるため、既述したように例えばリモコン２Ａの空調領域選択ボタン５１が選択された場合、図４に示す空調領域のうち空調領域Ａと空調領域Ｂが選択されたと定義づけされている。このため、空調領域選択ボタン５１が選択された場合は、図８中の左側に示すパターンのように左手前（空調領域Ａ）と中央手前（空調領域Ｂ）を空調する表示となる。また、リモコン２Ａの空調領域選択ボタン５１、５２が合わせて選択された場合は、図８中の中央に示すパターンのように空調領域Ａ、Ｂ，Ｄ，Ｅの４つの空調領域が選択されたとし、左手前（空調領域Ａ）と左奥（空調領域Ｄ）と中央手前（空調領域Ｂ）と中央奥（空調領域Ｅ）を空調する表示となる。さらに、リモコン２Ａの空調領域選択ボタン５１、５４が合わせて選択された場合は、空調領域Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆの４つの空調領域が選択されたとし、図８中の右側に示すパターンのように左手前（空調領域Ａ）と中央手前（空調領域Ｂ）と中央奥（空調領域Ｅ）と右奥（空調領域Ｆ）を空調する表示となる。このように、４個の空調領域選択ボタンが選択されたとき、図８に示すように、実際の空調領域をリモコン表示部２ｃに表示する。つまり、一つの空調領域選択ボタンで室内の複数の空調領域を選択できるように定義づけすることで、空調領域選択ボタンの数を少なくし、また選択した空調領域は実際の空調領域に合わせてリモコン表示部２ｃに表示するため、複雑な感じを使用者に抱かせず、わかりやすく、簡単操作で特定領域のみを選択できる空気調和機を提供することができる。

なお、全領域選択ボタンが押された時は、リモコン表示部２ｃに全領域を空調する表示となることは言うまでもない。

また、この暖房運転を冷房運転に切換えてリモコンの空調領域選択ボタン２ｂを操作しても、暖めるか冷却するかの相違はあるものの、前述した暖房運転時とほぼ同様の動作となる。

また、室内の各空調領域からの赤外線出射量を検知する赤外線センサ１ｃとしては、多素子型赤外線センサを用いることが望ましいが、これに限るものでなく、例えば駆動手段を有する揺動機構を備えた単素子赤外線センサを用いて、単素子赤外線センサを各空調領域に向けて上下左右に揺動させることでも同様の機能を実現することができる。

このように、本実施形態の空気調和機においては、使用者がリモコンの空調領域選択ボタンを操作して空調したい領域を指定すると、この指定領域を空調するようになるため、使用者の要求に合わせた快適な室内空調ができ、経済的で使い勝手の良い空気調和機が得られる。しかも、空調領域選択ボタンにより選択した空調領域からの赤外線出射量が設定赤外線出射量となるようにフィードバック制御するので、スピーディに選択領域を快適な状態にすることができる。さらに、無駄な領域を空調せず、選択領域を主体に空調するようになるため、エネルギの浪費がなくなり、経済的な空気調和機が得られる。

また、一般的に、室内使用者が静止した状態で居る領域と活動した状態で居る領域とでは人間の快適体感温度は相違するので、この相違した快適体感温度に応じてそれぞれの領域を快適な体感温度となるように設定できるようにしてもよい。例えば図３のリモコン２の場合で、各空調領域選択ボタン２１〜２６ごとの快適体感温度を登録しておき、全ての空調領域選択ボタンが押された場合には、先ず始めは部屋全体、すなわち空調領域Ａから空調領域Ｆまでの全ての空調領域に向けて気流等で暖房するが、ある程度暖まってくると、登録されている快適体感温度の高低差を基準にして、実際に検出された最も高い温度の空調領域から一定値以上、温度が低い空調領域が検知された場合、その検知された領域（単数もしくは複数の領域）に気流を向けて集中的に空調を行なわせるようにしてもよい。なお、このような体感温度（使用者により空調領域ごとに登録された設定温度）の高低差を基準とする制御は、少なくとも２つ以上の空調領域を選択された場合に実施されるようにすることが好ましい。このようにすることで、使用者の要求に応じて室内を快適にする空気調和機が得られ、しかも各領域の床の温度差が小さくなるため、床の温度差によって生じる不快なコールドドラフトを抑制しながら空調する空気調和機が得られる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の赤外線センサを搭載した室内ユニットを示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機のリモコンの概略構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機のリモコンの空調領域選択ボタンの詳細を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の室内ユニットを室内に設置したときの赤外線センサの検知範囲を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機のリモコンの他の例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の赤外線センサの検知範囲の設定手法の説明図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の図３のリモコンによる空調領域選択時のリモコン表示例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る空気調和機の図５のリモコンによる空調領域選択時のリモコン表示例を示す図である。

符号の説明

１ 室内ユニット（空気調和機本体）、１ａ 縦横風向板、１ｃ 赤外線センサ、１ｄ 空調制御装置、Ａ〜Ｆ 空調領域、２，２Ａ リモコン、２ｂ，２１〜２６，５１〜５４ 空調領域選択ボタン、２ｃ リモコン表示部、３ 室内、２７，５５ 全領域選択ボタン。

Claims (5)

1. 左右方向で複数に分割され、それぞれが独立して揺動角制御可能な縦横風向板を有し、室内を空調する空気調和機本体と、
   この空気調和機本体に設けられ、室内を平面的に複数の空調領域に分割し、分割した各空調領域からの赤外線出射量を検出する赤外線センサと、
   設定された空調領域と前記赤外線センサが検出した各空調領域の赤外線出射量に応じて前記空気調和機本体の風向、風温、又は風量のうちの少なくとも１つを制御する空調制御装置と、
   前記分割された複数の空調領域に対応する複数の空調領域選択ボタンを有し、これら空調領域選択ボタンによって前記空調制御装置に空調すべき領域を設定可能なリモコンとを備え、
   前記リモコンが前記室内の各空調領域のなかから単数もしくは複数の空調領域を選択できるとともに、選択した空調領域を不感帯登録でき、前記空調制御装置が、選択された空調領域を集中的に空調するとともに、不感帯登録された空調領域からの赤外線センサにより検知された赤外線出射量は無視するように構成されてなることを特徴とする空気調和機。
2. 前記分割された複数の空調領域は、前記空気調和機本体側から見て手前側と、奥行き側に、かつ前記空気調和機本体の左右方向に少なくとも２分割された少なくとも４領域に分割されていることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記リモコンが有する複数の空調領域選択ボタンは、前記空気調和機本体側から見て手前方向、奥行き方向に２分割、使用者側から見て左右方向に少なくとも２分割の少なくとも４個のボタンで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
4. 前記リモコンに、一つのボタンで前記複数の空調領域の全体領域を一括して選択できる全領域選択ボタンを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空気調和機。
5. 前記リモコンに、前記分割された複数の空調領域のうち前記空調領域選択ボタンもしくは全領域選択ボタンにより選択された空調領域を図形表示する表示部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の空気調和機。

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