JP5467347B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、室内に差込む日射量に応じて、送風量を制御可能な空気調和機に関する。

従来の空気調和機は、日射量に応じて冷房能力を可変とすることを達成している（例えば、特許文献１参照）。

また、室内機に人感センサを設け、室内に居る人の活動量を検知し、その検知結果に応じて室内の設定温度を可変とすることを達成する空気調和機も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−３２４１８８号公報 特開２００８−２１５７６４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の空気調和機は、冷房あるいは除湿の夫々について、日射量に応じて室内の温度を制御しているものの、人が感じる温度（体感温度）に大きく影響を与える人体へ当たる風の量については制御しておらず、改善の余地があった。

また、特許文献２に記載の空気調和機は室内における人の位置や活動量を確実に把握して室温を制御すると共に、人の位置に応じて風量を制御しているものの、室内に居る人の活動量に応じて送風量を制御しておらず、改善の余地があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、室内に入射する日射量および室内に居る人の活動量を確実に把握して送風量を制御することで快適で効率的な空調を達成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。

上記目的を達成するために、本発明は、室内機に設けられた照度センサの電圧値より室内に入射される日射量を算出すると共に、室内機に設けられた人感センサにより人の活動量を検出する機能と、室内機に設けられた風回路内に配置される送風ファンと、空気調和
機の構成各部を制御する制御部と、を備える空気調和機であって、制御部は、冷房時又は除湿時、始めに日射制御が設定されているかどうかを判断するものとし、制御部により日射制御ありの設定と判断された場合には、照度センサの電圧値より算出された室内に入射される日射量および人感センサにより検出された人の活動量に応じて、送風ファンの回転数を制御して室内に居る人に到達する風の量を可変とする風量可変モードを実行可能であって、日射が検出された後に空調空間の温度が設定温度に達すると送風ファンの回転数が減算され、制御部により日射制御なしの設定と判断された場合には、空調空間の温度が設定温度に達した後に送風ファンの回転数が一定に保たれる。

本発明の空気調和機によれば、冷房時又は除湿時、照度センサの検出結果および人感センサの活動量の検出結果から、その部屋に最適な送風量とすることができる。

本発明の実施の形態における空気調和機の横断面図 図１の空気調和機の正面図 図１の空気調和機の処理手順の前半部分を示すフローチャート 図１の空気調和機の処理手順の後半部分を示すフローチャート

本発明は、室内機に設けられた照度センサの電圧値より室内に入射される日射量を算出すると共に、室内機に設けられた人感センサにより人の活動量を検出する機能と、室内機に設けられた風回路内に配置される送風ファンを備える空気調和機であって、冷房時又は除湿時、照度センサの電圧値より算出された室内に入射される日射量および人感センサにより検出された人の活動量に応じて、送風ファンの回転数を制御して室内に居る人に到達する風の量を可変とする風量可変モードを実行可能である。

具体的には、空気調和機はさらに、照度センサの電圧値より算出された室内に入射される日射量および人感センサにより検出された人の活動量によらず、送風ファンの回転数を制御して室内に居る人に同一の風量を到達させる風量一定モードを実行可能であり、風量可変モードと風量一定モードとは、使用者の意図に応じて設定されることを特徴とする。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の横断面図、図２は同空気調和機の正面図である。

空気調和機１０は、その本体内部に、熱交換器１と、送風ファン２と、複数の水受け皿３と、ディフューザー４とを備えている。熱交換器１は、送風ファン２に対し、風の流れの観点で上流側に配置される。水受け皿３は、熱交換器１の下端部の直下に配置される。ディフューザー４は、送風ファン２の下流側の通風路を形成している。

空気調和機１０の本体の前面上部と上面とには吸込口５が形成され、その本体の前面下部から下面にかけて吹出口６が形成される。

熱交換器１は吸込口５に対向する位置に配置され、ディフューザー４の下流側端部６ａによって囲まれる仮想面が吹出口６を構成する。

空気調和機１０は、前面の吸込口５を開閉するパネル２０と、吹出口６を開閉するとともに風向を変更するための上下羽根３０とを備えている。上下羽根３０の横断面形状は円弧上になっており、上下羽根３０の一方面は湾曲凹面になっており、その他方面は湾曲凸面になっている。

パネル駆動機構２１は、パネル２０の背面側に設けられ、パネル２０を開閉する。この開閉に伴い、吸込口５が開閉する。パネル２０が吸込口５に最も近接した状態では、吸込口５を閉塞し、パネル２０が吸込口５から離間した状態では、パネル２０の外周部から吸込口５に空気が流入する。

腕部３１は、その一端側を空気調和機１０の本体内にて回動自在に保持され、その他端側に上下羽根３０を回動自在に保持している。

腕部３１は、図１に示すように、第１の腕部３１ａと第２の腕部３１ｂで構成することが好ましい。図示した例では、第１の腕部３１ａの一端側は空気調和機１０の本体内で回動自在に保持されている。第１の腕部３１ａの他端側は第２の腕部３１ｂの一端側と回動自在に連結されている。そして第２の腕部３１ｂの他端側に、上下羽根３０を回動自在に保持している。上下羽根３０には、閉塞時に空気調和機１０の本体側となる裏面に支持部３２が設けられている。この支持部３２は、第２の腕部３１ｂに対し回動自在に支持される。

腕部３１は、空気調和機１０の本体の左右両側部に設けられ、それぞれの腕部３１は、図示しない連結棒によって連結されている。また、一方の腕部３１の側部には腕部用モータが配置されている。腕部用モータの回動は、一方の腕部３１だけでなく、連結棒によって他方に配置された腕部３１にも伝達される。一方の回転支持部３２には羽根用モータが配置され、その回転によって腕部３１に対して上下羽根３０を回動させる。

なお、図示はしないが、空気調和機１０は、圧縮機、膨張機、及び室外側熱交換器などを備えた室外ユニットを備えている。また、図２に示すように、空気調和機１０のパネル２０には、人感センサユニット４０と日射センサユニット５０とが取り付けられる。人感センサユニット４０は、例えば赤外線センサを有しており、この赤外線センサの検出結果から、空調空間（例えば室内）における人の在否を検出する。また、日射センサユニット５０は、例えば照度センサを有しており、照度センサの検出結果から空調空間の日射量を測定する。図２に示すように、空気調和機１０は、人感センサユニット４０及び日射センサユニット５０の検出結果に基づき、本空気調和機１０の構成各部（例えば圧縮機や送風ファン２）を制御するための制御部６０をさらに備えている。この制御部６０は、マイコン等により構成され、メモリを用いて空気調和機１０の構成各部を制御する。

以上のように構成された空気調和機について、冷房運転時の動作の流れを、図３，図４を用いて説明する。なお、図３、図４は、一連の動作の流れを示しているが、図示の都合上２つの図面に分けている。

ＳＰ１において、制御部６０は、日射制御ありに設定しているか否かを判断する。Ｙｅｓの場合、制御部６０は図３のＳＰ２に進み、Ｎｏの場合、制御部６０は、図４のＳＰ１０に進む。ここで、日射制御の設定有無は、使用者が例えばリモートコントローラを操作して設定される。

また、日射制御ありの設定にすると、図２に示される日射センサユニット５０によって空調空間への日射が検出された後、カーテンや雨戸によって空調空間への日射が遮蔽されたと判定される。そして、空調空間の温度が設定温度に達すると、日射が検出され室内温度が設定温度に達した時に比べ、図１に示される送風ファン２の回転数が減算される。例えば、９００ｒｐｍに５０ｒｐｍを減算した８５０ｒｐｍに送風ファン２の回転数が設定される。この設定では、使用者がカーテンや雨戸によって日射を遮蔽するといった行為を行った際に、使用者の体感温度を損なうことなく、送風ファン２の回転数を減算することが出来、空気調和機を省エネ運転することが出来る。ここで体感温度とは、温度や湿度、輻射、風の強さ、着衣量、人の活動状態によって影響される、暑さ、寒さの感覚を温度で表したものである。つまりこの設定においては、輻射（日射）量が減ったことを検知し、風の強さ（送風ファン２の回転数）を低くすることで体感温度を変化させることなく省エネ運転を実現している。

一方、日射制御なしの設定にすると、空調空間の温度が設定温度に達した時、室内の日射量にかかわらず、図１に示される送風ファン２の回転数（例えば９００ｒｐｍ）は一定に保たれる。この設定では、使用者が日射を遮蔽した際、風の強さが一定である為、体感温度をより低くすることが可能である。

ＳＰ２において、制御部６０は、図２に示される日射センサユニット５０によって空調空間への日射が検出されたか否かを判断する。Ｙｅｓと判断した場合、制御部６０はＳＰ３に進み、Ｎｏと判断した場合、図４のＳＰ１０に進む。

次に、ＳＰ３において、制御部６０は、ＳＰ２で検出された日射が遮蔽されたか否かを
判断する。Ｙｅｓと判断すると制御部６０はＳＰ４に進み、Ｎｏと判断すると、ＳＰ１０に進む。

次に、ＳＰ４において、制御部６０は、使用者が活動量判定ありに設定しているか否かを判断する。Ｙｅｓと判断した場合、制御部６０はＳＰ５に進み、Ｎｏと判断した場合ＳＰ８に進む。ここで、活動量判定の設定有無は、使用者が例えばリモートコントローラを操作することで設定される。

また、活動量判定ありに設定すると、室内温度が設定温度に達した時、図２に示される人感センサユニット４０によって判定された室内に居る人の活動量に応じて、図１に示される送風ファン２の回転数が決定される（例えば活動量が０．５ｍｅｔの時８００ｒｐｍ、活動量が１ｍｅｔの時９００ｒｐｍ）。この設定では、使用者があまり活動していない（例えば横になってテレビを観賞している）時、送風ファン２の回転数を減算することが出来、空気調和機を省エネ運転することが出来る。つまりこの設定においては、ひとの活動状態（活動量）を判定し、風の強さ（送風ファン２の回転数）を低くすることで体感温度を変化させることなく省エネ運転を実現している。

また、活動量判定なしに設定すると、室内温度が設定温度に達した時、室内に居る人の活動量にかかわらず図１に示される送風ファン２の回転数は一定（例えば９００ｒｐｍ）に保たれる。

ＳＰ５において、制御部６０は、図２に示される人感センサユニット４０による活動量の検知結果によって、活動量を判定する。この後、制御部６０はＳＰ６に進む。

ＳＰ６において、制御部６０は、空調空間の温度が使用者の意図する設定温度に達しているかを判定する。その後、制御部６０は、ＳＰ７に進み、室内温度、日射量および室内に居る人の活動量に応じた送風ファン２の回転数を決定する（例えば室内温度が設定温度に達し活動量が０．５ｍｅｔの時８００ｒｐｍ）。その後、制御部６０はＳＰ１６に進む。このとき、ＳＰ５において、活動量が最も低いと判定されていた場合、最も省エネ運転が可能となる。

ＳＰ４でＮｏと判断すると、制御部６０は、ＳＰ８において、ＳＰ６と同様にして空調空間の温度が設定温度に達しているかを判定する。その後、制御部６０はＳＰ９に進み、室内温度および日射量に応じた送風ファン２の回転数を決定し（例えば室内温度が設定温度に達した時８５０ｒｐｍ）、ＳＰ１６に進む。

ＳＰ１、ＳＰ２およびＳＰ３から進んだＳＰ１０（図４参照）において、制御部６０は、ＳＰ４と同様にして活動量判定の有無を判定し、「有り」と判定するとＳＰ１１に進み、「無し」と判定するとＳＰ１４に進む。

ＳＰ１１において、制御部６０は、図２に示される人感センサユニット４０による活動量の検知結果によって、活動量を判定しＳＰ１２に進む。ＳＰ１２において、室内温度が使用者の意図する設定温度に達しているかを判定した後、ＳＰ１３に進み、室内温度、日射量および室内に居る人の活動量に応じた送風ファン２の回転数を決定し（例えば室内温度が設定温度に達し活動量が０．５ｍｅｔの時８５０ｒｐｍ）、ＳＰ１７に進む。

ＳＰ１０から進んだＳＰ１４において、制御部６０は、空調空間の温度が使用者の意図する設定温度に達しているかを判定した後、ＳＰ１５に進み、空調空間の温度および日射量に応じた送風ファン２の回転数を決定し（例えば室内温度が設定温度に達した時９５０ｒｐｍ）、ＳＰ１７に進む。

ＳＰ７およびＳＰ９から進んだＳＰ１６において、使用者が空気調和機１０の運転を停止した時、空気調和機１０の運転を終了し、使用者が空気調和機１０の運転を停止していない時はＳＰ１８に進む。

ＳＰ１８において、図２に示される日射センサユニット５０によって室内への日射が検出された時ＳＰ１に戻り、ＳＰ１から上述の動作を繰り返し、室内への日射が検出されなかった時はＳＰ１９に進む。次にＳＰ１９において、使用者が日射制御ありに設定している時ＳＰ４に戻り、ＳＰ４から上述の動作を繰り返し、日射制御なしに設定している時はＳＰ１に戻り、ＳＰ１から上述の動作を繰り返す。

ＳＰ１３およびＳＰ１５から進んだＳＰ１７において、使用者が空気調和機１０の運転を停止した時、空気調和機の運転を終了し、使用者が空気調和機１０の運転を停止していない時ＳＰ１に戻り、ＳＰ１から上述の動作を繰り返す。

なお、以上の実施の形態では、冷房運転時の動作を例に取り上げ説明した。しかし、上記の処理は除湿運転時にも適用可能である。

本発明にかかる空気調和機は、室内への日射の状態、室内に居る人の活動量の判定結果および使用者の意図に応じて、送風量を制御することが出来ることから、効率的且つ使用者に応じた快適な空調条件が求められる家庭用空気調和機の用途に有用である。

１ 熱交換器
２ 送風ファン
３ 水受け皿
４ ディフューザー
５ 吸込口
６ 吹出口
１０ 空気調和機
２０ パネル
２１ パネル駆動機構
３０ 上下羽根
３１ 腕部
３２ 回転支持部
４０ 人感センサユニット
５０ 日射センサユニット

Claims (2)

1. 室内機に設けられた照度センサの電圧値より室内に入射される日射量を算出すると共に、前記室内機に設けられた人感センサにより人の活動量を検出する機能と、前記室内機に設けられた風回路内に配置される送風ファンと、空気調和機の構成各部を制御する制御部と、を備える空気調和機であって、
   前記制御部は、冷房時又は除湿時、始めに日射制御が設定されているかどうかを判断するものとし、
   前記制御部により日射制御ありの設定と判断された場合には、前記照度センサの電圧値より算出された室内に入射される日射量および前記人感センサにより検出された人の活動量に応じて、前記送風ファンの回転数を制御して室内に居る人に到達する風の量を可変とする風量可変モードを実行可能であって、日射が検出された後に空調空間の温度が設定温度に達すると前記送風ファンの回転数が減算され、
   前記制御部により日射制御なしの設定と判断された場合には、空調空間の温度が設定温度に達した後に前記送風ファンの回転数が一定に保たれることを特徴とする空気調和機。
2. 前記空気調和機はさらに、前記照度センサの電圧値より算出された室内に入射される日射量および前記人感センサにより検出された人の活動量によらず、前記送風ファンの回転数を制御して前記室内に居る人に同一の風量を到達させる風量一定モードを実行可能であり、
   前記風量可変モードと前記風量一定モードとは、使用者の意図に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。