JP5930909B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

この発明は、空気調和機に関するものである。

従来、調和された風を吹出口から吹き出して室内空間を調和する空気調和機において、天井付近の第１空間の第１温度を検出する手段と床付近の第２空間の第２温度を検出する手段とを設け、前記第１温度と第２温度との温度差が所定以上になった場合に、前記空調対象空間内の空気を攪拌する攪拌運転を行う攪拌運転を備えた空気調和機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、暖房運転もしくは送風運転において、室内空間が、ユーザーが設定した温度に近づき、設定した温度に対し天井付近の温度が高い場合に、室内空間のユーザーが居る付近の温度低下を抑制するようにした空気調和機が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、空気調和機付近の空気温度が設定温度に近づいたところで風向を水平方向に変更し、暖気を循環させるモードを備えた空気調和機が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００７−３２２０６２号公報（第８、９頁、図６等） 特開２０１２−２１７３５号公報（第７〜１０頁、図８等） 特開２０００−１０４９７９号公報（第５、６頁、図２、３等）

しかしながら、上記特許文献１記載の空気調和機は、天井付近の第１温度と床付近の第２温度との差のみで制御をおこなっているため、空気調和機運転開始後ユーザーが設定した設定温度に達していない場合、もしくは、外気温度が低い場合など攪拌運転を実施すると逆に室内空間のユーザーのいる付近の温度を低下させ、不快に感じるという課題があった。

また、近年の空気調和機は、インバーター技術をはじめとする圧縮機駆動技術の発達により、圧縮機を低回転で駆動することが可能になり、その結果、空気調和機の暖房能力を小さくでき、空気調和機の運転範囲を広げることができるようになっている。そのため、ユーザーが設定した温度を一定に保つことが可能である。しかしながら、能力を小さくできることにより、空気調和機から吹き出される風の温度は低下することになる。

上記特許文献２の空気調和機では、設定温度に近づいたところで攪拌モードに移行することで、ユーザー付近の温度低下を防ぐことができる。しかしながら、温度低下はしないものの、体温より低い温度の風が攪拌モード移行前にユーザーに当たると、ユーザーの体感温度は下がり、ユーザーが不快に感じてしまうことがあった。

さらに、上記特許文献３の空気調和機のように、空気調和機付近の空気温度が設定温度に近づいたところで風向を水平方向に変更し、暖気を循環させるモードに移行した場合、ユーザーがいる床面を見ることができていない。そのため、逆に、室内空間のユーザーのいる付近の温度を低下させてしまい、ユーザーが不快に感じるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、暖房運転において、省エネを実現しつつ、室内空間のユーザーが居る付近の温度を低下させるだけでなく、ユーザーに体温より低い温風が直接あたることを抑制することによって快適な室内空間をつくりあげ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。

この発明に係る空気調和機は、室内機と室外機とを備える空気調和機において、室内機は、空調対象空間の空気温度を検知する室内空気温度検知部と、空調対象空間の床面、壁面、天井の温度を検知する床面・壁面・天井温度検知部と、送風装置と、空気調和機の制御に係るプログラムが組み込まれているマイクロコンピュータを内蔵し、室内空気温度検知部、床面・壁面・天井温度検知部が測定した情報からユーザーの体感温度Ｂを算出する制御装置と、を備え、制御装置は、暖房運転において、ユーザーが設定する空調対象空間の設定温度Ａから体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値Ｔ２以下になると、室外機の圧縮機を停止させ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから設定温度Ａを減算した値が所定の閾値ε１よりも大きく、かつ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３よりも大きいとき、または、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値ε２よりも大きく、かつ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３よりも大きいとき、送風装置に天井付近に溜まった空気を床面に移動させるサーキュレータ運転を行わせ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから設定温度Ａを減算した値が所定の閾値ε１以下、又は、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３以下のとき、且つ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値ε２以下、又は、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３以下のとき、送風装置を超微風運転又は停止させるものであり、設定温度Ａが体感温度Ｂよりも高く、室内機の室内熱交換器の温度βが所定の閾値α以上のとき、室内機から吹出す風をユーザーに向ける人中心暖房を行い、設定温度Ａから体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値Ｔ２より大きく所定の閾値Ｔ１より小さくなり、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから設定温度Ａを減算した値が所定の閾値γ１よりも大きく、かつ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値γ３よりも大きく、かつ、室内機の室内熱交換器の温度βが所定の閾値αよりも小さいとき、または、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値γ２よりも大きく、かつ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値γ３よりも大きく、かつ、室内機の室内熱交換器の温度βが所定の閾値αよりも小さいとき、空気調和機の能力を小さくし室内機から吹出す風をユーザーに向けず、ユーザーがいる空調対象空間の温度を所定の範囲に保つ空間中心暖房を行うものである。

この発明に係る空気調和機は、制御装置が、暖房運転において、所定の条件を満たしたときに、天井付近に溜まった空気を床面に移動させるサーキュレータ運転を行うので、省エネを実現しつつ、快適な室内空間をつくりあげることができる。

実施の形態１に係る空気調和機の室内機の正面図である。 実施の形態１に係る空気調和機の室外機の分解斜視図である。 実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間と空気調和機（室内機、室外機）の配置関係を示す模式図である。 実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間と空気調和機のセンシングエリアの関係を示す斜視図である。 実施の形態１に係る空気調和機の動作を示すフローチャート図である。 実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間と暖房運転時の風向を示す模式図である。 実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間と暖房運転時の設定温度に達したときの風向を示す模式図である。 実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間とサーキュレータ運転時の風向を示す模式図である。 実施の形態１に係る空気調和機が実行する暖房運転モードの変遷を模式的に示す説明図である。 実施の形態２に係る空気調和機の動作を示すフローチャート図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機の室内機１０の正面図である。図１に基づいて、実施の形態１に係る空気調和機について説明する。実施の形態１に係る空気調和機は、室外機（図２に示す室外機２０）と室内機１０とを備え、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、室内空間（図３に示す室内空間３０）等の空調対象空間の冷房や暖房を実行するものである。

図１に示すように、室内機１０は、その前面下部の調和空気（図示しない室内熱交換器で、冷却・加熱・除湿等がなされた空気）の吹出口１２の右上に、リモコン（図示せず、遠隔制御装置）の送信部（図示せず）からの赤外線信号を受信する受信部１５を備える。

また、受信部１５同様に調和空気の吹出口１２の右上に、リモコンに赤外線信号を送信する送信部１６を備える。送信部１６には、赤外ＬＥＤ（発光ダイオード）を使用している。

また、室内機１０にはプラグ１８が設けられ、室内のコンセントより電源（商用電源（５０／６０Ｈｚ））が供給される。

室内機１０には、室内機１０と室外機２０との情報及び制御のやりとりを行うケーブル４０が、室内機１０の背面の所定の位置に接続されている。一例では、背面から見て室内機１０の左隅に、ケーブル４０は接続されている。

また、室内の空気温度を測定する室内温度センサー１３（室内空気温度検知部）や室内の空気湿度を測定する湿度センサー（図示せず）が、例えば、室内空気の吸込口１１の近傍や、室内機１０の側面に空隙を設け風の流れをつくり、風の流れのある箇所に設けられている。

また、室内機１０には、床・壁の輻射熱や、人の温度を測定することができるサーモパイル型赤外線センサー１４が設けられている。サーモパイル型赤外線センサー１４が、本発明の「床面・壁面・天井温度検知部」に相当する。なお、サーモパイル型赤外線センサー１４が測定する温度は、床面、壁面、天井の温度だけでなく、床面、壁面、天井の付近の温度も含む。

また、図示はしないが、室内熱交換器には管温を測定する管温センサーが設けられている。

また、空気調和機の運転を制御する室内制御装置５１に内蔵された室内マイクロコンピュータが、例えば、室内機１０の電気品箱５０に収納されている。室内マイクロコンピュータには、制御に関係するプログラムが組み込まれている。なお、電気品箱５０は、例えば室内機１０の内部側面に設けられている。

また、図示はしないが、空気調和機の室内機１０には、吸込口１１から取り込まれた室内空気が、エアフィルター、室内熱交換器（プレートフィン型）、吹出口１２の順に流れ、風向板１７によって調和空気を空調対象空間に送り込まれるように、送風装置が筐体の中に搭載されている（ここで送風装置とは、クロスフローファン、軸流送風機、シロッコファンなどと、それらを駆動するモータのことを示す）。

図２は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機の室外機２０の分解斜視図である。図２に示すように、空気調和機の室外機２０は、空気調和機の運転を制御する室外制御装置２１に内蔵された室外マイクロコンピュータが、例えば、室外機２０の電気品箱２６に収納されている。

また、室外機２０には、室外空気温度を測定する室外温度センサー２３が内蔵されている。室外温度センサー２３は、例えば、サーミスタで構成される。

また、室外機２０には、冷凍サイクルを構成する圧縮機２２（冷媒を圧縮するもので、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、レシプロ圧縮機などがある）、熱交換器２４（例えば、プレートフィン型）、減圧装置（電子膨張弁）、四方弁などが搭載されている。

また、熱交換器２４の冷媒と空気との熱交換を促進するために、室外機２０には、熱交換器２４に送風を行う送風機２５が設けられる。送風機２５には、軸流送風機が使用される。

図３は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間３０と空気調和機（室内機１０、室外機２０）の配置関係を示す模式図である。図３の空気調和機の室内機１０および室外機２０の据付例に示すように、室内空間３０の壁面上部に室内機１０、室外に室外機２０を据え付け、情報及び制御のやりとりを行うケーブル４０と、室内熱交換器と室外熱交換器とを接続する冷媒配管（図示せず）で室内機１０と室外機２０が接続されている。

図３に示すように、室内空間３０に据え付けられた室内機１０では、室内空気温度を測定する室内温度センサー１３、室内湿度を測定する湿度センサー（図示せず）、及び室内機１０から離れた箇所の温度を検知することができるサーモパイル型赤外線センサー１４を具備する。サーモパイル型赤外線センサー１４は、垂直方向に複数の素子で構成し、検知範囲Ｘを複数の範囲に分けて測定することができる。

そのため、図３に示すように、サーモパイル型赤外線センサー１４は、床面、壁面、天井付近の温度（床面・壁面温度Ｃ３２、天井付近温度Ｔａ３１）を検知することができる。

図４は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間３０と空気調和機のセンシングエリアの関係を示す斜視図である。また、図４に示すように、サーモパイル型赤外線センサー１４を室内機１０の垂直方向を軸として回転させることで左右方向の温度を検出し、高さ方向だけでなく、室内空間３０の横方向も複数の素子が配置されているかのように、検知することができる。

また、サーモパイル型赤外線センサー１４は、床面、壁面、天井付近の温度だけでなく人の表面温度も測定することができるため、垂直方向に設けられた素子およびその素子を回転移動させ擬似的に室内空間３０を複数の素子で温度を測定できることより、周囲の温度に対し温度が高いものがあった場合に、その位置を人がいる位置と定めることができる。

また、その人と判断した熱源を記憶させることで、熱源が動いているか、停止しているかで、人が活動しているのか、また、安静にしているのかを見分けることができる。

また、人と判断した熱源の動きを記憶させることで、人の活動範囲を把握することができユーザーの部屋の形状を推測することができる。

次に、実施の形態１に係る空気調和機の動作について説明する。
図５は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機の動作を示すフローチャート図である。図５は、暖房運転時のフローチャートである。ユーザーは、リモコン（図示せず）などの運転内容設定手段を用いて室内空間３０の設定温度Ａを決め、室内機１０に送信し、運転を開始する（設定温度Ａを、例えば２３℃とする）。なお、図５の説明で使用する数値はあくまでも一例であり、フローチャートに示す制御内容が記載した数値に限定されるものではない。

運転を開始すると（Ｓ１０）、室内機１０は、吹出口１２から吹き出される調和空気が、吹出口１２の水平面以上の天井側になるように風向板１７を上向きにし（Ｓ１１）、室内空間３０の室内温度を室内温度センサー１３で室温を検出し、サーモパイル型赤外線センサー１４で床面、壁面の温度を検出する（Ｓ１２）。

室内制御装置５１に設けられた室内マイクロコンピュータは、室内温度センサー１３およびサーモパイル型赤外線センサー１４で検出された室内温度、床面温度、壁面温度よりユーザーが感じている体感温度Ｂを算出する（例えば、検出した体感温度１６℃とする）。

室内機１０は、受信した情報（暖房モードと、体感温度Ｂと設定温度Ａの差のデータ）をケーブル４０より室外制御装置２１に送信する。室外制御装置２１の室外マイクロコンピュータは、室内マイクロコンピュータから送信された情報に基づいて、最適な周波数（暖房モードで、室温を設定温度Ａに速やかに近づける周波数）で圧縮機２２を運転させる。

ここで、設定温度Ａと体感温度Ｂとの差が、今回示した例（Ａ＝２３℃、Ｂ＝１６℃）のように、設定温度Ａ＞体感温度Ｂの場合は、圧縮機２２を動作させる（Ｓ１３、Ｓ１４）。しかし、例えばＡ＝２４℃、Ｂ＝２５℃という場合は、圧縮機２２を動作させずに、Ｓ１３からＳ１１に戻り、風向板１７は上を向いたまま、送風装置は停止または微風運転を行う。

圧縮機２２の運転を開始した直後に、風向板１７を下向きにし、送風装置の風量を増加させると、室内熱交換器が充分に暖まっていないため、ユーザーに冷たい調和空気があたり不快に感じる。

そのため、室内熱交換器の温度β［℃］を測定する管温サーミスタ（図示せず）が、管温の閾値α［℃］になるまで送風装置の運転を停止させるか、もしくは微風運転を行う（例えば、管温の閾値αを４０℃とする）。即ち、Ｓ１５で、室内熱交換器の温度β［℃］＜α［℃］の場合は、Ｓ１５の前に戻り、送風装置の運転を停止させるか、もしくは微風運転を行う。

管温サーミスタで検出される室内熱交換器の温度β［℃］が閾値α［℃］（例えばα＝４０℃）になると（Ｓ１５で、室内熱交換器の温度β［℃］≧α［℃］の場合）、図６に示すように風向板１７を下向きにし、送風装置の風量を増加させ吹出し空気３３を室内空間３０に存在しているユーザーの足元に行くように室内空間３０の暖房運転を行う（Ｓ１６）。このときの暖房運転を「人中心暖房」と称する。

その後、空気調和機は、室温が設定温度Ａ［℃］になるように、圧縮機２２の周波数を可変しながら暖房運転を行う。

従来の空気調和機の室内機では、天井付近に設置された室内機に具備された室内温度センサーのみの制御であったため、天井付近にたまる傾向にある暖気によって、ユーザーのいる位置の温度が低いにもかかわらず、設定温度Ａ［℃］に達したと室内制御装置が勘違いする場合があった（特に他暖房機器と併用時に発生し易い）。

この場合、ユーザーは自分のいる位置の温度が低いため、暖房運転しても暖かく感じず、さらに設定温度を上げて、ユーザー付近を暖かい空間にしようと非省エネにつながる行動を行う。

図６は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間３０と暖房運転時の風向を示す模式図である。サーモパイル型赤外線センサー１４を搭載した実施の形態１に係る空気調和機の室内機１０では、床面・壁面温度Ｃ３２を検出することができるため、図６のようにユーザーのいる位置をしっかり暖めることができる。

暖房運転中は、室内温度センサー１３が室内温度を、サーモパイル型赤外線センサー１４が室内空間３０の床面、壁面、天井付近の温度（床面・壁面温度Ｃ３２、天井付近温度Ｔａ３１）を検出し、これらの結果より体感温度Ｂ［℃］を算出し、設定温度Ａ［℃］との差を算出し空気調和機を制御する。

ここで、室内制御装置５１は、Ｓ１７で設定温度Ａ［℃］と体感温度Ｂ［℃］との差がＴ２（例えば−２℃）からＴ１（例えば１℃）となったかどうかを判断する。

そして、室内制御装置５１は、Ｓ１８で、
天井付近温度Ｔａ−設定温度Ａ＞γ１（例えば、γ１＝１ｄｅｇ）、天井付近温度Ｔａ−床面・壁面温度Ｃ＞γ３（例えば、γ３＝１ｄｅｇ）、室内熱交換器の温度β＜閾値αを満たしているか、
または、
天井付近温度Ｔａ−体感温度Ｂ＞γ２（例えば、γ２＝１ｄｅｇ）、天井付近温度Ｔａ−床面・壁面温度Ｃ＞γ３（例えば、γ３＝１ｄｅｇ）、室内熱交換器の温度β＜閾値αを満たしているか、を判断する。

Ｓ１８のいずれの条件も満たしていなければＳ２１に移行する。
一方、Ｓ１８のいずれかの条件を満たしていれば、そのことを室外機２０の室外制御装置２１に送信する。

室外制御装置２１は、室内制御装置５１からの指令を受け、圧縮機２２を低回転で運転させる（Ｓ１９）。

そして、図７に示すように風向板１７を水平面以上の天井側になるように上向きにし、吹出し空気３４をユーザーに当たらないようにする（Ｓ２０）。こうすることで、ユーザーがいる室内空間３０の温度を所定の範囲に保ち、吹出し空気３４がユーザーに当たり冷風感を感じさせないように配慮する。このときの暖房運転を「空間中心暖房」と称する。

図７は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間３０と暖房運転時の設定温度に達したときの風向を示す模式図である。このとき、図７に示すように室内機１０の風向板１７は吹出口１２の水平面以上の天井側になるように上向きにし、室内機１０に具備された送風装置は微風運転または、停止させ、吹出し空気３４がユーザーに当たらないようにしている。

空間中心暖房の場合も、室内温度センサー１３により室内温度を検出し、サーモパイル型赤外線センサー１４により床面・壁面温度Ｃ３２、天井付近温度Ｔａ３１を検出する。

次に、室内制御装置５１は、Ｓ２１で設定温度Ａ［℃］と体感温度Ｂ［℃］との差がＴ２（例えば−２℃）以下になったかどうかを判断する。

室内制御装置５１が、Ｓ２１で設定温度Ａ[℃]と体感温度Ｂ[℃]との差がＴ２以下になっていると判断した場合、そのことを室外機２０の室外制御装置２１に送信する。

室外制御装置２１は、室内制御装置５１からの指令を受け、室内空間３０が安定した温度になっていると判断し、圧縮機２２の運転を停止する（Ｓ２２）。

そして、室内制御装置５１は、Ｓ２３で、
天井付近温度Ｔａ−設定温度Ａ＞ε１（例えば、ε１＝２ｄｅｇ）、天井付近温度Ｔａ−床面・壁面温度Ｃ＞ε３（例えば、ε３＝２ｄｅｇ）を満たしているか、
または、
天井付近温度Ｔａ−体感温度Ｂ＞ε２（例えば、ε２＝２ｄｅｇ）、天井付近温度Ｔａ−床面・壁面温度Ｃ＞ε３（例えば、ε３＝２ｄｅｇ）を満たしているか、を判断する。

Ｓ２３のいずれの条件も満たしていなければＳ２５に移行し、風向板１７を上向きにし、送風装置を超微風運転又は停止させる。つまり、室温検知モードを行う。

一方、Ｓ２３のいずれかの条件を満たしていれば、ユーザーの体感している温度（体感温度Ｂ）に対し、頭上の空気が暖かいと判断し、図８に示すように、室内機１０は、風向板１７を上向きにしたまま、内部に具備された送風装置により吹出し空気３５の風量を増加させ、頭上（天井付近）に溜まった暖かい空気を床面に移動させる送風モード（圧縮機２２を停止させたモード）のサーキュレータ運転を行う（Ｓ２４）。

図８は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機で空気を調和する室内空間３０とサーキュレータ運転時の風向を示す模式図である。

ここで、頭上の暖かい空気をすばやく床面に移動させるために送風装置の風量増加量を最大にすると、ユーザーに気流感（気流を感じるとユーザーは寒いと感じる）を与え逆に不快に感じさせてしまう問題がある。

また、サーキュレータ運転を行う前は、室内機１０は微風運転もしくは、停止の静かな運転をしているため（Ｓ２５）、サーキュレータ運転を行う場合の風量は、一般に図書館や静かな住宅地の昼間レベルといわれている４０［ｄＢＡ］以下の騒音レベルの風量とし、急激な騒音増加を抑制する。なお、この騒音レベルは、室内機１０の中心から垂直方向に０．８ｍ下、水平方向に１ｍ離れた地点での騒音を指している。

サーキュレータ運転については、運転時間と床付近の温度および天井付近の温度のみで判断し、天井付近に向かって最大風量で送風した場合、送風音により騒音とユーザーに気流感を与えるだけでなく、設定温度に達していないと、サーキュレータ運転になる場合があり、ユーザー付近の温度が低下し、ユーザーに不快感を与える可能性がある。

このように、暖房運転時にサーキュレータ運転を行う場合、室内空間３０の温度が、ユーザーが設定した温度に達し、室内機１０の風向板１７が水平面以上に上向きであり、天井付近温度Ｔａ３１が、設定温度Ａもしくは、体感温度Ｂもしくはユーザーのいる高さの床面・壁面温度Ｃ３２と比較し、ある閾値ε［ｄｅｇ］以上（例えば、ε＝２ｄｅｇ）の場合に、吹出し風量の騒音レベルが４０［ｄＢＡ］以下のレベルまで風量増加させ、気流感だけでなく、騒音レベル増加による不快感をなくし、かつ、頭上の暖かい空気を床面に移動させる効果が得られる。

図９は、実施の形態１を示す図で、実施の形態１に係る空気調和機が実行する暖房運転モードの変遷を模式的に示す説明図である。図９に基づいて、実施の形態１に係る空気調和機が実行する暖房運転モードの変遷について説明する。図９では、横軸が設定温度Ａと体感温度Ｂとの差を、縦軸が温度を、それぞれ示している。

設定温度Ａ＞体感温度Ｂ、圧縮機２２が運転、室内熱交換器の温度β≧閾値αを満たしている場合、実施の形態１に係る空気調和機では「人中心暖房」を実行する（図５に示すＳ１６）。

「人中心暖房」から、Ｔ１＞設定温度Ａ−体感温度Ｂ＞Ｔ２、図５に示すＳ１８のいずれかの条件を満たしている場合、実施の形態１に係る空気調和機では「空間中心暖房」を実行する（図５に示すＳ２０）。

一方、設定温度Ａ−体感温度Ｂ≦Ｔ２となり圧縮機２２を停止させている場合であって、図５に示すＳ２３のいずれの条件も満たしていない場合、実施の形態１に係る空気調和機では「超微風運転（室温検知モード）」を実行する（図５に示すＳ２５）。

設定温度Ａ−体感温度Ｂ≦Ｔ２となり圧縮機２２を停止させている場合であって、図５に示すＳ２３のいずれかの条件を満たしている場合、実施の形態１に係る空気調和機では「サーキュレータ運転」を実行する（図５に示すＳ２４）。

以上のように、実施の形態１に係る空気調和機は、暖房運転において、室内空間３０がユーザーが設定した温度に近づき、かつ、設定した温度に対し天井付近の温度が高く、かつ、空気調和機の吹出がユーザーに当たる時の温度が、人体の体温より低い場合（たとえば３７℃）となる、空気調和機の吹出し温度もしくは、空気調和機室内機の熱交換器管温の場合に、空気調和機の能力を小さくし、吹出した風をユーザーに向けず、人中心の暖房からユーザーがいる空間の温度を一定に保つ運転を行い、その後、室内空間がユーザーが設定した温度に近づき、かつ、設定した温度に対し天井付近の温度が高い場合に空気調和機の能力をゼロ（圧縮機の駆動を停止させる）にし部屋の空気を攪拌させるモードに移行させることで、室内空間のユーザーが居る付近の温度を低下させるだけでなく、ユーザーに体温より低い温風を直接あたることを抑制することによって快適な室内空間をつくりあげることができる。

すなわち、実施の形態１に係る空気調和機は、暖房運転において、設定温度と室内温度との差が所定の閾値以下になり、かつ、室内管温検出部が所定の閾値以下になり、かつ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近の温度が、ユーザーが設定する室内空間の設定温度に対して所定の閾値以上になったときに、圧縮機２２の運転状態、室内機１０の内部に具備された送風装置による風量、風向を制御することで、省エネを実現しつつ、ユーザーに冷風感を与えることなく快適な室内空間をつくりあげることができる。

実施の形態２．
図１０は、実施の形態２を示す図で、実施の形態２に係る空気調和機の動作を示すフローチャート図である。図１０に基づいて、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の動作について説明する。なお、実施の形態２に係る空気調和機の構成は、実施の形態１に係る空気調和機の構成と同様である。また、図１０の説明で使用する数値はあくまでも一例であり、フローチャートに示す制御内容が記載した数値に限定されるものではない。

実施の形態１と異なる点は、サーキュレータ運転を行う条件として、体感温度Ｂが設定温度Ａに達して圧縮機２２が一時間当たりに停止した回数Ｚが、閾値ε以上になった場合にサーキュレータ運転を行う条件を「ｏｒ条件」として加えたことである。

図１０のＳ１１０〜Ｓ１２１は、実施の形態１に係る空気調和機の動作フローを示した図５のＳ１０〜Ｓ２１と同様の動作を行う。

Ｓ１２２で、室外制御装置２１は、室内制御装置からの指令を受け、室内空間３０の空気温度が安定した温度になっていると判断し、圧縮機２２の運転を停止する。このとき、圧縮機２２が停止した回数Ｚをカウントし、この回数Ｚを室内制御装置５１もしくは室外制御装置２１に記憶する。なお、圧縮機２２が停止した回数Ｚをカウントして記憶するステップを圧縮機停止回数カウント部とする。

そして、室内制御装置５１は、Ｓ１２３で、
天井付近温度Ｔａ−設定温度Ａ＞ε１（例えば、ε１＝２ｄｅｇ）、天井付近温度Ｔａ−床面・壁面温度Ｃ＞ε３（例えば、ε３＝２ｄｅｇ）を満たしているか、
または、
天井付近温度Ｔａ−体感温度Ｂ＞ε２（例えば、ε２＝２ｄｅｇ）、天井付近温度Ｔａ−床面・壁面温度Ｃ＞ε３（例えば、ε３＝２ｄｅｇ）を満たしているか、
または、圧縮機２２が停止した回数Ｚが一時間当たりに閾値ε以上になったか、を判断する。

Ｓ１２３のいずれの条件も満たしていなければＳ１２５に移行し、風向板１７を上向きにし、送風装置を超微風運転又は停止させる。つまり、室温検知モードを行う。

一方、Ｓ１２３のいずれかの条件を満たしていれば、ユーザーの体感している温度（体感温度Ｂ）に対し、頭上の空気が暖かいと判断し、図８に示すように、室内機１０は、風向板１７を上向きにしたまま、内部に具備された送風装置により吹出し空気３５の風量を増加させ、頭上（天井付近）に溜まった暖かい空気を床面に移動させるサーキュレータ運転を行う（Ｓ１２４）。

このように、実施の形態２に係る空気調和機では、サーキュレータ運転を行う条件として、圧縮機２２が一時間当たりに停止した回数Ｚが、閾値ε以上になった場合にサーキュレータ運転を行う条件をＳ１２３の他の条件に対して「ｏｒ条件」として加えている。この理由を以下説明する。

空気調和機の暖房運転だけでなく、電気ストーブなど他の暖房器具と併用して暖房を行っている場合、他の暖房器具は暖かい空気を強制的に床面に送るようなことは通常しない。そのため、暖かい空気は天井付近に溜まってしまう。

このように併用運転の場合、空気調和機の設定温度Ａより体感温度Ｂが高くなり、頻繁に圧縮機２２を停止するモードに入ってしまい、かつ空気調和機の単独運転と比較し天井付近に暖かい空気がたまりやすくなってしまう。

そのため、実施の形態２に係る空気調和機では、サーキュレータ運転を行う条件として、設定温度Ａに達して圧縮機２２が一時間当たりに停止した回数Ｚが閾値ε以上になった場合（例えばε＝６［回／時間］）にサーキュレータ運転を行う条件を「ｏｒ条件」として加えるようにしている。

ここで、頭上の暖かい空気をすばやく床面に移動させるために送風装置の風量増加量を最大にすると、ユーザーに気流感（気流を感じるとユーザーは寒いと感じる）を与え逆に不快に感じてしまうという問題がある。

また、サーキュレータ運転を行う前の運転は、室内空間３０が設定温度Ａに達し、室内機１０は微風運転もしくは、停止の静かな運転をしているため、サーキュレータ運転を行う場合の風量は、一般に図書館や静かな住宅地の昼間レベルといわれている４０［ｄＢＡ］以下の騒音レベルの風量とし、急激な騒音増加を抑制する。

サーキュレータ運転については、運転時間と床付近の温度および天井付近の温度のみで判断し、天井付近に向かって最大風量で送風した場合、送風音により騒音とユーザーに気流感を与えるだけでなく、設定温度に達していない場合にサーキュレータ運転になる場合があり、ユーザー付近の温度を低下し、ユーザーに不快感を与える可能性がある。

このように、暖房運転時にサーキュレータ運転を行う場合、室内空間３０の温度が、ユーザーが設定した温度に達し、室内機１０の風向板１７が水平面以上に上向きであり、天井付近温度Ｔａ３１が、設定温度Ａもしくは、体感温度Ｂもしくはユーザーのいる高さの床面・壁面温度Ｃ３２と比較し、ある閾値ε［ｄｅｇ］以上（例えば、ε＝２ｄｅｇ）の場合に、吹出し風量の騒音レベルが４０［ｄＢＡ］以下のレベルまで風量増加させ、気流感だけでなく、騒音レベル増加による不快感をなくし、かつ、頭上の暖かい空気を床面に移動させる効果が得られる。

また、圧縮機２２の停止した回数Ｚがある閾値ε以上である場合に、これをサーキュレータ運転を行う条件として加えることで、サーモパイル型赤外線センサー１４の故障もしくは、検知範囲に邪魔なものがあり天井付近温度Ｔａ３１が正確に測定できなかった場合、もしくは、サーモパイル型赤外線センサー１４の未搭載機種についても一定の効果を得ることができる。

また、室外機２０に設けられたが室外温度センサー２３により、室外温度が低温であると判断した場合（例えば、２℃以下）は、サーキュレータ運転することで、室外の冷気が床面に入り込み不快に感じる恐れがあるため、室外温度センサー２３が低温であると判断した場合には、サーキュレータ運転に入る条件が揃ったとしてもサーキュレータ運転を実施させない条件を追加することで、ユーザーが不快に感じる可能性を低減することができる。

以上のように、実施の形態２に係る空気調和機は、暖房運転において、室内空間３０がユーザーが設定した温度に近づき、かつ、設定した温度に対し天井付近の温度が高く、かつ、空気調和機の吹出がユーザーに当たる時の温度が、人体の体温より低い場合（たとえば３７℃）となる、空気調和機の吹出し温度もしくは、空気調和機室内機の熱交換器管温の場合に、空気調和機の能力を小さくし、吹出した風をユーザーに向けず、人中心の暖房からユーザーがいる空間の温度を一定に保つ運転を行い、その後、室内空間がユーザーが設定した温度に近づき、かつ、設定した温度に対し天井付近の温度が高い場合に空気調和機の能力をゼロ（圧縮機の駆動を停止させる）にし部屋の空気を攪拌させるモードに移行させることで、室内空間のユーザーが居る付近の温度を低下させるだけでなく、ユーザーに体温より低い温風が直接あたることを抑制することによって快適な室内空間をつくりあげることができる。

すなわち、実施の形態２に係る空気調和機は、暖房運転において、設定温度と室内温度との差が所定の閾値以下になり、かつ、室内管温検出部が所定の閾値以下になり、かつ、床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近の温度が、ユーザーが設定する室内空間の設定温度に対して所定の閾値以上になったときに、圧縮機２２の運転状態、室内機１０の内部に具備された送風装置による風量、風向を制御することで、省エネを実現しつつ、ユーザーに冷風感を与えることなく快適な室内空間をつくりあげることができる。

１０ 室内機、１１ 吸込口、１２ 吹出口、１３ 室内温度センサー、１４ サーモパイル型赤外線センサー、１５ 受信部、１６ 送信部、１７ 風向板、１８ プラグ、２０ 室外機、２１ 室外制御装置、２２ 圧縮機、２３ 室外温度センサー、２４ 熱交換器、２５ 送風機、２６ 電気品箱、３０ 室内空間、３１ 天井付近温度Ｔａ、３２ 床面・壁面温度Ｃ、３３ 吹出し空気、３４ 吹出し空気、３５ 吹出し空気、４０ ケーブル、５０ 電気品箱、５１ 室内制御装置、Ａ 設定温度、Ｂ 体感温度、Ｘ 検知範囲、Ｚ 回数、α 閾値、β 室内熱交換器の温度（室内熱交温度）、γ 閾値、ε 閾値。

Claims (5)

1. 室内機と室外機とを備える空気調和機において、
   前記室内機は、
   空調対象空間の空気温度を検知する室内空気温度検知部と、
   前記空調対象空間の床面、壁面、天井の温度を検知する床面・壁面・天井温度検知部と、
   送風装置と、
   当該空気調和機の制御に係るプログラムが組み込まれているマイクロコンピュータを内蔵し、前記室内空気温度検知部、前記床面・壁面・天井温度検知部が測定した情報からユーザーの体感温度Ｂを算出する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   暖房運転において、
   ユーザーが設定する前記空調対象空間の設定温度Ａから前記体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値Ｔ２以下になると、前記室外機の圧縮機を停止させ、
   前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記設定温度Ａを減算した値が所定の閾値ε１よりも大きく、かつ、前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３よりも大きいとき、
   または、
   前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値ε２よりも大きく、かつ、前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３よりも大きいとき、
   前記送風装置に天井付近に溜まった空気を床面に移動させるサーキュレータ運転を行わせ、
   前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記設定温度Ａを減算した値が所定の閾値ε１以下、又は、前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３以下のとき、
   且つ、
   前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値ε２以下、又は、前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３以下のとき、
   前記送風装置を超微風運転又は停止させるものであり、
   前記設定温度Ａが前記体感温度Ｂよりも高く、前記室内機の室内熱交換器の温度βが所定の閾値α以上のとき、前記室内機から吹出す風をユーザーに向ける人中心暖房を行い、
   前記設定温度Ａから前記体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値Ｔ２より大きく所定の閾値Ｔ１より小さくなり、
   前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記設定温度Ａを減算した値が所定の閾値γ１よりも大きく、かつ、前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値γ３よりも大きく、かつ、前記室内機の室内熱交換器の温度βが所定の閾値αよりも小さいとき、
   または、
   前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値γ２よりも大きく、かつ、前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値γ３よりも大きく、かつ、前記室内機の室内熱交換器の温度βが所定の閾値αよりも小さいとき、
   当該空気調和機の能力を小さくし前記室内機から吹出す風をユーザーに向けず、ユーザーがいる前記空調対象空間の温度を所定の範囲に保つ空間中心暖房を行う
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 前記制御装置は、
   所定の単位時間当たりの前記圧縮機が停止した回数をカウントして記憶する圧縮機停止回数カウント部を備え、
   前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記設定温度Ａを減算した値が所定の閾値ε１よりも大きく、かつ、前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３よりも大きいとき、
   または、
   前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記体感温度Ｂを減算した値が所定の閾値ε２よりも大きく、かつ、前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する天井付近温度Ｔａから前記床面・壁面・天井温度検知部が検知する床面・壁面温度Ｃを減算した値が所定の閾値ε３よりも大きいとき、
   または、
   前記圧縮機停止回数カウント部がカウントする前記圧縮機の停止回数が所定の閾値ε以上になったとき、
   天井付近に溜まった空気を床面に移動させるサーキュレータ運転を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記制御装置は、
   前記サーキュレータ運転を行う際に、風向板の向きを前記室内機から吹出す空気が水平面より天井側となる向きとする
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機。
4. 前記制御装置は、
   前記サーキュレータ運転を行う際に、前記室内機から吹出す空気の風量を増加させる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気調和機。
5. 前記床面・壁面・天井温度検知部に、複数の素子が内蔵された多素子のサーモパイル型赤外線センサーを用いた
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和機。

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