JPH01184359A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、輻射熱、湿度、風速、活動量および着衣量
の体感温度への影響量により体感温度を算出し、この体
感温度に基づいて制御を行うことができる空気調和機の
制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、室温以外の要素を加味して制御を行う空気調和機
としては、次のようなものがある（特開昭６２−７７５
３７号公報）。この空気調和機は、室温を検出する室内
温度センサと、室内の輻射熱の温度を検出する輻射熱温
度センサと、目標温度を設定する温度設定手段と、上記
輻射熱温度センサからの信号により上記温度設定手段に
よって設定された目標温度を補正する制御回路を有して
いる。そして、室内からの輻射熱の温度に基づいて上記
目標温度を補正することにより、輻射熱温度によって生
ずる体感上の温度差を解消して、快適性の向上を図るよ
うにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 人の体感温度に影響を及ぼす因子としては、気温（室温
）、輻射熱、湿度、風速、活動量（産熱量）および着衣
量等がある。

しかしながら、上記従来の空気調和機は、単に室温と輻
射熱の温度に基づいて目標温度を設定するようにしてい
るので、目標温度を設定する際に湿度、風速、活動量お
よび着衣量が考慮されておらず、実際の体感温度に即し
て快適性を制御することができないという問題がある。

そこで、この発明の目的は、体感温度に影響を及ぼず因
子である輻射熱の温度、湿度、風速、活動量および着衣
量の体感温度への影響量を求め、上記影響量に基づいて
体感温度を算出することにより、実際の体感温度に即し
て快適性制御を行うことができる空気調和機の制御装置
を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の空気調和機の制御
装置は、第１図に例示するように、居住域の室温を検出
して室温に応じた信号を出力する室温センサ１と、居住
域からの輻射熱を検出して輻射熱の温度に応じた信号を
出力する輻射熱センサ２と、居住域の湿度を検出して湿
度に応じた信号を出力する湿度センサ３と、人の動きを
検出して人位置を表すと共に、人が動いた回数に応じた
信号を出力する人位置検知センサ４と、外部から入力さ
れるフラップ角度、ファン風量および上記人位置を表わ
す情報に基づいて、上記人位置における風速を演算し、
風速に応じた信号を出力する風速演算手段と、着衣量を
人力するスイッチ２０を有し、このスイッチ２０より着
衣量が入力されると着衣量に応じた信号を出力する着衣
量設定手段５と、上記室温センサｌ、輻射熱センサ２．
湿度センサ３１人位置検知センサ４．風速演算手段およ
び着衣ｍ設定手段５からの信号に基づいて、輻射熱、湿
度、風速、活動量および着衣量の体感温度への影響量を
求め、上記体感温度への各因子の影響量に基づいて居住
者の体感温度を算出する体感温度算出手段と、上記体感
温度算出手段によって算出された体感温度に基づいて、
圧縮機１３の周波数を制御する周波数制御手段１２を備
えたことを特徴としている。

〈作用〉 室温センサ１から室温に応じた信号が出力され、輻射熱
センサ２から輻射熱の温度に応じた信号が出力され、湿
度センサ３から湿度に応じた信号が出力される。また、
人の動きを監視する人位置検知センサ４から人位置を表
すと共に、所定時間内に人が動いた回数に応じた信号が
出力される。また、風速演算手段からは、外部から人力
されるフラップ角度、ファン風量および人位置を表わす
情報に基づいて演算された風速に応じた信号が出力され
る。さらに、着衣量設定手段５からはスイッチ２０によ
り入力された着衣量に応じた信号が出力される。

そうすると、体感温度算出手段は、上記室温センサｌ、
輻射熱センサ２．湿度センサ３１人位置検知センサ４．
風速演算手段および着衣量設定手段５からの信号に基づ
いて、輻射熱、湿度、風速。

活動量および着衣量の体感温度への影響量を求め、上記
体感温度への各因子の影響量に基づいて居住者の体感温
度を算出する。そして、上記体感温度算出手段によって
算出された体感温度に基づいて、周波数制御手段１２に
よって圧縮機１３の周波数が制御される。

したがって、輻射熱、湿度、風速、活動量および着衣量
を考慮した実際の体感温度に即して制御が行われ、快適
性が向上する。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの発明の空気調和機の制御装置の一実施例を
示すブロック図である。第１図において、ｌは室内温度
を検出する室温センサ、２は周囲からの輻射温度を検出
する輻射熱センサ、３は室内の湿度を検出する湿度セン
サ、４は室内の人の存在位置（以下、人位置と言う）を
検知する人位置検知センサ、５は着衣量を設定するため
の着衣量設定装置、６はマイクロコンピュータである。

上記室温センサｌ、輻射熱センサ２および着衣量設定装
置５は、第２図に示すように、ワイヤレス・リモート・
コントローラ１４に一体に内蔵されている。また、湿度
センサ３と人位置検知センサ４は、空気調和機の図示し
ない室内機本体に設置されている。

このマイクロコンピュータ６は、風速演算手段と体感温
度算出手段を有するＣＰＵ（中央処理装置）７と、この
ＣＰＵ７を制御するプログラムの記録等に使用されるＲ
ＯＭ（リード・オンリ・メモリ）９と、ワークエリア等
に使用されるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）８
を有している。

ステップ・モータ駆動回路１１は、上記ＣＰｔＪ７から
の指示によって、室内機の水平、垂直フラップ！０の角
度を変更するステップモータ（図示せず）を駆動するた
めの回路である。また、周波数制御回路１２は、周波数
可変の圧縮機１３の周波数を上記ＣＰＵ７の指示に基づ
いて制御するための回路である。

上記構成の制御装置における体感温度に影響を与える各
因子（輻射熱、湿度、風速、活動量および着衣量）の、
上記体感温度への影響量の算出方法について説明する。

（Ａ）　　輻射熱 上記室温センサｌおよび輻射熱センサ２は第２図に示す
ようなワイヤレス・リモート・コントローラ１４に一体
に内蔵されている。室温ゼンサｌは居住域である室内の
温度を検出して室温に応じた信号をＣＰＵ７に出力する
。一方、輻射熱センサ２は周囲からの輻射熱を検出して
輻射熱の温度に応じた信号をＣＰＵ７に出力する。そう
すると、ＣＰＵ７は室温センサｌと輻射熱センサ２から
の信号に基づいて、所定の時間間隔で輻射熱の体感温度
への影響量を加味した室温Ｔｒを算出してＲＡＭ８に記
憶する。

（Ｂ）　　湿度 上記湿度センサ３は空気調和機の室内機本体に設置され
、室内の湿度を検出して湿度に応じた信号をＣＰＵ７に
出力する。そうすると、ＣＰＵ７は湿度センサ３からの
信号と、室内機本体に設置されて湿度センサ３付近の室
温を検知する図示しないサーミスタからの信号とに基づ
いて、例えばＲＡＭ８またはＲＯＭ９に記憶されたテー
ブルにより湿度の体感温度への影響量ΔＴ１１を所定の
時間間隔で算出してＲＡＭ８に記憶する。

（Ｃ）　　風速 第３図に水平・垂直フラップの駆動装置の概略図を示す
。２１は水平フラップ、２２．２３は垂直フラップ、２
５は水平フラップ２１の方向を変更するステップ・モー
タ、２６は垂直フラップ２２の方向を変更するステップ
・モータ、２７は垂直フラップ２３の方向を変更するス
テップ・モータである。上記各ステップ・モータ２５，
２６゜２７は第１図に示すＣＰＵ７からの制御信号によ
りステップ・モータ駆動回路１１によって駆動されろ。

その際に、上記水平フラップ２１と垂直フラップ２２．
２３の角度の最新の情報はＲＡＭ８に記憶されている。

上記室内機本体のファンの吹出側には例えば風速センサ
（図示せず）を設置して、この風速センサからの信号に
基づいて上記ファンの風量を求める。

そして、このファン風量の最新の情報はマイクロコンピ
ュータ６のＲＡＭ８に記憶されている。

上記室内機本体の前面には人位置検知センサ４が設置さ
れている。そして、この人位置検知センサ４は前面に複
数の開口部の各々を室内の小エリアに対向する遮蔽板（
図示せず）と、開口された上記遮蔽板の開口部からの赤
外線のみを順次受ける焦電形赤外線センサ（図示仕ず）
を有する。この人位置検知センサ４によって次のように
して人位置が検知される。すなわち、室内のいずれかの
小エリアに存在する人体から放射される赤外線が、人体
が存在する上記小エリアに対応する開口部から人位置検
知センサ４に入射する。そして、人位置検知センサ４か
らの信号の微分信号が所定値を越えたとき、その開口部
に対応する小エリアの位置に人体が存在するとして、人
位置を検知するのである。このようにして、検知された
人位置の最新の情報は上記ｒｌＡＭ８に記憶されている
。

ＣＰＵ７は上記ＲＡＭ８に記憶されているフラップ角度
、ファン風量および人位置の最新の情報に基づいて、所
定の時間間隔で上記人位置における風速を演算する。そ
して、この得られた人位置における風速と、その時に室
温センサ１で検出された室温とに基づいて、例えばＲＡ
Ｍ８またはｒ（０Ｍ９に記憶されたテーブルにより風速
の体感温度への影響量ΔＴＶを所定の時間間隔で算出し
てＲＡＭ８に記憶する。

（Ｄ）　　活動量 室内における人の活動量は上記人位置検知センサ４を用
いて次のようにして求められる。人位置検知センサ４の
前面の上記遮蔽板の遮蔽部で区切られた開口部を全部開
放して、室内全体からの赤外線を人位置検知センサ４に
入射するようにする。

そして、人体が遮蔽部または開口部に対向することによ
って変化する人位置検知センサ４からの信号の微分信号
の出力回数によって、所定時間Ｔの間に人が動いた回数
（活動回数Ｎｎ）をカウントする。

ＣＰＬＪ７は上記活動回数Ｎｎに基づいて、所定の時間
間隔で第１表に従って活動量の体感温度への影響量ΔＴ
Ｋを求めてＲＡＭ８に記憶する。

（Ｅ）　　着衣量 着衣量設定装置５は第２図に示すようにワイヤレス・リ
モート・コントローラ１４に内蔵され、着衣量を入力す
る５段階のスイッチ２０を有している。居住者がスイッ
チ２０より“下着“、“Ｔシャツ程度゛等の着衣量を入
力する。そうするとＣＰＵ７は、第２表に従って着衣量
の体感温度への影響量ΔＴＣを求めてＲＡＭ８へ記憶す
る。

第２表 以上のようにして求められてＲＡＭ８に記憶されている
上記各因子別の体感温度への影ｗＪ量より、次式（１）
によって体感温度ＴＳＥＴが求められる。

ＴＳＥＴ＝Ｔｒ＋ΔＴｌ＋＋ΔＴＶ＋ΔＴＫ＋ΔＴＣ−
（１）このようにして求められた体感温度ＴＳＥＴと設
定温度ＴＳとの差に基づいて、第４図に従って周波数制
御回路１２によって圧縮機１３の周波数が制御され、圧
縮機１３の回転数が制御される。

第５図はこの制御装置の快適性制御動作のフローヂャー
トを示す。以下、第１図、第５図により快適性制御動作
の説明を行う。

ステップＳ１で、室温センサ１．輻射熱センサ２および
湿度センサ３によって室温、輻射熱の温度および湿度が
検出されて、室温、輻射熱の温度および湿度に応じた信
号がＣＰＵ７に出力される。

ステップＳ２で、人位置検知センサ４の前面の遮蔽板の
複数の開口部を順次開閉して人位置が検知される。

ステップＳ３で、上記ステップＳ２で検知した人位置と
外部から入力されて上記ＲＡＭ８に記憶されているフラ
ップ角度およびファン風量に基づいて、上記人位置にお
ける風速が演算される。

ステップＳ４で、遮蔽板の開口部を開放した人位置検知
センサ４の出力に基づいて、所定時間Ｔにおける人の活
動回数Ｎｎがカウントされる。

ステップＳ５で、居住者によって着衣量設定装置５のス
イッチ２０より“下着”、“Ｔシャツ程度”等の着衣量
が入力される。

ステップＳ６で、湿度センサ３からの信号と上記サーミ
スタからの信号とに基づいて、湿度の体感温度への影響
量ΔＴＨが算出されてＲＡＭ８に格納される。また、上
記ステップＳ３で演算された風速と室温センサｌからの
信号とに基づいて、風速の体感温度への影響量ΔＴＶが
算出されてＲＡＭ８に格納される。また、上記ステップ
Ｓ４でカウントされた活動回数Ｎｎに基づき、第１表に
従って活動量の体感温度への影響量ΔＴＫが求められて
ＲＡＭ８に格納される。さらに、上記ステップＳ５でス
イッチ２０から入力された着衣量に基づいて、第２表に
従って着衣量の体感温度への影響量ΔＴＣが求められて
ＲＡＭ８に格納される。

ステップＳ７で、室温センサｌからの信号と輻射熱セン
サ２からの信号とに基づいて、輻射熱の体感温度への影
響量を加味した室温Ｔｒが算出される。そして、このＴ
ｒと上記ステップＳ６で得られたΔＴｌｌ、ΔＴＶ、Δ
ＴＫおよびΔＴＣとを用いて、上記式（１）によって体
感温度ＴＳＥＴが算出される。

ステップＳ８で、上記ステップＳ７で算出された体感温
度ＴＳＥＴが設定温度ＴＳより大きいか小さいかが判別
される。その結果、冷房時においてはＴＳ＞ＴＳＥＴ１
暖房時においてはＴＳ＜ＴＳＥＴであれば体感温度ＴＳ
ＥＴは十分に設定温度ＴＳに達しているので快適性制御
動作を終了する。一方、そうでなければステップＳ９に
進む。

ステップＳ９で、ＴＳＥＴ−ＴＳが算出されて、その値
に基づいて第４図に従って圧縮機１３の周波数が求めら
れる。

ステップＳＩＯで、圧縮１１！＋３の周波数が上記ステ
ップＳ９で求められた周波数に変更されてステップＳ１
に戻る。

このように、人の体感温度に影響する輻射熱。

湿度、風速、活動量および着衣量の各因子別に体感温度
への影響量を求め、この各因子の体感温度への影Ｗ量に
基づいて体感温度Ｔ　ＳＥＴを算出し、この体感温度Ｔ
ＳＥＴと設定温度ＴＳとの差に基づいて圧縮機１３の周
波数制御を行うので、実際の体感温度に即して制御を行
うことができる。

上記実施例における水平・垂直フラップ１０の角度制御
は、ワイヤレス・リモート・コントローラより設定角度
を入力するようにしてもよいし、人位置検知センサ４か
らの信号に基づいて自動的に制御するようにしてらよい
。要は制御されている水平フラップ２１と垂直フラップ
２２．２３の角度の情報が取出せるような構成になって
いればよい。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の空気調和機の制御
装置は、室温センサ、輻射熱センサ、湿度センサ、人位
置検知センサ、風速演算手段および着衣量設定手段から
の信号に基づいて、輻射熱。

湿度、風速、活動量および着衣量の体感温度への影’１
Ｊｆｆｉを求め、上記体感温度への各因子の影響量に基
づいて居住者の体感温度を算出する体感温度算出手段と
、体感温度算出手段によって算出された上記居住者の体
感温度に基づいて圧縮機の周波数を制御する周波数制御
手段を備えたので、居住者の実際の体感温度に即して制
御を行うことができる。したがって、居住者は居住域の
外的要因がどのように変化しても、常に同等の快適性を
得ることができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の空気調和機の制御装置の一実施例を
示すブロック図、第２図はワイヤレス・リモート・コン
トローラの外観図、第３図は水平・垂直フラップの駆動
装置を示す図、第４図はＴＳＥＴ−ＴＳと圧縮機の周波
数との関係を示す図、第５図は快適性制御動作のフロー
チャートである。 ｌ・・・室温センサ、　２・・・輻射熱センサ１．３・
・・湿度センサ、　　４・・・人位置検知センサ、５・
Ｈ衣ｍ設定装置、７・　ＣＰＵ、８−）ＩＡＭ、９・・
・ＲＯＭ、１０・・・水平・垂直フラップ、！■・・・
ステップモータ駆動回路、 １２・・・周波数制御回路、　　１３・・・圧縮機。 第１図 １．室温センサ ２、輻射熱センサ ３．１１度センナ ４、人位置検知センサ ５、着衣１設定装置 第２図 第４図 ＴＳＥＴ−ＴＳ　　　　　　ＴＳＥＴ−ＴＳ第３ｒＸＪ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）居住域の室温を検出して室温に応じた信号を出力
   する室温センサ（１）と、 居住域からの輻射熱を検出して輻射熱の温度に応じた信
   号を出力する輻射熱センサ（２）と、居住域の湿度を検
   出して湿度に応じた信号を出力する湿度センサ（３）と
   、 人の動きを検出して人位置を表すと共に、人が動いた回
   数に応じた信号を出力する人位置検知センサ（４）と、 外部から入力されるフラップ角度、ファン風量および上
   記人位置を表わす信号に基づいて、上記人位置における
   風速を演算し、風速に応じた信号を出力する風速演算手
   段と、 着衣量を入力するスイッチ（２０）を有し、このスイッ
   チ（２０）より着衣量が入力されると着衣量に応じた信
   号を出力する着衣量設定手段（５）と、上記室温センサ
   （１）、輻射熱センサ（２）、湿度センサ（３）、人位
   置検知センサ（４）、風速演算手段および着衣量設定手
   段（５）からの信号に基づいて、輻射熱、湿度、風速、
   活動量および着衣量の体感温度への影響量を求め、上記
   体感温度への各因子の影響量に基づいて居住者の体感温
   度を算出する体感温度算出手段と、 上記体感温度算出手段によって算出された体感温度に基
   づいて、圧縮機（１３）の周波数を制御する周波数制御
   手段（１２）を備えたことを特徴とする空気調和機の制
   御装置。