JPH03255841A - 空気調和装置の運転制御装置 - 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） 本発明は、冷暖房自動切換運転を行う空気調和装置の運
転制御装置に係り、特に使用者の温冷感に即した空気調
和を行うようにしたものに関する。

（従来の技術） 従来より、例えば特開昭６２−１７８８２８号公報に開
示される如く、特に春、秋の中間季節等において、外気
温度の一日の変化に対応すべく、設定目標温度に対して
所定の上下の温度差を有する暖房制御目標温度と冷房制
御目標温度とを設定しておき、室内温度と両制御目標温
度とを比較して、冷房運転と暖房運転とを自動的に切換
えるようにした空気調和装置の運転制御装置は公知の技
術である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、使用者の冷温感は絶対的な温度だけでな
く、季節により微妙に変化する。特に、夏に近い季節と
冬に近い季節とでは使用者の着衣量に大きな差があるた
め、上記従来のもののように、冷房制御目標温度と暖房
制御目標温度とを一律に設定すると、必ずしも使用者の
冷温感に適応した空調とならなくなる虞れがある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、室内の環境状態から自動的に着衣量を推測し、着
衣量を考慮して冷房制御目標温度と暖房制御目標温度と
を設定することにより、使用者の温冷感に適合した冷暖
房自動切換運転を行うことにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の解決手段は、運転開始
時における室内温度を設定温度と比較し、設定温度と環
境温度の大小関係から使用者の着衣量を推定し、その値
に応じて冷暖房切換運転のための各制御目標温度を設定
することにある。

具体的には、第１の解決手段は、室内温度を暖房運転の
制御目標温度及び該暖房制御目標温度よりも所定値だけ
低い冷房運転の制御目標温度と比較して冷暖房自動切換
運転を行うようにした空気調和装置の運転制御装置を対
象とする。

そして、第１図に示すように、室内の目標温度を設定す
る目標温度設定手段（５１）と、室内温度を検出する室
温検出手段（５０）と、運転開始時、該室温検出手段（
５０）で検出された室内温度と上記目標温度設定手段（
５１）で設定された設定目標温度とを大小比較して、該
設定目標温度が高いときには寒冷信号を出力し、室内温
度が高いときには温暖信号を出力する比較手段（５２）
と、該比較手段（５２）から寒冷信号を受けたときに、
暖房制御目標温度を上記設定目標温度そのものとし、冷
房制御目標温度を上記設定目標温度よりも所定値だけ低
い温度にするよう設定する寒冷モード設定手段（５３）
と、上記比較手段から温暖信号を受けたときに、暖房制
御目標温度を上記設定目標温度よりも所定値だけ高い温
度とし、冷房制御目標温度を設定目標温度そのものにす
るよう設定する温暖モード設定手段（５４）とを設ける
構成としたものである。

第２の解決手段は、上記第１の解決手段における室温検
出手段（５０）を、吸込空気温度を検出する吸込センサ
（Ｔｈ　）による信号と、室内の輻射熱を検出する輻射
センサ（Ｉｆ）による信号とに基づいて室内温度を算出
するもので構成したものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、比較手段
（５２）により、室温検出手段（５０）で検出される室
内温度と、目標温度設定手段（５１）で設定される設定
目標温度とが比較されて、設定目標温度が高いときには
寒冷信号が出力され、環境温度が高いときには温暖信号
が出力される。

そして、寒冷信号か出力されたときには、寒冷モード設
定手段（５３）により、暖房運転の制御目標温度が設定
目標温度そのものに、冷房運転の制御目標温度が設定目
標温度よりも所定値だけ低い温度に設定され、温暖信号
が出力されたときには、温暖モード設定手段（５４）に
より、暖房運転の制御目標温度か設定目標温度よりも所
定値だけ高い温度に、冷房運転の制御目標温度が設定目
標温度そのものにそれぞれ設定され、各制御目標温度に
基つき冷暖房自動切換運転か行われる。

したがって、運転開始時における室内温度と設定目標温
度との大小関係から使用者の着衣量が推定され、その推
定結果に応じて各制御目標温度が着衣量が多い寒冷期に
は低く、着衣量が少ない温暖期には高くすらせて設定さ
れるので、使用者の温冷感に即した快適な冷暖房自動切
換運転が行われることになる。

請求項（２）の発明では、上記請求項ｆ１）の発明にお
いて、吸込センサ（Ｔｈ）による吸込空気温度に関する
信号と輻射センサ（Ｉｆ’　）による室内の輻射熱に関
する信号とから室内温度が算出されるので、より精度の
高い室内温度に基づき着衣量か推定されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明の実施例に係る天井埋込形空気調和装置
の構成を示し、（Ａ）は室外に設置される室外ユニット
、（Ｂ）は室内の天井壁（Ｃ）に埋設された室内ユニッ
トである。

上記室外ユニット（Ａ）において、（１）は圧縮機、（
２）は冷房運転時には図中実線のごとく、暖房運転時に
は図中破線のごとく切換わり冷暖房サイクルを切換える
四路切換弁、（３）は冷房運転時には凝縮器として、暖
房運転時には蒸発器として機能する室外熱交換器、（４
）は該室外熱交換器（３）と室内ユニット０との間に介
設され、冷媒の減圧機能を有する減圧弁である。

一方、上記室内ユニット（Ｂ）には、室内空気と冷媒と
の熱交換を行うための室内熱交換器（５）が配置されて
いて、該室内熱交換器（５）及び上記室外ユニット（Ａ
）の各機器は、冷媒配管（９）により、冷媒の流通可能
に接続されており、上記室外熱交換器（３）で室外空気
との熱交換により付与された熱（又は冷熱）を室内熱交
換器（５）で室内空気に付与すべく熱移動を行う冷媒回
路（１０）が構成されている。

そして、上記室内ユニッ１−（Ｂ）において、天井壁（
Ｃ）に埋設されたケーシング（１１）内において、（１
２）は該ケーシング（１１）の前面中央に設けられ、室
内空気をケーシング内に取り入れるだめの空気吸込口、
（１３）〜（１３）はケーシング（１１）前面の上記空
気吸込口（１２）の周辺４箇所に設けられ、室内に空調
空気を吹出すための空気吹出口であって、ケーシング（
１１）内には、上記空気吸込口（１２）から空気吹出口
（１３）〜（１３）に亘って空気が流通する空気流通路
（１４）が形成されている。そして、（１５）は該空気
流通路（１４）の上記空気吸込口（１２）直上に設置さ
れたファンであって、上記室内熱交換器（５）は、該フ
ァン（１５）の周辺を取囲むように設置されている。

また、上記室内ユニット（Ｂ）には、センサ類が配置さ
れていて、（Ｔｈ　）は空気吸込口（１２）の直上かつ
ファン（１５）上流側に配置され、吸込空気温度Ｔａを
検出する吸込センサ、（１ｆ）は、ケーシング（１１）
前面に設けられ、上記空気吸込口（１２）の周囲で水平
面内で回転して、各空気吹出口（１３）〜（１３）に対
応する部位における赤外線輻射量から室内の４箇所の床
面温度Ｔｉｌ〜Ｔｊ４を検出する輻射センサとしての赤
外線センサであって、上記各センサ（Ｔｈ　）及び（Ｉ
ｆ’ｌは、空気調和装置の運転を制御するＣＰＵ（１６
）に信号の入力可能に接続されていて、該ＣＰＵ（１，
６）により、制御目標温度Ｔｓと上記各センサ（Ｔｈ　
）及び（Ｉｆ）で検出される室内温度Ｔａ、ＴＯ〜Ｔｉ
４に応じて空気調和装置の各機器の運転を制御するよう
になされている。

冷房運転時、上記四路切換弁（２）が図中実線側に切換
わり、圧縮機（１）から吐出された冷媒か室外熱交換器
（３）で凝縮され、減圧弁（４）で減圧されて室内熱交
換器（５）で蒸発した後圧縮機（１）に戻るように循環
することにより、空気吸込口（１２）から取り入れられ
た室内空気に冷熱を付与し、空調空気として各空気吹出
口（１３）〜（１３）から室内に供給する一方、暖房運
転時には、四路切換弁（２）が図中破線側に切換わり、
圧縮機（１）からの吐出冷媒が室内熱交換器（５）で凝
縮され、減圧弁（４）で減圧されて室外熱交換器（３）
で蒸発した後圧縮機（１）に戻るように循環することに
より、室内空気に暖熱を付与し、空調空気として室内に
供給するようになされている。

ここで、上記ＣＰＵ　（１６）による冷暖房自動切換運
転の制御内容について、第３図〜第５図のフローチャー
トに基づき説明するに、ステップＳ１て冷暖自動運転モ
ードが選択され、ステップＳ・て室内の目標温度Ｔｓ及
び風量の選択が行われると、それに応じてステップＳ３
で冷媒回路（１０）の各機器の運転を開始する。

まず、ステップＳ４で、上記吸込センサ（Ｔｈ　）によ
る吸込空気温度Ｔａと、室内床面温度ＴＨ〜Ｔｉ４の検
出値を入力し、ステップＳ５て４箇所における床面温度
Ｔｉｌ〜Ｔｉ４の平均値Ｔｊａｖ　　（−（Ｔｉ１＋Ｔ
ｉ２＋Ｔｉ３＋Ｔｉ４）／４）を算出し、ステップＳ６
で、この床面平均温度Ｔｉａｖと上記吸込空気温度Ｔａ
との平均値から室内環境温度Ｔｅｎ（−（Ｔａ　十Ｔｉ
ａｖ　）　／　２）を算出し、以下、この室内環境温度
Ｔｅｎを指標として空気調和装置の運転を制御する。

すなわち、ステップＳ７で室内環境温度Ｔｅｎと制御目
標温度Ｔｓとを大小比較し、Ｔｓ　−Ｔｅｎ＞０てあれ
ば、寒冷環境にあり使用者の着衣量は多いと判断し、冷
暖房自動切換運転を行うための運転モートを寒冷モード
に設定する一方、Ｔｓ　−Ｔｅｎ≦０であれば、温暖環
境にあり使用者の着衣量は少ないと判断して温暖モード
に設定する。

第４図は、上記寒冷モードにおける冷暖房自動切換運転
の制御内容を示す上記第３図のサブフローであって、ス
テップＳｌ＋で、暖房制御目標温度Ｔｓｈ−ＴＳ　％冷
房制御目標温度Ｔｓｃ＝Ｔｓ　−１゜５（℃）に設定す
る。つまり、暖房制御目標温度Ｔｓｈを設定目標温度Ｔ
ｓに、冷房制御目標温度Ｔｓｃを設定目標温度Ｔｓより
も所定温度（１，５℃）だけ低い温度に設定し、以下、
この各制御目標温度Ｔ　ｓｈ、　　Ｔ　ｓｃに基づき寒
冷モードによる冷暖房自動切換運転を行う。

ます、ステップＳ１２で、初期運転として暖房運転を行
うべく四路切換弁（２）を暖房サイクル側に切換え、ス
テップＳＩ３で各センサ（Ｔｈ　）　。

（Ｉｒ）の信号を入力して吸込空気温度Ｔａ及び床面温
度Ｔｊ　　（ｎ−１〜４）から環境温度Ｔｅｎを算出す
る。そして、ステップＳ１４で、現在の冷凍サイクルか
暖房サイクルか冷房サイクルかを検出して、ステップＳ
Ｉ５で、各サイクルにおける空調負荷に対応する差温Δ
Ｔを算出する。すなわち、暖房サイクルてあればΔＴ−
Ｔｓｈ−Ｔｅｎとし、冷房サイクルであればΔＴ＝Ｔｅ
ｎ−Ｔｓｃとする。次に、ステップＳ１６で、差温ΔＴ
の値を各制御温度Ｔ　ｓｈ、　　Ｔ　Ｓｃと比較し、Δ
Ｔ＞０であれば、ステップＳ１７でサーモオン運転を行
い、−０，５（℃）くΔＴ≦０　（０，５℃は各制御温
度Ｔ　ｓｈ、　Ｔ　ｓｃについて設けられた運転切換え
のためのディファレンシャル）であれば、ステップＳＩ
８でサーモオフ運転を行った後、上記ステップＳ１２以
下の制御を繰り返す一方、ΔＴ≦−０，５（℃）であれ
ば、空調負荷が現在の運転とは逆の方に移動したと判断
して、ステップＳＩ９に移行し、冷暖房サイクルの切換
えを行った後、上記ステップ５１３に戻って、ステップ
Ｓ１２以下の制御を繰り返す。

ここで、上記寒冷モードによる冷暖房切換運転における
環境温度Ｔｅｎ及び冷暖房切換の詳細について、第６図
のタイムチャートに基づき説明するに、空気調和装置の
運転開始時、暖房運転が行われ、環境温度Ｔｅｎが上昇
して冷房制御目標温度ＴＳＣを越え、暖房制御目標温度
Ｔｓｈに達すると、サモオフとなり（同図の時刻１０）
　、その状態で環境温度Ｔｅｎが低下して暖房制御目標
温度Ｔｓｈ以下になると（同図の時刻ｔ１）、サーモオ
ンに切換わり、暖房運転が続行される。そのうちに外気
温度の上昇等により、環境温度Ｔｅｎが暖房制御目標温
度Ｔｓｈを越えてサーモオフになっても（同図の時刻１
．）　、環境温度Ｔｅｎがさらに上昇してＴｓｈ＋０．
　５℃を越えると（同図の時刻ｔ３）、環境温度Ｔｅｎ
を速やかに低下すべく冷房運転に切換えられる。そして
、環境温度Ｔｅｎが低下して冷房制御目標温度Ｔｓｃに
達しく同図の時刻ｔ４）、サーモオフになっても、なお
環境温度Ｔｅｎが低下して、Ｔｅｎ≦Ｔｓｃ−１，５と
なると（同図の時刻ｔ５）、再び暖房運転に切換えられ
る。

また、第５図は、温暖モードにおける冷暖房自動切換運
転の制御内容を示すサブフローであって、ステップＳ２
１で、冷房制御目標温度Ｔｓｃ−Ｔｓとし、暖房制御目
標温度Ｔｓｈ−Ｔｓ　＋１．　５　（℃）とする。つま
り、冷房制御目標温度Ｔｓｃを設定目標温度Ｔｓに等し
く、暖房制御目標温度Ｔｓｈを設定目標温度Ｔｓよりも
所定温度（１，５℃）だけ高い温度に設定し、以下、こ
の各制御目標温度Ｔｓｃ、　Ｔｓｈに基づく冷暖房自動
切換運転を行う。

すなわち、ステップＳ２２で、初期運転として冷房運転
を行うべく四路切換弁（２）を第２図中実線側に切換え
て冷房サイクルで冷媒回路（１０）の各機器を制御する
。そして、ステップ３２３〜Ｓ３で、上記ステップＳ＋
３〜Ｓ＋９と同様の制御を行うようになされている。

上記フローにおいて、ステップＳコの制御により、室内
の目標温度Ｔｓを設定する目標温度設定手段（５０）が
構成され、ステップＳ５及びＳ６の制御により、吸込空
気温度を検出する吸込センサ（Ｔｈ　）による信号と、
室内の輻射熱を検出する輻射センサ（Ｉｎによる信号と
に基づいて環境温度Ｔｅｎ（室内温度）を算出する室温
検出手段（５１）が構成されている。

また、ステップＳ８からステップＳ１１又はＳ２＋に移
行する制御により、運転開始時、該室温検出手段（５１
）で検出された環境温度Ｔｅｎと上記目標温度設定手段
（５０）で設定された設定目標温度Ｔｓとを大小比較し
て、該設定目標温度Ｔｓが高いときには寒冷信号を出力
し、環境温度Ｔｅｎが高いときには温暖信号を出力する
比較手段（５２）が構成され、ステップＳｌ＋の制御に
より、上記比較手段（５２）から寒冷信号を受けたとき
に、暖房制御目標温度Ｔｓｈを上記設定目標温度Ｔｓそ
のものとし、冷房制御目標温度Ｔｓｃを上記設定目標温
度Ｔｓよりも所定値だけ低い温度にするよう設定する寒
冷モード設定手段（５３）が構成され、ステップＳ２＋
の制御により、上記比較手段（５２）から温暖信号を受
けたときに、暖房制御目標温度Ｔｓｈを上記設定目標温
度Ｔｓよりも所定値だけ高い温度とし、冷房制御目標温
度Ｔｓｃを設定目標温度Ｔｓそのものにするよう設定す
る温暖モード設定手段（５４）が構成されている。

したかって、請求項（１）の発明では、比較手段（５２
）により、室温検出手段（５０）で検出される環境温度
Ｔｅｎ（室内温度）と、目標温度設定手段（５１）で設
定される設定目標温度Ｔｓとが比較されて、設定目標温
度Ｔｓか高いときには寒冷信号が出力され、環境温度Ｔ
ｅｎが高いときには温暖信号が出力される。

そして、寒冷信号が出力されたときには、寒冷モード設
定手段（５３）により、暖房運転の制御目標温度Ｔｓｈ
が設定目標温度Ｔｓそのものに、冷房運転の制御目標温
度Ｔｓｃが設定目標温度Ｔｓよりも所定値（上記実施例
では１，５℃）だけ低い温度（Ｔｓ−１，５）　℃に設
定され、温暖信号が出力されたときには、温暖モード設
定手段（５４）により、暖房運転の制御目標温度Ｔｓｈ
が設定目標温度Ｔｓよりも所定（１，５℃）だけ高い温
度（Ｔｓ　＋１．５）　℃に、冷房運転の制御目標温度
Ｔｓｃか設定目標温度Ｔｓそのものにそれぞれ設定され
、各制御目標温度Ｔ　ｓｈ、　　Ｔ　ｓｃに基づき冷暖
房自動切換運転か行われる。

すなわち、従来のもののように、冷暖房自動切換運転を
行うための暖房制御目標温度Ｔｓｈと冷房制御目標温度
Ｔｓｃとをそれぞれ設定目標温度Ｔｓに対して上下に等
しいディファレンシャル値で設定するようにした場合、
季節の相違によって、使用者の着衣量か異なるにも拘ら
ず、同じ制御目標温度Ｔ　ｓｈ、　Ｔ　ｓｃで運転する
ことになり、真の温冷感からすれた温度で室内の空調が
行われる虞れがある。それに対し、本発明では、運転開
始時における室内温度Ｔｅｎと設定目標温度Ｔｓとの大
小関係から使用者の着衣量か推定され、その推定結果に
応じて各制御目標温度Ｔ　ｓｈ、　Ｔ　ｓｃが、寒冷期
には着衣量が多いのに対応して低く、温暖期には着衣量
か少ないのに対応して高く、それぞれ設定されるので、
使用者の温冷感に即した快適な冷暖房自動切換運転を行
うことかできるのである。

請求項（２）の発明では、上記請求項（１）の発明にお
いて、室温検出手段（５０）か吸込空気温度Ｔａを検出
する吸込センサ（Ｔｈ）と室内からの輻射熱を検出する
赤外線センサ（輻射センサ）　　（Ｉｆ’）とで構成さ
れ、上記フローにおけるステップＳ５及びＳ６のように
、両センサ（Ｔｈ）、　　（Ｉｎからの検出値Ｔａ、Ｔ
Ｈ〜Ｔｒ４から環境温度Ｔｃｎ（室内温度）として算出
されるので、より精度の高い環境温度Ｔｅｎに基づいて
、着衣量の多少を推定することができ、よって、上記請
求項（１）の発明の効果をより顕著に発揮することがで
きる。

なお、上記実施例では、第３図のフローのステップｓ５
．ｓ６に示すように、いったん平均床面温度Ｔｊａｖを
算出し、さらに平均床面温度Ｔｉａｖと吸込空気温度Ｔ
ａとの平均値として環境温度Ｔｅｎを算出したが、両者
の間に所定の重みを付加して環境温度Ｔｅｎを算出して
もよく、上記実施例のような算出方法に限定されるもの
ではない。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、冷
暖房自動切換運転を行う空気調和装置の制御装置として
、室内温度と設定目標温度とを大小比較し、設定目標温
度か高いときには、暖房制御目標温度を設定目標温度そ
のものとし、冷房制御目標温度を設定目標温度よりも所
定値だけ低い温度に設定する一方、室内温度が高いとき
には暖房制御目標温度を設定目標温度よりも所定値だけ
高い温度とし、冷房制御目標温度を設定目標温度そのも
のとするようにしたので、寒冷期と温暖期とて異なる着
衣量を考慮して、冷暖房自動切換運転をすることができ
、よって、使用者の温冷感に即した空調効果を得ること
かできる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発明
において、室内温度を吸込空気温度を検出するセンサに
よる信号と室内の輻射熱を検出するセンサによる信号と
に基づき算出するようにしたので、より精度の高い室内
温度に応じて使用者の着衣量を推定することができ、よ
って、請求項（１）の発明において著効を発揮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図以下は本発明の実施例を示し、第２図は空気調和
装置の全体構成を冷媒系統図と縦断面図とを併用して示
す図、第３図はＣＰＵによる自動切換運転制御のメイン
フローを示すフローチャート図、第４図及び第５図はそ
れぞれ上記第４図のフローのサブフローであって、第４
図は寒冷モード制御、第５図は温暖モード制御の内容を
それぞれ示すフローチャート図、第６図は寒冷モード時
の冷暖房自動切換運転における室内温度の時間変化を示
すタイムチャート図である。 ５０　室温検出手段 ５１　目標温度設定手段 ５２　比較手段 ５３　寒冷モード設定手段 ５４　温暖モード設定手段 Ｔｈ　　吸込センサ Ｉｒ　赤外線センサ （輻射センサ） 第２図 第３因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）室内温度を暖房運転の制御目標温度及び該暖房制
   御目標温度よりも所定値だけ低い冷房運転の制御目標温
   度と比較して冷暖房自動切換運転を行うようにした空気
   調和装置の運転制御装置であって、 室内の目標温度を設定する目標温度設定手段（５１）と
   、室内温度を検出する室温検出手段（５０）と、運転開
   始時、該室温検出手段（５０）で検出された室内温度と
   上記目標温度設定手段（５１）で設定された設定目標温
   度とを大小比較して、該設定目標温度が高いときには寒
   冷信号を出力し、室内温度が高いときには温暖信号を出
   力する比較手段（５２）と、該比較手段（５２）から寒
   冷信号を受けたときに、暖房制御目標温度を上記設定目
   標温度そのものとし、冷房制御目標温度を上記設定目標
   温度よりも所定値だけ低い温度にするよう設定する寒冷
   モード設定手段（５３）と、上記比較手段から温暖信号
   を受けたときに、暖房制御目標温度を上記設定目標温度
   よりも所定値だけ高い温度とし、冷房制御目標温度を設
   定目標温度そのものにするよう設定する温暖モード設定
   手段（５４）とを備えたことを特徴とする空気調和装置
   の運転制御装置。
2. （２）室温検出手段（５０）は、吸込空気温度を検出す
   る吸込センサ（Ｔｈ）による信号と、室内の輻射熱を検
   出する輻射センサ（Ｉｆ）による信号とに基づいて室内
   温度を算出するものである請求項（１）記載の空気調和
   装置の運転制御装置。