JPH0682079A - 空気調和システム - Google Patents

空気調和システム

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JPH0682079A
JPH0682079A JP5047013A JP4701393A JPH0682079A JP H0682079 A JPH0682079 A JP H0682079A JP 5047013 A JP5047013 A JP 5047013A JP 4701393 A JP4701393 A JP 4701393A JP H0682079 A JPH0682079 A JP H0682079A
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indoor
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louver
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 室内の人体有無及び移動領域を感知し、この
感知された状態に従って風向及び風量を制御して室内全
域の温度を制御する空気調和システムを提供する。 【構成】 室内空気を調和する空気調和システムにおい
て、空気調和機(1)の感知部(2)で室内の人体及び
人体の移動を感知し、この感知された状態に従って室内
送風ファンで風量を調節して室内全域の温度を制御する
と共に、人体の移動状況に従ってルーバーのスウィング
を調節して室内のどの位置にても快適な感じを得るよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気調和システムに関
するものであり、特に室内に人体の存在及び移動領域に
従って風向及び風量を適切に制御して快適な室内空気調
和をなし得るようにした空気調和機の制御方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の空気調和機においては室内負荷変
動に従って空気調和をするように設定温度と検出温度と
の温度差を検出し、この検出された温度差に従って定め
られた設定値に温度が近似する時まで室内風量及び圧縮
機を制御するようになっていた。
【0003】然しながら、従来の空気調和機においては
室内の負荷変動を単純に吸入空気だけで判断して室内の
全体空気調和をするようになっている関係上、人体に対
する空調効果が未洽な問題点を持っており、室内では居
住者の位置に関係無しに空調がなされるので適切な状態
の空調状態を感じるためには、長時間待たなければなら
なかった。
【0004】このような問題を解決する為に、日本特許
公開公報第昭64−79532号は空気調和機の風向制
御方法及び装置を提供するのに関するものを提示してい
る。
【0005】この特許は、複数個の指向性を持つ赤外線
センサーでなる検知手段1と、検知信号増幅手段2と、
増幅信号を比較する比較手段4と、風向制御翼13と、
比較手段の出力に依って人体位置を判定する判定手段1
0及び風向制御駆動手段11とを具備していて、人体か
ら放射する赤外線を検知して人体の位置及び人体の分布
が大きい区間(冷房機の場合)、或いは人体が存在しな
いか集団分布が小さい区間(暖房機の場合)に向うよう
にルーバーを駆動して風向を制御するので快適な冷暖房
がなされるようにする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この場合、多数の人体
感知手段に依り人の存在有無に従って風向を誘導するよ
うにルーバー駆動を制御することにその目的があるの
で、人体の有る地域が室内設定温度より高くなるに従う
効果的な空調がなされないので、実際に室内にある人に
は空調状態をよく感じられない状態になっていた。
【0007】
【発明の目的】本発明の目的は、室内の人体有無及び移
動領域を感知し、この感知された状態に従って風向及び
風量を制御して室内全域の温度を制御する空気調和シス
テムを提供することにある。本発明の他の目的は、赤外
線センサーでなる感知手段を所定の領域区間別に移動さ
せながら、各区間別に人体の存在有無及び移動状態を感
知してルーバーの移動方向及び室内送風ファンの圧縮機
運転を制御する空気調和機の空気調和制御方法を提供す
ることにある。本発明のまた一つの目的は室内の人体存
在有無及び移動状態を感知して室内全域の温度を効果的
に制御する空気調和機の制御方法を提供する。本発明の
また他の目的は、室内全域に対する空気調和が人体有無
及び移動領域をさけてなされるようにして暖房機に適用
可能にした空気調和機の制御方法を提供することにあ
る。
【0008】このような目的を達成する為に、室内領域
を所定の区間に分割しながら人体から放射する輻射線を
感知する為に、上下左右に移動可能な感知手段と、前記
感知手段が所定の区間別に移動するように制御し、人体
の存在与否及び移動有無を判断してこれを基礎として室
内送風ファンの回転数、移動方向及び圧縮機の運転を制
御するマイクロプロセサーで構成される。
【0009】このような構成でなる本発明の空気調和制
御方法は、室内領域を所定の区間に分割して所定時間の
間、温度を感知する段階と、前記温度感知段階で感知さ
れた温度と室内温度との温度差を求め、この温度差が所
定の温度以上であり、所定の輻射温度以上であるかを判
断した後、人体の位置及び室内領域感知が完了されたか
を判断する段階と、室内温度と室内設定温度との温度差
を判断した後、人体有無に従って人体感知地域の温度と
所定の温度との比較で前記ルーバーの方向及び送風ファ
ンの風量を制御する段階とで構成される。
【0010】また、本発明のまた他の方法としては、人
体有無と移動状態を感知して室内温度と人体感知に従う
輻射温度との減算で温度差を算出する温度算出段階と、
前記温度算出段階で算出された状態に従って輻射温度及
び人体の位置を判断する人体位置判断段階と、前記人体
位置判断段階で感知された領域及び人の数に従ってルー
バーの方向制御及び風量制御をなし得るよう制御段階で
制御されるようにしたことを特徴とする。
【0011】
【実施例】以下、添付された図面に依り本発明を詳細に
説明すると次のようである。図1は本発明に適用される
空気調和機の赤外線感知部が室内領域を感知する過程を
表わす例示図である。空気調和機1は赤外線感知部2を
具備し、赤外線感知部2は室内領域を所定の区間A−L
に12等分して順序的に感知するように設置されてい
る。
【0012】図2は本発明に適用される空気調和システ
ムの制御ブロック図である。室内の人体数及び人体の有
無及び室内温度を感知しこの感知された状態に該当する
感知信号、即ち人体の有無、人体の数、人体の移動状態
信号、及び室内温度信号を出力させる赤外線感知部2
と:室内温度を感知する室内温度感知部5と:空気調和
機の冷房及び暖房中の運転モード及び室内設定温度等を
入力するリモコン部3と:前記赤外線感知部2と:リモ
コン部3と室内温度感知部5から入力される信号を所定
のプロフグラムにより室内風向、風量、運転を制御する
マイクロプロセサー4等で構成される。
【0013】図3は本発明に適用される赤外線感知部の
概略図である。赤外線感知部2は上下左右に動きながら
人体の有無を検出する状態を表わしたものであるので、
その移動は図面に図示していないが、垂直の回転軸上か
ら水平回転軸上にステップモーターにより所定角度で移
動される。即ち、左右回転時は領域Bから領域Aに或い
は領域Cから領域Dに所定角度θ1移動し、上下回転時
には所定角度θ2で移動する。
【0014】図4は本発明に適用される赤外線感知部が
室内領域(A−L)を感知した結果を表わした図面であ
る。図4(A)は室内領域にて赤外線感知部2で人体の
有無及び移動状態を感知したことを表わすもので、各区
域ごとに10秒間隔に停止した後移動され、また人体検
出時は実線で図示したように上昇温度曲線を表わす。
【0015】図4(B)は室内領域で人体が感知された
時図4(A)の各領域と 関して検出された温度と人体
の移動状態に従って人体の現在位置を判断する方式を表
わす。図5ないし図7は本発明に適用される空気調和機
の制御方法のフローチャートである。空気調和機1の電
源が印加されて初期リセット段階401を遂行する。
【0016】このように初期リセット段階401で、マ
イクロプロセサー4は使用者に依ってリモコン部3或い
は其他操作部に依り運転に対する運転及び設定温度が入
力される。この際、マイクロプロセサー4は段階402
にいき室内領域A−Lの初期位置に赤外線感知手段を移
動させて初期位置Aに位置させる。その後、段階403
にいき感知時間、実例をあげれば、10秒をセットする
ようになり、段階404にいき前記感知時間をカウント
して1ずつ減算し、段階405では赤外線感知部2から
室内領域の輻射温度Taに従う信号を入力されるように
なり、続いて段階406にいき室内温度感知部5から室
内温度Tbを感知するようになる。
【0017】その後、マイクロプロセサー4は段階40
7で輻射温度Taと室内温度Tbとの温度差ΔTを求め
段階408にいき温度差ΔTが所定の温度3℃より大き
いかを判断する。通常、人体の輻射熱は赤外線検出手段
に依り3℃に検出される。若し、温度差が3℃以下なら
ば、所定の段階409にいって感知時間(感知領域1区
間)が完了されたかを判断するようになり、所定の感知
時間が完了されると、段階410にいっても輻射温度を
確定すると同時に段階411では赤外線感知部2の感知
センサーを次の感知領域に移動させ、段階412にいき
所定の全体の感知領域を完全に感知したかを判断する。
【0018】一方、前記段階408で前記温度差ΔTが
所定の温度3℃以上ならば、段階413にいき、輻射温
度Taが所定の温度3℃より大きいかを判断して大きく
なければ、段階409にいって以後の段階等を遂行する
ようになり、これとは反対に大きくなれば、段階414
にいって、人体の位置を判断するようになる。
【0019】以上の過程により図4に図示したように、
感知時間を各々感知領域別に10秒にして感知した時、
感知領域BまたはLで人体が存在すると判断できるよう
になるものである。
【0020】感知領域完了が判断されると、マイクロプ
ロセサー4はルーバー制御過程にいって、先ず段階41
6ではリモコンの設定温度Ts及び室内温度Tbを感知
し、段階417では各領域区間niを初期化させる。そ
の次、段階418にいき前記領域区間を1つずつ増加さ
せながら赤外線感知部2からの信号に従って人体の位置
を確認する。
【0021】続いて、段階419では領域区間の全区間
で人体確認が完了されたかを判断し、完了されたら制御
過程をのがれてマイクロプロセサー4が他のルーチンを
遂行するようにリターンする。若し、段階419で領域
区間の感知が完了されなかったら、温度判断段階421
にいってリモコン設定温度Tsが感知された室内温度T
bより大きいかを判断し、設定温度Tsが室内温度Tb
より大きいと、即ち冷暖時設定温度が室内温度より低い
と、段階422にいき室内に人体Psが有るかを判断し
て人体Psが無ければ、段階423では室内ファンを弱
運転し、ルーバー方向も垂直方向に設定して継続的に室
内温度が設定温度より低くならないようにする。
【0022】一方、段階422で人体が有ると、段階4
24にいき感知していた領域区間niに人体が有るかを
判断して、無ければ、段階418にいき継続して人体領
域区間niを確認するようになり、この際、人体領域区
間niを確認するようになり、この確認領域区間niに
人体が有れば、段階425にいき温度を検出するが、監
視中の領域区間ni中の前区間ni−1に隣接領域へ輻
射熱感知手段を移動させ、隣接領域に対する温度T1
と、感知中の領域区間niの後区間ni+1に対する温
度T2を各々検出するようになる。
【0023】この段階425で温度T1,T2が各々検
出されると、段階426にいき、室内温度Tbで感知中
の全区間ni−1に対する温度T1を減算し、この広く
減算された温度が所定の温度X℃より大きいかを判断す
るようになる。この際、減算された温度が所定の温度X
℃より大きいと、段階427にいってルーバー方向を前
記隣接区間ni−1にスウィングさせるようになる。
【0024】一方、段階426で減算された温度が所定
の温度X℃より小さいと、段階428にいき、現在の室
内温度Tbで感知中の後区間ni+1に対する感知温度
T2を減算して得られた温度が所定の温度X℃より大き
いかを判断し、減算温度が所定の温度X℃より大きい
と、段階429にいってルーバー方向を隣接区間ni+
1にスウィングさせるようになり、前記温度差判断段階
428で減算された温度が所定の温度X℃より小さい
と、段階430にいってルーバーの方向を領域区間ni
に設定して駆動するようになる。
【0025】一方、段階421で設定温度Tが室内温度
Tsより小さいと、段階431にいって室内に人体が有
るかを判断し人体が無ければ段階432にいってルーバ
ーを水平に方向設定して室内全体温度が均一に設定温度
に到達する時まで運転を遂行するようにする。
【0026】反対に、段階431で室内に人が有ると判
断されると、段階433にいってどの領域区間niに人
が有るかを判断する。若し、領域区間niに人が無い
と、前記段階428にいって領域区間niを増加しなが
ら領域区間を確認するようになる。然し、段階433で
リモコン設定温度が室内温度より低い状態で人体の感知
位置及び領域区間がおなじければ段階434にいってル
ーバー方向を領域区間ni、即ち、人体が有る領域に向
うようにして空気調和をおこなうようにする。
【0027】また、本発明の他の実施例では人体の有無
と移動方向に従って風量を制御するようにしている。使
用者が電源を印加する時、図8の図示のように空気調和
機1はリセットされる(段階501)。
【0028】その後、マイクロプロセサー4はリモコン
3や室内温度感知部5等を通して運転モード及び室内温
度等の信号を受信するようになり、それに従って空気調
和機を運転させるようになる。この際、赤外線感知部2
はその検知センサーが図3に図示されたように、上下左
右に移動され、図1に図示するように分割された室内検
出領域A−Lを走査して室内温度Tb、室内人体有無及
び人体数Kを感知するようになる。
【0029】即ち、図8に図示するように、マイクロプ
ロセサー4は段階502にいき監視タイマーTを1設定
し、カウンターをリセットさせ、検出回数Jを1に設定
する。ここで監視タイマーT1は人体の移動の感知を2
回するかを決定する為の手段である。本実施例では2回
に限定した。
【0030】段階503にいって検出領域1を1に設定
した後、段階504では検出領域タイマーT2の感知時
間を所定の時間Tcに設定する。実例をあげれば、10
秒であってもよい。続いて、段階505にいき検出領域
T2を1ずつ減算させて、赤外線感知部2の感知センサ
ーが室内領域A−Lの温度を感知するようにする。
【0031】その後、段階506では赤外線感知部2か
ら検出領域1の室内温度Tbと人体の輻射温度Taとの
温度差ΔTを求めるようになり、段階507にいって温
度差ΔTが所定の温度3℃より大きいかを判断する。若
し、大きくなければ、段階508にいって監視時間(検
出領域1区間)が完了されたかを判断するようになる。
監視時間が完了されると、段階511にいって輻射温度
を確定すると同時に段階512にいって人体検出領域1
が完了されたかを判断する。以後、継続して赤外線感知
部2を駆動して係数を増加させると他の検出領域1+1
を感知していくようになる。
【0032】一方、段階507で、温度差ΔTが所定の
温度3℃以上であれば、段階509にいって輻射温度T
aが所定の温度3℃より大きいかを判断して大きくない
と、段階508にいき、以後の段階を遂行するようにな
る。若し、段階509で輻射温度Taが大きいと判断さ
れると、段階510にいって人体数を設定して位置を確
定するようになり、続いて、段階511にいって前記人
体数位置確定に従う輻射温度を確定し、段階512にい
って検出領域1が完了されたかを判断する。完了されな
かった場合、検出領域1の係数を増加させながら人体数
の位置確定及び輻射温度を確定するようになる。
【0033】以上におけるように、人体数、位置及び輻
射温度の確定過程の結果は図4(A)及び図4(B)に
図示されたようになる。
【0034】続いて、人体数、位置と輻射温度確定、検
出領域1の監視を完了するようになると、マイクロプロ
セサー4は段階514にいって検出領域1の検出回数J
が2回であるかを判断するようになり、この時、検出回
数Jが2回でなければ、段階515で検出回数、監視タ
イマー、人体数を算出するように検出回数J、監視タイ
マーT1を1だけ増加させ、人体数Kはリセットさせ
る。
【0035】また、このような過程を反復遂行するよう
になり、段階514で検出回数Jが2回ならば、段階5
16にいって人体数Kが2名以上であるかを判断し人体
数Kが2名以上でなければ、図10に図示したようにル
ーバー制御ルーチン1に移転してルーバーを制御するよ
うになるが、この過程を調べてみると次のようである。
【0036】先ず、マイクロプロセサー4では人数Kが
2名以下に感知されると、段階601でリモコン設定温
度Ts、検出領域1、検出回数Jを1に設定し、その次
の段階602にいっては検出領域1の係数を1ずつ増加
しながら該当の温度検出をするようになる。従って、段
階603では全体領域検出が完了されたかを判断して完
了されたならば、段階604にいってリモコン設定温度
Tsが室内温度Tbより大きいかを判断する。若し、設
定温度Tsが大きいと、即ち、室内温度が低くなると、
段階605にいって人体Psが有るかを判断する。人体
Psが有ると判断されると、段階606にいって、それ
以上冷房にならないように室内ファンモーターを弱運転
しながらルーバー方向を人体Ps位置にして室内風量及
び風向を制御する。
【0037】一方、段階604で設定温度Tsが室内温
度Tbより小さいと、冷房時に室内温度が高いので冷房
を迅速にさせる為に段階607にいって人体Psの有無
を判断する。若し、人が無ければ段階608にいって室
内ファンモーターRPMを強運転してルーバー方向を水
平にスウィングしながら空気調和をするようになる。反
対に、段階604で設定温度Tsが室内温度Tbより高
いし、段階607で人体Psが有ると判断されると、即
ち、室内温度が高く人体Psが有ると、段階609にい
って室内ファンモーターを強運転しルーバー方向を人体
の方向にして空気調和をするようになる。
【0038】一方、段階603で領域感知が完了された
ら、段階610にいって検出領域1係数をクリアし、検
出回数を増加させた後、段階611にいって検出回数J
が3回であるかを判断する。3回でなければ、段階60
5にいってその後の段階を遂行し、反対に、3回であれ
ば、リターンされてルーバー1ルーチンを反復遂行する
ようになる。
【0039】一方、図8において、段階516で感知さ
れた人が2人以上ならば、図11の図示のように、ルー
パールーチンIIに移転する。即ち、初期化段階701で
は検出領域1、人数K、ルーパーの初期位置Rsを初期
化させるようになる。
【0040】続いて、段階702では検出領域を1ずつ
増分させる。その後、段階703にいって検出領域1の
検知が完了されたかを判断するようになり、全体検出領
域の検知が完了されたら、最初状態にリターンする。全
体検出領域の検知が完了されていなかったら、段階70
4にいって検出回数Jが1回なされたかを判断すると同
時に所定の検出領域1で人体が有るかを判断する。この
時、1回の検出回数と検出領域1で人体数Kを検出した
場合(P11=1)、人数Kを1ずつ増加させる(段階
705)。その後、段階706にいって検出回数1回の
時と検出回数2回の時に人体が有ったかを判断しなかっ
たならば段階702にいき、人体が有ったならば段階7
07にいって人体数Kを判断する。この際、人体数Kが
同一ならば、段階708にいってルーバーが初期位置に
来ているかを判断し、ルーバー位置が初期位置に来てい
れば、段階709にいってルーバーを検出領域位置に移
動させる。以後、段階702から段階709を反復遂行
する過程中、段階707で人体数Kが一致しないと、段
階714にいってカウンターで人体数と同じかを判断
し、同一であるとの判断で段階715に移転してルーバ
ー位置を終地点に設定し、その後、段階716にいって
始作地点から終地点までスウィングさせるようにする。
【0041】一方、段階704で検出回数が1回である
時、検出領域1に人体が無ければ、段階710にいって
検出回数2回の時(Ps1=1)検出領域1に人体が有
るかを判断する。人体が無ければ、段階711にいって
人体数を1だけ増加させ、その次の段階712にいって
人体が有るかを判断し、人体が有ったら段階713にい
ってルーバー初期位置を人体感知位置に設定制御する。
また、段階712で人体が無ければ、段階714にいっ
てその後の段階を遂行するが、段階715でルーバーの
初期位置と終地点位置を設定した後、段階716でルー
バースウィングをして、感知された人体の位置を主にし
て空気調和をさせるようになる。
【0042】
【発明の効果】以上で説明した本発明は、空気調和機で
室内空気を調和するにおいて、室内の人体有無及び移動
状況を感知し、この感知された状態に従う温度に依って
人の数を感知して風量及び風向を制御することによって
優先的に人が位置する領域に空調雰囲気を造成し、室内
全域の温度を制御して室内にある人が室内のどの位置に
おいても快適なる感じをもつことができようにする。特
に、本発明の原理は暖房中には人体が無い領域に風量及
び風向を誘導するので暖房器機に適用することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に適用された室内領域を感知する状態を
表わす例示図。
【図2】本発明に適用される空気調和システムのブロッ
ク図。
【図3】本発明に適用される感知部の概略図。
【図4】A図及びB図は本発明に適用される感知部にて
人体有無及び温度を感知した状態を表わす図表。
【図5】本発明に適用される風向、風量制御方法を表わ
すフローチャートの前半部。
【図6】本発明に適用される風向、風量制御方法を表わ
すフローチャートの中間部。
【図7】本発明に適用される風向、風量制御方法を表わ
すフローチャートの後半部。
【図8】本発明に適用される他の実施例の風向及び風量
制御方法のフローチャートの前半部。
【図9】本発明に適用される他の実施例の風向及び風量
制御方法のフローチャートの後半部。
【図10】本発明に適用される他の実施例の制御方法で
一人の人体感知時の風量及び風向を制御するフローチャ
ート。
【図11】本発明に適用される他の実施例の制御方法で
二人以上の時の風量及び風向を制御するフローチャー
ト。
【符号の説明】
1 空気調和機 2 赤外線感知部 3 リモコン部 4 マイクロプロセサー 5 室温感知部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室内温度を感知し、この感知された温度
    と設定された温度とを比較して、設定温度に近接される
    ように室内空気調和を行う空気調和機の制御方法におい
    て、 室内領域を所定の区間に区分しその区間を所定時間の間
    次々に監視しながら輻射温度を検出する段階と、 前記温度感知段階で感知された温度と室内温度との温度
    差を求め、この温度差が所定の温度以上であり、所定の
    輻射温度以上であるかを判断して人体の位置及び室内領
    域温度感知が完了されたかを判断する段階と、 室内温度と設定温度との温度差を判断して人体の有無を
    判断する段階と、 人体検出地域の温度と人体隣接地域の温度との比較で前
    記ルーバーの方向及び風量を制御する段階等で構成され
    る空気調和機の制御方法。
  2. 【請求項2】 第1項において、 室内の人体位置が判断されると検出領域区間がどこであ
    るかを判断する段階と検出領域区間感知が完了されない
    場合室内温度とリモコン設定温度を比較して室内温度が
    低い時、人体が感知された領域の隣接領域温度を感知し
    て所定温度と比較して隣接区間にスウィングするように
    する段階でなる空気調和機の制御方法。
  3. 【請求項3】 第1項において、 室内温度が低くて人体が検出されないと室内送風ファン
    を弱運転し、ルーバーを垂直方向にする風量及び風向を
    制御する空気調和機の制御方法。
  4. 【請求項4】 第1項において、 リモコン設定温度と室内温度を比較して室内温度が高く
    て人体がないとの判断であるとルーバーを水平方向に
    し、室内温度が高くて検出区域で人体が検出されると隣
    接領域にルーバー方向を設定して風量及び風向を制御す
    る空気調和機の制御方法。
  5. 【請求項5】 室内温度を感知し、この感知された温度
    と設定された温度とを比較して、設定温度に近接される
    ように室内空気調和を行う空気調和機の制御方法におい
    て、 室内の人体有無と移動状態を感知し室内温度と人体感知
    による輻射温度との温度差を算出する段階と、 上記温度算出段階において算出された温度差と輻射温度
    とを比較し、輻射物の温度と人体位置を確定する段階
    と、 上記人体位置判断段階において、感知された領域及び人
    体の数によりルーバーの方向制御及び送風ファンの風量
    制御をし得られる段階からなる空気調和機の制御方法。
  6. 【請求項6】 第5項において、 人体検出領域及び検出回数を判断して、人体数を判断
    し、検出された人体数が1のとき温度を判断して、室内
    ファン回転数と、ルーバー回転方向を制御する段階から
    なる空気調和機の制御方法。
  7. 【請求項7】 第6項において、 人体数が2以上と判断されるとき、人体の位置にルーバ
    ー回転方向を初期指針と最終指針を設定したのち、スウ
    ィングさせる段階からなる空気調和機の制御方法。
  8. 【請求項8】 室内温度を感知し、この感知された温度
    と設定された温度とを比較して設定温度に近接するよう
    に案内空気調和をする空気調和機において、 室内領域を所定の区間に分割して人体から放射する輻射
    線を感知する為に上下左右に移動可能な感知手段と、 前記感知手段が所定の区間別に移動するように制御し、
    人体の存在与否及び移動有無を判断し、これを基礎とし
    て室内送風ファンの回転数及びルーバーの移動方向と圧
    縮機の運転を制御する制御手段を具備する空気調和シス
    テム。
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