JPH07174385A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は室内環境がＰＭＶ値で快適になるよ
うに自動的に制御する空気調和機において、ＰＭＶ演算
時に用いる入力値である湿度を推論するものであるか
ら、入力要素自身の精度が安価に向上し、居住空間でＰ
ＭＶ演算手段によって求められたＰＭＶ値の精度を向上
させることを目的とする。 【構成】 ＰＭＶ値を演算により逐次求めるＰＭＶ値演
算手段１と、室温を検知する室温検知手段２と、湿度推
論手段３と、初期湿度設定手段４と、輻射温度検知手段
５と、気流速設定手段６と、活動量設定手段７と、着衣
量設定手段８と、冷暖房手段１７と、冷暖房制御手段１
８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内環境を居住者が快
適になるように自動的に制御する空気調和機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機は、室温をある温度範
囲に保つよう制御されるが、本来はそこに居住する人間
の温冷感を快適に保つようになされるべきである。この
ような快適性を実現するためにＰＭＶという快適指標が
提案され、この指標をもとに空気調和機を制御するもの
として、特開平２−１７８５５５号公報、特開平２−２
４２０３７号公報等が示されている。ＰＭＶ（Ｐｒｅｄ
ｉｃｔｅｄ ＭｅａｎＶｏｔｅ）とは平均予想温冷感申
告と訳され、温熱環境の快適性を評価する一つの指標で
あり、デンマーク工科大学のファンガー教授により提案
され、１９８４年にＩＳＯ−７７３０として国際規格化
されたものである。

【０００３】このＰＭＶは環境側要素である温度、湿
度、輻射温度そして気流速と、人体側要素である活動量
と着衣量の関数であり、これらの値から前記ＩＳＯ−７
７３０記載の算式によって求めることができる。そし
て、このＰＭＶ値０を中立として快適であるとし、３を
暑い、２を暖かい、１をやや暖かい、−３を寒い、−２
を涼しい、−１をやや涼しいと定義している。また、−
０．５＜ＰＭＶ値＜０．５の範囲では９０％の人が快適
であるとし、この範囲を快適範囲と定義している。な
お、この算式及び演算方法についての説明は割愛する。

【０００４】特開平２−１７８５５５号公報はＰＭＶの
人体側要因である活動量と着衣量をファジィ集合で表現
して最適なＰＭＶ値を計算し、ＰＭＶ値が中立になるよ
うに空気調和機を制御するものである。また、特開平２
−２４２０３７号公報は温度、湿度及び輻射温度を検知
する検知手段を居住域に設置し、気流速、活動量及び着
衣量を設定する設定手段からＰＭＶ値を計算し、ＰＭＶ
値が中立になるように各種空気調和機器を連携制御する
とともに、「暑い」、「寒い」の温感入力により快適範
囲に設定した制御目標値を補正するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では、ＰＭＶ演算手段においてその入力要素である湿
度を固定値として入力していたため、空気調和機の運転
によって居住域の湿度が変化する場合、実際の居住域の
湿度と入力固定値との差が非常に大きくなる場合があ
る。そのため湿度固定値の場合にＰＭＶ演算手段によっ
て計算されたその居住域でのＰＭＶ値と実際のその居住
域における湿度により演算されたＰＭＶ値とが大きく異
なり、精度のよいＰＭＶ値を演算できない場合があっ
た。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、ＰＭＶ値演算手段の入力要素の１つである湿度を固
定入力値ではなく、空気調和機の運転時に随時推論する
ことにより安価な構成で湿度を入力でき、また、その居
住域に適したＰＭＶ値を演算でき、そして精度良くＰＭ
Ｖ値演算することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の空気調和機は、室内を冷房または暖房する冷
暖房手段と、居住域のＰＭＶ値を演算により逐次求める
ＰＭＶ値演算手段と、暑い寒い等の使用者の感覚を入力
する温感入力手段と、前記温感入力手段の入力をもとに
して補正量を定める補正量指定手段と、前記ＰＭＶ値演
算手段により求めたＰＭＶ値を前記補正量指定手段によ
り定めた補正量分だけ補正するＰＭＶ値補正手段と、Ｐ
ＭＶ値が快適領域の範囲内にない場合は前記温感入力の
入力を受け付けない温感入力受付禁止手段と、前記温感
入力手段による操作が受付されたことを使用者に知らせ
る受付表示手段と、補正量指定手段内で学習されたデー
タが出力されたことを使用者に知らせる学習データ出力
表示手段と、空気調和機運転開始時に湿度を設定する初
期湿度設定手段と、空気調和機の圧縮機の運転に応じて
湿度を推論する湿度推論手段と、ＰＭＶ値が快適領域の
範囲内にあるかそうでないかを表示する快適表示手段
と、ＰＭＶ値が快適領域の範囲内で安定するように前記
冷暖房手段を制御する冷暖房制御手段とを備えている。

【０００８】

【作用】本発明は上記した構成によって、ＰＭＶ値演算
の入力要素の１つである湿度を推論するものであるから
入力要素自身の精度が安価に向上し、また、居住空間で
ＰＭＶ演算手段によって求められたＰＭＶ値の精度も向
上する。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。

【００１０】図１は本実施例の空気調和機のブロック図
である。図１において、１はＩＳＯ−７７３０記載の算
式によりＰＭＶ値を演算して算出するＰＭＶ値演算手段
である。２は室温検知手段、３は湿度推論手段で、室温
と空気調和機の運転時間、停止時間を入力値として各種
温熱環境条件での入力値と湿度の関係を発明者が数多く
の実験データをもとに、予めニューラルネットワークで
学習した結果をメモリしたものであり、その時の入力条
件により湿度を導きだすものである。

【００１１】４は初期湿度設定手段で使用者は空気調和
機運転開始時においてその時の天候に応じて湿度を変化
させることができ、この初期湿度設定手段４で決定され
た湿度を基準にして、湿度推論手段３は室温と空気調和
機の運転時間、停止時間より湿度を随時推論する。

【００１２】５は輻射温度検知手段で、それぞれ空調室
内の状態を検知するために室内の任意箇所に設置され
る。６は気流速設定手段、７は使用者の活動量設定手
段、８は使用者の着衣量設定手段で、使用者が操作する
ために室内に設置された後述のリモコン３１に設けられ
ている。室温検知手段２、湿度推論手段３、輻射温度検
知手段５、気流速設定手段６、活動量設定手段７、着衣
量設定手段８はＰＭＶ値を算出するためにＰＭＶ値演算
手段１に入力される。

【００１３】９は後述のリモコン３１に設けられ、暑い
寒い等の使用者の温熱感覚を入力する温感入力手段、１
０は温感入力手段９の入力量に相当する補正量を定める
補正量指定手段で、温感入力手段９を１回押すことがＰ
ＭＶ値で０．２５の補正に相当するように定められてい
る。１１はＰＭＶ値演算手段１により算出したＰＭＶ値
を補正量指定手段１０により定めた補正量分だけ補正す
るＰＭＶ値補正手段である。

【００１４】１２は補正後のＰＭＶ値が快適領域（−
０．５〜０．５）に入ったかどうかを表示する快適表示
手段で、本実施例では快適サインと称する。１３は後述
の温感モニターで、温感入力量を表示する。１４はＰＭ
Ｖ値補正手段１１からＰＭＶ値を入力して快適領域の範
囲外（冷房時０．５以上、暖房時−０．５以下）の場合
は補正量指定手段１０に温感入力の受け付けを禁止する
信号を出力する温感入力受付禁止手段である。

【００１５】１５は温感入力手段９によって操作された
温感入力が入力されているかどうかを表示する受付け表
示手段で本実施例では受付サインと称する。１６は前回
運転時以前に温感入力手段９によって操作され補正量指
定手段１０で学習されていたデータが自動的に出力され
たことを表示する学習データ出力表示手段で本実施例で
は出力サインと称する。

【００１６】１７は冷凍サイクルにより室内を冷房また
は暖房する冷暖房手段、１８は補正後のＰＭＶ値が快適
領域で安定するように冷暖房手段１７を制御する冷暖房
制御手段である。

【００１７】図２はリモコンの前面図で、３１はリモコ
ン本体である。１９は使用者が寒い時に入力する寒い時
キー、２０は逆に暑い時に入力する暑い時キーで、温感
入力手段９は寒い時キー１９と暑い時キー２０により構
成される。寒い時キー１９と暑い時キー２０は１回押す
たびにＰＭＶ値で０．２５ずつ補正され、押し続けると
連続して補正される。

【００１８】２１は温感入力手段９により入力された温
感を表示する温感モニターで、中立位置のセグメントは
常時表示されており、寒い時キー１９が押された時は左
側のセグメントが一つずつ表示され、暑い時キー２０が
押された時は右側のセグメントが一つずつ表示される。
セグメント一つ当たりのＰＭＶ補正量は０．２５であ
る。１２ａは快適表示手段１２の快適サインである。

【００１９】１５ａは受付表示手段１５の受付サインで
ある。１６ａは学習データ出力手段１６の出力サインで
ある。２２は室内送風機３７の風量を「強」、「中」、
「弱（それぞれ気流速０．３、０．２、０．１ｍ／ｓに
相当）の３段階に設定する風量設定キーで、キーを押す
たびに「強」→「中」→「弱」→「強」と変化する。

【００２０】２３ａ，２３ｂ，２３ｃはそれぞれ
「弱」、「中」、「強」の風量設定を表示する風量表示
ランプである。気流速設定手段６は風量設定キー２２と
風量表示ランプ２３ａ，２３ｂ，２３ｃにより構成され
る。２４は活動量を「軽」、「中」、「重」（それぞれ
活動量１．２、１．４、１．６ｍｅｔに相当）の３段階
に設定する活動量設定キーで、キーを押すたびに「軽」
→「中」→「重」→「軽」と変化する。２５ａ，２５
ｂ，２５ｃはそれぞれ「軽」、「中」、「重」の活動量
設定を表示する活動量表示ランプである。活動量設定手
段８は活動量設定キー２４と活動量表示ランプ２５ａ，
２５ｂ，２５ｃにより構成される。

【００２１】２６は着衣量を「夏服」、「合服」、「冬
服」（それぞれ活動量０．５、０．７、１．０ｃｌｏに
相当）の３段階に設定する着衣量設定キーで、キーを押
すたびに「夏服」→「合服」→「冬服」→「夏服」と変
化する。２７ａ，２７ｂ，２７ｃはそれぞれ「夏服」、
「合服」、「冬服」の着衣量設定を表示する着衣量表示
ランプである。着衣量設定手段８は着衣量設定キー２６
と着衣量表示ランプ２７ａ，２７ｂ，２７ｃにより構成
される。２８は冷暖房手段１７の運転と停止を指示する
運転／停止キーである。

【００２２】２９は室内の湿度をその時の天候に応じて
「低」、「中」、「高」の３段階に設定する初期湿度設
定キーで、キーを押すたびに「低」→「中」→「高」→
「低」と変化する。３０ａ，３０ｂ，３０ｃはそれぞれ
「低」、「中」、「高」の初期湿度設定を表示する初期
湿度表示ランプである。初期湿度設定手段４は初期湿度
設定キー２９と初期湿度表示ランプ３０ａ，３０ｂ，３
０ｃにより構成される。

【００２３】図３は冷暖房手段１７の概略構成図であ
る。図３において、３２は圧縮機、３３は四方弁、３４
は室内の吸い込み空気を加熱または冷却する熱交換手段
である室内熱交換器、３５は減圧器、３６は室外熱交換
器であり、これらを環状に連接して冷凍サイクルを構成
している。３７は室内空気を吸い込み、室内熱交換器３
４により加熱または冷却された空気を吹き出す室内送風
機であり、３８は室外送風機である。室内送風機３７は
「強」、「中」、「弱」の３段階の風量設定が可能であ
る。３９は室内に設置される室内機、４０は室外に設置
される室外機である。冷房運転と暖房運転の切り替えは
四方弁３３を切り替えて冷凍サイクル中の冷媒の流れを
切り替えることにより行われる。

【００２４】以上の構成の空気調和機の動作例について
図面を基に簡単に説明する。図１の例で初期湿度設定手
段４により初期湿度「低」と設定された時、その「低」
の湿度をあらかじめ実験データより決定しておき、その
設定された初期湿度を基準値として、圧縮機運転時間、
圧縮機停止時間より湿度の変化を湿度推論手段３により
随時推論してゆく。そして、気流速設定手段６により風
量「強」、活動量設定手段７により活動量「軽」、着衣
量設定手段８により着衣量「冬服」と設定し、それらと
共に室温検知手段２、輻射温度検知手段５を入力要素と
してＰＭＶ値演算手段１によりその時のＰＭＶ値が算出
される。

【００２５】求められるＰＭＶ値が−１．５とした場
合、この状態では、ＰＭＶ値は快適領域から負側に外れ
ているので、冷暖房手段１７は暖房運転を行い、ＰＭＶ
値は徐々に大きくなり、快適領域に近ずく。この時、快
適サイン１２ａは消灯している。そして、ＰＭＶ値が快
適領域に入ると快適サイン１２ａが点灯し、冷暖房手段
１７は運転／停止を繰り返し、ＰＭＶ値は中立で安定す
る。

【００２６】その後温感入力手段９により温感入力操作
がおこなわれ、ＰＭＶ値が中立状態より離れた場合、再
び快適サインは消灯し、受付サイン１５ａが点灯する。
この温感入力操作が行われ時点では、操作回数だけ温感
モニター２１のセグメントは左右に点灯し、最終操作よ
り１０秒後には温感入力が確定し温感モニターのセグメ
ントは中央のみ表示となり、確定後は快適領域に入るま
で、受付サイン１５ａが点灯する。この間、使用者は、
温感入力手段９と温感モニター２１によりＰＭＶ値の補
正が可能である。

【００２７】以上のように本実施例によれば、室内を冷
房または暖房する冷暖房手段１７と、居住域のＰＭＶ値
を演算により逐次求めるＰＭＶ値演算手段１と、暑い寒
いの使用者の感覚を入力する温感入力手段９と、温感入
力手段９の入力をもとにして補正量を定める補正量指定
手段１０と、温感入力受付禁止手段１４と、ＰＭＶ値演
算手段１により求めたＰＭＶ値を補正量指定手段１０に
より定めた補正量分だけ補正するＰＭＶ値補正手段１１
と、ＰＭＶ値が快適領域の範囲内にある時に点灯する快
適サイン１２ａと、温感入力手段が受付られたことを表
示する受付サイン１５ａと、学習データが出力された時
に点灯する出力サイン１６ａと、初期湿度設定手段４
と、湿度を推論する湿度推論手段３と、ＰＭＶ値が快適
領域の範囲内で安定するように冷暖房手段１７を制御す
る冷暖房制御手段１８とを備えたもので、ＰＭＶ値演算
の入力要素の１つである湿度を推論するものであるか
ら、入力要素自身の精度が安価に向上し、また、居住空
間でＰＭＶ演算手段１によって求められたＰＭＶ値の精
度も向上する。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の空気調和機は、室
内を冷房または暖房する冷暖房手段と、居住域のＰＭＶ
値を演算により逐次求めるＰＭＶ値演算手段と、暑い寒
い等の使用者の感覚を入力する温感入力手段と、前記温
感入力手段の入力をもとにして補正量を定める補正量指
定手段と、前記ＰＭＶ値演算手段により求めたＰＭＶ値
を前記補正量指定手段により定めた補正量分だけ補正す
るＰＭＶ値補正手段と、ＰＭＶ値が快適領域の範囲内に
ない場合は前記温感入力の入力を受け付けない温感入力
受付禁止手段と、前記温感入力手段による操作が受付さ
れたことを使用者に知らせる受付表示手段と、補正量指
定手段内で学習されたデータが出力されたことを使用者
に知らせる学習データ出力表示手段と、初期湿度設定手
段と、湿度を推論する湿度推論手段と、ＰＭＶ値が快適
領域の範囲内にあるかそうでないかを表示する快適表示
手段と、ＰＭＶ値が快適領域の範囲内で安定するように
前記冷暖房手段を制御する冷暖房制御手段とを備えてい
るもので、ＰＭＶ値演算の入力要素の１つである湿度を
推論するものであるから、入力要素自身の精度が安価に
向上し、また、居住空間でＰＭＶ演算手段によって求め
られたＰＭＶ値の精度も向上するという期待ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における空気調和機のブロック
図

【図２】同実施例におけるリモコンの前面図

【図３】同実施例における冷暖房手段の概略構成図

【符号の説明】

１ ＰＭＶ値演算手段 ３ 湿度推論手段 ９ 温感入力手段 １０ 補正量指定手段 １１ ＰＭＶ値補正手段 １２ 快適表示手段 １４ 温感入力受付禁止手段 １５ 受付表示手段 １７ 冷暖房手段 １８ 冷暖房制御手段

フロントページの続き (72)発明者 小川原 秀治 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内 (72)発明者 辻井 康浩 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内を冷房または暖房する冷暖房手段
   と、居住域のＰＭＶ値を演算により逐次求めるＰＭＶ値
   演算手段と、暑い寒い等の使用者の感覚を入力する温感
   入力手段と、前記温感入力手段の入力をもとにして補正
   量を定める補正量指定手段と、前記ＰＭＶ値演算手段に
   より求めたＰＭＶ値を前記補正量指定手段により定めた
   補正量分だけ補正するＰＭＶ値補正手段と、ＰＭＶ値が
   快適領域の範囲内にない場合は前記温感入力の入力を受
   け付けない温感入力受付禁止手段と、前記温感入力手段
   による操作が受付されたことを使用者に知らせる受付表
   示手段と、補正量指定手段内で学習されたデータが出力
   されたことを使用者に知らせる学習データ出力表示手段
   と、空気調和機運転開始時に湿度を設定する初期湿度設
   定手段と、空気調和機の圧縮機の運転に応じて湿度を推
   論する湿度推論手段と、ＰＭＶ値が快適領域の範囲内に
   あるかそうでないかを表示する快適表示手段と、ＰＭＶ
   値が快適領域の範囲内で安定するように前記冷暖房手段
   を制御する冷暖房制御手段とを備えた空気調和機。