JPH07301447A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用者の面倒な操作なしで、かつ安価な構成
で季節に応じて室内のＰＭＶ値が中立になるように制御
する空気調和機を提供する。 【構成】 室内を冷房または暖房する冷暖房手段１１
と、室内温度を検知する室内温度検知手段２と、室外温
度を検知する室外温度検知手段８と、前回運転時の検知
情報を記憶する前回運転履歴記憶手段７と、居住域室温
と室外温度と前回運転履歴から運転季節を推定する季節
判定手段６と、室温と室外温度と季節から季節に応じた
居住域の輻射温度を計算する輻射温度計算手段３と、設
定風量から気流速を推定する気流速推定手段４と、活動
量を設定する活動量設定手段５と、前記各手段からの入
力である室温や輻射温度や気流速や活動量や季節から居
住域のＰＭＶ値を計算する季節毎ＰＭＶ値計算手段９
と、居住域ＰＭＶ値が中立になるように冷暖房手段１１
を制御するＰＭＶ値冷暖房制御手段１０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】従来の冷暖房装置は、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号公報等で示されたものがある。

【０００３】ＰＭＶ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、１９８
４年にＩＳＯ−７７３０として国際規格化されたもので
ある。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−７７３０記
載の算式によって求めることができる。そして、このＰ
ＭＶ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。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号公報に示された
ものはＰＭＶの人体側要因である活動量と着衣量を、現
在の制御状況と制御量操作者の曖昧な言語の評価入力値
を入力とする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温度や湿度を制御
パラメータとして空気調和機を制御するものである。ま
た、特開平２−２４２０３７号公報に示されたものは温
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温度
を制御パラメータとして各種空気調和機器を連携制御す
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値算出のための入力値である着衣量を決
定するのに、操作者の温感申告が必要であり、めんどう
な操作をしなければならず、季節に応じて着衣量が変わ
っても操作者の温感申告なしには正しいＰＭＶ値が算出
されない。

【０００６】また、居住域の環境要素を直接検知してい
るために検知手段の設置場所が制約されたり、構成が高
価になるという欠点を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、使用者のめんどうな操作なしで季節に応じて室内の
ＰＭＶ値が中立になるように制御する空気調和機を提供
することを目的とする。

【０００８】

【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、室内温度を検知する室内温度検知手段と、
室外温度を検知する室外温度検知手段と、前回運転時の
検知情報を記憶する前回運転履歴記憶手段と、居住域室
温と室外温度と前回運転履歴から運転季節を推定する季
節判定手段と、室温や室外温度や季節から居住域の輻射
温度を計算する輻射温度計算手段と、設定風量から気流
速を推定する気流速推定手段と、活動量を設定する活動
量設定手段と、前記各手段からの入力である室温や輻射
温度や気流速や活動量や季節から居住域のＰＭＶ値を計
算する季節毎ＰＭＶ値計算手段と、居住域ＰＭＶ値が中
立になるように前記冷暖房手段を制御するＰＭＶ値冷暖
房制御手段を備えている。

【０００９】また、ニューラルネットワークにより輻射
温度計算を予め学習し、室温と室外温度と季節の各入力
条件から居住域の輻射温度を推論するニューロ輻射温度
計算手段を備えている。

【００１０】また、ニューラルネットワークによりＰＭ
Ｖ値計算を予め学習し、室温や輻射温度や気流速や活動
量や季節の各入力条件から居住域のＰＭＶ値を推論する
ニューロＰＭＶ値計算手段を備えている。

【００１１】

【作用】本発明は上記した構成によって、空気調和機本
体で検知できる限られた入力条件から季節判定を行い、
季節に応じた輻射温度の計算を行うものであるから、検
知手段の設置場所の制約を受けず、かつ煩雑な操作せず
とも安価な構成で空気調和機を運転制御する為の指標で
ある居住域のＰＭＶ値を求めることができる。

【００１２】また、空気調和機本体で検知できる限られ
た入力条件から、ニューラルネットワークにより居住域
の輻射温度を予め学習し推論するものであるから、居住
域への検知手段の設置が必要なく安価な構成で居住域の
輻射温度を求めることができる。

【００１３】また、空気調和機本体で検知できる限られ
た入力条件から、ニューラルネットワークにより居住域
のＰＭＶ値を予め学習し推論するものであるから、居住
域への検知手段の設置が必要なく安価な構成で季節毎の
ＰＭＶ値を求めることができる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例について図面を
参照しながら説明する。

【００１５】図１は本実施例の空気調和機の機能ブロッ
ク図である。１は居住域に設置された居住域状態検知手
段で、室温検知手段２、輻射温度計算手段３、気流速推
定手段４、使用者自ら設定する活動量設定手段５で構成
される。６は季節判定手段であり、前回運転時の検知情
報を記憶する前回運転履歴記憶手段７によって得られた
運転履歴と、室外温度検知手段８によって得られた室外
温度、室温検知手段２によって得られた室温とにより季
節判定が行われる。季節判定結果と室温と室外温度は前
記輻射温度計算手段３に入力され季節に応じた輻射温度
が計算される。９は季節毎ＰＭＶ値計算手段であり前記
各手段からの入力情報である室温や輻射温度や気流速や
活動量や季節により季節毎のＰＭＶ値が計算される。１
０はＰＭＶ値冷暖房制御手段であり、季節毎ＰＭＶ値計
算手段９より算出されたＰＭＶ値により、冷暖房手段１
１を制御しＰＭＶ値が中立になるように制御する。

【００１６】図２は冷暖房手段１１の概略構成図であ
る。図２において、１２は圧縮機、１３は四方弁、１４
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、１５は減圧器、１６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。１７は室内空気を吸い込み、室内熱交換器１
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、「強」、「中」、「弱」の３段階の風量設定
が可能である。１８は室外送風機である。１９は室内に
設置される室内機、２０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１３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。

【００１７】冷房運転時と暖房運転時のＰＭＶ値による
各制御対象の制御例を（表１）、（表２）に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】以上の構成の空気調和機の動作例について
図面を基に説明する。図３は季節判定のアルゴリズムを
表すブロック図の例である。前回運転履歴記憶手段７に
より得られた前回運転時の検知情報の前回の運転モー
ド、前回運転時の室外温度の最大値、前回運転時の室外
温度の最小値から、それぞれ前回運転モードによる判定
処理２１、前回運転時室外温度最大値による判定処理２
２、前回運転時室外温度最小値による判定処理２３で、
「夏期」、「冬期」、「中間期」の判定をそれぞれ行
う。また今回運転開始時に、室温検知手段２により得ら
れた室温と室外温度検知手段８により得られた室外温度
から、それぞれ運転開始時室温による判定処理２４、運
転開始時室外温度による判定処理２５においてもそれぞ
れ、「夏期」、「冬期」、「中間期」の判定を行う。そ
れぞれの判定処理においては、「夏期」、「冬期」、
「中間期」を判定するため適切なしきい値を設けてあ
り、しきい値との比較により判定を行う。

【００２１】また、それぞれの判定処理後には判定され
た季節のカウンタ値に１を加えるカウンタ値ＵＰ処理２
６を行う。例えば前回運転時室外温度最大値による判定
処理においては、前回運転時室外温度の最大値が２５℃
以上ならば「夏期」、２５〜１５℃ならば「中間期」、
１５℃以下ならば「冬期」と判定され、判定された季節
のカウンタ値に１を加える。尚、それぞれの判定処理に
用いるしきい値については説明を割愛する。

【００２２】２７はカウンタ値比較処理であり、それぞ
れの判定処理で判定され増やされたカウンタ値の最終値
を比較することにより、２８で現在の季節を仮判定し出
力する。例えば、「夏期」のカウンタ値が３、「中間
期」のカウンタ値が２、「冬期」のカウンタ値が０の場
合は、季節判定は「夏期」と判定される。 尚、それぞ
れの季節のカウンタ値が同数の場合は、「中間期」と判
定される。２９では仮判定された季節と前回運転時に判
定した季節を加味した真の季節の判定処理を行い、３０
では真の季節が出力される。尚、真の季節の判定処理の
アルゴリズムを（表３）に示す。

【００２３】

【表３】

【００２４】判定した季節と室温と室外温度に基づき前
記輻射温度計算手段３により季節に応じた輻射温度が計
算され、前記各手段からの入力情報である室温や輻射温
度や気流速や活動量や季節により季節毎のＰＭＶ値が算
出されるため、煩雑な操作をしなくても、安価な構成
で、季節に応じたより正確なＰＭＶ値が算出される。

【００２５】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１１と、室内温度を検知す
る室内温度検知手段２と、室外温度を検知する室外温度
検知手段８と、前回運転時の検知情報を記憶する前回運
転履歴記憶手段７と、居住域室温と室外温度と前回運転
履歴から運転季節を推定する季節判定手段６と、室温と
室外温度と季節から季節に応じた居住域の輻射温度を計
算する輻射温度計算手段３と、設定風量から気流速を推
定する気流速推定手段４と、活動量を設定する活動量設
定手段５と、前記各手段からの入力である室温や輻射温
度や気流速や活動量や季節から居住域のＰＭＶ値を計算
する季節毎ＰＭＶ値計算手段９と、居住域ＰＭＶ値が中
立になるように前記冷暖房手段１１を制御するＰＭＶ値
冷暖房制御手段１０を備えたものであるから、煩雑な操
作をしなくても、安価な構成で、季節に応じたＰＭＶ値
で安定させることができる。

【００２６】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００２７】図４は室内機１９の一つで、天井に埋め込
むカセット形の概略図である。３１ａ，３１ｂ，３１
ｃ，３１ｄは４方向に設けられた空気の吹き出し口で、
それぞれに、風向変更手段として風向を上下に変更する
電動ルーバー３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが設けら
れており、それぞれにステッピングモーター等で駆動さ
れる。尚、本実施例ではステッピングモーター及び伝達
機構の説明は割愛する。３３は室内空気の吸い込み口、
３４は空気中のゴミや粉塵を除去するフィルターであ
る。室内熱交換器１４は４方向で熱交換できるように略
円筒形状をしており、室内送風機１７はターボファン３
５とインダクションモーター３６より構成されている。
３７は吸い込み空気と吹き出し空気を分離する断熱壁で
ある。

【００２８】図５は本実施例の機能ブロック図である。
実施例１の図１と同じ部分の説明は割愛する。３８はニ
ューロ輻射温度計算手段で、室内機１９の吸い込み口３
３に設置された室温検知手段２と室外機２０に設置され
た室外温度検知手段８と季節判定手段６からの入力であ
る室温と室外温度と季節と、輻射温度との関係をニュー
ラルネットワークにより予め学習し、室温検知手段２と
室外温度検知手段８と季節判定手段６からの入力から季
節に応じた居住域の輻射温度を推論するものである。
尚、ニューロ輻射温度計算手段３８は、発明者が数多く
実験データをもとに、予めニューラルネットワークで学
習した結果を表現したものである。

【００２９】以上のように本実施例によれば、室温検知
手段２によって得られた室温と、室外温度検知手段８に
より得られた室外温度と、季節判定手段６で判定した季
節のの各入力から居住域の輻射温度を推論するニューロ
輻射温度計算手段３８を備えることにより、居住域の輻
射温度を推論するものであるから、居住域への検知手段
の設置が必要なく安価に構成することができる。

【００３０】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００３１】図６は本実施例の機能ブロック図である。
実施例１の図１と同じ部分の説明は割愛する。３９は季
節毎ニューロＰＭＶ値計算手段で、室温検知手段２で検
知した室温と輻射温度計算手段３で算出した輻射温度と
気流速推定手段４で推定した気流速と活動量設定手段５
で設定した活動量の各入力と季節毎の居住域のＰＭＶ値
との関係をニューラルネットワークにより予め学習し、
室温と輻射温度と気流速と活動量と季節の各入力から居
住域のＰＭＶ値を推論するものである。季節毎ニューロ
ＰＭＶ値計算手段３９は、発明者が数多く実験データを
もとに、予めニューラルネットワークで学習した結果を
表現したものである。

【００３２】以上のように本実施例によれば、室温検知
手段２で検知した室温と輻射温度計算手段３で算出した
輻射温度と気流速推定手段４で推定した気流速と活動量
設定手段５で設定した活動量と季節判定手段６で判定し
た季節の各入力から居住域のＰＭＶ値を推論する季節毎
ニューロＰＭＶ値計算手段３９を備えることにより、居
住域の環境要素を直接検知せずにＰＭＶ値を推論するも
のであるから、居住域への検知手段の設置が必要なく安
価に構成することができる。

【００３３】

【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、室内温度を検知
する室内温度検知手段と、室外温度を検知する室外温度
検知手段と、前回運転時の検知情報を記憶する前回運転
履歴記憶手段と、居住域室温と室外温度と前回運転履歴
から運転季節を推定する季節判定手段と、室温と室外温
度と季節から居住域の輻射温度を計算する輻射温度計算
手段と、設定風量から気流速を推定する気流速推定手段
と、活動量を設定する活動量設定手段と、前記各手段か
らの入力である室温や輻射温度や気流速や活動量や季節
から居住域のＰＭＶ値を計算する季節毎ＰＭＶ値計算手
段と、居住域ＰＭＶ値が中立になるように前記冷暖房手
段を制御するＰＭＶ値冷暖房制御手段を備えたものであ
るから、検知手段の設置場所の制約を受けず、かつ煩雑
な操作せずとも安価な構成で空気調和機を運転制御する
為の指標である居住域のＰＭＶ値を求めることができ
る。

【００３４】また、ニューラルネットワークにより輻射
温度計算を予め学習し、室温と室外温度と季節の各入力
条件から居住域の輻射温度を推論するニューロ輻射温度
計算手段を備えたものであるから、居住域への検知手段
の設置が必要なく安価な構成で居住域の輻射温度を求め
ることができる。

【００３５】また、ニューラルネットワークによりＰＭ
Ｖ値計算を予め学習し、室温や輻射温度や気流速や活動
量や季節の各入力条件から居住域のＰＭＶ値を推論する
季節毎ニューロＰＭＶ値計算手段を備えたものであるか
ら、空気調和機本体で検知できる限られた入力条件か
ら、ニューラルネットワークにより予め学習し推論する
ことができ、居住域への検知手段の設置が必要なく安価
な構成で季節毎のＰＭＶ値を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における空気調和機の機
能ブロック図

【図２】同実施例の冷暖房手段の概略構成図

【図３】同実施例の季節判定のアルゴリズムを表すブロ
ック図

【図４】（ａ）本発明の第３の実施例におけるカセット
形室内機の概略図の上断面図（ｂ）同実施例のカセット
形室内機の概略図の横断面図

【図５】本発明の第２の実施例における空気調和機の機
能ブロック図

【図６】本発明の第３の実施例における空気調和機の機
能ブロック図

【符号の説明】

２ 室温検知手段 ３ 輻射温度計算手段 ４ 気流速推定手段 ５ 活動量設定手段 ６ 季節判定手段 ７ 前回運転履歴記憶手段 ９ 季節毎ＰＭＶ値計算手段 １０ ＰＭＶ値冷暖房制御手段 １１ 冷暖房制御手段 ３８ ニューロ輻射温度計算手段 ３９ 季節毎ニューロＰＭＶ値計算手段

フロントページの続き (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 (72)発明者 窪田 ▲吉▼孝 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 (3)

【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、室内温度を検知する室温検知手段と、室外温度を検
   知する室外温度検知手段と、前回運転時の検知情報を記
   憶する前回運転履歴記憶手段と、居住域室温と室外温度
   と前回運転履歴から運転季節を推定する季節判定手段
   と、室温と室外温度と季節から居住域の輻射温度を計算
   する輻射温度計算手段と、設定風量から気流速を推定す
   る気流速推定手段と、活動量を設定する活動量設定手段
   と、前記各手段からの入力である室温や輻射温度や気流
   速や活動量や季節から居住域のＰＭＶ値を計算する季節
   毎ＰＭＶ値計算手段と、居住域ＰＭＶ値が中立になるよ
   うに前記冷暖房手段を制御するＰＭＶ値冷暖房制御手段
   を備えた空気調和機。
2. 【請求項２】 ニューラルネットワークにより輻射温度
   計算を予め学習し、室温と室外温度と季節の各入力条件
   から居住域の輻射温度を推論するニューロ輻射温度計算
   手段を備えた請求項１記載の空気調和機。
3. 【請求項３】 ニューラルネットワークによりＰＭＶ値
   計算を予め学習し、室温や輻射温度や気流速や活動量や
   季節の各入力条件から居住域のＰＭＶ値を推論するニュ
   ーロＰＭＶ値計算手段を備えた請求項１記載の空気調和
   機。