JPH0763392A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 快適で、省エネルギー運転を達成しうる空気
調和機を提供すること。 【構成】 室温設定手段により設定された設定室温を室
内の環境条件データから求められる快適度に基づいて補
正する設定室温補正手段を有し、室温を設定室温補正手
段により補正された設定室温に近付けるように空気調和
機を制御する装置において、設定室温補正手段による補
正動作を、室温設定手段による設定室温の設定時点から
起算して所定時間遅らせる遅延手段を備えたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機、より詳細
には、室温設定手段により設定された設定室温を室内の
環境条件データから求められる快適度に基づいて補正す
る設定室温補正手段を有し、室温を設定室温補正手段に
より補正された設定室温に近付けるように空気調和機を
制御する空気調和機の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】室温を設定室温に近付けるように制御動
作する空気調和機を用いて室内の空気調和を行う場合、
同一の設定室温のもとでも外気温の相違などによる室内
壁温の相違などから、室温が設定温度からずれてしまう
ことがあった。このずれを無くすために、例えば特開平
４−８４０５５号公報に見られるように、外気温補正や
快適度算出による設定温度補正を行うことが提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
設定温度補正方式は、その補正の具体的なかけ方によっ
ては、急激な室温変化を起こしてかえって快適性を損な
ったり、無駄な電力消費を生じたりしていた。

【０００４】以上のことをより詳細に説明する。設定室
温に従って空気調和機を運転しているときに快適度を算
出する場合、設定温度を基準に快適度を算出している。
例えば、設定温度Ｔs ＝２３℃で運転しているときは、
２３℃を中心として風量や風向、吹出温度などを加味し
て快適度を算出する。ところが同じ室温Ｔa ＝２３℃で
も、吹出温度が低くかつ居住域に風が届く場合は寒く感
ずる２３℃となる。そこで、快適度を算出してその２３
℃の設定に対して補正を加え、快適な２３℃の居住空間
を作るという考え方が生まれる。ところが、この快適度
を算出してユーザーの設定した温度に対して補正を加え
るとき、補正を加えるタイミングが問題となる。例え
ば、暖房運転の開始直後に上記の快適度の補正を行った
のでは、ユーザーによる設定温度と実際の室温とが大き
くずれてしまっており、室温が刻一刻と変化するため、
快適度に関する微小な補正はほとんど意味を持たなくな
ってしまっている。

【０００５】さらにまた、多くの空気調和機の場合、室
温設定したときの圧縮機の指令速度すなわち空調能力と
室内の熱負荷とが同一ではないため、それを解消させる
べく圧縮機の運転速度は変化する。このため、室温を一
定に保つように吹出温度が変化する。従って快適度算出
のために吹出温度を計算に用いると、運転速度が変化す
る度ごとに算出される快適度が変化し、結果として室温
補正値が変化し、空気調和機の安定運転が阻害され、む
しろ快適性が損なわれる方向に行くことがありうる。

【０００６】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、より快適で、省エネルギー運転を達成しうる空気調
和機の制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の空気調和機は、設定室温補正手段による補正
動作を、室温設定手段による設定室温の設定時点から起
算して所定時間遅らせる遅延手段を備えたことを特徴と
するものである。

【０００８】さらに、設定室温補正手段によって求めら
れた快適度に基づく設定温度補正値を、空気調和機の能
力アップ側をより小さな値に修正する修正手段を備えた
ことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明により遅延手段を備えることにより、室
温がある程度安定してから設定室温に対し快適度の算出
結果による補正をかけることになる。従って快適度を考
慮した設定室温補正を安定運転のもとで行うことができ
る。

【００１０】図９において、例えば設定温度Ｔs ＝２３
℃で暖房運転しているときにユーザーが設定温度Ｔs を
２１℃に変更したとする。一方、快適度ＰＭＶの算出を
例えば５分毎に行い、その結果をもとに設定温度に対し
て補正をかけた場合、快適度算出の基準値が２３℃であ
ったのに、実際の補正時点の基準値は２１℃であり、後
者の時点での快適度はすでに異なってしまっているにも
かかわらず、それを無視して補正をかけてしまうことに
なる。このずれは設定温度に対する室温の追従の遅れが
要因である。このずれのため、本来、補正±０の値が真
値であるにもかかわらず、２１℃設定に対する室温２３
℃→２１℃の追従遅れのため、やや暑い２１℃と装置が
判断し、設定温度２１℃に対しさらに低くなるような補
正値を出力することになる。そのため、室温が２１℃よ
りもさらに低下するという現象が起こりうる。本発明に
おいては、設定温度を変更した場合、室温がある程度安
定するまでは設定室温に対する補正をかけないようにす
るので、上記の従来技術の不都合を生ずることはない。

【００１１】また、快適度に基づく設定温度補正値を、
空気調和機の能力アップ側をより小さな値に修正するこ
とにより、快適度を大して損なうことなく省エネルギー
運転を達成することができる。

【００１２】

【実施例】まず本発明を適用する主機すなわち空気調和
機の機器構成について図２を参照して説明する。

【００１３】図２に示す空気調和機の冷凍サイクルは、
圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４および
室内熱交換器５からなっている。この空気調和機は四方
弁２のオン・オフ切換により、暖房機としても冷房機と
しても運転可能であり、冷房運転（四方弁２オフ）の場
合は実線で示すように、冷媒は圧縮機１から四方弁２、
室外熱交換器３、膨張弁４、室内熱交換器５および四方
弁２を順に通って圧縮機１に還流する。暖房運転（四方
弁２オン）の場合は破線で示すように、冷媒は圧縮機１
から四方弁２、室内熱交換器５、膨張弁４、室外熱交換
器３および四方弁２を順に通って圧縮機１に還流する。
室外熱交換器３には外気との間の熱交換促進のために室
外ファン６が付設され、室内熱交換器５には、そこで熱
交換された空気を室内に向けて送風するための室内ファ
ン７、および送風の方向を調節するためのルーバ８が付
設されている。圧縮機１は図示していない可変速モータ
により能力可変運転され、室外ファン６および室内ファ
ン７もそれぞれ図示していないモータにより駆動され
る。ルーバ８の角度（風向）の調節ないしスイング動作
も図示していないモータによって行われる。圧縮機１、
四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４並びに室外ファン
６は室外機としてユニット化され、室内熱交換器５並び
にそれに付属する室内ファン７およびルーバ８は室内機
としてユニット化される。

【００１４】室温Ｔa が温度センサ１０によって検出さ
れ、室内熱交換器５の温度（室内熱交温度）Ｔe が温度
センサ１１によって検出され、外気温Ｔo が温度センサ
１２によって検出される。温度センサ１０は室内機の吸
気口付近に配設され、外気温センサ１２は室外機の吸気
口付近に配設される。

【００１５】図１は本発明の制御装置のブロック図を示
すものである。

【００１６】この制御装置は主としてマイクロコンピュ
ータからなる制御演算処理装置２０によって構成されて
いる。制御演算処理装置２０には、自動設定手段および
マニュアル補正手段からなる室温設定手段２１によって
設定された設定室温Ｔs 、温度センサ１０によって検出
された室温Ｔa 、温度センサ１２によって検出された外
気温Ｔo 、室内ファン７の風量Ｆr 、温度センサ１１に
よって検出された室内熱交換器５の温度（室内熱交温
度）Ｔe およびルーバ角度θの各データほかに、着衣量
Ｌおよび活動量Ｍを表す各データが入力される。室内フ
ァン風量Ｆr は制御装置内で室内ファン７に対する速度
指令から予め計算された結果に従って作成されたテーブ
ルを参照することによって知ることができる。ルーバ角
度θは制御装置内の角度指令を参照すればよい。

【００１７】着衣量Ｌというのは、同一室温のもとでも
着衣の量的な違いによって着衣蓄熱量が異なったり体感
温度が異なったりすることに対する快適度の修正のため
に考慮される量であって「クロ」という単位で表され、
具体的には、例えば冷房運転時はＬ＝０．５クロ、暖房
運転時はＬ＝１．２クロという具合に表現される。ま
た、活動量Ｍというのは、室内の居住人間の室温に及ぼ
す影響を考慮するための量であって「メット」という単
位で表され、例えばテレビジョンを見たり本を読んだり
しているのは「活動なし」であるとしてＭ＝１メットと
表される。

【００１８】制御演算処理装置２０はその制御演算の結
果に従い、圧縮機１（オン・オフ、運転速度）、四方弁
２（オン・オフすなわち暖房・冷房）、室外ファン６
（オン・オフ）、室内ファン７（オン・オフ、送風
量）、およびルーバ８（固定・スイング、固定のときの
角度、スイングのときのスイング範囲）をそれぞれドラ
イバ２１を介して制御する。制御演算処理装置２０は、
基本的には温度センサ１０によって検出される室温Ｔa
が設定室温Ｔs に近付くように圧縮機１のオン・オフお
よび運転速度（空調能力）を制御する。

【００１９】図３ないし図６は制御演算処理装置２０の
ソフトウエアによって実行される制御演算動作のフロー
チャートを示すものである。

【００２０】図３は運転開始からの時間ｔ1 を測定し、
それが運転直後の不安定な立上げ時間の目安となる時間
ｔ1s、例えば３０分が経過するまでは従来から通常行わ
れている制御をそのまま実行するルーチンを示すもので
ある。空気調和機の運転開始（ステップ３０）を待って
タイマｔ1 を始動させる（ステップ３１）と共に、自動
的に設定される設定温度Ｔs の初期値Ｔsfを初期設定温
度Ｔsnとして設定する（ステップ３２）。ここで自動的
に設定される設定温度Ｔs の初期値Ｔsfは、例えば、冷
房運転で２６℃、暖房運転で２３℃程度に予め設定され
ている。運転中に設定温度の変更があった場合には、変
更後の設定温度が記憶され、次回の運転時にはその変更
後の設定温度が初期値となる。運転開始からの時間を表
すタイマｔ1 が、ｔ1 ＜ｔ1s（＝３０分未満）であり、
かつ温度偏差＝｜Ｔa −Ｔsn｜が２．５℃を超えている
限り（ステップ３３，３４）、設定温度Ｔsnの下でその
まま通常の運転処理を行う（ステップ３５，３２以
下）。ステップ３３においてｔ1 ≧ｔ1s（＝３０分経
過）となるか、ステップ３４において温度偏差≦２．５
℃となったときは過渡的な立上げ運転が終了したものと
見なして図４のルーチンに移行する。

【００２１】図４のルーチンは運転開始後、なんらかの
設定変更、例えば設定温度のマニュアル変更があった場
合、それに伴って上記と同様に所定時間ｔ2s、例えば３
０分の安定化時間を見るためのルーチンである。まず、
なんらかの設定変更があったかどうかをチェックし（ス
テップ４０）、設定変更ありのときはタイマｔ3 （ＰＭ
Ｖ補償のための各データの平均を求めるための時間を設
定するタイマ。２０分程度）およびタイマｔ4 （設定室
温補正時の平滑化運転のための時間であって、タイマｔ
3 の半分程度。例えば５〜１０分）をリセットし（ステ
ップ４１）、タイマｔ2 をリセットし、改めて始動させ
る（ステップ４２）。次にマニュアルによる設定温度変
更指令ΔＴがあるか否かをチェックする（ステップ４
３）。設定温度変更指令ΔＴは自動設定温度に対してマ
ニュアルで行われる補正であって、例えばリモコン（リ
モートコントローラ）により１℃単位に最大限±３℃の
範囲で変更可能である。この変更があるときはステップ
３２の設定温度Ｔsn，Ｔsfに対し設定温度変更指令ΔＴ
の補正を加える（ステップ４４，４５）。すなわち、Ｔ
sn＝Ｔsn＋ΔＴおよびＴsf＝Ｔsf＋ΔＴの補正処理を行
う。その場合、設定温度Ｔsfの補正処理により次回の運
転時には補正後の設定温度Ｔsfがその初期値となる。ス
テップ４０において設定変更なしであった場合は、タイ
マｔ2 が動作中でないか、またはタイマｔ2 が動作中で
あってそれが設定時間ｔ2s以上経過していたら、室温Ｔ
a 、外気温Ｔo 、室内風量Ｆr 、室内熱交温度Ｔe 等の
データを読込む（ステップ４６，４７，４８）。次い
で、タイマｔ3 が動作中ならステップ６０（図５）へ進
むが、タイマｔ3 が動作中でなければタイマｔ3 をリセ
ットし、改めて始動させる（ステップ４９，５０）。次
の４つの場合または時、すなわちステップ４３において
設定温度変更指令ΔＴなしの場合、ステップ４４および
４５の設定温度Ｔsn，ＴsfのΔＴ補正の後、ステップ４
７においてｔ2 ＜ｔ2sであった場合、およびステップ５
０のタイマｔ3 の始動後は、それぞれ設定温度Ｔsnでの
運転処理を行い（ステップ５１）ステップ４０へ戻る。

【００２２】図５のルーチンは、ステップ４９（図４）
においてタイマｔ3 が動作中であると判断されたときに
実行されるＰＭＶ補償のためのルーチンである。タイマ
ｔ3が設定時間ｔs3（＝２０分程度）に達しない限りは
図６のステップ８０以下を実行するが、タイマｔ3 が設
定時間ｔs3に達したら、ステップ４８（図４）で読込ん
だ室温Ｔa 、外気温Ｔo 、室内風量Ｆr 、室内熱交温度
Ｔe 、ルーバ角度θ等のデータの、時間ｔ3 中の各平均
値Ｔa ^* ，Ｔo ^* ，Ｆr ^* ，Ｔe ^* ，θ^* を算出する
（ステップ６０，６１）。次いで着衣量Ｌについて確認
する。すなわち、冷房運転なら着衣量ＬをＬ＝０．５ク
ロとし、暖房運転ならＬ＝１．２クロとする（ステップ
６２，６３，６４）。次にルーバ８が固定なら上記θ^*
のままでよいが、角度αの範囲内をスイングしていると
きは、θ^* ＝α／２の補正を行って（ステップ６５，６
６）から快適度ＰＭＶを算出する（ステップ６７）。快
適度ＰＭＶの算出は、ステップ６１で算出した室温、外
気温、室内風量、室内熱交温度等の各平均値Ｔa ^* ，Ｔ
o ^* ，Ｆr ^* ，Ｔe ^* 、ステップ６１またはステップ６
６で求められたルーバ角度θ^* 、さらにはステップ６
３，６４で求められた着衣量Ｌ、活動量Ｍ（通常は、Ｍ
＝１）等の環境条件データを用いて行う。ＰＭＶ値を求
める手法は前述の特開昭４−８４０５５号公報に開示さ
れているような神経回路網模式手段によるか、実験結果
に基づく近似式によればよく、いずれにしても図７や図
８に示すような数値として得られる。なお、図７や図８
の評価内容の欄の「寒い」とか「暑い」という表現は相
対的なものであって、絶対的なものではないことに注意
されたい。ステップ６７で求められたＰＭＶ値を用い、
図７からそのＰＭＶ値に対応する設定温度補正値ΔＴs
を読出し（ステップ６８）た後、ステップ４８で読込み
記憶した各データおよびステップ６１で求めた各データ
の記憶を解除し（ステップ６９）、タイマｔ3 をリセッ
トし、改めて始動させる（ステップ７０）。この後は、
図６のステップ８１へ移行する。

【００２３】ステップ６０（図５）でタイマｔ3 が設定
時間ｔs3（＝２０分程度）に達していなかったときは図
６のステップ８０以下のルーチンが実行される。このル
ーチンはステップ６８で読出された設定温度補正値ΔＴ
s が大きすぎたりする（例えば１℃を超える）と制御の
安定性に問題を生じたりするので、その修正を行い安定
した円滑な運転を行うべく修正を加えるためのルーチン
である。ここでは、まずタイマｔ4 の経過時間がチェッ
クされる。タイマｔ4 が設定時間ｔ4s（約５〜１０分）
に達していなければ図４のステップ５１において設定温
度Ｔsnでの運転処理つまりＰＭＶ補正等を加味しない通
常の運転を行わせる。タイマｔ4 が設定時間ｔ4sに達し
た（ステップ８０）時およびステップ７０（図５）のタ
イマｔ3の始動処理を行った後、Ｔsnと、Ｔsf＋ΔＴs
との大小関係を比較する（ステップ８１）。Ｔsn＝Ｔsf
＋ΔＴs のときは修正を加えることなくそのまま、Ｔsn
＜Ｔsf＋ΔＴs のときはＴsn＝Ｔsn＋０．５の修正を加
え（ステップ８２）、またＴsn＞Ｔsf＋ΔＴs のときは
Ｔsn＝Ｔsn−０．５の修正を加え（ステップ８３）て、
タイマｔ4 をリセットし、改めて始動させて（ステップ
８４）、以下ステップ５１（図４）において修正された
設定温度Ｔsnでの運転処理を行わせる。その後はステッ
プ４０へ戻ってすでに述べたところに従った処理を繰返
す。

【００２４】図９において、例えば設定温度Ｔs ＝２３
℃で暖房運転しているときにユーザーが設定温度Ｔs を
２１℃に変更したものとするとき、快適度ＰＭＶの算出
を例えば５分毎に行い、それに従って設定室温補正を行
うと破線９２に示すように室温が大きく低下し過ぎて快
適性を損なうことになりかねないのに対し、本発明に従
い、設定変更後、例えばある程度の安定運転の目安のつ
いた２０分毎に快適度ＰＭＶの算出を行い、それに従っ
て設定室温補正を行うことにより実線９１で示すように
室温変化が円滑に推移し快適な空調効果を得ることがで
きる。

【００２５】以上述べた実施例において、ステップ６８
（図５）の読出し処理で用いた図７においてはＰＭＶ値
に対応する設定温度補正値ΔＴs を冷房運転か暖房運転
かに関係なく両者に共通に設定する例を示した。しかし
ながら、省エネルギー性を向上させるという観点から、
図８に示すように、能力ダウン側の補正（冷房運転時の
設定温度上昇の補正：ＰＭＶ＜−０．３７５の領域、お
よび暖房運転時の設定温度低下の補正：ＰＭＶ＞０．３
７５の領域）は大きい値の補正値（＝＋２．０または−
２．０）まで認めるが、能力アップ側の補正（冷房運転
時の設定温度低下の補正：ＰＭＶ＞０．３７５の領域、
および暖房運転時の設定温度上昇の補正：ＰＭＶ＜−
０．３７５の領域）は小さい値（−２．０→−１．０；
＋２．０→＋１．０）とする。こうすることにより、快
適度を大して損ねることなく省エネルギー運転を達成す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、快
適度を考慮した設定温度補正をタイミングよく実行し、
快適な空調運転を行い、さらに省エネルギー運転を達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和機の制御装置のブロック
図。

【図２】本発明を適用する空気調和機の系統図。

【図３】図１の制御演算処理装置によって実行される処
理の流れの一部を示すフローチャート。

【図４】図１の制御演算処理装置によって実行される処
理の流れの一部を示すフローチャート。

【図５】図１の制御演算処理装置によって実行される処
理の流れの一部を示すフローチャート。

【図６】図１の制御演算処理装置によって実行される処
理の流れの一部を示すフローチャート。

【図７】快適度ＰＭＶ値と設定室温補正値ΔＴs との一
例を示す図表。

【図８】省エネルギー性向上パターンとして設定される
快適度ＰＭＶ値と設定室温補正値ΔＴs との一例を示す
図表。

【図９】設定室温変更時の本発明装置および従来装置に
よる室温制御における室温の時間的推移の一具体例を示
す線図。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 四方弁 ３ 室外熱交換器 ４ 膨張弁 ５ 室内熱交換器 ６ 室外ファン ７ 室内ファン ８ ルーバ １０ 室温センサ １１ 室内熱交換器温度センサ １２ 外気温センサ ２０ 制御演算処理装置 ２１ ドライバ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室温設定手段により設定された設定室温を
   室内の環境条件データから求められる快適度に基づいて
   補正する設定室温補正手段を有し、室温を前記設定室温
   補正手段により補正された設定室温に近付けるように空
   気調和機を制御する空気調和機の制御装置において、 前記設定室温補正手段による補正動作を、前記室温設定
   手段による設定室温の設定時点から起算して所定時間遅
   らせる遅延手段を備えたことを特徴とする空気調和機の
   制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の空気調和機の制御装置にお
   いて、前記設定室温補正手段は、前記快適度を、所定時
   間内の環境条件データの平均値に基づいて算出するもの
   であることを特徴とする空気調和機の制御装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の空気調和機の制
   御装置において、前記設定室温補正手段は設定温度に対
   する補正値が所定値より大きい場合はその補正値をより
   小さい特定の値以下に修正して出力するものであること
   を特徴とする空気調和機の制御装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の空気
   調和機の制御装置において、前記設定室温補正手段は快
   適度の算出にあたり、前記環境条件の一つとして用いる
   室内ファンルーバがスイングしているときは、スイング
   のセンタ角度を風向のデータとして用いることを特徴と
   する空気調和機の制御装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の空気
   調和機の制御装置において、前記設定室温補正手段によ
   って求められた快適度に基づく設定温度補正値を、空気
   調和機の能力アップ側をより小さな値に修正する修正手
   段をさらに備えたことを特徴とする空気調和機の制御装
   置。