JPS63180036A - 室温制御装置 - 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〕 この発明は基塩を制御し、快適な環境を得る空気調和機
などの熱環境機器をコントロールするための室温制御装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、空気調和機などの熱環境機器は、室内空気の加熱
、冷却による室内空気温度制御を主な動作とし、その制
御においてはサーミスタ等を用いて温度のみを検知して
おり１人体の温熱４要素（温度・湿度・気流・ふく射）
の影響全てを考慮した制御はなされていなかった。しか
し、一定温度であっても湿度・気流・ふく射により人体
の温熱感覚は大きく異るものである。例えば暖房時には
室内空気温度が一定に制御されていても、案外温度か低
下すると壁面温度が低下して９人体からのふく射による
熱放散量が増加し１人は寒さを感じる。

このような問題を解決するために１人体が発熱体であり
９人体の温熱感覚は発熱量と放散熱量のバランスにより
決定されるという考えに基づき考案された環境センサが
、４！開昭５９−７１１３８号に示されている。第５図
はこの環境センサの構成図であり１図において、（５１
は金属など熱伝導の大きい材料からなる熱容量（比熱Ｘ
’！１りの大きな熱容量体、（６ｉはこの熱容量体＋５
１を加熱するためＩここれｌζ内接されたヒータ、（７
）は上記熱容量体（５１に内蔵されその温Ｋを検出する
ための測温素子である。

このような構成の環境センナにおいて６例えば。

人体にみたてた熱容量体（５１をヒータ（６］にて加熱
輩一定に加熱し、熱容量体（５１の温度を人の体温程度
とする。温度、気流・ふく射の室内環境に応じて加熱さ
れた熱容量体１５１の表面から放熱が生じ、一定時間か
経過した後、熱的なバランス状態となる。

ヒータ（６ｉによる加熱量および熱容量体（５１の形状
。

大きさを１人体の腫熱量、放熱量が近似されるよう１（
設計することで、加熱量と放熱量のバランスで決まる熱
容量体１５１の温度、即ち、側温索子（７）から検出さ
れるｍ度は人体の温ｍｓ党と相関する。

以下、上記環境センナで検出される上記屋内環境の影響
するｍｙｔを環境温度とする。

上記のような環境センサを用いて！気調相磯等の制御を
すれば９人体の温熱感覚を基準とした室内環境制御を行
うことかでざる。第ｓ図！ゴ一般的な基塩制御装置ｌｔ
＃ζ、上記環境センサを用いて冷凍サイクルを有する窒
気ｖ！４相機を制御する場合の。

楓略構成を示す電気回路図である。図６ｃ２いて。

（２目１富Ｐ３＃ζ設けられる上記環境センナ、（３）
はこの環境センサ１２１の出力をデジタルｇＬ−こ変換
するＡ／Ｄ変洪器、（９）は運転スイッチ、　（ＩＧは
マイクロコンピュータであり、入力回路Ｑｌ）、　ＣＰ
Ｕ１２．出力回路ａ３．およびメモリａ瘤を有している
。入力回路αυには、Ａ／Ｄ変換装童（８）を介して環
境センサ（２）からの環境温度が入力される。（Ｓは上
記出力回路ａ３からの出力によりオン−オフが制御され
る圧縮機であり、この圧縮機−こより１図示されていな
い冷凍サイクルを用いた空気調和機が作動する。

このようＥζ構成された室温制御装置の動作を暖房運転
の場合について第７図、第８図を参照しながら説明する
。第１図はマイクロコンピュータａＧのメモＩＪ　ａ４
）に記憶された暖房運転の場合の１０グラムを示すフロ
ーチャート、＠８図はその＠房運転時の制御特注寵であ
る。

まず、運転スイッチ（９）を押すと運転が開始されステ
ップａｅで設定環境温度ＴＯを設定する。ステップａ１
で環境センサ（２）より検出された環境温度Ｔ１２！＞
ｊ−ｆ（／ロコンピュータ＜１（ｌに入力され、ステッ
プσａでは０ＰＵＱ２において、入力された環境温度Ｔ
１と上記設定環境温度ＴＯとか比較される。環境温度［
１が設定環境温度ＴＱを所定温度ｔｏ以上下目つていれ
ばステップ＋１９で圧縮機α滲をオン、上回っていれば
ステップＱＩＪｌζて圧縮機Ｉオ乙環境温度Ｔ１が設定
環境温度ＴＯを中心に所定温度幅ｚｔＯ内であればステ
ツ７ＣＩυで圧縮機α９はそのままの状態つまり運転状
態のままか、停止状態のままとする。

このような動作により第８図（ａｌに示すような制御特
性が得られる　この図１ζみるように運転開始後、室内
の空気温度（以下室温とする〕とともに少し遅れて環境
温度が上昇しているうこの遅れは熱容量体（５１の熱容
量の影響であり、この環境温度が圧縮機ａ３のオフ温度
（Ｔｏ＋Ｔｏ）に達すると圧縮ａＡ１１５はオフする。

圧縮機ａ！１のオフにより室温は低下し始めるが、環境
温度の方はすぐに低下し、はじめず、少し上昇を秩けた
後、低下する。また環境温度か圧縮機ａｃＪのオン温度
に達すると圧縮機（１５はオンし、室温と、これｌζ絖
く環境温度は再び上昇する。以下同様にして環境温度は
設定環境温度付近に保たれる。

〔発明が解決しようとする間賄点〕

従来の室温側＠ｌｆｃ嘘は以上のように構成され。

環境センサの熱容量体の熱容量の影響で、室温に対し検
出される環境温度力３遅れを生じるので９例えば環境温
度が圧縮機オフ温度になったときに室温はすでに必要以
上の温度となっており、この室温に追従して環境温度は
さらに上昇する。その結果第８図（ｂ）に示すようなサ
ーミスタを用いた室温の劃−の場合よりも室温のティ７
アレンシヤルが大キくなる。この大きなディファレンシ
ャルで室温ならび５ζ環境温度が激しく上下するので、
室内の居住者が着さ、寒さを感じ不快になるという問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、環境センサの出力の環境温度が、大きなディ
ファレンシャルで激しく上下動することなく安定した制
御の行える基塩制＠装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかがる室温制御装置は、案内の空気温度を検
出し、その基準温度との差により室温制御する室温制御
装置に、ヒータで加熱され室内環境に応答する熱容量体
の温度を検出する測温索子からなる環境センサ、および
この環境センサからの出力により環境温度を所定値に保
つように上記基準温度を変更する基準温度変更手段を備
えたものである。

〔作用〕

この発明においては、室温センサｌこより室温制御が行
われ、かつこの室温センサの基準温度が。

環境センサからの出力に基づき環境温度を所定値に保つ
ように基準温度変更手段により変更される。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明による室温制御装置の一実施例を示す
全体構成図である。この実施例は、第１図に示すように
、室内に備えられその空気＠度を検出する室温センサ（
１）と、同じく室内に備えられた上記環境センサ（２）
とを備え、上記室温センサ（１）の出力をその基準温度
と比較し、その麦に応じて圧縮機αツをオンオフ制御す
る室温制御手段（３）により窟内の空気温度を制■する
とともに、基準温度変更手段（４１＃こより上記環境セ
ンサ（２）の出力する環境温度と設定された設定環境温
度とを一定時間ごとに比較して、環境温度が設定環境温
度より高いとき上記室温センサ（１）の基準温度を下げ
、逆に低いとき上記室温センサの基準温度を上げるよう
に変更するように構成されている。

第２図は第１図の実施例の電気接続を示す回路図である
。図中ｆ２１．　＋８１へ（Ｌ５は第８図に示した従来
のものと同様のものであり、入力回路αυには環境セン
サ（２）からの他ｌご案内の空気温度を検出する室温セ
ンサ（１）の出力をＡ　／　Ｄ変換装置＠で変換したも
のも入力されるようになっている。

次に上記実施例の動作を暖房運転の場合Ｊコついて第３
図、第４図を参照しながら説明する。第３図４２−ｒ　
（クロコンピユータαＧのメセリＵ＃ｃ紀憶された暖房
運転のプログラムを示すフローチャート。

第４図はその暖房運転時の制御％注口である。

まず、運転スイッチ（９）を押すと運転か開始され第３
図のステップ（ハ）で初期基準温度および設定環境温度
が設定される。矢にステップ（２）〜鏝からなる室温制
御動作が開始される。この動作では室温センサ（１）で
検出される室温Ｔ５をその基準温度Ｔ２と比較しくステ
ップ＠）、室温Ｔ３が基準温度Ｔ２を所定値ｔｏ以上下
回っていれば圧縮機（１５オン（ステップ＠）、逆に上
回っていれば圧縮機側オフ（ステップ＠）、はぼ等しけ
れば圧縮機ｃＩｓはその時の状態を維持する（ステップ
（至）ン。この動作により室温は所定時間中基準温度Ｔ
２付近に保たれる。また、Ｐｆｒ定時間経過毎（ステッ
プ■）にステップ■〜鏝からなる基準温度変更動作が行
なわれる。この動作では環境センサ（２）から出力され
た環境温度Ｔ１と設定環境温度ＴＯを比較しくステップ
（７）、０υ）、Ｔ１がＴＯを所定値以上下回っていれ
ば上記室温センサの基準温度を、その時の基準温度から
ある値上げ（ステップ国〕、逆に上回っていれば、上記
室温センサの基準温度をある値下げ（ステップ＠）、ま
たＴ１がＴＯにほぼ等しければその時の室温を基準温度
とする（ステップ鏝〕。

基準温度の変更幅はＴＯとＴ１の差により求める。

このようｌζして変更された基準温度に基づき再び上記
室温制御動作が行われ、室温がその変更された基準温度
付近に保たれる結果、環境温度が一定に保たれる。この
暖９運転の制御特注を第４図に示し、まず初期基準温度
を目標に暖房運転が開始され、室温が上がるにつれ環境
センサ（２）の検出する環境温度Ｔ１も上がる。所定時
間経過毎に上記基準温度変更動作が行われ、Ｔ１がＴＱ
に達していなければ基準温度は上がり（第４（８）中Ａ
）、ＴｌがＴｏとほぼ等しいとその時の室温を基準温度
としく第４図中Ｂ）、ＴｌがＴＱを越えると基準温度が
下げられている（第４図中Ｃ）。その結果環境温度が一
定に保たれることになる。このようにして環境変化に対
し、追従性の遅い環境センサを用いながらも環境温度が
ほぼ安定した木目細い制御が行われる。

上記実施例は暖房運転について説明したが、冷房運転に
ついては圧縮機ａＳのオンオフを逆にすればよく、また
圧縮機のオンオフによる室温制御でなくとも１例えば回
転数制御によるものでも同様であり、さらｌこ冷凍サイ
クルを用いた空気調和機に限らず、燃焼式や電熱式、温
冷水式の熱環境機器ｌζついても同様に実施し得るもの
である。加えて、上記実施例においては所定時間毎に基
準温度変更動作を行うようｌこしたが、これは環境温度
が設定環境温度を所定値離れたとき行うようにしてもよ
い。

なお、上記実施例においては、熱容量体（５１をヒータ
（６）で一定に加熱することにより、測温素子（７）で
検出される熱容量体（５１の温度を人の温熱感覚と相関
する環境温度として室温制御に用いたが、これに限られ
るものではない。例えは測温素子（７）で検出される熱
容量体（５１の温度を一定ｌζ保つようにヒータ（６）
を制御すると、熱容量体（５１からの放散熱量が人の温
熱感覚と相関する。従って熱容量体（５１の温度を一定
にするために放散熱量が増えたということは９人が寒く
感じるようになったということである。そこで、この放
散熱量、またはこれｌζ相当するヒータ（６）の発熱量
を制御する電圧、電流。

電力等に相当する信号を庭温制御に用いてもよい。

前者の放散熱１ｋを用いる場合は、熱容量体（５１Ｃζ
熱量計を設けておき、また熱容量体（５）の温度を一定
に保つようにヒータ（６；を制御しておく。そしてこの
熱１：計により検出される放散熱量が大きくなったとき
は室温の基準温度を上げ、放散熱量が小さくなったとき
は逆にこの基準温度を下げるようにすれば、放散熱量が
一定に保たれ、この放散熱量ｌζ相関する人の温熱感覚
も一定に保たれる。また後者の場合は、熱容量体（５１
の温度を一定に保つように制御するヒータ（６＋へ供給
される電圧、電流もしくは電力に相当する信号を検出す
る手段を設けておく。そしてこの電圧等が大きくなった
ときはヒータ（６：の発熱量が増えた亡き（すなわち寒
く感じるときコなので、室温の基準温度を上げ、逆に電
圧尋が小さくなったおきは、この基準温度を下げるよう
にすればよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明ｌζよれば、室温センｔｌζより
検出される案内の空気温度を基準温度に保つように温度
制御する室温制御装置に、ヒータで加熱され室内環境に
応答する熱容量体の温度を検出する鉢１温素子からなる
環境センサと、この環境センサからの出力信号を所定値
に保つように上記基準信号を変更する基準温度変更手段
を設けたので居住する人の温熱感覚が安定してほぼ一定
となる室温制御力１できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による室温制御装置の一実施例を示す
全体構成図、第２図はその電気的接続をブロックで示す
回路図、Ｎ３図はぞの動作を示アフローチャート、第４
図はその制御Ｉ４性図、第５図は環境センサの構成図、
第６図は従来の嵐温制御装置の電気的接ａを示すブロッ
ク回路図、第７図はその動作を示すフローチャート、第
８図はその制御特性図およびサーミスタを用いた場合の
室温制御特性図である。 図Ｉこおいて、（１１は室温センサ、（２）は環境セン
ナ。 （３）は室温制御手段、（４１は基準温度変更手段であ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）室内の空気温度を検出する室温センサ、この室温
   センサの出力とその室温センサの基準温度との差により
   室温制御を行うものにおいて、ヒータで加熱され室内環
   境に応答する熱容量体の温度を検出する測温素子からな
   る環境センサ、およびこの環境センサからの出力信号を
   所定値に保つように上記基準温度を変更する基準温度変
   更手段を備えたことを特徴とする室温制御装置。
2. （２）室内の空気温度を検出する室温センサ、この室温
   センサの出力とその室温センサの基準温度との差により
   室温制御を行うものにおいて、ヒータで加熱され室内環
   境により変化する熱容量体の温度を検出する測温素子か
   らなる環境センサ、およびこの環境センサからの出力で
   ある環境温度とその設定環境温度とを比較し、環境温度
   が設定環境温度より高いとき上記室温センサの基準温度
   を下げ、逆に低いとき上記室温センサの基準温度を上げ
   るように変更する基準温度変更手段を備えたことを特徴
   とする室温制御装置。
3. （３）環境温度と設定環境温度との比較は所定時間毎に
   行うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の室温制御装置。
4. （４）室温センサの基準温度の変更は環境温度と設定環
   境温度との差が所定値以上のとき行うようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項または第３項記載の室
   温制御装置。