JPWO2017183083A1

JPWO2017183083A1 - 空気調和システム

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Publication number: JPWO2017183083A1
Application number: JP2018512661A
Authority: JP
Inventors: 和恭池
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2036-04-18
Also published as: JP6501973B2; WO2017183083A1

Abstract

空気調和システム（１０）は、室内に配置された室内機（２）により調和空気を室内に吹き出す空気調和機（１）と、室内に配置されて送風ファンにより室内の空気を取り込んで任意の方向に送り出す送風機（６）と、室内における室内機（２）の外部の領域に配置されて周辺の温度の計測を行う温度計測器（８）と、を備える。空気調和機（１）は、空気調和機（１）および送風機（６）の送風を制御する空気調和機制御部（４）を備え、空気調和機制御部（４）は、温度計測器（８）における計測結果に基づいて送風機（６）の送風を制御する。

Description

本発明は、室内の空気を調和する空気調和システムに関する。

従来、空気調和機の室内機から送り出された調和空気を送風機が中継して、室内機単体では送風が困難な空間に対して調和空気を搬送する空気調和システムが知られている。

このような空気調和システムとして、特許文献１には、室内における室内機ユニットまたは送風ユニットの近くに人がいるかどうかを判別する人感センサを備え、人感センサからの入力信号を元に制御ユニットが室内機ユニットおよび送風ユニットの少なくとも一方の送風を制御する空気調和システムが開示されている。

特開２０１２−３２０３８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の空気調和システムは、人体検知を実施した際に風力を落とすように制御するため、人体検知の頻度または風力源と人体との位置関係によっては、効果的に空気調和が行われなくなる、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より少ない台数の室内機で調和空気を室内空間全体に均一に伝搬することができる空気調和システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる空気調和システムは、室内に配置された室内機により調和空気を室内に吹き出す空気調和機と、室内に配置されて送風ファンにより室内の空気を取り込んで任意の方向に送り出す送風機と、室内における室内機の外部の領域に配置されて周辺の温度の計測を行う温度計測器と、を備える。空気調和機は、空気調和機および送風機の送風を制御する空気調和機制御部を備え、空気調和機制御部は、温度計測器における計測結果に基づいて送風機の送風を制御する。

本発明にかかる空気調和システムは、より少ない台数の室内機で調和空気を室内空間全体に均一に伝搬することができる空気調和システムが得られる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる空気調和システムの概略構成を示す模式図本発明の実施の形態１にかかる空気調和システムの構成を示す図本発明の実施の形態１における空気調和システムの制御処理の流れを説明するフローチャート本発明の実施の形態２における空気調和システムの制御処理の流れを説明するフローチャート本発明の実施の形態３における空気調和システムの制御処理の流れを説明するフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる空気調和システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１０の概略構成を示す模式図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１０の構成を示す図である。本実施の形態１にかかる空気調和システム１０は、室内空間Ｓ内の空気を冷房、暖房また除湿するなどして、所望の設定条件に空気調和するシステムである。

空気調和システム１０は、室内機２および室外機３を有する空気調和機１と、リモコン５と、送風機６と、温度計測器８と、を備える。空気調和機１と、リモコン５と、送風機６と、温度計測器８とは、互いに情報の双方向通信が可能である。

空気調和機１は、基本的に一般的な空気調和機の機能を有し、室内に配置された室内機２と、屋外に配置された室外機３とを備える。室内機２と室外機３とは、互いに情報の双方向通信が可能な状態で接続されている。また、室内機２と室外機３とは、冷媒を循環させる冷媒回路により接続されている。空気調和機１は、図示しない外部電源により、動作するための電力が供給される。

室内機２は、基本的に一般的な空気調和機の室内機の機能を有し、室内機２が配置された室内の空間である室内空間Ｓに存在する空気と冷媒回路中を流れる冷媒との熱交換を行う室内熱交換器２１と、室内熱交換器２１で熱交換された調和空気を室内機２から室内空間Ｓに送り出す送風ファン２２と、調和空気を室内機２から室内空間Ｓに送り出す方向を調整する風向調整器２３と、を備えている。また、室内機２は、室内空間Ｓにおける床温、壁温、天井温の温度の計測を行う室内温度センサ２４と、室内機２との送風機６の相対位置を検出する送風機位置センサ２５と、室内機２との温度計測器８の相対位置を検出する温度計測器位置センサ２６と、室内機２の運転状態の表示を行う表示器２７と、ユーザに対して各種通報を行う音声発生器２８と、室内空間Ｓから室内機２に吸い込まれる調和前の空気温度を測定するサーミスタ２９と、を備えている。

本実施の形態１において、室内機２は壁掛け型とされている。ただし、室内機２の形態については特に制約はなく、室内機２の形態は壁掛け型に限定されず、天井吊下げ型であってもよく、さらには天井埋め込み型であってもよい。

本実施の形態１においては、送風機位置センサ２５には、後述する送風機６に内蔵された赤外線発生器６３が発生する赤外線を受光して、室内機２と送風機６との間の距離の測定を行う赤外線センサが用いられる。また、送風機位置センサ２５は、送風機６の位置を画像認識によって検出する方式のセンサであってもよい。なお、送風機６の位置検出の手段については、特に制約はない。

温度計測器位置センサ２６の位置検出手段については、送風機位置センサ２５と同様に赤外線センサが用いられる。また、温度計測器位置センサ２６は、温度計測器８の位置を画像認識によって検出する方式のセンサであってもよい。なお、温度計測器８の位置検出の手段については、特に制約はない。

また、本実施の形態１においては、調和前の室内空気の温度を精度良く測定するために、室内温度センサ２４とサーミスタ２９とが室内機２の内部に個別に設けられた構成とされているが、室内温度センサ２４がサーミスタ２９の機能を兼ねてもよい。

空気調和機制御部４は、空気調和システム全体および送風機６の動作を制御する制御処理を実行する制御部であるＣＰＵ４１と、ＣＰＵ４１が動作する際に使用するソフトウェアおよび空気調和システムの制御において使用および生成される各種情報が記録されるメモリ４２と、室内機２、室外機３、リモコン５、送風機６、温度計測器８との情報送受信を実施するための送受信部４３とを備えている。なお、本実施の形態１においては、空気調和機制御部４は室内機２の一部として内蔵する形となっているが、独立した筺体内に配置された構成であってもよい。また、空気調和機制御部４は、室外機３に内蔵された構成であってもよい。

本実施の形態１においては、室内機２と送風機６と温度計測器８とリモコン５とは、電波による無線通信で情報交換する構成とされているが、通信の構成はこれに限定されない。室内機２と送風機６と温度計測器８とリモコン５とは、例えば赤外線通信による無線通信で情報交換する構成とされてもよく、また、有線通信で情報交換する構成とされてもよい。また、本実施の形態１においては、室内機２と送風機６と温度計測器８とリモコン５とは、同じ室内空間Ｓに配置されているが、電波による無線通信または有線通信により情報交換する構成とされている場合は、上記の構成部は、異なる室内空間に配置されていてもよい。

また、本実施の形態１においては、空気調和システム１０の中に室内機２が１台配置される構成とされているが、２台以上の複数台の室内機２が配置された構成であってもよい。空気調和システム１０における室内機２の台数については、特に制約を設けない。

室外機３は、基本的に一般的な空気調和機の室外機の機能を有し、室外の空気と冷媒回路中を流れる冷媒との熱交換を行うための室外熱交換器３１と、室外に風を送り出すファン３２と、冷媒回路において冷媒圧縮を行うコンプレッサ３３と、圧力および各種温度を測定するための各種のセンサ３４とを備えている。なお、本実施の形態１において室外機３は、一般的な空気調和機における室外機ユニットとしての機能を備えていればよく、詳細な構成には特に制約はない。

また、本実施の形態１にかかる空気調和機１は、室内機２と室外機３とが互いに分離されたセパレート型の空気調和機であるが、室内機２と室外機３とが同一の筺体に納められた一体型の空気調和機ユニットとなって用いられてもよい。したがって、本実施の形態１においては、室内を冷房、暖房また除湿するといった空気調和機としての一般的な機能を実現する構成には、特に制約はない。

リモコン５は、室内機２および送風機６に対して指示情報である操作コマンドを送信および空気調和システムの各構成要素からの情報の受信を行う情報送受信部としての機能と、空気調和システムの各構成要素に関する各種情報を表示する情報表示部としての機能を有する。リモコン５は、図示しない内蔵された内蔵電源により、動作するための電力が供給される。

リモコン５は、リモコン５の操作、および必要に応じて空気調和システムの各構成要素の情報収集にかかわる処理全般を実行する制御部であるＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１が動作する際に使用するソフトウェアおよび空気調和システムの制御において使用および生成される各種情報が記録されるメモリ５２と、操作コマンドの送信および各構成要素からの情報の受信に使用される送受信部５３と、を備える。また、リモコン５は、操作情報、空気調和システムの運転情報および空気調和システムの各構成要素から受信した情報といった各種情報の表示を行う表示部５４と、各種通報を行うための音声発生器５５と、ユーザから操作を受け付けるための操作部５６と、を有している。

送風機６は、室内の空気を吸い込み、羽の向きを自由に変化させて任意の方向に風を送り出すことができる機構を有している。送風機６は、室内機２の内部の空気調和機制御部４、またはリモコン５から送信される指令情報に基づいて、送り出す風の風向の制御を行う。送風機６は、図示しない外部電源により、動作するための電力が供給される。

送風機６は、室内の空気を吸い込んで風として送り出すための送風ファン６１と、送風ファン６１が風を送り出す方向を調節するための風向調整モータ６２と、送風機位置センサ２５が送風機６の位置を検出する際に利用する赤外線を発生する赤外線発生器６３と、を備えている。送風機６は、室内の任意の位置に設置が可能である。

送風機６の中には、送風機６を制御するための送風機制御部７が内蔵されている。送風機制御部７は、送風機６の制御全般を実行する制御部であるＣＰＵ７１と、ＣＰＵ７１が動作する際に使用するソフトウェアおよび送風機６の制御において使用、生成、送受信される各種情報が記録されるメモリ７２と、空気調和機制御部４およびリモコン５との情報の送受信を行うための送受信部７３と、を備える。また、送風機制御部７は、送風機６の運転状態および情報の送受信の内容といった各種情報の表示を行う表示器７４と、各種通報を行うための音声発生器７５と、送風機６を操作するための指示情報をユーザから受け付ける操作部７６と、を備える。なお、送風機６の詳細な構成は、必要に応じて任意の機能要素が追加されていてもよい。

本実施の形態１においては、空気調和システム１０の中に送風機６が一つだけ配置された構成とされているが、空気調和システム１０は複数台の送風機６が配置された構成であってもよい。空気調和システム１０における送風機６の台数については、特に制約を設けない。

温度計測器８は、情報送受信処理および計測した温度を送受信可能な形式に変換する処理を含む温度計測器８の制御全般を実行する制御部であるＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１が動作する際に使用するソフトウェアおよび温度計測器８の制御において使用、生成、送受信される各種情報が記録されるメモリ８２と、空気調和機制御部４との情報送受信を行うための送受信部８３と、計測した温度情報および情報送受信の内容といった各種情報の表示を行う表示器８４と、室内における床温、壁温、天井温といった温度計測器８が配置された箇所の周辺の温度の計測を行う室内温度センサ８５と、温度計測器位置センサ２６が温度計測器８の位置を検出する際に利用する赤外線を発生する赤外線発生器８６と、を備える。温度計測器８は、図示しない外部電源または内蔵された内蔵電源により、動作するための電力が供給される。

また、本実施の形態１においては、室内温度センサ８５とサーミスタ８６とが温度計測器８の内部に個別に設けられた構成とされているが、室内温度センサ８５がサーミスタ８６の機能を兼ねてもよい。

本実施の形態１においては、空気調和システム１０の中に温度計測器８が一つだけ配置された構成とされているが、空気調和システム１０は複数台の温度計測器８が配置された構成であってもよい。空気調和システム１０における温度計測器８の台数については特に制約を設けない。

つぎに、図１から図３を参照して、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１０の動作について説明する。図３は、本発明の実施の形態１における空気調和システム１０の制御処理の流れを説明するフローチャートである。なお、本実施の形態１にかかる空気調和機１において行われる空調は、一般的な空気調和機と同じ冷凍サイクルシステムによる冷暖房運転であり、具体的な動作説明は省略する。また、室内機２、送風機６、温度計測器８およびリモコン５の間における無線電波信号の送受信は、既定の通信方式を介して双方向通信可能となっているものとする。

図３を参照して、本実施の形態１における空気調和システム１０の制御の流れを説明する。なお、図３に示す制御の流れは、一般的な空気調和機の空気調和動作に加えて、予め設定された既定の一定周期で繰り返し実行される処理である。

まず、ステップＳ１１０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、室内空間Ｓに配置された送風機６の位置を検出する位置検出処理を実施する。ＣＰＵ４１は、送風機位置センサ２５で得られた検出結果である送風機６の位置情報に基づいて室内機２と送風機６との相対的な位置関係を解析して、室内機２と送風機６との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を生成する。ＣＰＵ４１は、生成した位置関係データを、空気調和機制御部４のメモリ４２に記憶させる。

送風機位置センサ２５による送風機６の位置検出に成功した際、送風機６の電源がオフである場合は、室内機２のＣＰＵ４１は、送風機６の電源をオンにして起動するように、送風機６の起動を指示する起動指令信号を、送受信部４３を介して送風機６に送信する。送風機６のＣＰＵ７１は、送受信部７３を介して起動指令信号を受信すると、起動指令信号に従って送風機６の電源をオンにして送風機６を起動させる。

この場合の送風機６の電源がオフである状態は、送風機６の外部から信号を受信して動作を開始できる待機状態である。待機モードでは、実際の送風動作を行う送風ファン６１と風向調整モータ６２との動作は停止している。一方、待機モードでは、赤外線発生器６３は赤外線を発生しており、少なくとも送受信部７３およびＣＰＵ７１は室内機２から送信される信号を受信して該信号に基づいて動作可能な状態になっている。すなわち、送風機６は、ステップＳ１１０における室内機２からの位置検出および電源起動を可能とするため、電源オフ時においても、少なくとも赤外線発生器６３、ＣＰＵ７１および送受信部７３については常時通電状態とされている。

なお、送風機６は、送風機６の起動を指示する起動指令信号または送風機６の停止を指示する停止指令信号を、室内機２のＣＰＵ４１またはリモコン５のＣＰＵ５１から受信することにより、起動または停止の切換が可能である。

つぎに、ステップＳ１２０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、室内空間Ｓに配置された温度計測器８の位置検出処理を実施する。ＣＰＵ４１は、温度計測器位置センサ２６で得られた検出結果である温度計測器８の位置情報に基づいて室内機２と温度計測器８との相対的な位置関係を解析して、室内機２と温度計測器８との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を生成する。ＣＰＵ４１は、生成した位置関係データを、空気調和機制御部４のメモリ４２に記憶させる。

つぎに、ステップＳ１３０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、温度計測器８が計測して保持している、温度計測器８の周辺の温度データの取得を実施する。ＣＰＵ４１は、温度計測器８の周辺の温度データを要求する温度データ要求指令を、送受信部４３を介して温度計測器８に対して送信する。

温度計測器８のＣＰＵ８１は、送受信部８３を介して温度データ要求指令を受信すると該温度データ要求指令に応答して、保持している温度計測器８の周辺の温度データを、送受信部８３を介して空気調和機制御部４に送信する。

つぎに、ステップＳ１４０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、温度計測器８から送信された温度計測器８の周辺の温度データと、空気調和機制御部４のメモリ４２に保持されており空気調和機１における現在の空調の目標温度を示す空調の設定温度との温度差分を演算する。ＣＰＵ４１は、演算によって得られた温度差分の情報を空気調和機制御部４のメモリ４２に記憶させる。

つぎに、ステップＳ１５０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、ステップＳ１４０で得られた温度差分と、空気調和機制御部４のメモリ４２にあらかじめ保持している既定の動作開始閾値とを比較し、温度差分が動作開始閾値よりも大であるか否かを判定する。動作開始閾値は、温度差分の大きい領域への送風機６による送風を開始するか否かを判定するための既定の基準値である。本実施の形態１における動作開始閾値は、温度計測器８およびその周辺への送風機６による送風を開始するか否かを判定するための既定の基準値である。なお、動作開始閾値は、空気調和システム１０が使用される環境条件といった諸条件に合わせて、任意の値に調整が可能である。

温度差分が動作開始閾値よりも大きい場合は、すなわちステップＳ１５０においてＹｅｓの場合は、ＣＰＵ４１はステップＳ１６０に処理を進める。一方、温度差分が動作開始閾値以下である場合は、すなわちステップＳ１５０においてＮｏの場合は、ＣＰＵ４１はステップＳ１８０に処理を進める。

温度差分が動作開始閾値よりも大きい場合は、すなわちステップＳ１５０においてＹｅｓの場合は、温度計測器８の周辺について効果的な空気調和が実施されていない場合に対応している。したがって、ステップＳ１６０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１は、送風機６での送風における風向および風速の指令値を決定する処理を実施する。

ＣＰＵ４１は、ステップＳ１１０でメモリ４２に記憶した室内機２と送風機６との相対位置関係情報と、ステップＳ１２０でメモリ４２に記憶した室内機２と温度計測器８との相対位置関係情報とを使用して、送風機６と温度計測器８との相対位置関係を解析し、解析結果に基づいて、送風機６から温度計測器８の方向に向かって風を送り出せるように送風機６での送風における風向の指令値を決定する。また、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１１０でメモリ４２に記憶した送風機６の相対位置関係情報と、ステップＳ１２０でメモリ４２に記憶した温度計測器８の相対位置関係情報、およびステップＳ１４０でメモリ４２に記憶した温度差分の大きさとに基づいて、送風機６での送風における風速を決定する。ステップＳ１６０における送風機６での送風における風向および風速の指令値の決定は、調和空気を温度計測器８の位置および周辺に送り込み、温度ムラのない室内空間Ｓを作り出すために行われる。

ここで、例えば、室内機２および室外機３が暖房運転で動作を開始しようとしている状況において、暖房動作の事前の準備時間が必要な場合においては、調整されていない空気の送風を避ける目的で、ステップＳ１６０の処理において、準備時間に対応する期間中の風速の指令値を送風機６の送風ファン６１を回転させないファン無回転に相当する値としてもよい。

また、送風機６での送風運転が既に実施されている場合においては、現在の送風運転における風向および風速とは関係なく、新たに風向および風速の指令値が決定される。

また、ステップＳ１６０において決定される送風機６での送風における風向の指令値について、例えば室内空間Ｓにおける広範囲にわたって温度調整が必要である場合は、送風機６の送風ファン６１にスイングの動作を実施させる指令を生成してもよい。なお、ステップＳ１６０の処理において、送風機６での送風における風向および風速の指令値を決定するための条件として、他のどのようなデータが参照されてもよい。

つぎに、ステップＳ１７０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、ステップＳ１６０において決定した送風機６での送風における風向および風速の指令値を、送受信部４３を介して送風機６に送信する。

送風機６の送風機制御部７のＣＰＵ７１は、送受信部７３を介して風向および風速の指令値を受信すると、該指令値を送風ファン６１と風向調整モータ６２との駆動制御に反映させて、送風動作を実施する制御を行う。この場合、送風機６が既に送風を実施している場合には、ＣＰＵ４１は、風向および風速の設定を、現在の設定から該指令値における指令値に変更して送風動作を実施する制御を行う。

例えば室内機２単体では調整空気を送り込むことが難しい室内空間Ｓにおける室内機２から遠い領域または障害物の陰に温度計測器８を設置しておき、上記のように室内機２に連動させて送風機６を動作させる。これにより、空気調和システム１０では、室内機２の台数を増やすことなく、より少ないエネルギーで、室内機２から遠い領域または障害物の陰にも調整空気を伝搬させることができる。

ここで、例えば、送風機６の機能の一部に異常を検出した場合において、送風機制御部７のＣＰＵ７１は、室内機２のＣＰＵ４１より受信した風向および風速の指令値を破棄し、送風機６の送風動作を停止させることができる。送風機６の動作を決定するための条件として、他のどのようなデータが参照されてもよい。

一方、温度差分が動作開始閾値以下である場合は、すなわちステップＳ１５０においてＮｏの場合は、温度計測器８の周辺について効果的な空気調和が実施されている場合に対応している。したがって、ステップＳ１８０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、ステップＳ１４０で得られた温度差分と、空気調和機制御部４のメモリ４２にあらかじめ保持している既定の動作停止閾値とを比較し、温度差分が動作停止閾値より小であるか否かを判定する。動作停止閾値は、送風機６の動作を停止させるか否かを判定するための基準値である。なお、動作停止閾値は、空気調和システム１０が使用される環境条件といった諸条件に合わせて、任意の値に調整が可能である。

温度差分が動作停止閾値よりも小さい場合は、すなわちステップＳ１８０においてＹｅｓの場合は、ＣＰＵ４１はステップＳ１９０に処理を進める。温度差分が動作停止閾値よりも小さい場合は、すなわちステップＳ１８０においてＹｅｓの場合は、温度計測器８の周辺について効果的な空気調和が実施されている場合に対応している。したがって、ステップＳ１９０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１は、送風機６での送風を停止させる処理を実施する。

すなわち、ＣＰＵ４１は、送受信部４３を介して送風停止指令信号を送風機６に送信する。送風機６の送風機制御部７のＣＰＵ７１は、送受信部７３を介して送風停止指令信号を受信すると、送風停止指令信号を送風ファン６１と風向調整モータ６２との駆動制御に反映させて、送風動作を停止させる制御を行う。なお、もともと送風機６が送風動作を行っていない場合には、ＣＰＵ７１は、制御は行わない。

一方、温度差分が動作停止閾値以上、且つ動作開始閾値以下である場合は、すなわちステップＳ１８０においてＮｏの場合は、ＣＰＵ４１は一連の送風機６の制御処理を終了する。この場合、送風機６が既に送風を実施している場合には、ＣＰＵ４１は現在の風向および風速の設定で送風を継続させる制御を行う。また、送風機６が送風を実施していない場合には、ＣＰＵ４１は、送風を実施せずに送風機６の制御処理を終了する。

上記においては、温度計測器８が１台である場合を例にとって説明したが、例えば２台以上の温度計測器８を室内空間Ｓに設置しておき、最も設定温度との差分が大きい温度を計測している温度計測器８の位置に対して送風機６が送風を行うように、室内機２のＣＰＵ４１が制御を行ってもよい。

上述したように、本実施の形態１にかかる空気調和システム１０は、温度計測器８の周辺の温度と設定温度との差分に基づいて、送風機６による温度計測器８の位置および温度計測器８の周辺の領域への送風を自動で制御できる。これにより、室内機２だけでは空気調和が難しい大空間においても、室内機２からの調和空気が届かない領域に温度計測器８を配置しておき、室内機２の空調動作に送風機６の送風動作を連動させることで、温度計測器８の位置および周辺の領域に調和空気を自動で送風できるため、大空間の空気調和を効率的に実現できる。

すなわち、空気調和システム１０は、室内機ユニット単独での空調動作に加えて、室内機２での空調および送風機６での送風を連動して自動で制御できるため、室内機２で生成された調和空気を、室内空間Ｓにおける室内機２の送風可能範囲外の広範囲の領域にも均一に供給することが可能となる。

したがって、本実施の形態１にかかる空気調和システム１０は、室内機２の台数を増やすことなく、より少ない台数の室内機２で、且つより少ないエネルギーで調和空気を室内空間Ｓの全体に均一に伝搬することができる空気調和システムを実現できる。

実施の形態２．
上述した実施の形態１では、温度計測器８が計測する温度計測器８の周辺の温度データに基づいて送風機６の動作を制御する場合について説明した。空気調和システム１０は、温度計測器８を使用する以外にも、室内機２に内蔵されている室内温度センサ２４が取得するデータを使用して送風機６の動作を制御することが可能である。本実施の形態２では、温度計測器８を使用せずに、室内機２に内蔵されている室内温度センサ２４が取得するデータに基づいて送風機６の動作を制御する場合について説明する。

以下、図４を参照して、本実施の形態２における空気調和システム１０の制御の流れを説明する。図４は、本発明の実施の形態２における空気調和システム１０の制御処理の流れを説明するフローチャートである。なお、図４に示す制御の流れは、一般的な空気調和機の空気調和動作に加えて、あらかじめ設定された既定の一定周期で繰り返し実行される処理であるとする。

まず、ステップＳ２１０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、室内空間Ｓに配置された送風機６の位置を検出する位置検出処理を実施する。ステップＳ２１０における処理は、上述した実施の形態１において説明したステップＳ１１０と同様の処理である。

つぎに、ステップＳ２２０において、室内機２の室内温度センサ２４が、室内の床温、壁温および天井温を検出する。室内温度センサ２４は、床、壁および天井の領域をそれぞれ複数の区画に分割したうえで、区画ごとに床温、壁温または天井温の温度計測を行う。各区画は、識別番号が付与されて識別管理される。計測された計測結果である区画ごとの床温、壁温または天井温の温度データは、空気調和機制御部４のメモリ４２に記憶される。

つぎに、ステップＳ２３０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１は、床温、壁温または天井温と、空気調和機制御部４が保持している設定温度との温度差分が最大である区画を特定する。すなわち、ＣＰＵ４１は、室内温度センサ２４が計測した区画ごとの床温、壁温または天井温の温度データを、空気調和機制御部４のメモリ４２から取得する。そして、ＣＰＵ４１は、取得した区画ごとの床温、壁温または天井温の温度データと、空気調和機制御部４のメモリ４２に保持されており空気調和機１における現在の空調の目標温度を示す空調の設定温度との温度差分を演算する。ＣＰＵ４１は、演算によって得られた温度差分の情報を空気調和機制御部４のメモリ４２に記憶させる。この温度差分の情報により、室内の温度分布データが得られる。

つぎに、ＣＰＵ４１は、室内の温度分布データを分析し、すなわち床、壁および天井における全区画の温度差分の情報を比較し、床温、壁温または天井温の温度と空気調和機１における現在の空調の設定温度との温度差分が最大になる区画である温度差分最大区画を特定する。そして、ＣＰＵ４１は、全区画における温度差分の最大値である最大温度差分を有する区画の識別番号、すなわち特定した区画の識別番号と、最大となる温度差分の値、すなわち特定した区画の温度差分の情報とを空気調和機制御部４のメモリ４２に記憶させる。

つぎに、ステップＳ２４０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、ステップＳ２３０で特定した温度差分最大区画の最大温度差分の情報と、空気調和機制御部４のメモリ４２にあらかじめ保持されている既定の動作開始閾値とを比較し、特定した温度差分最大区画の最大温度差分が動作開始閾値よりも大であるか否かを判定する。本実施の形態２における動作開始閾値は、特定した区画への送風機６による送風を開始するか否かを判定するための既定の基準値である。

特定した温度差分最大区画の最大温度差分が動作開始閾値より大きい場合は、すなわちステップＳ２４０においてＹｅｓの場合は、ＣＰＵ４１はステップＳ２５０に処理を進める。一方、最大温度差分が動作開始閾値以下である場合は、すなわちステップＳ２４０においてＮｏの場合は、ＣＰＵ４１はステップＳ２７０に処理を進める。

最大温度差分が動作開始閾値を超えて大きい場合は、すなわちステップＳ２４０においてＹｅｓの場合は、ステップＳ２３０で特定した区画について効果的な空気調和が実施されていない場合に対応している。したがって、ステップＳ２５０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１は、送風機６での送風における風向および風速の指令値を決定する処理を実施する。

ＣＰＵ４１は、ステップＳ２１０でメモリ４２に記憶した送風機６の相対位置関係情報と、ステップＳ２３０で特定してメモリ４２に記憶した区画の識別番号とを使用して、送風機６から特定した温度差分最大区画の方向に向かって風を送り出せるように送風機６での送風における風向の指令値を決定する。また、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２３０でメモリ４２に記憶した、特定した温度差分最大区画の最大温度差分の大きさに基づいて、送風機６での送風における風速を決定する。ステップＳ２５０における送風機６での送風における風向および風速の指令値の決定は、調和空気を特定した温度差分最大区画に送り込み、温度ムラのない室内空間Ｓを作り出すために行われる。

ここで、例えば、室内機２および室外機３が暖房運転で動作を開始しようとしている状況において、暖房動作の事前の準備時間が必要な場合においては、調整されていない空気の送風を避ける目的で、ステップＳ２５０の処理において、準備時間に対応する期間中の風速の指令値を送風機６の送風ファン６１を回転させないファン無回転に相当する値としてもよい。

また、ステップＳ２５０において決定される送風機６での送風における風向の指令値について、例えば室内空間Ｓにおける広範囲にわたって温度調整が必要である場合は、送風機６の送風ファン６１にスイングの動作を実施させる指令を生成してもよい。なお、ステップＳ２５０の処理において、送風機６での送風における風向および風速の指令値を決定するための条件として、他のどのようなデータが参照されてもよい。

つぎに、ステップＳ２６０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、ステップＳ２５０において決定した送風機６での送風における風向および風速の指令値を、送受信部４３を介して送風機６に送信する。

ステップＳ２３０において特定された、温度差分最大区画は、室内機２単体では調整空気を送り込むことが難しい室内空間Ｓにおける室内機２から遠い領域または障害物の陰の領域に対応している。したがって、上記のように室内機２に連動させて送風機６を動作させる。これにより、空気調和システム１０では、室内機２の台数を増やすことなく、より少ないエネルギーで、室内機２から遠い領域または障害物の陰にも調整空気を伝搬させることができる。

一方、最大温度差分が動作開始閾値以下である場合は、すなわちステップＳ２４０においてＮｏの場合は、ステップＳ２３０で特定した区画について効果的な空気調和が実施されている場合に対応している。したがって、ステップＳ２７０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、特定した区画の温度差分である最大温度差分と、空気調和機制御部４のメモリ４２にあらかじめ保持している既定の動作停止閾値とを比較し、最大温度差分が動作停止閾値より小であるか否かを判定する。

最大温度差分が動作停止閾値よりも小さい場合は、すなわちステップＳ２７０においてＹｅｓの場合は、ＣＰＵ４１はステップＳ２８０に処理を進める。最大温度差分が動作停止閾値よりも小さい場合は、すなわちステップＳ２７０においてＹｅｓの場合は、特定した区画について効果的な空気調和が実施されている場合に対応している。したがって、ステップＳ２８０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１は、送風機６での送風を停止させる処理を実施する。

すなわち、ＣＰＵ４１は、送受信部４３を介して送風停止指令信号を送風機６に送信する。送風機６の送風機制御部７のＣＰＵ７１は、送受信部７３を介して送風停止指令信号を受信すると、送風停止指令信号を送風ファン６１と風向調整モータ６２との駆動制御に反映させて、送風動作を停止させる制御を行う。なお、もともと送風機６が送風動作を行っていない場合には、ＣＰＵ７１は、制御を行わない。

一方、最大温度差分が動作停止閾値以上、且つ動作開始閾値以下である場合は、すなわちステップＳ２７０においてＮｏの場合は、ＣＰＵ４１は一連の送風機６の制御処理を終了する。この場合、送風機６が既に送風を実施している場合には、ＣＰＵ４１は現在の風向および風速の設定で送風を継続させる制御を行う。また、送風機６が送風を実施していない場合には、ＣＰＵ４１は、送風を実施せずに送風機６の制御処理を終了する。

例えば空気調和機１による暖房の実施時には、暖気が天井付近に停滞しがちであり、天井付近の温度が高くなりがちである。ここで、温度計測器８が天井に配置されていない場合、空気調和システム１０は、図４のフローチャートに示した本実施の形態２にかかる処理を行うことにより、最大温度差分が動作開始閾値より大である区画に送風機６により送風でき、暖気を撹拌して床付近に流動させる制御を自動で行うことができる。すなわち、空気調和機１は、天井の構造または照明の配置といった都合により温度計測器８が天井に配置されていない場合でも、室内機２に内蔵されている室内温度センサ２４が取得する温度データを使用して送風機６の動作を制御することが可能である。

したがって、空気調和システム１０は、より少ない室内機ユニットで室内空間Ｓの温度ムラを無くす空気調和を、効率良く実施することが可能である。

実施の形態３．
上述した実施の形態２では、空気調和システム１０内に１台の送風機６が設置されている場合について説明した。送風機６は、空気調和システム１０内において複数台が設置されていてもよい。本実施の形態３では、複数台の送風機６が空気調和システム１０内に設置されている場合について説明する。

以下、図５を参照して、本実施の形態３における空気調和システム１０の制御の流れを説明する。図５は、本発明の実施の形態３における空気調和システム１０の制御処理の流れを説明するフローチャートである。なお、図５に示す制御の流れは、一般的な空気調和機の空気調和動作に加えて、あらかじめ設定された既定の一定周期で繰り返し実行される処理であるとする。

まず、ステップＳ３１０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、室内空間Ｓに配置された送風機６の位置を検出する位置検出処理を実施する。ステップＳ３１０における位置検出処理は、上述した実施の形態１において説明したステップＳ１１０と同様の処理である。本実施の形態３では、複数台の送風機６が室内空間Ｓに配置されているため、ＣＰＵ４１は、室内空間Ｓに配置されている全ての送風機６について位置検出処理を実施する。このとき、ＣＰＵ４１は、送風機６が空気調和システム１０内に何台設置されているかの検出も実施する。

つぎに、ステップＳ３２０からステップＳ３４０が実施される。ここで、ステップＳ３２０ではステップＳ２２０と同様の処理が実施される。ステップＳ３３０ではステップＳ２３０と同様の処理が実施される。ステップＳ３４０ではステップＳ２４０と同様の処理が実施される。なお、本実施の形態３では、ステップＳ３４０における動作開始閾値は、ステップＳ３３０で特定した温度差分最大区画への送風機６による送風を開始するか否かを判定するための既定の基準値である。

特定した区画の温度差分である最大温度差分が動作開始閾値より大きい場合は、すなわちステップＳ３４０においてＹｅｓの場合は、ＣＰＵ４１はステップＳ３５０からステップＳ３９０を実施する。ステップＳ３５０からステップＳ３９０では、ＣＰＵ４１は、ステップＳ３６０からステップＳ４００を送風機６の台数分だけ実施する。一方、最大温度差分が動作開始閾値以下である場合は、すなわちステップＳ３４０においてＮｏの場合は、ＣＰＵ４１はステップＳ４１０に処理を進める。

ステップＳ３６０において、ＣＰＵ４１は、各送風機６について送風動作が必要であるか否かを判定する。ＣＰＵ４１は、送風を実施する対象の区画である温度差分最大区画と送風機６との距離、温度差分最大区画への送風の可否、他の送風機６の位置関係といった各種の情報から、複数台設置されている送風機６のうち温度差分最大区画への送風の実施に適した複数台の送風機６を選択する。そして、ＣＰＵ４１は、選択した複数台の送風機６については、送風動作が必要であると判定する。また、ＣＰＵ４１は、選択しなかった他の送風機６については、送風動作が不要であると判定する。

ここで、選択する送風機６の台数を指定する情報である選択台数情報があらかじめメモリ４２に記憶されており、ＣＰＵ４１は、選択台数情報に基づいて複数台の送風機６を選択する。なお、送風機６の配置と温度差分最大区画と位置との関係によっては、選択台数情報に指定された台数に満たなくてもかまわない。

送風機６の送風動作が必要であると判定された場合は、すなわちステップＳ３６０においてＹｅｓの場合は、ステップＳ３７０とステップＳ３８０とが実施される。ここで、ステップＳ３７０ではステップＳ２５０と同様の処理が実施される。ステップＳ３８０ではステップＳ２６０と同様の処理が実施される。

送風機６の送風動作が不要であると判定された場合は、すなわちステップＳ３６０においてＮｏの場合は、ステップＳ４００において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１は、送風動作が不要であると判定された送風機６での送風を停止させる処理を実施する。すなわち、ＣＰＵ４１は、送風動作が不要であると判定された送風機６に送受信部４３を介して送風停止指令信号を送信する。送風動作が不要であると判定された送風機６の送風機制御部７のＣＰＵ７１は、送受信部７３を介して送風停止指令信号を受信すると、送風停止指令信号を送風ファン６１と風向調整モータ６２との駆動制御に反映させて、送風動作を停止させる制御を行う。なお、もともと送風機６が送風動作を行っていない場合には、ＣＰＵ７１は、制御を行わない。

一方、最大温度差分が動作開始閾値以下である場合は、すなわちステップＳ３４０においてＮｏの場合は、ステップＳ４１０とステップＳ４２０とが実施される。ここで、ステップＳ４１０ではステップＳ２７０と同様の処理が実施される。ステップＳ４２０ではステップＳ２８０と同様の処理が実施される。

本実施の形態３では、空気調和システム１０は、本実施の形態３の効果に加え、設定温度と最も温度差がある区画を複数台の送風機６を使用して集中的に空気調和を実施することができる。これにより、本実施の形態３では、空気調和システム１０は、室内空間の温度ムラをより素早く効率的に解消することができる。

また、本実施の形態３では、複数台の送風機６が空気調和システム１０内に設置されているため、空気調和機１は、温度計測器８が計測する温度計測器８の周辺の温度データおよび室内機２に内蔵されている室内温度センサ２４が取得する温度データを用いることにより、室内における複数箇所に対する送風機６の動作を制御することが可能である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１空気調和機、２室内機、３室外機、４空気調和機制御部、５リモコン、６送風機、７送風機制御部、８温度計測器、１０空気調和システム、２１室内熱交換器、２２，６１送風ファン、２３風向調整器、２４室内温度センサ、２５送風機位置センサ、２６温度計測器位置センサ、２７表示器、２８音声発生器、２９，８６サーミスタ、３１室外熱交換器、３２ファン、３３コンプレッサ、３４センサ、４１，５１，７１，８１ＣＰＵ、４２，５２，７２，８２メモリ、４３，５３，７３，８３送受信部、５４，７４，８４表示器、５５，７５音声発生器、５６，７６操作部、６２風向調整モータ、６３赤外線発生器、８５室内温度センサ、Ｓ室内空間。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる空気調和システムは、室内に配置された室内機により調和空気を室内に吹き出す空気調和機と、室内に配置されて送風ファンにより室内の空気を取り込んで任意の方向に送り出す送風機と、室内における室内機の外部の領域に配置されて周辺の温度の計測を行う温度計測器と、を備える。空気調和機は、空気調和機および送風機の送風を制御する空気調和機制御部と、室内機と温度計測器との相対的な位置に関する相対位置を検出する温度計測器位置センサと、を備える。空気調和機制御部は、温度計測器における計測結果に基づいて送風機の送風を制御し、温度計測器位置センサにより得られた検出結果に基づいて、室内において送風機による送風を実施する領域を特定する。

まず、ステップＳ１１０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、室内空間Ｓに配置された送風機６の位置を検出する位置検出処理を実施する。ＣＰＵ４１は、送風機位置センサ２５で得られた検出結果である送風機６の位置情報に基づいて室内機２と送風機６との相対的な位置関係を解析して、室内機２と送風機６との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を生成する。ＣＰＵ４１は、生成した相対位置関係情報を、空気調和機制御部４のメモリ４２に記憶させる。

つぎに、ステップＳ１２０において、室内機２の空気調和機制御部４のＣＰＵ４１が、室内空間Ｓに配置された温度計測器８の位置検出処理を実施する。ＣＰＵ４１は、温度計測器位置センサ２６で得られた検出結果である温度計測器８の位置情報に基づいて室内機２と温度計測器８との相対的な位置関係を解析して、室内機２と温度計測器８との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を生成する。ＣＰＵ４１は、生成した相対位置関係情報を、空気調和機制御部４のメモリ４２に記憶させる。

Claims

室内に配置された室内機により調和空気を室内に吹き出す空気調和機と、
前記室内に配置されて送風ファンにより室内の空気を取り込んで任意の方向に送り出す送風機と、
前記室内における前記室内機の外部の領域に配置されて周辺の温度の計測を行う温度計測器と、
を備え、
前記空気調和機は、前記空気調和機および前記送風機の送風を制御する空気調和機制御部を備え、
前記空気調和機制御部は、前記温度計測器における計測結果に基づいて前記送風機の送風を制御すること、
を特徴とする空気調和システム。
前記空気調和機制御部は、前記温度計測器における計測結果と前記空気調和機における空調の設定温度との差分が既定の基準値を超える場合に、前記送風機での送風における風向および風速を調整する制御を行うこと、
を特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
前記室内機は、前記室内における床、壁および天井の領域の各々を複数の区画に分割した各区画の床温、壁温および天井温の計測を行う室内温度センサを備え、
前記空気調和機制御部は、前記区画の前記室内温度センサにおける計測結果と前記空気調和機における空調の設定温度との差分により得られる温度分布データに基づいて、前記送風機による送風を実施する前記区画を特定し、特定した前記区画の方向への前記送風機による送風を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
前記送風機を複数台備え、
前記空気調和機制御部は、特定した前記区画の方向への複数台の前記送風機による送風を制御すること、
を特徴とする請求項３に記載の空気調和システム。
前記室内機と前記送風機との相対的な位置に関する相対位置情報を検出する送風機位置センサを備え、前記空気調和機制御部は、前記送風機位置センサにより得られた検出結果に基づいて、前記送風機での送風における風向および風速を調整する制御を行うこと、
を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の空気調和システム。
前記室内機と前記温度計測器との相対的な位置に関する相対位置を検出する温度計測器位置センサを備え、前記空気調和機制御部は、前記温度計測器位置センサにより得られた検出結果に基づいて、前記室内において前記送風機による送風を実施する領域を特定すること、
を特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。