JPWO2018150535A1 - 室内機および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

この発明に係る室内機および空気調和装置は、温度分布を表す熱画像を取得する熱画像取得装置と、空気を加熱して送り出す加熱装置と、加熱装置から送り出される空気の向きを調整する風向制御板と、室内機の制御を行う制御装置とを備え、制御装置は、加熱された空気を送る目標となる目標気流位置を決定する目標気流位置決定部と、目標気流位置に基づいて、風向制御板の角度を決定する風向制御部と、熱画像から、空調対象空間の床面の温度を検出し、検出した床面の温度に基づき、目標気流位置に基づく制御前後の床面の温度の差分値を演算する床面温度差分演算部と、差分値から、加熱された空気の到達位置を検出する到達位置検出部とを有するものである。

Description

この発明は室内機および空気調和装置に係るものである。特に、空気調和された空気が送られる位置の検出などに関するものである。

たとえば、室内（部屋）にいる人の存在などを検出する人体センサを有する空気調和装置の室内機がある。たとえば、人からの発熱による温度を検出する赤外線センサなどの温度センサ（温度検出装置）を人体センサとすることができる。ここで、検出範囲を拡げるために温度センサを回転駆動させるなどして、部屋全体の熱画像を得ることができる空気調和装置の室内機がある（たとえば、特許文献１参照）。

たとえば、空気調和装置の制御装置は、赤外線センサが回転駆動して取得された部屋全体の熱画像のデータに基づいて、人体の位置および人体における熱分布を検出し、人体領域熱画像を得る。さらに、人体領域熱画像に基づいて、人体の位置、属性（大人、子供の別など）、姿勢などを判断し、人体検知部情報のデータを得る。そして、空気調和装置の風向制御部は、人体検知部情報のデータに基づいて、空気を送る目標の位置となる目標気流位置を決定し、決定した位置に空気を送るように、風向板の傾き、風速、送る空気の温度などを制御する。人体領域熱画像に基づく風向制御を行うことで、たとえば、温風などを直接人体に届けて暖をとる風あて制御の場合、冬季の寒いときに、利用者の足を検出し、足の部分に、暖かい空気である暖気を送るようにすることができる。また、冷風などを直接人体に当てずに周囲より涼をとる風除け制御の場合、夏の通常運転時に、冷たい空気である冷気が利用者に直接に当たらないようにすることができる。

特開２０１２−０７２９６５号公報

ここで、前述した特許文献１においては、人体検知情報のデータに基づいて風向制御が行われる。しかし、実際の風向きは、空気温度などの環境条件、家具などの室内の構造条件などのような条件による影響を受ける。たとえば、空気調和装置から暖気が送られる場合、室内における空気の温度が低かったり、暖気の風速が遅かったりすると、気流の舞い上がりが起き、実際に空気が送られる位置は、目標気流位置よりも上方向にずれて、足下に届けられないことがある。また、たとえば、空気調和装置から冷たい空気である冷気が送られる場合、空気温度の高い室内であったり、冷気の風速が遅かったりすると、気流の垂れ下がりが起き、実際に空気が送られる位置は、目標気流位置よりも下方向にずれて、冷風などを直接人体に当ててしまうことがある。

以上のように、本来、空気調和した空気を送りたい位置に空気が送られないという状況が発生する。たとえば、実際に空気が送られる位置に基づいて位置などの補正を行えればよいが、実際に空気が送られる位置を検出することは難しかった。このため、たとえば、人に対しては、想定した風向制御により実現されるはずであった快適性を実現することができないという問題があった。

この発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、実際に空気が送られる位置を検出するなどして、条件に関わらず、空気を送りたい位置に空気を送ることができる室内機および空気調和装置を得ることを目的とする。

上述した目的を達成するため、この発明に係る室内機および空気調和装置においては、温度分布を表す熱画像を取得する熱画像取得装置と、空気を加熱して送り出す加熱装置と、加熱装置から送り出される空気の向きを調整する風向制御板と、室内機の制御を行う制御装置とを備え、制御装置は、加熱された空気を送る目標となる目標気流位置を決定する目標気流位置決定部と、目標気流位置に基づいて、風向制御板の角度を決定する風向制御部と、熱画像から、空調対象空間の床面の温度を検出し、検出した床面の温度に基づき、目標気流位置に基づく制御前後の床面の温度の差分値を演算する床面温度差分演算部と、差分値から、加熱された空気の到達位置を検出する到達位置検出部とを有するものである。

この発明によれば、制御装置において、床面温度差分演算部が、目標気流位置に係る風向制御を行う前と後とにおける床面温度の差分を演算し、到達位置検出部が、室内機の送風により空気が実際に到達した位置を検出するようにしたので、送風によって空気が実際に到達する位置を容易に検出することができる。このため、送られる空気の位置を、目標気流位置へ補正することができ、実現されるはずであった快適を得られることで快適性の向上と無駄な温度調整が減ることとにより、省エネルギーをはかることができる。

この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室内機１０の外観を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る熱画像取得装置１６を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る室内機１０内の機器を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る熱画像の一例を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２に係る目標補正部１０８が行う補正処理について説明する図である。 この発明の実施の形態３に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４に係る気流の舞い上がりと距離との関係を示す図である。 この発明の実施の形態４に係る気流の垂れ下がりと距離との関係を示す図である。 この発明の実施の形態４に係る角度Θｔａｒｇｅｔと距離別角度補正係数βｄｉｓｔとの関係を示す図である。 この発明の実施の形態５に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態５に係る気流速度ｖ＿ｆｌｏｗと気流速度補正係数γｆｌｏｗとの関係を示す図である。 この発明の実施の形態６に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態６に係る構造物３０と目標気流位置とが近い場合の空気の流れについて説明する図である。 この発明の実施の形態６に係る構造物３０と目標気流位置とが遠い場合の空気の流れについて説明する図である。 この発明の実施の形態７に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態８に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１０に係る空気調和装置の構成例を表す図である。

以下、発明の実施の形態に係る室内機および空気調和装置について、図面などを参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、以下の説明において、図における上方を「上側」とし、下方を「下側」として説明する。さらに、理解を容易にするために、方向を表す用語（たとえば「右」、「左」、「前」、「後」など）などを適宜用いるが、説明のためのものであって、これらの用語は本願に係る発明を限定するものではない。また、空気調和装置を正面（前面）側から見て上下となる方向を鉛直方向とし、左右となる方向を水平方向とする。また、圧力および温度の高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、装置などにおける状態、動作などにおいて相対的に定まるものとする。そして、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、特に断らない限り、空気調和装置は暖房運転を行うものとして説明する。このとき、空気調和装置および室内機は、空気を加熱して室内に送り出す加熱装置となる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室内機１０の外観を示す斜視図である。図１は、室内機１０を右側前方から見た斜視図である。実施の形態１の室内機１０は、壁面に設置される壁掛け型の室内機であるものとする。ただし、室内機１０の型式については限定するものではない。

図１に示すように、室内機１０は略箱形状の筐体１１を有する。室内機１０は、後述するように、筐体１１の上面に、室内の空気が流入する吸込口１２を有する。また、室内機１０は、筐体１１の前面の下部に、調和した空気を送り出す吹出口１３を有する。

また、上下風向制御板１４Ａおよび左右風向制御板１４Ｂは、吹出口１３に設置され、後述する室内熱交換器１７を通過して、送り出される空気の向きを吹出口１３において調整する板を有している。上下風向制御板１４Ａは、上下回動軸（図示せず）を中心に回転ができるように支持され、送り出される空気の上下方向の風向を調整する板である。左右風向制御板１４Ｂは、左右回動軸（図示せず）によって左右方向に回転ができるように支持され、送り出される空気の左右方向の風向を調整する板である。以下、特に区別しない場合には、風向制御板１４として説明する。さらに、室内機１０は、筐体１１の前面下部であって、吹出口１３の上側に、熱画像取得装置１６を有している。

図２は、この発明の実施の形態１に係る熱画像取得装置１６を説明する図である。実施の形態１の熱画像取得装置１６は、サーモパイルなどの赤外線センサ１９を有している。赤外線センサ１９は、たとえば、８個の受光素子（図示せず）が縦方向（垂直方向）に一列または複数列にアレイ状に配列されている。また、熱画像取得装置１６は、たとえば、赤外線センサ１９を横方向（水平方向）に回転駆動させ、走査させるモータなどの駆動装置（図示せず）を有している。熱画像取得装置１６は、赤外線センサ１９の走査により得られた信号を送る。後述する制御装置１００において、送られた信号から、空調対象空間における温度分布を二次元で表した熱画像のデータが生成される。

図３は、この発明の実施の形態１に係る室内機１０内の機器を説明する図である。図３は、図１に示すＡ面において室内機１０を切断したときの概略を示している。図３に示すように、室内機１０の内部には、室内熱交換器１７およびファン１８が配置されている。室内熱交換器１７およびファン１８は、吸込口１２と吹出口１３とが連通した風路内に配置される。室内機１０の運転が開始されると、ファン１８が回転することにより、たとえば、室内の空気が吸込口１２から室内機１０内に流入する。室内機１０内に流入した空気は、室内熱交換器１７を通過する。このとき、空気は、室内熱交換器１７を通過する冷媒と熱交換され、空気調和される。空気調和された空気は、吹出口１３から室内に送り出される。ここで、室内熱交換器１７は、暖房運転のときには、通過した空気を加熱する。

室内機１０は、吸込温度検出装置２１と熱交換温度検出装置２２とを有している。吸込温度検出装置２１は、吸込口１２の近傍に設置され、室内機１０内に吸い込まれる空気の温度を検出する。ここで、室内の空気が室内機に吸い込まれる場合、室内機１０に吸い込まれる空気の温度を室内温度Ｔ＿ａｉｒとすることができる。そこで、ここでは、吸込温度検出装置２１は室内温度検出装置ともなる。また、熱交換温度検出装置２２は、室内熱交換器１７に設置され、室内熱交換器１７を構成する伝熱管の温度を検出する。ここで、伝熱管の温度を、室内機から吹き出す空気の温度である吹出空気温度Ｔ＿ｆｌｏｗとすることができる。そこで、ここでは、熱交換温度検出装置２２は吹出空気温度ともなる。

図４は、この発明の実施の形態１に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。制御装置１００は、熱画像作成部１０１、人体検知部１０２、構造物検知部１０３、風向制御部１０４、床面温度検出部１０５、床面温度差分演算部１０６、到達位置検出部１０７および床面温度記憶部１２１を有している。

図５は、この発明の実施の形態１に係る熱画像の一例を示す図である。熱画像作成部１０１は、前述した熱画像取得装置１６から送られた信号を処理し、熱画像のデータを作成処理する。熱画像のデータは、空調対象空間となる室内における温度分布を表すデータとなる。たとえば、図５に示すように、熱画像を、能力帯毎に規定した複数のエリアに分けることができる。図５においては、熱画像は４２のエリアに分かれている。

人体検知部１０２は、たとえば、人が検知されていない背景画像と熱画像との差分技術である背景差分を用いて、人の有無を判定する。さらに、人がいると判定したときには、室内における人の位置、姿勢（立位、座位など）を決定する。そして、人の位置に基づいて、たとえば、空気調和に係る空気を送る位置である目標気流位置を決定する。したがって、人体検知部１０２は、目標気流位置決定部として処理も行う。目標気流位置は、エリア単位で決定されるものとする。ここでは、暖房によって足下を暖めるようにするため、人体検知部１０２は、人の足の位置に空気を送るための目標気流位置を決定するものとする。

構造物検知部１０３は、熱画像のデータに基づいて、空調対象空間となる室内における構造物を検知する。室内の構造物とは、たとえば、床面、壁、窓、家具などの部屋を構成する物、室内に配置された物などである。構造物検知部１０３は、たとえば、吸込温度検出装置２１が検出した室内温度Ｔ＿ａｉｒと熱画像の各エリアにおける温度とを比較することで、構造物を検知することができる。実施の形態１においては、特に床面を検知する。ここで、熱画像において、あらかじめ床面となる部分がわかっているなどの場合には、構造物検知部１０３による床面検知を行わなくてもよい。

床面温度検出部１０５は、熱画像のデータに基づいて、床面の温度を検出する。床面温度検出部１０５は、熱画像における複数のエリアのうち、床面として検知されたエリアにおける温度を、各エリアの床面温度として、それぞれ検出する。そして、検出した床面温度のデータを、床面温度記憶部１２１に記憶する。床面温度記憶部１２１は、たとえば、一定時間分における床面温度検出部１０５の検出に係る床面温度のデータを記憶する。実施の形態１では、床面温度検出部１０５および床面温度記憶部１２１は、床面温度を検出し、データとして記憶するものとするが、たとえば、壁となるなどの部分を含む他のエリアにおける温度も検出して、データを記憶するようにしてもよい。

床面温度差分演算部１０６は、床面温度記憶部１２１が記憶した床面温度のデータに基づいて、目標気流位置に係る風向制御を行う前と後とにおける各エリアの床面温度の差分値を演算する処理を行う。到達位置検出部１０７は、床面温度差分演算部１０６が演算処理した結果に基づき、床面温度が変化しているエリアを判定し、判定したエリアを到達位置として検出する。床面温度が変化したエリアが、目標気流位置に基づいて室内機１０から送風した結果、実際に空気調和された空気が到達した位置となる。床面温度が変化しているエリアを判定する方法については、特に限定するものではない。たとえば、閾値を定めておき、差分値と閾値とを比較して判定するようにしてもよい。

ここで、たとえば、室内に人以外にも発熱体などがあると、人よりも遠い位置の床面温度が変化することがある。また、床面温度が変化するエリアが複数生じる場合がある。到達位置の検出にはノイズとなる。そこで、到達位置検出部１０７は、目標気流位置となるエリアと隣り合った、周囲のエリアにおいて、床面温度が変化しているエリアについて、床面温度が変化しているエリアを判定する。

たとえば、従来、室内機において、送風による各エリアの床面温度の状態に基づき、床面からの輻射熱による人の体感温度などについて判断を行うために床面温度を検出していた。実施の形態１では、空気が送られる位置の検出に床面温度を用いる。このため、制御装置１００の床面温度差分演算部１０６が、目標気流位置に係る風向制御を行う前と後とにおける床面温度の差分を演算する。そして、到達位置検出部１０７が、各エリアにおける床面温度の差分に基づいて、室内機１０において空気調和された空気が実際に到達した位置を検出する。このため、制御装置１００は、送風によって空気が実際に到達する位置を容易に検出することができる。

風向制御部１０４は、目標気流位置に基づいて、風向制御板１４の向きを決定する。風向制御板１４（特に上下風向制御板１４Ａ）の向きは、室内機１０から目標気流位置を見たときの角度Θｔａｒｇｅｔに対応している。風向制御板１４の板の角度Θｔａｒｇｅｔは、エリア毎にあらかじめ定まっている。したがって、風向制御部１０４は、得られた目標気流位置に対応する角度Θｔａｒｇｅｔを決定する。そして、決定した角度Θｔａｒｇｅｔに対応する板の向きとなるように、風向制御板１４に制御信号を送る。ここで、室内機１０と目標気流温度との距離が近いほど、角度Θｔａｒｇｅｔは大きく（深く）なる。

ここで、制御装置１００の各部などを、たとえば、それぞれ異なるハードウェアで装置を構成することができる。また、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する演算制御手段（コンピュータ）をハードウェアとし、制御、演算などの処理手順をあらかじめプログラム化し、ソフトウェア、ファームウェアなどとして、装置を構成することもできる。演算制御手段がプログラムを実行して処理を行い、熱画像作成部１０１、人体検知部１０２などが行う処理を実現する。これらのプログラムのデータは、たとえば、記憶装置（記憶装置）に記憶するようにしてもよい。

以上のように、実施の形態１の空気調和装置における室内機１０によれば、制御装置１００において、床面温度差分演算部１０６が、目標気流位置に係る風向制御を行う前と後とにおける各エリアの床面温度の差分を演算し、到達位置検出部１０７が、各エリアの差分に基づいて、室内機１０の送風により空気が実際に到達した位置を検出するようにしたので、送風によって空気が実際に到達する位置を容易に検出することができる。

実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。図６において、図４と同じ符号を付しているものについては、実施の形態１で説明したことと同様の動作を行う。図６に示すように、実施の形態２の制御装置１００は、目標補正部１０８を有している。目標補正部１０８は、人体検知部１０２が決定した目標気流位置と空気が実際に到達した位置とが異なる場合に、目標気流位置を補正する処理を行う。

図７は、この発明の実施の形態２に係る目標補正部１０８が行う補正処理について説明する図である。目標補正部１０８は、人体検知部１０２が決定した目標気流位置（図７の目標気流位置３１）と実際に空気が到達した到達位置（図７の到達位置３２）とのずれを判定する。前述したように、到達位置３２は、目標気流位置３１に対応するエリアと隣り合った、周囲のエリアの中から検出されているため、ずれの方向を判定するだけでよい。そして、判定した方向から、新たな目標気流位置を決定する。

そして、風向制御部１０４は、補正された目標気流位置に対応する角度Θｔａｒｇｅｔを決定する。そして、決定した角度Θｔａｒｇｅｔに対応する風向制御板１４の向きとなるように、風向制御板１４に制御信号を送る。

以上のように、実施の形態２の空気調和装置における室内機１０によれば、制御装置１００の目標補正部１０８が、新たな目標気流位置を決定する補正を行うようにしたので、本来、空気調和に係る空気が到達する位置に、風向制御板１４の向きを、容易に変更することができる。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。図８において、図４と同じ符号を付しているものについては、実施の形態１で説明したことと同様の動作を行う。図８において、実施の形態３の制御装置１００は、空気温度差分演算部１０９および風向補正部１１０を有している。空気温度差分演算部１０９は、室内温度Ｔ＿ａｉｒと吹出空気温度Ｔ＿ｆｌｏｗとの温度差ΔＴを演算する。ここで、前述したように、室内温度Ｔ＿ａｉｒは、吸込温度検出装置２１の検出に係る温度とする。また、吹出空気温度Ｔ＿ｆｌｏｗは、熱交換温度検出装置２２の検出に係る温度とする。風向補正部１１０は、温度差ΔＴに基づいて、風向制御部１０４が決定した角度Θｔａｒｇｅｔを補正する。

次に、実施の形態３における風向補正について説明する。空気温度差分演算部１０９は、次式（１）に基づいて、吹出空気温度Ｔ＿ｆｌｏｗと室内温度Ｔ＿ａｉｒとの温度差ΔＴを演算する。
ΔＴ＝Ｔ＿ａｉｒ?Ｔ＿ｆｌｏｗ …（１）

そして、風向補正部１１０は、次式（２）に基づいて、温度差ΔＴから風向き角度補正項ΔΘを算出する。ここで、α＜０である。
ΔΘ＝α×ΔＴ …（２）

風向補正部１１０は、最終的な補正角度Θｆｉｎａｌを次式（３）に基づいて決定する。風向補正部１１０は、補正角度Θｆｉｎａｌに対応する板の向きとなるように、風向制御板１４に制御信号を送る。
Θｆｉｎａｌ＝Θｔａｒｇｅｔ＋ΔΘ …（３）

したがって、吹出空気温度Ｔ＿ｆｌｏｗの方が室内温度Ｔ＿ａｉｒより高い場合（ΔＴ＜０）、送られた空気は舞い上がっていくため、補正角度Θｆｉｎａｌの角度は大きくなる。また、室内温度Ｔ＿ａｉｒの方が吹出空気温度Ｔ＿ｆｌｏｗより高い場合（ΔＴ＞０）、送られた空気は垂れ下がっていくため、補正角度Θｆｉｎａｌの角度は小さくなる。

以上のように、実施の形態３の室内機１０によれば、制御装置１００の風向補正部１１０が、室内温度Ｔ＿ａｉｒと吹出空気温度Ｔ＿ｆｌｏｗとの温度差ΔＴに基づいて、補正角度Θｆｉｎａｌを決定する処理を行うようにしたので、気流の舞い上がりなどによる目標気流位置と空気が実際に到達した位置とのずれに対応することができる。

実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。図９において、図４などと同じ符号を付しているものについては、実施の形態１〜実施の形態３で説明したことと同様の動作を行う。実施の形態４の制御装置１００は、図９に示すように、距離補正係数決定部１１１を有している。距離補正係数決定部１１１は、室内機１０と目標気流位置との距離に基づいて補正係数として定められた補正値を決定する。

図１０は、この発明の実施の形態４に係る気流の舞い上がりと距離との関係を示す図である。また、図１１は、この発明の実施の形態４に係る気流の垂れ下がりと距離との関係を示す図である。図１０および図１１に示すように、目標気流位置が遠いと、舞い上がりおよび垂れ下がりの影響が大きくなる。ここで、角度Θｔａｒｇｅｔは、距離が遠くなると、角度は小さくなる。したがって、角度Θｔａｒｇｅｔと距離との間には関係を有している。

図１２は、この発明の実施の形態４に係る角度Θｔａｒｇｅｔと距離別角度補正係数βｄｉｓｔとの関係を示す図である。距離補正係数決定部１１１は、角度Θｔａｒｇｅｔに基づき、室内機１０と目標気流位置との距離に基づいて定められた距離別角度補正係数βｄｉｓｔの値を決定する。ここで、１≦β２≦β１≦β０である。したがって、距離が遠いと距離別角度補正係数βｄｉｓｔが大きくなる。

そして、風向補正部１１０は、次式（４）に基づいて、距離別角度補正係数βｄｉｓｔおよび温度差ΔＴから風向き角度補正項ΔΘを算出する。ここで、α＜０である。
ΔΘ＝（α＋βｄｉｓｔ）×ΔＴ …（４）

風向補正部１１０は、最終的な補正角度Θｆｉｎａｌを実施の形態４において示した（４）式に基づいて決定する。風向補正部１１０は、補正角度Θｆｉｎａｌに対応する板の向きとなるように、風向制御板１４に制御信号を送る。

以上のように、実施の形態４の室内機１０によれば、制御装置１００の距離補正係数決定部１１１が、室内機１０と目標気流位置との距離に基づいて定められた距離別角度補正係数βｄｉｓｔを決定し、風向補正部１１０が、距離別角度補正係数βｄｉｓｔおよび温度差ΔＴから、風向き角度補正項ΔΘを算出するようにしたので、目標気流位置との距離に応じて、より正確に、本来送りたい位置に空気を送る補正を行うことができる。

実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。図１３において、図９と同じ符号を付しているものについては、実施の形態４で説明したことと同様の動作を行う。実施の形態５の制御装置１００は、図１３に示すように、速度補正係数決定部１１２を有している。速度補正係数決定部１１２は、室内機１０から送り出される空気の速度である気流速度に基づいて定められた補正値を決定する。一般的に、気流速度が遅いと、舞い上がりおよび垂れ下がりの影響が大きくなる。

図１４は、この発明の実施の形態５に係る気流速度ｖ＿ｆｌｏｗと気流速度補正係数γｆｌｏｗとの関係を示す図である。速度補正係数決定部１１２は、気流速度ｖ＿ｆｌｏｗに基づき、気流速度補正係数γｆｌｏｗを決定する。ここで、０≦ｙ２≦ｙ１≦ｙ０である。したがって、気流速度が遅いと気流速度補正係数γｆｌｏｗが大きくなる。

そして、風向補正部１１０は、次式（５）に基づいて、距離別角度補正係数βｄｉｓｔ、気流速度補正係数γｆｌｏｗおよび温度差ΔＴから風向き角度補正項ΔΘを算出する。ここで、α＜０である。
ΔΘ＝（α＋βｄｉｓｔ＋γｆｌｏｗ）×ΔＴ …（５）

風向補正部１１０は、最終的な補正角度Θｆｉｎａｌを、実施の形態２において示した（３）式に基づいて決定する。風向補正部１１０は、補正角度Θｆｉｎａｌに対応する板の向きとなるように、風向制御板１４に制御信号を送る。

以上のように、実施の形態５の室内機１０によれば、制御装置１００の速度補正係数決定部１１２が、気流速度補正係数γｆｌｏｗを決定し、風向補正部１１０が、距離別角度補正係数βｄｉｓｔ、気流速度補正係数γｆｌｏｗおよび温度差ΔＴから風向き角度補正項ΔΘを算出するようにしたので、気流速度ｖ＿ｆｌｏｗに応じて、より正確に、本来送りたい位置に空気を送る補正を行うことができる。

実施の形態６．
図１５は、この発明の実施の形態６に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。図１５において、図４などと同じ符号を付しているものについては、実施の形態１〜実施の形態５で説明したことと同様の動作を行う。図１５に示すように、実施の形態６の制御装置１００は、距離演算部１１３を有している。距離演算部１１３は、室内機１０と空気の流れを変更させる構造物との距離を演算する。ここで、空気の流れを変更させる構造物とは、たとえば、壁、家具などのような、空気の流れを遮断、反射などするような構造物である（以下、ここでは、単に構造物とする）。

上述した実施の形態１〜実施の形態５では特に示さなかったが、熱画像上で同じ位置であっても、その位置にあるものが空気の流れを変更させるような構造物であれば、空気の流れはその構造物に影響を受ける。

風向補正部１１０は、距離演算部１１３が演算した距離に基づいて、たとえば、構造物に近ければ、構造物に空気が直接当たらないようにするため、目標気流位置の距離が短くなるように、風向制御板１４の角度を調整する。また、構造物が遠ければ、目標気流位置の距離が長くなるように、風向制御板１４の角度を調整する。

図１６は、この発明の実施の形態６に係る構造物３０と目標気流位置とが近い場合の空気の流れについて説明する図である。たとえば、図１６に示すように、構造物３０と目標気流位置とが近い場合、風除けの気流制御を行った場合でも、構造物３０において、空気が反射することで、実際に空気が届く位置は、目標気流位置よりも内側になる。

図１７は、この発明の実施の形態６に係る構造物３０と目標気流位置とが遠い場合の空気の流れについて説明する図である。図１７に示すように、構造物３０と目標気流位置と距離が遠い場合、送られた空気は目標気流位置よりも外方向へ流れる。このため、実際に空気が届く位置は、目標気流位置よりも外側になる。たとえば、構造物３０が存在しない場合においても同様である。

水平方向においても、壁、家具などの構造物の影響を受ける場合には、構造物３０と目標気流位置との距離に基づいて、風向制御板１４（特に左右風向制御板１４Ｂ）の向きを調整することで、反射もしくは抜けを防止することができる。

実施の形態７．
図１８は、この発明の実施の形態７に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。図１８において、図４などと同じ符号を付しているものについては、上述した実施の形態１などで説明したことと同様の動作を行う。図１８において、補正記憶部１２２は、補正に係るデータを記憶する。

たとえば、室内にいすなどが配置されていると、室内における人の位置、姿勢などが同じになることが多く、目標気流位置が変わらない場合がある。このような場合に、補正記憶部１２２に、補正に係るデータを記憶させておくことで、以後の運転において、風向制御、上下左右風向や風速、圧縮機（図示せず）の駆動転周波数などに補正を反映した運転を行うことができる。

実施の形態８．
図１９は、この発明の実施の形態８に係る室内機１０の制御装置１００の構成を示すブロック図である。図１９において、図４などと同じ符号を付しているものについては、上述した実施の形態１などで説明したことと同様の動作を行う。図１９において、体感温度補正部１１４は、到達位置検出部１０７が検出した空気の到達位置から風速を算出する。そして、算出した風速に基づいて体感温度を補正する。

たとえば、人に向けて空気が送られる場合、一般的に、風速が速いと、体感温度は低く感じる。このため、空気の温度を上げるなどする分、効率が悪くなる。そこで、体感温度補正部１１４は、到達位置検出部１０７が検出した空気の到達位置から風速を算出する。そして、算出した風速に基づき、設定温度に基づく体感温度に近づけるように補正する。

以上のように、実施の形態８の室内機１０によれば、到達位置から風速を算出し、体感温度を補正するようにしたので、たとえば、風速計などを必要とせずに、効率よく体感温度の補正を行うことができる。

実施の形態９．
たとえば、上述した実施の形態１〜実施の形態７においては、空気を送りたい位置に空気が送られない場合に、風向を変更することで、空気の到達位置を調整した。たとえば、風向を補正しても、本来、空気を送りたい位置に空気が送られないような場合には、風向を変更するだけではなく、風速を変化させることで、空気の到達位置を調整するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１〜実施の形態８においては、室内機１０において、人体検知部１０２が、暖房運転の際に、人の足の位置に空気を送る目標気流位置を決定するものとして説明した。たとえば、空気調和装置が冷房運転を行う場合には、人に直風を当てない位置に空気を送る目標気流位置を決定するようにしてもよい。冷房運転の場合にも、目標気流位置に係る風向制御の前後における温度差に基づいて、送られた空気の実際の到達位置を検出することができる。ただ、この場合は、床面温度における温度差よりも、壁などにおける温度差を演算して、到達位置を検出する。また、上述した実施の形態１〜実施の形態８において、目標気流位置は、人体検知部１０２によって検知した人の位置などを基準として決定しなければならないものではない。実施の形態１〜実施の形態８においては、人以外の他の物体の位置を検出し、検出した位置などを基準として、目標気流位置を決定するようにしてもよい。

実施の形態１０．
図２０は、この発明の実施の形態１０に係る空気調和装置の構成例を表す図である。図２０の空気調和装置は、室外機（室外ユニット）２００と、上述したこれまでの実施の形態において説明した室内機（室内ユニット）１０とをガス冷媒配管３００、液冷媒配管４００により配管接続する。室外機２００は、圧縮機２１０、四方弁２２０、室外熱交換器２３０および膨張弁２４０を有している。

圧縮機２１０は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。ここで、特に限定するものではないが、圧縮機２１０は、たとえば、インバータ回路などにより、運転周波数を任意に変化させることにより、圧縮機２１０の容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）を変化させることができるようにしてもよい。四方弁２２０は、たとえば、冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換える弁である。

実施の形態１０における室外熱交換器２３０は、冷媒と空気（室外の空気）との熱交換を行う。たとえば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。

絞り装置（流量制御手段）などの膨張弁２４０は冷媒を減圧して膨張させる。たとえば、電子式膨張弁などで構成した場合には、制御装置１００などの指示に基づいて開度調整を行う。室内熱交換器１７は、たとえば、空調対象となる空気と冷媒との熱交換を行う。暖房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。

以上のように、これまでの実施の形態で説明した室内機１０を使用して空気調和装置を構成することで、たとえば、空調対象空間となる室内において、より正確に目標気流位置に向けて空気調和した空気を送ることができるので、快適で省エネルギーな運転を実現することができる。

１ 室内機、１１ 筐体、１２ 吸込口、１３ 吹出口、１４ 風向制御板、１４Ａ 上下風向制御板、１４Ｂ 左右風向制御板、１６ 熱画像取得装置、１７ 室内熱交換器、１８ ファン、１９ 赤外線センサ、２１ 吸込温度検出装置、２２ 熱交換温度検出装置、３０ 構造物、３１ 目標気流位置、３２ 到達位置、１００ 制御装置、１０１ 熱画像作成部、１０２ 人体検知部、１０３ 構造物検知部、１０４ 風向制御部、１０５ 床面温度検出部、１０６ 床面温度差分演算部、１０７ 到達位置検出部、１０８ 目標補正部、１０９ 空気温度差分演算部、１１０ 風向補正部、１１１ 距離補正係数決定部、１１２ 速度補正係数決定部、１１３ 距離演算部、１１４ 体感温度補正部、１２１ 床面温度記憶部、１２２ 補正記憶部、２００ 室外機、２１０ 圧縮機、２２０ 四方弁、２３０ 室外熱交換器、２４０ 膨張弁、３００ ガス冷媒配管、４００ 液冷媒配管。

上述した目的を達成するため、この発明に係る室内機および空気調和装置においては、温度分布を表す熱画像を取得する熱画像取得装置と、空気を加熱して送り出す加熱装置と、加熱装置から送り出される空気の向きを調整する風向制御板と、室内機の制御を行う制御装置とを備え、制御装置は、加熱された空気を送る目標となる目標気流位置を決定する目標気流位置決定部と、熱画像から、空調対象空間の床面の温度を検出し、検出した床面の温度に基づき、目標気流位置に基づく制御前後の床面の温度の差分値を演算する床面温度差分演算部と、差分値から、加熱された空気の到達位置を検出する到達位置検出部と、目標気流位置決定部が決定した目標気流位置と到達位置検出部が検出した到達位置との差から、目標気流位置を補正する目標補正部と、補正された目標気流位置に基づいて、風向制御板の角度を決定する風向制御部とを有するものである。

Claims (9)

1. 温度分布を表す熱画像を取得する熱画像取得装置と、
   空気を加熱して送り出す加熱装置と、
   前記加熱装置から送り出される前記空気の向きを調整する風向制御板と、
   室内機の制御を行う制御装置とを備え、
   該制御装置は、
   加熱された前記空気を送る目標となる目標気流位置を決定する目標気流位置決定部と、
   前記目標気流位置に基づいて、前記風向制御板の角度を決定する風向制御部と、
   前記熱画像から、空調対象空間の床面の温度を検出し、検出した前記床面の温度に基づき、前記目標気流位置に基づく制御前後の前記床面の温度の差分値を演算する床面温度差分演算部と、
   前記差分値から、加熱された前記空気の到達位置を検出する到達位置検出部と
   を有する室内機。
2. 前記目標気流位置決定部が決定した前記目標気流位置と前記到達位置検出部が検出した前記到達位置との差から、前記目標気流位置を補正して前記風向制御部に送る目標補正部をさらに備える請求項１に記載の室内機。
3. 前記空調対象空間の温度と加熱された前記空気の温度との温度差を演算する空気温度差分演算部と、
   前記温度差に基づいて、前記風向制御部が決定した前記風向制御板の角度を補正する風向補正部と
   をさらに備える請求項１に記載の室内機。
4. 前記風向補正部は、
   前記室内機と前記目標気流位置との距離に基づく角度補正係数を含めた演算を行って、前記風向制御部が決定した前記風向制御板の角度を補正する請求項３に記載の室内機。
5. 前記風向補正部は、前記加熱装置から送り出される前記空気の速度に基づく速度補正係数を含めた演算を行って、前記風向制御部が決定した前記風向制御板の角度を補正する請求項３または請求項４に記載の室内機。
6. 前記熱画像のデータから、前記空調対象空間における構造物を検知する構造物検知部と
   前記室内機と前記構造物との距離を演算する距離演算部と
   をさらに備え、
   前記風向補正部は、前記構造物との前記距離に基づいて、前記風向制御部が決定した前記風向制御板の角度を補正する請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の室内機。
7. 補正に係る値を、データとして記憶する補正記憶部をさらに備える請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の室内機。
8. 前記熱画像のデータから、人の有無および人がいたときの姿勢を検知する人体検知部と、
   前記到達位置に基づいて風速を算出し、体感温度の補正を行う体感温度補正部と
   をさらに備える請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の室内機。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の室内機と、室外機とを備えて空気調和を行う空気調和装置。

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