WO2022079866A1 - 空調機及び空調制御方法 - Google Patents

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air
air conditioning
ceiling height
air conditioner
unit
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春実 加藤
怜司 森岡
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三菱電機株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • F24F11/64Electronic processing using pre-stored data
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/50Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
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    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/79Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling the direction of the supplied air

Definitions

  • This disclosure relates to an air conditioner and an air conditioning control method.
  • the function of adjusting the air flow of the blown air in an air conditioner to evenly distribute the conditioned air to the air-conditioned space is widely known. With such a function, the user can obtain the same feeling of comfort regardless of whether or not he / she is near the air conditioner.
  • Patent Document 1 describes that the direction of the Coanda airflow is changed by selecting the attitude of the Coanda blades based on the size of the air-conditioned space input by the user.
  • Patent Document 1 can be applied in an air-conditioned space having the same ceiling height, it can be said that it is difficult to exert its effect in an air-conditioned space in which the ceiling height differs depending on the location.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide an air conditioner or the like capable of performing appropriate air conditioning even in an air-conditioned area where the ceiling height differs depending on the location.
  • the air conditioner according to this disclosure is A setting receiving means for receiving the setting of ceiling height information regarding the ceiling height for each of a plurality of predetermined sections in the air-conditioned area from the user.
  • the air conditioning control means for controlling the air conditioning of the air conditioning target area based on the ceiling height information of each section is provided.
  • FIG. 1 shows the whole structure of the air-conditioning system in an embodiment.
  • Block diagram showing the hardware configuration of the indoor unit in the embodiment Block diagram showing the hardware configuration of the outdoor unit in the embodiment
  • the figure for demonstrating the control of the vertical wind direction plate at the time of a cooling operation in the case of a normal ceiling height In the embodiment, the figure for demonstrating the control of the vertical wind direction plate at the time of a cooling operation in the case of a high ceiling.
  • the figure for demonstrating the control of the vertical wind direction plate at the time of a cooling operation in the case of a stairwell Diagram to explain the airflow in the case of a falling ceiling
  • the figure for demonstrating the control of the vertical wind direction plate at the time of a heating operation in the case of a normal ceiling height in the case of a normal ceiling height.
  • the figure for demonstrating the control of the vertical wind direction plate at the time of a heating operation in the case of a stairwell Diagram to explain the airflow in the case of a falling ceiling
  • the figure for demonstrating the control of the vertical wind direction plate at the time of a heating operation in the case of a normal ceiling height in the case of a high ceiling.
  • the figure for demonstrating the control which does not send the wind to the atrium section at the time of a heating operation.
  • the figure for demonstrating the wind blowing mode at the time of a heating operation The figure which shows the display example of the notification screen in an embodiment Flow chart showing the procedure of air conditioning control processing in the embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the air conditioning system 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioning system 1 is a system for air conditioning the house H, and includes an air conditioner 2 and a terminal device 3.
  • the air conditioner 2 is an example of the air conditioner according to the present disclosure.
  • the air conditioner 2 is a home air conditioner, and includes an indoor unit 20 installed indoors and an outdoor unit 21 installed outdoors.
  • the indoor unit 20 and the outdoor unit 21 are connected via a communication line 22 and a refrigerant pipe 23 for circulating a refrigerant.
  • the indoor unit 20 is a wall-mounted indoor unit that is installed so as to be hung on the wall of a room. As shown in FIG. 2, the indoor unit 20 includes a first communication interface 200, a second communication interface 201, a main unit 202, a plurality of sensors 203, and a control circuit 204.
  • the first communication interface 200 is hardware for communicating with the outdoor unit 21 via the communication line 22.
  • the second communication interface 201 is hardware for wireless communication with the terminal device 3.
  • the second communication interface 201 communicates with the terminal device 3 based on a well-known wireless communication standard such as Wi-Fi (registered trademark) or Wi-SUN (registered trademark).
  • the main unit 202 is a component for realizing the original functions of a general indoor unit, and is provided with, for example, a vertical wind direction plate, a left and right wind direction plate, a fan, a heat exchanger, and the like.
  • the vertical wind direction plate is a wind direction plate for changing the wind direction of the blown air in the vertical direction
  • the left and right wind direction plate is a wind direction plate for changing the wind direction of the blown air in the horizontal direction.
  • Each sensor 203 is, for example, a suction temperature sensor that measures the temperature of the air sucked by the fan, a suction humidity sensor that measures the humidity of the air sucked by the fan, and a thermal image sensor (for example, a thermal image sensor that acquires indoor thermal image data). , Thermopile method, diode method, bolometer method, etc.).
  • the control circuit 204 comprehensively controls the air conditioner 2.
  • the control circuit 204 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (ReadOnlyMemory), a RAM (ReadOnlyMemory), and an auxiliary storage device.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM ReadOnlyMemory
  • RAM ReadOnlyMemory
  • auxiliary storage device an auxiliary storage device.
  • the auxiliary storage device is configured to include a readable / writable non-volatile semiconductor memory.
  • the non-volatile semiconductor memory that can be read and written is, for example, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), flash memory, or the like.
  • the auxiliary storage device stores a program for controlling the operation of the air conditioner 2 (hereinafter referred to as a control program) and data used when the control program is executed.
  • the outdoor unit 21 includes a communication interface 210, a main unit 211, a plurality of sensors 212, and a control circuit 213.
  • the communication interface 210 is hardware for communicating with the indoor unit 20 via the communication line 22.
  • the main unit 211 is a component for realizing the original functions of a general outdoor unit, and is equipped with a compressor, a heat exchanger, an expansion valve, a four-way valve, a fan, and the like.
  • Each sensor 212 is, for example, a current sensor that measures the operating current of the compressor, an outside air temperature sensor that measures the outside air temperature, and the like.
  • the control circuit 213 controls each part of the outdoor unit 21 according to a command from the indoor unit 20.
  • the control circuit 213 includes a CPU, a ROM, a RAM, and an auxiliary storage device.
  • the auxiliary storage device is configured to include a readable / writable non-volatile semiconductor memory, and stores a program for controlling the operation of the outdoor unit 21 and data used when the program is executed.
  • the non-volatile semiconductor memory that can be read and written is, for example, EEPROM, flash memory, or the like.
  • the terminal device 3 is an electronic device that serves as an interface with a user in the air conditioning system 1.
  • the terminal device 3 is a smart device such as a smartphone or a tablet terminal, an air conditioning remote controller, or the like.
  • the terminal device 3 includes a display 30, an operation reception unit 31, a communication interface 32, a CPU 33, a ROM 34, a RAM 35, and an auxiliary storage device 36. These components are connected to each other via a bus 37.
  • the display 30 includes a display device such as a liquid crystal display and an organic EL (ElectroLuminescence) display.
  • the display 30 displays various screens and the like according to user operations under the control of the CPU 33.
  • the operation receiving unit 31 is configured to include one or more input devices such as a push button, a touch panel, and a touch pad, receives an operation input from a user, and sends a signal related to the received operation to the CPU 33.
  • input devices such as a push button, a touch panel, and a touch pad
  • the communication interface 32 is hardware for wirelessly communicating with the air conditioner 2 according to the above-mentioned wireless communication standard.
  • the communication between the terminal device 3 and the air conditioner 2 may be infrared communication or wired communication via a signal line (not shown). good.
  • the CPU 33 comprehensively controls the terminal device 3.
  • the ROM 34 stores a plurality of firmwares and data used when executing these firmwares.
  • the RAM 35 is used as a work area of the CPU 33.
  • the auxiliary storage device 36 is composed of a readable / writable non-volatile semiconductor memory.
  • the non-volatile semiconductor memory that can be read and written is, for example, EEPROM, flash memory, or the like.
  • the auxiliary storage device 36 stores various programs including an application program related to the operation of the air conditioner 2 (hereinafter, referred to as an air conditioning application) and data used when executing these programs.
  • the air conditioning application (including the update program for updating the air conditioning application) can be downloaded to the terminal device 3 from a server installed and operated by the manufacturer, sales company, etc. of the air conditioner 2, and other program distribution servers. can.
  • the air conditioning application (including update program) includes CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), magneto-optical disk, USB (Universal Serial Bus) memory, memory card, HDD (Hard Disk Drive). ), SSD (Solid State Drive), etc., can be stored in a computer-readable recording medium and distributed.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the air conditioner 2 and the terminal device 3.
  • the air conditioner 2 includes a setting reception unit 220, a command information acquisition unit 221, an air conditioning control unit 222, a notification information generation unit 223, and a notification information transmission unit 224.
  • These functional units of the air conditioner 2 are realized by the CPU included in the control circuit 204 of the indoor unit 20 executing the above-mentioned control program.
  • the terminal device 3 includes a setting information input receiving unit 300, a setting information transmitting unit 301, a command information input receiving unit 302, a command information transmitting unit 303, a notification information acquisition unit 304, and a notification information display unit 305. .. These functional units of the terminal device 3 are realized by the CPU 33 executing the above-mentioned air conditioning application.
  • the setting information input receiving unit 300 receives input of information related to the air conditioning setting (hereinafter referred to as setting information) from the user. Specifically, the setting information input receiving unit 300 displays a setting main screen (not shown) on the display 30 and accepts a user to select whether or not to enable the indoor shape corresponding mode. The details of the indoor shape correspondence mode will be described later. When the user selects to enable the indoor shape corresponding mode, the setting information input receiving unit 300 displays the ceiling height information input screen as shown in FIG. 6 on the display 30.
  • the ceiling height information input screen is a screen for receiving input of ceiling height information regarding the ceiling height from the user for each of a plurality of predetermined sections in the air conditioning target area of the air conditioner 2.
  • the air-conditioning target area is divided into 12 sections, and the setting information input receiving unit 300 receives input of ceiling height information (ceiling height (m)) of each section from the user.
  • the setting information input receiving unit 300 displays the ceiling height information input screen as shown in FIG. 7 on the display 30, and the user can use the "normal ceiling", "high ceiling”, and the ceiling height information of each section as ceiling height information. You may accept the selection of any one of the "atrium".
  • the setting information transmission unit 301 transmits the setting information (information indicating whether or not the indoor shape corresponding mode is valid and ceiling height information) input by the user to the air conditioner 2.
  • the setting reception unit 220 is an example of the setting reception means according to the present disclosure.
  • the setting reception unit 220 receives and accepts the setting information transmitted from the terminal device 3, and stores the received setting information in the setting information file 230.
  • the setting information file 230 is a file for storing the setting information, and is stored in the auxiliary storage device included in the control circuit 204 of the indoor unit 20.
  • the command information input receiving unit 302 receives input of command information to the air conditioner 3 from the user.
  • the command information includes information for instructing the start and stop of various operations such as cooling operation, heating operation, ventilation operation, and dehumidification operation, information indicating whether to enable the wind direction mode and the windbreak mode, and the set temperature. , Information instructing to change the amount of blown air, wind direction, etc. is included.
  • the wind blowing mode is a mode for adjusting the wind direction so that the person is exposed to the wind
  • the windbreak mode is a mode for adjusting the wind direction so that the person is not exposed to the wind.
  • the human detection in this mode is performed by analyzing the indoor thermal image data acquired by the thermal image sensor (sensor 203) included in the indoor unit 20.
  • the command information transmission unit 303 transmits the command information input by the user to the air conditioner 2.
  • the command information acquisition unit 221 of the air conditioner 2 receives and acquires the command information transmitted from the terminal device 3, and supplies the acquired designated information to the air conditioning control unit 222.
  • the air conditioning control unit 222 is an example of the air conditioning control means according to the present disclosure.
  • the air conditioning control unit 222 controls the air conditioning of the air conditioning target area in the house H based on the command information supplied from the command information acquisition unit 221 and the setting information stored in the setting information file 230.
  • the air-conditioning control unit 222 starts the cooling operation or the heating operation when the setting information includes information indicating that the indoor shape corresponding mode is effective and the command information indicates the start of the cooling operation or the heating operation.
  • the control index used when estimating the room temperature is determined based on the ceiling height information included in the setting information, and the air flow of the blown air is adjusted.
  • the control of the air conditioning control unit 222 in the indoor shape corresponding mode will be specifically described.
  • the terminal device 3 is provided with a temperature sensor for measuring the air temperature, the air temperature measured by the terminal device 3 may be added to the control index.
  • the control index is the suction temperature as before. However, if the ceiling height is high even with a high ceiling, the same control index as the atrium is used.
  • the height boundary value in this case is a design matter. The boundary value is determined by the degree of deviation between the suction temperature and room temperature at the time of design.
  • the vertical wind direction is along the ceiling as in the conventional method.
  • the angle of the board is adjusted horizontally.
  • the angle of the vertical wind direction plate is the angle of the vertical wind direction plate of the normal ceiling height (in FIG. 8). It is adjusted to an angle (for example, 30 °) that is upward from 0 °).
  • the fan rotation speed in this case is adjusted to a value larger than that in the case of a normal ceiling height (see FIG. 8).
  • the angle of the vertical wind direction plate is higher than the angle of the vertical wind direction plate of the high ceiling (30 ° in FIG. 9). Is also adjusted to an upward angle (eg 60 °). Further, the fan rotation speed in this case is adjusted to a value larger than that in the case of a high ceiling (see FIG. 9).
  • the air conditioner control unit 222 adjusts the angle of the vertical wind direction plate according to the lower ceiling height. As a result, it is possible to prevent a person who is near a boundary having different ceiling heights from being directly exposed to cold air (see FIG. 11).
  • FIG. 12 shows an outline of the control contents of the indoor shape corresponding mode during the cooling operation.
  • the air conditioning control unit 222 is effective in the wind direction mode even when the indoor shape corresponding mode is effective and the command information indicates the start of the cooling operation, and a person is in the air conditioning target area. If there is, adjust the angle of the vertical wind direction plate so that the person is exposed to cold air. Further, even after the cooling operation in which the airflow is adjusted based on the ceiling height information is started, when the user is instructed to change either the blown air volume or the angle of the vertical wind direction plate via the terminal device 3. Changes either the fan speed or the angle of the vertical airflow direction plate according to the instruction.
  • the angle of the vertical wind direction plate is the same as that of the conventional method. Adjusted to an angle (eg -65 °).
  • the angle of the vertical wind direction plate is the angle of the vertical wind direction plate of the normal ceiling height (in FIG. 13). It is adjusted to an angle (for example, -70 °) that is downward from -65 °).
  • the fan rotation speed in this case is adjusted to a value larger than that in the case of a normal ceiling height (see FIG. 13).
  • the angle of the vertical wind direction plate is the angle of the vertical wind direction plate of the high ceiling ( ⁇ 70 ° in FIG. 14). It is adjusted to a downward angle (for example, -75 °). Further, the fan rotation speed in this case is adjusted to a value larger than that in the case of a high ceiling (see FIG. 14).
  • the wind direction should be avoided from the atrium section. Since the space spreads up and down in the atrium, warm air can easily move to a higher place (that is, the ceiling on the second floor) due to the difference in density. Therefore, it can be said that directing the wind to the atrium when warming the first floor by heating operation is useless air conditioning. Therefore, during the heating operation, the air conditioning control unit 222 adjusts the angles of the left and right wind direction plates so as to avoid directing the wind to the atrium section (see FIG. 16).
  • FIG. 17 shows an outline of the control contents of the indoor shape corresponding mode during the heating operation.
  • the air conditioning control unit 222 is effective in the wind direction mode even when the indoor shape corresponding mode is effective and the command information indicates the start of the heating operation, and the person is in an area with a stairwell. If there is, adjust the angle of the vertical wind direction plate and / or the left and right wind direction plate so that the person is exposed to warm air (see FIG. 18). Further, even after starting the heating operation in which the airflow is adjusted based on the ceiling height information, the user can use any of the blowout air volume, the angle of the vertical wind direction plate, and the angle of the left and right wind direction plates via the terminal device 3. When a change is instructed, any one of the blowout air volume, the angle of the vertical wind direction plate, and the angle of the left and right wind direction plates is changed according to the instruction.
  • the notification information generation unit 223 generates notification information for notifying the user of information indicating that the air conditioning is performed in the indoor shape corresponding mode.
  • the notification information generation unit 223 supplies the generated notification information to the notification information transmission unit 224.
  • the notification information transmission unit 224 transmits the notification information generated by the notification information generation unit 223 to the terminal device 3.
  • the notification information generation unit 223 and the notification information transmission unit 224 are examples of the notification means according to the present disclosure.
  • the notification information acquisition unit 304 of the terminal device 3 receives and acquires the notification information transmitted from the air conditioner 2.
  • the notification information acquisition unit 304 supplies the acquired notification information to the notification information display unit 305.
  • the notification information display unit 305 displays a screen (hereinafter, referred to as a notification screen) based on the content of the notification information on the display 30.
  • FIG. 19 shows an example of the notification screen.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of the air conditioning control process executed by the air conditioner 2. Each time the air conditioner 2 receives the command information transmitted from the terminal device 3, the air conditioner 2 executes the following air conditioning control process.
  • the air conditioner 2 determines whether or not the received command information indicates the start of the cooling operation or the heating operation (step S101). When the command information does not indicate the start of the cooling operation or the heating operation (step S101; NO), the air conditioner 2 executes the control according to the command information (step S102). After that, the air conditioner 2 ends the air conditioning control process.
  • the air conditioner 2 reads the setting information from the setting information file 230 and refers to the read setting information. It is determined whether or not the indoor shape corresponding mode is valid (step S103).
  • step S103 When the indoor shape corresponding mode is not effective (step S103; NO), the air conditioner 2 starts the cooling operation or the heating operation by the conventional method (step S104). After that, the air conditioner 2 ends the air conditioning control process.
  • step S103 when the indoor shape corresponding mode is valid (step S103; YES), the air conditioner 2 starts the cooling operation or the heating operation and determines the control index based on the ceiling height information included in the setting information. Also, the air flow of the blown air is adjusted (step S105).
  • step S105 the air conditioner 2 generates notification information indicating that air conditioning is being performed in the indoor shape corresponding mode, and transmits the generated notification information to the terminal device 3 (step S106). After that, the air conditioner 2 ends the air conditioning control process.
  • the air conditioner 2 receives the setting of the ceiling height information from the user for each of the plurality of predetermined sections in the air conditioning target area, and the ceiling of each section. Control the air conditioning in the air conditioning target area based on high information. Therefore, it is possible not only to realize appropriate air conditioning according to the ceiling height of the section in which the indoor unit 20 is installed, but also to perform appropriate air conditioning even when the ceiling height differs depending on the section.
  • the main body of the indoor unit 20 may be configured to include an input interface for receiving input of setting information from the user.
  • the vacancy target area is divided into 12 sections and the input of ceiling height information is received from the user, but the number of sections is not limited as long as it is 2 or more sections.
  • the user may be able to input the installation height (m) of the indoor unit 20 via the terminal device 3, and the input information indicating the installation height may be included in the setting information.
  • the air conditioner 2 sets the angle of the vertical airflow direction plate, the angle of the horizontal direction plate, and the fan rotation speed according to the distance between the indoor unit 20 and the ceiling, the distance between the indoor unit 20 and the floor, and the like. It can be adjusted more accurately and a more appropriate air flow can be generated.
  • the air conditioner 2 may determine the control index according to the ceiling height information regardless of whether or not the indoor shape corresponding mode is effective.
  • the terminal device 3 may output a voice based on the notification information.
  • the main body of the indoor unit 20 may be configured to include an output interface for visually notifying the user (light, screen, etc.) or by voice.
  • the air conditioner 2 may accept from the user whether or not the indoor unit 20 is an underfloor air conditioner installed under the floor as setting information.
  • the air conditioner 2 performs air conditioning control as shown in FIG. 21 in common during the cooling operation and the heating operation.
  • This disclosure is also applicable to air conditioners that air-condition buildings other than houses.
  • This disclosure can be suitably adopted for an air conditioner that air-conditions a building.
  • 1 air conditioning system 1 air conditioners, 3 terminal devices, 20 indoor units, 21 outdoor units, 22 communication lines, 23 refrigerant pipes, 30 displays, 31 operation reception units, 32, 210 communication interfaces, 33 CPUs, 34 ROMs, 35 RAMs. , 36 Auxiliary storage device, 37 bus, 200 1st communication interface, 201 2nd communication interface, 202, 211 main unit, 203,212 sensor, 204,213 control circuit, 220 setting reception unit, 221 command information acquisition unit, 222 Air conditioning control unit, 223 notification information generation unit, 224 notification information transmission unit, 230 setting information file, 300 setting information input reception unit, 301 setting information transmission unit, 302 command information input reception unit, 303 command information transmission unit, 304 notification information Acquisition department, 305 Notification information display unit

Abstract

空調機(2)は、設定受付部(220)と、空調制御部(222)とを備える。設定受付部(220)は、ユーザから空調対象エリアにおける予め定めた複数の区画の各々について、天井高に関する天井高情報が含まれた設定情報の設定を受け付け、受け付けた設定情報を設定情報ファイル(230)に保存する。空調制御部(222)は、各区画の天井高情報に基づいて空調対象エリアの空調を制御する。

Description

空調機及び空調制御方法
 本開示は、空調機及び空調制御方法に関する。
 空調機において、吹き出す空気の気流を調整して、空調した空気を空調対象空間に均一に行き渡らせる機能は広く知られている。かかる機能により、ユーザは、空調機の近くに居るか否かにかかわらず、同等の快適感を得ることができる。
 例えば特許文献1には、ユーザが入力した空調対象空間の大きさに基づいてコアンダ羽根の姿勢を選択することでコアンダ気流の方向を変更することが記載されている。
特開2013-96639号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の技術は、天井高が同じ空調対象空間では適用され得るが、天井高が場所によって異なる空調対象空間ではその効果を発揮するのは困難といえる。
 このため、同一の空調機によって空調される空調対象エリアにおいて、天井高が場所によって異なる場合においても適切な空調を可能にする新たな技術の提案が望まれているのが実情である。
 本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、天井高が場所によって異なる空調対象エリアにおいても適切な空調を行うことが可能な空調機等を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本開示に係る空調機は、
 ユーザから空調対象エリアにおける予め定めた複数の区画の各々について、天井高に関する天井高情報の設定を受け付ける設定受付手段と、
 各区画の天井高情報に基づいて前記空調対象エリアの空調を制御する空調制御手段と、を備える。
 本開示によれば、天井高が場所によって異なる空調対象エリアにおいても適切な空調を行うことが可能となる。
実施形態における空調システムの全体構成を示す図 実施形態における室内機のハードウェア構成を示すブロック図 実施形態における室外機のハードウェア構成を示すブロック図 実施形態における端末装置のハードウェア構成を示すブロック図 実施形態における空調機及び端末装置の機能構成を示すブロック図 実施形態における天井高情報入力画面の一例を示す図 実施形態における天井高情報入力画面の他の例を示す図 実施形態において、通常の天井高の場合の冷房運転時での上下風向板の制御について説明するための図 実施形態において、高天井の場合の冷房運転時での上下風向板の制御について説明するための図 実施形態において、吹き抜けの場合の冷房運転時での上下風向板の制御について説明するための図 下がり天井の場合の気流について説明するための図 実施形態において、冷房運転時の室内形状対応モードの制御内容を示す図 実施形態において、通常の天井高の場合の暖房運転時での上下風向板の制御について説明するための図 実施形態において、高天井の場合の暖房運転時での上下風向板の制御について説明するための図 実施形態において、吹き抜けの場合の暖房運転時での上下風向板の制御について説明するための図 実施形態において、暖房運転時に吹き抜け区画へ風を送らない制御について説明するための図 実施形態において、暖房運転時の室内形状対応モードの制御内容を示す図 実施形態において、暖房運転時の風あてモードについて説明するための図 実施形態における通知画面の表示例を示す図 実施形態における空調制御処理の手順を示すフローチャート 実施形態の変形例において、床下空調の制御内容を示す図
 以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
 図1は、本開示の実施形態における空調システム1の全体構成を示す図である。空調システム1は、住宅Hの空調を行うシステムであり、空調機2と、端末装置3とを備える。
<空調機2>
 空調機2は、本開示に係る空調機の一例である。空調機2は、家庭用のエアコンであり、室内に設置される室内機20と、室外に設置される室外機21とを備える。室内機20と室外機21は、通信線22と、冷媒を循環させるための冷媒配管23とを介して接続される。
 室内機20は、部屋の壁に掛けられる態様で設置される壁掛け型の室内機である。室内機20は、図2に示すように、第1通信インタフェース200と、第2通信インタフェース201と、メインユニット202と、複数のセンサ203と、制御回路204とを備える。
 第1通信インタフェース200は、室外機21と通信線22を介して通信するためのハードウェアである。第2通信インタフェース201は、端末装置3と無線通信するためのハードウェアである。第2通信インタフェース201は、例えば、端末装置3とWi-Fi(登録商標)、Wi-SUN(登録商標)等の周知の無線通信規格に基づいた通信を行う。
 メインユニット202は、一般的な室内機の本来的な機能を実現するための構成部であり、例えば、上下風向板、左右風向板、ファン、熱交換器等を備える。上下風向板とは、吹出空気の風向を上下方向に変更するための風向板であり、左右風向板とは、吹出空気の風向を左右方向に変更するための風向板である。
 各センサ203は、例えば、ファンにより吸い込まれた空気の温度を計測する吸込温度センサ、ファンにより吸い込まれた空気の湿度を計測する吸込湿度センサ、室内の熱画像データを取得する熱画像センサ(例えば、サーモパイル方式、ダイオード方式、ボロメータ方式等)等である。
 制御回路204は、空調機2を統括的に制御する。制御回路204は、何れも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Read Only Memory)と、補助記憶装置とを備える。
 補助記憶装置は、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリを含んで構成される。読み書き可能な不揮発性の半導体メモリは、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ等である。補助記憶装置には、空調機2の動作を統括して制御するためのプログラム(以下、制御プログラムという。)と、かかる制御プログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。
 室外機21は、図3に示すように、通信インタフェース210と、メインユニット211と、複数のセンサ212と、制御回路213とを備える。通信インタフェース210は、通信線22を介して室内機20と通信するためのハードウェアである。
 メインユニット211は、一般的な室外機の本来的な機能を実現するための構成部であり、圧縮機、熱交換器、膨張弁、四方弁、ファン等を備える。
 各センサ212は、例えば、圧縮機の動作電流を計測する電流センサ、外気温を計測する外気温センサ等である。
 制御回路213は、室内機20からの指令に従って室外機21の各部を制御する。制御回路213は、何れも図示しないが、CPUと、ROMと、RAMと、補助記憶装置とを備える。
 補助記憶装置は、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリを含んで構成され、室外機21の動作を制御するためのプログラムと、かかるプログラムの実行時に使用されるデータとを記憶する。読み書き可能な不揮発性の半導体メモリは、例えば、EEPROM、フラッシュメモリ等である。
<端末装置3>
 端末装置3は、空調システム1におけるユーザとのインタフェースを担う電子機器である。例えば、端末装置3は、スマートフォン、タブレット端末等のスマートデバイス、空調リモコン等である。図4に示すように、端末装置3は、ディスプレイ30と、操作受付部31と、通信インタフェース32と、CPU33と、ROM34と、RAM35と、補助記憶装置36とを備える。これらの構成部は、バス37を介して相互に接続される。
 ディスプレイ30は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の表示デバイスを含んで構成される。ディスプレイ30は、CPU33の制御の下、ユーザ操作に応じた各種の画面等を表示する。
 操作受付部31は、押しボタン、タッチパネル、タッチパッド等の1つ以上の入力デバイスを含んで構成され、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作に係る信号をCPU33に送出する。
 通信インタフェース32は、上述した無線通信規格によって空調機2と無線通信するためのハードウェアである。なお、端末装置3が、空調リモコンの場合、端末装置3と空調機2との間の通信は、赤外線通信であってもよいし、あるいは、図示しない信号線を介した有線通信であってもよい。
 CPU33は、端末装置3を統括的に制御する。ROM34は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。RAM35は、CPU33の作業領域として使用される。
 補助記憶装置36は、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリで構成される。読み書き可能な不揮発性の半導体メモリは、例えば、EEPROM、フラッシュメモリ等である。補助記憶装置36には、空調機2の運転に係るアプリケーションプログラム(以下、空調アプリという。)を含む各種のプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。
 空調アプリ(空調アプリを更新するための更新プログラムも含む)は、空調機2のメーカ、販売会社等によって設置され、運用されるサーバ、その他のプログラム配布サーバ等から端末装置3にダウンロードすることができる。また、空調アプリ(更新プログラムも含む)は、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、光磁気ディスク、USB(Universal Serial Bus)メモリ、メモリカード、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することも可能である。
<空調機2及び端末装置3の機能構成>
 図5は、空調機2及び端末装置3の機能構成を示すブロック図である。図5に示すように、空調機2は、設定受付部220と、指令情報取得部221と、空調制御部222と、通知情報生成部223と、通知情報送信部224とを備える。空調機2のこれらの機能部は、室内機20の制御回路204が備えるCPUが上述した制御プログラムを実行することで実現される。
 端末装置3は、設定情報入力受付部300と、設定情報送信部301と、指令情報入力受付部302と、指令情報送信部303と、通知情報取得部304と、通知情報表示部305とを備える。端末装置3のこれらの機能部は、CPU33が上述した空調アプリを実行することで実現される。
 端末装置3において、設定情報入力受付部300は、ユーザから空調の設定に関する情報(以下、設定情報という。)の入力を受け付ける。詳細には、設定情報入力受付部300は、図示しない設定メイン画面をディスプレイ30に表示して、ユーザから、室内形状対応モードを有効にするか否かの選択を受け付ける。室内形状対応モードの詳細については後述する。ユーザが室内形状対応モードを有効にすると選択した場合、設定情報入力受付部300は、図6に示すような天井高情報入力画面をディスプレイ30に表示する。
 天井高情報入力画面は、ユーザから、空調機2の空調対象エリアにおける予め定めた複数の区画の各々について、天井高に関する天井高情報の入力を受け付けるための画面である。本実施形態では、図6に示すように、空調対象エリアは12区画に区分けされ、設定情報入力受付部300は、ユーザから各区画の天井高情報(天井高(m))の入力を受け付ける。なお、設定情報入力受付部300は、図7に示すような天井高情報入力画面をディスプレイ30に表示し、ユーザから、各区間の天井高情報として、「通常の天井」、「高天井」及び「吹き抜け」の内の何れか1つの選択を受け付けるようにしてもよい。
 設定情報送信部301は、ユーザによって入力された設定情報(室内形状対応モードが有効であるか否かを示す情報及び天井高情報)を空調機2に送信する。
 空調機2において、設定受付部220は、本開示に係る設定受付手段の一例である。設定受付部220は、端末装置3から送信された設定情報を受信して受け付け、受け付けた設定情報を設定情報ファイル230に保存する。設定情報ファイル230は設定情報を保存するためのファイルであり、室内機20の制御回路204が備える補助記憶装置に記憶される。
 端末装置3において、指令情報入力受付部302は、ユーザから、空調機3に対する指令情報の入力を受け付ける。指令情報には、冷房運転、暖房運転、送風運転、除湿運転等の各種運転の開始及び停止を指示する情報、風あてモード、風よけモードを有効にするか否かを示す情報、設定温度、吹出風量、風向等の変更を指示する情報等が含まれる。風あてモードとは、人に風があたるように風向を調整するモードであり、風よけモードとは、人に風があたらないように風向を調整するモードである。このモードにおける人検知は、室内機20が備える熱画像センサ(センサ203)によって取得された室内の熱画像データを解析することで行われる。
 指令情報送信部303は、ユーザによって入力された指令情報を空調機2に送信する。空調機2の指令情報取得部221は、端末装置3から送信された指令情報を受信して取得し、取得した指定情報を空調制御部222に供給する。
 空調制御部222は、本開示に係る空調制御手段の一例である。空調制御部222は、指令情報取得部221から供給された指令情報と、設定情報ファイル230に保存されている設定情報とに基づいて、住宅Hにおける空調対象エリアの空調を制御する。空調制御部222は、設定情報に室内形状対応モードが有効であることを示す情報が含まれており、且つ、指令情報が冷房運転又は暖房運転の開始を示す場合、冷房運転又は暖房運転を開始させると共に、設定情報に含まれる天井高情報に基づいて、室温を推定する際に使用する制御指標を決定し、また、吹き出す空気の気流を調整する。以下、室内形状対応モードにおける空調制御部222の制御について具体的に説明する。
<制御指標>
 従来、吹き抜けのあるエリアに室内機が設置されている場合、当該室内機は吹き抜けの空間におけるより高温な空気を吸い込むため、吸込温度を制御指標とした制御では適切な空調が難しいという問題があった。そこで、本開示の空調機2では、室内機20が吹き抜けのある区画(天井高:5100mm以上)に設置されている場合、空調制御部222は、吸込温度と床表面温度の両方を制御指標とすることで、空調対象エリアの室温をより正確に推定する(吸込温度を室温とみなす場合に比べて、実際の室温と大きく乖離することがなくなる。)。床表面温度は、室内機20が備える熱画像センサ(センサ203)によって取得された室内の熱画像データを解析することで得られる。
 なお、端末装置3が、空気温度を計測する温度センサを備えている場合は、端末装置3によって計測された空気温度も制御指標に加えてもよい。
 通常の天井高(2400mm)又は高天井(2700mm)の区画に室内機20が設置されている場合の制御指標は、従来通り吸込温度とする。但し、高天井でも天井高が高い場合には、吹き抜けと同様の制御指標とする。この場合の高さの境界値は設計事項である。境界値は、設計時に吸込温度と室温との乖離度合によって定められる。
<冷房運転時における室内機20のファンの回転数、上下風向板の制御>
 冷房運転時では、天井に沿った気流になるように、室内機20のファンの回転数(以下、「ファン回転数」という。)、上下風向板の角度が調整される。冷房運転時は、空気の密度差によって天井近くにより高温の空気が溜まるため、天井に沿った気流によって吹出空気と当該高温の空気とを混合させて温度ムラをなくすことができ、これにより、室内温度を均一にできる。
 具体的には、例えば、図8に示すように、室内機20が設置された区画の天井高が通常の天井高(2400mm)である場合、従来の手法と同様、天井に沿うように上下風向板の角度は水平に調整される。また、図9に示すように、室内機20が設置された区画の天井高が高天井(2700mm)である場合、上下風向板の角度は通常の天井高の上下風向板の角度(図8では0°)よりも上向きとなる角度(例えば30°)に調整される。また、この場合のファン回転数(換言すると、室内機20の吹出風量)は、通常の天井高の場合(図8参照)よりも大きい値に調整される。
 また、図10に示すように、室内機20が設置された区画が吹き抜け(5100mm以上)である場合は、上下風向板の角度は高天井の上下風向板の角度(図9では30°)よりも上向きとなる角度(例えば60°)に調整される。また、この場合のファン回転数は、高天井の場合(図9参照)よりも大きい値に調整される。
 また、下がり天井に風があたると、その下へ風が流れるため、室内機20から見て手前側の天井が高く、奥側の天井が低い場合(即ち、室内機20から見て奥側が下がり天井の場合)、冷房運転時において、空調制御部222は、上下風向板の角度を低い方の天井高に合わせて調整する。これにより、天井高が異なる境界付近に居る人に直接冷風があたってしまうこと(図11参照)を防ぐことができる。
 図12に、冷房運転時における室内形状対応モードの制御内容の概要を示す。なお、空調制御部222は、室内形状対応モードが有効であり、且つ、指令情報が冷房運転の開始を示す場合であっても、風あてモードが有効であり、且つ、空調対象エリアに人が居る場合は、当該人に冷風があたるように上下風向板の角度を調整する。また、天井高情報に基づいて気流を調整した冷房運転を開始した後であっても、ユーザによって端末装置3を介して吹出風量及び上下風向板の角度の何れかの変更が指示された場合には、当該指示に従ってファン回転数及び上下風向板の角度の何れかを変更する。
<暖房運転時のファン回転数、上下風向板、左右風向板の制御>
 暖房運転時では、天井高が高くなるほど風向が下方となるように上下風向板の角度を調整し、また、ファン回転数を増加させる。
 具体的には、例えば、図13に示すように、室内機20が設置された区画の天井高が通常の天井高(2400mm)である場合、上下風向板の角度は、従来の手法と同様の角度(例えば-65°)に調整される。また、図14に示すように、室内機20が設置された区画の天井高が高天井(2700mm)である場合、上下風向板の角度は通常の天井高の上下風向板の角度(図13では-65°)よりも下向きとなる角度(例えば-70°)に調整される。また、この場合のファン回転数(即ち、室内機20の吹出風量)は、通常の天井高の場合(図13参照)よりも大きい値に調整される。
 また、図15に示すように、室内機20が設置された区画が吹き抜け(5100mm以上)である場合は、上下風向板の角度は高天井の上下風向板の角度(図14では-70°)よりも下向きとなる角度(例えば-75°)に調整される。また、この場合のファン回転数は、高天井の場合(図14参照)よりも大きい値に調整される。
 また、暖房運転時は、特にユーザの指定がなければ、吹き抜けの区画を避けた風向にする。吹き抜けでは上下に空間が広がっているため、暖かい空気は密度差により高い場所(即ち、2階天井)へ移動しやすい。このため、暖房運転で1階を暖める場合に吹き抜けへ風を向けることは無駄な空調といえる。そこで、暖房運転時において、空調制御部222は、吹き抜けの区画へ風を向けることを避けるように左右風向板の角度を調整する(図16参照)。
 図17に、暖房運転時における室内形状対応モードの制御内容の概要を示す。なお、空調制御部222は、室内形状対応モードが有効であり、且つ、指令情報が暖房運転の開始を示す場合であっても、風あてモードが有効であり、且つ、吹き抜けのあるエリアに人が居る場合は、当該人に温風があたるように上下風向板及び/又は左右風向板の角度を調整する(図18参照)。また、天井高情報に基づいて、気流を調整した暖房運転を開始した後であっても、ユーザによって端末装置3を介して吹出風量、上下風向板の角度及び左右風向板の角度の何れかの変更が指示された場合には、当該指示に従って吹出風量、上下風向板の角度及び左右風向板の角度の何れかを変更する。
 図5に戻り、通知情報生成部223は、室内形状対応モードでの空調が行われている場合、その旨を示す情報をユーザに通知するための通知情報を生成する。通知情報生成部223は生成した通知情報を通知情報送信部224に供給する。通知情報送信部224は、通知情報生成部223によって生成された通知情報を端末装置3に送信する。通知情報生成部223及び通知情報送信部224は、本開示に係る通知手段の一例である。
 端末装置3の通知情報取得部304は、空調機2から送信された通知情報を受信して取得する。通知情報取得部304は、取得した通知情報を通知情報表示部305に供給する。通知情報表示部305は、当該通知情報の内容に基づいた画面(以下、通知画面という。)をディスプレイ30に表示する。図19に通知画面の一例を示す。
 図20は、空調機2が実行する空調制御処理の手順を示すフローチャートである。空調機2は、端末装置3から送信された指令情報を受信する度に、下記の空調制御処理を実行する。
 空調機2は、受信した指令情報が冷房運転又は暖房運転の開始を指示するものであるか否かを判定する(ステップS101)。指令情報が冷房運転又は暖房運転の開始を指示するものでない場合(ステップS101;NO)、空調機2は、指令情報に従った制御を実行する(ステップS102)。その後、空調機2は、空調制御処理を終了する。
 一方、指令情報が冷房運転又は暖房運転の開始を指示するものである場合(ステップS101;YES)、空調機2は、設定情報ファイル230から設定情報を読み出し、読み出した設定情報を参照して、室内形状対応モードが有効であるか否かを判定する(ステップS103)。
 室内形状対応モードが有効でない場合(ステップS103;NO)、空調機2は、従来の手法で冷房運転又は暖房運転を開始する(ステップS104)。その後、空調機2は、空調制御処理を終了する。
 一方、室内形状対応モードが有効な場合(ステップS103;YES)、空調機2は、冷房運転又は暖房運転を開始すると共に、設定情報に含まれている天井高情報に基づいて、制御指標を決定し、また、吹き出す空気の気流を調整する(ステップS105)。
 ステップS105の後、空調機2は、室内形状対応モードで空調を行っていることを示す通知情報を生成し、生成した通知情報を端末装置3に送信する(ステップS106)。その後、空調機2は、空調制御処理を終了する。
 以上説明したように、本実施形態の空調システム1によれば、空調機2は、ユーザから空調対象エリアにおける予め定めた複数の区画の各々について、天井高情報の設定を受け付け、各区画の天井高情報に基づいて空調対象エリアの空調を制御する。このため、室内機20が設置された区画の天井高に応じた適切な空調を実現できるのみならず、天井高が区画によって異なる場合であっても適切な空調を行うことが可能となる。
 また、室内形状対応モードの空調を行っている場合、その旨をユーザに通知するため、ユーザは、通常と異なる空調の理由を把握でき、安心感が得られる。
 本開示は、上記の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。
 例えば、室内機20の本体が、ユーザから設定情報の入力を受け付ける入力インタフェースを備える構成であってもよい。
 また、上記実施形態では、空量対象エリアを12区画に分割してユーザから天井高情報の入力を受け付けたが、2区画以上であれば区画数に限定はない。
 また、ユーザが端末装置3を介して室内機20の据付高さ(m)を入力できるようにし、入力された据付高さを示す情報も設定情報に含まれるようにしてもよい。このようにすることで、空調機2は、室内機20と天井までの距離、室内機20と床面までの距離等に応じて上下風向板の角度、左右方向板の角度、ファン回転数をより精度よく調整でき、より適切な気流を生じさせることが可能になる。
 また、空調機2は、制御指標については、室内形状対応モードが有効であるか否かにかかわらず天井高情報に応じて決定してもよい。
 また、ユーザへの通知の態様も様々であり、例えば、端末装置3は通知情報に基づく音声を出力してもよい。また、室内機20の本体が、ユーザへの通知を目視可能な態様(光、画面等)又は音声で行うための出力インタフェースを備える構成であってもよい。
 また、空調機2は、設定情報として、ユーザから室内機20が床下に設置される床下空調か否かを受け付けるようにしてもよい。床下空調の場合、空調機2は、冷房運転時及び暖房運転時共通で図21に示すような内容の空調制御を行う。
 また、本開示は、住宅以外の建物の空調を行う空調機にも適用可能である。
 上記の各変形例に係る技術思想は、それぞれ単独で実現されてもよいし、適宜組み合わされて実現されてもよい。
 本開示は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能である。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
 本開示は、建物の空調を行う空調機に好適に採用され得る。
 1 空調システム、2 空調機、3 端末装置、20 室内機、21 室外機、22 通信線、23 冷媒配管、30 ディスプレイ、31 操作受付部、32,210 通信インタフェース、33 CPU、34 ROM、35 RAM、36 補助記憶装置、37 バス、200 第1通信インタフェース、201 第2通信インタフェース、202,211 メインユニット、203,212 センサ、204,213 制御回路、220 設定受付部、221 指令情報取得部、222 空調制御部、223 通知情報生成部、224 通知情報送信部、230 設定情報ファイル、300 設定情報入力受付部、301 設定情報送信部、302 指令情報入力受付部、303 指令情報送信部、304 通知情報取得部、305 通知情報表示部

Claims (5)

  1.  ユーザから空調対象エリアにおける予め定めた複数の区画の各々について、天井高に関する天井高情報の設定を受け付ける設定受付手段と、
     各区画の天井高情報に基づいて前記空調対象エリアの空調を制御する空調制御手段と、を備える、空調機。
  2.  前記設定受付手段は、端末装置との通信により前記天井高情報を取得する、請求項1に記載の空調機。
  3.  前記空調制御手段は、室内機が設置される区画の天井高情報に基づいて、前記空調対象エリアにおける室温を推定するための制御指標を決定し、前記各区画の天井高情報に基づいて吹き出す空気の気流を調整する、請求項1又は2に記載の空調機。
  4.  前記各区画の天井高情報に基づいて前記空調対象エリアの空調が行われていることをユーザに通知する通知手段をさらに備える、請求項1から3の何れか1項に記載の空調機。
  5.  ユーザから空調対象エリアにおける予め定めた複数の区画の各々について、天井高に関する天井高情報の設定を受け付け、
     各区画の天井高情報に基づいて前記空調対象エリアの空調を制御する、空調制御方法。
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