(57)【要約】【課題】被調和室内における人の位置及び被調和室の熱貫流率を確実に把握し、その結果をもって省エネ運転することで使用者が不快に思うことなく省エネ運転ができる空気調和機を提供すること。【解決手段】空気調和機の室内機に設けられた人体検知センサにより人の位置を把握すると共に、被調和室が安定状態となった場合、被調和室の熱貫流率を求め、人の位置と熱貫流率に応じて省エネ運転を実行するもので、最大能力を制限する運転を実行したとしても使用者が不快に思うことなく、省エネ運転を実行することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被調和室の室温、外気温、人位置を検知するための各手段を有する空気調和機であって、冷房運転あるいは暖房運転時に、被調和室が安定状態である場合、前記空気調和機が前記被調和室に投入している熱量（Ｎ１）と、室温と外気温の温度差（ΔＴ１）から算出した熱貫流率（Ｎ２）の値及び人位置の検出結果に応じて、前記空気調和機が前記被調和室に投入する最大能力を補正することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
被調和室の室温が略一定、かつ空気調和機から投入される熱量が略一定となる安定状態であって、空気調和機が被調和室に投入している熱量（Ｎ１）を室温と外気温の温度差（ΔＴ１）で除して算出した熱貫流率（Ｎ２＝Ｎ１／ΔＴ１）の値及び人位置の検出結果に応じて、前記空気調和機が前記被調和室に投入する最大能力を補正することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
被調和室の室温が設定温度に到達し、室温を維持する能力が空気調和機の最小能力以下となり、圧縮機の駆動を断続的に行う運転となった場合、前記被調和室が安定状態であると判断し、前記空気調和機が所定時間（Ｔ１）中に前記被調和室に投入している平均投入熱量（Ｎ１ａ）を、所定時間（Ｔ１）中の室温と外気温の平均温度差（ΔＴ１ａ）で除して算出した熱貫流率（Ｎ２＝Ｎ１ａ／ΔＴ１ａ）の値及び人位置の検出結果に応じて、前記空気調和機が前記被調和室に投入する最大能力を補正することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
被調和室が安定状態であると判断され、熱貫流率（Ｎ２）が算出された場合、予め定められている熱貫流率の初期値（Ｎ０）と比較を行い、今回熱貫流率（Ｎ２）が熱貫流率の初期値（Ｎ０）より大きければ第１の所定値をＮ０に加算し（Ｎ０＝Ｎ０＋Ｅ）、小さければ第２の所定値をＮ０から減算し（Ｎ０＝Ｎ０−Ｇ）、さらに所定時間経過後、前記被調和室が安定状態であると判断された場合、熱貫流率（Ｎ２）を算出し、Ｎ０の補正を行い、Ｎ０の補正計算を１回あるいは複数回繰り返した後、Ｎ０の値及び人位置の検出結果に応じて、前記空気調和機が前記被調和室に投入する最大能力を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項５】
最大能力を制限する手段として、圧縮機又は空気調和機に流れる電流値を、通常電流制限値よりも圧縮機の運転能力を負側へ補正するように電流を制限することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項６】
被調和室の温度に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項７】
暖房運転時、外気温が所定温度未満では、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を減少方向に補正しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項８】
使用者の設定温度に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被調和室内における人の所在位置を判断し且つ、自動的に被調和室の熱貫流率を計算し、その結果をもって省エネ運転を行うか行わないか判断し、行うと判断された場合は省エネとなる運転を行うようにした空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、図４に示すように、リモコンなどの設定により、最大の電流値を制限することで省エネ運転を実現する空気調和機がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−５４１３８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０１８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の空気調和機は、リモコンなどで一律的に省エネモードを選択した場合、被調和室が必要としている能力を問わず、最大能力を制限してしまう為、能力が足りず、必ずしも使用者にとって快適な状態ではない場合があった。また、その場合、省エネモードを解除するには、リモコンの操作を伴うので使用者にとって煩雑な思いをさせることがあった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被調和室内における人の位置及び被調和室の熱貫流率を確実に把握し、その結果をもって省エネ運転することで使用者が不快に思うことなく省エネ運転ができる空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、冷房運転あるいは暖房運転時に、被調和室が安定状態である場合、空気調和機が被調和室に投入している熱量（Ｎ１）と、室温と外気温の温度差（ΔＴ１）から算出した熱貫流率（Ｎ２）の値及び人位置の検出結果に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正するものである。
【０００６】
これによって、被調和室が必要としている能力を把握して最大能力を補正することで、空気調和機の能力を制御し、使用者が不快に思うことなく省エネ運転ができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の空気調和機は、調和室内における人の位置及び被調和室の熱貫流率を確実に把握し、被調和室が必要としている能力を把握して最大能力を補正することで、空気調和機の能力を制御し、使用者が不快に思うことなく省エネ運転ができるので、快適性とエコを両立できる。また、自動的に被調和室の熱貫流率を計算し、それをもって省エネ運転を行うか行わないか判断する為、使用者に煩雑な思いをさせることなく、省エネ運転を行うか行わないか適切な運転を選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、被調和室の室温、外気温、人位置を検知するための各手段を有する空気調和機であって、冷房運転あるいは暖房運転時に、被調和室が安定状態である場合、空気調和機が被調和室に投入している熱量（Ｎ１）と、室温と外気温の温度差（ΔＴ１）から算出した熱貫流率（Ｎ２）の値及び人位置の検出結果に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正することにより、調和室内における人の位置及び被調和室の熱貫流率を確実に把握し、被調和室が必要としている能力を把握して最大能力を補正すること
で、空気調和機の能力を制御し、使用者が不快に思うことなく省エネ運転ができるので、快適性とエコを両立できる。また、自動的に被調和室の熱貫流率を計算し、それをもって省エネ運転を行うか行わないか判断する為、使用者に煩雑な思いをさせることなく、省エネ運転を行うか行わないか適切な運転を選択することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の、安定状態の判定を被調和室の室温が略一定、かつ空気調和機から投入される熱量が略一定となる場合とし、空気調和機が被調和室に投入している熱量（Ｎ１）を室温と外気温の温度差（ΔＴ１）で除して算出した熱貫流率（Ｎ２＝Ｎ１／ΔＴ１）の値及び人位置の検出結果に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正することにより、調和室内における人の位置及び被調和室の熱貫流率を確実に把握し、被調和室が必要としている能力を把握して最大能力を補正することで、空気調和機の能力を制御し、使用者が不快に思うことなく省エネ運転ができるので、快適性とエコを両立できる。また、自動的に被調和室の熱貫流率を計算し、それをもって省エネ運転を行うか行わないか判断する為、使用者に煩雑な思いをさせることなく、省エネ運転を行うか行わないか適切な運転を選択することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１の発明の、安定状態の判定を被調和室の室温が設定温度に到達し、室温を維持する能力が空気調和機の最小能力以下となり、圧縮機の駆動を断続的に行う運転となった場合とし、空気調和機が所定時間（Ｔ１）中に被調和室に投入している平均投入熱量（Ｎ１ａ）を、所定時間（Ｔ１）中の室温と外気温の平均温度差（ΔＴ１ａ）で除して算出した熱貫流率（Ｎ２＝Ｎ１ａ／ΔＴ１ａ）の値及び人位置の検出結果に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正することにより、調和室内における人の位置及び被調和室の熱貫流率を確実に把握し、被調和室が必要としている能力を把握して最大能力を補正することで、空気調和機の能力を制御し、使用者が不快に思うことなく省エネ運転ができるので、快適性とエコを両立できる。また、自動的に被調和室の熱貫流率を計算し、それをもって省エネ運転を行うか行わないか判断する為、使用者に煩雑な思いをさせることなく、省エネ運転を行うか行わないか適切な運転を選択することができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の、被調和室が安定状態であると判断され、熱貫流率（Ｎ２）が算出された場合、予め定められている熱貫流率の初期値（Ｎ０）と比較を行い、今回熱貫流率（Ｎ２）が熱貫流率の初期値（Ｎ０）より大きければ第１の所定値をＮ０に加算し（Ｎ０＝Ｎ０＋Ｅ）、小さければ第２の所定値をＮ０から減算し（Ｎ０＝Ｎ０−Ｇ）、さらに所定時間経過後、前記被調和室が安定状態であると判断された場合、熱貫流率（Ｎ２）を算出し、Ｎ０の補正を行い、Ｎ０の補正計算を１回あるいは複数回繰り返した後、Ｎ０の値及び人位置の検出結果に応じて、前記空気調和機が前記被調和室に投入する最大能力を補正することにより、平均的な被調和室の熱貫流率を求めることが可能となる為、平均的な熱貫流率を求めることで、外乱などによって一回の計算で生じるバラツキを排除することができ、省エネ運転を行うか行わないか、より適切な判断を行うことができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の、最大能力を制限する手段として、圧縮機又は空気調和機に流れる電流値を、通常電流制限値よりも圧縮機の運転能力を負側へ補正するように電流を制限することにより、一般的に最大能力は電流値あるいは圧縮機の最大運転周波数によって制限されるものであるのに対し、そのうちの電流値の最大値の閾値を変更するだけであるので簡単に省エネ制御を実施することができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の、被調和室の温度に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正することにより、暖房や冷房運転の立ち上げ時に、まだ暖房であれば寒く、冷房であれば暑い環境においては、省エネ運転による最
大能力の制限は行わないので、ユーザにとって不快な状況を極力回避できる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の、暖房運転時、外気温が所定温度未満では、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を減少方向に補正しないことにより、暖房運転時、外気温が低く被調和室への投入能力がより必要な環境においては通常時に対して最大能力を制限しないので、使用者にとって不快な状況を極力回避できる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明の、使用者の設定温度に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正することにより、使用者の設定温度に応じて、補正値変更するため使用者にとって不快な状況を極力回避できる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の概略図を示すものである。
【００１８】
図１において、空気調和機１は、室外機２と、室内機３で構成されている。室外機３には圧縮機４、四方弁５、膨張弁６、室外熱交換器７、室外ファン８、吐出温度センサ９、室外配管温度センサ１０、外気温度センサ１１が設けられている。室内機３には、室内熱交換器１２、室内ファン１３、室内配管温度センサ１４、吸込み温度センサ１５が設けられており、室外機と室内機が冷凍サイクルを形成するように接続され、四方弁５を切り替えることによって冷房と暖房をおこなわれるようになっている。
【００１９】
また、室外機２、室内機３にはそれぞれに室外制御部１６と室内制御部１７とが設けられており、両制御部１６、１７は接続線によって接続され、通信している。
【００２０】
室内制御部１７には、室内機３の外に設けられたリモコン１９から送信される赤外線信号を受信する受信部１８を有しており、使用者がリモコン１９上で様々な操作をおこなうことが可能となっている。更に、室内制御部１７には人体検知センサ２０が接続線によって接続されている。また、両制御部１６、１７はそれぞれ、数値計算の実行や数値計算した計算結果を記憶する手段を有する。
【００２１】
空気調和機１は、吸込み温度センサ１５で検知した被調和室の室温とリモコン１９等で設定された設定温度に基づいて、室温が設定温度に至るように両制御部１６、１７によって、圧縮機４の運転能力を自動調整する。
【００２２】
本実施の形態では、被調和室の室温が略一定、かつ空気調和機から投入される熱量が略一定となると、被調和室が安定状態であると判断する。
【００２３】
もしくは、被調和室の室温が設定温度に到達し、室温を維持する能力が空気調和機の最小能力以下となり、圧縮機の駆動を断続的に行う運転となった場合に、被調和室が安定状態であると判断してもよい。
【００２４】
空気調和機１が被調和室に投入している熱量（Ｎ１）と、室温と外気温の温度差（ΔＴ１）を算出し、投入熱量（Ｎ１）を室温と外気温の差（ΔＴ１）で除算することで熱貫流率（Ｎ２）を算出できる（Ｎ２＝Ｎ１／ΔＴ１）。
【００２５】
もしくは、空気調和機１が所定時間（Ｔ１）中に被調和室に投入している平均投入熱量（Ｎ１ａ）と、所定時間（Ｔ１）中の室温と外気温の平均温度差（ΔＴ１ａ）を算出し、
平均投入熱量（Ｎ１ａ）を室温と外気温の平均温度差（ΔＴ１ａ）で除算することで熱貫流率（Ｎ２）を算出してもよい（Ｎ２＝Ｎ１ａ／ΔＴ１ａ）。
【００２６】
ここで、風量（Ｆ）の計算を
Ｆ＝室内クロスフローファン回転数×Ａ＋Ｂ        （Ａ・Ｂは所定の定数）
投入熱量（Ｎ１）の計算を
Ｎ１＝（室内熱交換器温度−室温）×Ｆ×Ｃ    （Ｃは所定の定数）・・・暖房時、
Ｎ１＝（室温−室内熱交換器温度）×Ｆ×Ｄ    （Ｄは所定の定数）・・・冷房時、
と簡略的に計算することで、特別な情報・手段がなくても通常空気調和機が取得できる情報の範疇で熱貫流率が計算できるので、余分な機構・機能を必要とせず、簡略的な熱貫流率を算出し、ユーザに煩雑な思いをさせることなく、省エネ運転を行うか行わないか適切な運転を選択することができる。
【００２７】
また、平均投入熱量（Ｎ１ａ）は、吸込み温度がある一定の温度（例えば吸込み−設定＝−３°）となった時点から設定温度に達するまでの時間の平均値とする。
【００２８】
所定時間Ｔ１は例えば、３０分とする。
【００２９】
図２は、図１に示される人感センサ２０によって人体が検知される室内の領域を示したものである。
【００３０】
以上のように構成された空気調和機について、暖房時においては、外気温・室温が高いほど、また、人体の検知結果が少ない（空調エリアが少ない＝部分空調）ほど、もしくは、設定温度が低いほど、空気調和機が被調和室に投入する能力が高くなくともよく、省エネ運転、つまり、最大電流を小さく設定することができる。
【００３１】
また、被調和室が安定状態となった場合、被調和室の熱貫流率を算出することで被調和室が必要としている能力を判断することができ、つまり熱貫流率の値が所定の値より小さければ、被調和室から外環境に漏洩する熱量が少ないということであり、最大能力を制限する運転をしたとしても、ユーザが不快に思うことなく、省エネ運転を実行できる。また、熱貫流率が所定の値より大きければ、外環境に漏洩する熱量が多いということになり、最大能力を制限しない方が、ユーザにとって快適であると判断されるので省エネ運転を実行しない。
【００３２】
本実施の形態の動作の流れを図３を用いて詳述する。
【００３３】
図３は本発明の第１の実施の形態における空気調和機の暖房運転時のフローチャートである。まず、図３においてＳＰ１で暖房運転が開始されると、ＳＰ２において、省エネ運転実行許可中かどうかの判断が行われ、省エネ運転許可中であればＳＰ３に進み、省エネ運転不許可中であればＳＰ１８に進む。
【００３４】
ＳＰ３において、図１の外気温度センサ１１によって計測された外気温度がＴａ℃（例えば−３℃）以上であればＳＰ４に進み、Ｔａ℃未満であればＳＰ１８に進む。
【００３５】
ＳＰ４において、図１の吸込み温度センサ１５によって計測された吸込み温度がＴｒａ℃（例えば１０℃）以上であればＳＰ５に進み、Ｔｒａ℃未満であればＳＰ１８に進む。
【００３６】
ＳＰ１８において、最大電流値を通常の電流値Ｅａ（例えば２０Ａ）に設定しＳＰ１９に進む。
【００３７】
ＳＰ５において、図１の人体検知センサ２０による人体の検知結果が単一エリアであればＳＰ６に進み、複数エリアであればＳＰ１７に進む。次にＳＰ１７において、最大電流値をＥｂ（例えば１９Ａ）に設定しＳＰ１９に進む。
【００３８】
ＳＰ６において、図１の吸込み温度センサ１５によって計測された吸込み温度がＴｒｂ℃（例えば１５℃）以上であればＳＰ７に進み、Ｔｒｂ℃未満であればＳＰ１２に進む。
【００３９】
ＳＰ７において、図１のリモコン１９によって設定された温度がＴｓａ℃（例えば２５℃）以上であればＳＰ８に進み、Ｔｓａ℃未満であればＳＰ９に進む。次にＳＰ８において、最大電流値をＥｃ（例えば１６Ａ）に設定しＳＰ１９に進む。
【００４０】
ＳＰ９において、図１のリモコン１９によって設定された温度がＴｓｂ℃（例えば２０℃）以上であればＳＰ１０に進み、Ｔｓｂ℃未満であればＳＰ１１に進む。次にＳＰ１０において、最大電流値をＥｄ（例えば１４Ａ）に設定しＳＰ１９に進む。
【００４１】
ＳＰ１１において、最大電流値をＥｅ（例えば１２Ａ）に設定しＳＰ１９に進む。
【００４２】
ＳＰ１２において、図１のリモコン１９によって設定された温度がＴｓａ℃以上であればＳＰ１３に進み、Ｔｓａ℃未満であればＳＰ１４に進む。次にＳＰ１３において、最大電流値をＥｆ（例えば１８Ａ）に設定しＳＰ１９に進む。
【００４３】
ＳＰ１４において、図１のリモコン２３によって設定された温度がＴｓｂ℃以上であればＳＰ１５に進み、Ｔｓｂ℃未満であればＳＰ１６に進む。次にＳＰ１５において、最大電流値をＥｇ（例えば１６Ａ）に設定しＳＰ１９に進む。
【００４４】
ＳＰ１６において、最大電流値をＥｈ（例えば１４Ａ）に設定しＳＰ１９に進む。
【００４５】
ＳＰ１９において、前回の熱貫流率の計算をしてから所定時間（例えば６時間）以上経過していればＳＰ２０に進み、経過していなければＳＰ２に進む。
【００４６】
ＳＰ２０において、被調和室が安定状態であればＳＰ２１に進み、安定状態でなければＳＰ２に進む。次にＳＰ２１において、熱貫流率が計算されＳＰ２２に進む。
【００４７】
ＳＰ２２において、Ｎ２（ＳＰ２１において今回計算された熱貫流率）が熱貫流率の初期値Ｎ０より大きければＳＰ２３に進み、Ｎ２がＮ０以下であればＳＰ２４に進む。次にＳＰ２３において、Ｎ０＝Ｎ０＋Ｅ（例えばＥ＝１）の計算が行われＳＰ２５に進む。ＳＰ２４において、Ｎ０＝Ｎ０−Ｇ（例えばＧ＝１）の計算が行われＳＰ２５に進む。
【００４８】
本実施の形態では、熱貫流率の初期値Ｎ０は過去計算された熱貫流率の略平均値とする。
【００４９】
ＳＰ２５において、Ｎ０の値が所定の値（例えば１００）よりも小さければＳＰ２６に進み、Ｎ０の値が所定の値以上であればＳＰ２７に進む。次にＳＰ２６において、省エネ運転の許可を与えＳＰ２８に進む。ＳＰ２７において、省エネ運転を不許可としＳＰ２８に進む。
【００５０】
ＳＰ２８において、使用者が空気調和機１の運転を停止したとき空気調和機１０の運転を終了し、使用者が空気調和機１の運転を停止していないときＳＰ２に戻り、上述の動作を繰り返す。
【００５１】
以上のように、本実施の形態では、被調和室の室温、外気温、人位置を検知するための各手段を有する空気調和機であって、冷房運転あるいは暖房運転時に、被調和室が安定状態である場合、空気調和機が被調和室に投入している熱量（Ｎ１）と、室温と外気温の温度差（ΔＴ１）から算出した熱貫流率（Ｎ２）の値及び人位置の検出結果に応じて、空気調和機が被調和室に投入する最大能力を補正することにより、調和室内における人の位置及び被調和室の熱貫流率を確実に把握し、被調和室が必要としている能力を把握して最大能力を補正することで、空気調和機の能力を制御し、使用者が不快に思うことなく省エネ運転ができるので、快適性とエコを両立できる。また、自動的に被調和室の熱貫流率を計算し、それをもって省エネ運転を行うか行わないか判断する為、使用者に煩雑な思いをさせることなく、省エネ運転を行うか行わないか適切な運転を選択することができる。
【００５２】
尚、冷房運転時の実施例は示さないが、暖房と同様に制御することで同様の効果を得ることができる。即ち、冷房時においては、外気温・室温が低いほど、また、人体の検知結果が少ない（空調エリアが少ない＝部分空調）ほど、もしくは、設定温度が高いほど、空気調和機が被調和室に投入する能力が高くなくともよく、省エネ運転、つまり、最大電流を小さく設定することができる。
【００５３】
また、冷暖房共に、省エネ運転の方法として、圧縮機の周波数を制限してもよい。また、高気密断熱住宅であった場合にも、電流制限等、省エネ運転をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、人体の存在位置の推測結果および自動的に計算された熱貫流率に応じて、適切な省エネ運転をすることができることから、ファンヒーター等の暖房機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の概略図
【図２】本発明の実施の形態１における人体検知センサによる人体位置判別領域図
【図３】本発明の実施の形態１におけるフローチャート
【図４】従来の空気調和機における省エネ制御のフローチャート
【符号の説明】
【００５６】
１  空気調和機
２  室外機
３  室内機
４  圧縮機
５  四方弁
６  膨張弁
７  室外熱交換器
８  室外ファン
９  吐出温度センサ
１０  室外配管温度センサ
１１  外気温度センサ
１２  室内熱交換器
１３  室内ファン
１４  室内配管温度センサ
１５  吸込み温度センサ
１６  室外制御部
１７  室内制御部
１８  受信部
１９  リモコン
２０  人体検知センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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