(57)【要約】【課題】本発明は、空気調和機に関し、特にサーモオフ動作に関するもので、消費電力量を低減し、かつ快適性を維持するものである。【解決手段】室内機と、室外機と、冷房運転時に室内空気の温度が所定値を下回った時に圧縮機を停止させるサーモオフ動作を行う制御部と、空調負荷をセンシングする空調負荷センシング部とを備え、制御部は、室温がサーモオン温度に達した時点でサーモオフを終了する通常モードと、空調負荷センシング部によりセンシングされた空調負荷に応じて通常モードよりサーモオフの継続時間を長くするサーモオフ時間延長モードを備え、サーモオフ時間延長モードはサーモオフ時の設定室温にサーモオフ時間延長用シフト値を加算したサーモオフ時間延長用設定室温を新たな設定室温とする。【選択図】図１５
2014142099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機と、
室外機と、
冷房運転時に室内空気の温度が所定値を下回った時に圧縮機を停止させるサーモオフ動作を行う制御部と、
空調負荷をセンシングする空調負荷センシング部と
を備え、
制御部は、
室温がサーモオン温度に達した時点でサーモオフを終了する通常モードと、
空調負荷センシング部によりセンシングされた空調負荷に応じて通常モードよりサーモオフの継続時間を長くするサーモオフ時間延長モードを備え、
サーモオフ時間延長モードはサーモオフ時の設定室温にサーモオフ時間延長用シフト値を加算したサーモオフ時間延長用設定室温を新たな設定室温とする
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和機で、
空調負荷センシング部は、
室温センサと湿度センサと外気温センサと人センサを備え、
人センサは在室者の数と位置と活動量のうち少なくとも一つを測定する
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の空気調和機で、
サーモオフ時間延長モードは、「外気温≦サーモオフ時間延長モード上限外気温
」の条件を満たす場合にのみ実行されることを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
サーモオフ時間延長モードは、「湿度≦サーモオフ時間延長モード上限湿度」の条件を満たす場合にのみ実行されることを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
請求項２から４のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
サーモオフ時間延長モード中の吹き出し空気の風向が人センサにより在室者がいると推測された位置を含む領域に送風することを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
請求項２から５のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
室温センサによる室温に応じてサーモオフ時間延長モード中の吹き出し空気の風速が補正されることを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
請求項２から６のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
湿度センサによる室内の湿度に応じてサーモオフ時間延長モード中の吹き出し空気の風速が補正されることを特徴とする空気調和機。
【請求項８】
請求項２から７のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
外気温センサによる外気温に応じてサーモオフ時間延長モード中の吹き出し空気の風速が補正されることを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
請求項２から８のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
人センサによる在室者の数及び/又は位置及び/又は活動量に応じてサーモオフ時間延長モード中の吹き出し空気の風速が補正されることを特徴とする空気調和機。
【請求項１０】
請求項２から９および６のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
サーモオフ時間延長モード中に在室者のいる位置を含む領域を避けるよう送風することを特徴とする空気調和機。
【請求項１１】
請求項２から１０のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
室温に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更することを特徴とする空気調和機。
【請求項１２】
請求項２から１１のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
湿度に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更することを特徴とする空気調和機。
【請求項１３】
請求項２から１２のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
外気温に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更することを特徴とする空気調和機。
【請求項１４】
請求項２から１３のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
人センサによる在室者の数と位置と活動量のうち少なくとも一つの測定結果に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更することを特徴とする空気調和機。
【請求項１５】
請求項１から１４のうちいずれか一つに記載の空気調和機で、
サーモオフ時間延長モードでの消費電力量の低減量を設定することを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷房、暖房などの空気調和を行う空気調和機には、在室者が設定する設定室温に対し、室温が所定の温度となった時点で圧縮機の運転を停止し、室内の送風も最小限とするサーモオフの制御が搭載されていることが多い。また、サーモオフ中の空調負荷により室温が所定の温度となった時点で圧縮機の運転を再開するサーモオンの制御は、サーモオフの制御と併せて搭載される。
【０００３】
また、本技術分野の背景技術として、特開平10-185283（特許文献１）がある。この公報には、「空調機の切りタイマ（おやすみタイマ）等により運転を停止すると、室温検出部１３ｂにより外気温検出部１１ａで検出の外気温に応じ現室温設定値を補正し、新室温設定値に従い室温を調節する。この場合圧縮機オンオフ判定部１１ｃによりオンオフを判定し圧縮機オフ比率算出部１１ｄによりオフ比率を算出し、これらを転送部１１ｅにより室内機制御部１３に転送する。オフ比率が所定値以上になると室外機制御部１１へ交流電源を供給するパワーリレーをオフし同時に室内ファンを停止し、タイマカウンタ部１３ａをスタートし、タイマ所定時間後の室温が所定値に達したか否かを判断する。室温が所定値に達していないときは再度スタートして処理し、達している時はパワーリレーをオンとする。」と記載されている。
【０００４】
また、特開2004-144323（特許文献２）がある。この公報には、「空気調和機は、室内熱交換器と、圧縮機と、制御部とを備える。室内熱交換器は、冷媒と室内空気との間で熱交換を行わせ、室内空気の熱を奪う。制御部は、室内空気の温度が所定下限値を下回ったときに、圧縮機を停止させるサーモオフ動作を行う。また、制御部は、サーモオフ動作後の室内空気の温度の上昇を監視するとともに、サーモオフ動作後の室内空気の相対湿度の上昇を検知あるいは推定する。そして、制御部は、温度の上昇の程度および相対湿度の上昇の程度の両方の条件に基づいて、圧縮機を再起動させるサーモオン動作を行う。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平10-185283
【特許文献２】特開2004-144323
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、在室者が運転停止を設定した後も、快適性を維持することを目的として、室温を制御しようとするものである。すなわち、在室者が設定した運転停止時の消費電力より、特許文献１の制御を長時間使用した場合の消費電力の方が大きくなる。
【０００７】
特許文献２は、冷房運転時のサーモオフ時の室温の上昇の程度と室内の相対湿度に応じて、快適性を維持することを目的として、サーモオン動作を行おうとするものである。すなわち、冷房運転時に室温の上昇の程度が大きくさらに室内の相対湿度が高い場合、サーモオフの時間は短くなる。室温のみによりサーモオフの時間が制御される通常のサーモオフの制御を長時間使用した場合の消費電力量と比較して、特許文献２の制御を長時間使用した場合の消費電力量の方が大きくなる。
【０００８】
本発明は、空気調和機に関し、特にサーモオフ動作に関するもので、消費電力量を低減し、かつ快適性を維持するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「室内機と、室外機と、冷房運転時に室内空気の温度が所定値を下回った時に圧縮機を停止させるサーモオフ動作を行う制御部と、空調負荷をセンシングする空調負荷センシング部とを備え、制御部は、室温がサーモオン温度に達した時点でサーモオフを終了する通常モードと、空調負荷センシング部によりセンシングされた空調負荷に応じて通常モードよりサーモオフの継続時間を長くするサーモオフ時間延長モードを備え、サーモオフ時間延長モードはサーモオフ時の設定室温にサーモオフ時間延長用シフト値を加算したサーモオフ時間延長用設定室温を新たな設定室温とする、こと」を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、空気調和機に関し、特にサーモオフ動作に関するもので、消費電力量を低減し、かつ快適性を維持するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】室内機、室外機、及びリモコンの正面図の例である。
【図２】室内機の側断面図の例である。
【図３】室外機の左側面図の例である。
【図４】空調負荷センシング部と制御部の構成を示すブロック図の例である。
【図５】人センサを含む構成を示すブロック図の例である。
【図６】レンズの例である。
【図７】人センサが在室者の数、位置、活動量を推定するフロー図の例である。
【図８】人センサが人体を検出するフロー図の例である。
【図９】人センサが顔を検出するフロー図の例である。
【図１０】人センサが移動量を検出するフロー図の例である。
【図１１】人センサが人体および顔を検出する処理画像の例である。
【図１２】人センサが人体および顔を検出する処理画像の例である。
【図１３】人センサが移動量から活動量を換算する図の例である。
【図１４】通常モードの室温と圧縮機のON/OFFの経時変化の例である。
【図１５】サーモオフ時間延長モードの室温と圧縮機のON/OFFの経時変化の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例を、図面を用いて説明する。
【００１３】
本実施例では、室内機と、室外機と、冷房運転時に室内空気の温度が所定値を下回った時に圧縮機を停止させるサーモオフ動作を行う制御部と、空調負荷をセンシングする空調負荷センシング部とを備え、制御部は、室温がサーモオン温度に達した時点でサーモオフを終了する通常モードと、空調負荷センシング部によりセンシングされた空調負荷に応じて通常モードよりサーモオフの継続時間を長くするサーモオフ時間延長モードを備え、サーモオフ時間延長モードはサーモオフ時の設定室温にサーモオフ時間延長用シフト値を加算したサーモオフ時間延長用設定室温を新たな設定室温とする、ことを特徴とする空気調和機の例を説明する。
【００１４】
＜空気調和機の構成＞
＜全体＞
図１は、本実施形態に係る空気調和機の室内機、室外機、及びリモコンの正面図である。図１に示すように、空気調和機は、室内機と、室外機と、リモコンと、を備えている。室内機と室外機とは冷媒配管で接続され、周知の冷媒サイクルによって、室内機が設置されている室内を空調する。また、室内機と室外機とは、通信ケーブル（図示せず）を介して互いに情報を送受信するようになっている。
【００１５】
リモコンはユーザによって操作され、室内機のリモコン受信部に対して赤外線信号を送信する。当該信号の内容は、運転要求、設定温度の変更、タイマ、運転モードの変更、停止要求などの指令である。空気調和機は、これらの信号に基づいて、冷房モード、暖房モード、除湿モードなどの空調運転を行う。
【００１６】
＜室内機＞
図２は、室内機１の側断面図である。筐体ベースは、熱交換器、送風ファン、電装品、各種センサなどの内部構造体を収容している。
【００１７】
熱交換器は複数本の伝熱管を有し、送風ファンにより室内機内に取り込まれた空気を、伝熱管を通流する冷媒と熱交換させ、前記空気を加熱又は冷却するように構成されている。なお、伝熱管は、前記した冷媒配管（図示せず）に連通し、周知の冷媒サイクル（図示せず）の一部を構成している。
【００１８】
左右風向板は、室内機マイコン（図示せず)からの指示に従い、下部に設けた回動軸（図示せず）を支点にして左右風向板用モータ(図示せず)により回動される。
【００１９】
上下風向板は、室内機マイコンからの指示に従い、両端部に設けた回動軸（図示せず）を支点にして上下風向板用モータ（図示せず）により回動される。
【００２０】
前面パネルは、室内機の前面を覆うように設置されており、下端を軸として前面パネル用モータ（図示せず）により回動可能な構成となっている。ちなみに、前面パネルを、下端に固定されるものとして構成してもよい。
【００２１】
図２に示す送風ファンが回転することによって、空気吸込み口及びフィルタを介して室内空気を取り込み、熱交換器で熱交換された空気が吹出し風路に導かれる。さらに、吹出し風路に導かれた空気は、左右風向板及び上下風向板によって風向きを調整され、空気吹出し口から外部に送り出されて室内を空調する。
【００２２】
室内機における各種センサは、室内の温度を測る室温センサ、室内の湿度を測る湿度センサ、在室者の数、位置、活動量を推定する人センサ、室外の温度を測る外気温センサを含む。
【００２３】
＜室外機＞
図３は、室外機の平面図および正面図である。筐体ベースは、熱交換器、圧縮機、電装品、送風ファン、各種センサ、などの内部構造体を収容している。
【００２４】
熱交換器は複数本の伝熱管を有し、送風ファンにより室外機背面側から空気を取り込み、伝熱管を通流する冷媒と熱交換させ、前記空気を冷却又は加熱するように構成されている。なお、伝熱管は、前記した冷媒配管（図示せず）に連通し、周知の冷媒サイクル（図示せず）の一部を構成している。
【００２５】
室外機における各種センサは、室外の温度を測る外気温センサを含む。
【００２６】
＜空調負荷センシング部＞
図４は、空調負荷センシング部の構成を示すブロック図である。
【００２７】
空調負荷センシング部は、各種センサにより構成される。空調負荷センシング部の各種センサは、室内の温度を測る室温センサ、室内の湿度を測る湿度センサ、在室者の数、位置、活動量を推定する人センサ、室外の温度を測る外気温センサを含む。
【００２８】
空調負荷センシング部は、室内側の空調負荷として室温、湿度、在室者数、在室者位置、在室者活動量を制御部へ出力する。また、空調負荷センシング部は、室外側の負荷として外気温度を制御部へ出力する。
【００２９】
図５は、空気調和機が備える人センサを含む構成を示すブロック図である。
【００３０】
撮像手段は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラであり、前記したように、前面パネルの左右方向中央の下部に設置されている（図１参照）。また、撮像手段は、レンズ（図６参照）の光軸が水平線に対して所定角度だけ下方を向くように設置されており、室内機が設置されている室内を適切に撮像できるようになっている。また、撮像手段は、空調室内を経時的に撮像して、撮像した画像を画像情報としてＡ／Ｄ変換器に出力する。Ａ／Ｄ変換器は、撮像手段からアナログ信号として入力される画像情報をデジタル信号に変換し、制御手段の人体検出部及び顔検出部に出力する電子回路である。なお、Ａ／Ｄ変換器を撮像手段に内蔵することとしてもよい。
【００３１】
制御手段は、撮像手段から入力される画像情報、リモコンから入力される指令信号、及び各種センサ（図示せず）から入力されるセンサ信号などに応じて、空気調和機の動作を統括制御する。
【００３２】
記録手段は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）など含んで構成される。そして、ＲＯＭに記録されたプログラムが制御手段のＣＰＵ（Central Processing Unit）によって読み出されてＲＡＭに展開され、実行される。
【００３３】
図７〜１３は、人センサが在室者の数、位置、活動量を推定する図である。
【００３４】
図４に示すように、空調負荷センシング部の人センサは、人体検出部と、顔検出部と、統合処理部と、人数算出部と、移動量算出部と、活動量算出部と、を備えている。
【００３５】
人体検出部は、撮像手段から入力される画像情報に基づいて所定時間ごとに、在室者の頭部を含む人体を検出し、当該人体に関する情報（以下、人体情報と記す。）を記録手段に格納する。ちなみに、「頭部を含む人体を検出する」とは、頭部（頭領域）、肩部（肩領域）、及び足部（足領域）を含む全身を検出する場合を含んでいる。
【００３６】
なお、人体検出部の処理は、後記する顔検出部の処理と比較して粗い画素間隔で実行される。
【００３７】
顔検出部は、撮像手段から入力される画像情報に基づいて所定時間ごとに在室者の顔を検出し、当該顔に関する情報（以下、顔情報と記す。）を記録手段に格納する。
【００３８】
以下では、粗い画素間隔で人体を検出する人体検出処理と、細かい画素間隔で顔を検出する処理と、を経時的に切替えて実行する場合について説明する。
【００３９】
統合処理部は、人体検出部の処理と、顔検出部の処理とを経時的に切替えて実行すると共に、人体検出部によって検出される人体と、顔検出部によって検出される顔とを、人体と顔との位置関係に基づいて対応させ、記録手段に格納する。
【００４０】
例えば、ある時刻に人体を検出し、前記時刻より後の時刻に顔を検出した場合に、検出された人体と顔とが同一人物のものであるか否かを判定する必要がある。統合処理部は、検出された人体と顔とが同一人物のものであると判定した場合、識別情報であるラベリング値を用いて各画像情報を対応付ける。
【００４１】
移動量算出部は、人体検出部によって検出される人体の位置及び大きさ、又は、顔検出部によって検出される顔の位置及び大きさの経時的変化に基づいて、前記したラベリング値で対応付けられる在室者の移動量を算出する。そして、移動量算出部は、算出した移動量をラベリング値と対応付けて活動量算出部に出力する。
【００４２】
なお、「移動量」とは、実世界の空間内において在室者が所定時間内に移動したと推定される距離を意味している。
【００４３】
活動量算出部は、移動量算出部によって算出される移動量に基づいて在室者の活動量を算出する。そして、活動量算出部は、算出した活動量を前記したラベリング値と対応付けて補正値算出部に出力する。
【００４４】
なお、「活動量」とは、人体の単位表面積あたりの代謝量[Ｗ／ｍ2]を意味し、前記した移動量と正の相関がある。
【００４５】
なお、室温センサ、湿度センサ、外気温センサ、人センサにより構成される空調負荷センシング部について説明したが、空調負荷センシング部はこれらのなかの少なくとも一つを備えていれば良い。
【００４６】
また、撮像手段としてCCDカメラを例に説明したが、撮像手段は、室内の在室者の数、位置、活動量を推定できるサーモパイル、赤外線センサなどのセンサでも良い。
【００４７】
＜制御部＞
図４は制御部のブロック図である。
【００４８】
制御部は、室内機および室外機の電装品の中に配置されている。制御部は圧縮機、室内ファンモータ、室外ファンモータ、四方弁、電動弁、リモコン受信部と接続されており、これらの制御を行う。
【００４９】
また、制御部は、空調負荷センシング部と接続されており、空調負荷センシング部から室温、湿度、在室者人数、在室者位置、在室者活動量、外気温などの室内負荷および室外負荷が送信される。
【００５０】
制御部には、リモコンから、運転/停止、設定室温、設定湿度、設定風向、設定風速など空気調和機を運転する仕様が送信される。
【００５１】
制御部は、空調負荷センシング部からの出力およびリモコンからの出力に応じて、空気調和機の制御を行う。
【００５２】
＜通常モード＞
図１４は通常モードにおける冷房時の室温、圧縮機のON/OFFの経時変化を示す。
【００５３】
冷房時の通常モードでは、サーモオン中に室温センサによる室温が次式になった時点で圧縮機を停止し、サーモオフとなる。
【００５４】
室温TIN≦設定室温TSET−ΔTOFF      式(１)
また、サーモオフ中に室温センサによる室温が次式になった時点で圧縮機が開始され、サーモオンとなる。
【００５５】
室温TIN≧設定室温TSET−ΔTON      式(２)
サーモオフ中の左右風向は、サーモオン中の左右風向と同じまたは正面方向である。
【００５６】
サーモオフ中の上下風向は、サーモオン中の上下風向と同じまたは水平方向である。
【００５７】
サーモオフ中の吹き出し空気の風速はサーモオン中の風速より低速である。
【００５８】
＜サーモオフ時間延長モード＞
図１５は、サーモオフ時間延長モードにおける冷房時の室温、圧縮機のON/OFFの経時変化を示す。
【００５９】
冷房時のサーモオフ時間延長モードでは、サーモオン中に室温センサによる室温が次式になった時点で圧縮機を停止し、サーモオフとなる。
【００６０】
室温TIN≦設定室温TSET−ΔTOFF      式(１)
ここまでは、通常モードと同じ制御である。
【００６１】
サーモオフとなった時点で、以下の条件の少なくともいずれか一方を満たしている場合、サーモオフ時間延長モードが適用される。
【００６２】
外気温TOUT≦冷房時サーモオフ時間延長モード上限外気温TC-LIMIT      式(３)
湿度RHIN≦冷房時サーモオフ時間延長モード上限湿度RHC-LIMIT      式(４)
上記の条件の少なくともいずれか一方を満たしておりサーモオフ時間延長モードが適用された場合、次式に示す通り、設定室温にサーモオフ時間延長用シフト値が加算されたサーモオフ時間延長用設定室温が新たな設定室温となる。
【００６３】
サーモオフ時間延長用設定室温TSET'＝設定室温TSET＋サーモオフ時間延長用シフト値ΔTSET      式(５)
また、サーモオフ中に室温センサによる室温が次式になった時点で圧縮機の運転が開始され、サーモオンとなる。
【００６４】
室温TIN≧サーモオフ時間延長用設定室温TSET'−ΔTON      式(６)
一方、サーモオフとなった時点で上記の条件を満たしていない場合、通常モードが適用される。
【００６５】
なお、通常モードとサーモオフ時間延長モードとの切り替えは、在室者がリモコンから設定する。
【００６６】
＜効果＞
図１４に通常モード、図１５にサーモオフ時間延長モードでの冷房運転時の室温、設定室温、圧縮機のON/OFFを示す。
【００６７】
冷房運転開始直後は、通常モードとサーモオフ時間延長モードで室温、圧縮機のON/OFFに違いは無い。
【００６８】
運転を継続するのに伴い室温は低下する。
【００６９】
低下を続ける室温が次式になった時点で、サーモオフとなり圧縮機が停止する。
【００７０】
室温TIN≦設定室温TSET−ΔTOFF      式(１)
サーモオフとなり圧縮機が停止してからの制御に、通常モードとサーモオフ時間延長モードとの違いがある。
【００７１】
通常モードでは、圧縮機が停止し、室温が上昇し、室温が次式になった時点でサーモオフが終了し、サーモオンとなる。
【００７２】
室温TIN≧設定室温TSET−ΔTON      式(２)
通常モードでは、サーモオンとサーモオフを繰り返し、長時間運転を継続した時の平均的な室温はおよそサーモオフとなる室温とサーモオンとなる室温の中間付近の温度となる。
【００７３】
一方、サーモオフ時間延長モードでは、圧縮機が停止し、室温が上昇し、室温が次式になった時点でサーモオフが終了し、サーモオンとなる。すなわち、設定室温にサーモオフ時間延長用シフト値が加算されたサーモオフ時間延長用設定室温が新たな設定室温となる。
【００７４】
サーモオフ時間延長用設定室温TSET'＝設定室温TSET＋サーモオフ時間延長用シフト値ΔTSET      式(５)
また、サーモオフ中に室温センサによる室温が次式になった時点で圧縮機の運転が開始され、サーモオンとなる。
【００７５】
室温TIN≧サーモオフ時間延長用設定室温TSET'−ΔTON      式(６)
通常モードとサーモオフ時間延長モードとでは、サーモオフとなる室温は同じであるが、サーモオンとなる室温は、サーモオフ時間延長用シフト値の温度だけサーモオフ時間延長モードの方が高くなる。
【００７６】
サーモオンの温度が異なることにより、長時間運転を継続した時の平均的な室温について、次式が成り立つ。
【００７７】
室温TAVE≦室温TAVE'       式(７)
ここで、
室温TAVE:通常モードで長時間運転を継続した時の平均的な室温
室温TAVE':サーモオフ時間延長モードで長時間運転を継続した時の平均的な室温
すなわち、長時間運転を継続した時の平均的な室温に着目すると、サーモオフ時間延長モードでの運転は、通常モードより設定室温を高くした運転と同じ消費電力量の低減の効果を得られる。
【００７８】
このように、サーモオフ時間延長モードでの運転により、通常モードより消費電力量を低減することが可能となる。
【００７９】
ここまでは冷房時について述べたが、式（１）から（７）を以下のように置き換えることで暖房時についても冷房時と同様の効果を得られる。
式（１）室温TIN≧設定室温TSET＋ΔTOFF
式（２）室温TIN≦設定室温TSET+ΔTON
式（３）外気温TOUT≧冷房時サーモオフ時間延長モード上限外気温TC-LIMIT
式（４）湿度RHIN≧冷房時サーモオフ時間延長モード上限湿度RHC-LIMIT
式（５）サーモオフ時間延長用設定室温TSET'＝設定室温TSET＋サーモオフ時間延長用シフト値ΔTSET
式（６）室温TIN≦サーモオフ時間延長用設定室温TSET'＋ΔTON
式（７）室温TAVE≧室温TAVE'
【００８０】
次に、第２の実施例について説明する。本実施例では、サーモオフ時の快適性を向上することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【００８１】
＜制御部＞
＜通常モード＞
サーモオフ中の左右風向は、サーモオン中の左右風向と同じまたは正面方向である。
【００８２】
サーモオフ中の上下風向は、サーモオン中の上下風向と同じまたは水平方向である。
＜サーモオフ時間延長モード＞
サーモオフ中の左右風向は、人センサにより在室者のいると推測された位置を含む領域に送風しても良い。
【００８３】
サーモオフ中の上下風向は、人センサにより在室者のいると推測された位置を含む領域に送風しても良い。
【００８４】
＜効果＞
人体と周辺環境との間での熱の移動経路には、主に、対流、放射、蒸発、伝導の4種類がある。このうち、伝導は、床や椅子の座面や背もたれなど、周辺の固体と人体の表面が触れている部分での熱の移動である。伝導に関する面積は体表面積のおよそ8%程度と小さい。そのため、ここでは伝導による熱の移動は無視する。
【００８５】
また、冷房時には人体から周辺環境への熱の移動量が大きいほど涼しく、快適に感じる。一方、暖房時には人体から周辺環境への熱の移動量が少ないほど暖かく、快適に感じる。
【００８６】
対流による人体と周辺環境との間での熱の移動量は、次式で表される。
【００８７】
QC=HC(TS-TA)AC
ここで、
QC:対流による人体と周辺環境との間での熱の移動量 [W]
HC:対流熱伝達率 [W/m2K]
TS:人体の表面温度 [K]
TA:人体の周辺の空気の温度 [K]
AC:対流熱伝達に関する人体の体表面積 [m2]
なお、対流熱伝達率は気流速度が大きいほど大きくなる。
【００８８】
放射による人体と周辺環境との間での熱の移動量は、次式で表される。
QR=HR(TS-TR)AR
ここで、
QR:放射による人体と周辺環境との間での熱の移動量 [W]
HR:放射熱伝達率 [W/m2K]
TS:人体の表面温度 [K]
TR:平均放射温度 [K]
AR:放射熱伝達に関する人体の体表面積 [m2]
蒸発による人体と周辺環境との間での熱の移動量は、次式で表される。
QE=HE(PS-PA)AE
ここで、
QE:蒸発による人体と周辺環境との間での熱の移動量 [W]
HE:蒸発に伴う熱伝達率 [W/m2kPa]
PS:皮膚温における飽和水蒸気圧 [kPa]
PA:室温における水蒸気分圧 [kPa]
AE:蒸発に伴う熱伝達に関する人体の表面積 [m2]
サーモオン中の人体と周辺環境との間の熱の移動は、以下に分類することができる。
【００８９】
「対流」
人体の周辺の空気の温度の低下による熱の移動量の増大
人体の周辺の気流速度の増大に伴う対流熱伝達率の増大による熱の移動量の増大
「放射」
床、壁、天井などの温度の低下による平均放射温度の低下に伴う熱の移動量の増大
「蒸発」
室温における飽和水蒸気圧の低下に伴う蒸発量の増大による熱の移動量の増大
サーモオフ時に吹き出される気流は、熱交換されていない室温の気流である。そこで、在室者のいると推測された位置を含む領域に送風することで、在室者の周囲の気流速度を増大させ、それに伴い対流熱伝達率が増大することで、以下のように対流による放熱量を増大させることができる。すなわち、熱交換されていない室温の気流であっても、在室者のいると推測された位置を含む領域に送風することで、涼しさを得ることができる。
【００９０】
「対流」
気流速度の増大に伴う対流熱伝達率の増大による、対流による放熱量の増大
また、サーモオフ中の左右風向が、人センサにより在室者のいると推測された位置を含む領域に送風する場合について説明したが、人センサにより在室者がいると推測された位置を含む領域にスイングさせて送風しても良い。
【００９１】
また、サーモオフ中の上下風向が、人センサにより在室者のいると推測された位置を含む領域に送風する場合について説明したが、人センサにより在室者がいると推測された位置を含む領域にスイングさせて送風しても良い。
【００９２】
次に第３の実施例について説明する。実施例では、室温及び/又は湿度及び/又は外気温に応じてサーモオフ時間延長モードの吹き出し空気の風速を変更することで快適性を確保することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【００９３】
＜制御部＞
＜通常モード＞
サーモオフ中の吹き出し空気の風速は一定である。
【００９４】
＜サーモオフ時間延長モード＞
サーモオフ中の吹き出し空気の風速は、室温及び/又は湿度及び/又は外気温により補正されても良い。この場合、冷房と暖房のいずれにおいても、室温が高いほど、湿度が高いほど、外気温が高いほど、風速が大きくなる方向へ補正される。
【００９５】
すなわち、サーモオフ時間延長モードでは、室温に応じてサーモオフ時間延長モードの吹き出し空気の風速を変更しても良い。この場合、室温が高いほど、風速を大きくするよう変更される。
【００９６】
または、サーモオフ時間延長モードでは、湿度に応じてサーモオフ時間延長モードの吹き出し空気の風速を変更しても良い。この場合、湿度が高いほど、風速を大きくするよう変更される。
【００９７】
または、サーモオフ時間延長モードでは、外気温に応じてサーモオフ時間延長モードの吹き出し空気の風速を変更しても良い。この場合、外気温が高いほど風速を大きくするよう変更される。
【００９８】
＜効果＞
室温が高いほど、以下のように、人体からの放熱量は減少する。
【００９９】
「放射」
室温が高いほど床や壁、天井の表面温度が上昇し、それに伴い平均放射温度が上昇し、放射による放熱量が減少する。
【０１００】
「対流」
室温が高いほど、人体の表面温度と室温との差が小さくなり、人体から周辺環境への熱の移動量は少なくなる。
【０１０１】
一方、風速が大きくなることで、対流熱伝達率が大きくなり、人体から周辺環境への熱の移動量は増大する。
【０１０２】
このように、室温に応じて風速を変更することで、消費電力量の低減と快適性を両立することが可能となる。
【０１０３】
また、湿度が高いほど、以下のように蒸発による放熱量が減少する。
【０１０４】
「蒸発」
水蒸気分圧の上昇に伴う皮膚温における飽和水蒸気圧と周辺環境の水蒸気分圧の差が小さくなり、蒸発による人体から周辺環境への熱の移動量は低減する。
【０１０５】
一方、風速が大きくなることで、対流熱伝達率が大きくなり、人体から周辺環境への熱の移動量は増大する。
【０１０６】
また、外気温が高いほど風速を大きくすることで、冷房時には以下のように対流による放熱量が増大する。
【０１０７】
「放射」
外気温が高いと室内への貫流による熱の移動量が少なくなり、天井、壁、床の温度はより室温に近くなる。すなわち、外気温が高いと室内の壁などの温度が高くなり、人体の表面温度と平均放射温度との差が小さくなる。これにより、外気温が高いほど放射による放熱量は減少する。
【０１０８】
このように、外気温に応じて風速を変更することで、消費電力量の低減と快適性を両立することが可能となる。
【０１０９】
次に、実施例４について説明する。本実施例では、サーモオフ時の快適性を向上することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【０１１０】
＜制御部＞
＜通常モード＞
サーモオフ中の吹き出し空気の風速はサーモオン中の風速より低速である。
【０１１１】
＜サーモオフ時間延長モード＞
サーモオフ中の吹き出し空気の風速は、在室者の人数及び/又は位置及び/又は活動量により補正されても良い。この場合、人数が多いほど、位置が遠いほど、活動量が大きいほど、風速が大きくなる方向へ補正される。
【０１１２】
＜効果＞
人体は、人体からの放熱量が増大することにより、涼しさや寒さを感じる。
【０１１３】
在室者数が多いほど、以下のように、在室者同士が放射による放熱の熱源となる。
【０１１４】
「放射」
在室者自身が熱源となり、平均放射温度が上昇し、放射による放熱量が減少する。
【０１１５】
一方、在室者が多いほど風速が大きくなることで、以下のように、対流による放熱量が増大する。特に冷房時には、熱交換されていない室温の気流であっても、在室者の数が多いほど強く送風することで、涼しさを得ることができる。
【０１１６】
「対流」
気流速度の増大に伴う対流熱伝達率の増大による、対流による放熱量の増大
また、在室者が多いほど増大される風速が、連続して増大された風速ではなく、パルス状に短時間の間だけ増大された風速であってもよい。
【０１１７】
また、在室者が多いほど増大される風速が、周期的に増減しても良い。
【０１１８】
また、在室者が多いほど増大される風速が、1/fの周期の風速でゆらいでも良い。
【０１１９】
次に、実施例５について説明する。本実施例では、在室者の状態に対応できる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【０１２０】
＜制御部＞
制御部は、リモコンからの設定により、サーモオフ時に在室者に向けない風向としても良い。
【０１２１】
＜効果＞
サーモオフ時に在室者のいると推測された位置を含む領域に送風することで、冷房時には人体からの放熱量を促進させ、涼しさを得ることはできる。しかし、書物や新聞などを読んでいる在室者や精密作業をしている在室者、料理をしている在室者など、在室者に向けて送風されることを好まない場合がある。また、暖房時には熱交換されていない空気が送風されることによる寒さを感じる場合がある。
【０１２２】
リモコンからの設定で、在室者のいると推測された位置を含む領域以外に送風することができる。冷房時においては、周囲の天井や壁や床にぶつかって反射した間接的な気流を受けることで、サーモオフ時に室内機からの直接の気流を受けることなく、涼しさを得ることが可能となる。また、暖房時には室内機がサーキュレータの役割を果たし、上昇して天井付近に滞留した暖気を在室者に再度供給することが可能となる。
【０１２３】
次に、実施例６について説明する。本実施例では、室温に応じてサーモオフ時間延長モードのサーモオフの延長時間を変更することで快適性の確保と消費電力量の低減を実施することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【０１２４】
＜サーモオフ時間延長モード＞
サーモオフ時間延長モードでは、室温に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更しても良い。この場合、冷房時には、室温が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を小さくするよう変更される。また、この場合、暖房時には、室温が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を大きくするよう変更される。
【０１２５】
＜効果＞
室温が高いほど、以下のように対流および放射による放熱量が減少する。
【０１２６】
「対流」
人体と周辺空気との温度差が小さくなることによる放熱量の減少
「放射」
平均放射温度が高くなることによる、人体からの放射による放熱量の減少
そのため、冷房時には外気温が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を小さくすることで、消費電力量の低減と快適性の確保を両立することができる。また、暖房時には外気温が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を大きくすることで、消費電力量の低減と快適性の確保を両立することができる。
【０１２７】
次に、実施例７について説明する。本実施例では、外気温に応じてサーモオフ時間延長モードのサーモオフの延長時間を変更することで快適性の確保と消費電力量の低減を実施することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【０１２８】
＜サーモオフ時間延長モード＞
サーモオフ時間延長モードでは、外気温に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更しても良い。この場合、冷房時には外気温が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を小さくするよう変更される。また、この場合、暖房時には外気温が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を大きくするよう変更される。
【０１２９】
＜効果＞
屋外から居室へ貫流する熱が大きくなるほど、居室と屋外とを仕切る壁の表面温度は高くなる。すなわち、外気温が高いほど、平均放射温度は高くなり、以下のように放射による放熱量が減少する。
【０１３０】
「放射」
平均放射温度が高くなることによる、人体からの放射による放熱量の減少
そのため、冷房時には外気温が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を小さくすることで、消費電力量の低減と快適性の確保を両立することができる。また、暖房時には外気温が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を大きくすることで、消費電力量の低減と快適性の確保を両立することができる。
【０１３１】
次に、実施例８について説明する。本実施例では、室内の湿度に応じてサーモオフ時間延長モードのサーモオフの延長時間を変更することで快適性の確保と消費電力量の低減を実施することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【０１３２】
＜サーモオフ時間延長モード＞
サーモオフ時間延長モードでは、室内の湿度に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更しても良い。この場合、冷房時には湿度が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を小さくするよう変更される。また、この場合、暖房時には湿度が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を大きくするよう変更される。
【０１３３】
＜効果＞
室内の湿度が高いほど、蒸発による人体と周辺環境との間での熱の移動量は、以下のように減少する。
【０１３４】
「蒸発」
湿度が高いほど水蒸気分圧が高くなることによる、蒸発による放熱量の減少
そのため、冷房時には湿度が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を小さくすることで、消費電力量の低減と快適性の確保を両立することができる。また、暖房時には湿度が高いほどサーモオフ時間延長用シフト値を大きくすることで、消費電力量の低減と快適性の確保を両立することができる。
【０１３５】
次に、実施例９について説明する。本実施例では、在室者の人数及び/又は位置及び/又は活動量に応じてサーモオフ時間延長モードのサーモオフの延長時間を変更することで快適性を確保することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【０１３６】
＜サーモオフ時間延長モード＞
サーモオフ時間延長モードでは、在室者の人数に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更しても良い。この場合、人数が多いほど、サーモオフ時間延長用シフト値を小さくするよう変更される。
【０１３７】
または、サーモオフ時間延長モードでは、在室者の位置に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更しても良い。この場合、位置が遠いほど、サーモオフ時間延長用シフト値を小さくするよう変更される。
【０１３８】
または、サーモオフ時間延長モードでは、在室者の活動量に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更しても良い。この場合、活動量が大きいほどサーモオフ時間延長用シフト値を小さくするよう変更される。
【０１３９】
＜効果＞
在室者の人数が多いほど、以下のように、在室者同士が放射による放熱の熱源となる。
【０１４０】
「放射」
在室者自身が熱源となり、平均放射温度が上昇し、放射による放熱量が減少する。
【０１４１】
一方、在室者が多いほどサーモオフ時間延長用シフト値が小さくなることで、以下のように対流による放熱量が増大する。
【０１４２】
「対流」
サーモオフ時間延長用シフト値が小さいと、サーモオフ時間の延長時間は短くなり、より長い時間サーモオンとなることによる、室温の低下による対流による室温と人体の表面温度との差の増大および気流速度の増大に伴う対流熱伝達率の増大による、対流による放熱量の増大
このように、在室者の数に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更することで、消費電力量の低減と快適性を両立することが可能となる。
【０１４３】
また、在室者の位置が遠いほど、在室者に供給される風速は低くなり、以下のように対流による放熱量が減少する。
【０１４４】
「対流」
気流速度の低下に伴う対流熱伝達率の減少による対流による放熱量の減少
一方、在室者の位置が遠いほどサーモオフ時間延長用シフト値が小さくなることで、以下のように対流による放熱量が増大する。
【０１４５】
「対流」
サーモオフ時間延長用シフト値が小さいと、サーモオフ時間の延長時間は短くなり、より長い時間サーモオンとなることによる、室温の低下による対流による室温と人体の表面温度との差の増大および気流速度の増大に伴う対流熱伝達率の増大による、対流による放熱量の増大
このように、在室者の位置に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更することで、消費電力量の低減と快適性を両立することが可能となる。
【０１４６】
また、在室者の活動量が大きいほど、人体からの放熱量が増大し、室内の空調負荷が大きくなる。また、いわゆる温熱環境の６要素に基づき、冷房時には以下のように在室者の快適感も低下する。
快適感=f(気温、湿度、放射温度、気流速度、着衣量、活動量)
ここで、
気温：高いほど快適感は低下する
湿度：高いほど快適感は低下する
放射温度：高いほど快適感は低下する
気流速度：高いほど快適感は向上する
着衣量：高いほど快適感は低下する
活動量：高いほど快適感は低下する
【０１４７】
一方、在室者の活動量が大きいほどサーモオフ時間延長用シフト値が小さくなることで、以下のように対流による放熱量が増大する。
【０１４８】
「対流」
サーモオフ時間延長用シフト値が小さいと、サーモオフ時間の延長時間は短くなり、より長い時間サーモオンとなることによる、室温の低下による対流による室温と人体の表面温度との差の増大および気流速度の増大に伴う対流熱伝達率の増大による、対流による放熱量の増大
このように、在室者の活動量に応じてサーモオフ時間延長用シフト値を変更することで、消費電力量の低減と快適性を両立することが可能となる。
【０１４９】
次に、実施例１０について説明する。本実施例では、消費電力量の低減の程度を在室者自身が設定することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【０１５０】
＜制御部＞
制御部は、リモコンから、サーモオフ時間延長モードでの消費電力量の低減量を設定しても良い。
【０１５１】
＜効果＞
在室者自身でサーモオフ時間延長モードでの消費電力量の低減量を設定することで、サーモオフ時間延長モードのON/OFFのみを在室者が設定することができた場合と比較し、サーモオフ時間が延長することにより生じる不快感をより納得して受け入れることが可能となる。すなわち、サーモオフ時間延長モードのON/OFFのみを在室者が設定することができた場合には、サーモオフ時間が延長することにより生じる不快感は空気調和機から与えられた不快感である。一方、在室者自身でサーモオフ時間延長モードでの消費電力量の低減量を設定することで生じる不快感は、在室者自身で設定した不快感であり、より納得して受け入れることが可能となる。
【０１５２】
次に、実施例１１について説明する。本実施例では、より大きく消費電力量を低減することのできる空気調和機の例を説明する。なお、既に説明した部分と同一の構成については、説明を省略する。
【０１５３】
＜サーモオフ時間延長モード＞
サーモオフ時間延長モードを設定した空気調和機の運転開始時から運転終了時まで、圧縮機が停止していても良い。すなわち、運転開始時から運転終了時までがサーモオフであってもよい。
【０１５４】
＜効果＞
室温が設定室温より低い場合、運転開始時の時点でサーモオフとなる。運転開始時からサーモオフであっても、サーモオフ時間延長モードで空調負荷センシング部による空調負荷に基づき風速を制御することで、快適性を向上させることが可能となる。また、運転開始時からサーモオフであっても、空調負荷に基づき風速および風向を制御することで、快適性をより大きく向上させることが可能となる。
【０１５５】
さらに、室温が設定室温より高く、空調負荷が小さい場合にサーモオフ時間延長モードを設定すると、運転停止時までサーモオフとなる場合がある。空気調和機の消費電力の約9割は圧縮機の運転によるものであり、運転開始時から運転終了時までサーモオフの場合、圧縮機を運転する冷房運転と比較し、約9割の消費電力量を低減することが可能となる。
【０１５６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
【０１５７】
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、有る実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。
【０１５８】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手順は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
【０１５９】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられる物を示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。
【符号の説明】
【０１６０】
１…室内機
【図１】
2014142099.tif 000003
【図２】
2014142099.tif 000004
【図３】
2014142099.tif 000005
【図４】
2014142099.tif 000006
【図５】
2014142099.tif 000007
【図６】
2014142099.tif 000008
【図７】
2014142099.tif 000009
【図８】
2014142099.tif 000010
【図９】
2014142099.tif 000011
【図１０】
2014142099.tif 000012
【図１１】
2014142099.tif 000013
【図１２】
2014142099.tif 000014
【図１３】
2014142099.tif 000015
【図１４】
2014142099.tif 000016
【図１５】
2014142099.tif 000017