(57)【要約】  空気調和機は、空調対象空間の空気温度を検出する空気温度検出手段と、空調対象空間内の人体を検知する人体検知手段と、人体検知手段が検知した人の温冷感を推定する推定手段と、検知された全ての人について推定手段が推定した温冷感に基づいて空気温度又は設定温度の値を補正し、補正後の値を用いて冷凍サイクルを制御する制御手段と、を有するものである。
2019167222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調対象空間の空気温度を検出する空気温度検出手段と、
前記空調対象空間内の人体を検知する人体検知手段と、
前記人体検知手段が検知した人の温冷感を推定する推定手段と、
検知された全ての人について前記推定手段が推定した温冷感に基づいて前記空気温度又は設定温度の値を補正し、補正後の値を用いて冷凍サイクルを制御する制御手段と、
を有する空気調和機。
【請求項２】
前記制御手段は、
検知された全ての人の温冷感のうち、最も高い最高温冷感が中立範囲よりも低い場合、前記最高温冷感が前記中立範囲に収まるように前記冷凍サイクルを制御する、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記中立範囲と前記最高温冷感との差分だけ前記設定温度を高い値に補正する、又は、前記差分だけ前記空気温度を低い値に補正する、請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記制御手段は、
検知された全ての人の温冷感のうち、最も低い最低温冷感が中立範囲よりも高い場合、前記最低温冷感が前記中立範囲に収まるように前記冷凍サイクルを制御する、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記中立範囲と前記最低温冷感との差分だけ前記設定温度を低い値に補正する、又は、前記差分だけ前記空気温度を高い値に補正する、請求項４に記載の空気調和機。
【請求項６】
吹出風量を調整する風量調整手段と、
吹出風向を調整する風向調整手段と、をさらに有し、
前記人体検知手段は人の位置を検知し、
前記推定手段は、
検知した全ての人毎に、前記位置と前記位置に対する風向及び風量とから人に当たる風の風速を算出し、算出した風速を含むパラメータの値を用いて前記温冷感を推定する、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】
吹出温度を検出する吹出温度検出手段をさらに有し、
前記推定手段は、
前記吹出温度を前記パラメータに含めて前記温冷感を推定する、請求項６に記載の空気調和機。
【請求項８】
床温度を検出する床温度検出手段をさらに有し、
前記推定手段は、
前記床温度を前記パラメータに含めて前記温冷感を推定する、請求項６又は７に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記空調対象空間の空気湿度を検出する湿度検出手段をさらに有し、
前記推定手段は、
前記空気湿度を前記パラメータに含めて前記温冷感を推定する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項１０】
表示部を備えた操作部をさらに有し、
前記制御手段は、
前記空気温度又は前記設定温度の値の補正後の値を用いて前記冷凍サイクルの制御を実行すると、検知された全ての人の前記温冷感に基づいて空調制御を行った旨の表示を前記表示部に表示させる、請求項１〜９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、冷媒回路を備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機において、人の椀部の皮膚温度の測定データから温冷感推定値を算出し、算出した温冷感推定値と温冷感目標値との偏差から圧縮機の回転数を制御することで、空気調和を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、赤外線センサが検知した輻射熱温度から体感温度を算出し、体感温度と閾値温度とを比較し体感温度が閾値温度よりも低い場合、体感温度が十分に低いと判断し、設定温度を高い値に補正する空気調和機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１２８６９４号公報
【特許文献２】特開２０１１−０２７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に開示された技術は、腕部の皮膚温度又は室内の輻射熱温度から温冷感を推定し、推定した温冷感と温冷感の目標値との偏差を求めて空気調和機を制御するものである。これらの技術は、空調対象空間に複数の人が居る場合が考慮されておらず、空調対象空間に居る複数の人の温冷感を改善する制御に適用することは困難である。【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、空調対象空間に居る複数の人に対して全員の温冷感を快適側に近づける空気調和機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空気調和機は、空調対象空間の空気温度を検出する空気温度検出手段と、前記空調対象空間内の人体を検知する人体検知手段と、前記人体検知手段が検知した人の温冷感を推定する推定手段と、検知された全ての人について前記推定手段が推定した温冷感に基づいて前記空気温度又は設定温度の値を補正し、補正後の値を用いて冷凍サイクルを制御する制御手段と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、空調対象空間に居る複数の人が検知されると、検知された全ての人の温冷感を推定し、検知された全ての人の温冷感に基づいて空気温度又は設定温度が補正され、補正後の値で冷凍サイクルの制御が行われる。そのため、検知された全ての人の温冷感を快適側に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の一構成例を示す図である。
【図２】図１に示す空気調和機の冷媒回路図である。
【図３】図２に示した制御部の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】室内における人の位置と温冷感との関係を説明するための図である。
【図５】図１に示した空気調和機の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】一般的な温冷感指標ＰＭＶの評価表である。
【図７】図３に示した推定手段が推定した温冷感を示すグラフの一例である。
【図８】図３に示した推定手段が推定した温冷感を評価表に当てはめた場合の一例を示す表である。
【図９】図８に示した温冷感について、図５に示したステップＳ１０６の制御が実行された場合の推移を示す評価表である。
【図１０】図３に示した推定手段が推定した温冷感を評価表に当てはめた場合の別の例を示す表である。
【図１１】図１０に示した温冷感について、図５に示したステップＳ１０６の制御が実行された場合の推移を示す評価表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本実施の形態１の空気調和機の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の一構成例を示す図である。図２は、図１に示す空気調和機の冷媒回路図である。図１に示すように、空気調和機１は、熱源側ユニット１０と、負荷側ユニット２０とを有する。図２に示すように、熱源側ユニット１０は、圧縮機１１と、流路切替装置１２と、熱源側熱交換器１３とを有する。図１は、負荷側ユニット２０の空調空気の吹出口が２方向の場合を示しているが、吹出口の数は２つに限らない。また、図１は、負荷側ユニット２０が天井カセット型の場合を示しているが、この場合に限らない。負荷側ユニット２０は、壁掛け型であってもよく、床上設置型であってもよい。
【００１１】
圧縮機１１は、例えば、容量を変化できるインバータ型圧縮機であり、冷媒を圧縮して吐出する。流路切替装置１２は、暖房運転及び冷房運転等の運転モードにしたがって、冷媒が流れる方向を切り替える。流路切替装置１２は、例えば、四方弁である。熱源側熱交換器１３は、冷媒と室外空気との熱交換を行う熱交換器である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、負荷側ユニット２０は、膨張装置２１、負荷側熱交換器２２、人体検知手段２３、風量調整手段２４、風向調整手段２５、空気温度検出手段２６、吹出温度検出手段２７、床温度検出手段２８、湿度検出手段２９及び制御部３０を有する。制御部３０には、表示部３１を有する操作部３２が接続されている。
【００１３】
膨張装置２１は、冷媒を減圧して膨張させる。膨張装置２１は、例えば、電子膨張弁である。負荷側熱交換器２２は、冷媒と室内空気との熱交換を行う熱交換器である。風量調整手段２４は、室内から空気を吸い込んで負荷側熱交換器２２で熱交換させるとともに、熱交換後の空気を室内に戻すときの吹出風量を調整する。風量調整手段２４は、例えば、回転数を変化できるファンである。圧縮機１１、熱源側熱交換器１３、膨張装置２１及び負荷側熱交換器２２が冷媒配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路４０が構成される。
【００１４】
人体検知手段２３は、室内の空気の温度と人体の温度との違いから、人体を検知する。また、人体検知手段２３は、自装置を基準位置として人体の位置を検知する。人体検知手段２３は、例えば、赤外線センサである。風向調整手段２５は、風量調整手段２４からの空気の吹出風向を調整する。風向調整手段２５は、例えば、ルーバである。
【００１５】
空気温度検出手段２６は、空調対象空間である室内の空気温度Ｔｒを検出する。吹出温度検出手段２７は、風量調整手段２４から吹き出される空気の吹出温度を検出する。床温度検出手段２８は床温度を検出する。床温度検出手段２８は、例えば、赤外線センサである。湿度検出手段２９は、室内の空気湿度を検出する。
【００１６】
図３は、図２に示した制御部の一構成例を示す機能ブロック図である。制御部３０は、例えば、マイクロコンピュータである。制御部３０は、図に示していないが、プログラムを記憶するメモリと、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）とを有する。操作部３２を介して入力される設定温度、設定湿度、設定風向及び設定風量が制御部３０のメモリに格納される。
【００１７】
図３に示すように、制御部３０は、人体検知手段２３が検知した人の温冷感を推定する推定手段５１と、推定手段５１が推定した全ての人の温冷感と空気温度と設定温度とに基づいて冷媒回路４０の冷凍サイクルを制御する制御手段５２とを有する。ＣＰＵがプログラムを実行することで、推定手段５１および制御手段５２が空気調和機１に構成される。温冷感は、例えば、温冷感指標（ＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  Ｍｅａｎ  Ｖｏｔｅ））である。温冷感指標ＰＭＶは、一般的には、空気温度、空気湿度、気流及び輻射と、人の着衣量及び活動量とに基づいて算出されるが、本実施の形態１では、この場合に限定されない。
【００１８】
推定手段５１は、検知した全ての人毎に、位置と位置に対する風向及び風量とから人に当たる風の風速を算出し、算出した風速から温冷感ＰＶを推定する。風速が大きいほど、風当たり感が強いと人が感じるので、風当たり感は風速に比例する。推定手段５１が温冷感ＰＶの推定に用いるパラメータは、風速に限らず、空気温度Ｔｒ、吹出温度及び空気湿度のうち、１つ以上を組み合わせてもよい。風速を含むパラメータの値から温冷感ＰＶを算出する式が制御部３０のメモリに格納されている。
【００１９】
制御手段５２は、冷房運転及び暖房運転等の運転モードにしたがって流路切替装置１２を制御して冷媒回路４０を循環する冷媒の流通方向を切り替える。制御手段５２は、空気温度Ｔｒが設定温度Ｔｓに一定の範囲で一致するように、圧縮機１１及び風量調整手段２４の回転数と膨張装置２１の開度とを制御する。また、制御手段５２は、推定手段５１が推定した全ての人の温冷感を用いて、設定温度又は空気温度を補正する。制御手段５２は、空気温度Ｔｒに限らず、人体検知手段２３が検知する人体および人体の位置、吹出温度、床温度ならびに空気湿度のうち、いずれかの値を冷凍サイクルの制御に用いてもよい。
【００２０】
なお、図２に示していないが、熱源側熱交換器１３に室外空気を供給するファンが熱源側ユニット１０に設けられていてもよい。また、冷媒の温度を測定する温度検出手段が熱源側熱交換器１３及び負荷側熱交換器２２に設けられていてもよい。この場合、これらの温度検出手段が測定する温度を用いて、制御手段５２が過冷却度及び過熱度を制御してもよい。また、本実施の形態１では、床温度検出手段２８が負荷側ユニット２０に設けられた場合で説明するが、人体検知手段２３が赤外線センサである場合、人体検知手段２３が床温度を検出してもよい。図１及び図２は、制御部３０が負荷側ユニット２０に設けられた場合の構成を示しているが、制御部３０は熱源側ユニット１０に設けられていてもよい。
【００２１】
ここで、推定手段５１が室内の複数の人毎に温冷感を推定することを説明する。図４は、室内における人の位置と温冷感との関係を説明するための図である。説明を簡単にするために、図１に示した２つの吹出口のうち、一方の吹出口の場合で説明する。
【００２２】
図４は風向調整手段２５で調節できる風向が３方向の場合を示し、空気調和機１を使用する人は設定風向として３方向から１つの方向を選択できる。図４では、方向毎に、風当たり感が強くなる範囲を破線で区切って示している。図４の例に示すように、室内に３人の人がいる場合、人体検知手段２３が負荷側ユニット２０を基準位置として、Ｘ軸矢印方向にＸ１、Ｘ２及びＸ３のそれぞれの距離の位置に人が居ることを検知する。制御手段５２が、操作部３２を介して指示された設定風向になるように風向調整手段２５を調節する。ここでは、風向が位置Ｘ２に居る人に向いているものとする。この場合、負荷側ユニット２０から吹き出される空気が位置Ｘ２に居る人に直接に当たるため、位置Ｘ２に居る人は風当たりが強いと感じる。これに対して、位置Ｘ１及びＸ３に居る２人は負荷側ユニット２０から吹き出される空気が直接に当たらないため、風当たりが弱いと感じる。また、負荷側ユニット２０から吹き出される空気の風量が大きいほど、位置Ｘ１〜Ｘ３に居る３人に対する風当たり感は強くなる。一方、負荷側ユニット２０から吹き出される空気の風量が小さいほど、位置Ｘ１〜Ｘ３に居る３人に対する風当たり感は弱くなる。このことから、推定手段５１は、室内に複数の人が居ても、全ての人毎に、人の位置、風向及び風量から温冷感ＰＶを推定できる。
【００２３】
次に、図１に示した空気調和機１の動作手順を説明する。図５は、図１に示した空気調和機の動作手順を示すフローチャートである。ここでは、設定温度、風向及び風量が設定されているものとする。
【００２４】
空気調和機１が空調運転を開始すると、人体検知手段２３は室内に人が居るか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の判定の結果、室内に人が居ない場合、推定手段５１は、温冷感ＰＶを推定しないことを制御手段５２に通知する。制御手段５２は、通常の空調制御を行う（ステップＳ１０２）。例えば、制御手段５２は、空気温度Ｔｒが設定温度Ｔｓに一定の範囲で一致するように、圧縮機１１、風量調整手段２４及び膨張装置２１を制御する。その際、制御手段５２は、設定温度Ｔｓだけでなく、湿度も制御パラメータに用いてもよい。
【００２５】
ステップＳ１０１の判定の結果、室内に人が居る場合、推定手段５１は、人の位置、風向及び風量の情報から、人に当たる風の風速を算出する。室内に複数の人が居る場合、推定手段５１は、検知された全ての人毎に風速を算出する（ステップＳ１０３）。続いて、推定手段５１は、検知された人毎に、空気温度Ｔｒ及び風速を用いて温冷感ＰＶを推定する（ステップＳ１０４）。具体的には、推定手段５１は、空気温度Ｔｒ及び風速をパラメータとして、これらのパラメータの値を温冷感の算出式に代入して温冷感ＰＶを算出する。
【００２６】
推定手段５１は、人体検知手段２３が検知した全ての人について、推定した温冷感ＰＶを制御手段５２に通知する。制御手段５２は、検知された全ての人の温冷感ＰＶに基づいて、空気温度Ｔｒ又は設定温度Ｔｓの値を補正する（ステップＳ１０５）。そして、制御手段５２は、ステップＳ１０５で補正した値を用いて冷媒回路４０の冷凍サイクルを制御する（ステップＳ１０６）。その後、制御手段５２は、検知された全ての人の温冷感に基づいて空調制御を行った旨の表示を操作部３２の表示部３１に表示させてもよい。この場合、室内に寒い又は暑いと感じている人がいても、表示部３１が表示する内容を見ることで、室内の環境が改善される傾向にあることを知ることができる。
【００２７】
図５に示した制御によれば、室内に複数の人が居る場合、検知された全ての人の温冷感が推定され、検知された全ての人の温冷感に基づいて空気温度Ｔｒ又は設定温度Ｔｓの値が補正される。その結果、補正後の空気温度Ｔｒ又は設定温度Ｔｓで冷凍サイクルの制御が行われ、室内に居る全員の温冷感を快適側に近づけることができる。
【００２８】
ここで、図５に示すステップＳ１０４〜Ｓ１０６の手順について具体例を説明する。図６は、一般的な温冷感指標ＰＭＶの評価表である。図６に示すように、一般的な温冷感指標ＰＭＶの場合、温冷感指標ＰＭＶが人の温冷感について７段階にランク付けされている。例えば、温冷感指標ＰＭＶが−０．５〜＋０．５の範囲は、人が快適に感じる中立範囲である。本実施の形態１の空気調和機１では、推定手段５１が推定する温冷感ＰＶの評価表として、図６に示す表と同様な表が制御部３０のメモリに格納されている。
【００２９】
図７は、図３に示した推定手段が推定した温冷感を示すグラフの一例である。Ａ〜Ｅで表される人が空気調和機１の空調対象空間の部屋の中に居るものとし、図７は、Ａ〜Ｅで表される人の温冷感を低い方から順に並べて示したものである。図７を参照すると、Ａ〜Ｅの人のうち、温冷感ＰＶが最も高い人はＣであり、温冷感ＰＶが最も低い人はＥである。室内に複数の人が居る場合、推定手段５１は、Ａ〜Ｅの人毎に温冷感ＰＶを推定する。図５に示したステップＳ１０４の後、推定手段５１は、検知された全ての人の温冷感ＰＶを比較し、最も高い温冷感ＰＶである最高温冷感ＰＶｈと、最も低い温冷感ＰＶである最低温冷感ＰＶｌとを、制御手段５２に通知する。
【００３０】
図８は、図３に示した推定手段が推定した温冷感を評価表に当てはめた場合の一例を示す表である。図８に示す表において、人が快適と感じる範囲が図６に示した中立範囲に相当する。図８は、最高温冷感ＰＶｈが中立範囲よりも寒い側の評価ランクにあることを示している。制御手段５２は、最高温冷感ＰＶｈ及び最低温冷感ＰＶｌを評価表に当てはめ、最高温冷感ＰＶｈが中立範囲よりも寒い側の評価ランクにある場合、室内に居る人の全員が寒いと判断する。そのため、図５に示したステップＳ１０５において、制御手段５２は、設定温度Ｔｓを高い温度に補正する、又は空気温度Ｔｒを低い温度に補正する。設定温度Ｔｓを高い温度に補正する場合又は空気温度Ｔｒを低い温度に補正する場合の補正値は、図８に示した快適な評価ランクの中立範囲と最高温冷感ＰＶｈとの差分とすることが望ましい。
【００３１】
制御手段５２は、設定温度Ｔｓを高い温度に補正した場合、ステップＳ１０６において、補正後の設定温度Ｔｓに空気温度Ｔｒが一致するように、圧縮機１１の回転数及び膨張装置２１の開度を制御する。また、制御手段５２は、空気温度Ｔｒを低い温度に補正した場合、ステップＳ１０６において、設定温度Ｔｓに補正後の空気温度Ｔｒが一致するように、圧縮機１１の回転数及び膨張装置２１の開度を制御する。
【００３２】
図９は、図８に示した温冷感について、図５に示したステップＳ１０６の制御が実行された場合の推移を示す評価表である。図９は、制御手段５２が図５に示したステップＳ１０６の制御を実行することで、図８に示した最高温冷感ＰＶｈが中立範囲に入り、最低温冷感ＰＶｌが中立範囲に近づいたことを示している。図８と図９を比較すると、室内に居る全ての人のうち、最高温冷感ＰＶｈの人が暑すぎて不快になることがない程度に、室内に居る全ての人の温冷感ＰＶが温度の高い側にシフトする。その結果、室内に居る全ての人の温冷感がより快適な中立範囲方向に推移する。
【００３３】
次に、図５に示すステップＳ１０４〜Ｓ１０６の手順について別の具体例を説明する。図１０は、図３に示した推定手段が推定した温冷感を評価表に当てはめた場合の別の例を示す表である。図１０は、最低温冷感ＰＶｌが中立範囲よりも暑い側の評価ランクにあることを示している。制御手段５２は、最高温冷感ＰＶｈ及び最低温冷感ＰＶｌを評価表に当てはめ、最低温冷感ＰＶｌが中立範囲よりも暑い側の評価ランクにある場合、室内に居る人の全員が暑いと判断する。そのため、図５に示したステップＳ１０５において、制御手段５２は、設定温度Ｔｓを低い温度に補正する、又は空気温度Ｔｒを高い温度に補正する。設定温度Ｔｓを低い温度に補正する場合又は空気温度Ｔｒを高い温度に補正する場合の補正値は、図８に示した快適な評価ランクの中立範囲と最低温冷感ＰＶｌとの差分とすることが望ましい。
【００３４】
制御手段５２は、設定温度Ｔｓを低い温度に補正した場合、ステップＳ１０６において、補正後の設定温度Ｔｓに空気温度Ｔｒが一致するように、圧縮機１１の回転数及び膨張装置２１の開度を制御する。また、制御手段５２は、空気温度Ｔｒを高い温度に補正した場合、ステップＳ１０６において、設定温度Ｔｓに補正後の空気温度Ｔｒが一致するように、圧縮機１１の回転数及び膨張装置２１の開度を制御する。
【００３５】
図１１は、図１０に示した温冷感について、図５に示したステップＳ１０６の制御が実行された場合の推移を示す評価表である。図１１は、制御手段５２が図５に示したステップＳ１０６の制御を実行することで、図１０に示した最低温冷感ＰＶｌが中立範囲に入り、最高温冷感ＰＶｈが中立範囲に近づいたことを示している。図１０と図１１を比較すると、室内に居る全ての人のうち、最低温冷感ＰＶｌの人が寒すぎて不快になることがない程度に、室内に居る全ての人の温冷感ＰＶが温度の低い側にシフトする。その結果、室内に居る全ての人の温冷感がより快適な中立範囲方向に推移する。
【００３６】
なお、図５に示すステップＳ１０４では、推定手段５１が風速及び空気温度Ｔｒを用いて温冷感ＰＶを推定する場合で説明したが、温冷感ＰＶの推定に用いるパラメータは、風速及び空気温度Ｔｒに限らない。温冷感ＰＶをより正確に推定するには、温冷感ＰＶの推定に用いるパラメータの選択が重要である。
【００３７】
例えば、冷房運転では、負荷側ユニット２０からの吹出空気が人に直接当たると、人は周囲の空気温度よりも涼しく又は寒く感じ、人への風当たりは温冷感ＰＶに大きく影響する。一方、暖房運転では、吹出空気の温度が高い場合、吹出空気が人に当たると人は周囲温度よりも温かく感じ、吹出空気の温度が低い場合、吹出空気が人に当たると人は周囲温度よりも寒く感じる。そのため、温冷感ＰＶの推定に用いるパラメータとして、冷房運転では少なくとも風速を用い、暖房運転では風速及び吹出温度を用いることで、温冷感ＰＶをより正確に推定することができる。
【００３８】
また、温冷感ＰＶの推定に用いるパラメータとして、推定手段５１は、人に当たる風の風速以外に、吹出空気、床温度及び空気湿度のうち、１つ以上のパラメータを組み合わせてもよい。例えば、空気湿度が高いほど、人に暑さを感じさせることが考えられる。そのため、推定手段５１は、空気湿度が決められた閾値以上である場合、温冷感ＰＶの推定に用いるパラメータに空気湿度を追加する。また、着座している人は、立っている人に比べて、床からの輻射熱が温冷感に与える影響が大きい。そのため、人体検知手段２３が床近くに人を検知した場合、推定手段５１は、温冷感ＰＶの推定に用いるパラメータに床温度を追加する。このように、温冷感ＰＶの推定に用いるパラメータを組み合わせることで、推定手段５１は、室内の全ての人の温冷感をより正確に推定することができる。
【００３９】
本実施の形態１の空気調和機１は、人体検知手段２３が検知した人の温冷感を推定する推定手段５１と、検知された全ての人について推定手段５１が推定した温冷感に基づいて空気温度又は設定温度の値を補正して冷凍サイクルを制御する制御手段５２とを有する。
【００４０】
本実施の形態１によれば、空調対象空間に居る複数の人が検知されると、検知された全ての人の温冷感を推定し、検知された全ての人の温冷感に基づいて空気温度又は設定温度が補正され、補正後の値で冷凍サイクルの制御が行われる。そのため、検知された全ての人の温冷感を快適側に近づけることができる。
【００４１】
従来の空気調和機は、空調対象空間の代表位置のパラメータのみで温冷感を推定し、推定した温冷感を快適に近づける制御を行っているため、同一の空調対象空間に複数の人が居る場合、それぞれの人の温冷感に合わせた空調制御はできない。同一の空調対象空間であっても、窓及び壁などに近いペリメータゾーンに居る人と中央付近のインテリアゾーンに居る人とでは温冷感が異なる。例えば、同一の部屋でも、窓に近い人は日射により暑く感じ、空気調和機の吹出口に近い人は風あたり感により寒く感じ、温冷感は人によって異なる。そのため、任意に選択された１人の温冷感を快適側に推移させる制御では、他の人が不快になってしまうことがあり、全員を快適にすることは困難であった。これに対して、本実施の形態１では、同一の空調対象空間に居る複数の人を対象に温冷感を推定し、推定した温冷感を反映させた空気調和制御を行うため、誰も不快に感じさせず、全員を快適側に近づけることができる。
【００４２】
例えば、本実施の形態１では、検知された全ての人の温冷感を比較し、最高温冷感ＰＶｈが中立範囲よりも低い場合、最高温冷感ＰＶｈが中立範囲に収まるように冷凍サイクルを制御する。最高温冷感ＰＶｈが中立範囲よりも低い場合、空調対象空間内の全ての人の温冷感が寒いと考えられるからである。この場合、設定温度を高い温度に補正、又は空気温度Ｔｒを低い温度に補正して冷凍サイクルを制御すれば、誰も温冷感を不快にすることなく、全員の温冷感をより中立側に近づけることができる。
【００４３】
また、本実施の形態１では、検知された全ての人の温冷感を比較し、最低温冷感ＰＶｌが中立範囲よりも高い場合、最低温冷感ＰＶｌが中立範囲に収まるように冷凍サイクルを制御する。最低温冷感ＰＶｌが中立範囲よりも高い場合、空調対象空間内の全ての人の温冷感が暑いと考えられるからである。この場合、設定温度を低い温度に補正、又は空気温度Ｔｒを高い温度に補正して冷凍サイクルを制御すれば、誰も温冷感を不快にすることなく、全員の温冷感をより中立側に近づけることができる。
【００４４】
本実施の形態１では、最高温冷感ＰＶｈを中立範囲に収める制御を行う場合、設定温度Ｔｓ及び空気温度Ｔｒの補正値を、最高温冷感ＰＶｈと中立範囲との差分としている。この場合、空気調和機１が空調対象空間を冷やしすぎてしまうことを抑制できる。また、最低温冷感ＰＶｌを中立範囲に収める制御を行う場合、設定温度Ｔｓ及び空気温度Ｔｒの補正値を、最低温冷感ＰＶｌと中立範囲との差分としている。この場合、空気調和機１が空調対象空間を暖めすぎてしまうことを抑制できる。空調対象空間における、冷やしすぎ、及び暖めすぎを抑制することで、快適性の改善だけでなく、消費電力を低減できる。さらに、空気調和機１の運転負荷が低減し、空気調和機１の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
温冷感に基づいて空気調和機を制御する場合、温冷感をより正確に推定することが重要である。吹出空気が人に直接当たるか否かは、人の温冷感に高い相関性を有する。特に、冷房運転において、吹出空気が人に直接当たるか否かと、人の温冷感とは、高い相関がある。そのため、本実施の形態１では、空気調和機１が冷房運転を行う場合、人の温冷感の推定には、人に当たる風の風速を用いることが望ましい。これにより、冷房運転において、推定手段５１はより正確に温冷感を推定できる。また、暖房運転では、人は温かい風をより温かく感じ、温かくない風を寒く感じる。そのため、本実施の形態１では、空気調和機１が暖房運転を行う場合、人の温冷感の推定に吹出温度及び人に当たる風の風速を用いることが望ましい。これより、暖房運転において、推定手段５１はより正確に温冷感を推定できる。このようにして、推定手段５１が人の温冷感の推定に用いるパラメータを環境に合わせて選択することで、温冷感を用いた制御をより正確に行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  空気調和機、１０  熱源側ユニット、１１  圧縮機、１２  流路切替装置、１３  熱源側熱交換器、２０  負荷側ユニット、２１  膨張装置、２２  負荷側熱交換器、２３  人体検知手段、２４  風量調整手段、２５  風向調整手段、２６  空気温度検出手段、２７  吹出温度検出手段、２８  床温度検出手段、２９  湿度検出手段、３０  制御部、３１  表示部、３２  操作部、４０  冷媒回路、５１  推定手段、５２  制御手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月12日(2020.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る空気調和機は、空調対象空間の空気温度を検出する空気温度検出手段と、吹出風量を調整する風量調整手段と、吹出風向を調整する風向調整手段と、前記空調対象空間内の人体及び人の位置を検知する人体検知手段と、前記人体検知手段が検知した人の温冷感を推定する推定手段と、検知された全ての人について前記推定手段が推定した温冷感に基づいて前記空気温度又は設定温度の値を補正し、補正後の値を用いて冷凍サイクルを制御する制御手段と、を有し、前記推定手段は、検知された全ての人毎に、前記位置と前記位置に対する風向及び風量とから人に当たる風の風速を算出し、算出した風速を含むパラメータの値を用いて前記温冷感を推定するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調対象空間の空気温度を検出する空気温度検出手段と、
吹出風量を調整する風量調整手段と、
吹出風向を調整する風向調整手段と、
前記空調対象空間内の人体及び人の位置を検知する人体検知手段と、
前記人体検知手段が検知した人の温冷感を推定する推定手段と、
検知された全ての人について前記推定手段が推定した温冷感に基づいて前記空気温度又は設定温度の値を補正し、補正後の値を用いて冷凍サイクルを制御する制御手段と、
を有し、
前記推定手段は、
検知された全ての人毎に、前記位置と前記位置に対する風向及び風量とから人に当たる風の風速を算出し、算出した風速を含むパラメータの値を用いて前記温冷感を推定する、
空気調和機。
【請求項２】
前記制御手段は、
検知された全ての人の温冷感のうち、最も高い最高温冷感が中立範囲よりも低い場合、前記最高温冷感が前記中立範囲に収まるように前記冷凍サイクルを制御する、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記中立範囲と前記最高温冷感との差分だけ前記設定温度を高い値に補正する、又は、前記差分だけ前記空気温度を低い値に補正する、請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記制御手段は、
検知された全ての人の温冷感のうち、最も低い最低温冷感が中立範囲よりも高い場合、前記最低温冷感が前記中立範囲に収まるように前記冷凍サイクルを制御する、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記中立範囲と前記最低温冷感との差分だけ前記設定温度を低い値に補正する、又は、前記差分だけ前記空気温度を高い値に補正する、請求項４に記載の空気調和機。
【請求項６】
吹出温度を検出する吹出温度検出手段をさらに有し、
前記推定手段は、
前記吹出温度を前記パラメータに含めて前記温冷感を推定する、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】
床温度を検出する床温度検出手段をさらに有し、
前記推定手段は、
前記床温度を前記パラメータに含めて前記温冷感を推定する、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】
前記空調対象空間の空気湿度を検出する湿度検出手段をさらに有し、
前記推定手段は、
前記空気湿度を前記パラメータに含めて前記温冷感を推定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和機。
【請求項９】
表示部を備えた操作部をさらに有し、
前記制御手段は、
前記空気温度又は前記設定温度の値の補正後の値を用いて前記冷凍サイクルの制御を実行すると、検知された全ての人の前記温冷感に基づいて空調制御を行った旨の表示を前記表示部に表示させる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気調和機。
【国際調査報告】
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