(57)【要約】【課題】複数の室内機の配置状態を迅速かつ正確に把握してこれらを一体的に制御することが可能な空気調和機の提供を目的とする。【解決手段】本発明の空気調和機１は、複数の室内機１１１〜１１８を備えている空気調和機であって、複数の室内機１１１〜１１８のそれぞれは、波を発する発生手段と波を検出する検出手段とを有し、一つの室内機の発生手段が発した波を他の室内機の検出手段が検出するか否かにより、一つの室内機と他の室内機のそれぞれとが同一の室内Ａ１に存在するか否かを判定する判定手段と、一つの室内機および他の室内機のうちの少なくとも１の室内機が同一の室内Ａ１に存在すると判定されたとき、一つの室内機と同一の室内に存在すると判定された他の室内機それぞれとの各距離Ｘｍｎを算出する位置情報取得手段と、算出された各距離Ｘｍｎに基づき、複数の室内機１１１〜１１８を一体的に制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調された空気を吹き出す複数の室内機を備えている空気調和機であって、
前記複数の室内機のそれぞれは、所定の振動数の波を発する発生手段と前記所定の振動数の波を検出する検出手段とを有し、
前記複数の室内機のうちの一つの室内機の前記発生手段が発した波を前記複数の室内機のうちの前記一つの室内機以外の室内機の前記検出手段が検出するか否かにより、前記一つの室内機と前記一つの室内機以外の室内機のそれぞれとが同一の室内に存在するか否かを判定する判定手段と、
前記一つの室内機および前記一つの室内機以外の室内機のうちの少なくとも１の室内機が同一の室内に存在すると判定されたとき、前記一つの室内機と同一の室内に存在すると判定された前記一つの室内機以外の室内機それぞれとの各距離を算出する位置情報取得手段と、
算出された前記各距離に基づき、前記複数の室内機を一体的に制御する制御手段とを備えていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
制御手段が、少なくとも同一の室内に存在すると判定された室内機の全てに対して一体的に制御を行う請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
制御手段が、複数の室内機が二以上の冷媒系統に属するとき、前記冷媒系統それぞれの空調能力の上限を超えない範囲で、空気調和に用いる冷媒系統の数を可及的に減じる制御を行う請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
複数の室内機のそれぞれにおいて、発生手段による波の発生と検出手段による波の検出とが、同一の圧電素子を用いて行われる請求項１から請求項３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、空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば多室型空気調和機のような１台の室外機に複数の室内機が接続されているような空気調和機では、図７に示すように同一の室内Ａ８に複数の室内機１８１〜１８８が設置されたり、図８に示すように複数の室内Ａ９、Ｂ９に跨がって室内機１９１〜１９８を設置されることがある。このような複数の室内機を集中的に管理する場合には、室内機相互の位置関係、特に同一室内に設置される室内機どうしの位置関係を把握することが必要である。
【０００３】
このような空気調和機としては、例えば、複数の室内機それぞれをサーモオフ待機状態とした上で指定された１台の室内機を運転させ、この運転した室内機が設置されている室内の温度を変化させることで他の室外機が同一の室内に設置されているか否かを判断し、上記同一の室内にある室内機を１つのグループとして集中管理する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４９１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような従来の空気調和機では、室温を変化させる際、温度センサの誤差などに起因する誤検知を防止するため、能動的な室温の温度変化を大きく取る必要があり、室内が大きい場合には能動的な室温の変化か否かを見分けることが困難こともある。また、室温変化の検出に時間を要したり、室内機相互の正確な位置関係を把握することが困難であり、加えて集中管理機器の設定や室内機のアドレス・系統設定を含めると施工の短縮化要請にも反することになる。
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、複数の室内機の配置状態を迅速かつ正確に把握してこれらを一体的に制御することが可能な空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
（１）空調された空気を吹き出す複数の室内機を備えている空気調和機であって、
前記複数の室内機のそれぞれは、所定の振動数の波を発する発生手段と前記所定の振動数の波を検出する検出手段とを有し、
前記複数の室内機のうちの一つの室内機の前記発生手段が発した波を前記複数の室内機のうちの前記一つの室内機以外の室内機の前記検出手段が検出するか否かにより、前記一つの室内機と前記一つの室内機以外の室内機のそれぞれとが同一の室内に存在するか否かを判定する判定手段と、
前記一つの室内機および前記一つの室内機以外の室内機のうちの少なくとも１の室内機が同一の室内に存在すると判定されたとき、前記一つの室内機と同一の室内に存在すると判定された前記一つの室内機以外の室内機それぞれとの各距離を算出する位置情報取得手段と、
算出された前記各距離に基づき、前記複数の室内機を一体的に制御する制御手段とを備えていることを特徴とする空気調和機、
（２）制御手段が、少なくとも同一の室内に存在すると判定された室内機の全てに対して一体的に制御を行う前記（１）に記載の空気調和機、
（３）制御手段が、複数の室内機が二以上の冷媒系統に属するとき、前記冷媒系統それぞれの空調能力の上限を超えない範囲で、空気調和に用いる冷媒系統の数を可及的に減じる 制御を行う前記（１）または（２）に記載の空気調和機、並びに
（４）複数の室内機のそれぞれにおいて、発生手段による波の発生と検出手段による波の検出とが、同一の圧電素子を用いて行われる前記（１）から（３）のいずれか１項に記載の空気調和機
に関する。
【０００８】
なお、本明細書において、「空気調和機」とは、所定の領域に設置された空気調和機を意味し、同一の冷媒系統に属するか否かを問わない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、複数の室内機の配置状態を迅速かつ正確に把握してこれらを一体的に制御することが可能な空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態における空気調和機の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における室内機どうしの相対距離および設置空間認識の一例を示す概略図である。
【図３】発生手段および検出手段を用いて室内機相互の相対距離を算出する原理を説明する概略図であって、（ａ）は圧電素子による波の発生強度、（ｂ）は圧電素子による波の検出強度をそれぞれ示している。
【図４】室内機相互の位置検出処理の流れを示す概略フローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態における空気調和機の構成を示す概略図である。
【図６】図５の変形例を示す概略図である。
【図７】従来の多室型空気調和機の設置の一例を示す概略図である。
【図８】従来の多室型空気調和機の設置の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の空気調和機は、空調された空気を吹き出す複数の室内機を備えている空気調和機であって、上記複数の室内機のそれぞれは、所定の振動数の波を発する発生手段と上記所定の振動数の波を検出する検出手段とを有し、上記複数の室内機のうちの一つの室内機の上記発生手段が発した波を上記複数の室内機のうちの上記一つの室内機以外の室内機の上記検出手段が検出するか否かにより、上記一つの室内機と上記一つの室内機以外の室内機のそれぞれとが同一の室内に存在するか否かを判定する判定手段と、上記一つの室内機および上記一つの室内機以外の室内機のうちの少なくとも１の室内機が同一の室内に存在すると判定されたとき、上記一つの室内機と同一の室内に存在すると判定された上記一つの室内機以外の室内機それぞれとの各距離を算出する位置情報取得手段と、算出された上記各距離に基づき、上記複数の室内機を一体的に制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
以下、本発明の第１および第２の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態における空気調和機の構成を示す概略図である。当該空気調和機１は、空調された空気を吹き出す複数の室内機を備えている空気調和機であって、図１に示すように、概略的に、複数の室内機１１１〜１１８と、室外機３１０と、判定手段、位置情報取得手段および制御手段を内蔵する処理ユニット６１０とにより構成されている。なお、当該空気調和機１は、単一の冷媒系統により構成されている。
【００１４】
室内機１１１〜１１８は、図示していない室内熱交換器および室内送風機を有しており、室内熱交換器により冷媒と室内の空気との間で熱交換を行って空気調和した空気を室内送風機により室内に送風する。当該空気調和機１を構成する複数の室内機１１１〜１１８のそれぞれは、発生手段と検出手段とを有している。
【００１５】
発生手段は、所定の振動数の波を発する。上記波は、発生手段から検出手段までの空間を一定の速度で伝搬できれは特に限定されず、例えば、赤外線、電波などの電磁波、超音波などの音波等を利用することができるが、測定の容易さおよび精度を向上させる観点から、音波であることが好ましく、人の可聴域以外の超音波であることがより好ましい。発生手段としては、例えば、送信用アンテナ、スピーカ、圧電素子等を採用することができる。
【００１６】
検出手段は、上記所定の振動数の波を検出する。検出手段としては、上記波の到達を確実に検出することができれば特に限定されず、例えば、受信用アンテナ、マイクロフォン、圧電素子等を採用することができる。
【００１７】
なお、特に天井裏の空間を利用して設置する天井カセット型の空気調和機の室内機（図１参照）では、天井裏の空間に制約があり、室内機内に発生手段および検出手段の両方を設けることが困難な状況が想定される。それ故、複数の室内機のそれぞれにおいて、発生手段による波の発生と検出手段による波の検出とが、同一の圧電素子を用いて行われることが好ましい。すなわち、上述した発生手段で用いられる波の発生器と、検出手段で用いられる波の検出器とが同一の圧電素子で構成されていることが好ましい。本実施形態では、図１に示すように、各室内機１１１〜１１８の発生手段および検出手段として単一の圧電素子２１１〜２１８が用いられいている。このように、波の発生と検出とを同一の圧電素子２１１〜２１８で行うことで、各室内機１１１〜１１８の発生手段と検出手段とを供用することができ、低コスト化および省スペース化を図ることができる。
【００１８】
室外機３１０は、図示していない室外熱交換器および室外送風機を有しており、これら室外熱交換器等により放熱または吸熱した冷媒を、冷媒配管４１０を介して上述した室内機１１１〜１１８との間で流通させる。この室外機３１０と上述した室内機１１１〜１１８とは伝送線５１０で接続されており、各室内機１１１〜１１８および室外機３１０の空調運転信号、発生手段および検出手段の動作信号、検出信号等が送受信される。
【００１９】
処理ユニット６１０は、室外機３１０に併設され、以下に示す判定手段、位置情報取得手段および制御手段を内蔵している。
【００２０】
判定手段は、複数の室内機１１１〜１１８のうちの一つの室内機の発生手段が発した波を、複数の室内機１１１〜１１８のうちの上記一つの室内機以外の室内機の検出手段が検出するか否かにより、一つの室内機と一つの室内機以外の室内機のそれぞれとが同一の室内に存在するか否かを判定する。
【００２１】
具体的には、図２に示すように、室内Ａ１に配置され発生手段としての圧電素子２１３により波を発生する室内機１１３と、室内Ｂ１に配置された室内機１１７および室内機１１８とが建築物内に設置されている空気調和機の場合、室内機１１３の圧電素子２１３により発生した波は伝搬途中で壁Ｗに遮られるため、室内機１１７および室内機１１８の検出手段としての圧電素子２１７、２１８にて上記波を検出ことが不可能である。そこで、波が発生してから一定時間内に上記波を検出手段としての圧電素子２１７、２１８で検出することができなければ、室内機１１３と、室内機１１７および室内機１１８とが同一の室内に配置されていないと判断することができる。本実施形態では、判定手段は、室内機１１１〜１１６が同一の室内Ａ１に配置され、室内機１１７、１１８が室内Ａ１と異なる室内Ｂ１に配置されていると判定される。
【００２２】
位置情報取得手段は、一つの室内機および一つの室内機以外の室内機のうちの少なくとも１の室内機が同一の室内に存在すると判定されたとき、一つの室内機と同一の室内に存在すると判定された一つの室内機以外の室内機それぞれとの各距離を算出する。
【００２３】
位置情報取得手段は、本実施形態の具体例では、発生手段（圧電素子２１３）により特定の周波数の波を特定の時刻で発生させ、検出手段（圧電素子２１１、２１２、２１４〜２１６）を用い、到達した上記波を時刻に対応付けて検出する。この際、図３に示すように、波が圧電素子２１３から圧電素子２１１まで伝搬するのに時間を要する。なお、図３の上段は時刻に対応付けて示した発生手段としての圧電素子２１３から発生した波の発生強度、下段は時刻に対応付けて示した検出手段としての圧電素子２１１による上記波の検出強度をそれぞれ表している。
【００２４】
ここで、同一室内における互いに異なる二つの室内機を室内機ｍ、室内機ｎとすると、室内機ｍと室内機ｎとの距離Ｘｍｎは、下記式（１）を用いて算出することができる。
Ｘｍｎ＝ｃ／Δｔｍｎ      ・・・（１）
上記式（１）中、ｃは波の速度、Δｔｍｎは、室内機ｍの発生手段により波が発生した時刻ｔ０と、室内機ｎの検出手段により上記波を検出した時刻ｔ１との差分（Δｔｍｎ＝ｔ１ｍｎ−ｔ０ｍｎ）を示している。なお、距離Ｘｍｎの算出は、全ての二つの室内機どうしの間で行われる。
【００２５】
本実施形態では、同一の室内Ａ１に配置されていると判定された室内機１１１〜１１６について、これらの室内機相互の位置関係（距離Ｘｍｎ）が上記式（１）を用いて算出されると共に、同一の室内Ｂ１に配置されていると判定された室内機１１７、１１８について、同様にこれらの室内機相互の位置関係（距離Ｘｍｎ）が算出される。
【００２６】
ここで、室内機１１１〜１１８相互の位置関係を算出する処理の一例について、図４を参照して説明する。この処理の一例では、まず波の発生および検出の時刻を正確に計るため、空気調和機１の全て発生手段Ｍおよび検出手段Ｎの同期処理を実行する（ステップＳ１０１）。次いで、複数の室内機１１１〜１１８のうちの一つの室内機の圧電素子を、波を発生する発生手段Ｍｍ（ｍ：１〜８の自然数）として選定すると共に、上記一つの室内機以外の室内機の圧電素子を、上記波を検出する検出手段Ｎｎ（ｎ：１〜８の自然数、ｎ≠ｍ）として振り分ける（ステップＳ１０２）。次いで、発生手段Ｍｍにより波の発生を開始する（ステップＳ１０３）。
【００２７】
次に、検出手段Ｎｎの一つを選択し（ステップＳ１０４）、この検出手段Ｎｎが上記波の検出を開始する（ステップＳ１０５）。この際、検出手段Ｎｎが波の検出を試み（ステップＳ１０６）、波を検出したときには発生手段Ｍｍと検出手段Ｎｎとが同一の室内にあるものと判定し（ステップＳ１０７）、波を検出できないときには発生手段Ｍｍと検出手段Ｎｎとが同一の室内にない（位置不定）と判定する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０８において、所定時間内に波を検出できないときは、この検出をリトライしてもよい。次いで、発生手段Ｍｍが設置されている室内機の検出手段Ｎ以外の全ての検出手段Ｎｎ（ｎ≠ｍ）にて検出の試みがなされたか否かを判断し（ステップＳ１０９）、為されたときには次のステップＳ１１０に進み、為されていないときにはステップＳ１０４に戻り新たな検出手段Ｎを選択して上記処理を繰り返す。
【００２８】
次に、発生手段Ｍｍが設置された室内と同一の室内に設置されていると判断された検出手段Ｎｎのうちの一つを選択し（ステップＳ１１０）、上述した式（１）を用いて発生手段Ｍｍと検出手段Ｎｎとの距離を計算する（ステップＳ１１１）。次いで、上述のステップＳ１１０およびＳ１１１の処理を繰り返し（ステップＳ１１２）、発生手段Ｍｍと、これと同一室内の全ての検出手段Ｎｎとの距離の計算が終了したときには発生手段Ｍｍによる波の発生を終了する（ステップＳ１１３）。
【００２９】
次に、それまで行った発生手段Ｍｍとは異なる発生手段Ｍｍを用いてステップＳ１０３〜Ｓ１１３の処理を繰り返し（ステップＳ１１４）、これらのステップＳ１０３〜Ｓ１１３を全ての発生手段Ｍについて終了したとき、当該空気調和機１の全ての室内機１１１〜１１８の位置関係（室内および距離）を図示していない記憶手段に記憶させ（ステップＳ１１５）、室内機の位置関係を算出する処理を終了する。この例では、全ての発生手段について各距離を算出したが、ある室内機どうしの距離が既に計算されている場合には、当該室内機どうしの再度の距離の計算をスキップするようにしてもよい。
【００３０】
なお、図４を用いて説明した当該空気調和機１の位置検出処理において、ステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理Ｐ１が判定手段、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２の処理Ｐ２が位置情報取得手段に相当する。
【００３１】
制御手段は、算出された各距離Ｘｍｎに基づき、複数の室内機を一体的に制御する。本実施形態では、同一の室内Ａ１に配置されていると判定された室内機１１１〜１１６のグループ、および同一の室内Ｂ１に配置されていると判定された室内機１１７、１１８のグループが、それぞれ各室内の室内機どうしの配置（距離）に応じ、制御手段としての制御器により一体的に制御される。
【００３２】
なお、制御手段は、少なくとも同一の室内に存在すると判定された室内機の全てに対して一体的に制御を行うことが好ましい。これにより、室単位で室内機を一体的に制御することができる。なお、上記制御は、複数の室内機を全体としてエネルギー効率よく空気調和する制御であることがより好ましい。これにより、空気調和のエネルギー効率を高めることができる。
【００３３】
以上のように、当該空気調和機１は、上述した構成であるので、複数の室内機１１１〜１１８の配置状態を迅速かつ正確に把握してこれらを一体的に制御することができ、結果として複数の室内機１１１〜１１８を全体としてエネルギー効率よく空気調和することができる。
【００３４】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態における空気調和機の構成を示す概略図である。当該空気調和機２は、図５に示すように、概略的に、複数の室内機１２１〜１２４および第１の室外機３２１を有する第１の冷媒系統２１と、複数の室内機１２５〜１２８および第２の室外機３２２を有する第２の冷媒系統２２と、判定手段、位置情報取得手段、および制御手段を内蔵する処理ユニット６２０と、伝送線５２３とにより構成されている。当該空気調和機２は、第１および第２の冷媒系統２１、２２からなる二つの冷媒系統、および伝送線５２３を有する点で、第１の実施形態と異なっている。なお、本実施形態では、複数の室内機１２１〜１２８の全てが、単一の室内Ａ２に配置されている態様について説明する。また、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
第１および第２の冷媒系統２１、２２における各室内機１２１〜１２８の構成および第１および第２の室外機３２１、３２２の構成は、それぞれ第１の実施形態で説明した室内機１１１〜１１８および室外機３１０の構成と同様であるので、第１の実施形態での説明を援用してここでの説明を省略する。
【００３６】
ここで、本実施形態のような単一の室内に複数の冷媒系統を有する空気調和機を用いるものとしては、例えば、大規模なオフィス、店舗などのような大空間を空気調和するもの等が挙げられる。
【００３７】
処理ユニット６２０は、第１の室外機３２１に併設され、以下に示す判定手段、位置情報取得手段および制御手段を内蔵している。
【００３８】
判定手段は、一つの室内機と一つの室内機以外の室内機のそれぞれとが同一の室内に存在するか否かを判定する。位置情報取得手段は、同一の室内に存在する室内機どうしの各距離Ｘｍｎを算出する。第２の実施形態においては、判定手段および位置情報取得手段が対象とする室内機は、第１の冷媒系統２１および第２の冷媒系統２２が有する室内機１２１〜１２８の全てである。したがって、本実施形態では、判定手段により室内機１２１〜１２８のそれぞれが同一の室内Ａ２に存在するか否かの判定が行われ、位置情報取得手段により同一の室内Ａ２に存在する室内機１２１〜１２８どうしの各距離Ｘｍｎが算出される。
【００３９】
制御手段は、算出された各距離Ｘｍｎに基づき、複数の室内機を一体的に制御する。第２の実施形態においては、位置情報取得手段が同一室内Ａ２に設置されている室内機１２１〜１２８全ての位置情報を把握しているため、同一室内Ａ２の空調負荷が小さい場合には、近傍の室内機を停止させたり、各冷媒系統の負荷に基づき一つの冷媒系統の室内機から他の冷媒系統の室内機へ運転を移管させるなどの制御を行うことができる。
【００４０】
伝送線５２３は、第１の室外機３２１と第２の室外機３２２とに接続され、第１の冷媒系統２１と第２の冷媒系統２２との間で、各室内機１２１〜１２８および各室外機３２１、３２２の空調運転信号、発生手段および検出手段の動作信号、検出信号等を送受信する。
【００４１】
なお、制御手段は、複数の室内機が二以上の冷媒系統に属するとき、冷媒系統それぞれの空調能力の上限を超えない範囲で、空気調和に用いる冷媒系統の数を可及的に減じる制御を行うことが好ましい。具体的には、本実施形態のように複数の室内機１２１〜１２４が第１の冷媒系統２１、複数の室内機１２５〜１２８が第２の冷媒系統２２に属し、かつ第１の冷媒系統２１のみで室内Ａ２を所望の空調が可能である場合、例えば、第２の冷媒系統２２の室内機１２５〜１２８を全て停止し、空気調和に用いる冷媒系統の数を第１の冷媒系統２１の１つに減じる制御を行うことが好ましい。これにより、エネルギー効率が比較的低い低負荷運転を回避し、必要な出力に合わせて、空気調和機２全体として効率をより高めることができる。
【００４２】
以上のように、当該空気調和機２は、上述した構成であるので、複数の冷媒系統２１、２２に属する複数の室内機１２１〜１２８の配置状態を迅速かつ正確に把握してこれらを一体的に制御することができる。
【００４３】
なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００４４】
例えば、上述した実施形態では、判定手段、位置情報取得手段および制御手段を互いに独立した手段として説明したが、これらの手段のうちの少なくとも２つがまとめられている空気調和機も本発明の意図する範囲内である。
【００４５】
また、上述した第２の実施形態では、複数の室内機１２１〜１２８の全てが、単一の室内Ａ２に配置されている空気調和機２について説明したが、上記複数の室内機が二以上の室内に分かれて配置されている空気調和機であってもよい。
【００４６】
また、上述した第２の実施形態では、判定手段、位置情報取得手段および制御手段を内蔵する処理ユニット６２０が第１の室外機３２１に併設されている空気調和機２について説明したが、判定手段、位置情報取得手段および制御手段のうちの一部の手段を一方の室外機に併設し、残りの手段を他方の室外機に併設する空気調和機や、図６に示すように、判定手段、位置情報取得手段および制御手段のうちの一部または全部の手段の処理を、伝送線５２４にて接続された集中管理部７２０にて行う空気調和機であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１、２  空気調和機
１１１〜１１８、１２１〜１２８  室内機
２１１〜２１８、２２１〜２２８  圧電素子
２１  第１の冷媒系統
２２  第２の冷媒系統
Ａ１、Ａ２、Ｂ１  室内
【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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