CN114502894A - 空气调节机的控制装置、空气调节机、空气调节机的控制方法以及程序 - Google Patents

空气调节机的控制装置、空气调节机、空气调节机的控制方法以及程序 Download PDF

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CN114502894A CN201980101125.4A CN201980101125A CN114502894A CN 114502894 A CN114502894 A CN 114502894A CN 201980101125 A CN201980101125 A CN 201980101125A CN 114502894 A CN114502894 A CN 114502894A
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Abstract

空气调节机的控制装置(1A)具备：参数确定部(10)，确定各参数；代表温度推测部(20)，使用从室内的热能推测室内温度的热能模型，推测代表用参数确定部所确定的温度的风对室内进行空气调节并经过了第一时间时的室内温度的代表温度；室内温度分布推测部(30)，使用从室内的空气的流动和空气的热能推测室内的多个位置的温度的流体模型，推测室内温度分布；以及空气调节条件调整部(40)，调整室内机和室外机的空气调节条件。

Description

空气调节机的控制装置、空气调节机、空气调节机的控制方法 以及程序
技术领域
本发明涉及空气调节机的控制装置、空气调节机、空气调节机的控制方法以及程序。
背景技术
作为空气调节装置的控制装置，有如下装置：推测使空气调节装置进行动作时的室内温度变化，根据其推测结果来控制空气调节装置的动作。
例如，在专利文献1中公开了使用住宅的热能模型来推测用热泵式的热水制热机对住宅进行制热时的温度并根据推测出的温度来决定热水制热机的控制参数的热水制热机的控制装置。
在专利文献2中公开了使用表示室内的空气的流动的流体模型来推测用空气调节机调节空气时的室内的目标地点的温度并根据推测出的温度来控制空气调节机的空气调节机的控制装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/035121号
专利文献2：日本特开2018-109494号公报
发明内容
为了提高用户的舒适性，空气调节机的控制装置最好以短时间推测准确的室内温度，准确地进行空气调节。
然而，专利文献1所记载的控制装置只是推测假定为室内整体是相同的温度的情况下的温度。因此，无法推测室内温度分布。其结果，难以准确地进行空气调节。
另外，专利文献2所记载的控制装置按照流体模型求出室内的空气的流动，所以能够预测准确的温度分布，但运算花费时间，不实用。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供能够以短时间推测准确的室内温度而进行空气调节的空气调节机的控制装置、空气调节机、空气调节机的控制方法以及程序。
本发明的空气调节机的控制装置是如下空气调节机的控制装置：空气调节机具备室内机、室内温度计、室外机以及室外温度计，室内机以及室外机在基于设定温度、设定风量以及设定风向的空气调节条件下进行动作。空气调节机的控制装置具备参数确定部、代表温度推测部、室内温度分布推测部以及空气调节条件调整部。参数确定部根据室内机的空气调节条件、室内温度计测定出的室内温度以及室外温度计测定出的室外温度，确定室内机向室内吹出的风的风量、风向以及温度的各参数。代表温度推测部使用从室内的热能推测室内温度的热能模型，推测代表用参数确定部所确定的温度的风对室内进行空气调节并经过了第一时间时的室内温度的代表温度。室内温度分布推测部使用从室内的空气的流动和空气的热能推测室内的多个位置的温度的流体模型，推测：在经过了第一时间时整体被空气调节为由代表温度推测部推测出的代表温度的室内的空气在之后以参数确定部所确定的风的风量、风向以及温度被调节的情况下经过了比第一时间长的第二时间时的室内温度分布。空气调节条件调整部从室内温度分布推测部推测出的室内温度分布求出代表值或者特定的位置的温度，根据所求出的代表值或者特定的位置的温度与设定温度之差，调整室内机和室外机的空气调节条件。
根据本发明的结构，代表温度推测部使用热能模型来推测代表经过了第一时间时的室内温度的代表温度，室内温度分布推测部使用流体模型，推测在经过第一时间时整体被空气调节为由代表温度推测部推测出的代表温度的室内的空气在之后以参数确定部所确定的风的风量、风向以及温度被调节的情况下经过了比第一时间长的第二时间时的室内温度分布。因此，空气调节机的控制装置能够以短时间推测准确的室内温度。
附图说明
图1是作为本发明的实施方式1的控制装置的控制对象物的空气调节机的框图。
图2是作为本发明的实施方式1的控制装置的控制对象物的空气调节机所具备的室内机的剖视图。
图3是作为本发明的实施方式1的控制装置的控制对象物的空气调节机所具备的室内机吹出的风的朝向的一个例子的概念图。
图4是作为本发明的实施方式1的控制装置的控制对象物的空气调节机所具备的室内机吹出的风的朝向的另一例子的概念图。
图5是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置的框图。
图6是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置所具备的存储部所存储的数据表格的概略图。
图7是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置所具备的存储部所存储的导热数据的概略图。
图8是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置所具备的存储部所存储的房间数据的概略图。
图9是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置所具备的存储部所存储的室内机风分布数据的概略图。
图10是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置所具备的存储部所存储的判定数据的概略图。
图11是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置所具备的温度分布推测部在运算中使用的房间的单元格的概略图。
图12是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置的硬件结构图。
图13是本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置实施的空气调节机控制处理的流程图。
图14是在本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置实施的空气调节机控制处理中推测温度分布时的单元格的概念图。
图15是本发明的实施方式2的空气调节机的控制装置控制的空气调节机所具备的远程控制器的框图。
图16A是在本发明的实施方式1的空气调节机的控制装置的变形例所具备的空气调节条件调整部调整设定数据时求出代表值的房间的各区域的概念图。
图16B是表示各区域的平均温度的变化的曲线图。
(符号说明)
1A：控制装置；10：参数确定部；20：代表温度推测部；30：温度分布推测部；40：空气调节条件调整部；50：存储部；51：数据表格；52：导热数据；53：房间数据；54：室内机风分布数据；55：判定数据；60：无线通信模块；70：网络；100：空气调节机；110：制冷剂管；120：室外机；121：压缩机；122：四通阀；123：室外热交换器；124：膨胀阀；125：马达；126：风扇；130：室内机；131：室内热交换器；132：风扇；133、134：风向控制板；140：远程控制器；141：选择按钮；142：温度设定按钮；143：风量设定按钮；144：风向设定按钮；145：控制部；150：室内机控制部；151：无线通信模块；160：室外机控制部；170：室内温度传感器；180：室外温度传感器；190：远程控制器；196：调整设定按钮；200：房间；210：单元格；300：CPU；310：I/O端口；A1、A2：区域；P1、P2：期间；T1、T2：平均温度；W：风。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式的空气调节机的控制装置、空气调节机、空气调节机的控制方法以及程序。此外，在图中，对相同或者等同的部分附加相同的符号。
(实施方式1)
实施方式1的空气调节机的控制装置是如下装置：为了使室内温度接近用户设定的设定温度，推测空气调节机进行空气调节时的室内温度，将其推测结果反馈给空气调节机。在该控制装置中，为了准确且短时间地进行室内温度的推测，使用设置有室内机的房间的热能模型和该房间内的空气的流体模型。
首先，参照图1－图4说明控制对象的空气调节机。接下来，参照图5－图12说明控制装置的结构。接着，参照图13以及图14说明该控制装置的动作。此外，以下，将空气调节机的控制装置简称为控制装置。
图1是作为实施方式1的控制装置1A的控制对象物的空气调节机100的框图。图2是该空气调节机100所具备的室内机130的剖视图。图3是室内机130吹出的风的朝向的一个例子的概念图。图4是室内机130吹出的风的朝向的另一例子的概念图。此外，在图3以及图4中，为了易于理解，用虚线包围特定的风速的风吹送的区域，从而示出室内机130吹出的风的朝向。
如图1所示，空气调节机100利用制冷剂管110连接，具备制冷剂流通的压缩机121、四通阀122、室外热交换器123、膨胀阀124以及室内热交换器131。
压缩机121、四通阀122、室外热交换器123以及膨胀阀124是室外机120的部件。压缩机121具有马达125，通过马达125的旋转将制冷剂进行压缩。四通阀122切换制冷剂管110内的制冷剂的流动。室外热交换器123设置于室外，利用风扇126吹送室外的空气。由此，在室外热交换器123中流通的制冷剂与室外的空气进行热交换。膨胀阀124使制冷剂膨胀。
相对于此，室内热交换器131是室内机130的部件。室内热交换器131设置于室内，利用风扇132来吹送室内的空气。由此，在室内热交换器131中流通的制冷剂与室内的空气进行热交换。
室外机120和室内机130的这些构件按照压缩机121、四通阀122、室外热交换器123、膨胀阀124、室内热交换器131、四通阀122、压缩机121的顺序利用制冷剂管110连接。由此，形成有使制冷剂循环的制冷剂回路。在该制冷剂回路中，四通阀122切换制冷剂的流动，从而对室内的空气进行制冷或者制热。
详细而言，在四通阀122被切换为一个方向的情况下，制冷剂在由压缩机121使其成为高温且高压的气体之后，流到室外热交换器123。进而，制冷剂在室外热交换器123中与室外的空气进行热交换而被冷却，接着，由膨胀阀124膨胀而变为低温的液体。变为低温且为液体的制冷剂流到室内热交换器131，在室内热交换器131中与室内的空气进行热交换。此时，制冷剂吸收室内的空气的热。其结果，室内被制冷。在对室内进行制冷后，制冷剂返回到压缩机121。
当从该状态切换四通阀122时，制冷剂反向流动。即，制冷剂从压缩机121流到室内热交换器131。制冷剂在室内热交换器131中与室内的空气进行热交换而被冷却，进而，由膨胀阀124膨胀而变为低温的液体。接着，制冷剂流到室外热交换器123，与室外的空气进行热交换而返回到压缩机121。在该情况下，制冷剂当在室内热交换器131中与室内的空气进行热交换时，向室内的空气放热。其结果，屋内被制热。
这样，空气调节机100通过四通阀122的切换在制冷或者制热下进行动作。为了根据用户的意图来实现该动作，空气调节机100具备远程控制器140和根据远程控制器140的输出进行动作的室内机控制部150以及室外机控制部160。
远程控制器140具备用于用户选择空气调节机100的制冷或者制热的运转模式的选择按钮141、用于用户设定空气调节的目标温度的温度设定按钮142、用户设定目标风量的风量设定按钮143以及用户设定目标风向的风向设定按钮144。另外，远程控制器140具备具有MPU(Micro Processing Unit，微处理单元)的控制部145。控制部145在选择按钮141、温度设定按钮142、风量设定按钮143、风向设定按钮144中的任意按钮被按压的情况下，将通过该操作设定的设定数据发送到室内机控制部150。
此外，设定数据是指运转模式、温度、风量以及风向的数据中的用户按压上述按钮而设定的数据。以下，将用户通过按压选择按钮141、温度设定按钮142、风量设定按钮143以及风向设定按钮144而设定的运转模式、温度、风量以及风向称为设定模式、设定温度、设定风量以及设定风向。
室内机控制部150每当接收到设定模式、设定温度、设定风量以及设定风向中的任意方的设定数据时，根据该设定数据来控制风扇132的转速。由此，室内机控制部150调整风扇132的风量。其结果，调整从流经室内热交换器131内的制冷剂传导到室内的空气的热量，调整制冷或者制热的温度。
另外，室内机控制部150每当接收到设定模式、设定温度、设定风量以及设定风向中的任意方的设定数据时，根据该设定数据来调整风扇132吹送的风的朝向。
详细而言，室内机130如图2所示具备风向控制板133，该风向控制板133通过使板面在上下方向上倾斜，能够变更由风扇132产生的风W相对于上下方向的朝向。另外，室内机130具备风向控制板134，该风向控制板134通过使板面在左右方向上倾斜，能够变更由风扇132产生的风W相对于左右方向的朝向。室内机控制部150每当接收到设定数据时，根据该设定数据来调整风向控制板133或者134的板面的倾斜度。由此，室内机控制部150如图3以及图4所示调整风扇132的风向。
进而，室内机控制部150每当接收到设定模式、设定温度、设定风量以及设定风向中的任意方的设定数据时，将该设定数据发送到室外机控制部160。
室外机控制部160根据接收到的设定数据来切换四通阀122。由此，空气调节机100以用户的设定模式即制冷或者制热的模式进行动作。
另外，室外机控制部160根据接收到的设定数据来控制马达125的旋转频率。由此，室外机控制部160调整由压缩机121进行的制冷剂的压缩的程度。其结果，调整制冷剂的温度。
室外机控制部160根据接收到的设定数据来控制膨胀阀124的开度。由此，室外机控制部160调整制冷剂的减压的程度。其结果，调整制冷剂的温度。
室外机控制部160根据接收到的设定数据来控制风扇126的转速。由此，室外机控制部160调整从室外的空气传递到室外热交换器123的制冷剂的热的量。其结果，调整制冷或者制热的温度。
此外，空气调节机100具备室内温度传感器170，该室内温度传感器170测定室内温度，将其测定结果发送到室内机控制部150。室内机控制部150不仅根据上述设定数据，还根据室内温度传感器170测定出的室内温度的数据，控制风扇132的转速和风向控制板133或者134的板面的倾斜度。此外，室内温度传感器170是本说明书所说的室内温度计的一个例子。
另外，室内机控制部150将室内温度传感器170的室内温度的数据发送到室外机控制部160。室外机控制部160不仅根据上述设定数据，还根据该室内温度的数据，控制压缩机121所具有的马达125的旋转频率、膨胀阀124的开度以及风扇126的转速。
这样，在空气调节机100中，根据对远程控制器140设定的设定模式、设定温度、设定风量、设定风向以及室内温度的数据，室内机130、室内机130进行动作。由此，室内机130和室内机130以用户设定的设定模式进行动作。另外，室内机130和室内机130以用户设定的设定温度、设定风量以及设定风向为目标而调节室内的空气。
但是，空调对象的房间的尺寸针对设置有空气调节机100的每个房间而不同的情形较多。其结果，在用空气调节机100对室内进行空气调节时，有时直至用户所期望的目标时间为止室内温度也达不到设定温度。另外，有时室内的用户所处的位置的室内温度达不到设定温度。根据这样的背景，期望预先对房间内的任意的位置的温度在目标时间成为怎样的温度进行仿真，按照其结果控制空气调节机100的动作。
因而，在空气调节机100中设置有控制装置1A，该控制装置1A推测空气调节机100按照用户的设定温度、设定风量以及设定风向进行动作时的之后的室内的温度分布，根据其推测结果来调整空气调节机100的动作。接下来，参照图5－图12，说明控制装置1A的结构。
图5是实施方式1的空气调节机100的控制装置1A的框图。图6－图10是控制装置1A所具备的存储部50所存储的数据表格51、导热数据52、房间数据53、室内机风分布数据54、判定数据55的概略图。图11是控制装置1A所具备的温度分布推测部30在运算中使用的房间200的单元格210的概略图。图12是控制装置1A的硬件结构图。此外，在图5中，为了易于理解，除了示出了控制装置1A的结构，还示出了空气调节机100的主要的结构。
如图5所示，控制装置1A具备：参数确定部10，确定室内机130向室内吹出的风特性参数；代表温度推测部20，推测用参数确定部10确定的风特性参数的风对室内进行空气调节时的一定时间后的室内的代表温度；温度分布推测部30，推测根据代表温度推测部20推测出的室内的代表点的温度进行空气调节时的之后的室内温度分布；空气调节条件调整部40，根据温度分布推测部30推测出的温度分布来调整室内机130以及室内机130的空气调节条件；存储部50，存储有各种数据；以及无线通信模块60，用于与室内机控制部150进行通信。
参数确定部10是根据室内机130和室内机130的空气调节条件来确定运算所需的参数的部分。如后所述，代表温度推测部20和温度分布推测部30不使用根据室内机130和室内机130的空气调节条件来推测室内的温度的动作模型，而使用房间200的热能模型和流体模型来推测室内温度。因此，在其运算中，不需要室内机130和室内机130的空气调节条件，而需要热能、流体的参数。参数确定部10根据室内机130和室内机130的空气调节条件来确定该参数。
详细而言，控制装置1A和室内机控制部150分别具有无线通信模块60、151。参数确定部10利用无线通信模块60、151经由网络70而与室内机控制部150连接。参数确定部10从室内机控制部150获取室内机130和室内机130的空气调节条件的数据。
在此，室内机130和室内机130的空气调节条件是指室外机120所具备的四通阀122的切换方向、压缩机121的旋转频率、膨胀阀124的开度、风扇126的转速、室内机130所具备的风扇132的转速以及风向控制板133、134的倾斜度。
空气调节机100除了具备上述室内温度传感器170之外，还具备测定室外温度并将室外温度发送到室内机控制部150的室外温度传感器180。参数确定部10经由无线通信模块60、151获取室内温度传感器170测定出的室内温度、室外温度传感器180测定出的室外温度。此外，室外温度传感器180是本说明书所说的室外温度计的一个例子。
在存储部50中预先存储有通过实验求出的数据表格51。如图6所示，在该数据表格51中空气调节条件、室内温度以及室外温度的数据与在这些空气调节条件、室内温度以及室外温度时室内机130向室内吹出的风的风特性参数对应起来。
在此，风特性参数是指用于确定室内机130向室内吹出的风的风量、风向以及风的温度的各参数。
参数确定部10从图5所示的存储部50读取数据表格51，从该数据表格51确定与获取到的空气调节条件、室内温度以及室外温度数据对应的风特性参数。参数确定部10将所确定的风特性参数发送到代表温度推测部20和温度分布推测部30。
代表温度推测部20是推测空气调节机100调节空气时的初始阶段下的室内的代表温度的部分。后述温度分布推测部30使用流体模型来推测室内温度，所以当对空气调节机100的全部动作时间进行运算时，运算量变多，运算时间变长。代表温度推测部20为了减少运算量并缩短运算时间，使用房间200的热能模型来推测空气调节机100的初始阶段下的室内温度。
在此，热能模型是指根据房间200的热能来推测室内温度的模型。在将室外温度Tout相对于室内温度Tin的相对温度即温度差设为Td、将从空气调节机100的动作开始起的经过时间设为t、将从室内向室外的热阻设为R、将室内的热容量设为C、将室内机供给到室内即扩散到室内的热的热量设为Q、将空气的密度设为ρ、将空气的比热设为Cp、将室内机向室内吹出的风的风量设为Aq、将该风的温度设为TW、将室内温度设为Tin的情况下，通过以下的公式1、公式2来表示热能模型。
[数1]
Figure BDA0003576910090000111
[数2]
Q(t)＝ρCpAq(Tw-Tin) 公式2
此外，公式1的热容量C、热阻R、热量Q的单位是W/℃、℃/W、W。温度差Td的单位是℃。公式2的空气的密度ρ、空气的比热Cp、风量Aq的单位是kg/m3、(W·s)f/(kg·℃)、m3/秒。风的温度TW、室内温度Tin的单位都是℃。公式1和2的经过时间t的单位是秒。
另外，在将房间200的墙壁的导热率设为h、将房间200的墙壁面积设为S、将墙壁的比热设为c、将墙壁的体积设为Vo的情况下，通过以下的公式3和公式4来表示公式1的热阻R和热容量C。
[数3]
Figure BDA0003576910090000112
[数4]
C＝cVo 公式4
在此，公式3的导热率h、墙壁面积S的单位是W/(m2·℃)、m2。公式4的墙壁的比热c、墙壁的体积Vo的单位是W/(℃·m3)、m3。
详细地说明使用了该热能模型的代表温度推测部20，代表温度推测部20为了求出热能模型的温度差Td的初始值，从参数确定部10获取确定参数时的室内温度、室外温度。然后，代表温度推测部20从室内温度减去室外温度来求出热能模型的温度差Td的初始值。另外，代表温度推测部20将获取到的室内温度设为热能模型的室内温度Tin。
另外，代表温度推测部20为了得到热能模型的风量Aq、风的温度TW的初始值，接收参数确定部10的风特性参数。代表温度推测部20将风特性参数的风量、风的温度设为热能模型的风量Aq、风的温度TW。
在存储部50中存储有图7所示的包含设置有室内机130的房间200的墙壁的导热率、墙壁面积、墙壁的比热、墙壁的体积、空气的密度、空气的比热的导热数据52。代表温度推测部20为了得到热能模型的空气的密度ρ、空气的比热Cp，从存储部50读出导热数据52。然后，代表温度推测部20将所读出的导热数据52所包含的空气的密度、空气的比热的数据设为热能模型的空气的密度ρ、空气的比热Cp。
另外，代表温度推测部20使用所读出的导热数据52所包含的墙壁的导热率、墙壁面积、墙壁的比热、墙壁的体积的数据、公式3以及公式4，求出热阻和热容量。然后，代表温度推测部20将所求出的热阻和热容量设为热能模型的热阻R和热容量C。
代表温度推测部20使用所求出的温度差Td、所得到的Tin等各参数以及热能模型，求出从空气调节机100的动作开始t0起经过一定时间时的时刻t1下的室内温度Tin与室外温度Tout的温度差Td(t1)。代表温度推测部20通过对所求出的温度差Td(t1)加上室外温度Tout，从而求出经过一定时间后的室内温度Tin(t1)。代表温度推测部20将所求出的室内温度Tin(t1)作为代表室内温度的代表温度，将该代表温度发送到温度分布推测部30。
温度分布推测部30是对代表温度推测部20推测出的室内温度之后的准确的室内的温度分布进行推测的部分。温度分布推测部30为了推测准确的温度分布，使用室内的空气的流体模型。由此，温度分布推测部30对代表温度推测部20推测之后的时间下的室内的温度分布进行推测。此外，温度分布推测部30是本说明书所说的室内温度分布推测部的一个例子。
在此，流体模型是指根据室内的空气的流动和该空气的热能来推测室内的任意的部位的温度，从而推测室内的温度分布的模型。在将室内的空气的压力设为p、将空气的流速矢量设为V＝(u，v，w)、将室内温度设为Tin的情况下，通过以下的公式5－公式8来表示流体模型。
[数5]
Figure BDA0003576910090000131
[数6]
Figure BDA0003576910090000132
[数7]
Figure BDA0003576910090000133
[数8]
Figure BDA0003576910090000134
此外，公式5、公式6的Re是雷诺兹数。公式6的Pr是普朗特数。
温度分布推测部30为了用上述流体模型推测温度分布，决定房间200的温度推测部位。详细而言，在存储部50中，存储有图8所示的包括房间200的三维数据的房间数据53。温度分布推测部30读出房间数据53，从所读出的房间数据53的房间200的三维数据求出房间200的形状和尺寸。然后，温度分布推测部30根据所求出的形状和尺寸，求出以立方体状的单元格210划分图15所示的房间200的情况下的各单元格210的中心坐标。由此，温度分布推测部30决定房间200的温度推测部位。此外，以下将各单元格210的中心坐标称为单元格坐标。
另外，温度分布推测部30为了决定通过公式5－公式8表示的流体模型的室内温度Tin的初始值，从代表温度推测部20获取用热能模型求出的室内的代表温度。然后，温度分布推测部30对上述各单元格210的坐标分配从温度分布推测部30得到的代表温度。由此，温度分布推测部30假定为所有单元格210的空气的温度是从温度分布推测部30得到的代表温度。由此，温度分布推测部30关于所有单元格210而决定流体模型的温度Tin的初始值。
进而，温度分布推测部30决定各单元格210中的流体模型的空气的流速矢量V的边界条件、初始值。
详细而言，在存储部50的上述图8所示的房间数据53中包含表示房间200内的室内机130的空气的吹出口和吸入口的3维坐标的吹出口位置数据以及吸入口位置数据。温度分布推测部30从房间数据53读取吹出口位置数据和吸入口位置数据，从该数据确定配置有吹出口、吸入口的单元格210的单元格坐标。
另外，温度分布推测部30从参数确定部10接收风特性参数即吹出口的风量、风向以及风速的数据。另一方面，在存储部50中存储有图9所示的室内机风分布数据54，该室内机风分布数据54包括通过实验求出的表示吹出口附近的风分布的吹出口风分布数据和表示吸入口附近的风分布的吸入口风分布数据。温度分布推测部30从存储部50读出室内机风分布数据54。
在此，参数确定部10如上所述根据与数据表格51的空气调节条件对应起来的风量、风向以及风速决定风特性参数、即从吹出口吹出的风的风量、风向以及风速的数据。相对于此，在室内机风分布数据54中针对数据表格51的风量、风向以及风速的每个组合存储有该风量、风向以及风速下的吹出口风分布数据以及吸入口风分布数据。
温度分布推测部30根据从参数确定部10接收到的吹出口的风量、风向以及风速的数据和所读出的室内机风分布数据54确定与接收到的吹出口的风量、风向以及风速的数据对应的吹出口风分布数据以及吸入口风分布数据。然后，温度分布推测部30使用所确定的吹出口风分布数据以及吸入口风分布数据和确定为配置有上述吹出口、吸入口的单元格坐标，求出位于吹出口、吸入口附近的单元格210的风向和风速。
温度分布推测部30从所求出的风向和风速求出空气的流速矢量V，将该流速矢量V分配给位于吹出口、吸入口附近的单元格210的单元格坐标。另外，温度分布推测部30对吹出口、吸入口附近以外的单元格210的单元格坐标分配大小为0的流速矢量V。基于以上，温度分布推测部30关于所有单元格210而得到通过公式5－公式8表示的流体模型的流速矢量V的初始值、边界条件。
另外，温度分布推测部30求出各单元格210中的流体模型的压力p。详细而言，温度分布推测部30关于各单元格210而从所分配的流速矢量V的流速的大小求出动压。然后，温度分布推测部30将静压设为1个大气压，求出各单元格210的总压即压力p。温度分布推测部30将所求出的各单元格210的压力p分配给各单元格210的单元格坐标。由此，温度分布推测部30关于所有单元格210而得到流体模型的压力p的初始值。
温度分布推测部30将通过以上的处理得到的各单元格210的温度Tin、流速矢量V、压力p作为初始值，关于所有单元格210而求解公式5－公式8，从而求出目标时刻下的各单元格210的空气的温度。由此，温度分布推测部30求出目标时刻下的室内的温度分布。温度分布推测部30将所求出的温度分布、即所有单元格210的空气的温度发送到空气调节条件调整部40。
此外，温度分布推测部30运算从目标时刻减去代表温度推测部20进行运算的一定时间而得到的时间的量，但该相减而得到的时间是本说明书所说的第二时间的一个例子。另外，温度分布推测部30是本说明书所说的室内温度分布推测部的一个例子。
空气调节条件调整部40从温度分布推测部30接收所有单元格210的空气的温度数据，判定所有单元格210中的处于所设定的位置的单元格210的空气的温度是否是在上述目标时刻下从设定温度能够容许的容许范围内。
详细而言，空气调节条件调整部40经由无线通信模块60、151从室内机控制部150获取设定数据。另外，如图10所示，在存储部50中存储有包含处于应判定室内温度的室内的特定的位置的坐标以及室内温度与设定温度的温度差的阈值的判定数据55。空气调节条件调整部40从存储部50读出判定数据55，根据所读出的判定数据55的特定的位置的坐标来确定包括特定的位置的单元格210。空气调节条件调整部40求出该确定的单元格210的室内温度与获取到的设定数据所包含的设定温度的温度差的绝对值。空气调节条件调整部40判定所求出的绝对值是否超过阈值。
空气调节条件调整部40在判定为绝对值超过阈值的情况下，计算设定温度与上述单元格210的室内温度的温度差，根据该计算出的温度差来修正设定温度。例如，空气调节条件调整部40将设定温度上调或者下调与温度差相应的量。然后，空气调节条件调整部40经由无线通信模块60、151将修正后的设定温度发送到室内机控制部150。
另外，空气调节条件调整部40在判定为绝对值未超过阈值的情况下，不将数据发送到室内机控制部150。
室内机控制部150根据从空气调节条件调整部40接收到的修正后的设定温度来控制风扇132的转速。另外，室内机控制部150将修正后的设定温度发送到室外机控制部160。由此，室外机控制部160根据修正后的设定温度来控制压缩机121所具备的马达125的旋转频率、膨胀阀124的开度以及风扇126的转速。其结果，更准确地调整空气调节机100的空气调节。
此外，如图12所示，控制装置1A具备CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)300和无线通信模块60所连接的I/O端口(Input/Output Port)310。另外，在存储部50中保存有空气调节机控制程序。上述参数确定部10、代表温度推测部20、温度分布推测部30以及空气调节条件调整部40通过由CPU300执行保存于存储部50的空气调节机控制程序而实现。
接下来，参照图13以及图14，说明控制装置1A的动作。在以下的说明中，控制装置1A使用具备经由网络70而与空气调节机100连接的CPU300和I/O端口310的个人计算机、服务器等信息处理装置而实现。
图13是控制装置1A实施的空气调节机控制处理的流程图。图14是通过空气调节机控制处理来推测温度分布时的单元格的概念图。
当在上述信息处理装置中空气调节机控制程序启动时，由CPU300执行空气调节机控制程序。其结果，开始空气调节机控制处理的流程。
当开始空气调节机控制处理的流程时，首先，如图13所示，控制装置1A判定室内机控制部150是否接收到设定数据(步骤S1)。详细而言，室内机控制部150每当存在来自远程控制器140的设定数据的发送时，对控制装置1A发送设定数据接收完成信号。控制装置1A判定是否存在该设定数据接收完成信号。
控制装置1A在判定为室内机控制部150未接收到设定数据的情况下(步骤S1的否)，返回到步骤S1之前。
另一方面，控制装置1A在判定为室内机控制部150接收到设定数据的情况下(步骤S1的是)，获取室外机120和室内机130的空气调节条件、即室外机120所具备的四通阀122的切换方向、压缩机121的旋转频率、膨胀阀124的开度、风扇126的转速、室内机130所具备的风扇132的转速以及风向控制板133、134的倾斜度。另外，控制装置1A获取室内温度Tin以及室外温度Tout(步骤S2)。
接着，控制装置1A决定室内机130吹送的风特性参数(步骤S3)。详细而言，控制装置1A从存储部50读出数据表格51，根据该数据表格51和在步骤S2中获取到的空气调节条件、室内温度以及室外温度，确定室内机130的风特性参数。此外，步骤S2和S3是本说明书所说的参数确定步骤的一个例子。
在决定风特性参数之后，控制装置1A用热能模型推测室内的代表温度(步骤S4)。
详细而言，控制装置1A从存储部50读出导热数据52，使用所读出的导热数据52，计算公式3和公式4的从室内向室外的热阻R和室内的热容量C。控制装置1A将计算出的热阻以及热容量、在步骤S2中获取到的室内温度Tin以及室外温度Tout以及在步骤S3中决定的风特性参数应用于上述热能模型的公式1以及公式2，运算从空气调节机100的动作开始起经过了一定时间的时刻t1下的室内温度Tin与室外温度Tout的温度差Td(t1)。
在此，作为一定时间，设定比期望温度推测的目标时间短的时间。例如，在目标时间是1或者2小时的情况下，一定时间是30分钟或者1小时。另外，关于一定时间，为了缩短代表温度推测部20和温度分布推测部30的整体的运算时间，最好是温度差Td(t1)饱和的足够长的时间。一定时间最好是例如用通过公式3和公式4表示的热阻R与热容量C之积表示的时间常数的2－3倍。此外，一定时间是本说明书所说的第一时间的一个例子。
使用热能模型进行运算而得到的温度差Td(t1)如上所述是室外温度Tout(t0)相对于室内温度Tin的相对温度。因而，控制装置1A对进行运算而得到的温度差加上在步骤S2中获取到的室外温度Tout(t0)，计算从动作开始起经过了一定时间时的室内温度Tin(t1)。然后，控制装置1A将该室内温度Tin(t1)作为代表室内的代表温度。由此，控制装置1A推测代表温度。此外，步骤S4是本说明书所说的代表温度推测步骤的一个例子。
接着，控制装置1A用流体模型推测室内的温度分布(步骤S5)。
详细地进行说明，控制装置1A通过MAC(Marker And Cell，标记和单元格)法求解上述公式5－公式8来推测温度分布。更具体而言，控制装置1A从存储部读出房间数据53，根据该房间数据53来求出以立方体状的单元格210划分房间200的情况下的各单元格210的中心坐标。
控制装置1A分配在步骤S4中推测出的代表温度作为这些各单元格210的温度。另外，控制装置1A使用存储于存储部50的室内机风分布数据54，求出每个单元格210的空气的流速矢量，将所求出的流速矢量分配给各单元格210。进而，控制装置1A使用存储于存储部50的室内机风分布数据54，求出每个单元格210的空气的压力。控制装置1A将所求出的压力分配给各单元格210。
接着，控制装置1A使用分配给各单元格210的代表温度、流速矢量、压力来求解公式5－公式8。由此，控制装置1A运算从空气调节机100的动作开始起比步骤S4的一定时间靠后的所有单元格210的温度。由此，控制装置1A得到经过了目标时间时的所有单元格210的温度。
在该运算中，最好控制装置1A将假定为划分为单元格210时的单元格210的大小设定成比人体的头部、躯体、脚等各部位小。例如，控制装置1A假定为以一边20cm的立方体划分房间200而求出各单元格210的中心坐标。
另外，控制装置1A用通过公式9表示的库朗数为1以下的时间步骤Δt进行运算。例如，控制装置1A在单元格的尺寸是20cm、室内机130所具有的吹出口的风速是5m/秒的情况下，将时间步骤Δt设为0.04秒以下。
[数9]
Figure BDA0003576910090000191
此外，当在房间200中存在家具、冰箱等立体物的情况下，可以将该立体物设为房间200的内壁形状，把将该立体物设为内壁形状的房间200的三维数据作为房间数据53而预先登记于存储部50。在该情况下，控制装置1A可以如图14所示假定为以立方体状的单元格210划分将立体物设为内壁形状的房间200而求出各单元格210的中心坐标。另外，步骤S5是本说明书所说的室内温度分布推测步骤的一个例子。
在推测出室内的温度分布之后，控制装置1A判定室内的特定的位置处的温度与设定温度之差是否超过阈值(步骤S6)。详细而言，控制装置1A从存储部50读出判定数据55，从该判定数据55所包含的特定的位置的坐标确定包括该坐标的单元格210。控制装置1A求出该单元格210的室内温度与设定温度的温度差的绝对值来判定该温度差的绝对值是否超过阈值。
控制装置1A在判定为温度差的绝对值超过阈值的情况下(步骤S6的是)，计算上述单元格210的以设定温度为基准的室内温度的相对温度即温度差，与该温度差相应地修正设定温度的数据(步骤S7)。接着，控制装置1A将修正后的设定温度的数据发送到室内机130(步骤S8)。之后，控制装置1A使空气调节机控制处理结束。此外，步骤S6－S8是本说明书所说的空气调节条件调整步骤的一个例子。
另一方面，在判定为温度差的绝对值未超过阈值的情况下(步骤S6的否)，控制装置1A设为室内温度从设定温度起处于容许范围内，不修正设定温度的数据。然后，控制装置1A使本次的空气调节机控制处理结束，为了准备由用户进行的向远程控制器140的下次设定数据的输入，返回到步骤S1。
此外，在步骤S7中，控制装置1A与设定温度和室内温度的温度差相应地修正设定温度的数据。但是，控制装置1A的动作不限于此，控制装置1A也可以根据设定温度与室内温度的温度差来修正设定风量的数据。在该情况下，可以通过实验求出修正前设定风量、设定温度以及温度差与应设定的风量的关系，从该实验制作出的数据表格预先存储于存储部50。然后，控制装置1A可以根据该数据表格、设定风量、设定温度以及温度差来修正设定风量的数据。
另外，在步骤S7中，在存在设定温度与室内温度的温度差、设定风向不处于从室内机130所具有的吹出口朝向步骤S6的特定的位置的方向的情况下，控制装置1A也可以将设定风向修正为该方向。
空气调节机控制处理的流程在由上述信息处理装置使空气调节机控制程序停止之前持续进行。由此，控制装置1A持续执行室内的温度分布的仿真和基于其结果的设定数据的调整。
如以上那样，实施方式1的控制装置1A具备使用热能模型的代表温度推测部20和使用流体模型的温度分布推测部30，所以能够以短的时间且准确地推测室内温度分布。
另外，空气调节条件调整部40使用推测出的室内温度分布来修正设定温度的数据，所以空气调节机100能够更准确地进行空气调节。
(实施方式2)
实施方式1的控制装置1A根据推测出的室内温度与设定温度的温度差来修正设定温度。但是，控制装置1A不限定于此。实施方式2的控制装置用推测出的室内温度计算体感温度，根据计算出的体感温度与设定温度之差来修正设定温度的数据。以下，参照图15，说明实施方式2的控制装置。此外，在实施方式2中，说明与实施方式1不同的结构。
图15是实施方式2的控制装置控制的空气调节机100所具备的远程控制器190的框图。
如图15所示，远程控制器190具有调整设定按钮196。该调整设定按钮196是开启、关停控制装置将室内温度调整为体感温度的调整模式的按钮。当调整设定按钮196被按压时，远程控制器190将调整模式的开启、关停发送到室内机控制部150。
在控制装置中，空气调节条件调整部40从室内机控制部150接收调整模式的开启、关停。
另一方面，如在实施方式1中说明那样，温度分布推测部30在用流体模型推测温度分布时运算室内的空气的流速矢量。因此，温度分布推测部30不仅推测目标时间下的室内温度，还推测目标时间下的流速矢量。由此，温度分布推测部30推测风速。
空气调节条件调整部40当在调整模式是开启时判定为温度分布推测部30推测出的室内温度与设定温度的温度差的绝对值超过阈值的情况下，根据温度分布推测部30推测出的室内温度以及风速，计算处于判定出的特定的位置的单元格210中的人的体感温度。此外，在体感温度的计算中，温度分布推测部30不预测湿度，所以使用林克(linke)公式。在此，林克公式是指从风速和气温求出体感温度的公式。
空气调节条件调整部40求出计算出的体感温度相对于设定温度的相对值，根据所求出的相对值来修正设定温度的数据。详细而言，空气调节条件调整部40将设定温度上调或者下调与相对值相应的量。
空气调节条件调整部40将修正后的设定温度的数据发送到室内机控制部150。由此，控制装置使存在于室内的特定的位置的空气的温度与体感温度接近。
如以上那样，实施方式2的控制装置具备空气调节条件调整部40，该空气调节条件调整部40根据温度分布推测部30推测出的室内温度以及风速来计算特定的位置的体感温度，根据该体感温度来调整空气调节机100的设定温度。因此，控制装置能够使空气调节机100进行空气调节时的室内温度与体感温度接近。其结果，控制装置能够提高用户的舒适性。
以上，说明了本发明的实施方式的空气调节机的控制装置、空气调节机、空气调节机的控制方法以及程序，但控制装置、空气调节机、空气调节机的控制方法以及程序并不限定于上述实施方式。例如，在实施方式1以及2中，空气调节条件调整部40根据温度分布推测部30推测出的房间200内的特定的位置处的室内温度与在远程控制器140、190中设定的设定温度之差来调整设定温度即设定数据。
但是，空气调节条件调整部40不限定于此。空气调节条件调整部40也可以根据这些温度之差不借助于设定数据地调整室内机130和室外机120的空气调节条件。即，空气调节条件调整部40也可以直接调整压缩机121的旋转频率、膨胀阀124的开度、风扇126的转速、室内机130所具备的风扇132的转速以及风向控制板133、134的倾斜度。
例如，也可以将上述差以及设定数据与应修正的压缩机121的旋转频率、膨胀阀124的开度、风扇126、132的转速以及风向控制板133、134的倾斜度对应起来的数据存储于存储部50。然后，空气调节条件调整部40也可以从存储部50读出该数据，根据该数据来求出压缩机121的旋转频率、膨胀阀124的开度、风扇126、132的转速以及风向控制板133、134的倾斜度。进而，空气调节条件调整部40也可以将所求出的条件发送到室内机控制部150或者室外机控制部160。
在实施方式1以及2中，空气调节条件调整部40使用房间200内的特定的位置处的室内温度来调整设定数据。但是，空气调节条件调整部40不限定于此。空气调节条件调整部40也可以使用成为房间200内的温度分布的尺度的数值即代表值来调整设定数据。
图16A是在空气调节条件调整部40调整设定数据时求出代表值的房间200的各区域A1、A2的概念图。图16B是表示各区域A1、A2中的平均温度的变化的曲线图。此外，在图16B中示出了代表温度推测部20推测初始阶段的室内温度的期间P1和之后的温度分布推测部30推测室内温度的期间P2中的推测出的室内温度的变化。该推测出的室内温度在期间P1是房间200整体的平均温度。在期间P2，温度分布推测部30推测室内的温度分布，但在图16B中，将该温度分布换算为区域A1的平均温度T1和区域A2的平均温度T2而示出。
关于对图16A所示的房间200进行2分割时的区域A1或者A2，空气调节条件调整部40也可以求出图16B所示的平均温度作为区域A1或者A2的室内温度分布的代表值。然后，空气调节条件调整部40也可以根据所求出的平均温度与在远程控制器140、190中设定的设定温度之差来调整设定温度。在该情况下，可以在存储部50中存储房间200的分割数据和表示使用哪个区域的平均温度来调整设定温度的区域指定数据。可以根据这些数据，由温度分布推测部30决定区域，空气调节条件调整部40求出所决定的区域的平均温度。此外，室内温度分布的代表值除了平均温度之外，例如是指室内的温度分布的中央值、最大值。
在实施方式1以及2中，控制装置1A、1B在使代表温度推测部20推测出代表温度之后，将该代表温度直接输出到温度分布推测部30，温度分布推测部30使用该代表温度，推测出室内的温度分布。但是，控制装置1A、1B不限定于此。控制装置1A、1B也可以还具备运算管理部，该运算管理部使代表温度推测部20运算指定时间，将代表温度推测部20推测出的代表温度输入到温度分布推测部30。在此，指定时间是指运算管理部指定的时间，具有与在实施方式1中说明的一定时间相当的期间。
在实施方式1以及2中，参数确定部10使用数据表格51来确定与室外机120、室内机130的空气调节条件、室内温度以及室外温度数据对应的风特性参数。但是，参数确定部10不限定于此。也可以参数确定部10根据室内机130的空气调节条件、室内温度传感器170测定出的室内温度以及室外温度传感器180测定出的室外温度，确定室内机130向室内吹出的风的风量、风向以及温度的各参数。
例如，参数确定部10也可以在针对室内温度与室外温度的温度差而室内机130在特定的空气调节条件下进行动作的情况下，使用表示与该特定的空气调节条件相对的风的风量、风向以及温度的近似函数来确定参数。在该情况下，可以预先通过实验求出表示与室内机130的空气调节条件相对的风量、风向以及温度的近似函数，所求出的近似函数存储于存储部50。然后，参数确定部10可以从存储部50读出该近似函数。
此外，在实施方式1以及2中，也可以是空气调节机控制程序保存于柔性光盘、CD－ROM(Compact Disc Read－Only Memory，压缩光盘只读存储器)、DVD(Digital VersatileDisc，数字多功能光盘)、MO(Magneto－Optical Disc，磁光盘)等计算机能够读取的记录介质而分发，该程序安装于计算机，从而构成执行空气调节机控制处理的控制装置1A、1B。
另外，也可以是空气调节机控制程序保存于因特网的通信网络上的服务器装置所具有的光盘装置、存储装置，该程序例如与载波重叠地下载。
另外，在各OS(Operating System，操作***)分担地实现空气调节机控制程序的情况或者通过OS与应用程序的协作来实现空气调节机控制程序的情况等下，既可以仅OS以外的部分保存于介质而分发，另外也可以下载。
本发明不脱离本发明的广义的精神和范围而能够进行各种实施方式以及变形。另外，上述实施方式是用于说明本发明的，并不限定本发明的范围。也就是说，本发明的范围不通过实施方式示出，而通过权利要求书示出。而且，在权利要求书内以及与其等同的发明的意义的范围内实施的各种变形被视为本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种空气调节机的控制装置，所述空气调节机具备室内机、室内温度计、室外机以及室外温度计，所述室内机以及所述室外机在基于设定温度、设定风量以及设定风向的空气调节条件下进行动作，其中，所述空气调节机的控制装置具备：
参数确定部，根据所述室内机的所述空气调节条件、所述室内温度计测定出的室内温度以及所述室外温度计测定出的室外温度，确定所述室内机向室内吹出的风的风量、风向以及温度的各参数；
代表温度推测部，使用从所述室内的热能推测室内温度的热能模型，推测代表用所述参数确定部所确定的所述温度的风对所述室内进行空气调节并经过了第一时间时的室内温度的代表温度；
室内温度分布推测部，使用从室内的空气的流动和所述空气的热能推测室内的多个位置的温度的流体模型，推测：在经过了所述第一时间时整体被空气调节为由所述代表温度推测部推测出的所述代表温度的所述室内的空气在之后以所述参数确定部所确定的所述风的所述风量、所述风向以及所述温度被调节的情况下经过了比所述第一时间长的第二时间时的室内温度分布；以及
空气调节条件调整部，从所述室内温度分布推测部推测出的所述室内温度分布求出代表值或者特定的位置的温度，根据所求出的所述代表值或者所述特定的位置的温度与所述设定温度之差，调整所述室内机和所述室外机的所述空气调节条件。
2.根据权利要求1所述的空气调节机的控制装置，其中，
所述室内温度分布推测部求出特定的位置的温度以及风速，
所述空气调节条件调整部根据所述室内温度分布推测部所求出的所述特定的位置的温度以及所述风速，计算在所述特定的位置处身体感受到的体感温度，根据计算出的体感温度与所述设定温度之差，调整所述室内机和所述室外机的空气调节条件。
3.根据权利要求1或者2所述的空气调节机的控制装置，其中，
所述空气调节机的控制装置还具备运算管理部，该运算管理部通过对所述代表温度推测部指定所述第一时间，使所述代表温度推测部进行运算所述第一时间，将所述代表温度推测部推测出的所述代表温度输入到所述室内温度分布推测部。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的空气调节机的控制装置，其中，
所述控制装置经由网络与所述室内机以及所述室外机连接。
5.一种空气调节机，具备：
权利要求1至4中的任意一项所述的空气调节机的控制装置；
所述室内机，由所述控制装置控制动作；以及
所述室外机，由所述控制装置控制动作。
6.一种空气调节机的控制方法，所述空气调节机具备室内机、室内温度计、室外机以及室外温度计，所述室内机以及所述室外机在基于设定温度、设定风量以及设定风向的空气调节条件下进行动作，其中，所述空气调节机的控制方法具备：
参数确定步骤，根据所述室内机的所述空气调节条件、所述室内温度计测定出的室内温度以及所述室外温度计测定出的室外温度，确定所述室内机向室内吹出的风的风量、风向以及温度的各参数；
代表温度推测步骤，使用从所述室内的热能推测室内温度的热能模型，推测代表用在所述参数确定步骤中确定的所述温度的风对所述室内进行空气调节并经过了第一时间时的室内温度的代表温度；
室内温度分布推测步骤，使用从室内的空气的流动和所述空气的热能推测室内的多个位置的温度的流体模型，推测：在经过了所述第一时间时整体被空气调节为在所述代表温度推测步骤中推测出的所述代表温度的所述室内的空气在之后以在所述参数确定步骤中确定的所述风的所述风量、所述风向以及所述温度被调节的情况下经过了比所述第一时间长的第二时间时的室内温度分布；以及
空气调节条件调整步骤，从在所述室内温度分布推测步骤中推测出的所述室内温度分布求出代表值或者特定的位置的温度，根据所求出的所述代表值或者所述特定的位置的温度与所述设定温度之差，调整所述室内机和所述室外机的所述空气调节条件。
7.一种程序，用于使计算机执行权利要求6所述的控制方法。
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