JP2017180941A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにとって快適な環境を実現する。
【解決手段】室内１２の空気調和を行なう室内機１３と、室内機１３とは別に設けられ、室内１２の温度及び風速を検出するセンサユニット３４と、センサユニット３４と共に設けられ、センサユニット３４で検出した温度情報及び風速情報を、室内機１３に送信する送信部３７と、を備える。室内機１３は、暖房運転時に、センサユニット３４で検出する風速の変化量が所定の値となるように、風量を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機に関するものである。

ユーザが操作可能な「暑いときスイッチ」や「寒いときスイッチ」を設け、これらのスイッチが操作されたときに、室内機で検出した温度や湿度を基準にして、設定温度や湿度を調節するものがある。

特公平７−９２２５４号公報

人にとっての快適さは風速によっても左右されるため、単に暑いか寒いかだけでは、それが真に快適かどうかを判断できない。特に、暖房時に空気調和機から吹出される風がユーザに当たると、ユーザにとって隙間風が当たったようなドラフト感となり、風速の変動が大きいほど、不快に感じさせる要因の一つとなりやすいため、従来の空気調和機ではユーザにとって快適な環境を実現することが難しい。
本発明の課題は、ユーザにとって快適な環境を実現する空気調和機を提供することである。

本発明の一態様に係る空気調和機は、室内の空気調和を行なう室内機と、室内機とは別に設けられ、室内の温度及び風速を検出するセンサユニットと、センサユニットで検出した温度情報及び風速情報を、室内機に送信する送信部と、を備え、室内機は、暖房運転時に、センサユニットで検出する風速の変化量が所定の値以下となるように、風量を制御する。

本発明によれば、暖房運転時に、センサユニットで室内の温度及び風速を検出し、風速の変化が少なくなるように、風量を制御することにより、ユーザにとって快適な環境を実現する空気調和機を提供することができる。

空気調和機の構成である。 室内機及びリモコンの機能ブロック図である。 室内機のイメージ図である（冷房）。 室内機のイメージ図である（暖房）。 風速検出処理を示すフローチャートである。 運転制御処理を示すフローチャートである。 風量制御前の風速を示すグラフである。 送風制御後の風速を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《構成》
図１は、空気調和機の構成図である。
空気調和機１１は、室内１２の壁面に取り付けられた室内機１３と、戸外に設置された室外機１４と、を備える。空気調和機１１は、リモートコントローラ（以下、単にリモコンと称す）１５を介した無線通信により、ユーザによって遠隔操作される。
図２は、空気調和機の機能ブロック図である。
室内機１３は、受信部２１と、室内機制御部２２と、メインファン２３と、左サイドファン２４と、右サイドファン２５と、を備える。
受信部２１は、リモコン１５からの各種信号を受信する。
室内機制御部２２は、リモコン１５からの各種信号を受け、室外機１４、メインファン２３、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５を駆動制御する。ここで、メインファン２３が「第一のファン」に対応し、左サイドファン２４、及び右サイドファンが「第二のファン」に対応する。

室内機１３と室外機１４との間には、冷媒回路が形成されており、この冷媒回路を循環する冷媒により熱エネルギーの交換が行われ、室内機１３から冷気や暖気が室内１２へ供給される。室内機制御部２２は、室外機１４のコンプレッサーや四方弁を駆動制御することにより、冷房／暖房の切り換えや室内機１３から吹き出される冷気や暖気の温度をコントロールする。
図３及び図４は、室内機のイメージ図である。
メインファン２３は、室内機１３に設けられ、冷媒回路を経て供給される冷気や暖気を吹き出す。つまり、冷媒と熱交換した空気を送風する。メインファン２３により吹き出された空気は、筐体の吹出口に設けられた上下風向板、及び左右風向板の各々の風向板の向きによって、吹き出し方向を調整できる。

左サイドファン２４は、室内機１３本体における一方の側面に設けられ、右サイドファン２５は、他方の側面に設けられ、何れも室内温度の空気のみを吹き出す。つまり冷媒と熱交換していない空気を送風する。左サイドファン２４、及び右サイドファン２５は、夫々、同一の軸周りに回動可能で、自らの回動位置、及び筐体内に設けられた風向板の向きによって、吹き出し方向を調整できる。尚、室内機１３はメインファン２３、左サイドファン２４及び右サイドファン２５の回転軸が水平になるように室内１２に設置される。

図３は、冷房運転の一例を示している。ここでは、破線で示すように、メインファン２３により吹き出された冷気は水平方向に吹き出し、点線で示すように、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５による送風は斜め下方向に吹き出している。このようにして、冷気が直接身体に当たらないようにしつつも、快適な温度の送風をユーザが浴びられるようにすることで、控えめな冷房運転でも自然な涼しさを感じることができる。
図４は、暖房運転の一例を示している。ここでは、破線で示すように、メインファン２３により吹き出された暖気は真下に吹き出し、点線で示すように、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５による送風は斜め下方向に吹き出している。このようにして、暖気の吹き上がりを送風によって押さえ込むことにより、暖気が室内１２の奥まで広がり、床面全体を暖めることができる。

リモコン１５は、持ち運び可能であり、図２に示すように、暑いボタン３１と、寒いボタン３２と、いいねボタン３３（満足操作部）と、センサユニット３４と、記憶部３５と、リモコン制御部３６と、送信部３７と、を備える。
暑いボタン３１は、ユーザが暑いと感じているときに操作するボタンである。
寒いボタン３２は、ユーザが寒いと感じているときに操作するボタンである。
いいねボタン３３は、ユーザが温度、湿度、及び風速について快適であると感じているとき、つまり室内１２の空気調和環境に満足しているときに操作するボタンである。

センサユニット３４は、リモコン周囲の温度を検出する温度センサ、及びリモコン周囲の風速を検出する風速センサを有する。温度センサは、温度変化に伴って電気抵抗が変化するサーミスタを用いる。風速センサは、一対のサーミスタを用いて風速（気流）を検出する。
記憶部３５は、ユーザによってなされた運転設定、つまり温度設定、風量設定、及び風向設定等、各種情報を記憶する。
リモコン制御部３６は、各ボタンからのボタン信号、及びセンサユニット３４からのセンサ信号を受け、送信部３７へ送る。具体的には、暑いボタン３１が押されたときのボタン信号、寒いボタン３２が押されたときのボタン信号、いいねボタン３３が押されたときのボタン信号（満足信号）、センサユニット３４で検出した温度信号、風速信号である。
各種信号を受けた送信部３７は、各種信号を室内機１３へ送信する。また、送信部３７は、所定の間隔で随時センサ信号を室内機１３へ送信している。

次に、リモコン制御部３６で実行する風速検出処理について説明する。
ここでは、本発明に係る処理を中心に説明しており、冷媒回路の制御等の一般的な処理は省略する。
図５は、暖房運転時の風速検出処理を示すフローチャートである。
風速検出処理は、ユーザが室内機１３に対して運転開始を指示する操作が行われたら開始され、以後、所定の演算周期に従って繰り返し実行される。
ステップＳ１０１では、センサユニット３４の温度センサで検出した温度ｔが、設定されている設定温度ｔｓに到達したか否かを判定する。ここで、温度ｔが設定温度ｔｓに到達していないときには（Ｓ１０１−Ｎｏ）、ステップＳ１０３に移行する。一方、温度ｔが設定温度ｔｓに到達しているときには（Ｓ１０１−Ｙｅｓ）、温度ｔがひとたび設定温度ｔｓに到達してから、予め定めた時間（例えば数十分）が経過したか否かを判定する（Ｓ１０２）。予め定めた時間（例えば数十分）が経過していれば（Ｓ１０２−Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４へ移行し、経過していなければ（Ｓ１０２−Ｎｏ）、ステップＳ１０３へ移行する。

ステップＳ１０３では、いいねボタン３３が操作されたか否かを判定する。ここで、いいねボタン３３が操作されていないときには（Ｓ１０３−Ｎｏ）、そのままステップＳ１０１に戻る。一方、いいねボタン３３が操作されたときには（Ｓ１０３−Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４では、予め定めた期間Ｔ（例えば２〜３分）における風速ｕの推移を分析する。尚、センサユニット３４は随時風速ｕを検出しており、検出結果を時系列で記憶部３５に記憶させている。
続くステップＳ１０５では、送信部３７を介して、いいねボタン３３の操作情報、温度情報、及び風速情報を、室内機１３へ送信し、ステップＳ１０１に戻る。
上記が風速検出処理である。

次に、室内機制御部２２で実行する運転制御処理について説明する。
ここでは、本発明に係る処理を中心に説明しており、冷媒回路の制御等の一般的な処理は省略する。
図６は、暖房運転時の運転制御処理を示すフローチャートである。
運転制御処理は、ユーザが室内機１３に対して運転開始を指示する操作が行われたら開始され、以後、所定の演算周期に従って繰り返し実行される。
ステップＳ１１１では、いいねボタン３３が操作されたか否かを判定する。ここで、いいねボタン３３が操作されていないときには（Ｓ１１１−Ｎｏ）、ステップＳ１１２に移行する。一方、いいねボタン３３が操作されたときには（Ｓ１１１−Ｙｅｓ）、ステップＳ１１６に移行する。

ステップＳ１１２では、現在の運転設定を維持する。すなわち、記憶部３５に記憶されている現在の温度設定、風量設定、及び風向設定を維持したままにする。
続くステップＳ１１３では、風速情報を受信したか否かを判定する。ここで、風速情報を受信しているときには（Ｓ１１３−Ｙｅｓ）、ステップＳ１１４に移行する。一方、風速情報を受信していないときには、そのままステップＳ１１１に戻る。
ステップＳ１１４では、暖房運転であるか否かを判定する。ここで、暖房運転であるときには（Ｓ１１４−Ｙｅｓ）、ステップＳ１１５に移行する。一方、暖房運転ではない、つまり冷房運転、除湿運転、送風運転の何れかであるときには、そのままステップＳ１１１に戻る。

ステップＳ１１５では、センサユニット３４で検出する風速ｕの変化量が所定の値以下となるように、風量制御を行なってからステップＳ１１１に戻る。具体的には、風速ｕの変化量Δｕが所定値（例えば、０．５ｍ／ｓ）を超えた場合、風速ｕが増加しているのであれば、メインファン２３、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量を所定量下げ、風速ｕが減少しているのであれば、メインファン２３、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量を所定量下げる。所定量は、大きい値を設定すると風速ｕへの影響が大きくなってしまうため、風速ｕのきめ細かい調整を行うためには小さい値を設定することが好ましい。ここでは、室内１２の温度ｔが変化しないように、温度設定やメインファン２３の回転数は維持したまま、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量を制御する。

ステップＳ１１６では、運転設定を更新してからステップＳ１１１に戻る。すなわち、いいねボタン３３が操作されたときに、センサユニット３４で検出された温度及び風速を検出目標温度及び検出目標風速として記憶部３５に記憶し、以降、センサユニット３４で検出された温度が検出目標温度のまま維持されるように、検出された風速が検出目標風速のまま維持されるように温度設定、風量設定、及び風向設定に更新する。例えば、まずリビングでユーザがいいねボタン３３を操作した場合、その時にセンサユニット３４で検出された温度が検出目標温度、風速が検出目標風速として記憶部に記憶される。その後、ユーザがリモコン１５を携えてダイニングへ移動して、センサユニット３４で検出される温度及び風速が検出目標温度及び検出目標風速から変化していた場合、温度が検出目標温度となるように、また、風速が検出目標風速となるように室内機１３側の温度設定、風量設定、及び風向設定を更新する。
上記が運転制御処理である。

《作用効果》
次に、作用効果について説明する。
人にとっての快適さは風速によっても左右されるため、単に暑いか寒いかだけでは、それが真に快適かどうかを判断できない。特に、暖房時に空気調和機から吹出される風がユーザに当たると、ユーザにとって隙間風が当たったようなドラフト感となり、風速の変動が大きいほど、不快に感じさせる要因の一つとなりやすいため、従来の空気調和機ではユーザにとって快適な環境を実現することが難しい。

そこで、本実施形態のリモコン１５は、センサユニット３４で、室内１２の温度ｔ及び風速ｕを検出し（ステップＳ１０４）、検出した温度情報及び風速情報を、送信部３７が室内機１３に送信する（ステップＳ１０５）。温度情報及び風速情報を受信した室内機１３は、風速情報を受信したときに（ステップＳ１１３の判定が“Yes”）、暖房運転をしている場合は（ステップＳ１１４の判定が“Yes”）、センサユニット３４で検出する風速の変化量が所定の値以下となるように、風量を制御する（ステップＳ１１５）。

図７は、風量制御前の風速を示すグラフである。
センサユニット３４で検出する風速ｕは、メインファン２３からの送風、左サイドファン２４からの送風、及び右サイドファン２５からの送風が合わさったものである。一つのファンだけを用い、一定の回転数を維持させても、風速には様々な理由から乱れやムラが生じるものであり、まして複数のファンを用いると、センサユニット３４で検出する風速ｕには、図のような変動が生じてしまう。
風量制御では、例えば、風速ｕの変化量Δｕが所定値（例えば、０．５ｍ／ｓ）を超えた場合、風速ｕが増加しているのであれば、メインファン２３、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量を所定量下げ、風速ｕが減少しているのであれば、メインファン２３、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量を所定量下げる。

このように、風速情報を受信する度に、メインファン２３、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量を細かく調整してゆくことで、センサユニット３４で検出する風速ｕの変動が低減される。
図８は、送風制御後の風速を示すグラフである。
ここでは、風量制御を何度か繰り返し実行したことで、センサユニット３４で検出する風速ｕの変動が抑制されている様子を示している。これにより、風速変動による不快感を抑制することができる。
このように、暖房運転時に、センサユニット３４で室内１２風速ｕを検出し、風速の変化が少なくなるように、室内機１３の風量を制御することにより、ユーザにとって快適な環境を実現することができる。

また、送信部３７は、所定の間隔で随時センサユニット３４で検出した温度情報及び風速情報を室内機１３へ送信している。しかし、センサユニット３４の風速センサは、風速ｕを検出するに当たり、サーミスタを加熱させる必要があり、電力消費を抑制するためには、検出頻度を最小限に抑制することが望まれる。そこで、センサユニット３４で風速ｕを検出するのは、室内１２の温度ｔが設定温度ｔｓに到達してからか（ステップＳ１０１の判定が“Yes”）、又はいいねボタン３３が操作されたとき（ステップＳ１０３の判定が“Yes”）とする。このように、風速ｕの検出頻度を最小限に抑制することで、電力消費の増大を抑制することができる。

また、温度ｔが設定温度ｔｓに到達するまでの過渡状態では、室内機１３の運転も安定しておらず、室内１２の気流も乱れがちである。したがって、温度ｔが設定温度ｔｓに到達してから、風速ｕを検出することにより、室内機１３の運転が安定してからのデータを検出することができる。したがって、その後の風量制御も行ないやすくなり、精度を向上させることができる。また、いいねボタン３３が操作されてから、風速ｕを検出することにより、ユーザが快適と感じた、その時点の風速ｕを正確に把握することができる。

また、風量制御では、温度設定やメインファン２３の回転数は維持したまま、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量のみを制御するようにしてもよい。これにより、室内１２の温度ｔが変化することを抑制できる。このように、熱交換した空気を送風するメインファン２３とは別に、熱交換していない空気を送風する左サイドファン２４、及び右サイドファン２５を備えているからこそ、室内１２の温度と風速とを個別に制御することができ、ユーザにとって快適な環境を実現することができる。

また、センサユニット３４をリモコン１５に組み込むことで、ユーザはセンサユニット３４を容易に携行することができる。リモコン１５は、ユーザの手が届く範囲に置かれることが多いため、ユーザ周囲の温度及び風速、つまりユーザが感じている温度及び風速を把握することができる。また、いいねボタン３３を容易に操作することもできる。
そして、室内機１３は、いいねボタン３３が操作されていないときには（ステップＳ１１１の判定が“No”）、現在の運転設定、つまり温度設定、風量設定、及び風向設定を維持したままにする（ステップＳ１１２）。一方、いいねボタン３３が操作されたときには（ステップＳ１１１の判定が“Yes”）、そのときの温度及び風速に応じて、温度設定、風量設定、及び風向設定を更新する（ステップＳ１１６）。

このように、送信部３７から送信された、いいねボタン３３が操作されたときの温度及び風速を維持するように空気調和を行なうことにより、ユーザにとって快適な温度及び風速を実現することができる。また、いいねボタン３３が操作されたときのセンサユニット３４が検出した温度及び風速に応じて運転設定を更新することで、次回運転時に、前回運転停止直前の運転状態を引き継ぐことができる。これにより、ユーザにとっての快適さを学習し、ユーザが快適と感じた環境を、リモコン１５の周辺に再現することができる。したがって、例えばリビングとダイニングが一体になっており、まずリビングでユーザがいいねボタン３３を操作したとする。その後、ユーザがリモコン１５を携えてダイニングへ移動すると、リビングでユーザが快適と感じた快適な環境を、ダイニングでも再現することができる。

《変形例》
本実施形態では、センサユニット３４で検出する風速の変化量が所定の値となるように、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量を制御しているが、これに限定されるものではない。風量の他にも、例えば風向を制御するようにしてもよい。このように、風量のみならず、さらに風向を制御することにより、センサユニット３４で検出する風速の変化を少なくすることが一層容易になる。

本実施形態では、センサユニット３４で検出する風速の変化量が所定の値となるように、左サイドファン２４、及び右サイドファン２５の風量のみを制御しているが、これに限定されるものではない。目標温度としつつ目標風速となるように制御するためには、熱交換した空気の風量を制御する必要がある場合もある。この場合には、温度設定は維持したまま、センサユニット３４で検出する風速の変化量が所定の値となるように、メインファン２３の風量のみを制御する。これにより、ユーザにとって快適な環境を実現することができる。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１１ 空気調和機
１２ 室内
１３ 室内機
１４ 室外機
１５ リモコン
２２ 室内機制御部
２３ メインファン
２４ 左サイドファン
２５ 右サイドファン
３１ 暑いボタン
３２ 寒いボタン
３３ いいねボタン
３４ センサユニット
３５ 記憶部
３６ リモコン制御部
３７ 送信部

Claims (6)

1. 室内の空気調和を行なう室内機と、
   前記室内機とは別に設けられ、前記室内の温度及び風速を検出するセンサユニットと、
   前記センサユニットで検出した温度情報及び風速情報を、前記室内機に送信する送信部と、を備え、
   前記室内機は、
   暖房運転時に、前記センサユニットで検出する風速の変化量が所定の値以下となるように、風量を制御することを特徴とする空気調和機。
2. 前記センサユニットは、
   前記室内の温度が予め設定された温度に到達してから、前記室内の風速を検出することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記室内機は、
   熱交換した空気を送風する第一のファンと、
   熱交換していない空気を送風する第二のファンと、を備え、
   前記センサユニットで検出する風速の変化量が所定の値以下となるように、前記第二のファンの送風のみを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 前記室内機は、
   熱交換した空気を送風する第一のファンと、
   熱交換していない空気を送風する第二のファンと、を備え、
   前記センサユニットで検出する風速の変化量が所定の値以下となるように、前記第一のファンの送風のみを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
5. 前記センサユニットは、
   前記室内機の持ち運び可能なリモートコントローラに設けられることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の空気調和機。
6. 前記センサユニットと共に設けられ、ユーザが前記室内の空気調和環境に満足しているときに操作する満足操作部を備え、
   前記送信部は、
   前記満足操作部が操作されたときに、前記満足操作部の操作情報、並びに前記センサユニットで検出した温度情報及び風速情報を、前記室内機に送信し、
   前記温度情報及び前記風速情報を受信した前記室内機は、
   前記満足操作部が操作されたときに、前記センサユニットで検出した温度及び風速を維持するように空気調和を行なうことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の空気調和機。

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