JP3746434B2

JP3746434B2 - 空気調和機

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Publication number: JP3746434B2
Application number: JP2001110821A
Authority: JP
Inventors: 康昭加藤; 徹和辻; 大塚　　雅生; 敏弘妹尾; 省吾佐野; 進一大堀; 正幸岩津
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: JP2002310481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機に関し、特に、予め時刻が設定されたことに基づいて自動的に運転を開始するタイマ運転が可能な空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の家庭や事務所等に設置されている空気調和機には、予め設定された時刻に基づいて自動的に運転を開始したり停止したりする、いわゆるタイマ運転が可能なものがある。そして、このようなタイマ運転に関して、従来、種々の技術が開示されている。
【０００３】
たとえば、特開平１０−４７７２７号公報には、機器の操作性を改善する空気調和機のタイマ運転装置が開示されている。このタイマ運転装置には、タイマ運転時刻を設定する際、運転を開始させるべき時刻である運転開始時刻と運転を停止させるべき時刻である運転停止時刻を入力することができる。そして、このタイマ運転装置によると、運転開始時刻および運転停止時刻として同じ時刻が設定されたとしても、タイマ運転により運転を開始または停止のみさせる場合には、タイマ運転が実行される。
【０００４】
また、特開２０００−３４７９７０号公報には、複数のユーザについてユーザ毎に種々の機器の設定データを記憶させることが可能なホームネットワークシステムが開示されている。このようなホームネットワークシステムでは、空気調和機に対して、温度を調和させるべき設定時刻と設定温度が入力された場合、設定時刻から一定時間前（３０分前）に空気調和機の運転が自動的に開始される。
【０００５】
つまり、従来の空気調和機のタイマ運転では、空気調和機の運転を自動的に開始させようとする（「入」タイマ運転を実行させる）場合、入力された時刻に、または、入力された時刻から一定時間だけ前に、空気調和機の運転が開始されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の空気調和機では、上記の「入」タイマ運転を実行させても、エネルギを無駄に使用することなく入力された時刻に空気を調和させることは困難であった。特開平１０−４７７２７号公報のように入力された時刻に運転を開始させたのでは、入力された時刻に入力された温度に空気を調和させるのは無理であるし、特開２０００−３４７９７０号公報のように入力された時刻の一定時間だけ前に運転が開始されたのでは、入力された時刻よりもかなり前に入力された温度に空気が調和される場合が多くエネルギに無駄が生じる。後者の従来技術について、図９を参照して、より具体的に説明する。
【０００７】
図９は、従来の空気調和機において「入」タイマ運転が実行される場合の、時間の経過に対する、空気調和機が空気を調和する室内の温度（室温）および空気調和機の消費電力量の変化を示す図である。なお、図９では冷房運転が例示され、また、室温の変化が上方に示され、消費電力量の変化が下方に、それぞれ破線で示されている。
【０００８】
まず、「タイマ設定受信」の時点（Ｔ０）で、温度を調和させるべき時刻である設定時刻が入力される。そうすると、設定時刻に対して一定時間前の「運転開始」の時点（Ｔ１０）で空気調和機の運転が開始される。空気調和機の運転が開始されると、室温が最初のＨ１１から徐々に低下すると共に、消費電力量が徐々に上昇する。そして、設定時刻以前（Ｔ１１）で、室温は設定温度であるＨ１２に到達する。その後も、設定時刻まで、室温をＨ１２に保つために空気調和機の運転が継続されるため、消費電力量も、継続的に上昇する。
【０００９】
なお、図９に示したような例では、上記の「一定時間」は、設定時刻には確実に空気が設定温度で調和されているように、充分長く設定されていた。
【００１０】
したがって、図９に示したような従来技術では、多くの場合、空気が設定時刻よりも充分早く設定温度で調和されてしまうため、最初に設定温度で空気が調和されてから（図９ではＴ１１から）、設定時刻まで、無駄に、室温を設定温度に保つためのエネルギが消費されることになる。
【００１１】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、エネルギを無駄に使用することなく入力された時刻に空気を調和させることのできる空気調和機を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の或る局面に従った空気調和機は、空気を調和する対象領域の温度を検出する温度センサと、空気が調和されているべき時刻である設定時刻、および、空気が調和されているべき温度である設定温度を入力する入力部と、空気を調和するために空気を出力する時間の長さ、および、前記対象領域の温度の変化量の関係、前記設定時刻、ならびに、前記設定温度を記憶する、記憶部と、前記記憶部の記憶内容、および、前記温度センサによる検出温度に基づいて、前記設定時刻に前記設定温度となるような出力の開始時刻である出力開始時刻を決定する決定部とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明によると、決定部により出力開始時刻が決定されるため、タイマ運転の際、設定時刻に設定温度に到達するように、空気調和機の運転を開始させることができる。
【００１４】
これにより、空気調和機によるタイマ運転において、設定時刻のかなり前から空気を設定温度に保持するようなエネルギの無駄を無くしつつ、設定時刻に設定温度に到達させることができる。
【００１５】
また、本発明の空気調和機は、空気を調和するために空気を出力する出力部と、前記出力部の出力を制御する制御部と、前記関係を特定する関係特定部とをさらに含み、前記制御部は、前記設定時刻および前記設定温度が前記記憶部に記憶され、そのたびごとに、試験運転として、前記出力部に所定時間だけ空気を出力させ、かつ、前記温度センサに当該所定時間の出力の前後の温度を検出させ、前記関係特定部は、前記試験運転における前記所定時間、および、前記所定時間の出力の前後の温度差に基づいて、前記関係を特定することを特徴とする。
これにより、空気調和機が空気を調和する対象となる場所に応じた、空気を調和するために空気を出力する時間の長さ、および、温度の変化量の関係を得ることができる。つまり、空気調和機において、空気調和機が空気を調和する対象となる場所に、より応じた、運転開始時刻および決定出力を決定できる。
【００１７】
また、本発明の空気調和機では、前記記憶部は、ネットワークを介して、所定の入力装置から前記設定時刻および前記設定温度の入力を受付けることが好ましい。
【００１８】
これにより、ネットワークを介して、空気調和機にタイマ運転についての指示を送ることができる。
【００２２】
また、本発明の空気調和機では、前記制御部は、前記記憶部に前記関係が記憶されていないときにのみ、前記出力部および前記温度センサに、前記試験運転を実行させ、前記関係特定部は、前記制御部が前記試験運転を実行させたときにのみ、前記関係を特定することが好ましい。
【００２３】
これにより、空気調和機において、試験運転によるエネルギの消費を、最小限に抑えることができる。
【００２４】
また、本発明の空気調和機では、前記記憶部は、ネットワークを介して、前記関係を補正する情報の入力を受付け、前記決定部は、前記補正する情報に基づいて前記関係を補正した後、前記決定を行なうことが好ましい。
【００２５】
これにより、空気調和機において決定される出力開始時刻を、より実情に沿ったものにできる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態である空気調和機について説明する。なお、以下の実施の形態としては、空気調和機のタイマ運転の例示として冷房についてのタイマ運転のみを説明するが、本発明の空気調和機における制御が該当するのはこれに限定されない。本発明の空気調和機におけるタイマ運転は、暖房についてのタイマ運転にも、同様に、適用可能である。
【００２７】
［第一の実施の形態］
図１は、本発明の第一の実施の形態である空気調和機の制御ブロック図である。図１を参照して、空気調和機は、主に、本体１、および、本体１に対して離れた場所から信号を送信できるリモートコントローラ２から構成される。本体１は、central processing unit（ＣＰＵ）およびread-only memory（ＲＯＭ）等から構成されかつ本体１の動作全般を制御する制御部１１と、リモートコントローラ２から送信された信号を受信する設定信号検出部１３と、空気（冷気）を出力する出力部１４と、当該空気調和機が空気を調和する対象となる室内の温度を検出する室温センサ部１５と、計時機能を有するタイマ部１６と、種々の情報を保持するメモリ部１７とを含む。
【００２８】
本実施の形態の空気調和機では、いわゆるタイマ運転のために、リモートコントローラ２から本体１に対して設定時間および設定温度が送信される。設定時刻および設定温度は、空気調和機によって、当該時刻に当該温度で空気を調和させるために入力される情報である。
【００２９】
リモートコントローラ２から送信された設定時間および設定温度は、設定信号検出部１３で受信された後、制御部１１によって処理される。
【００３０】
以下に、空気調和機において、タイマ運転のために本体１に対して設定時刻および設定温度が送信された際に実行される、運転開始時刻決定処理について説明する。なお、図２は、運転開始時刻決定処理のフローチャートである。また、この処理は、設定時刻に、設定温度で空気が調和されるべく、空気調和機の運転開始時刻を決定するものである。
【００３１】
まず、Ｓ１で、設定時刻（Ａ）および設定温度（Ｂ）を受信した後、これらをメモリ部１７に記憶させる。
【００３２】
次に、Ｓ２で、タイマ部１６を起動させ、計時動作を開始させる。
次に、Ｓ３で、熱負荷推定運転（試験運転）を開始させる。熱負荷推定運転とは、所定の出力で、所定時間、出力部１４に冷気を出力させることを言う。所定時間は、タイマ部１６によって計時される。
【００３３】
次に、Ｓ４で、Ｓ３の熱負荷推定運転の前後での室温の変化量を取得する。
次に、Ｓ５で、熱負荷推定運転の結果として熱負荷（Ｃ）を算出する。熱負荷とは、冷気を出力する運転における、運転時間と運転出力と室温の変化量との関係である。具体的には、たとえば、空気調和機において「強」「中」「弱」の出力で運転が可能であり、「中」の出力で４分間運転した結果として室温が２℃低下した場合には、「中」の出力における熱負荷が「−０．５℃／分」と算出される。
【００３４】
なお、空気調和機において運転出力が単一である場合には、熱負荷とは、冷気を出力する運転における、運転時間と室温の変化量との関係となる。
【００３５】
次に、Ｓ６で、Ｓ５で算出した熱負荷を対応する出力の大きさと共にメモリ部１７に記憶させる。
【００３６】
次に、Ｓ７で、上記の（Ａ）〜（Ｃ）、および、室温センサ部１５によって検出されるその時点の室温から、設定時刻（Ａ）に設定温度（Ｂ）に空気を調和するために空気調和機の運転を開始すべき時刻（運転開始時刻）、および、運転を開始する際の出力の大きさを決定する。
【００３７】
運転開始時刻の決定について、より具体的に説明すると、たとえば、設定温度（Ｂ）と現在の室温の差が１０℃であり、「中」の出力における熱負荷が「−０．５℃／分」である場合、運転開始時刻は、設定時刻（Ａ）の２０分前と決定される。なお、空気調和機において、出力部１４の出力の大きさが一定の場合には、Ｓ７における出力の大きさの決定は省略される。
【００３８】
ここで、本実施の形態の空気調和機においてタイマ運転が実行される場合の、時間の経過に対する、室温および空気調和機の消費電力量の変化を、さらに図３を参照しつつ説明する。なお、図３では、上方に室温の時間に対する変化が示され、下方に消費電力量の時間に対する変化が、それぞれ実線で示されている。また、図３では、さらに、図９に示した従来技術におけるそれぞれの値を、破線で示している。
【００３９】
まず、Ｓ１で設定時刻および設定温度を受信すると（Ｔ０）、その直後または特定時間の経過後に、Ｓ３の熱負荷推定運転が開始される（Ｔ１〜Ｔ２）。これにより、時間Ｔ１〜Ｔ２の期間中、室温が最初のＨ１１から徐々に低下すると共に、消費電力量が徐々に上昇する。
【００４０】
なお、熱負荷推定運転で、運転開始時刻としてＴ３が決定される。そして、時間Ｔ２〜Ｔ３の期間中は、運転が停止される。この間、一度Ｈ１１から低下した室温は、再度上昇する。
【００４１】
そして、時刻がＴ３となると、本運転（熱負荷推定運転に対して、タイマ運転に対応した運転）が開始される。これにより、室温は、設定時刻に、初めて、Ｈ１２に到達する。
【００４２】
図３中の実線（本実施の形態）と破線（従来技術）とを比較する。
時間Ｔ１で開始される運転、つまり、設定時刻から充分前における運転が、従来技術では一期に室温を設定温度Ｈ１２まで低下させるような運転であるのに対し、本実施の形態では熱負荷を求めるための必要最小限の運転（熱負荷推定運転）にとどめられている。これにより、本実施の形態では、熱負荷推定運転が終了してから運転開始時刻まで（Ｔ２〜Ｔ３）の無駄な運転を省略できる。このことから、破線で示した従来技術に対し、本実施の形態では、設定時刻までの空気調和機の消費電力量を抑えることができる。
【００４５】
［第二の実施の形態］
図４は、本発明の第二の実施の形態である空気調和機の制御ブロック図である。なお、図４において、図１の空気調和機と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態の空気調和機では、本体１は、さらに、信号変換部１８および通信制御部１９を備えている。これにより、本体１は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の携帯情報端末４から、インターネット網等のネットワーク３を介して、情報を受信できる。具体的には、携帯情報端末４からネットワーク３に設定時刻および設定温度についての情報を送信すると、ネットワーク３を介して、当該情報が通信制御部１９によって受信される。そして、通信制御部１９は、受信した情報を、信号変換部１８に転送する。これに応じて、信号変換部１８は、当該情報を、制御部１１の認識できるフォーマットに変換し、制御部１１に送信する。
【００４７】
これにより、本実施の形態の空気調和機では、携帯情報端末４がネットワーク３を介して送信した設定時刻および設定温度に応じて、図２を用いて説明した運転開始時刻決定処理を実行できる。なお、本実施の形態では、携帯情報端末４が、ネットワーク３に接続可能であるが携帯性を備えていない情報端末に置換されてもよい。
【００４８】
［第三の実施の形態］
図５は、本発明の第三の実施の形態である空気調和機の制御ブロック図である。なお、図５において、図４の空気調和機と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４９】
本実施の形態の空気調和機では、本体１の通信制御部１９は、ネットワーク３を介して、サーバ５と通信可能である。サーバ５は、ネットワーク３がインターネット網である場合、World-Wide Web（ＷＷＷ）サーバとすることができる。そして、本体１は、サーバ５から、第一の実施の形態において説明した熱負荷に対する補正値を取得できる。以下に、図６を参照して、本実施の形態の空気調和機が実行する運転時刻決定処理について、説明する。
【００５０】
この補正値とは、たとえば、設定時刻に対応したものである。具体的には、熱負荷が算出された時刻と設定時刻との関係に応じて決定されるものである。たとえば、昼間と夜間では、気温が比較的大きく異なる場合がある。このような場合、設定時刻が夜間であるタイマ運転について昼間に熱負荷が算出されると、熱負荷の絶対値が実際の運転に対しては大きくなる事態が想定される。このような事態を回避するべく、補正値が設けられる。
【００５１】
本実施の形態の運転時刻決定処理では、Ｓ３１〜Ｓ３６で、第一の実施の形態の運転時刻決定処理のＳ１〜Ｓ６（図２参照）と同様の処理がなされる。
【００５２】
その後、Ｓ３７で、サーバ５から、ネットワーク３を介して、熱負荷（Ｃ）に対する補正値（Ｄ）を取得する。具体的には、Ｓ３７では、まず制御部１１が信号変換部１８に、補正値（Ｄ）を要求する信号（補正値要求信号）を送信する。信号変換部１８は、この信号をネットワーク３のプロトコルに沿った信号に変換し、通信制御部１９に送信する。通信制御部１９は、信号変換部１８から送信された信号を、ネットワーク３を介してサーバ５に送信する。サーバ５では、制御部１１から、信号変換部１８および通信制御部１９を介して補正値要求信号を受信すると、熱負荷（Ｃ）の算出された時刻および設定時刻（Ａ）に応じた補正値（Ｄ）を制御部１１に対して送信する。制御部１１は、取得した補正値（Ｄ）を、メモリ部１７に記憶させる。
【００５３】
そして、Ｓ３８で、（Ａ）〜（Ｄ）、および、その時点での室温に基づいて、運転開始時刻および出力を決定する。なお、Ｓ３８における処理では、たとえば、熱負荷（Ｃ）を補正値（Ｄ）に基づいて補正した後、第一の実施の形態の運転開始時刻決定処理のＳ７（図２参照）と同様に、運転開始時刻および出力が決定される。
【００５４】
［第四の実施の形態］
図７に、本発明の空気調和機において実行される運転開始時刻決定処理のフローチャートを示す。
【００５５】
本実施の形態では、図２のＳ１〜Ｓ２の処理と同様に、Ｓ４１で、設定時刻（Ａ）および設定温度（Ｂ）を受信し、記憶した後、Ｓ４２でタイマ部１６を起動させる。
【００５６】
そして、Ｓ４３で、メモリ部１７に、熱負荷（Ｃ）が記憶されているか否かが判断される。そして、一度も熱負荷推定運転がなされていない等、熱負荷（Ｃ）が記憶されていない場合には、Ｓ４４〜Ｓ４７で熱負荷（Ｃ）を算出し、記憶する処理を実行した後、Ｓ４８に処理を移行する。なお、Ｓ４４〜Ｓ４７の処理内容は、図２のＳ３〜Ｓ６の処理内容と同じである。一方、前回のタイマ運転において算出された等によって、熱負荷（Ｃ）がすでに記憶されている場合には、そのままＳ４８に処理を移行する。
【００５７】
そして、Ｓ４８で、図２のＳ７における処理と同様に、運転開始時刻および出力を決定する。
【００５８】
このように、運転時刻決定処理において、以前に使用された熱負荷（Ｃ）が利用されることにより、熱負荷推定運転は、タイマ運転が実行される毎に実行されることがなくなるので、空気調和機の消費電力量を抑えることができる。
【００５９】
なお、このような場合、本運転が開始される際に、熱負荷（Ｃ）が補正されることが好ましい。
【００６０】
このことを、図８の、本運転が開始される際に空気調和機によって実行される入タイマ運転処理のフローチャートを参照しつつ、説明する。
【００６１】
Ｓ５１で、現在時刻が運転開始時刻になったと判断すると、Ｓ５２で、本運転を開始する。
【００６２】
そして、Ｓ５３で、本運転開始から所定時間での室温の変化量を取得する。
そして、Ｓ５４で、Ｓ５３で得られた室温の変化量に基づいて、熱負荷（Ｅ）を算出する。
【００６３】
そして、Ｓ５５で、Ｓ５４で算出した熱負荷（Ｅ）をＳ４８で運転開始時刻の算出に使用した熱負荷（Ｃ）と比較する。そして、これらが同じである場合には、そのまま処理を終了する。一方、これらが同じでない場合には、Ｓ５６で、これらの差に応じて出力部１４の出力を補正し、さらに、Ｓ５７で、熱負荷（Ｅ）を、熱負荷（Ｃ）の代わりにメモリ部１７に記憶させて、処理を終了する。
【００６４】
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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すべての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態は、単独で適用されても良いし、組合せて適用されても良い。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、設定時刻に設定温度となるような運転の開始時刻が決定されるため、タイマ運転の際、設定時刻に、室温が設定温度に到達するように、空気調和機の運転を開始させることができる。これにより、空気調和機によるタイマ運転において、設定時刻のかなり前から空気を設定温度に保持するようなエネルギの無駄を無くしつつ、設定時刻に設定温度で空気を調和できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態である空気調和機の制御ブロック図である。
【図２】図１の空気調和機において実行される運転開始時刻決定処理のフローチャートである。
【図３】図１の空気調和機においてタイマ運転が実施される際の、室内温度、および、消費電力量の、時間変化を示す図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態である空気調和機の制御ブロック図である。
【図５】本発明の第三の実施の形態である空気調和機の制御ブロック図である。
【図６】図５の空気調和機において実行される運転開始時刻決定処理のフローチャートである。
【図７】本発明の第四の実施の形態である空気調和機において実行される運転開始時刻決定処理のフローチャートである。
【図８】本発明の第四の実施の形態である空気調和機において実行される入タイマ運転処理のフローチャートである。
【図９】従来の空気調和機における、室内温度、および、消費電力量の、時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１空気調和機、２リモートコントローラ、３ネットワーク、４携帯情報端末、５サーバ、１１制御部、１２熱負荷推量部、１３設定信号検出部、１４出力部、１５室温センサ部、１６タイマ部、１７メモリ部、１８信号変換部、１９通信制御部。

Claims

空気を調和する対象領域の温度を検出する温度センサと、
空気が調和されているべき時刻である設定時刻、および、空気が調和されているべき温度である設定温度を入力する入力部と、
空気を調和するために空気を出力する時間の長さ、および、前記対象領域の温度の変化量の関係、前記設定時刻、ならびに、前記設定温度を記憶する、記憶部と、
前記記憶部の記憶内容、および、前記温度センサによる検出温度に基づいて、前記設定時刻に前記設定温度となるような出力の開始時刻である出力開始時刻を決定する決定部と、
空気を調和するために空気を出力する出力部と、
前記出力部の出力を制御する制御部と、
前記関係を特定する関係特定部とを含み、
前記制御部は、前記設定時刻および前記設定温度が前記記憶部に記憶され、そのたびごとに、試験運転として、前記出力部に所定時間だけ空気を出力させ、かつ、前記温度センサに当該所定時間の出力の前後の温度を検出させ、
前記関係特定部は、前記試験運転における前記所定時間、および、前記所定時間の出力の前後の温度差に基づいて、前記関係を特定する、空気調和機。
前記制御部は、前記記憶部に前記関係が記憶されていないときにのみ、前記出力部および前記温度センサに、前記試験運転を実行させ、
前記関係特定部は、前記制御部が前記試験運転を実行させたときにのみ、前記関係を特定する、請求項１に記載の空気調和機。
前記記憶部は、ネットワークを介して、所定の入力装置から前記設定時刻および前記設定温度の入力を受付ける、請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
前記記憶部は、ネットワークを介して、前記関係を補正する情報の入力を受付け、
前記決定部は、前記補正する情報に基づいて前記関係を補正した後、前記決定を行なう、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の空気調和機。