JP3746434B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【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 (4)
- 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。
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