JP6522170B2 - 空気調和機 - Google Patents

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Description

本発明は、目覚まし機能を備えた空気調和機に関する。
従来の目覚まし機能付き空気調和機には、ユーザーの起床予定時刻になるとユーザーが不快になるような高い温度に室温をすることで目覚めを促すものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−329285号公報
しかしながら、従来の目覚まし機能付き空気調和機においては、ユーザーがリモコン操作などにより運転を停止するもしくはユーザーが快適と感じる室温になるように運転を変更することにより、目を覚ますための不快な環境から簡単に快適な室温に戻すことができたために二度寝をした場合の寝坊を防げないという問題点があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザーの寝坊のリスクを大幅に低減する運転が可能な空気調和機を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、室内機および室外機を備えて暖房機能を有した空気調和機において、室内機が設置された部屋におけるユーザーの動作を検知する人感センサと、人感センサに接続され、室内機および室外機の動作を制御する制御部と、を備える。制御部は、ユーザーが設定した起床予定時刻より前の時刻である第1時刻から第1の時間が経過するまで期間、第1の処理を繰り返し実行する。第1の処理は、人感センサの検知結果に基づいてユーザーが睡眠状態であるか否かを判定する第2の処理と、ユーザーが睡眠状態あると判定した場合は、部屋の湿度において不快指数が予め定めた閾値以上となるような第一温度室温の目標とする不快モードの暖房運転を室内機および室外機に実行させる第3の処理と、ユーザーが睡眠状態ではないと判定した場合は、不快モードの暖房運転を停止する第4の処理とを含む
本発明に係る空気調和機は、ユーザーの寝坊のリスクを大幅に低減する運転が可能になるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる空気調和機の配置を示す図 実施の形態1にかかるマイクロコンピュータの構成を示すブロック図 実施の形態1にかかるマイクロコンピュータによるソフトウェア制御の仕様を示す説明図 実施の形態1にかかる空気調和機の動作を説明するフローチャート 実施の形態1にかかる空気調和機の動作を説明するタイミングチャート 実施の形態2にかかるマイクロコンピュータによるソフトウェア制御の仕様を示す説明図 実施の形態3にかかる空気調和機の動作を説明するタイミングチャート
以下に、本発明の実施の形態に係る空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる空気調和機10の配置を示す図である。空気調和機10は、室内機2および室外機4を備えて、暖房機能を有している。図1は、室内機2が設置された部屋1でユーザー5が寝具6の上で睡眠をとっている状態を示している。室外機4は、部屋1の外に設置されている。また、室内機2には部屋1におけるユーザー5の動作を検知する人感センサ3および制御部であるマイクロコンピュータ100が搭載されている。マイクロコンピュータ100は、室内機2および室外機4の動作をプログラムに基づいて制御する。マイクロコンピュータ100は、人感センサ3に接続されており、部屋1の室内においてユーザー5がどのような行動をしているのかをマイクロコンピュータ100が判断するためのデータを人感センサ3から取得することができる。人感センサ3が取得した検知結果のデータは、ユーザー5が睡眠状態であるかまたは起床状態であるかをマイクロコンピュータ100が判定するための情報として使用するものとする。ここで、寝具6は、ベッド、布団およびソファを含み、ユーザー5は人感センサ3により検知可能な場所で睡眠をとるものとする。また、人感センサ3とユーザー5との間には、人感センサ3がユーザー5を検知できなくなるような遮へい物がないことを前提とする。
図2は、実施の形態1にかかるマイクロコンピュータ100の構成を示すブロック図である。マイクロコンピュータ100は、演算および空気調和機10の制御を実行するCPU(Central Processing Unit)101と、CPU101がワークエリアに用いるRAM(Random Access Memory)102と、プログラムおよびデータを記憶するROM(Read Only Memory)103と、人感センサ3と信号をやりとりするハードウェアであるI/O(Input/Output)104と、クロックを生成する発振子を含む周辺装置105と、を備える。
図3は、実施の形態1にかかるマイクロコンピュータ100によるソフトウェア制御の仕様を示す説明図である。マイクロコンピュータ100による制御の仕様は、ROM103またはその他の箇所に記憶されるプログラムすなわちソフトウェアにより規定される。
図3に示すように、マイクロコンピュータ100がプログラムを実行することにより、ユーザーによる設定情報20、室温及び湿度情報13および人感センサ情報14に基づいて、暖房運転により不快な環境を作るための不快運転モード15、ユーザーによる起床時間の設定を含んだ後述する起床タイマー設定を受け付けるタイマー機能16、およびユーザーの睡眠状態を判定するための睡眠状態検知モード17を実現する。
ユーザーによる設定情報20は、室内機2の図示していないリモートコントローラを介してユーザー5により設定される情報であって、起床予定時刻11および睡眠状態検知モードの継続時間12を含んでいる。室温及び湿度情報13は、図示していない室内機2の室温センサおよび湿度センサにより取得される部屋1の室温及び湿度の情報である。人感センサ情報14は、人感センサ3が取得した上述した検知結果のデータである。
ユーザー5によって設定される起床予定時刻11および睡眠状態検知モードの継続時間12に基づいて、睡眠状態検知モード17、タイマー機能16および不快運転モード15の3つの機能が動作することで、空気調和機10は不快モードの暖房運転を行うことが可能となる。不快運転モード15は睡眠状態検知モード17の下で実行されるモードであり、マイクロコンピュータ100は、不快運転モード15において空気調和機10すなわち室内機2および室外機4を制御して不快モードの暖房運転を行わせる。
不快モードは人が不快と感じる不快環境を作るモードである。不快環境は、具体的には、不快指数に基づいて人が不快と感じる環境を導き出して、その環境に対応する温度および湿度といった設定データを用いて設定される。不快指数は、温度と湿度の2つのパラメータから人が不快と感じる環境を導いた指数であり、部屋1の湿度を計測することにより、当該湿度において不快指数が高くなる温度を導くことができる。ここで、不快環境とは、室内機2の湿度センサが測定した部屋1の湿度において、不快指数が予め定めた閾値以上となるような室温の環境であるとする。そして、不快モードの暖房運転は、部屋1の湿度において不快環境となるような室温を目標とする暖房運転であるとする。
人は高温多湿の環境下では簡単には眠りにつくことができない。したがって、ユーザー5が睡眠している部屋1の居室の温度すなわち室温を高くして、ユーザー5が不快と感じる環境に空気調和機10が調整することで、ユーザー5が睡眠状態を維持することまたは再び眠ることを困難にできる。
次に、実施の形態1にかかる空気調和機10の動作について説明する。図4は、実施の形態1にかかる空気調和機10の動作を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートにおけるマイクロコンピュータ100の動作は、マイクロコンピュータ100がプログラムを実行することにより実行される。
まず、リモートコントローラを操作することによりユーザー5が設定する起床予定時刻11および睡眠状態検知モードの継続時間12といったユーザーによる設定情報20をマイクロコンピュータ100が受け付ける(ステップS1)。起床予定時刻11および睡眠状態検知モードの継続時間12の設定を、起床タイマー設定と呼ぶ。すなわち、ステップS1では、起床タイマー設定が受け付けられる。ユーザー5は、就寝前といった起床予定時刻11の前に起床タイマー設定を行う。なお、睡眠状態検知モードの継続時間12は予め設定されていて、起床タイマー設定において、ユーザー5は起床予定時刻11のみを設定するようにしてもよい。
そして、マイクロコンピュータ100は、空気調和機10に起床予定時刻11より設定時間だけ前に睡眠状態検知モード17を開始させる(ステップS2)。マイクロコンピュータ100は、具体的には、睡眠状態検知モード17の開始により人感センサ3の動作を開始させる。睡眠状態検知モード17が開始されるのは、起床予定時刻11より設定時間だけ前、具体例としては5分前に睡眠状態検知モード17が開始される。睡眠状態検知モード17が起床予定時刻11よりどれくらいの設定時間だけ前から開始されるかについては、予め定められているか、またはユーザー5がリモートコントローラを操作して設定してもよく、5分に限定されず、10分その他の所望の値にすることができる。なお、上記では、睡眠状態検知モード17である期間の間に起床予定時刻11が含まれるとしたが、場合によっては、睡眠状態検知モード17の開始を起床予定時刻11の後に設定してもよい。
その後、マイクロコンピュータ100は、人感センサ3が取得した人感センサ情報14に基づいて、ユーザー5が睡眠状態であるか否かを判定する(ステップS3)。判定方法の具体例としては、ユーザー5が横になっている状態を人感センサ情報14が示しているならば、マイクロコンピュータ100は、ユーザー5が睡眠状態であると判定し、ユーザー5が立ち上がっている状態または座った状態で活動している状態を人感センサ情報14が示しているならば、マイクロコンピュータ100は、ユーザー5が睡眠状態ではなく起床状態であると判定する。
ステップS3において、起床予定時刻11の上記した設定時間だけ前においてユーザー5が睡眠状態であると判定されれば(ステップS3:Yes)、マイクロコンピュータ100は不快運転モード15になって、空気調和機10、すなわち室内機2および室外機4に不快モードの暖房運転を開始させて(ステップS4)、部屋1をユーザー5が眠り続けにくい不快環境にする。具体的には、室内機2の湿度センサが測定した部屋1の湿度において、不快指数が予め定めた閾値となる第一温度に部屋1の室温がなるように、マイクロコンピュータ100は、室内機2および室外機4を制御して暖房運転を実行させる。
ユーザー5が睡眠状態ではなく起床状態であると判定されれば(ステップS3:No)、マイクロコンピュータ100は室内機2および室外機4を運転停止状態にするか、またはユーザー5が設定した運転状態にする(ステップS5)。したがって、起床予定時刻11の上記した設定時間だけ前においてユーザー5が起床状態であると判定された場合は、マイクロコンピュータ100は室内機2および室外機4に運転停止状態を保たせるか、またはユーザー5が設定した運転状態を新たに開始させることになる。
ステップS4およびステップS5の後、マイクロコンピュータ100は、睡眠状態検知モード17になってから睡眠状態検知モードの継続時間12を経たか否かを判定する(ステップS6)。そして、睡眠状態検知モード17になってから睡眠状態検知モードの継続時間12を経ていない限り(ステップS6:No)、ユーザー5が睡眠状態であるか否かの判定(ステップS3)が繰り返される。
その結果、睡眠状態検知モード17になってから睡眠状態検知モードの継続時間12を経ていない限り(ステップS6:No)、不快モードの暖房運転は、ユーザー5が起床状態であると室内機2のマイクロコンピュータ100が判定する(ステップS3:No)まで継続される。また、ユーザー5が一度起床状態であると判定され(ステップS3:No)、不快運転モード15を終了した場合であっても、その後、睡眠状態検知モード17が継続している間に、ユーザー5が再び睡眠してしまった場合には、人感センサ3からの人感センサ情報14に基づいて、マイクロコンピュータ100はユーザー5が睡眠状態であると判定して(ステップS3:Yes)、不快運転モード15になって不快モードの暖房運転(ステップS4)が再度開始される。
睡眠状態検知モード17になってから睡眠状態検知モードの継続時間12を経た場合は(ステップS6:Yes)、マイクロコンピュータ100は人感センサ3の動作を停止させて(ステップS7)、睡眠状態検知モード17を終了させる。なお、睡眠状態検知モード17になってから睡眠状態検知モードの継続時間12を経たときに、不快運転モード15であったときは、マイクロコンピュータ100は、睡眠状態検知モード17と共に不快運転モード15も解除して空気調和機10に不快モードの暖房運転を終了させる。
図5は、実施の形態1にかかる空気調和機10の動作を説明するタイミングチャートである。図5に示すように、ユーザー5が、6:00を起床予定時刻11と設定した場合(図4のステップS1)、起床予定時刻11である6:00の5分前の5:55から空気調和機10は睡眠状態検知モード17がONになって開始される(ステップS2)と共に不快モードの暖房運転(ステップS4)を開始する。より詳細には、5:55に睡眠状態検知モード17になる(ステップS2)と、ただちにユーザー5が睡眠状態であるか否かが判定され(ステップS3)、ユーザー5がまだ寝ている場合は、ユーザー5が睡眠状態であると判定されて(ステップS3:Yes)、睡眠状態検知判定値が未判定状態から睡眠状態を示す値になる。その結果、不快運転モード15になり空気調和機10の運転がONになって5:55から不快モードの暖房運転(ステップS4)が開始される。
5:55に空気調和機10が不快モードの暖房運転(ステップS4)を開始したことにより部屋1の室温は上昇し、起床予定時刻11である6:00には部屋1の室温は第一温度になって部屋1は不快環境になる。ユーザー5が眠る部屋1が不快環境となったことで、6:10にユーザー5が起床して起き上がることで、起床状態であると判定されれば(ステップS3:No)、空気調和機10は運転停止状態(OFF)になって不快モードの暖房運転が終了するか、または図5では示さないがユーザー5が設定した運転状態を開始する(ステップS5)。
しかしその後、ユーザーが6:25に二度寝に入ることによって、再びマイクロコンピュータ100に睡眠状態であると判断された場合(ステップS3:Yes)には、再び不快モードの暖房運転(ステップS4)が開始されることとなる。二度目の不快モードの暖房運転が行われた結果、その後6:35の時点でユーザー5が起床して起き上がると、起床状態であると判定されて(ステップS3:No)、空気調和機10は運転停止状態(OFF)になって不快モードの暖房運転が終了する。
以上述べたように、睡眠状態検知モード17が続いている間は、ユーザー5が何度寝直しをしても不快モードの暖房運転を繰り返すように空気調和機10を制御することにより、ユーザー5が快適な睡眠をとれない環境を作り出す。不快モードの暖房運転を終了させるためには、ユーザー5が起床して行動し続けるか、リモートコントローラを操作することにより起床タイマー設定を解除する必要がある。ボタン一つの操作ではなく、複数の操作をしなければ起床タイマー設定の変更をできないようなリモートコントローラの仕様とすることで、ユーザー5が睡眠状態もしくは半分眠った状態で起床タイマー設定を解除することが困難なものとする。これにより、ユーザー5が確実に起きるまで不快環境が継続することとなり、二度寝といった寝直しによるユーザー5の寝坊のリスクを大幅に低減することができる。
以上説明したように、ユーザー5が起きたいと考えている起床予定時刻11に空気調和機10が不快モードの暖房運転を行うことにより、ユーザー5が一度目覚めた後で寝直しをしたいと思わせないような不快環境をつくることができる。また、もしユーザー5が寝直しをしてしまった場合でも、部屋1を再度不快環境にすることでユーザー5が深く寝付くことができない状態を保つことができる。これにより、ユーザー5が起床予定時刻11に対して大幅な寝坊をすることを予防することが可能となる。さらに、室内機2のマイクロコンピュータ100がユーザーの起床を判定する機能を備えているので、不快運転モード15を解除することが可能である。
実施の形態2.
実施の形態2にかかる空気調和機10の配置は図1と同じであり、実施の形態2にかかるマイクロコンピュータ100の構成は図2と同じである。図6は、実施の形態2にかかるマイクロコンピュータ100によるソフトウェア制御の仕様を示す説明図である。図6では、曜日毎の予め定めた時間にタイマー機能16が働くように設定できるウィークリータイマー機能18が図3に追加されている。マイクロコンピュータ100がプログラムを実行することにより、ウィークリータイマー機能18が実現される。ウィークリータイマー機能18以外の構成は、実施の形態1で説明した図3と同じであるので説明を省略する。実施の形態2にかかる空気調和機10は、ユーザー5が曜日毎の予め定めた時間に起床する場合に対応することができる。
図6に示すように、ウィークリータイマー機能18を実装することで、ユーザー5は、曜日毎に起床予定時刻11を設定することができる。ウィークリータイマー機能18を使うことで、曜日毎の起床予定時刻11および睡眠状態検知モードの継続時間12をユーザー5が一度設定すれば、毎日起床タイマー設定をしなくても、曜日毎の起床予定時刻11になると空気調和機10に不快モードの暖房運転をさせることが可能となる。従って、実施の形態2にかかる空気調和機10の動作においては、図4のステップS1をウィークリータイマー機能18を用いて一度実行すれば、ステップS1を毎晩実行することは不要となり、図4のステップS2からS7が曜日毎の起床タイマー設定に基づいて毎日実行されることになる。
また、実施の形態2にかかる空気調和機10は、実施の形態1と同様にユーザー5が起床することまたは睡眠状態検知モード17になってから睡眠状態検知モードの継続時間12を経たことにより、空気調和機10に不快モードの暖房運転を停止させることができる。従って、ウィークリータイマー機能18を利用して、曜日毎の起床タイマー設定をユーザー5が一度設定してしまえば、設定を変更する必要がない。その結果、ユーザー5が睡眠をとる前に起床タイマー設定を忘れることによって、不快モードの暖房運転が実施されずにユーザー5が寝坊することを防ぐことができる。
実施の形態3.
実施の形態1および2では、不快モードの暖房運転により部屋1に実現する不快環境を1つのみ設定していたが、実施の形態3にかかる空気調和機10では複数の不快環境を設ける。すなわち、室温を変えた複数の不快環境を設けることにより不快環境の段階を作り、最初の不快環境より更に不快な不快環境を設けることで、ユーザー5が更に起床し易くすることができる。実施の形態3にかかる空気調和機10の動作を説明するフローチャートも基本的には図4と同様であるが、以下に説明するように初の不快環境から更に不快な不快環境への移行が追加される。
以下では、室内機2の湿度センサが測定した部屋1の湿度において、不快指数が不快指数1となるような室温が第一温度の環境を不快環境1とし、不快指数が不快指数2となるような室温が第二温度の環境を不快環境2とする。不快指数1より不快指数2は大きく、共に予め定めた不快指数の閾値である。不快環境1は、起床予定時刻11における不快環境である。
図7は、実施の形態3にかかる空気調和機10の動作を説明するタイミングチャートである。図7に示すように、ユーザー5が、6:00を起床予定時刻11と設定した場合(図4のステップS1)、起床予定時刻11である6:00の5分前の5:55に睡眠状態検知モード17になる(ステップS2)と、ただちにユーザー5が睡眠状態であるか否かが判定され(ステップS3)、ユーザー5がまだ寝ている場合は、ユーザー5が睡眠状態であると判定されて(ステップS3:Yes)、睡眠状態検知判定値が未判定状態から睡眠状態を示す値になる。その結果、不快運転モード15になり空気調和機10の運転がONになって5:55から不快モードの暖房運転(ステップS4)が開始される。
5:55に空気調和機10が不快モードの暖房運転(ステップS4)を開始したことにより部屋1の室温は上昇し、起床予定時刻11である6:00には部屋1の室温は第一温度になり、部屋1は不快環境1になる。しかしその後、不快運転モード15になって空気調和機10が不快モードの暖房運転を開始してから一定時間が経過した6:10になってもユーザー5が起床せず継続して睡眠状態と判定されたので(ステップS3:Yes)、マイクロコンピュータ100は、さらに不快指数が大きな環境である1段階上の不快環境2になるように不快モードの暖房運転の目標とする設定室温を第二温度に上昇させる。すなわち、マイクロコンピュータ100は、不快モードの暖房運転の目標とする室温を不快環境1の第一温度より数℃高い第二温度に上昇させる。このように、マイクロコンピュータ100は、ユーザー5が起床せず継続して睡眠状態である期間が一定時間以上になったと判定した場合に、不快指数が不快指数2となるような第二温度を不快モードの暖房運転の室温の目標に変更する。上記一定時間は、ユーザー5があらかじめ設定してもよいしマイクロコンピュータ100のプログラムにおいて設定されていてもよい。そして、6:10から暫く経つと部屋1は不快環境2になりその環境が維持される。その結果、6:35にはユーザー5が起床状態であると判定されたので(ステップS3:No)、空気調和機10は運転停止状態(OFF)になって不快モードの暖房運転が終了するか、または図7では示さないがユーザー5が設定した運転状態を開始する(ステップS5)。
以上説明したように、実施の形態3にかかる空気調和機10は、起床予定時刻11よりも時間が経つほど徐々に部屋1をより高い室温の不快環境とすることで、起床予定時刻11よりも時間が経つほどユーザー5にとっては不快で寝苦しく眠り続けることが困難な環境となっていくため、起床し易い状態となっていく。この結果、実施の形態1および2より、ユーザー5の寝坊のリスクをさらに低減することができる。
なお、上の説明では不快環境の段階を不快環境1および不快環境2の2段階として説明したが、不快指数の閾値を3以上設定すれば、それに応じて不快環境も3段階以上定義できるので、不快環境の段階を3段階以上にしてもかまわない。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 部屋、2 室内機、3 人感センサ、4 室外機、5 ユーザー、6 寝具、10 空気調和機、11 起床予定時刻、12 睡眠状態検知モードの継続時間、13 室温及び湿度情報、14 人感センサ情報、15 不快運転モード、16 タイマー機能、17 睡眠状態検知モード、18 ウィークリータイマー機能、20 ユーザーによる設定情報、100 マイクロコンピュータ、101 CPU、102 RAM、103 ROM、104 I/O、105 周辺装置。

Claims (4)

  1. 室内機および室外機を備えて暖房機能を有した空気調和機において、
    前記室内機が設置された部屋におけるユーザーの動作を検知する人感センサと、
    前記人感センサに接続され、前記室内機および前記室外機の動作を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記ユーザーが設定した起床予定時刻より前の時刻である第1時刻から第1の時間が経過するまで期間、第1の処理を繰り返し実行し、
    前記第1の処理は、
    前記人感センサの検知結果に基づいて前記ユーザーが睡眠状態であるか否かを判定する第2の処理と、
    前記ユーザーが睡眠状態あると判定した場合は、前記部屋の湿度において不快指数が予め定めた閾値以上となるような第一温度室温の目標とする不快モードの暖房運転を前記室内機および前記室外機に実行させる第3の処理と、
    前記ユーザーが睡眠状態ではないと判定した場合は、前記不快モードの暖房運転を停止する第4の処理と、
    を含む
    ことを特徴とする空気調和機。
  2. 前記制御部は、前記ユーザーが睡眠状態である期間が前記第1の時間より短い第2の時間以上となった場合に、不快指数が前記閾値より大きな値となるような第二温度を前記室温の目標とする不快モードの暖房運転を前記室内機および前記室外機に実行させる
    ことを特徴とする請求項に記載の空気調和機。
  3. 前記第4の処理は、前記不快モードの暖房運転を停止した後、前記室内機および前記室外機を運転停止または設定した運転状態にする
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。
  4. 前記ユーザーが曜日毎に前記起床予定時刻を設定することができるウィークリータイマー機能を備える
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の空気調和機。
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