JP7146098B2 - 補正制御装置、空気調和機、補正制御方法、および、補正制御プログラム - Google Patents
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Description
前記空気調和機の設置状態が、通常の設置状態か前記通常の設置状態以外の異常な設置状態かを判定する判定部と、
前記空気調和機の設置状態が前記異常な設置状態であると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機を制御する制御部とを備えた。
本実施の形態の構成について、図1から図9を用いて説明する。
図1は、本実施の形態に係る補正制御装置200を備えた空気調和機100の使用例を示す図である。
補正制御装置200を備えた空気調和機100は、ユーザ30が居住する住宅といった建物40に設置される。建物40は、例えば、高気密断熱住宅である。図1では、1つの空気調和機100が建物全館の空気調和を行う様子を示している。
補正制御装置200は、建物40に設置される空気調和機100の運転の補正を制御する。
空気調和機100は、冷媒を圧縮機で圧縮して循環させ、低温熱源から吸熱し、高温熱源に排熱する熱交換器を有する冷凍サイクルを用いている。
図2は、冷房運転時の冷媒回路31を示している。図3は、暖房運転時の冷媒回路31を示している。
補正制御装置200は、空気調和機100に搭載される。空気調和機100は、センサ部101を備える。センサ部101は、具体的には、空気調和機100が設置された空間の温度を空間温度として検知するための赤外線センサである。センサ部101は、空気調和機100の吹き出し口の前面の温度Taを検知するセンサと、空気調和機100の周辺の温度Tbを検知するセンサとから構成されていてもよい。空気調和機100の周辺の温度Tbを検知するセンサは、例えば、空気調和機100の側面あるいは上面に備えられる。
プロセッサ910は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ910の具体例は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
補助記憶装置は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置の具体例は、HDDである。また、補助記憶装置は、SD(登録商標)メモリカード、CF、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVDといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、HDDは、Hard Disk Driveの略語である。SD(登録商標)は、Secure Digitalの略語である。CFは、CompactFlash(登録商標)の略語である。DVDは、Digital Versatile Diskの略語である。
出力インタフェース940は、ディスプレイといった出力機器のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース940は、具体的には、USB端子またはHDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)端子である。ディスプレイは、具体的には、LCD(Liquid Crystal Display)である。
補正制御プログラムは、前記の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、補正制御方法は、補正制御装置200の各装置が補正制御プログラムを実行することにより行われる方法である。
補正制御プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、補正制御プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
図5を用いて、本実施の形態に係る補正制御装置200の動作について説明する。補正制御装置200の動作手順は、補正制御方法に相当する。また、補正制御装置200の動作を実現するプログラムは、補正制御プログラムに相当する。
より具体的には、以下の通りである。
通常熱分布データ51は、中心部分の温度が高く、中心から離れるに従って徐々に温度が低くなっていく熱画像となっている。
ステップS101において、取得部210は、空気調和機100の運転を実施している際のリアルタイムな熱分布データをリアルタイム熱分布データ52として取得する。具体的には、取得部210は、空気調和機100の有するセンサ部101からのセンサデータを用いて、リアルタイム熱分布データ52を生成する。そして、取得部210は、リアルタイム熱分布データ52を記憶部250に記憶する。
ステップS102において、判定部220は、通常熱分布データ51とリアルタイム熱分布データ52とに基づいて、空気調和機100が居住空間41と狭空間42とのいずれに設置されているかを判定する。
通常、空気調和機100は、床面に到達した熱気流分布に合った熱画像を取得する。空気調和機100が居住空間41に設置されている場合、リアルタイム熱分布データ52は、図6の上段に示すような熱画像となる。すなわち、居住空間41におけるリアルタイム熱分布データ52は、中心部分の温度が高く、中心から離れるに従って徐々に温度が低くなっていく熱画像となる。
ステップS103において、運転制御部240は、空間温度53と目標温度54とに基づいて、空気調和機100の運転制御を行う。
空間温度53は、空気調和機100の運転実施時における、空気調和機100が設置されている空間の温度である。空間温度53は、センサ部101からのセンサデータに基づいて設定される。
目標温度54は、ユーザ30により予め設定された温度である。例えば、目標温度54は、ユーザ30により操作機器300を用いて設定される設定温度である。
空気調和機100が狭空間42に設置されていると判定されると、ステップS104において、気流制御部230は、空気調和機100の運転制御が空気調和機100の吹き出し温度の影響を受けないように空気調和機100の気流の制御を狭空間気流制御として行う。気流制御部230は、狭空間気流制御として、空間温度53が目標温度54に達するまでの時間が閾値55よりも長くなるように、空気調和機100の気流の制御を行う。具体的には、気流制御部230は、狭空間気流制御として、空間温度53が目標温度54に達するまでの時間が閾値55よりも長くなるように、空気調和機100の左右フラップあるいは上下フラップの少なくともいずれかの向きの制御を行う。
また、空気調和機100が狭空間42に設置されていると判定されると、ステップS105において、運転制御部240は、空間温度53を再設定することにより、空間温度53が目標温度54に達するまでの時間を長くしてもよい。例えば、運転制御部240は、補正係数を用いて空間温度53を再設定してもよい。具体的には、空気調和機100の吹き出し口の前面の温度Taと空気調和機100の周辺の温度Tbとの各々に対して、予め補正係数を設定しておく。空気調和機100が狭空間42に設置されていると判定されると、運転制御部240は、TaとTbとの各々に予め設定された補正係数を乗じた値を用いて、空間温度53を再設定する。
運転制御部240は、空間温度53を再設定することにより、空気調和機100の周辺の温度Tbのみを空間温度53として、空気調和機100の運転制御を狭空間運転制御として行ってもよい。あるいは、運転制御部240は、空間温度53を再設定することにより、空気調和機100の周辺の温度Tbの半分の値を空間温度53として、狭空間運転制御を行ってもよい。その他、空間温度53が目標温度54に達するまでの時間を長くすることができれば、運転制御部240はどのように空間温度53を再設定してもよい。
図7に示すように、空気調和機100が狭空間42に設置されている場合、気流の吹き出し方向に壁といった障害物が存在するため、吹き出した気流が障害物に当たり、すぐに跳ね返ってくる。このように、状態をショートサイクルという。ショートサイクルの場合、空気調和機100は、すぐに目標温度54に達したと検知してしまい、温度調節機能を停止する。空気調和機100が居住空間41に設置されていれば、吹き出し口からの気流は居住空間41の広い空間に吹き出され、気流は広い空間を巡回して戻ってくる。よって、空気調和機100が居住空間41に設置されていれば、このようなショートサイクルが生じる可能性はほとんどない。
<変形例1>
本実施の形態では、判定部は、通常熱分布データとリアルタイム熱分布データとに基づいて、空気調和機が居住空間と非居住空間とのいずれに設置されているかを判定している。判定部は、居住空間と非居住空間とのいずれに設置されているか、すなわち、通常の設置状態とは異なる異常な設置状態であるか否かを判定することができれば、その他の方法で判定してもよい。
例えば、判定部は、吹き出し口の前面の温度Taの上昇の仕方、具体的には、温度上昇の傾き、範囲、および時間に基づいて、空気調和機の設置状態を判定してもよい。また、判定部は、単に、室温サーミスタのデータのみに基づいて、空気調和機の設置状態を判定してもよい。また、判定部は、埃センサ、花粉センサ、あるいはCO2センサのセンサデータに基づいて、空気調和機の設置状態を判定してもよい。
また、本実施の形態では、空気調和機が補正制御装置の機能を搭載していた。しかし、クラウドサーバといったサーバが補正制御装置の機能を有し、サーバと空気調和機が通信することにより、補正制御処理を実現してもよい。
本実施の形態では、取得部210と判定部220と気流制御部230と運転制御部240の機能がソフトウェアで実現される。変形例として、取得部210と判定部220と気流制御部230と運転制御部240の機能がハードウェアで実現されてもよい。
具体的には、補正制御装置200は、プロセッサ910に替えて電子回路909を備える。
電子回路909は、取得部210と判定部220と気流制御部230と運転制御部240の機能を実現する専用の電子回路である。電子回路909は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。FPGAは、Field-Programmable Gate Arrayの略語である。
本実施の形態に係る補正制御装置は、空気調和機の設置状態を自動的に判定し、異常な設置状態の場合に、温度調節機能の停止による空気調和機の運転停止制御が働かないように空気調和機を制御する。具体的には、本実施の形態に係る補正制御装置は、居住空間における通常の設置状態と、壁裏の狭空間、床下、あるいは天井裏設置といった異常な設置状態とを自動的に検知する。異常な設置状態の場合は、補正制御装置は、気流の制御と空間温度の補正制御とを実施することにより、温度調節機能の停止による空気調和機の運転停止制御が働かないようにする。
本実施の形態に係る補正制御装置を搭載した空気調和機によれば、空気調和機の制御補正を設置条件により切り替えることができ、通常の設置状態でない場合であっても運転が停止することなく、省エネルギー運転を継続することができる。
また、実施の形態1のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、1つの部分を実施しても構わない。その他、これら実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態1では、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
Claims (12)
- 建物に設置される空気調和機の運転の補正を制御する補正制御装置において、
前記空気調和機の設置状態が、ユーザが居住する居住空間に設置された通常の設置状態か、前記居住空間以外であり前記居住空間と連通する非居住空間に設置された異常な設置状態か、を判定する判定部と、
前記空気調和機の設置状態が前記異常な設置状態であると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機を制御する制御部と、
前記居住空間に設置された前記空気調和機の運転を実施した際の前記居住空間における熱分布データを通常熱分布データとして記憶する記憶部と、
前記空気調和機の運転を実施している際のリアルタイムな熱分布データをリアルタイム熱分布データとして取得する取得部と
を備え、
前記判定部は、
前記通常熱分布データと前記リアルタイム熱分布データとに基づいて、前記空気調和機が前記居住空間と前記非居住空間とのいずれに設置されているかを判定する補正制御装置。 - 建物に設置される空気調和機の運転の補正を制御する補正制御装置において、
前記空気調和機の設置状態が、ユーザが居住する居住空間に設置された通常の設置状態か、前記居住空間以外であり前記居住空間と連通する非居住空間に設置された異常な設置状態か、を判定する判定部と、
前記空気調和機の設置状態が前記異常な設置状態であると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記空気調和機が前記非居住空間に設置されていると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機の気流の制御を非居住空間気流制御として行う気流制御部と、
前記空気調和機の運転実施時における前記空気調和機が設置されている空間の空間温度と、予め設定された目標温度とに基づいて、前記空気調和機の運転制御を行う運転制御部と
を備え、
前記気流制御部は、
前記非居住空間気流制御として、前記空間温度が前記目標温度に達するまでの時間が閾値よりも長くなるように前記空気調和機の気流の制御を行う補正制御装置。 - 前記制御部は、
前記空気調和機が前記非居住空間に設置されていると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機の気流の制御を非居住空間気流制御として行う気流制御部と、
前記空気調和機の運転実施時における前記空気調和機が設置されている空間の空間温度と、予め設定された目標温度とに基づいて、前記空気調和機の運転制御を行う運転制御部と
を備え、
前記気流制御部は、
前記非居住空間気流制御として、前記空間温度が前記目標温度に達するまでの時間が閾値よりも長くなるように前記空気調和機の気流の制御を行う請求項1に記載の補正制御装置。 - 前記気流制御部は、
前記非居住空間気流制御として、前記空間温度が前記目標温度に達するまでの時間が前記閾値よりも長くなるように前記空気調和機の左右フラップおよび上下フラップの少なくともいずれかの向きの制御を行う請求項2または請求項3に記載の補正制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記空気調和機が前記居住空間に設置されていると判定されると、前記空気調和機の吹き出し口の前面の温度と前記空気調和機の周辺の温度とに基づいて得られる温度を前記空間温度として前記空気調和機の運転制御を行い、前記空気調和機が前記非居住空間に設置されていると判定されると、前記空気調和機の周辺の温度を前記空間温度として前記空気調和機の運転制御を行う請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の補正制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記空気調和機が前記非居住空間に設置されていると判定されると、補正係数を用いて前記空間温度を再設定し、前記空気調和機の運転制御を行う請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の補正制御装置。 - 前記非居住空間は、前記居住空間より狭い空間である狭空間、天井裏、あるいは、床下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の補正制御装置。
- 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の補正制御装置を備えた空気調和機。
- 建物に設置される空気調和機の運転の補正を制御する補正制御装置の補正制御方法において、
判定部が、前記空気調和機の設置状態が、ユーザが居住する居住空間に設置された通常の設置状態か、前記居住空間以外であり前記居住空間と連通する非居住空間に設置された異常な設置状態か、を判定し、
制御部が、前記空気調和機の設置状態が前記異常な設置状態であると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機を制御し、
記憶部が、前記居住空間に設置された前記空気調和機の運転を実施した際の前記居住空間における熱分布データを通常熱分布データとして記憶し、
取得部が、前記空気調和機の運転を実施している際のリアルタイムな熱分布データをリアルタイム熱分布データとして取得し、
前記判定部は、前記通常熱分布データと前記リアルタイム熱分布データとに基づいて、前記空気調和機が前記居住空間と前記非居住空間とのいずれに設置されているかを判定する補正制御方法。 - 建物に設置される空気調和機の運転の補正を制御する補正制御装置の補正制御方法において、
判定部が、前記空気調和機の設置状態が、ユーザが居住する居住空間に設置された通常の設置状態か、前記居住空間以外であり前記居住空間と連通する非居住空間に設置された異常な設置状態か、を判定し、
制御部が、前記空気調和機の設置状態が前記異常な設置状態であると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機を制御し、
前記制御部の気流制御部が、
前記空気調和機が前記非居住空間に設置されていると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機の気流の制御を非居住空間気流制御として行い、
前記制御部の運転制御部が、
前記空気調和機の運転実施時における前記空気調和機が設置されている空間の空間温度と、予め設定された目標温度とに基づいて、前記空気調和機の運転制御を行い、
前記気流制御部は、
前記非居住空間気流制御として、前記空間温度が前記目標温度に達するまでの時間が閾値よりも長くなるように前記空気調和機の気流の制御を行う補正制御方法。 - 建物に設置される空気調和機の運転の補正を制御する補正制御装置の補正制御プログラムにおいて、
前記空気調和機の設置状態が、ユーザが居住する居住空間に設置された通常の設置状態か、前記居住空間以外であり前記居住空間と連通する非居住空間に設置された異常な設置状態か、を判定する判定処理と、
前記空気調和機の設置状態が前記異常な設置状態であると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機を制御する制御処理と、
前記居住空間に設置された前記空気調和機の運転を実施した際の前記居住空間における熱分布データを通常熱分布データとして記憶する記憶処理と、
前記空気調和機の運転を実施している際のリアルタイムな熱分布データをリアルタイム熱分布データとして取得する取得処理と、
前記通常熱分布データと前記リアルタイム熱分布データとに基づいて、前記空気調和機が前記居住空間と前記非居住空間とのいずれに設置されているかを判定する処理と
をコンピュータである前記補正制御装置に実行させる補正制御プログラム。 - 建物に設置される空気調和機の運転の補正を制御する補正制御装置の補正制御プログラムにおいて、
前記空気調和機の設置状態が、ユーザが居住する居住空間に設置された通常の設置状態か、前記居住空間以外であり前記居住空間と連通する非居住空間に設置された異常な設置状態か、を判定する判定処理と、
前記空気調和機の設置状態が前記異常な設置状態であると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機を制御する制御処理と、
前記空気調和機が前記非居住空間に設置されていると判定されると、前記空気調和機の運転が前記空気調和機の吹き出し温度の影響を受けないように前記空気調和機の気流の制御を非居住空間気流制御として行う気流制御処理と、
前記空気調和機の運転実施時における前記空気調和機が設置されている空間の空間温度と、予め設定された目標温度とに基づいて、前記空気調和機の運転制御を行う運転制御処理と、
前記非居住空間気流制御として、前記空間温度が前記目標温度に達するまでの時間が閾値よりも長くなるように前記空気調和機の気流の制御を行う処理と
をコンピュータである前記補正制御装置に実行させる補正制御プログラム。
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