JPH05203244A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH05203244A
JPH05203244A JP4009761A JP976192A JPH05203244A JP H05203244 A JPH05203244 A JP H05203244A JP 4009761 A JP4009761 A JP 4009761A JP 976192 A JP976192 A JP 976192A JP H05203244 A JPH05203244 A JP H05203244A
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JP
Japan
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zone
air
pmv
value
pmv value
Prior art date
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Pending
Application number
JP4009761A
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English (en)
Inventor
Hideo Ogata
秀夫 小方
Yasutomo Onishi
康友 大西
Yasuhiro Tsujii
康浩 辻井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は室内環境がPMV値で快適になるよ
うに自動的に制御する空気調和機において、検知手段の
設置場所に制約されずにPMV値を計算して速やかにP
MV値を中立に制御し、また、空調空間内でPMV値が
分布している場合でも全居住域でPMV値を中立に制御
する空気調和機を提供することを目的とする。 【構成】 室内空気を循環させる送風機6と、吸い込み
空気を加熱または冷却する熱交換手段3と、居住域を複
数のゾーンに分割し各々のゾーンのPMV値を計算する
ゾーン毎PMV値計算手段26と、各々のゾーンに対応
する複数の吹き出し空気風量を調節する風量調節手段1
2a、12bと、各々のゾーンのPMV値が中立になる
ように前記複数の風量調節手段を制御する複数の風量調
節制御手段27、28を備えることにより、PMV値が
居住域で分布していても全居住域でPMV値を速やかに
快適領域に到達させて安定させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、室内環境を居住者が快
適になるように自動的に制御する空気調和機に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来の冷暖房装置は、室温をある温度範
囲に保つよう制御されるが、本来はそこに居住する人間
の温冷感を快適に保つようになされるべきである。この
ような快適性を実現するためにPMVという快適指標が
提案され、この指標をもとに空気調和機を制御するもの
として、特開平2−242037号公報等で示されたも
のがある。
【0003】PMV(Predicted Mean
Vote)とは平均予想温冷感申告と訳され、温熱環境
の快適性を評価する一つの指標であり、デンマーク工科
大学のファンガー教授により提案され、1984年にI
SO−7730として国際規格化されたものである。こ
のPMVは環境側要素である温度、湿度、輻射温度そし
て気流速と、人体側要素である活動量と着衣量の関数で
あり、これらの値から前記ISO−7730記載の算式
によって求めることができる。そして、このPMV値0
を中立として快適であるとし、3を暑い、2を暖かい、
1をやや暖かい、−3を寒い、−2を涼しい、−1をや
や涼しいと定義している。なお、この算式及び演算方法
についての説明は割愛する。
【0004】特開平2−242037号公報に示された
ものは温度、湿度及び輻射温度を検知する検知手段を居
住域に設置し、気流速、活動量及び着衣量を設定する設
定手段からPMV値を計算し、PMV値が中立になるよ
うに温度を制御パラメータとして各種空気調和機器を連
携制御するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では、居住域の環境要素を直接検知しているために検
知手段の設置場所が制約されたり、構成が高価になる。
さらに、図10に示すように空調空間内で輻射温度の違
い等でPMV値が分布している場合でも検知場所を中心
にPMV値を中立にするために全居住域でPMV値を中
立にすることができないという欠点を有していた。
【0006】また、空調空間内に於いて人の居るゾー
ン、居ないゾーンに関わらずPMV値を中立にするため
に必要以上に空調するという欠点を有していた。
【0007】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、検知手段の設置場所に制約されずにPMV値を計算
して速やかにPMV値を中立に制御し、また、空調空間
内でPMV値が分布している場合でも全居住域でPMV
値を中立に制御し、また、人の居ないゾーンに関しては
不必要な空調をしないようにPMV値は中立を外すよう
に制御する空気調和機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の空気調和機は、室内空気を循環させる送風機
と、吸い込み空気を加熱または冷却する熱交換手段と、
居住域を複数のゾーンに分割し各々のゾーンのPMV値
を計算するゾーン毎PMV値計算手段と、各々のゾーン
に対応する複数の吹き出し空気の風量を調節する風量調
節手段と、各々のゾーンのPMV値が中立になるように
前記複数の風量調節手段を制御する複数の風量調節制御
手段を備えている。
【0009】また、ニューラルネットワークによりPM
V値計算を予め学習し、入力条件から居住域のPMV値
を推論するニューロPMV値計算手段を備えている。
【0010】また、各ゾーンの人の有無を検出する複数
の人体検出手段と、人のいるゾーンのPMV値は中立
に、人のいないゾーンのPMV値は中立を外すように各
々の風量調節手段を制御する複数の人体対応風量調節制
御手段を備えている。
【0011】
【作用】本発明は上記した構成によって、居住域を複数
のゾーンに分割し各々のゾーンのPMV値を各ゾーンに
対応した風量調節手段で個別に制御するものであるか
ら、PMV値が分布していても全居住域でPMV値を中
立に制御できる。
【0012】また、空気調和機本体で検知できる限られ
た入力条件から、ニューラルネットワークにより居住域
のPMV値を予め学習し推論するものであるから、検知
手段の設置場所の制約を受けずに安価な構成で居住域の
PMV値を求めることができる。
【0013】また、人のいるゾーンのPMV値は中立
に、人のいないゾーンのPMV値は中立を外すように各
々の風量調節手段を制御するものであるから、不必要な
空調をせず省エネを図ると共に、人の居るゾーンは速や
かにPMV値を中立に制御できる。
【0014】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
【0015】図1は空気調和機の概略構成図である。図
1において、1は圧縮機、2は四方弁、3は室内の吸い
込み空気を加熱または冷却する熱交換手段である室内熱
交換器、4は減圧器、5は室外熱交換器であり、これら
を環状に連接して冷凍サイクルを構成している。6は室
内空気を吸い込み、室内熱交換器3により加熱または冷
却された空気を吹き出す室内送風機であり、7は室外送
風機である。8は室内に設置される室内機、9は室外に
設置される室外機である。冷房運転と暖房運転の切り替
えは四方弁2を切り替えて冷凍サイクル中の冷媒の流れ
を切り替えることにより行われる。
【0016】図2は室内機8の一例で、天井に埋め込む
カセット形の概略図である。10a、10bは2方向に
設けられた空気の吹き出し口で、それぞれに、風向変更
手段として風向を上下に変更する電動ルーバー11a、
11bが設けられている。また、風量調節手段として風
量を調節する電動ダンパー12a、12bが設けられて
いる。電動ダンパー12a、12bはステッピングモー
ター等で駆動され、ダンパーの開度を任意に決めること
ができる。
【0017】尚、本実施例ではステッピングモーター及
び伝達機構の説明は割愛する。13は室内空気の吸い込
み口、14は空気中のごみや粉塵を除去するフィルター
である。15は室内送風機6のインダクションモータで
ある。16は吸い込み空気と吹き出し空気を分離する断
熱壁である。
【0018】図3は一つの吹き出し口10a近傍の空気
の流れ図である。図に示すように吹き出し風量はダンパ
ーの垂直となす角度θにより決まる。本実施例では、θ
は0度(100%)、15度(約80%)、30度(約
70%)、45度(約50%)の4段階とする。
【0019】尚、吹き出し口は2箇所のため、片側の風
量を50%に絞ると他方の風量は概略150%になる。
また、風量切り替えで「強」ノッチの時は全風量は20
3/min、「中」ノッチの時は16m3/min、
「弱」ノッチの時は12m3/minである。
【0020】図4は本実施例のゾーン分割の概略図であ
る。17は空調する部屋であり、ゾーンは、室内機8の
2方向の吹き出し方向に従って、2ゾーンに分割されて
いる。
【0021】図5は本実施例の機能ブロック図である。
18は第1ゾーンの居住域に設置された第1ゾーン状態
検知手段で、第1ゾーン室温検知手段19、第1ゾーン
輻射温度検知手段20、第1ゾーン湿度検知手段21、
第1ゾーン気流速検知手段22と第1ゾーンの居住者が
自ら設定する第1ゾーン活動量設定手段23、第1ゾー
ン着衣量設定手段24よりなる。
【0022】25は同様にして第2ゾーンの状態を検知
する第2ゾーン状態検知手段、26は第1、第2ゾーン
状態検知手段18、25より入力した各ゾーン毎の状態
情報から各ゾーン毎のPMV値を計算するゾーン毎PM
V値計算手段である。
【0023】27は第1ゾーンのPMV値に従って第1
電動ダンパー12aの角度を制御する第1電動ダンパー
制御手段、28は第2ゾーンのPMV値に従って第2電
動ダンパー12bの角度を制御する第2電動ダンパー制
御手段であり、第1、第2電動ダンパー制御手段27、
28はそれぞれのゾーンのPMV値を速やかに快適領域
に到達させて安定させるように制御される。29は室内
送風機6、室外送風機7、圧縮機1そして四方弁2を制
御する冷凍サイクル制御手段で、やはりPMV値により
制御される。
【0024】以上の構成の空気調和機の動作例について
図面を基に暖房を例にとり説明する。
【0025】図6は暖房運転時の動作例を表すタイミン
グチャートであり、実線は第1ゾーン、破線は第2ゾー
ンを示す。本実施例では、運転開始時において第1ゾー
ンに比べ第2ゾーンの輻射温度がかなり低い状態を表し
ている。従って、第1ゾーンのPMV値が−2(涼し
い)となり、第2ゾーンのPMV値は−3以下(寒い)
となる。
【0026】そこで、第1電動ダンパー12aの角度θ
を15度に、第2電動ダンパー12bの角度θを0度に
制御することにより、第1ゾーンの吹き出し風量が少な
くなり(8m3/min)、第2ゾーンの吹き出し風量
が多くなる(12m3/min)。 その結果、第2ゾ
ーンのPMV値が急速に上昇する。そして、点Aで輻射
温度の差が殆ど無くなり、PMV値がほぼ同じになれば
第1電動ダンパー12aと第2電動ダンパー12bの角
度θを0度に制御することにより、第1ゾーンの吹き出
し風量と第2ゾーンの吹き出し風量が等しくなり(10
3/min)、点BでPMV値が−1になると風量切
り替えを「中」にし、風量を共に8m3/minに落と
し、点CでPMV値が0になると圧縮機1の運転を停止
すると共に風量切り替えを「弱」にし、風量を共に6m
3/minに落とし快適状態を維持する。
【0027】以上のように本実施例によれば、圧縮機1
と、四方弁2と、室内の吸い込み空気を加熱または冷却
する熱交換手段である室内熱交換器3と、減圧器4と、
室外熱交換器5とを環状に連接して構成された冷凍サイ
クルと、室内空気を吸い込み、室内熱交換器3により加
熱または冷却された空気を吹き出す室内送風機6と、室
外送風機7と、天井に埋め込むカセット形室内機8の2
方向に設けられ加熱または冷却された空気を吹き出す吹
き出し口10a、10bと、それぞれの吹き出し口内部
に設けられ吹き出し空気の風量を調節する第1電動ダン
パー12a、第2電動ダンパー12bと、居住域を室内
機8の吹き出し方向に従って2つのゾーンに分割し各々
のゾーンのPMV値を計算するゾーン毎PMV値計算手
段26と、第1、第2電動ダンパー12a、12bを各
々のゾーンのPMV値に従って制御する第1、第2電動
ダンパー制御手段27、28を備えているものであるか
ら、PMV値が居住域で分布していても全居住域でPM
V値を速やかに快適領域に到達させて安定させることが
できる。
【0028】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
【0029】図7は本実施例の機能ブロック図であり、
ゾーンについては第1ゾーンのみを記している。30は
第1ゾーンニューロ状態検知手段で、室内機8の吸い込
み口13に設置された吸い込み温度検知手段31、第1
ゾーン輻射温度検知手段20、第1ゾーン湿度検知手段
21、室内送風機6の第1ゾーン風速判定手段32、電
動ダンパー11a、11bにより設定される第1ゾーン
風向判定手段33と居住者が自ら設定する第1ゾーン活
動量設定手段23、第1ゾーン着衣量設定手段24より
なる。吸い込み温度検知手段31、第1ゾーン輻射温度
検知手段20、第1ゾーン湿度検知手段21、第1ゾー
ン風速判定手段32、第1ゾーン風向判定手段33は室
内機8本体に設置され、設置場所の制約を受けない。
【0030】34は第1ゾーンニューロ状態検知手段3
0の入力と居住域のPMV値との関係をニューラルネッ
トワークにより予め学習し、第1ゾーンニューロ状態検
知手段30の入力から居住域のPMV値を推論するゾー
ン毎ニューロPMV値計算手段である。ゾーン毎ニュー
ロPMV値計算手段34は、発明者が数多くの実験デー
タをもとに、予めニューラルネットワークで学習した結
果を表現したものである。以下、図5と同構成のものに
ついては説明を割愛する。
【0031】以上のように本実施例によれば、吸い込み
温度検知手段31、第1ゾーン輻射温度検知手段20、
第1ゾーン湿度検知手段21、第1ゾーン風速判定手段
32、第1ゾーン風向判定手段33を室内機8本体に設
置し、第1ゾーンニューロ状態検知手段30の入力から
居住域のPMV値を推論するゾーン毎ニューロPMV値
計算手段34を備えることにより、居住域の環境要素を
直接検知せずにPMV値を推論するものであるから、居
住域への検知手段の設置が必要なく安価に構成すること
ができる。
【0032】(実施例3)以下本発明の第3の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
【0033】図8は本実施例の機能ブロック図である。
35は第1ゾーンの人の有無を検出する第1ゾーン人体
検出手段、36は第2ゾーンの人の有無を検出する第2
ゾーン人体検出手段であり、37、38は人のいるゾー
ンのPMV値は中立に、人のいないゾーンのPMV値は
中立を外すように第1、第2電動ダンパー12a、12
bを制御する人体対応風量調節制御手段である。その他
は図5と同構成であり説明を割愛する。
【0034】以上の構成の空気調和機の動作例について
図面を基に暖房を例にとり説明する。
【0035】図9は暖房運転時の動作例を表すタイミン
グチャートであり、実線は人の居ない第1ゾーン、破線
は人の居る第2ゾーンを示す。本実施例では、運転開始
時において人の居ない第1ゾーンと人の居る第2ゾーン
のPMV値が共に−3以下(寒い)とする。
【0036】そこで、第1電動ダンパー12aの角度θ
を15度に、第2電動ダンパー12bの角度θを0度に
制御することにより、第1ゾーンの吹き出し風量が少な
くなり(8m3/min)、第2ゾーンの吹き出し風量
が多くなる(12m3/min)。 その結果、第2ゾ
ーンのPMV値が急速に上昇する。そして、点Dで第2
ゾーンのPMV値が−1になると風量切り替えを「中」
にし、第1電動ダンパー12aと第2電動ダンパー12
bの角度θを0度に制御することにより、第1ゾーンの
吹き出し風量と第2ゾーンの吹き出し風量を共に8m3
/minに落とし、点Eで人の居ない第1ゾーンのPM
V値が−1になると風量切り替えを「弱」にし、風量を
共に6m3/minに落とし、点Fで人の居る第2ゾー
ンのPMV値が0になると圧縮機1の運転を停止し快適
状態を維持する。
【0037】以上のように本実施例によれば、居住域を
複数のゾーンに分割し各々のゾーンのPMV(Pred
icted Mean Vote)値を計算するゾーン
毎PMV値計算手段26と、各々のゾーンに対応する吹
き出し空気風量を調節する第1、第2電動ダンパー12
a、12bと、各ゾーンの人の有無を検出する第1、第
2人体検出手段35、36と、人のいるゾーンのPMV
値は中立に、人のいないゾーンのPMV値は中立を外す
ように第1、第2電動ダンパー12a、12bを制御す
る人体対応風量調節制御手段37、38を備えたもので
あるから、不必要な空調をせず省エネを図ると共に、人
の居るゾーンは速やかにPMV値を中立に制御できる。
【0038】以上第1、第2、第3の実施例について説
明したが、それぞれを組み合わせて実施しても同様の効
果が得られることは言うまでもない。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明の空気調和機は、室
内空気を循環させる送風機と、吸い込み空気を加熱また
は冷却する熱交換手段と、居住域を複数のゾーンに分割
し各々のゾーンのPMV(Predicted Mea
n Vote)値を計算するゾーン毎PMV値計算手段
と、各々のゾーンに対応する複数の吹き出し空気風量を
調節する風量調節手段と、各々のゾーンのPMV値が中
立になるように前記複数の風量調節手段を制御する複数
の風量調節制御手段を備えたものであるから、PMV値
が居住域で分布していても全居住域でPMV値を速やか
に快適領域に到達させて安定させることができる。
【0040】また、本発明の空気調和機は、ニューラル
ネットワークによりPMV値計算を予め学習し、入力条
件から居住域のPMV値を推論するゾーン毎ニューロP
MV値計算手段を備えたものであるから、空気調和機本
体で検知できる限られた入力条件から、ニューラルネッ
トワークによりPMV値を予め学習し推論することがで
き、検知手段の設置場所の制約を受けずに安価な構成で
PMV値を求めることができる。
【0041】また、本発明の空気調和機は、各ゾーンの
人の有無を検出する複数の人体検出手段と、人のいるゾ
ーンのPMV値は中立に、人のいないゾーンのPMV値
は中立を外すように各々の風量調節手段を制御する複数
の人体対応風量調節制御手段を備えたものであるから、
不必要な空調をせず省エネを図ると共に、人の居るゾー
ンは速やかにPMV値を中立に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における空気調和機の概
略構成図
【図2】(a)図1のカセット形室内機の概略横断面図 (b)図1のカセット形室内機の概略縦断面図
【図3】図2(b)の吹き出し口近傍の空気の流れを示
す要部断面図
【図4】本発明の第1の実施例におけるゾーン分割の概
略図
【図5】第1の実施例における機能ブロック図
【図6】第1の実施例における暖房運転時の動作例を表
すタイミングチャート
【図7】本発明の第2の実施例における機能ブロック図
【図8】本発明の第3の実施例における機能ブロック図
【図9】第3の実施例における暖房運転時の動作例を表
すタイミングチャート
【図10】従来の暖房運転時の動作例を表すタイミング
チャート
【符号の説明】
3 熱交換手段 6 送風機 12a,12b 風量調節手段 26 ゾーン毎PMV値計算手段 27,28 風量調節制御手段 34 ゾーン毎ニューロPMV値計算手段 35,36 人体検出手段 37,38 人体対応風量調節制御手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室内空気を循環させる送風機と、吸い込
    み空気を加熱または冷却する熱交換手段と、居住域を複
    数のゾーンに分割し各々のゾーンのPMV(Predi
    cted Mean Vote)値を計算するゾーン毎
    PMV値計算手段と、各々のゾーンに対応する複数の吹
    き出し空気風量を調節する風量調節手段と、各々のゾー
    ンのPMV値が中立になるように前記複数の風量調節手
    段を制御する複数の風量調節制御手段を備えた空気調和
    機。
  2. 【請求項2】 ニューラルネットワークによりPMV値
    計算を予め学習し、入力条件から居住域のPMV値を推
    論するゾーン毎ニューロPMV値計算手段を備えた請求
    項1記載の空気調和機。
  3. 【請求項3】 各ゾーンの人の有無を検出する複数の人
    体検出手段と、人のいるゾーンのPMV値は中立に、人
    のいないゾーンのPMV値は中立を外すように各々の風
    量調節手段を制御する複数の人体対応風量調節制御手段
    を備えた請求項1記載の空気調和機。
JP4009761A 1992-01-23 1992-01-23 空気調和機 Pending JPH05203244A (ja)

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