JPH0783479A

JPH0783479A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0783479A
Application number: JP5225467A
Authority: JP
Inventors: Yozo Hibino; 陽三日比野; Susumu Nakayama; 進中山; Hiroshi Yasuda; 弘安田; Toshiharu Sasaki; 俊治佐々木; Masamichi Mochizuki; 正道望月
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【構成】第一の機能６では、輻射温度に、風速４及び第
二の機能７によって与えられる居住者の操作内容に相当
するＰＭＶに基づいて、室温の設定値を求める。第二の
機能７では、室温８，外気温度１６に対応させて居住者
の暖かめにするためのスイッチ１７，涼しめにするため
のスイッチ１８の操作内容２１を記憶，再生し、第一の
機能６に与える。【効果】居住者が室温の設定値の操作をしなくても、快
適と思われる温度環境を自動的に実現及び再現すること
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、室温の設定値を自動的
に決定するとともに、居住者の好みに応じてこれを自動
修正することができる空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の公知例のひとつとして、特開平2
−101341 号公報がある。この公知例の空気調和機は、
新陳代謝度（作業量），着衣量，予測平均温感（以下Ｐ
ＭＶ）の設定値と、気流速度，相対湿度，輻射温度の検
出値とをＰＭＶの式に代入して得られる室内温度を室内
温度の目標値とする機能を有している。この機能によ
り、年間スケジュールなどにもとづいて設定したＰＭＶ
を実現する室温に自動制御することが期待される。しか
し、室温温度を決める手順が固定されているため、居住
者の好み、即ち暖かめにしたいとか涼しめにしたいとか
の調整ができず、また設備状況や運転状態を居住者に反
映した快適な室温を実現することができないという欠点
がある。

【０００３】従来の公知例のその他のものとして、特開
昭63−14028 号公報がある。この公知例の空気調和機
は、暑いと感じた時及び寒いと感じた時等にそれぞれ操
作される各々の感覚スイッチと、これらの感覚スイッチ
が操作された時に設定温度を変更する手段と、その設定
温度の変更幅を、操作された感覚スイッチからの入力信
号及びその時の温度検出器からの入力信号に基づいて決
定する手段とを備えている。この手段により、居住者の
好み、即ち暖かめにしたいとか涼しめにしたいとかの調
整をすることができるようになる。しかし、この基準と
なる設定温度を合理的に決める手段を持たないために、
居住者はスイッチの操作を繰り返し行わなければならな
い。また、操作した結果を記憶再生する手段を持たない
ために、居住者は同じ操作を繰り返し行わなければなら
ないという欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のいずれ
も、居住者が好みとする快適な温度環境を手軽に実現す
ることができないという問題点がある。

【０００５】本発明の目的は、居住者は好む快適な温度
環境を、最小限の操作によって的確に実現する機能をで
きるだけ簡単な装備によって行うことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空気調和機は、室内温度を検出する室温検
出器と、輻射温度を検出する輻射温度検出器と、外気温
度を検出する外気温度検出器と、風量制御値に基づいて
風速を特定する手段と、暖めの室温にしたい時に操作す
るスイッチと、涼しめの室温にしたい時に操作するスイ
ッチとを備え、輻射温度，風速，湿度，着衣量，作業量
及び第二の機能から与えられるＰＭＶに基づいて室温の
設定値を決める第一の機能と、室温，外気温度及び居住
者のスイッチ操作状況に基づいてＰＭＶを決定するとと
もに、これを記憶，再生して第一の機能に与える第二の
機能を有している。

【０００７】

【作用】第一の機能では、輻射温度，風速，湿度，着衣
量，作業量及び第二の機能から与えられるスイッチの操
作内容によって決まるＰＭＶに基づいて、スイッチの操
作内容に対応したＰＭＶを実現するための室温の設定値
を、予め計算して記憶してあるテーブルを参照すること
によって求める。そしてこの設定値を実現するように空
気調和機を運転した室温を制御することによって、居住
者にとって快適な温度環境を自動的に達成することがで
きる。

【０００８】これに付随する第二の機能では、室温，外
気温度及び居住者のスイッチの操作状況に基づいてＰＭ
Ｖを決定するとともに、これを室温，外気温度に関連さ
せて記憶，再生して第一の機能に与える。これによっ
て、その時々の居住者の好みに応じた温度環境を即座に
実現することができる。さらに、この室温，外気温度と
スイッチの操作状況の関係をテーブルに記憶し、以後こ
れと同じ状態になっているかどうかを常に監視して、こ
れと同じ状態と判定されたときには、スイッチの操作の
有無によらずに、スイッチの操作内容によって決まるＰ
ＭＶを第一の機能に与える。これによって、居住者が同
じ操作を繰り返すことなく自動的に快適な温度環境を達
成することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を引用して説
明する。

【００１０】図１は、本発明の空気調和機の構成を示
す。

【００１１】１は居住者のいる部屋である。これに対す
る冷凍サイクル２の出力には、吹出空気の温度３と、吹
出空気の風量４の二つがあり、これによって、部屋１の
温度環境を制御する。このうち室温制御の設定値５は、
以下で説明する第一の機能６と、第二の機能７によって
自動的に決定する。この室温設定値５と、部屋１に設置
される室温検出器９で検出される室温８の差１０にもと
づいて、冷凍サイクル２が運転される。

【００１２】第一の機能６は、部屋１に設置された輻射
温度検出器１１で検出される輻射温度１２と、風量４に
対応した風速と、第二の機能７から与えられる操作内容
に対応した予測平均温感（ＰＭＶ；Predictive Mcan Vo
te）１３に基づいて予め計算され、記憶されている室温
設定値５を決めるテーブル１４を参照することによっ
て、現状の状態に対応した室温設定値５を決める。

【００１３】次に、第二の機能７は、部屋１に設置され
た室温検出器９で検出される室温８と、部屋１の外に設
置された外気温度検出器１５で検出される外気温度１６
と、居住者が暖かめの室温にしたいときに操作するスイ
ッチ１７と涼しめの室温にしたいときに操作するスイッ
チ１８とを有する操作器１９のスイッチ出力２０とに基
づいて操作内容２１によって決まる操作内容２１を第一
の機能に与える。

【００１４】第一の機能における室温の設定値１４は、
以下の手順によって予め計算し、記憶させておく、ＰＭ
Ｖを計算する原式はISO7730(1987）により、以下のよう
に与えられている。

【００１５】

【数１】

【００１６】数１は、六つの入力変数を用いてＰＭＶを
計算するものであり、その時点における平均的な快適度
の指標となるとされている。しかし、冷凍サイクル２を
運転制御するためには室温の設定値５が必要である。そ
こで、図２（ａ）に示したように、入力変数の一つとし
てＰＭＶを選び、出力変数として室温が得られるように
数１を変換する。これを用いることによって、指定した
ＰＭＶを用いれば、これに対応した室温が求められる。
例えば、快適な状態ではＰＭＶ＝０とされているので、
このとき求められる室温は快適な状態を実現するための
室温（現在の室温はこれと異なっているかも知れない）
の設定値Ｃとすることができる。ただし、このように数
１を変換することは、数１が非線形のため不可能である
から、図２（ｂ）に示したようにこれを線形近似式によ
って変換するのが適切である。このようにしても、実用
上十分な精度で、室温を求めることができる。さらに、
この線形近似式を、実際の制御装置の中に組み込むこと
は、プログラム容量や速度の点で不利であるから、これ
を予め計算して図２（ｃ）のように数表化しておく方法
が簡便である。入力変数に関して数表を参照することに
よって、出力変数（室温の設定値）を簡単に求めること
ができる。このとき、補間計算を用いることによって、
プログラム容量と計算精度のバランスをとることができ
る。

【００１７】図２では、室温を決定するために、六つの
入力変数を用いている。この入力変数全てを求めるた
め、図３（ａ）に示したように、図１に示した輻射温度
検出器１１の他に、風速検出器２２，湿度検出器２３な
どの検出器と、着衣量設定器２４，活動量設定器２５，
ＰＭＶ設定器２６などの設定器を必要とする。しかし、
このように検出器や設定器を多数取り扱うことは不便で
使い勝手が悪いし、コストの点からも好ましくない。そ
こで、実用上必要最小限のものに限定する。

【００１８】図３（ｂ）はその一例であり、図１に示し
た輻射温度検出器１１，外気温度検出器１５，室温検出
器９の他には検出器や設定器を用いないようにしてい
る。風速４は、冷凍サイクル２に付随する風量制御器２
７の動作に基づいて機種を参考して、風速を判別する。
表１は、この一例である。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】また、湿度，着衣量，活動量は、外気温度
や室温の検出値に基づいて、予め設定されている標準的
な数値を判別して使用する。この他、冷凍サイクルの冷
房，暖房の動作状況なども参考にすることができる。表
２は、この一例である。冷房期，暖房期あるいは中間期
などの大まかな区分に応じて、表に示したようにそれぞ
れ標準的な数値を設定する。これを用いて冷房期，暖房
期あるいは中間期用の数表を別々に作成しておき、これ
を選択して使用する。この方法では、ある程度の誤差は
避けられないが、簡潔な構成とすることができる。

【００２２】なおＰＭＶについては後述する第二の機能
７において処理される操作器１９のスイッチ１７，１８
の操作状況２０に対応してＰＭＶを判別する。この表１
の内容を整理すると、図１の室温の設定値１４に示した
ような、入力変数が３個でこれから室温設定値を求める
ことが可能な簡潔なテーブル１４を作成することができ
る。

【００２３】図４のフローチャートを用いて、本発明の
空気調和装置の動作を説明する。冷凍サイクルが起動動
作を完了した後、第一の機能６と第二の機能７を一定周
期で作動させる。まず、室温８が設定値５に対して所定
範囲ε内にあるかどうかを判定する。これが所定範囲に
なっていないときは、温度制御の過渡状態であるので、
室温の設定値５は変更しない。所定範囲に入っている場
合には、待ちタイマが完了しているかどうかを判定す
る。これにより、設定値を変更した後、所定の時間内に
再び設定値を変更して制御が不安定になることを防止す
る。この後、居住者が操作器１９のスイッチ１７，１８
を操作したかどうかを判別する。

【００２４】そして、操作があった場合には、その時の
室温（ほぼ設定値）８，外気温１６に対応させて、スイ
ッチ出力２０を操作内容２１に記憶する。さらに、この
操作内容２１に対応させたＰＭＶ１３と、その時の輻射
温度１２と風速４とを用いて、操作内容２１を参照する
ことにより、室温の設定値５を求める。これにより、ス
イッチを操作した居住者の好みに応じて、室温の設定値
５を変更し、暖かめもしくは涼しめの室温に制御するこ
とができる。このとき、先に述べた待ちタイマをリセッ
トする。一方、居住者の操作がなかった場合には、その
時の室温（ほぼ設定値）８，外気温１６に対応させて、
作業内容２１を参照する。そして、スイッチの操作２０
が記憶されている場合には、これに対応したＰＭＶを室
温の設定値１４に与える。これによって、居住者が、
スイッチを操作しなくても、それまでの居住者の好みに
応じて、室温の設定値を自動的に変更し、暖かめもしく
は涼しめの室温に制御することができる。

【００２５】図５に、作業内容２１を詳細に示す。室温
８と外気温度１６の組合わせに対応して、操作器１９の
スイッチ１７，１８の操作内容が記憶され、また参照さ
れる。例えば、暖かめスイッチ１７が入力されたときに
は、その時の室温８と外気温度１６の行の操作内容の項
２１に＋１が書き込まれる。また、涼しめスイッチ１８
が入力されたときには、その時の室温８と外気温度１６
の行の操作内容２１の項に−１が書き込まれる。この数
値を、ＰＭＶのいくつに対応させ、さらに実質的に設定
値にどのように対応させるかは、シミュレーションや実
験を通じて適切に設定するものであるが、変更，修正は
比較的簡単にできる。

【００２６】なお、スイッチ１７あるいは１８が重複し
て操作された場合には、＋２あるいは−２などと書き込
まれたり、あるいは０に戻ったりする。このようにし
て、この表のなかに居住者の好みが、室温と外気温度に
関連させて蓄積される。

【００２７】一方、室温８と外気温１８の組合わせが一
致した行の操作内容２１が参照されて、操作内容＋１や
−１などが書き込まれている場合には、これが出力され
る。このとき、参照した回数が同じ行の参照回数の項３
２に書き込まれる。そして、所定時間経過しても参照さ
れない操作内容はキャンセルする。このようにすれば、
長期間にわたっての居住者の好みの変化や、環境の変化
に適応させることができる。

【００２８】図７は、本発明の空気調和機の動作を説明
するタイムチャートである。図７（ａ）は、前日の状況
を示しており、居住者がスイッチ１７，１８を操作する
場合を想定している。設定値５は居住者の好みに応じて
一点鎖線のように変更され、これに順じて冷凍サイクル
２が運転され、室温が実現のように制御される。なお、
外気温度は示していない。冷凍サイクルが起動されてか
ら、室温が上昇したＡ時点において、居住者によって暖
かめにするためのスイッチ１７が操作され、第一の機能
によって設定値が所定量上昇する。さらにＢ時点で、再
び暖かめにするためのスイッチ１７が操作されて、再び
第一の機能によって設定値が上昇する。ところが、Ｃ時
点において、涼しめにするためのスイッチ１８が操作さ
れたので、第一の機能により設定温度が下降している。
このような設定温度の変更に順次追従するように、室温
が制御され、居住者のスイッチ操作に対応する好みの温
度環境が実現されている。同時に、第二の機能により、
このときの室温とスイッチの操作内容が関連づけられ
て、作業内容２１に記憶される。もちろん、スイッチの
操作が無い場合には、第一の機能のみにより快適とされ
る室温に自動的に制御される。

【００２９】次に、図７（ｂ）は、その次の日の状況を
示しており、居住者は全くスイッチ１７，１８を操作し
ない場合を想定している。設定温度５は、前日の結果に
もとづいて一点鎖線のように自動的に変更され、これに
応じて冷凍サイクル２が運転されて、室温が実線のよう
に制御される。なお、外気温度は示していない。起動が
完了した後、室温が上昇したＡ′時点は図７（ａ）のＡ
時点に相当するので、第二の機能により前日に記憶した
結果を参照することによって、自動的に設定値が上昇す
る。同様に、Ｂ′時点は、図７（ａ）のＢ時点に相当す
るので、やはり第二の機能により前日に記憶した結果を
参照することによって、再び自動的に設定値が上昇す
る。そして、Ｃ′時点は、図７（ａ）のＣ時点に相当す
るので、設定値が下降する。このように、居住者の操作
がなくても、操作するはずの時点を自動的に判断して、
その操作内容を先取りするようにして設定値が自動的に
変更される。このため、居住者はわずらわしい操作をす
ることなく、好みの温度環境を実現することができるよ
うになる。

【００３０】なお、この第一の機能あるいは第二の機能
を利用するかしないかを外部からの設定により選択する
ことができるようにしておくことも可能である。また、
多数の居住者が個別に使用することに対応させるために
は、居住者を外部からの設定により選択することができ
るようにしておくか、室温の設定値あるいは操作内容の
内容を居住者に対応した外部メモリに蓄積するようにし
ておくことも可能である。

【００３１】操作器１９には、暖かめにするとき操作す
るスイッチ１７と涼しめにするとき操作するスイッチ１
８を設けるものを示したが、これを何段階かに分けて複
数個のスイッチにすることも可能である。

【００３２】なお快適性の指標として、ＩＳＯにて規定
されたＰＭＶを用いた標準的な構成のものを説明したの
であるが、第一の機能の室温の設定値を作成する段階
で、例えば日本人は暖かめを好むということや、湿度の
影響を大きめに反映させるといったことを考慮して、Ｐ
ＭＶに準拠してこれを適宜修正することが容易にでき
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、通常は、居住者が室温
設定に関する操作をしなくても、その時々に測定される
輻射温度や風速にもとづいて、季節毎に快適と思われる
室温に自動的に制御される。さらに、居住者がこの温度
環境を暖かめ，涼しめに微調整したい場合には、それに
対応するスイッチを操作すればよい。このときこの操作
内容が室温や外気温度に対応して記憶されるので、以後
それと同じ環境条件になったならば、自動的にその操作
内容が再現される。このため、居住者は何度も同じ操作
を繰り返すことなく、好みの温度環境を得ることができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の構成を示すブロック図。

【図２】第一の機能の内容を示す説明図。

【図３】第一の機能の内容を示す説明図。

【図４】機能を示すフローチャート。

【図５】第二の機能の内容を示す説明図。

【図６】動作を説明するためのタイムチャート。

【符号の説明】

１…部屋、２…冷凍サイクル、３…吹出空気、４…風
速、５…室温の設定値、６…第一の機能、８…室温の検
出値、９…室温検出器、１０…差、１１…輻射温度検出
器、１２…輻射温度の検出値、１３…スイッチの操作内
容、１４…室温の設定値、１５…外気温度検出器、１６
…外気温度の検出値、１７…暖かめにするとき操作する
スイッチ、１８…涼しめにするとき操作するスイッチ、
１９…操作器、２０…操作器の操作内容、２１…操作内
容。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木俊治静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所清水工場内 (72)発明者望月正道静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所清水工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内温度を検出する室温検出器と、輻射温
度を検出する輻射温度検出器と、外気温度を検出する外
気温度検出器と、風量制御値に基づいて風速を特定する
手段と、暖かめの室温にしたい時に操作するスイッチ
と、涼しめの室温にしたい時に操作するスイッチとを備
え、輻射温度，風速，湿度，着衣量，作業量及び第２の
機能から与えられるスイッチの操作状況に対応した予測
平均温に基づいて、室温の設定値を決める第１の機能
と、室温，外気温度及び居住者のスイッチ操作状況に基
づいて予測平均温度を決定するとともに、これを記憶，
再生して第一の機能に与える第二の機能とを有すること
を特徴とする空気調和機。