JPH0586537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は空気調和機に関するものであり、特
に暖房運転開始時の即暖性を向上し得る空気調和
機に係る。 （従来の技術） 空気調和機によつて室内を暖房する場合、運転
開始時には空気調和機本体内の熱交換器は低温状
態にあるために、送風フアン運転開始当初より作
動して空気の吹出しを行なう場合には、初期には
冷風の吹出しとなり、したがつて居住者に不快感
を与えることとなる。そこで従来においては装置
始動後、室内熱交換器の温度が上昇するのを待つ
て、送風フアンの作動を開始することとしてい
た。このため居住者が装置始動の操作を行なつて
から一定の時間が経過後に空気調和機本体からの
送風が開始される結果となつており、居住者には
即暖感が感じられないものとなつていた。そこで
特開昭58−13953号公報には、暖房開始時におけ
る即暖性を向上するために第１０図に示すような
装置が開示されている。同図において、８１は空
気調和機本体内に装設される送風フアンであり、
この送風フアン８１にはスイツチ８２，８３，８
４の介設された制御回路が付設されている。これ
らのスイツチ８２，８３，８４は熱交換器に取着
されたサーミスタの温度上昇に応じて、順次切換
作動するようになされており、また順次切換わつ
ていくことによつて送風フアン８１に印加される
電圧が次第に大きくなるようになされている。こ
れにより熱交換器の温度上昇と共に送風フアン８
１の回転速度、すなわち吹出風量が段階的に増大
していくようになされているのである。このよう
な吹出風量の制御装置を設けることによつて暖房
開始時において低温状態にある熱交換器が徐々に
暖まつていく立上げの過程において、空気調和機
本体から空気の吹出しが開始され、これにより居
住者に暖房開始時の即暖感を与えようとしてい
る。 （発明が解決しようとする問題点） ところで壁面高所据付形の空気調和機により室
内を暖房する場合には、暖気は自然対流により上
昇するために、空気調和機本体から吹出す温風は
床面、若しくは居住者の足元へと吹出すようにす
ることによつて、好適な暖房空調状態が得られる
こととなる。 前記した従来装置においては、暖房開始時の即
暖性を与えるために、熱交換器の温度がある程度
上昇してきた時から空気の吹出しを開始している
訳であるが、その吹出風量、すなわち吹出風速
は、開始初期には小さい風速に抑えられている。
このため、室温より温度が高くなり、したがつて
室内を温める効果のある温風も、初めの間はその
吹出し風速が小さいために、空気調和機本体から
居住者が位置する床面上までは到達せずに、吹出
し後すぐに上昇して天井側へと流れていくことと
なる。したがつて、温風の吹出しとなつた後もし
ばらくは居住者が位置する床面付近では温度の上
昇が生じず、そのため居住者には、なお即暖感が
得られないという問題があつた。 この発明は上記した従来の問題点を解消するた
めになされたものであつて、その目的は、暖房開
始時における即暖性を向上し得る空気調和機を提
供することにある。 （問題点を解決するための手段） そこでこの発明の空気調和機は、本体１から吹
出される吹出風の吹出方向を変更するための水平
方向偏向手段６を有すると共に、リモコンスイツ
チボツクス２２を具備して成る壁面高所据付形の
空気調和機であつて、上記リモコンスイツチボツ
クス２２に、室内温度を検出する室温検出手段３
１と、上記リモコンスイツチボツクス２２周辺の
風速を検出する風速検出手段２５とを取着し、さ
らに送風開始後、上記室温検出手段３１での検出
温度が設定温度になるまでの立上げ期間は、上記
水平方向偏向手段６を真下方向に設定する偏向角
制御手段３６と、上記立上げ期間において、上記
風速検出手段２５での検出風速が設定風速となる
ように上記吹出風の風量を制御する風量制御手段
３７とを有している。 （作用） 上記構成の空気調和機においては、室温が設定
温度になるまでの立上げ期間には、水平方向偏向
手段６は、偏向角制御手段３６によつて真下方向
への吹出方向に設定される。したがつてこのとき
に本体１より吹出される吹出風は壁面に沿つて吹
出されて床面に当たり、そこで流速が弱められた
後に床面上に広がる風速の緩やかな気流となり、
その風速で居住者に当たることとなる。そして上
記構成の空気調和機では、居住者付近に位置する
リモコンスイツチボツクス２２に取着されている
風速検出手段２５により上記した居住者付近の気
流の風速を検出することとしており、その検出値
が設定風速となるように、本体１からの吹出風量
が風量制御手段３７により制御されるようになさ
れている。したがつて上記設定風速を例えば居住
者が気流感を感じない程度の値とすることによ
り、暖房運転開始初期から冷風感を感じさせず
に、本体１からの吹出し行なうことが可能であ
る。また上記のように居住者へは床面で風速の弱
められた気流として当たることとなるので本体１
においては、より大きな風速とすることができ、
このため暖房開始後の立上り期間に室温より高く
なつた温風の吹出風は初めから床面に達し、そこ
から床面上に広がつて室内全体を温めるように有
効に作用することとなる。 （実施例） 次にこの発明の空気調和機における具体的な実
施例について、図面を参照しつつ詳細に説明す
る。 第１図はこの発明の一実施例における壁面高所
据付形の空気調和機を据付けた室内の縦断面模式
図を示している。同図において、壁面に据付けら
れた空気調和機本体１の内部には室内熱交換器２
と送風フアン３とが配置されており、上記送風フ
アン３作動時に、本体１の前面に形成されている
吸込グリル４から室内空気が吸込まれ、そして上
記室内熱交換器２を通過した空気が前面側下部に
形成している吹出グリル５から吹出されるように
なされている。上記吹出グリル５には、吹出風の
方向を制御するために、互いに平行な複数の偏向
板より成る水平方向偏向手段、すなわち水平フラ
ツプ６と、垂直ウラツプ７とが配置されている。 上記水平及び垂直フラツプ６，７は、第２図に
示すように、水平フラツプ６が第１のステツプモ
ータ２０に、また垂直フラツプ７が第２のステツ
プモータ２１にそれぞれリンク機構を介して連結
されている。上記各ステツプモータ２０，２１の
回転制御によつて上記各フラツプ６，７の向きを
変え、これにより本体１からの吹出風の吹出方向
を任意の方向に変更できるようになされている。 一方、上記空気調和機本体１から離れた位置で
装置の運転操作を行なうために、第１図に示すよ
うに、居住者近辺に位置することとなるリモコン
スイツチボツクス２２が配設されており、このリ
モコンスイツチボツクス２２の内部には室内の温
度を検出するための室温検知センサ３１が取着さ
れている。この室温検知センサ３１により、居住
者付近の室内温度情報が与えられる。ところで上
記リモコンスイツチボツクス２２のケーシング２
３の表面には、人体の輻射率と略同等の輻射率を
有する塗料が塗布され、その内面に接触した状態
で上記室温検知センサ３１を構成するサーミスタ
が配置されている。なおこのサーミスタの周囲は
断熱材２４にて被覆されている。室温検出サーミ
スタ３１をこのような構造にて取着してあるの
は、人体と周囲との間の輻射熱の授受を考慮した
室温検出を行なうようにしたためである。つまり
暖房運転時と冷房運転時とでは、壁面温度等の相
異から、人体と壁面等との間で授受される輻射熱
の熱量が相異することから、これと同様の作用を
上記ケーシング２３の表面で行なわせ、室温検知
センサ３１での検出温度を、できるだけ人体が実
際に感じる温度に近づけ、快適空調を行なおうと
するためである。 上記リモコンスイツチボツクス２２のケーシン
グ２３の上面側には凸状部が形成されており、そ
の内部に、風速検出手段、すなわち風速センサ２
５が取着されている。上記凸状部に穿設されてい
る通気孔を通して流通する気流の風速が、上記風
速センサ２５により、リモコンスイツチボツクス
２２周辺の風速として検出し得るようになされて
いる。なお、上記リモコンスイツチボツクス２２
には、その他に運転スイツチと、室内温度を居住
者の希望温度に設定するための温度設定スイツチ
と、後述する室内サーモが内蔵されている。 一方、上記本体１の前面側上部の一方の側端部
には、人検知センサ１０と超音波センサ１１とを
有する人体位置検出装置１６が取着されている。 上記人検知センサ１０は、焦電形赤外線センサ
より構成されているものであつて、人体より放射
される体温相当の赤外線を受けて、その強度が予
め設定されている検知領域内で変化するときに応
動するようになされており、これにより上記検知
領域内における人の存在を検出することができ
る。 一方、超音波センサ１１は超音波の送受信器を
有し、上記人検知センサ１０の検知領域の略中心
部の方向に超音波を発信してその方向にある物体
で反射した反射波が戻つてくるまでの時間で、超
音波センサ１１から上記物体までの距離を検出す
るようになされている。 第３図には上記人体位置検出装置１６の構成を
示している。同図のように、上記人検知センサ１
０と超音波センサ１１とを内蔵するセンサボツク
ス１２は検知領域走査用の二つのステツプモータ
１４，１５によつて、垂直方向及び水平方向にそ
れぞれ回動制御し得るように構成されている。 次に、上記のような人体位置検出装置１６を取
着した空気調和機本体１が、例えば第４図に示す
ように壁面高所に据付けられている場合の人体位
置の検出について説明すると、上記各ステツプモ
ータ１４，１５を駆動して人検知センサ１０の検
知方向を順次変化させ、室内の床面内での検知領
域を移動、走査していく。そして第４図のように
室内に人が居る場合には、上記走査の過程で例え
ば人体の頭部が上記人検知センサ１０の検知領域
に入つたときに、人検知センサ１０が感応し、人
体検出信号が発生される。このときの各ステツプ
モータ１４，１５の回転制御角によつて、検知方
向の水平方向角度θ１、垂直方向角度θ２がそれ
ぞれ与えられ、これらの各方向角度θ１，θ２を
検知方向情報として記憶する。また、このとき超
音波センサ１１により上記人の頭部までの距離Ｌ
も同時に求められる。さらに上記θ２，Ｌによつ
て、例えば空気調和機本体１から人の位置までの
水平距離ｌが ｌ＝Ｌ・cosθ２ の演算によつて容易に求められる。 上記説明は人の頭部を検出した場合であるが、
人検知センサ１０が素足に感応した場合において
も、人の位置までの距離ｌの演算結果は上記と同
一値として与えられ、したがつて足元の位置情報
として人の立姿、或いは座姿によらずに床面内の
人の位置情報を正確に得ることができる。 第５図には室温検知センサ３１、風速センサ２
５、及び人体位置検出装置１６の各検出値に基づ
いて、暖房運転時における水平フラツプ６及び送
風フアン３を制御する制御系のブロツク図を示し
ている。なお垂直フラツプ７は以後に説明する暖
房運転時には、室内の略中央方向に吹出風が吹出
されるような偏向角度位置に設定されるものとし
ている。 第５図において、３１は前記した室温検知セン
サであり、この室温検知センサ３１の室内温度検
出信号と、前記風速センサ２５の風速検出信号と
はそれぞれ制御装置３３に入力される。一方、前
記したリモコンスイツチボツクス２２には、さら
に室内サーモ３０が内蔵されている。この室内サ
ーモ３０は上記室温検知センサ３１と比較回路３
５とから構成されており、上記室温検知センサ３
１からの室内温度信号を居住者の希望設定温度と
比較して、希望設定温度に達していない場合に室
内サーモON信号を出力する。そして前記した運
転スイツチ３４を操作したときの起動信号と共
に、上記比較回路３５からの室内サーモON−
OFF信号とは、上記制御装置３３に入力される。
さらにこの制御装置３３は、前記した人体位置検
出装置１６と連動するようにもなされている。 上記制御装置３３は、水平フラツプ６の偏向角
度を決定する偏向角制御手段、すなわち偏向角制
御部３６と、送風フアン３の回転速度を決定する
風量制御部３７とを有している。制御装置３３に
入力される上記各入力信号に基づいて上記偏向角
制御部３６及び風量制御部３７においてそれぞれ
決定される偏向角度及び回転速度に応じて、水平
フラツプ６はステツプモータ制御装置３８を介し
てステツプモータ２０により、また送風フアン３
はフアン制御装置３９によりそれぞれ設定変更が
行なわれる。 次に上記のような暖房運転時の水平フラツプ６
及び送風フアン３の制御方式について第６図のフ
ローチヤートに基づいて詳しく説明する。 暖房運転が、運転スイツチ３４のスイツチ操作
によりスタートされると、まずステツプSOにお
いて、送風フアン３が予め設定された低速回転速
度で始動される。次いでステツプSIにおいて室内
サーモON−OFF状態の判別が行なわれる。暖房
運転は、室内温度が居住者設定希望温度より低い
状態で開始されるものと想定されるので、ここで
は室内サーモからON信号が入力されているもの
として、ステツプS1からステツプS2に移行した
制御についてまず説明する。ステツプS2は室内
温度の判別ステツプであつて、設定温度Tm（例
えば17℃）と比較して水平フラツプ６の偏向角の
制御を切換えることとしている。暖房開始時のよ
うに室温が低い場合には、上記設定温度Tmに達
する迄の立上げ期間はステツプS2からS3に移行
して水平フラツプ６の真下方向、すなわち偏向角
90°の決定が行なわれる。そしてステツプS4にお
いて上記真下方向の決定角度に応じて、水平フラ
ツプ６の角度設定が行なわれる。次いでステツプ
S5に移行し、風速センサ２５で検出される居住
者付近の気流の風速が、以降に述べるようにほぼ
設定風速v0となるように、送風フアン３の回転
速度が増加されていく。すなわち、ステツプS5
において検出風速がv0−Δvよりも小さい場合に
はステツプS6で送風フアン３の回転数の増加が
一定の割合で行なわれ、そしてステツプS1に戻
つて、再びS1〜S6が繰返され、この繰返し処理
を継続することによつて送風フアン３の回転数が
増加されていく。その結果、検出風速がv0−Δv
より大きくなつたときにステツプS5からS7に移
行し、検出風速がv0±Δvの範囲内を確認して、
その時の回転速度を保持した状態でステツプS7
からＳ１に戻ることとなる。このように上記の各
実行ステツプS1〜S7が繰返されることによつて、
送風フアン３は、検出風速がv0±Δvとなるよう
に回転速度が増加され、その状態で保持されるこ
ととなる。なお上記検出風速が過大となるような
場合にはステツプS7，S8で回転速度の減少がな
されることとなり、上記検出風速は設定風速v0
と略等しい値に維持される。この設定風速v0は
人に気流感を与えない風速（例えば0.4m／sec）
となされている。したがつて暖房起動時に室内熱
交換器２の温度が低く、これを通して吹出される
温度が低い場合でも、居住者に冷風感を与えるこ
となく、上記送風フアン３の運転は継続される。
そしてこのとき水平フラツプ６は真下方向に設定
されているので、本体１からの吹出風は壁面に沿
つて真下方向へ床面へと吹出され、そして床面で
風速が弱められて床面上を広がる風速の緩やかな
気流となる。この気流の風速が上記風速センサ２
５で検出される風速を0.4m／secに抑える場合の
吹出風速よりも大きくすることができる。すなわ
ち、本体１内の室内熱交換器２を通過する風量
を、居住者に冷風感を与えない状態で、より多く
することが可能となる。この状態での吹出し風は
上記のように床面上を広がる気流となるので、上
記吹出し状態の継続中に、室内熱交換器２の温度
が徐々に上昇して、その吹出風が室温より少しで
も高くなつて室内を温める効果を有するようにな
つたとき、その当初から床面上に広がつて部屋全
体を温めるように有効に作用することとなる。し
たがつて、温風状態となつたにもかかわらず吹出
し流速が小さいために床面へと達せず天井側へと
流れていくこととなつて当初には部屋の暖房効果
が得られていなかった従来装置に比べて、即暖性
を向上することができる。また当初より室内熱交
換器２を流通する送風が与えられているので、定
常暖房運転時のヒートサイクル運転状況に達する
までの立上り時間も短縮されて暖房立上り性能も
向上される。 上記立上げ期間の制御を継続し、上記吹出風の
気流により室内全体が床面より徐々に温められ
て、室温検知センサ３１で検出される温度が設定
温度Tmに達すると、ステツプS2からS9への処理
ステツプは移行する。ここで前記した人体位置検
出装置１６による室内における人の位置の検出操
作が開始される。そして室内の床面全体を走査し
た時点で検出された人の位置情報の入力・及び演
算を行ない、（ステツプS10）、検出位置に向けて
水平フラツプの偏向角を決定する（ステツプ
S11）。この決定に当たつては、人体に直接吹出
風を当てる方向とはせず、人体の足元に吹出風を
送ることとしている。次いでステツプS4に移行
して、水平フラツプ６の偏向角の変更を行ない、
次に前記と同様にステツプS5〜S8における風速
センサ２５の検出風速に基づいた送風フアン３の
回転速度の設定を行なう。したがつてこの場合に
も居住者は気流感を感ずることはなく、このため
直接風が当たることによる不快感が防止されて空
調快適性が向上する。 上記のような暖房運転を継続して室温が居住者
希望設定温度に達した場合、すなわち室内サーモ
OFFの場合には、ステツプS1，S12のステツプ処
理となり、送風フアン３を停止した状態で次の室
内サーモON信号の入力待ちとなる。室内サーモ
がOFFからONに変化して再起動された場合に、
ステツプS1からS2に移行して前記と同様に室温
の判別が行なわれ、室温が低い場合には再度ステ
ツプS3での水平フラツプ６の真下方向の設定・
変更から再開されることとなる。 なお第７〜９図は上記実施例の中で、人体位置
検出操作時に室内に複数の人が検出された場合に
おけるフラツプ制御対象位置を示している。これ
は室内を複数のエリアに分割して、人が検出され
る各エリアの相対位置関係から、それぞれの人
に、より快適性を与え得る箇所（★印付記エリ
ア）を予め設定しておき、その箇所に居る人に対
して、或いは居ると仮定して上記のフラツプ制御
を行なうこととしている。例えば第７図ａ〜ｅ
は、室内を６分割して、２人の人が検出された場
合の、また第８図ａ〜ｅは３人の人が検出された
場合のそれぞれの制御対象位置を示している。４
〜５人の場合においては人の多く集まつている所
を制御対象位置とし、さらに全エリアに人が居る
場合、及び無人の場合には第９図に示す位置を制
御対象位置として設定している。 以上の説明のように、上記実施例においては暖
房運転開始当初より、居住者に冷風感を与えるこ
となく、かつより大きな吹出し風量での吹き出し
がなされ、その吹出風は床面上を広がる気流とな
るので、立上げの過程で徐々に昇温してくる吹出
風が当初より部屋全体を温めるように効果的に作
用することとなり、暖房運転開始時の即暖性が向
上される。また上記実施例においては、室温が設
定温度Tmを越えた場合の定常暖房運転時には、
それまでの室内全体を床面から温める吹出方向に
替えて、人の位置する足元に向けて居住者付近を
重点に温めるように自動的に変更される。このた
め居住者の暖房快適性を損なうことなく、無駄の
少ない効率的な運転が可能となる。また、このと
きにも直接風が当たることによる不快感を居住者
が引き起こすことがないように風速が好適に制御
されているので、空調快適性がさらに向上され
る。また上記実施例においては、人体位置検出装
置を設けて、人の位置を検出し、その方向に吹出
風を制御することとしているので、例えば人が移
動する場合にもその動きに追随して上記の温風吹
出しがなされ、これにより居住者の快適性はさら
に向上される。 （発明の効果） 上記のようにこの発明の空気調和機において
は、居住者に冷風感を感じさせることなく、かつ
より大きな風量での床面への吹出しが暖房運転開
始当初よりなされ、その過程で徐々に温度上昇し
ていく吹出風は始めから室内全体を有効に温める
ように作用するので、従来装置に比べて即暖性を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図はこの発明の空気調和機の実施例を
示す図であつて、第１図は空気調和機本体及びリ
モコンスイツチボツクスの配置を示す室内模式
図、第２図は水平フラツプ及び垂直フラツプ斜視
図、第３図は人体位置検出装置の構成を示す斜視
図、第４図は人の位置検出の説明図、第５図は水
平フラツプ及び送風フアンの制御ブロツク図、第
６図は制御のフローチヤート、第７図ａ〜ｅ及び
第８図ａ〜ｅは室内に複数の人が居る場合におけ
る制御対象位置を示す室内平面模式図、第９図は
無人の場合の同様の模式図、第１０図は従来装置
における送風フアンの制御を示す図である。 １……空気調和機本体、６……水平フラツプ
（水平方向偏向手段）、２２……リモコンスイツチ
ボツクス、２５……風速センサ（風速検出手段）、
３１……室温検知センサ（室温検出手段）、３６
……偏向角制御部（偏向角制御手段）、３７……
風量制御部（風量制御手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 本体１から吹出される吹出風の吹出方向を変
   更するための水平方向偏向手段６を有すると共
   に、リモコンスイツチボツクス２２を具備して成
   る壁面高所据付形の空気調和機であつて、上記リ
   モコンスイツチボツクス２２に、室内温度を検出
   する室温検出手段３１と、上記リモコンスイツチ
   ボツクス２２周辺の風速を検出する風速検出手段
   ２５とを取着し、さらに送風開始後、上記室温検
   出手段３１での検出温度が設定温度になるまでの
   立上げ期間は、上記水平方向偏向手段６を真下方
   向に設定する偏向角制御手段３６と、上記立上げ
   期間において、上記風速検出手段２５での検出風
   速が設定風速となるように上記吹出風の風量を制
   御する風量制御手段３７とを有していることを特
   徴とする空気調和機。