JPH063311B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、空気調和装置に係り、特に、空気調和される
室内の温度情報を正確に得られるようにした空気調和装
置に関する。

〔発明の技術分野と問題点〕 室内での快適な生活は、空気調和装置の使用によってあ
る程度実現される。最近の空気調和装置は、温度センサ
ばかりか湿度センサ等も組込み、これらとマイクロコン
ピュータとを組み合わせて、より快適な室内環境を作り
出すように設計されている。

しかしながら、このような従来の空気調和装置にあって
も次のような問題が残されていた。すなわち、室内の温
度を所望温度に制御する手段としては、通常、空気調和
装置本体の近傍の温度を温度センサで検出し、この温度
センサで検出された温度を室内の平均温度とみなして室
内の温度制御を行うようにしている。しかし、室内の温
度分布は、通常、一様とはならず、部屋の仕切り構造や
仕切り部材や他の条件等によって大幅に異なっている。
したがって、空気調和装置本体の近傍で測定された温度
に基づいて室内の温度制御を行っても、実際には室内各
部に温度むらが生じ、必ずしも快適な温度環境にならな
い場合が多い。

そこで、最近、このような不具合を解消するために、実
際に人間が最も使用する領域の温度を温度センサで検出
し、この検出信号を光信号伝送路等を用いて空気調和装
置本体に伝送し、これによって上記領域の温度を基準に
した温度制御を行なうようにしたものが出現している。
しかし、このように構成されたものにあっても、人間が
実際に最も使用する領域の温度をきめ細かく制御できな
いばかりか上記領域に温度センサおよび送信装置を設置
する必要があるので上記領域の空間的な使用自由度を阻
害する問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、人間が最も使用する領域の空間
的な使用自由度を阻害することなしに上記領域の温度を
きめ細かくかつ、正確に制御でき、しかも構成の簡単な
空気調和装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明によれば、空気調和装置本体と、この空気調和装
置本体に設けられた上記空気調和装置本体によって空気
調和された室内の予め定められた領域から到来した赤外
線を検出して上記領域の温度を検出する温度検出器と、
この温度検出器を環境温度の最大値以上の温度で恒温す
る手段と、この温度検出器の出力に応じて前記空気調和
装置本体を制御する手段とを備えた空気調和装置が提供
される。

〔発明の効果〕

今、上記領域を人間が最も使用する領域であるとする
と、空気調和装置本体は上記領域の温度が設定温度とな
るように室内温度を制御する。したがって、それだけ快
適な温度制御が実現できることになる。そして、この場
合には空気調和装置本体側に設けられた温度検出器によ
って上記領域、つまり人間が最も使用する領域の温度を
検出するようにしている。したがって、従来の装置とは
違って上記領域に温度センサ等を設ける必要がない。こ
のため、上記領域の空間的な使用自由度を阻害するよう
なこともない。また、温度信号を光信号の形で空気調和
装置本体に向けて伝送するようにしたものに比べて構成
の簡単化も図ることができる。

また、温度検出器は上記手段により恒温することで温度
検出器の周囲温度の変化による温度補正が必要なくなる
とともに、空気調和される室内の予め定められた領域か
ら到来する赤外線と、その他の領域から到来する赤外線
との有意差を得ることができＳ／Ｎの向上も図ることが
できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図には、本発明の一実施例に係る空気調和装置を実
際に室内に設置した状態が示されている。この実施例で
は室内機と室外機とが分離された、いわゆるセパレート
形と呼称されている冷房と暖房とを兼ねた空気調和装置
に本発明が適用されている。

すなわち、図中１は空気調和される部屋を示し、２は部
屋１への出入り口に設けられた扉を示し、３は部屋１内
に配置された家具、たとえばソファーを示している。ま
た、図中４は部屋１の壁に取り付けられた空気調和装置
の室内機を示している。

室内機４は、多くの部分において公知のものとほぼ同様
に構成されている。すなわち、偏平に形成された筺体１
１を有し、この筺体１１の前面壁１２の上部に図中太矢
印Ｐで示すように室内空気を吸い込むための吸い込み口
１３が形成され、下部に吸い込んだ空気を図中太矢印Ｑ
で示すように吹き出すための吹き出し口１４が形成され
ている。吸い込み口１３にはフィルターが装着されてお
り、また吹き出し口１４には吹き出し方向を自由に選択
できるルーバが装着されている。筺体１１内には、室内
空気を吸い込んで吹き出すためのファンおよびこれを駆
動するためのモータ、吸い込んだ空気を冷却あるいは加
温するための熱交換器、この熱交換器の表面に凝縮した
水滴を集める水受け、後述する制御装置等が収容されて
いる。また、前面壁１２には後述する温度設定器３１の
操作つまみが露出状態に設けられている。そして、熱交
換器は図示しない室外機に接続されている。室外機内に
は圧縮機、熱交換器、膨張弁等が収容されている。

しかして、室内機４における筺体１１の前面壁１２の下
部には、第２図に示すように開口部を前方に向けた凹部
１５が設けてあり、この凹部１５内に温度検出器１６が
装着されている。この温度検出器１６は、開口部を前方
に向けて配置され一部が放物面に形成されるとともに放
物面に形成された部分の内面が鏡面仕上げされた反射鏡
１７と、この反射鏡１７の開口部を閉じるように配置さ
れ、その一部Ｒが赤外線は透過させるが可視光は透過さ
せない材料で構成された窓部材１８と、この窓部材１８
と反射鏡１７とで囲まれた空間の下部に配置され、反射
鏡１７の放物面によって反射集光された赤外線Ｓを受光
する赤外線センサ１９と、窓部材１８の内側に固定され
第３図に示すように赤外線センサ１９の出力を増幅する
チョッパーアンプ２１と、このチョッパーアンプ２１を
動作させる発振器２２とで構成されている。

そして、反射鏡１７は、その背面部分においてユニバー
サルジョイント２５で筺体１１に回動可能に支持されて
いる。また、反射鏡１７のいわゆる底壁前面には反射鏡
１７を回動操作するためのつまみ２６が設けられてい
る。

また、前記凹部１５の外側には断熱材２０が、内側には
温度検出器１６を任意の温度で恒温するための加熱器２
３が設けられている。

しかして、上記温度検出器１６の出力e₁は第３図に示す
制御装置２９に導入される。制御装置２９は、温度検出
器１６の出力e₁を比較器３０に導入している。この比較
器３０は、手動で操作される温度設定器３１から与えら
れた設定温度信号e₂とチョッパーアンプ２１から与えら
れた温度信号e₁とを比較し、設定温度信号e₂より温度信
号e₁の方が大きい期間だけ出力信号e₃を送出するように
構成されている。そして、この出力信号e₃はドライバー
32に与えられる。ドライバー３２は、上記出力信号e₃が
与えられている間、室外機の圧縮機を動作させるように
構成されている。

ここで、上記温度検出器16に取り付けられたサーミスタ
２４の出力e₄は第５図に示す制御装置３７に導入され
る。制御装置37はサーミスタ24の出力e₄を比較器35に導
入している。この比較器３５は、予め定められた温度、
１例としては環境温度は-10℃〜40℃と考えられるの
で、50℃に設定された温度設定器34から与えられた設定
温度信号e₅と前記サーミスタ24の出力e₄とを比較し、設
定温度信号e₅よりe₄の方が小さい期間だけ出力信号e₆を
ドライバー36に送出し、加熱器２３を動作させるように
構成している。また凹部１５の外側を環境温度の影響を
少なくするために断熱材２０で断熱すると、空気調和さ
れる室内の予め定められた領域から到来し、反射鏡１７
によって集光され、赤外線センサ１９に入射される赤外
線により発生する出力e₁を恒温しない場合に比べて大き
くとれる。従って、予め定められた領域以外から入射す
る赤外線に対して大きな有意差が得られＳ／Ｎ比が大幅
に向上される。

次に、上記のように構成された空気調和装置を使って冷
房運転を行なわせる場合の動作を説明する。

まず、つまみ２６を操作して温度検出器１６における反
射鏡１７の視野を次のように合わせる。

すなわち、第１図に示す場合には、部屋１の中で人間が
最も使用する領域は、ソファー３の近傍である。したが
って、この場合には、まず赤外線センサ１９側から見た
視野Ｔがソファー３の近傍となるように反射鏡１７の視
野袖を合わせる。次に温度設定器３１を操作して所望の
温度に設定し、この状態で空気調和装置を動作開始させ
る。

空気調和装置が動作を開始すると、部屋１内の空気は第
１図中太矢印Ｐ，Ｑで示すように室内機４内を経由して
循環する。吸い込み口１３から筺体１１内に吸い込まれ
た空気は筺体１１内において、熱交換器に接触して冷却
させる。したがって、吹出し口１４から低温の空気が吹
き出される。このような運転が行われると、部屋１内の
温度が徐々に低下する。そして、最終的に、赤外線セン
サ１９側から見た視野内の温度、つまり第１図に示した
例では図中交差ハッチングで示すソファー３の表面およ
びこれに隣接した床の部分Ｘの平均温度が温度設定器３
１で設定された温度となるように制御装置２９によって
圧縮機がON・OFF制御される。

すなわち、交差ハッチングで示される部分Ｘから放射さ
れ反射鏡１７を介して赤外線センサ１９に入射するエネ
ルギーは、概略部分Ｘの温度T₁の４乗と赤外線センサ１
９の温度T₂の４乗との差に比例する。そして、赤外線セ
ンサ１９の出力は入射したエネルギーに比例したものと
なる。したがって、赤外線センサ１９の出力は上述した
両物体間の温度差に関係したものとなり、適宜な係数の
設定によってT₁とT₂との温度差に対応した値で変換され
る。このように変換された信号は第３図に示すようにチ
ョッパーアンプ２１を介して加算器２４の一方の入力端
に導入される。一方、赤外線センサ１９の温度を検出す
る温度センサ２０の出力は増幅器２９を介して加算器２
４の他方の入力端に導入される。したがって、加算器２
４の出力信号e₁は交差ハッチングで示す部分Ｘの温度に
対応したものとなる。制御装置２９の比較器３０は、加
算器２４の出力信号e₁が温度設定器の３１から与えられ
た設定温度信号ｅ₂より大きい期間だけ出力信号e₃を送
出する。この出力信号e₃は、圧縮機を駆動させるため制
御信号としてドライバー３２に与えられる。したがっ
て、交差ハッチングで示す部分Ｘが常に設定温度となる
ように圧縮機がON,OFF制御されることになる。第４図は
部分Ｘの温度変化と圧縮機の駆動期間との関係等を示す
ものである。上述した説明は冷房運転の場合であるが暖
房運転の場合にも同様にして快適な温度制御を行なうこ
とができる。

このように、いわゆる空気調和装置本体に赤外線利用の
温度検出器１６を設け、この温度検出器１６で部屋１内
の所望とする領域の温度を検出し、この領域が設定温度
となるように空気調和装置本体を制御するようにしてい
る。したがって、同じ部屋内でも特に快適さの要求され
る領域を重点的に快適な温度に制御することができる。
また、このような制御を上記領域にセンサ等を設けるこ
となく実現できる。したがって、上記領域の空間的な自
由度を阻害するようなこともないし、また格別な伝送系
等も必要ないので構成の簡単化を図ることができ、結
局、前述した効果を発揮させることができる。また、実
施例の場合には、赤外線検出視野軸を自由に設定できる
ので、部屋の使用態様に変更が生じた場合でも直ちにこ
れに対応でき、使い易さを向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く種々変形することができる。すなわち、上述した実施
例では、圧縮機をON,OFF制御することによって温度制御
を行なうようにしているが圧縮機の回転数を変えること
によって温度制御を行なわせるようにしてもよい。ま
た、上述した実施例は、本発明を冷房と暖房とが行なえ
る空気調和装置に適用したものであるが、冷房専用のも
のや暖房専用のものにも適用することができる。また、
室内機と室外機とが一体に構成され、室外機部分が部屋
外に突出するように配置されるものにも適用できる。さ
らに、室内機は壁掛け構造のものに限られるものではな
い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る空気調和装置を実際に
部屋内に設置した状況を示す図、第２図は同空気調和装
置に組み込まれた温度検出器の構成説明図、第３図およ
び第５図は同温度検出器の電気回路および制御装置の電
気回路を示す図、第４図は同空気調和装置の動作を説明
するための図である。 １…部屋、３…家具としてのソファー、４…空気調和装
置の室内機、１６…温度検出器、１７…反射鏡、１９…
赤外線センサ、２５…ユニバーサルジョイント、２９…
制御装置、Ｙ…赤外線検出視野。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気調和装置本体と、この空気調和装置本
   体に設けられ上記空気調和装置本体によって空気調和さ
   れる室内の予め定められた領域から到来した赤外線を検
   出して上記領域の温度を検出する温度検出器と、この温
   度検出器を任意の温度で恒温するような手段と、上記温
   度検出器の出力に応じて前記空気調和装置本体を制御す
   る手段とを具備してなることを特徴とする空気調和装
   置。