JPH06337146A - 空気調和機 - Google Patents

空気調和機

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JPH06337146A
JPH06337146A JP5126584A JP12658493A JPH06337146A JP H06337146 A JPH06337146 A JP H06337146A JP 5126584 A JP5126584 A JP 5126584A JP 12658493 A JP12658493 A JP 12658493A JP H06337146 A JPH06337146 A JP H06337146A
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Hideaki Motohashi
秀明 本橋
Yoshitaka Warashina
吉隆 藁科
Masao Isshiki
正男 一色
Takashi Sato
尚 佐藤
Nobusuke Shirakawa
暢介 白川
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 居住空間を常に快適な環境に保つことができ
る信頼性にすぐれた空気調和機を提供する。 【構成】 室内温度Taと設定温度Tsとの差ΔTを求
め、その温度差ΔTがなくなるよう圧縮機1の運転周波
数Fを制御する。一方、室内外の環境状態を環境状態検
出手段で検出するとともに、運転状態を運転状態検出手
段で検出し、これら検出結果から被空調空間の快適度を
推測する。そして、推測結果が予め設定された快適度と
なるよう、設定温度Tsを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、人体の快適度を推測
して運転を制御する空気調和機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、空気調和機は、室内温度を検知
し、その室内温度とあらかじめ設定される設定温度とを
比較して運転を制御する。たとえば、室内温度と設定温
度との差を求め、その温度差がなくなるよう圧縮機の運
転周波数を制御する。これにより、空調負荷に対応する
最適な能力を得、快適感を確保するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】居住者の快適感は、床
や壁からの輻射温度、さらには気流感といった様々な要
因により決定されるもので、室内温度だけで一義的に決
まるものではない。この発明は上記の事情を考慮したも
ので、その目的とするところは、居住空間を常に快適な
環境に保つことができる信頼性にすぐれた空気調和機を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明の空気調和機
は、室内温度と設定温度との比較により運転を制御する
ものにおいて、室内外の環境状態を検出する環境状態検
出手段と、運転状態を検出する運転状態検出手段と、こ
れら環境状態検出手段および運転状態検出手段の検出結
果から被空調空間の快適度を推測する推測手段と、この
推測手段の推測結果が予め設定された快適度となるよう
上記設定温度を補正する補正手段とを備える。
【0005】
【作用】この発明の空気調和機では、室内外の環境状態
および運転状態が検出され、これら検出結果から被空調
空間の快適度が推測される。そして、この推測結果が予
め設定された快適度となるよう設定温度が補正される。
【0006】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図2に示すように、圧縮機1の吐出口
に四方弁2を介して室外熱交換器3が接続される。この
室外熱交換器3に減圧器であるところの膨張弁4を介し
て室内熱交換器5が接続され、その室内熱交換器5が上
記四方弁2を介して圧縮機1の吸込口に接続される。
【0007】室外熱交換器3の近傍に室外ファン6が設
けられ、室内熱交換器5の近傍に室内ファン7が設けら
れる。室外熱交換器3に熱交換器温度センサ11が取付
けられ、室外ファン6への吸込み風路に外気温度センサ
12が設けられる。
【0008】室内熱交換器5に熱交換器温度センサ21
が取付けられ、室内ファン7の吸込み風路に室内温度セ
ンサ22おひよが室内湿度センサ23が設けられる。し
たがって、冷房運転時は、図示実線矢印の方向に冷媒が
流れて冷房サイクルが形成され、室外熱交換器3が凝縮
器、室内熱交換器5が蒸発器として機能する。暖房運転
時は、図示破線矢印の方向に冷媒が流れて暖房サイクル
が形成され、室内熱交換器5が凝縮器、室外熱交換器3
が蒸発器として機能する。
【0009】制御回路を図1に示す。商用交流電源30
に室内制御部40が接続される。この室内制御部40
に、電源ライン31およびシリアル信号ライン32を介
して室外制御部50が接続される。シリアル信号ライン
32は、電源電圧同期のデータ転送を行なうためのもの
である。
【0010】室内制御部40に、熱交換器温度センサ2
1、室内温度センサ22、室内湿度センサ23、速度制
御回路41、ルーバー駆動回路42、リモートコントロ
ール式の操作器(以下、リモコンと略称する)60が接
続される。
【0011】速度制御回路41は、室内ファンモータ7
Mの速度を制御する。ルーバー駆動回路42は、ルーバ
ーモータ43を駆動する。このルーバーモータ43は、
図示していないが、室内への吹出風の角度を上下(また
は左右)に調節するためのルーバーを駆動する。リモコ
ン60は、各種運転条件を設定するためのものである。
【0012】室外制御部50に、四方弁2、熱交換器温
度センサ11、外気温度センサ12、インバータ回路5
1、ファン駆動回路52が接続される。インバータ回路
51は、商用交流電源電圧を整流し、それを室外制御部
50の指令に応じた周波数(およびレベル)の電圧に変
換し、出力する。この出力は圧縮機モータ1Mの駆動電
力となる。ファン駆動回路52は、室外ファンモータ6
Mを駆動する。
【0013】室内制御部40および室外制御部50は、
それぞれマイクロコンピュータおよびその周辺回路から
なり、次の機能手段を備える。 [1]圧縮機1の吐出冷媒を四方弁2、室外熱交換器
3、膨張弁4、室内熱交換器5、四方弁2に通して圧縮
機1に戻し、冷房運転を実行する手段。
【0014】[2]四方弁2を切換え、これにより圧縮
機1の吐出冷媒を四方弁2、室内熱交換器5、膨張弁
4、室外熱交換器3、四方弁2に通して圧縮機1に戻
し、暖房運転を実行する手段。
【0015】[3]室内温度センサ22で検知される室
内温度Taとリモコン60で設定される設定温度Tsと
の差ΔTを求め、その温度差ΔTに応じて圧縮機1の運
転周波数(インバータ回路51の出力周波数)Fを制御
する手段。
【0016】[4]室内外の環境状態を検出する環境状
態検出手段。この環境状態検出手段は、室内温度Ta、
室内湿度Ha、外気温度Toおよび室内熱交換器温度T
cのうち少なくとも1つを検出する。
【0017】[5]運転状態を検出する運転状態検出手
段。この運転状態検出手段は、室内への吹出風の量(室
内ファン7の速度に相当)および角度(ルーバーモータ
43の動作量に相当)のうち少なくとも1つを検出す
る。
【0018】[6]環境状態検出手段および運転状態検
出手段の検出結果から被空調空間の快適度を推測する推
測手段。この推測手段は、人体の快適度を学習したニュ
ーラルネットワークであり、人体の状態および室内外の
環境状態に基づく予測平均投票数(PMV)を快適度と
して求める。
【0019】[7]推測手段の推測結果が予め設定され
た快適度となるよう設定温度Tsを補正する補正手段。
具体的には、推測手段で求められる予測平均投票数(P
MV)が零となるよう、設定温度Tsを補正する。ある
いは、推測手段で求められる予測平均投票数(PMV)
が、暖房運転時は“PMV<零”の所定範囲となるよ
う、冷房運転時は“PMV>零”の所定範囲となるよ
う、設定温度Tsを補正する。
【0020】つぎに、上記の構成の作用を図3のフロー
チャートを参照して説明する。運転中、室内外の環境状
態として、たとえば室内温度Ta(室内温度センサ22
の検知温度)および室内湿度Ha(室内湿度センサ23
の検知湿度)の2つが検出される。さらに、運転状態と
して、室内への吹出風の量(=室内ファン7の速度)お
よび角度(=ルーバーモータ43の動作量)を基に室内
の気流速が検出される。
【0021】これら検出結果から被空調空間の快適度い
わゆる予測平均投票数(以下、PMVと略称する)が推
測される。この推測には、被空調空間の人体の快適度を
学習したニューラルネットワークが用いられる。
【0022】このニューラルネットワークは、センサ検
出結果および運転状態検出結果を入力データとして、か
つ被空調空間の人体の快適度を教師データとして学習を
繰返しつつ生成され、入力データに対応する快適度を出
力データとして得るものである。ただし、この学習およ
び生成を行なうプログラムを空気調和機のROM内に組
込むことは容量上不可能に近いため、あらかじめ大型コ
ンピュータを使って学習および生成されたニューラルネ
ットワークと同じ入出力の関係となるテーブルが作成さ
れ、それが室内制御部40のマイクロコンピュータのR
OMに搭載される。
【0023】PMVは、温度、湿度、着衣量、活動量、
気流速、輻射温度の6要素から決定される快適度を示す
値であり、PMV=零の場合にほとんどの人が快適と感
じ、零を境に正の方向では暑く、負の方向では寒く感じ
る。一般的に、居住空間の推奨される快適性条件は、-
0.5<PMV<+0.5である。
【0024】PMVが求まると、そのPMVが零(=設
定快適度)となるよう、設定温度Tsに対する補正値T
nが決定される。たとえば図4に示すように、室内温度
Taが23℃に制御されているとき、輻射温度が22℃
であれば、PMV=零となっており快適といえるが、同
じ室内温度Ta(=23℃)であっても輻射温度が低く
なるにつれてPMVは下降する。すなわち体感上は寒く
感じる。このような場合、目標室内温度であるところの
設定温度Tsを高めるべく補正値Tnを決定すればよ
い。
【0025】補正値Tnが決定されると、タイムカウン
トtが開始され、そのタイムカウントtが設定値tsに
達するごとに、設定温度Tsが所定値T1 (たとえば
0.5℃)ずつ補正される。そして、室内温度センサ22
で検知される室内温度Taと補正後の設定温度Tsとの
差ΔTが求められ、その温度差ΔTに応じて圧縮機1の
運転周波数(インバータ回路51の出力周波数)Fが制
御される。
【0026】所定値T1 の補正が繰返されてその合計値
(=ΣT1 )が本来の補正値Tnに達すると、そこで補
正が終了し、PMVの推測に戻る。タイムカウントtは
補正終了ごとにクリアされる。
【0027】このように、PMVが零となるよう設定温
度Tsを補正することにより、居住空間を常に快適な環
境に保つことができる。しかも、補正値Tnを一括して
増減せず、所定値T1 ずつ徐々に増減するようにしてい
るので、室内温度Taの変化は緩やかであり、省エネル
ギ効果が得られる。
【0028】なお、上記実施例では、PMVが零となる
よう設定温度Tsを補正したが、それに限らず、暖房時
は“PMV<零”の所定範囲となるよう、冷房時は“P
MV>零”の所定範囲となるよう、設定温度Tsを補正
してもよい。すなわち、室内温度Ta、設定温度Ts、
外気温度To、PMVおよび補正値Tnの関係の一例を
図5に示して説明する。なお、実線が冷房時の特性であ
り、破線が暖房時の特性である。
【0029】上述したように、居住空間の推奨される快
適性条件が-0.5<PMV<+0.5であることを考慮すれ
ば、図5に示すように冷房時は、外気温度Toが2℃以
上であれば例えばPMV=-0.25 となるように設定温度
Tsを補正してもよい。
【0030】また暖房時は、外気温度Toが2℃以上で
あれば例えばPMV=+0.25 となるように設定温度Ts
を補正してもよい。このように、暖房時は“PMV<
零”の所定範囲となるよう、冷房時は“PMV>零”の
所定範囲となるよう設定温度Tsを補正することによっ
て、PMVが零となるように補正する場合に比べ、快適
度を向上するための電力消費を抑えることができ、省電
力優先の快適な運転が可能となる。
【0031】また、上記実施例においてはニューラルネ
ットワークによって、被空調空間の快適度を推測し、そ
の快適度に基づいて設定温度Tsに対する補正値Tnを
求めたが、ニューラルネットワークによって、設定温度
Tsに対する補正値Tnを直接的に出力(推測)させる
ようにしてもよい。その他、この発明は上記実施例に限
定されるものではなく、用紙を変えない範囲で種々変形
実施可能である。
【0032】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、室
内外の環境状態および運転状態を検出し、これら検出結
果から被空調空間の快適度を推測し、この推測結果が予
め設定された快適度となるよう設定温度を補正する構成
としたので、居住空間を常に快適な環境に保つことがで
きる信頼性にすぐれた空気調和機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の制御回路のブロック図。
【図2】同実施例の冷凍サイクルの構成図。
【図3】同実施例の作用を説明するためのフローチャー
ト。
【図4】同実施例における室内温度および輻射温度とP
MVとの関係を示す図。
【図5】同実施例の変形例における室内温度、設定温
度、外気温度、PMVおよび補正値の関係を示す図。
【符号の説明】
1…圧縮機、3…室外熱交換器、5…室内熱交換器、1
1,21…熱交換器温度センサ、12…外気温度セン
サ、22…室内温度センサ、23…室内湿度センサ、4
0…室内制御部、50…室外制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 尚 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内 (72)発明者 白川 暢介 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室内温度と設定温度との比較により運転
    を制御する空気調和機において、室内外の環境状態を検
    出する環境状態検出手段と、運転状態を検出する運転状
    態検出手段と、これら環境状態検出手段および運転状態
    検出手段の検出結果から被空調空間の快適度を推測する
    推測手段と、この推測手段の推測結果が予め設定された
    快適度となるよう前記設定温度を補正する補正手段とを
    備えたことを特徴とする空気調和機。
  2. 【請求項2】 推測手段は、人体の快適度を学習したニ
    ューラルネットワークであり、人体の状態および室内外
    の環境状態に基づく予測平均投票数(PMV)を快適度
    として求めることを特徴とする請求項1記載の空気調和
    機。
  3. 【請求項3】 環境状態検出手段は室内温度、室内湿
    度、外気温度および熱交換器温度のうち少なくとも1つ
    を検出し、運転状態検出手段は室内への吹出風の量およ
    び角度のうち少なくとも1つを検出することを特徴とす
    る請求項1記載の空気調和機。
  4. 【請求項4】 補正手段は、推測手段で求められる予測
    平均投票数(PMV)が零となるよう設定温度を補正す
    ることを特徴とする請求項2記載の空気調和機。
  5. 【請求項5】 補正手段は、推測手段で求められる予測
    平均投票数(PMV)が、暖房運転時は“PMV<零”
    の所定範囲となるよう、冷房運転時は“PMV>零”の
    所定範囲となるよう設定温度を補正することを特徴とす
    る請求項2記載の空気調和機。
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