JPH079306B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、体感温度を一定に制御する空気調和機に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、空気調和機は、例えば暖房運転時、設定温度と検
出した室内温度とを比較し、室内温度が設定温度より高
いときは、圧縮機の運転を停止させ、その逆のときは、
圧縮機を運転させて室温を制御していた。

また、室温を、単に、設定温度に近づける制御の他に、
冷房シーズンの始めおよび終り頃の外気温を考慮して、
就寝時の冷房運動をタイマにより制御し、不要な送風運
転による寝冷え等を防止するようにした空気調和機が提
案されている。第７図は例えば特公昭59-50899号公報に
示されたこの種の空気調和機の制御回路図を示す。図に
おいて、51,52は電源端子＋Ｂとアース間に直列接続さ
れてサーミスタ等からなる室温用の第１抵抗であり、室
温検出部を形成する。53は一方の接点53aが室温センサ5
1と第１抵抗52の接続点に接続されたアナログスイッ
チ、54はアナログスイッチ53の他方の接点53bとアース
間に接続された温度設定用可変抵抗であり、他方の接点
53bに接続される一端が第２抵抗55を介して電源端子＋
Ｂに接続され、温度設定部を形成する。56はアナログス
イッチ53に接続されたA/Dコンバータ、57はアナログス
イッチ53とA/Dコンバータ56とに接続されたワンチップ
からなるマイクロコンピュータであり、後述のファンモ
ータおよびコンプレッサモータの運転制御を形成する。
58,59はそれぞれ電源端子＋Ｂとマイクロコンピュータ5
7間に接続された運転スイッチおよび停止スイッチであ
り、マイクロコンピュータ57に接続されるそれぞれの一
端が第３および第４抵抗60,61を介してアースされてい
る。62,63はそれぞれ電源端子＋Ｂとマイクロコンピュ
ータ57間に接続されたタイマスイッチおよびタイマ時間
設定用スライドスイッチ、64,65,66,67,68,69,70はタイ
マースイッチ62とマイクロコンピュータ57の接続点およ
びスライドスイッチ63の各一方の端子とマイクロコンピ
ュータ57の各接続点とアースとの間にそれぞれ接続され
た第５ないし第11抵抗であり、タイマスイッチ62、スラ
イドスイッチ63、各抵抗64〜70によりタイマ設定部が形
成されている。

71はベースがバイアス用の第12抵抗72を介してマイクロ
コンピュータ57の第１出力端子57aに接続されたスイッ
チング用の第１トランジスタであり、エミッタがアース
されている。73は第１トランジスタ71のベースとエミッ
タ間に接続された第13抵抗、74aは電源端子＋Ｂと第１
トランジスタ71のコレクタとの間に接続された第１のリ
レーのコイル、75は第１のリレーのコイル74aに並列接
続された第１ダイオード、74b,76は両電源端子＋B,−Ｂ
間に直列接続された第１のリレーの接点およびファンモ
ータであり、トランジスタ71,第１のリレーによりファ
ンモータ給電制御部が形成されている。

77はベースがバイアス用の第14抵抗78を介してマイクロ
コンピュータ57の第２出力端子57bに接続されたスイッ
チング用の第２トランジスタであり、エミッタがアース
されている。79は第２トランジスタ77のベースとエミッ
タ間に接続された第15抵抗、80aは電源端子＋Ｂと第２
トランジスタ77のコレクタとの間に接続された第２のリ
レーのコイル、81は第２のリレーのコイル、80aに並列
接続された第２ダイオード、80b、82は両電源端子＋B,
−Ｂ間に直列接続された第２のリレーの接点および圧縮
機であり、トランジスタ77,第２のリレーにより圧縮機
給電制御部が形成されている。

なお、マイクロコンピュータ57は、コンバータ56を介し
て入力された室温検出部の温度すなわち検出された室温
と、コンバータ56を介して入力された設定部の設定温度
とを比較する温度比較手段、タイマ設定部により設定さ
れたタイマ時間を計数するタイマカウンタ手段および、
温度比較手段、タイマ設定部の出力が入力される判別処
理手段などを備えている。

また、温度比較手段は設定温度の保持用のメモリを有
し、判別処理手段は、温度比較手段の出力にもとづき室
温が設定温度以上になるときおよび設定温度より所定温
度２℃低下するときの判別機能、タイマ運転か否かの判
別機能および両判別機能の出力および予め設定された制
御手段のデータにもとづき両モータ給電制御部の発停を
制御する制御機能を有する。

つぎに、第８図に示すフローチャートに基づき作用を説
明する。

まず、電源を投入し、アナログスイッチ53を他方の接点
53bに接続して可変抵抗54を調整すると、第２抵抗55と
可変抵抗54により分圧された電圧が設定温度としてアナ
ログスイッチ53およびA/Dコンバータ56を介してマイク
ロコンピュータ57の温度比較手段に入力され、設定温度
が温度比較手段のメモリに記憶され、いま、第９図
（ａ）の１点鎖線で示すように、27℃が設定されて（Ｓ
-50）メモリが27℃を記憶しているものとする。

つぎに、第９図に示すt0時に運転スイッチ58を押圧する
と（Ｓ-51）、マイクロコンピュータ57の判別処理手段
から第１出力端子57aを介して第１のトランジスタ71に
ファンモータ駆動指令信号が出力されて第１トランジス
タ71がオンし、電源端子＋Ｂから第１のリレーのコイル
74aを通って第１トランジスタ71に電流が流れ、第１の
リレーの接点74bが閉になってファンモータ76が給電駆
動され（Ｓ-52）、第９図（ｂ）に示すように、ファン
モータ76が駆動されて送風運転される。

つぎに、スライドスイッチ63によりタイマー時間を例え
ばt5時に設定したのちタイマスイッチ62を押圧すると
（Ｓ-53）、マイクロコンピュータ57のタイマカウンタ
手段により計時が開始されて（Ｓ-54）、タイマ運転が
開始され（Ｓ-55）、t5時に達してタイマ設定時間が過
ぎるまでは（Ｓ-56）、室温センサー51により検出され
た室温が、記憶された27℃の設定温度より高いか否かが
マイクロコンピュータ57の温度比較手段により比較され
る（Ｓ-57）。

そして、第９図（ａ）および（ｃ）に示すように、設定
温度27℃より高い場合は（Ｓ-57）、マイクロコンピュ
ータ57判別処理手段から第２出力端子57bを介して第２
のトランジスタ77に圧縮機駆動指令信号が出力され、第
２トランジスタはオンして第２のリレーのコイル80aに
電流が流れ第２のリレーの接点80bが閉になって圧縮機8
2が給電駆動され、圧縮機82が駆動されて冷房運転され
る（Ｓ-58、59）。

一方、室温が27℃より低くなると（Ｓ-57）、マイクロ
コンピュータ57の判別処理手段が圧縮機の停止命令を出
力し、第２出力端子57bの圧縮機駆動指令信号がなくな
り、第２のリレーのコイル80aに通電されず、その接点8
0bが開になり、圧縮機82の駆動が停止する（Ｓ-60）。

すなわち、室温が設定温度27℃より所定温度２℃低い25
℃になるまでの間は（Ｓ-61,S-62）、マイクロコンピュ
ータ57の判別処理手段が温度比較手段の出力にもとづ
き、圧縮機82の発停を制御する。なお、ファンモータ76
は駆動され続ける（Ｓ-52）。

そして、タイマ運転中において（Ｓ-61）、t3′時に室
温が25℃に低下し、設定温度27℃より２℃低くなると
（Ｓ-62）、このとき判別処理手段がファンモータおよ
び圧縮機の停止指令を出力し、出力端子57a、57bからの
ファンモータ、圧縮機駆動指令信号が出力されなくな
り、第９図（ｂ）、（ｃ）に示すように両モータ76、82
が停止して空気調和機が全停止し（Ｓ-63）、第９図
（ａ）に示すようにt3′時〜t5時の間、すなわち、t3′
時からタイマ設定時間が終了するまでの間に（Ｓ-64）
室温が設定温度27℃に戻らなければ（Ｓ-66）、両モー
タ76、82が停止し続けて駆動機構が全停止に保持され
る。

また、第10図に示すように、スライドスイッチ63により
タイマ時間をT3に設定し、タイマ設定時間T3内におい
て、T1時に室温が25℃になると共に、T2時に室温が設定
温度の27℃より再び高くなるような場合、T0時からT2時
までは、前述の第９図の場合と同様に動作し、T1時〜T2
時にはファンモータ76も停止する。

そして、室温が再び27℃に上昇するT2時になると、判別
処理手段がファンモータ76の停止指令を解除し、出力端
子57aからファンモータ駆動指令信号が再び出力されフ
ァンモータ76が再び駆動されるとともに、判別処理手段
が圧縮機の停止指令も解除して圧縮機82が再び駆動さ
れ、以降タイマ設定時間になるまで第９図の場合と同様
に圧縮機82の発停が制御され、タイマ設定時間になると
（Ｓ-56）両モータ76、82が停止して空気調和機が全停
止になる（Ｓ-67）。

なお、タイマにより時間を設定しない通常の運転の場合
は、第８図のＳ-50〜Ｓ-55、Ｓ-57、Ｓ-58、またはＳ-6
0、Ｓ-59の動作を、停止スイッチ59を押圧するまで繰り
返えす。

したがって、前述の従来例によると、室温が設定温度27
℃より所定温度２℃低下して25℃に低下するまでの間
は、ファンモータ76を駆動し続けるとともに圧縮機82の
発停を制御して従来と同様に冷房運転と送風運転とを選
択的に行なうが、室温が25℃に低下すると、圧縮機82だ
けでなくファンモータ76も停止し、不要な送風運転を防
止して節電することができるとともに、タイマ運転時の
不要な送風による寝冷えなどを防止することができる。

また、室温が一旦25℃に低下した後に再び27℃に上昇し
たときは、タイマ設定時間の終了前であれば再びファン
モータ76および圧縮機82を駆動し、冷房運転と送風運転
とを選択的に行なって室温の制御を行なうことができ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の空気調和機は、以上のように構成されているの
で、室温が空気調和機の設定温度になっても、室内にい
る人間には、その温度より寒くまたは暑く感じることが
あり、室温を適正に制御することが困難であった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、体感温度を設定温度に近づけることを目的
としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る空気調和機は、室内温度を検出する室温
検出手段と、感温抵抗素子とこの感温抵抗素子を加熱す
るヒータを有し、このヒータにより加熱され輻射エネル
ギ流出量及び気流速度の影響を受けた前記感温抵抗素子
の温度上昇値を検出する温度上昇値検出手段と、前記室
温検出手段の出力及び前記温度上昇値検出手段の出力に
基づいて体感温度を算出する体感温度算出手段と、室温
を設定する温度設定手段と、この温度設定手段で設定し
た設定温度と前記体感温度算出手段で算出された体感温
度の差に基づいて圧縮機の運転を制御する制御手段とを
備えたものである。

〔作用〕

この発明における空気調和機は、温度設定手段で設定し
た設定温度と体感温度算出手段で算出された体感温度の
差に基づいて圧縮の運転を制御することにより室温を制
御し、体感温度を設定温度に近づける。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を暖房運転の例で説明する。
第１図において、58,59,82は第７図と同一部分を示す。
１は室温検出用センサとしての感温抵抗素子である。２
は温度上昇値検出器で、感温抵抗素子2rおよびヒータ2h
から構成され、ヒータ2hにより感温抵抗素子2rを加熱し
て、上昇した温度を感温抵抗素子2rによって検出する。
このとき、壁や床の温度が室温より低いと感温抵抗素子
2rからの輻射エネルギ流出量が増し熱が奪われるため、
また、気流速度すなわち風速が増すと感温抵抗素子2rが
冷やされるため、感温抵抗素子2rによって検出する温度
上昇値は壁や床の温度が室温と同一で気流がない場合に
比べ低くなる。すなわち、温度上昇値検出器２は、感温
抵抗素子2rの温度上昇値を検出することにより輻射エネ
ルギ流出量と気流速度の影響を同時に検出することがで
きる。一方、壁や床の温度が室温と同一で気流がない場
合の感温抵抗素子2rの温度上昇値は、基準温度上昇値と
して、次に説明するマイクロコンピュータ３のメモリ3m
に記憶させてある。３は体感温度算出手段および制御手
段としてのマイクロコンピュータで、入力回路3i、出力
回路3o、CPU3pおよびメモリ3mにより構成し、前記感温
抵抗素子１からA/Dコンバータ４および入力回路3iを介
して入力した室温と、前記温度上昇値検出器２からA/D
コンバータ５および入力回路3iを介して入力した感温抵
抗素子2rの温度上昇値から体感温度を算出し、例えば暖
房運転をする場合は、算出された体感温度が設定温度よ
り高いとき、圧縮器給電回路６を介して圧縮機82の運転
を停止させ、その逆のとき、圧縮機82を運転している。
前記メモリ3mは、前記基準温度上昇値の情報を格納して
いる。

次に、第２図のフローチャートに基づき、暖房運転する
場合の動作を説明する。

運転スイッチ58がONされると（STEP-１）、感温抵抗素
子１により室温が検出され（STEP-２）、温度上昇値検
出器１によりヒータ2hで加熱された感温抵抗素子2rの温
度上昇値が検出される（STEP-３）。次にマイクロコン
ピュータ３により、メモリ3mに格納した基準温度上昇値
と感温抵抗素子2rの温度上昇値との差を算出し、この温
度差に定数を乗じて得られる温度を検出された室温から
引くことにより、輻射エネルギ流出量と気流速度を考慮
した総合検出温度を算出する（STEP-４）。上記の基準
温度上昇値と感温抵抗素子2rの温度上昇値との差は輻射
エネルギ流出量と気流速度の影響による感温抵抗素子2r
の温度の低下分に相当する。また、輻射エネルギ流出量
と気流速度の影響により感温抵抗素子2rの温度が低下す
るように、それらの影響により室温に対して実際に人間
が感じる体感温度も低下するため、感温抵抗素子2rの温
度の低下分と体感温度の室温に対する低下分は一定の関
係にある。そこで、検出された室温と感温抵抗素子2rの
温度の低下分を用いて体感温度を求めることができる。
すなわち、上記のように算出された総合検出温度はほぼ
体感温度に等しい。ついで、この算出された総合検出温
度と設定温度とを比較し（STEP-５）、比較した結果、
総合検出温度が設定温度より高いときは、マイクロコン
ピュータ３により圧縮器給電回路６を介して圧縮機82の
運転を停止し（STEP-６）、逆に、総合検出温度が設定
温度より低いときは、圧縮機82を運転し（STEP-７）、
総合検出温度を設定温度に等しくする。

室温制御中に、停止スイッチをONすると（STEP-８）、
マイクロコンピュータ３により圧縮機82が停止され（ST
EP-９）、圧縮機82は運転スイッチ58がONされるまで待
機する。

空気調和機を暖房運転した場合の室温、総合検出温度、
壁の温度、気流、及び圧縮機の動作の関係を第３図を用
いて説明する。気流速度が生じると（t1）、室温はその
ままであるのに、温度上昇値検出器２は冷やされ、総合
検出温度は低下する。この温度低下は、空気調和機使用
者が気流の風速で感じる冷感に等しい温度である。空気
調和機は、総合検出温度が設定温度に到達するまで圧縮
機82の運転を行い（t1〜t2）、総合検出温度が設定温度
と同一になったら（t2）、圧縮機82を停止する。その後
総合検出温度が設定温度以下になると（t3）、再び圧縮
機を運転する。気流速度がなくなると（t4）、総合検出
温度は気流の風速で感じた冷感に等しい温度だけ上昇す
る。そして、総合検出温度が設定温度よりも高い場合は
圧縮機を停止し、設定温度よりも低い場合は圧縮機を運
転する動作を続ける（t4〜t5）。また、壁温が降下する
と（t5）、室温が同一であるのに、温度上昇値検出器２
は冷やされ、総合検出温度は低下する。この温度低下
は、空気調和機使用者が壁への輻射エネルギ放出の増加
で感じる冷感に等しい温度である。空気調和機は、総合
検出温度が設定温度に到達するまで圧縮機の運転を行い
（t5〜t6）、総合検出温度が設定温度と同一になったら
（t6）、圧縮機を停止する。その後、総合検出温度が設
定温度以下になると（t7）、再び圧縮機を運転する。

なお、前記実施例では、基準温度上昇値情報は予めメモ
リ3mに格納した情報を用いたが、次のようにして検出し
た基準温度上昇値を用いてもよい。

第４図のフローチャートに基づき説明すると（フローチ
ャート中、STEP-１からSTEP-９は第２図に示す動作と同
一である。）停止スイッチ59をONして（STEP-８）、圧
縮機82の運転停止（STEP-９）後、t1時間経過するか（S
TEP-10）、あるいは、t1時間経過する前に、運転スイッ
チ58がONされたとき（STEP-11）、感温抵抗素子１およ
び温度上昇値検出器２によりそれぞれ室温及び感温抵抗
素子2rの温度を検出し（STERP-12,13）、マイクロコン
ピュータ３により基準温度上昇値を算出し（STERP-1
4）、この値をメモリ3mに格納する（STEP-15）。このよ
うにして得られた基準温度上昇値はばらつきが少ないた
め感温抵抗素子１による室温との比較精度誤差が小さ
く、より正確に温度制御を行なうことができる。

前記実施例では、室内温度と感温抵抗素子2rの温度上昇
値とにより、総合検出温度を算出し、この算出した温度
に基づき室温を制御する例を説明したが、このように制
御された室内においても、外気温が降下すると、足元の
温度も降下するとともに、頭部付近の温度が上昇するた
め、人間は、平均室温より低い温度の空気中にいるよう
に感じる。

第５図はこの点をも改良した空気調和器の例を示す。図
において、同一または相当部分は同一符号を付してあ
る。第６図に示すフローチャートに基づき説明すると、
前記感温抵抗素子１により室内温度を（STEP-20）、温
度上昇値検出器２により感温抵抗素子2rの温度上昇値を
（STEP-21）、A/Dコンバータ７を介して感温抵抗素子８
により室外温度を検出する（STEP-22）ようにしたか
ら、より体感温度に近い温度を算出する（STEP-23）こ
とができ、室温を適正温度に制御できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、室内温度を検出する
室温検出手段と、感温抵抗素子とこの感温抵抗素子を加
熱するヒータを有し、このヒータにより加熱され輻射エ
ネルギ流出量及び気流速度の影響を受けた前記感温抵抗
素子の温度上昇値を検出する温度上昇値検出手段と、前
記室温検出手段の出力及び前記温度上昇値検出手段の出
力に基づいて体感温度を算出する体感温度算出手段と、
室温を設定する温度設定手段と、この温度設定手段で設
定した設定温度と前記体感温度算出手段で算出された体
感温度の差に基づいて圧縮機の運転を制御する制御手段
とを備えた構成にしたので、温度設定手段で設定した設
定温度と総合検出温度算出手段で算出された体感温度の
差に基づいて圧縮機を運転して室温を制御し、体感温度
を設定温度に近づけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は動作フ
ローチャート、第３図は圧縮機のタイミングチャート、
第４図は動作フローチャート、第５図は他の実施例を示
す図、第６図は動作フローチャート、第７図は空気調和
器の従来の制御回路例を示す図、第８図は動作フローチ
ャート、第９図（ａ）〜（ｃ）および第10図（ａ）〜
（ｃ）はそれぞれタイミングチャートである。 図において、１……感温抵抗素子、２……輻射気流混合
検出器、３……マイクロコンピュータ、82……圧縮器、
である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 作雄 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社商品研究所内 (72)発明者 梅村 博之 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 松田 謙治 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (72)発明者 石岡 秀哲 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱電 機株式会社静岡製作所内 (56)参考文献 特開 昭49−68546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−91138（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内温度を検出する室温検出手段と、感温
   抵抗素子とこの感温抵抗素子を加熱するヒータを有し、
   このヒータにより加熱され輻射エネルギ流出量及び気流
   速度の影響を受けた前記感温抵抗素子の温度上昇値を検
   出する温度上昇値検出手段と、前記室温検出手段の出力
   及び前記温度上昇値検出手段の出力に基づいて体感温度
   を算出する体感温度算出手段と、室温を設定する温度設
   定手段と、この温度設定手段で設定した設定温度と前記
   体感温度算出手段で算出された体感温度の差に基づいて
   圧縮機の運転を制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とする空気調和機。