JP3864814B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の空気調和機の冷房運転時使用者に冷風感覚を感じさせることなく風速をカオス変動させることにより自然に近い気流変化を感じさせる制御装置は、例えば特開平08−313032号公報等に示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような空気調和機の制御装置では、偏向羽根の偏向速度を変えるため偏向板の動作させるためのステッピングモーターの角速度を変更する必要があるため、角速度の大きいときにステッピングモーターにかかる電圧も大きくなり、許容電圧の大きなステッピングモーターを用いる必要があり、また制御回路の許容電圧を大きくする必要がある。そのため、ステッピングモーターおよび制御回路のコストが高くなるという問題があった。また、制御回路にカオス生成手段を兼ね備えており、その分、制御回路内の半導体メモリの容量を増やす必要があった。
【0004】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で使用者に自然に近い気流変化を感じさせる装置を得るものである。またこの発明は簡単な構成で快適で信頼性の高い装置を得るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気調和機は、送風機を有し吸込んだ空気を吹出口から吹出させる本体と、本体に設けられ吹出口から吹出す空気の流れを上下方向及び左右方向の少なくとも一方に向きを変える変向板と、変向板の角度を変更し送風機から吹出した風を前記変向板に衝突させる動作を駆動する駆動手段と、駆動手段を制御して、変向板を上下方向及び左右方向の少なくとも一方の向きを所定の角度内で一方の端部より他方の端部へ動作させるとともに、所定の角度内に設定した特定の角度に変向板が達したとき乱数を発生させ、その乱数の大小に応じて変向板の移動する方向を一方の端部又は他方の端部の方向に選択する制御手段と、を備え、特定の角度はその角度を変更可能である。
【0008】
この発明の特定の角度は人体検出手段の検出した方向に変更可能に設定される。
【0009】
この発明の空気調和機の特定の角度は所定の範囲を有するもしくは複数の角度を有するものである。
【0010】
この発明の空気調和機は、圧縮機、室内熱交換器及び室外熱交換器からなる冷媒回路と、上下方向に風向を変える上下方向変向板及び左右方向に風向を変える左右方向変向板の少なくともいずれかと、を備え、本体は室内熱交換器で空調された空気を室内に吹出す室内ユニットである。
【0011】
この発明の空気調和機は、吸込んだ空気もしくは吹出した空気の温度に応じて駆動手段をON/OFF動作させる。
【0012】
この発明の空気調和機は、駆動手段の駆動による角速度をほぼ一定にする。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係わる空気調和機の構成図、図2は本発明の実施の形態1に係わる室内に設置された室内ユニットの構造図、図3はこの室内ユニットの吹出口に設けられた上下変向板を説明する図である。
【0014】
図1、2、3において、1は圧縮機で周波数を可変またはON/OFFを繰り返して運転される。2は冷房運転と暖房運転で冷媒の流れる方向を変える四方弁、3は室外側の熱交換器である。この圧縮機1と四方弁2と熱交換器3とが主に室外ユニット4を構成している。一方、5は室内側の熱交換器、6は室内の空気を循環する送風機である。また、7は室内から送風機6に空気を吸い込む吸込口、8は送風機6から室内に空気を吹き出す吹出口、9は送風機6から送風された風が吹出口8に到達するまでに通過する吹出し風路、10は吹出し風路9内に設置され、送風機6から送風された風を上下方向に変向するための上下変向板、11は吹出し風路内に設置され、送風機6から送風された風を左右方向に変向するための左右変向板、12は軸19により支持され上下変向板10を動作させるステッピングモーター、であり、図示はしていないが左右変向板11を動作させるステッピングモーター13も別個に設けられている。14は吸込口7に設置される温度サーミスタ、15は吹出口8に設置される温度サーミスタ、16は乱数を発生させる機能を有し、温度サーミスタ14、15の温度を検知し、その乱数の大きさと温度サーミスタ14、15の温度に応じてステッピングモーター12、13を制御する制御回路、17室内ユニット、18は被空調室である。この熱交換器5と送風機6と吸込口7と吹出口8と吹出し風路9と上下変向板10と左右変向板11とステッピングモーター12、13と温度サーミスタ14、15、制御回路16が室内ユニット17を構成している。また、この室内ユニット17は被空調室18の側壁の天井近くに設置されている。20は空調機の温度設定や風向設定が可能なリモコン装置、21は赤外線を検出して人体の検知が可能な人体検出装置である。なお、ステッピングモーターを上下変向板の動作用だけに設け、左右変向板は手動で動かす構造でも良い。
【0015】
図3においては上下変向板10の構造を示し軸19で支持されステッピングモーター12で駆動され角度を変えて風向きを変えることができる。複数枚から成る左右変向板の構造は図示していないが同様にステッピングモーター13で駆動されて軸で支持され一緒に回転し角度を変えて風向きを変えることができる。但しこの左右変向板の動作はステッピングモーターによらず手動で行ったり、あるいは1台のモーターで左側と右側に置かれたそれぞれの変向板の向きを違う方向に動作させても良いことは当然である。制御回路16とステッピングモーター12は結線されており、制御回路16から位置決めや角速度を調整する信号をステッピングモーター12に電送し、その信号に基づいてステッピングモーター12を動作させる。
【0016】
図4は上下変向板10が動作する角度の範囲を説明する図で、図4においてθ1、θ3は水平からの角度で、且つ、上下変向板10の動作する角度の範囲の端部であってこの範囲の中を変向板10は動いている。図5は制御回路16が制御するステッピングモーターの動作及び制御内容のフローチャートを示す。すなわち図5においては上下変向板10を動作させるステッピングモーター12と制御回路16の制御方法を表す。図5でST1は上下変向板10の位置を制御回路16内に設けたマイコンにて検出するステップ、ST2は上下変向板が特定の角度θ2に一致するかどうかを確認するステップ、ST3は一致していない場合はそのまま変向板の動作を継続させるステップである。ST4にて一致していることが確認されるステップの後で、制御回路16の中でマイコンが乱数を発生させるST5と成る。ST6とST7で0から1までの乱数のうち0.6以上か0.6未満かに応じて、0.6以上の場合はst8としてθ3の方向へ、0.6未満の場合はST9としてθ1の方向に動く。次に動作について説明する。
【0017】
制御回路16はマイコンに設定された制御内容で、上下変向板10が図4に示すように所定の角度θ1からθ3の範囲で動作するようステッピングモーター12を動作させる。θ1からθ3の範囲内にθ2をθ1とθ3の中心よりもθ1に近くなるようにθ2である特定の角度を予め設定する。図5に示すようにステッピングモーター12の動作中、上下変向板10の角度がθ2になったとき、制御回路16において0から1までの乱数を発生させ、その乱数の大小に応じてθ1の方向へ移動するか、θ3の方向へ移動するかを選択して決定し、この動作をするよう制御回路16からステッピングモーター12に信号を電送する。なお、上下変向板の角度がθ1になったときはθ2の方向へ、θ3になったときはθ2の方向へ自動的に移動する。
【0018】
図6は本発明の空調機を適用する室の一例を示す説明図であって寸法はW3.6m×D3.6m×H2.4mの被空調室18を表し、図7は図6の被空調室18の断面説明図である。図8は特性説明図であって、図7に示す被空調室18において上下変向板の動作させる角度をθ1=7°、θ2=16°、θ3=34°とし、ステッピングモーター12の角速度を1.5deg/s一定とし、上下変向板の角度がθ2になったときに、制御回路16で0から1の乱数を発生させ、閾値を0.6とし、その乱数が閾値0.6未満のときにθ1の方向へ移動し、閾値0.6以上のときθ3の方向へ移動するよう制御したとき床上120cmにおける時間平均の風速分布の実験値を表すグラフである。横軸は室内機17を設けた壁からの距離を示し、縦軸は平均風速を示す。図9は特性説明図であって、図7の床上120cm上のx(θ)=300cmにおける風速の出現割合を表すものである。横軸は出現する風速が平均風速に対する割合、縦軸は出現の割合である。すなわち図9の縦軸は風速の出現割合、横軸は風速を平均風速で除したものであり、例えば横軸の値が1のときの縦軸の値が50%であるとき、風速÷平均風速が1以上である割合が50%であることを意味する。図9において白丸は自然風の風速の出現割合を表すものである。なお、この自然風の風速の出現割合は晴れた日に公園で1秒間隔で1時間測定したデータを用いている。
【0019】
図10は図7の床上120cm上のx(θ)=300cmにおける風速変動を測定し、そのゆらぎの性質を表した図である。次にゆらぎについて説明する。ある位置での風速U(t)を平均速度Uと変動速度u‘(t)に分けて、U(t)=U+u‘(t)と定義し、変動速度u’(t)を以下のようにフーリエ級数で表す。
u‘(t)=ΣAisin(2πfit+Φi)
なお、Aiは振幅、fは周波数、tは時間、Φiは位相を表す。このとき、パワースペクトルP(f)を振幅の2乗の期待値で表す。
P(f)=E(Ai 2)
なお、自然風のゆらぎの性質はこのように定義したパワースペクトルが周波数の−5/3乗に比例するというコルモゴロフの−5/3乗則に従うことが知られている。図10は特性説明図で縦軸はパワースペクトルであり、横軸は周波数を示す。図10の太線で示すように図7の床上120cm上のx(θ)=300cmにおける風速変動のゆらぎの性質はパワースペクトルが周波数の−1.6乗に比例しており、−5/3乗に近い値となっている。
【0020】
このように図5に示すようなステッピングモーター12の動作制御を用いることにより、被空調室18の床上120cmにおける風速変動を自然風に近づけることができる。また、風速変動のゆらぎの性質も自然風に近づけることができる。これにより、室内ユニット17が備え付けられている被空調室18の風速変動が自然風に近く、居住者にとって心地よい環境を創出することができる。また、変向板の動作させるためのステッピングモーターの角速度を一定とすることによりステッピングモーターにかかる電圧を大きくせず、許容電圧の大きなステッピングモーターを用いる必要がなく、制御回路の許容電圧を大きくする必要もなくなる。そのため、ステッピングモーターおよび制御回路のコストを抑えて、被空調室18の居住空間において気流の風速変動を自然風の風速変動に近づけることができる。
【0021】
なお、図5に示すステッピングモーター12の制御はリモコン20で使用者がステッピングモーター12を動作させるモードを選択したとき、または冷房運転時において使用者が設定した温度と被空調室18の室温との温度差が大きいとき、または冷房運転時において室内ユニット17の吹出し温度が高いときに有効となる。なお、実施の形態1に示した上下変向板10が動作する角度の範囲や、ステッピングモーター12の移動方向を切り替える角度や、乱数を発生させてステッピングモーター12の移動方向を判定する閾値や、ステッピングモーター12の角速度はこの限りではない。また、上下変向板10のみを動作させた場合を示したが、左右変向板11をステッピングモーター13を使用して動作させても、上下変向板10と左右変向板11を同時に動作させてもよい。また、ステッピングモーター12の角速度はθ1〜θ2を移動するときの方がθ2〜θ3を移動するときよりも大きくしてもよい。また、温度サーミスタ15がない場合は配管温度や吸込み温度を検出し、これらの関連する値から吹出し温度を予測しても良い。
【0022】
図11は冷房時の温冷感と被空調室18の室内温度との関係を表す特性図であり、縦軸は寒さ感横軸は室内温度である。図12は冷房時の温冷感と室内ユニット17の吹出し温度との関係を表す特性図で、縦軸は寒さ感、横軸は吹出し温度である。この図11と図12の特性図は、被空調室18において被験者試験を行い、アンケート結果をもとに作成したものであり、縦軸の寒さ感は1.0〜1.5の範囲を被験者が心地良いと感じた領域である。図11よりステッピングモータ12もしくは13を連続的に動作させたとき、室内温度が26℃以下になったとき快適と感じる領域から外れ、また図12より室内ユニット17の吹出し温度が20℃以下になったときに快適と感じる領域から外れることがわかる。
【0023】
図13は冷房運転時のステッピングモーター12の動作を表す本発明の別の制御フローである。上下変向板10の位置を検出(ST11)し、上下変向板10がθ2に一致するかどうか判断(ST12)し、一致しない場合(ST13)、そのまま運転動作を継続させ、一致した場合(ST14)、室温26゜C以上及び吹出し温度20゜C以上を判断(ST15)し、快適と感じる所定の温度範囲外である(ST16)場合にステッピングモーターを停止させる(ST17)。一方室温26゜C以上で、吹出し温度が20゜C以上の場合(ST18)、乱数を発生させ(ST19)、閾値0.6以上か、未満かを確認(ST20、22)し、閾値以上である場合はθ3の方向へ(ST21)、以下である場合はθ1の方向へ(ST23)動かしてステッピングモーターの動作を続ける。次に動作について説明する。
【0024】
温度サーミスタ14で被空調室18の空気の温度を検出し、温度サーミスタ15で室内ユニット17の吹出し温度を検出、または配管温度や吸込み温度をもとに吹出し温度を予測し、また、ステッピングモータの位置情報を制御回路16へ伝送する。そして温度サーミスタ14の温度が26℃以上、かつ吹出し温度が20℃以上のとき、ステッピングモーター12を動作させ、それ以外のときは動作しないよう制御回路16でステッピングモーター12を制御し、上下変向板10の角度を天井に対して水平に近くなるようにする。ステッピングモーター12は上下変向板10が図4に示すように所定の角度θ1からθ3の範囲で動作するようステッピングモータ12を動作させる。θ1からθ3の範囲内にθ2をθ1とθ3の中心よりもθ1、すなわち水平方向に近くなるようにθ2を設ける。図5に示すようにステッピングモーター12の動作中、上下変向板10の角度がθ2になったとき、制御回路16において0から1の乱数を発生させ、その乱数の大小に応じてθ1の方向へ移動するか、θ3の方向へ移動するかを決定し、この動作をするよう制御回路16からステッピングモーター12に信号を電送する。なお、上下変向板の角度がθ1になったときはθ2の方向へ、θ3になったときはθ2の方向へ自動的に移動する。
【0025】
このように図13に示すようなステッピングモーター12の動作制御を用いることにより、被空調室18の床上120cmにおける風速変動を自然風に近づけることができる。また、風速変動のゆらぎの性質も自然風に近づけることができる。これにより、室内ユニット17が備え付けられている被空調室18の風速変動が自然風に近く、居住者にとって心地よい環境を創出することができる。また、被空調室18の室内温度と室内ユニット17の温度に応じてステッピングモーター12の動作を制御することにより、使用者にとって快適な温熱環境を創出することができる。また、変向板の動作させるためのステッピングモーターの角速度を一定とすることによりステッピングモーターにかかる電圧を大きくせず、許容電圧の大きなステッピングモーターを用いる必要がなく、制御回路の許容電圧を大きくする必要もなくなる。そのため、ステッピングモーターおよび制御回路のコストを抑えて、被空調室18の居住空間において気流の風速変動を自然風の風速変動に近づけることができる。
【0026】
なお、図13に示すステッピングモーター12の制御はリモコンで使用者がステッピングモーター12を自動的に動作させるモードを選択したときに有効となる。なお、本発明に示した上下変向板10が動作する角度の範囲や、ステッピングモーター12の移動方向を切り替える角度や、乱数を発生させてステッピングモーター12の移動方向を判定する閾値や、ステッピングモーター12の角速度はこの限りではない。また、上下変向板10のみを動作させた場合を示したが、左右変向板11のみ動作させても、上下変向板10と左右変向板11を同時に動作させてもよい。また各変向板の駆動手段としてステッピングモーターの例で説明したがこの種類に限定されることなくほかの種類のモーター、例えばブラシレスモーターなどでも良いことは当然である。
【0027】
左右変向板11の動作を上記説明と同様にステッピングモーター13を制御して図5、図13と同一の動作を行うことができる。左右変向板11は複数の枚数を一括して同じ方向に1台のステッピングモーターで動作させることができる。この場合左右全体に広い角度に風を流すことが可能で、例えば室内ユニットの右手端部を室内ユニット中心線に対しθ1とし、左手端部を中心線に対しθ3とした場合、設定される特定の角度θ2はこの左右変向板11の動作範囲内に設定される。更にこの特定の設定される角度θ2はθ1とθ3の狭い方に近づけて設けると快適性が得られるエリアを広く確保できる。この特定の角度θ2の設定をリモコン20で行うこともできるし、室内ユニット17の設置場所に応じて設定しなおすことも可能である。この設定は左右変向板11の動作範囲を設定することにより自動的に行われる。
【0028】
更に図1に示す赤外線を検出して人体の検知が可能な人体検出装置21で人の存在する位置を検出し、この人のいる方向を特定の角度θ2と設定することにより、空調機の使用者にとって室内のどの位置に動こうとより快適な空間となる。またこの特定の設定される角度θ2は一点である必要はない。所定の角度範囲の上限と下限の数値を設定できるようにすれば角度θ2に変向板10、11が存在する機会が多くなり向きの選択の機会が増えてより快適なものとなる。更にこの選択の動作にヒステリシスを持たせれば、すなわち上下の動作では上から動いて来た場合は下の特定角度で、下から来た場合は上の特定角度で変向板の方向選択動作を行うことにより、よりゆったりとした方向変更が可能になる。更に左右変向板をユニット中央より左側と、右側でそれぞれのステッピングモーターを使用して別々に本発明の動作をさせても良いことは当然である。人の存在位置を検出した場合左右のみならず上下の変向板に関しても焦点が絞れれば一層良質な空調を行うことができる。
【0029】
なお、上下変向板10が図4に示すように所定の角度θ1からθ3の範囲で動作するようステッピングモーター12を動作させる際、θ1からθ3の範囲内にθ2をθ1とθ3の中心よりもθ1に近くなるようにθ2である特定の角度を予め設定すると説明したが、この理由を図7及び特性説明図14にて説明する。図7において床上120cmの線上で、且つ、点AはX(70゜)の位置であり、点BはX(7゜)の位置である。上下変向板である室内機に取付けた上下ベーンをこの7−70゜の範囲に向く様に角速度1.5deg/s一定、周期30sで動かすとする。この動作により風向きベクトルが床上120cmの線上と交わる点を調査した。図14はこの交わる点を1秒ごとにプロット下特性を示す。図14は横軸が室内機側の壁面からの距離X(θ)であり、図に示すように室内機から離れるほど風があたっている時間は短く、気流側も減衰するため気流感を感じにくくなるので、θ2をθ1とθ3の中心よりもθ1に近くなるように、すなわち広い部屋に対しても全体で気流考えられるように、言いかえると部屋の何処にいても気流考えられるようにしている。但しこの特定の角度であるθ2の設定を例えばリモコンや、室内機に設けたスイッチなどで切換えられるようにすれば使用者が常に自分が快適と感じる気流感が所定の位置で得られることになる。
【0030】
本発明は、例えば圧縮機、室内熱交換器及び室外熱交換器からなる冷媒回路を有し、該室内熱交換器と送風機と吹出口および吸込口を内部に有し、吹出し風路内に上下、左右変向板を有し、上下、左右変向板を動作させるステッピングモータを有し、制御回路を有し、送風機から吹出した風を変向板に衝突させ、変向して吹出す室内ユニットにあって、上下、左右の変向板を所定の角度内で動作させ、その角度内に所定角度を設け、上下、左右変向板が所定の角度に達したとき、制御回路で乱数を発生させ、その乱数の大小に応じて上下変向板及び左右変向板の移動する方向を決定し、上下、左右変向板の動作を制御することにより、被空調室の居住空間において気流の風速変動を自然風の風速変動に近づけるための空気調和機の制御装置である。更に本発明は冷媒回路の室内熱交換器と室外熱交換器の分かれていない、すなわち本体の中に凝縮機と蒸発器が一体になった除湿機のような場合でも本発明は使用できるし、冷媒回路や熱交換器を持たない空気清浄機や送風機だけのものでも良い。
【0031】
また、室内ユニットの吹出し温度と室温に応じてステッピングモーターのON/OFF動作を制御することにより、被空調室の居住空間において体感温度を制御するための空気調和機の制御装置である。また、変向板を動作させるためのステッピングモーターの角速度を一定とすることによりステッピングモーターにかかる電圧を大きくせず、許容電圧の大きなステッピングモーターを用いる必要がなく、制御回路の許容電圧を大きくする必要もなくなる。そのため、ステッピングモーターおよび制御回路のコストを抑えて、被空調室の居住空間において気流の風速変動を自然風の風速変動に近づけるための空気調和機の制御装置である。
【0032】
以上から明らかなように本発明に係わる空気調和機は、圧縮機1、室内熱交換器5及び室外熱交換器3からなる冷媒回路を有し、該室内熱交換器5と送風機6と吹出口8および吸込口7を内部に有し、吹出し風路内に上下変向板10、左右変向板11を有し、上下変向板10、左右変向板11を動作させるステッピングモーター12を有し、制御回路16を有し、送風機6から吹出した風を変向板に衝突させ、変向して吹出す室内ユニットにあって、上下変向板10を所定の角度内で動作させ、その角度内に所定角度を設け、上下変向板10が所定の角度に達したとき、制御回路16で乱数を発生させ、その乱数の大小に応じて上下変向板10の移動する方向を決定し、上下変向板10の動作を制御することを特徴とする空気調和機の制御装置であって、ステッピングモータ12の動作を制御を用いることにより、被空調室18の床上120cmにおける風速変動を自然風に近づけることができる。また、風速変動のゆらぎの性質も自然風に近づけることができる。これにより、室内ユニット17が備え付けられている被空調室18の風速変動が自然風に近く、居住者にとって心地よい環境を創出することができる。また、変向板の動作させるためのステッピングモーターの角速度を一定とすることによりステッピングモータにかかる電圧を大きくせず、許容電圧の大きなステッピングモーターを用いる必要がなく、制御回路の許容電圧を大きくする必要もなくなる。各速度を一定にするとはモーターの制御を大きく変えないということであって、例えば短い範囲にしろ長い範囲にしろ往復動ぐらいの間は角速度を変えない、もしくは若干の変更程度という意味である。そのため、ステッピングモーターおよび制御回路のコストを抑えて、被空調室18の居住空間において気流の風速変動を自然風の風速変動に近づけることができる。
【0033】
また、以上から明らかなように本発明に係わる空気調和機の制御装置は、圧縮機1、室内熱交換器5及び室外熱交換器3からなる冷媒回路を有し、該室内熱交換器5と送風機6と吹出口8および吸込口7を内部に有し、吹出し風路内に上下変向板10、左右変向板11を有し、上下変向板10、左右変向板11を動作させるステッピングモータ12を有し、制御回路16を有し、送風機6から吹出した風を変向板に衝突させ、変向して吹出す室内ユニットにあって、上下変向板10を所定の角度内で動作させ、その角度内に所定角度を設け、上下変向板10が所定の角度に達したとき、制御回路16で乱数を発生させ、その乱数の大小に応じて上下変向板10の移動する方向を決定し、上下変向板10の動作を制御することを特徴とする空気調和機の制御装置であって、ステッピングモーター12の動作を温度サーミスタ14と温度サーミスタ15の温度に応じて制御することにより、使用者に肌寒感をあたえることなく、被空調室18の床上120cmにおける風速変動を自然風に近づけることができる。また、風速変動のゆらぎの性質も自然風に近づけることができる。これにより、室内ユニット17が備え付けられている被空調室18の風速変動が自然風に近く、居住者にとって心地よい環境を創出することができる。
【0034】
【発明の効果】
この発明の空気調和機は、送風機を有し吸込んだ空気を吹出口から吹出させる本体と、本体に設けられ吹出口から吹出す空気の流れを上下方向及び左右方向の少なくとも一方に向きを変える変向板と、変向板の角度を変更し送風機から吹出した風を前記変向板に衝突させる動作を駆動する駆動手段と、駆動手段を制御して、変向板を上下方向及び左右方向の少なくとも一方の向きを所定の角度内で一方の端部より他方の端部へ動作させるとともに、所定の角度内に設定した特定の角度に変向板が達したとき乱数を発生させ、その乱数の大小に応じて変向板の移動する方向を一方の端部又は他方の端部の方向に選択する制御手段と、を備え、特定の角度はその角度を変更可能であるので、簡単な構成で使用者に自然に近い気流変化を感じさせ、心地よい環境を創出することが出来る装置が得られる。
【0037】
この発明の特定の角度は人体検出手段の検出した方向に変更可能に設定されるので、何処に動こうと快適な空調が得られる。
【0038】
この発明の空気調和機の特定の角度は所定の範囲を有するもしくは複数の角度を有するので、使いやすく信頼性の高い装置が得られる。
【0039】
この発明の空気調和機は、圧縮機、室内熱交換器及び室外熱交換器からなる冷媒回路と、上下方向に風向を変える上下方向変向板及び左右方向に風向を変える左右方向変向板の少なくともいずれかと、を備え、本体は室内熱交換器で空調された空気を室内に吹出す室内ユニットであるので、室内の大小にかかわらず快適な空調が得られる。
【0040】
この発明の空気調和機は、吸込んだ空気もしくは吹出した空気の温度に応じて駆動手段をON/OFF動作させるので、必要な時に快適な空調が得られる。
【0041】
この発明の空気調和機は、駆動手段の駆動による角速度をほぼ一定にするので、信頼性の高い装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施形態1の構成を示す空気調和機の構成図である。
【図2】 この発明の実施形態1の構成を示す室内ユニットの構成図である。
【図3】 この発明の実施形態1の構成を示す室内ユニットの上下変向板の構成図である。
【図4】 この発明の実施形態1の構成を示す上下変向板の動作範囲を表す図である。
【図5】 この発明の実施形態1の構成を示すステッピングモータの制御フローである。
【図6】 この発明の実施形態1の構成を示す室内ユニットにおける被空調室を表す説明図である。
【図7】 この発明の実施形態1の構成を示す室内ユニットにおける被空調室の断面図を表す図である。
【図8】 この発明の実施形態1の構成を被空調室の床上120cmにおける平均速度分布を表す特性図である。
【図9】 この発明の実施形態1の構成を示す被空調室の床上120cmにおける風速変動を表す特性図である。
【図10】 この発明の実施形態1の構成を示す被空調室の床上120cmにおける風速変動のゆらぎの性質を表す特性図である。
【図11】 この発明の実施形態1の構成を示す寒さ感と室温の関係を表す特性図である。
【図12】 この発明の実施形態1の構成を示す寒さ感と吹出し温度の関係を表す特性図である。
【図13】 この発明の実施形態1の構成を示すステッピングモータの別の制御フローを表す図である。
【図14】 この発明の実施形態1の構成を被空調室の床上120cmの線上と風向ベクトルが交わる特性示す特性図である。
【符号の説明】
1 圧縮機、 2 四方弁、 3 室外側熱交換器、 4 室外ユニット、 5 室内側熱交換器、 6 送風機、 7 吸込口、 8 吹出口、 9 吹出し風路、 10 上下変向板、 11 左右変向板、 12 ステッピングモータ、 13 ステッピングモータ、 14 温度サーミスタ、 15 温度サーミスタ、 16 制御回路、 17 室内ユニット、 18 被空調室、 19支持軸、 20 リモコン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to control of an air conditioner.
[0002]
[Prior art]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-313032 discloses a control device that allows a user to feel a natural air flow change by changing the wind speed without causing a user to feel a cold air sensation during cooling operation of an air conditioner. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the air conditioner control apparatus as described above, it is necessary to change the angular speed of the stepping motor for operating the deflecting plate in order to change the deflection speed of the deflecting blade. The voltage also increases, it is necessary to use a stepping motor having a large allowable voltage, and it is necessary to increase the allowable voltage of the control circuit. Therefore, there has been a problem that the cost of the stepping motor and the control circuit is increased. Further, the control circuit also has chaos generation means, and accordingly, it is necessary to increase the capacity of the semiconductor memory in the control circuit.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a device that allows a user to feel a change in airflow that is close to nature with a simple configuration. The present invention also provides a comfortable and highly reliable device with a simple configuration.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The air conditioner of the present invention has a main body that has a blower and blows out sucked air from a blower outlet, and a change in the flow of air that is provided in the main body and that blows out from the blower outlet in at least one of the vertical direction and the horizontal direction. A direction plate, driving means for changing the angle of the direction change plate and causing the wind blown from the blower to collide with the direction change plate, and controlling the drive means to move the direction change plate in the vertical and horizontal directions. At least one direction is moved from one end to the other end within a predetermined angle, and a random number is generated when the turning plate reaches a specific angle set within the predetermined angle. Control means for selecting the direction of movement of the deflecting plate in the direction of one end or the other end depending on the size, and the specific angle can be changed.
[0008]
The specific angle of the present invention is set to be changeable in the direction detected by the human body detecting means.
[0009]
The specific angle of the air conditioner of the present invention has a predetermined range or a plurality of angles.
[0010]
The air conditioner of the present invention includes a refrigerant circuit including a compressor, an indoor heat exchanger, and an outdoor heat exchanger, an up / down direction changing plate that changes the air direction in the up / down direction, and a left / right direction changing plate that changes the air direction in the left / right direction. And the main body is an indoor unit that blows out air conditioned by the indoor heat exchanger into the room.
[0011]
In the air conditioner of the present invention, the driving means is turned ON / OFF according to the temperature of the sucked air or the blown air.
[0012]
In the air conditioner of the present invention, the angular velocity due to the driving of the driving means is made substantially constant.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioner according to
[0014]
1, 2 and 3,
[0015]
FIG. 3 shows the structure of the up-and-down
[0016]
FIG. 4 is a diagram for explaining the range of angles at which the
[0017]
The
[0018]
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a room to which the air conditioner of the present invention is applied, and shows the air-conditioned
[0019]
FIG. 10 is a diagram showing the fluctuation characteristics of wind fluctuations measured at x (θ) = 300 cm on the floor 120 cm in FIG. Next, fluctuation will be described. The wind speed U (t) at a certain position is divided into an average speed U and a fluctuation speed u ′ (t) and defined as U (t) = U + u ′ (t), and the fluctuation speed u ′ (t) is as follows: In the Fourier series.
u ′ (t) = ΣAisin (2πfit + Φi)
AiIs amplitude, f is frequency, t is time, ΦiRepresents a phase. At this time, the power spectrum P (f) is represented by the expected value of the square of the amplitude.
P (f) = E (Ai 2)
It is known that the nature of natural wind fluctuations follows Kolmogorov's -5/3 power rule that the power spectrum defined in this way is proportional to the -5/3 power of the frequency. FIG. 10 is a characteristic explanatory diagram, where the vertical axis represents the power spectrum and the horizontal axis represents the frequency. As shown by the thick line in FIG. 10, the fluctuation characteristic of the wind speed fluctuation at x (θ) = 300 cm on the floor 120 cm in FIG. 7 is that the power spectrum is proportional to the −1.6th power of the frequency. The value is close to.
[0020]
As described above, by using the operation control of the stepping
[0021]
5 is controlled between the temperature set by the user and the room temperature of the air-conditioned
[0022]
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the thermal sensation during cooling and the room temperature of the air-conditioned
[0023]
FIG. 13 is another control flow of the present invention showing the operation of the stepping
[0024]
The temperature of the air in the air-conditioned
[0025]
As described above, by using the operation control of the stepping
[0026]
Note that the control of the stepping
[0027]
The operation of the left and
[0028]
Further, the position of the person is detected by the human
[0029]
When the stepping
[0030]
The present invention has a refrigerant circuit composed of, for example, a compressor, an indoor heat exchanger, and an outdoor heat exchanger, and has the indoor heat exchanger, a blower, a blowout port, and a suction port inside, and is arranged vertically in the blowout air passage. A room that has left and right direction change plates, has stepping motors that operate the upper and lower direction left and right direction change plates, has a control circuit, collides the wind blown from the blower with the direction change plates, and turns and blows the air In the unit, the upper, lower, left and right deflection plates are operated within a predetermined angle, and a predetermined angle is provided within the angle, and when the upper, lower, left and right deflection plates reach a predetermined angle, a random number is generated by the control circuit. The direction of movement of the up / down direction change plate and the left / right direction change plate is determined according to the size of the random number, and by controlling the operation of the up / down direction and left / right direction change plates, the airflow in the living space of the air-conditioned room is controlled. A control device for an air conditioner to bring the wind speed fluctuation closer to that of natural wind. That. Furthermore, the present invention can be used even when the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger of the refrigerant circuit are not separated, that is, in the case of a dehumidifier in which a condenser and an evaporator are integrated in the main body, Only an air purifier or a blower without a refrigerant circuit or a heat exchanger may be used.
[0031]
In addition, the air conditioner control device controls the temperature of sensation in the living space of the air-conditioned room by controlling the ON / OFF operation of the stepping motor according to the blow-out temperature of the indoor unit and the room temperature. Also, by making the angular velocity of the stepping motor for operating the deflecting plate constant, the voltage applied to the stepping motor is not increased, it is not necessary to use a stepping motor having a large allowable voltage, and the allowable voltage of the control circuit is increased. There is no need. Therefore, it is a control device for an air conditioner that suppresses the cost of the stepping motor and the control circuit, and brings the fluctuation in the wind speed of the airflow close to the fluctuation of the natural wind in the living space of the air-conditioned room.
[0032]
As is apparent from the above, the air conditioner according to the present invention has a refrigerant circuit including the
[0033]
As apparent from the above, the control device for an air conditioner according to the present invention has a refrigerant circuit including the
[0034]
【The invention's effect】
An air conditioner according to the present invention has a main body that has a blower and blows out sucked air from a blower outlet, and a change in the flow of air that is provided in the main body and that blows out from the blower outlet in at least one of the vertical direction and the horizontal direction. A direction plate, driving means for changing the angle of the direction change plate and causing the wind blown from the blower to collide with the direction change plate, and controlling the drive means to move the direction change plate in the vertical and horizontal directions. At least one direction is moved from one end to the other end within a predetermined angle, and a random number is generated when the turning plate reaches a specific angle set within the predetermined angle. Control means for selecting the direction of movement of the deflecting plate as one end or the other end according to the size, and the specific angle can be changed. Make the user feel the airflow change close to nature, It is possible to create a land good environment device is obtained.
[0037]
Since the specific angle of the present invention is set so as to be changeable in the direction detected by the human body detection means, a comfortable air conditioning can be obtained no matter where it moves.
[0038]
Since the specific angle of the air conditioner of the present invention has a predetermined range or a plurality of angles, an apparatus that is easy to use and highly reliable can be obtained.
[0039]
The air conditioner of the present invention includes a refrigerant circuit including a compressor, an indoor heat exchanger, and an outdoor heat exchanger, an up / down direction changing plate that changes the air direction in the up / down direction, and a left / right direction changing plate that changes the air direction in the left / right direction. Since the main body is an indoor unit that blows out air conditioned by the indoor heat exchanger into the room, comfortable air conditioning can be obtained regardless of the size of the room.
[0040]
In the air conditioner of the present invention, the driving means is turned ON / OFF according to the temperature of the sucked air or the blown air, so that comfortable air conditioning can be obtained when necessary.
[0041]
In the air conditioner of the present invention, the angular velocity due to driving of the driving means is made substantially constant, so that a highly reliable device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioner showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an indoor unit showing the configuration of
FIG. 3 is a configuration diagram of a vertical direction change plate of an indoor unit showing the configuration of
FIG. 4 is a diagram illustrating an operating range of an up / down turning plate showing the configuration of the first embodiment of the invention.
FIG. 5 is a control flow of the stepping motor showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an air-conditioned room in an indoor unit showing the configuration of
FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional view of an air-conditioned room in an indoor unit showing the configuration of
FIG. 8 is a characteristic diagram showing an average velocity distribution at 120 cm above the floor of the air-conditioned room in the configuration of
FIG. 9 is a characteristic diagram showing fluctuations in wind speed at 120 cm above the floor of the air-conditioned room showing the configuration of
FIG. 10 is a characteristic diagram showing fluctuation characteristics of wind speed fluctuation at 120 cm above the floor of the air-conditioned room showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between cold feeling and room temperature, showing the configuration of
FIG. 12 is a characteristic diagram showing the relationship between the feeling of cold and the blowing temperature, showing the configuration of
FIG. 13 is a diagram showing another control flow of the stepping motor showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the characteristics of the configuration of the first embodiment of the present invention in which the wind direction vector intersects the line 120 cm above the floor of the air-conditioned room.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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