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課題

揮発性有機化合物の発生を抑制、かつ空気清浄フィルタで除去することで室内の浄化、および室外環境を保護し、さらに換気量を最小限とすることによりエネルギーロスを少なくするエアコンを提供することを目的としている。

解決手段

温度センサ1、湿度センサ2の信号から有機ガス揮発量、速度を予測し、さらに空気清浄フィルタ4を通して除去、および制御することで、最適なエアコンの運転を可能とすることができる。

概要

背景

近年、居住非居住空間における環境において、温度、湿度といった温熱環境のみならず、炭酸ガス、VOCといった空気成分においても関心が寄せられている。しかし、新築住宅においては、とくに壁紙に使用された接着剤等からVOCが多量に発生している。一般的なVOCは、新築後2から3年程度で揮発し、レベル的には害を及ぼさないレベルに達するが、梅雨時期や、猛暑といった高温高湿条件において、VOCの揮発レベルは上昇する。さらに、大気中に揮発したホルムアルデヒド等は、カルボン酸へと変化し、異種の悪臭成分となる。このような背景において、従来、この種のエアコンとしては、換気を主としたものがある。例えば、特開平10−132359に記載された換気装置が提案されている。

以下、その換気装置について、図40を参照しながら説明する。

図に示すように、室内のVOC濃度を検知するVOCセンサ26を設け、VOCセンサ26の検出レベルにより、制御マイコン27で、使用する熱交換器全熱交換器28、顕熱交換器29を選択するもので、所定濃度を超える場合には、顕熱交換器29を使用し、所定濃度以下の場合においては、全熱交換器28に切り替え運転することにより、VOCに汚染された室内空気熱交換素子30の吸着作用により排気から吸気にリークし、再び室内に戻ってくることを防止して換気することにより、快適な室内環境を実現していた。

概要

揮発性有機化合物の発生を抑制、かつ空気清浄フィルタで除去することで室内の浄化、および室外環境を保護し、さらに換気量を最小限とすることによりエネルギーロスを少なくするエアコンを提供することを目的としている。

温度センサ1、湿度センサ2の信号から有機ガス揮発量、速度を予測し、さらに空気清浄フィルタ4を通して除去、および制御することで、最適なエアコンの運転を可能とすることができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
13件

この技術が所属する分野

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請求項1

室内の温度を検知する温度センサと、室内の湿度を検知する湿度センサと、前記温度センサ、湿度センサの信号から有機ガス揮発量、および速度を予測、制御する信号処理手段aと、室内の空気を浄化する空気清浄フィルタ、および空気を浄化するモードを選択できるモード選択スイッチを備えたエアコン

請求項2

室内の揮発性有機成分を検知するガスセンサと、ガスセンサの信号から揮発性有機成分濃度を予測制御する信号処理手段bを備えた請求項1記載のエアコン。

請求項3

室内の安定した汚れ大気を基準とした自動制御手段と、制御モード選択手段とを備えた請求項2記載のエアコン。

請求項4

在室者申告に合わせて、制御レベルを調整できる汚れレベル調整手段を備えた請求項2または3記載のエアコン。

請求項5

他の空気制御手段への連動制御手段を備えた請求項1または4記載のエアコン。

請求項6

外気取り入れ手段を備えた請求項2、3、又は4記載のエアコン。

請求項7

来客対応手段を備えた請求項1、5、又は6記載のエアコン。

請求項8

空気清浄器として機能する請求項2記載のエアコン。

請求項9

喫煙検知センサと、アルコールセンサと、大気汚れ状態判別表示制御手段を備えた請求項2、5、又は6記載のエアコン。

請求項10

炭酸ガスセンサと、炭酸ガス制御手段を備えた請求項2、5、又は6記載のエアコン。

請求項11

複数個赤外線センサ、赤外線センサの入射光量を断続的に遮断するチョッピング手段とにより構成される赤外線検知部と、赤外線検知部を回転させる回転手段1と、前記赤外線検知部、前記回転手段1とにより得られた2次元温度分布より在室者の有無、人数、位置、活動量を検知する人体切り出し手段を有する人体検知手段と、風向、風量を人に追尾した自動制御をするスポット制御手段と、風向、風量をハミングさせることにより体感温度を上下させる快適省エネ制御手段を備えた請求項1から10いずれかに記載のエアコン。

請求項12

赤外線検知部、風向を可変する風向可変部を回転させる回転手段2を備えた請求項11記載のエアコン。

請求項13

室内熱量の総和を検知制御する熱量制御手段を備えた請求項12記載のエアコン。

技術分野

0001

本発明は、各種センサを応用したエアコンに関わり、特に揮発性有機化合物(Volatile Organic Compounds、以下、VOCと称する)による室内空気汚染を効率的に空気浄化し、少ないエネルギー消費量で提供することが可能なエアコンに関するものである。

背景技術

0002

近年、居住非居住空間における環境において、温度、湿度といった温熱環境のみならず、炭酸ガス、VOCといった空気成分においても関心が寄せられている。しかし、新築住宅においては、とくに壁紙に使用された接着剤等からVOCが多量に発生している。一般的なVOCは、新築後2から3年程度で揮発し、レベル的には害を及ぼさないレベルに達するが、梅雨時期や、猛暑といった高温高湿条件において、VOCの揮発レベルは上昇する。さらに、大気中に揮発したホルムアルデヒド等は、カルボン酸へと変化し、異種の悪臭成分となる。このような背景において、従来、この種のエアコンとしては、換気を主としたものがある。例えば、特開平10−132359に記載された換気装置が提案されている。

0003

以下、その換気装置について、図40を参照しながら説明する。

0004

図に示すように、室内のVOC濃度を検知するVOCセンサ26を設け、VOCセンサ26の検出レベルにより、制御マイコン27で、使用する熱交換器全熱交換器28、顕熱交換器29を選択するもので、所定濃度を超える場合には、顕熱交換器29を使用し、所定濃度以下の場合においては、全熱交換器28に切り替え運転することにより、VOCに汚染された室内空気が熱交換素子30の吸着作用により排気から吸気にリークし、再び室内に戻ってくることを防止して換気することにより、快適な室内環境を実現していた。

発明が解決しようとする課題

0005

このような従来のエアコンあるいは換気装置では、熱交換素子30の負荷が多く、エネルギーのロスが多くあるという課題があり、さらに室外に排気することから室外VOCの濃度が上昇し、近隣の住宅へ影響を及ぼす可能性があるという課題があり、エネルギーロス室外環境への影響のないエアコンあるいは換気装置が要求されている。

0006

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、第1の目的は、室内壁面に貼られた壁紙等の溶剤から発生するVOCの揮発量、速度は、周辺の温度、湿度の上昇、下降により増加、減少し、更に揮発したVOCは、大気中の水と反応を起こし、カルボン酸へと変化するため、室内の温度、湿度を計測、制御することにより、水に溶けやすいVOCの発生を積極的に抑制することを目的としている。

0007

また、第2の目的は、ガスセンサを備えることでVOC汚染レベルを検知し、エアコンに装着した空気清浄フィルタにより積極的に除去することを目的としている。

0008

また、第3の目的は、検知したVOC汚染レベルを絶対レベルによる制御と、相対レベルによる制御を可能とすることを目的としている。

0009

また、第4の目的は、居住者快適性を向上することを目的としている。

0010

また、第5の目的は、他の空気制御機器との連動による省エネ、快適性の向上を目的としている。

0011

また、第6の目的は、省エネ性、快適性の確保を目的としている。

0012

また、第7の目的は、急速的な快適性の向上を目的としている。

0013

また、第8の目的は、空気清浄のみの運転により、省エネ性、快適性の確保を目的としている。

0014

また、第9の目的は、悪臭成分の分類を行なうことで効果的な空気浄化を行なうことを目的としている。

0015

また、第10の目的は、人いきれ、体臭の制御を目的としている。

0016

また、第11の目的は、居住者の温熱環境の快適性向上を目的としている。

0017

また、第12の目的は、駆動部を削減することで、省エネ性の向上、および構造の簡素化を目的としている。

0018

また、第13の目的は、室内の温度むらを低減させ、快適性の向上を行なうことを目的としている。

課題を解決するための手段

0019

本発明のエアコンでは、上記第1の目的を達成するために、室内の温度を検知する温度センサと、室内の湿度を検知する湿度センサと、前記温度センサ、湿度センサの信号からVOCの揮発量、および速度を予測、制御する信号処理手段aと、室内の空気を浄化する空気清浄フィルタ、および空気を浄化するモードを選択できるモード選択スイッチを備える構成としたものである。

0020

本発明によれば、室内の湿度を計測、制御することにより、水に溶けやすいVOC発生を積極的に抑制することができるエアコンが得られる。

0021

また、第2の目的を達成するために、室内の有害ガスを検知するガスセンサと、ガスセンサの信号からVOC濃度を予測制御する信号処理手段bを備える構成としたものである。

0022

本発明によれば、ガスセンサを備えることでVOC汚染レベルを検知し、エアコンに装着した空気清浄フィルタにより積極的に除去することができるエアコンが得られる。

0023

また、第3の目的を達成するために、室内の安定した汚れ大気を基準とした自動制御手段と、制御モード選択手段とを備える構成としたものである。

0024

本発明によれば、検知したVOC汚染レベルを相対レベルによる制御を可能とすることができるエアコンが得られる。

0025

また、第4の目的を達成するために、在室者申告に合わせて、制御レベルを調整できる汚れレベル調整手段を備える構成としたものである。

0026

本発明によれば、居住者の快適性を向上することができるエアコンが得られる。

0027

また、第5の目的を達成するために、他の空気制御手段への連動制御手段を備える構成としたものである。

0028

本発明によれば、他の空気制御機器との連動による省エネ、快適性の向上ができるエアコンが得られる。

0029

また、第6の目的を達成するために、外気取り入れ手段を備える構成としたものである。

0030

本発明によれば、省エネ性、快適性の確保をすることができるエアコンが得られる。

0031

また、第7の目的を達成するために、来客対応手段を備える構成としたものである。

0032

本発明によれば、急速的に快適性が向上するエアコンが得られる。

0033

また、第8の目的を達成するために、空気清浄器として機能する構成としたものである。

0034

本発明によれば、空気清浄のみの運転により、省エネ性、快適性の確保を行なうことができるエアコンが得られる。

0035

また、第9の目的を達成するために、喫煙検知センサと、アルコールセンサと、大気汚れ状態判別表示制御手段を備える構成としたものである。

0036

本発明によれば、悪臭成分の分類を行なうことで効果的な空気浄化を行なうことができるエアコンが得られる。

0037

また、第10の目的を達成するために、炭酸ガスセンサと、炭酸ガス制御手段を備える構成としたものである。

0038

本発明によれば、人いきれ、体臭の制御を行なうことができるエアコンが得られる。

0039

また、第11の目的を達成するために、複数個赤外線センサ、赤外線センサの入射光量を断続的に遮断するチョッピング手段とにより構成される赤外線検知部と、赤外線検知部を回転させる回転手段1と、赤外線検知部、回転手段1とにより得られた2次元温度分布より在室者の有無、人数、位置、活動量を検知する人体切り出し手段を有する人体検知手段と、風向、風量を人に追尾した自動制御をするスポット制御手段と、風向、風量をハミングさせることにより体感温度を上下させる快適省エネ制御手段を備える構成としたものである。

0040

本発明によれば、居住者の温熱環境の快適性向上を行なえるエアコンが得られる。

0041

また、第12の目的を達成するために、赤外線検知部、風向を可変する風向可変部を回転させる回転手段2を備える構成としたものである。

0042

本発明によれば、駆動部を削減することで、省エネ性の向上、および構造の簡素化を行なえるエアコンが得られる。

0043

また、第13の目的を達成するために、室内熱量の総和を検知制御する熱量制御手段を備える構成としたものである。

0044

本発明によれば、室内の温度むらを低減させ、快適性の向上を行なうことができるエアコンが得られる。

発明を実施するための最良の形態

0045

本発明の請求項1に記載の発明は、室内の温度を検知する温度センサと、室内の湿度を検知する湿度センサと、前記温度センサ、湿度センサの信号からVOCの揮発量、および速度を予測、制御する信号処理手段aと、室内の空気を浄化する空気清浄フィルタ、および空気を浄化するモードを選択できるモード選択スイッチを備える構成としたものであり、水に溶けやすいVOCの発生を積極的に抑制することができるという作用を有する。

0046

また、本発明の請求項2に記載の発明は、室内の有害ガスを検知するガスセンサと、ガスセンサの信号からVOC濃度を予測制御する信号処理手段bを備える構成としたものであり、VOC汚染レベルを検知し、エアコンに装着した空気清浄フィルタにより積極的に除去することができるという作用を有する。

0047

また、本発明の請求項3に記載の発明は、室内の安定した汚れ大気を基準とした自動制御手段と、制御モード選択手段とを備える構成としたものであり、検知したVOC汚染レベルを相対レベルによる制御を可能とすることができるという作用を有する。

0048

また、本発明の請求項4に記載の発明は、在室者の申告に合わせて、制御レベルを調整できる汚れレベル調整手段を備える構成としたものであり、居住者の快適性を向上することができるという作用を有する。

0049

また、本発明の請求項5に記載の発明は、他の空気制御手段への連動制御手段を備える構成としたものであり、他の空気制御機器との連動による省エネ、快適性の向上をすることができるという作用を有する。

0050

また、本発明の請求項6に記載の発明は、外気取り入れ手段を備える構成としたものであり、省エネ性、快適性の確保をすることができるという作用を有する。

0051

また、本発明の請求項7に記載の発明は、来客対応手段を備える構成としたものであり、急速的に快適性が向上するという作用を有する。

0052

また、本発明の請求項8に記載の発明は、空気清浄器として機能する構成としたものであり、空気清浄のみの運転により、省エネ性、快適性の確保を行なうことができるという作用を有する。

0053

また、本発明の請求項9に記載の発明は、喫煙検知センサと、アルコールセンサと、大気汚れ状態判別表示制御手段を備える構成としたものであり、悪臭成分の分類を行なうことで効果的な空気浄化を行なうことができるという作用を有する。

0054

また、本発明の請求項10に記載の発明は、炭酸ガスセンサと、炭酸ガス制御手段を備える構成としたものであり、人いきれ、体臭の制御を行なうことができるという作用を有する。

0055

また、本発明の請求項11に記載の発明は、複数個の赤外線センサ、赤外線センサの入射光量を断続的に遮断するチョッピング手段とにより構成される赤外線検知部と、赤外線検知部を回転させる回転手段1と、赤外線検知部、回転手段1とにより得られた2次元の温度分布より在室者の有無、人数、位置、活動量を検知する人体切り出し手段を有する人体検知手段と、風向、風量を人に追尾した自動制御をするスポット制御手段と、風向、風量をハミングさせることにより体感温度を上下させる快適省エネ制御手段を備える構成としたものであり、居住者の温熱環境の快適性を向上することができるという作用を有する。

0056

また、本発明の請求項12に記載の発明は、赤外線検知部、風向を可変する風向可変部を回転させる回転手段2を備える構成としたものであり、駆動部を削減することで、省エネ性の向上、エアコン室内機の構造の簡素化を行なうことができるという作用を有する。

0057

また、本発明の請求項13に記載の発明は、室内熱量の総和を検知制御する熱量制御手段を備える構成としたものであり、室内の温度むらを低減させ、快適性の向上を行なうことができるという作用を有する。

0058

以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。

0059

(実施例1)以下、本発明の実施例1について図1から図4を参照しながら説明する。

0060

図1に示すように、エアコン室内機に室内の温度を検知する温度センサ1と、室内の湿度を検知する湿度センサ2と、温度センサ1、湿度センサ2の信号からVOCの揮発量、および速度を予測、制御する信号処理手段a3と、室内空気を浄化する空気清浄フィルタ4、および空気を浄化するモードを選択できるモード選択スイッチ5を備えた構成とする。

0061

図2に、信号処理手段a3の処理アルゴリズムフローチャートを示す。

0062

図2に示すように、信号処理手段a3は、温度センサ1、湿度センサ2からの信号を演算処理部により温度、相対湿度演算する。演算した温度、相対湿度から絶対湿度を演算する。ここで、室内の温度、湿度と、VOCの揮発量、速度の相関図3に示し、演算された室内の温度、湿度、絶対湿度と、VOCの揮発量、および速度の関係から、室内が図3中の斜線部に示すような温度、湿度となるような、エアコン室内機のファンモータの必要回転数冷媒流量を演算し、ファンモータの駆動電圧エアコン室外機冷媒制御量を決定する。ファンモータの駆動により大気中の空気は、エアコン室内機の吸い込み口に送り込まれ、図4に示すように、VOCを除去する活性炭部、粉塵を除去する電気集塵部により構成される空気清浄フィルタ4、大気の熱交換除湿を行う熱交換素子を通過することになる。ここで、図3中に示す24から28℃の温度は、在室する人の快適感個人差を考慮したものであり、さらに30から50%RHの湿度に際しては、在室する人の快適感の個人差、およびVOCの揮発量、揮発速度を考慮したものである。また、静電気等による障害を考慮して、低湿度領域については削除する。 さらに高湿度領域については、VOCの揮発量、揮発速度、および結露による障害、例えばカビダニ等の発生を防止するために削除する。

0063

以上に示す室内大気の流れ、温度、湿度条件により、温度、湿度を制御することで、建材等から発生するVOCを抑制し、かつ空気清浄フィルタ4を通過することで室内に吹き出す空気は清浄されることになる。

0064

なお、実施例では粉塵を除去するフィルタとして電気集塵部を例として説明したが、機械式集塵であってもその作用効果差異を生じない。

0065

(実施例2)以下、本発明の実施例2について、図5から図7を参照しながら説明する。

0066

なお、実施例1と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0067

図5に示すように、室内のVOC濃度を検知するガスセンサ6と、ガスセンサ6の信号からVOC濃度を検知する信号処理手段b7を追加した構成とする。

0068

図6に信号処理手段b7の処理アルゴリズムのフローチャートを示し、3日間の室内VOC環境の一例を図7に示し、図6および図7を参照しながら、処理アルゴリズムの説明をする。信号処理手段b7は、室内のVOC濃度を検知するガスセンサ6の電圧信号から、ガスセンサ6の抵抗値を算出する。算出した抵抗値に、温度センサ1による周辺温度温度補正を行ない、さらに清浄大気レベルを判定するために、一日の最大抵抗値更新、記憶する。最大抵抗値を示した場合は、汚れレベルは低いと判断し、処理を終了する。記憶された清浄大気レベル(以下、基準値と称する)は、翌日の大気レベルを絶対的なレベルへの変換に使用されることになる。ガスセンサ6の温度補正後の抵抗値(以下、現時刻値と称する)が、前日に記憶された基準値と比較して、汚れが低い状態が出現した場合は、基準値を更新する処理を行い、汚れレベルは低いと判定する。現時刻値が、基準値と比較して小さい場合は、現時刻値を基準値で割り算を行ない、感度を演算する。算出された感度は、汚れテーブルと比較し、室内大気の汚れレベルが、図7に示すそれぞれの高、中、低のしきい値レベルに達すると、室内機ファンモータ電圧を可変し、脱臭効率を変更する。

0069

上記構成により、室内のVOCの濃度状態に合わせた空気浄化を行うことになる。

0070

なお、実施例では、外気レベルの判定に一日の最も清浄な大気レベルを例として説明したが、二日以上の期間であってもその作用効果に差異を生じない。

0071

(実施例3)以下、本発明の実施例3について、図8から図10を参照しながら説明する。

0072

なお、上記実施例1および2と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0073

図8に示すように、室内の安定した汚れ大気を基準とした自動制御手段8と、制御モード選択手段9とを備える構成とする。

0074

図9に、自動制御手段8の処理アルゴリズムのフローチャートを示し、処理アルゴリズムを説明するため、ガスセンサ6の時系列データの一例を図10に示す。

0075

図に示すように、処理アルゴリズムは、信号処理手段b7から得られたVOC濃度の時系列情報より、室内固有の安定レベル(以下、BGレベルと称する)を判定する。BGレベルは、室内の大気状態が30分変化の少ない時を示す。BGレベルの判定は、現時刻値と、一時刻前の値との差分値を算出し、差分値と現時刻値との比率で1%以下の変化量であればカウントアップし、カウント数が30分を超えればBGレベルと認識する。また、比率が1%を超えればカウント数をゼロクリアする。新しいBGレベルが判定された場合は、旧のBGレベルを30%のみ更新する。また、旧のBGレベルと比較して、30%以上の変化がある場合は、BGレベルと判定しないこととする。判定したBGレベルと、現在レベルとの差異により室内機のファンモータ電圧を可変し、脱臭効率を変更する。

0076

上記構成により、室内のVOCの濃度状態、省エネ性、および居住者の快適性に合わせた空気浄化を行うことになる。

0077

なお、実施例では、BGレベルの判定に30分変化が少ない時を例として説明したが、30分以上の時間であってもその作用効果に差異を生じない。

0078

また、実施例では、BGレベルの更新時に30%のみ更新する例を説明したが、30%以上あるいは30%未満の更新であってもその作用効果に差異を生じない。

0079

さらに、実施例では、BGレベルと判定しないのは旧BGレベルの30%を例として説明したが、30%以外であってもその作用効果に差異を生じない。

0080

(実施例4)以下、本発明の実施例4について、図11から図13を参照しながら説明する。

0081

なお、上記実施例1から3と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0082

図11に示すように、汚れレベル調整手段10は、高低スイッチ部と、この高低スイッチからの信号により制御レベルを調整する制御レベル補正部で構成している。

0083

図12に制御レベル補正部の処理フローチャートを示し、図13において、ガスセンサ6の時系列データにおける制御レベルの補正を示す。

0084

図12に示すように、制御レベル補正部は、在室者からの申告として、高低スイッチのいずれかが、押されたことを認識すると、いずれのスイッチが押されたかを判定する。高スイッチが押された場合は、制御レベルを高く設定、すなわちしきい値を高く設定し、低スイッチが押された場合は、制御レベルを低く設定、すなわちしきい値を低く設定する。しきい値を低くすると、空気浄化作用は高くなり、すなわち、ファンモータの回転数を上昇させることになる。しきい値を高くすると、空気浄化作用は低くなり、すなわち、ファンモータの回転数を下降させる。

0085

上記構成により、在室者の嗅覚に合わせて制御レベルの変更を行なうことができる。

0086

(実施例5)以下、本発明の実施例5について、図14を参照しながら説明する。

0087

なお、上記実施例1から4と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0088

図に示すように、連動制御手段11は、強、中、弱のノッチを制御するリレー接点部で構成する。室内の空気状態に合わせて決定された強、中、弱それぞれのノッチは、リレーAからCにより換気扇を制御する。運転命令の出力は、リレーAで制御され、ノッチの選択については、リレーB、Cにて制御する。ノッチを有しない換気扇に関しては、コモン端子と、強ノッチ端子に接続することにより運転、停止制御が可能となる。

0089

上記構成により、エアコン外部に換気扇を接続、自動制御することができる。

0090

なお、実施例では外部制御機器として換気扇を例として説明したが、脱臭器や他の機器であってもよい。

0091

また、実施例では連動制御手段11にリレーを使用したが、その他のスイッチ素子を使用してもよい。

0092

(実施例6)以下、本発明の実施例6について、図15から図17を参照しながら説明する。

0093

なお、上記実施例1から5と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0094

図15に示すように、室内機と室外の間の壁面に室外からの虫の進入を防ぐ防虫シートと、外気の取り入れ量を制御する外気流入制御部より構成される外気取り入れ手段12を実施例2、3および4記載のエアコンに追加した構成とする。

0095

図に示すように、外気流入制御部は、空気流入制御板と、回転制御モータにより構成され、回転制御モータは、外気流入制御部からの開度制御情報により空気流入制御板を回転させる。

0096

図16に外気流入制御部の開度決定アルゴリズムについて示す。

0097

図に示すように、冷房暖房運転条件、室内のVOC濃度情報、および室内外の温度から開度を制御し、室外の温度情報から外気導入した場合と、流入しない場合とで熱ロスの比較を行い、必要最小限の外気取り入れ、あるいは最大限の外気を取り入れ、すなわち開度を最大とする処理を行う。

0098

図17室内温度外気温度、VOC濃度、外気導入量冷媒量ファン回転数初期制御相関を示し、順を追って説明する。

0099

図に示すように、冷房時において、室内温度が外気温度と比較してほぼ等しく、かつVOC濃度が高い場合については、初期値として外気導入量は多く、冷媒流量についても多く、ファン回転数についても高くし、VOC濃度が低くなると、外気導入量を絞り、室内の空気を循環させることで、熱交換による室内温度を最適温度まで下げ、かつファンモータの回転、空気清浄フィルタ4により空気を浄化する。

0100

次に、室内温度、外気温度は同条件で、VOC濃度が低かった場合については、外気導入量を初期から絞り、室内の空気を循環させることで、熱交換し最適温度とする。その際に、空気清浄フィルタ4を室内空気は通過することから、空気は浄化されている。

0101

次に室内温度に対して、外気温度が低い場合は、VOC濃度の高低に関わらず、外気導入量を多くし、冷媒流量を下げる。更に、室内温度が低く、外気温度が高い場合は、VOC濃度の高低に関わらず外気導入量、冷媒流量は絞り、ファン回転数も絞る。

0102

また、室内温度、外気温度が低く、VOC濃度が高かった場合については、外気導入量を多くし、冷媒流量は絞る。室内温度、外気温度、VOC濃度がすべて低い場合については、外気導入量、冷媒流量、ファンモータの回転数すべて下げる方向とする。さらに暖房時については、熱的な効果を逆に考えると容易に類推できるため、詳細な説明は省略する。

0103

上記構成により、室内外の温熱環境、VOC環境に応じて、外気導入量の決定、冷媒流量の決定、ファン回転数の決定をする。

0104

(実施例7)以下、本発明の実施例7について、図18および図19を参照しながら説明する。

0105

なお、上記実施例1から6と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0106

図に示すように、室内外の温度情報から温度差を算出し、最適な室内外温度差を保つ制御を行い、更に、室内のVOC濃度情報から、室外の清浄な空気の必要取入量を演算し、室外の空気を取り入れる快適評価手段、一発脱臭スイッチと、一発脱臭制御手段により構成される急速脱臭手段とを備えた来客対応手段13を実施例1および2記載のエアコンに追加した構成とする。

0107

図18に示すように、一発脱臭スイッチは、在室者の手元スイッチとしてリモコン機能ボタンとして追加されている。リモコンの機能ボタンを押すことにより、エアコン室内機本体に命令発信するような構成としている。

0108

図19に、一発脱臭制御手段のフローチャートを示す。

0109

図に示すように、一発脱臭制御手段は、一発脱臭スイッチの命令を受けると、現在のVOC環境情報、室内外の温度情報から、室内外の温度差を演算し、5℃以上の温度差があるかを判定し、冷媒量を制御する。さらにVOC濃度に合わせた外気導入量を決定し、室外の気温極端に高い場合、あるいは室外の気温が極端に低い場合は、室内外の温度差が5℃以下で、かつ快適温度となるように温度調整し、VOC濃度が低くなるように外気取り入れ制御、およびファンモータ回転数の制御をすることで最適制御を行うことになる。

0110

上記構成により、エアコンの運転条件を決定することになる。

0111

(実施例8)以下、本発明の実施例8について、図20を参照しながら説明する。

0112

なお、上記実施例1から7と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0113

図20に示すように、空気清浄器モード運転手段を実施例1および2記載のエアコンに追加した構成とする。空気清浄器モード運転手段は、在室者からの空気清浄器運転モードの命令選択により、エアコン室内機は、室外機モード信号を送信し、室外機が運転状態にあった場合は運転を中止し、エアコン室内機は、送風運転とする。送風運転とすることで、熱交換は行われないが、空気清浄フィルタ4を通過することにより、空気浄化機能のみを使用することになる。ここで、室内外の温度が同等の場合は、外気導入量を最大とし、同等でない場合は、外気を導入せずに室内空気の循環し、空気清浄フィルタ4により浄化する。室内外の温度差を考慮した制御については、実施例6で説明した外気取り入れ手段12にて行うが、詳細は省略する。

0114

上記構成により、エアコン室内機は、空気清浄器モードとして運転することになり、エアコン室外機を停止させることで快適な空気質、かつ少ないエネルギー量で実現することになる。

0115

(実施例9)以下、本発明の実施例9について、図21から図23を参照しながら説明する。

0116

なお、上記実施例1から8と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0117

図21に示すように、水素センサ14と、アルコールセンサ15と、大気汚れ状態判別表示制御手段16を実施例1および2記載のエアコンに追加した構成とする。水素センサ14は、喫煙による燃焼による変化に応答し、アルコールセンサ15は、室内の建材からのVOCの変化に応答する。

0118

大気汚れ状態判別表示制御手段16の処理アルゴリズムのフローチャートについて図22に示す。

0119

図に示すように、大気汚れ状態判別表示制御手段16は、水素センサ14、アルコールセンサ15の電圧信号からセンサの抵抗値を演算する。さらに、温度センサ1からの温度より温度補正を行ない、現時刻値を演算する。水素センサ14の現時刻値を、一時刻前の水素センサ14抵抗値で除算し、感度を演算する。演算した感度が0.5未満であれば喫煙あるいは燃焼開始と判定し、タバコフラッグオンする。

0120

さらに、喫煙開始を検知した場合は、アルコールセンサ15の現時刻値を汚れ最大値とし、開始後、喫煙終了判定によりタバコフラッグがオフするまでに汚れ最大値より抵抗値の低い、すなわち汚れの大きい入力が有った場合は、汚れ最大値を更新する。また、オフするまでの間にBGレベルより汚れが大きい入力があった場合は、図22中に示した数式にて演算する。さらに、喫煙のオフ判定は、アルコールセンサ15の現時刻値が、アルコールセンサ15のBGレベルより汚れ小となった場合にて判定する。

0121

次に、喫煙を伴なわない場合については、アルコールセンサ15の現時刻値がBGレベルより汚れが大か否かを判定し、大と判定された場合は、清浄大気レベルで現時刻値を割り算し、汚れテーブル値を参照することにより制御レベルを決定する。

0122

喫煙を伴なう場合のアルコールセンサ15の現時刻値と汚れ最大値とBGレベル、汚れレベルの相関図を図23に示す。図23に示すように、汚れレベルは、現時刻値が最大値として更新された場合は、汚れ最大値として出力されることになる。

0123

判定結果により、エアコン室内機の前面に位置するLEDを発光させ、状態を表示する。また、水素センサ14の信号の上昇により、外気取入制御を行い、アルコールセンサ15の上昇によりファンモータの電圧を制御する。

0124

上記構成により、喫煙あるいは、その他の燃焼機器による空気状態の悪化あるいは、室内の建材からのVOCによる空気状態の悪化かを判別表示、判別制御を行うことになる。

0125

(実施例10)以下、本発明の実施例10について、図24および図25を参照しながら説明する。

0126

なお、上記実施例1から9と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0127

図24に示すように、炭酸ガスセンサ17と、炭酸ガス制御手段18を実施例1および2記載のエアコンに追加した構成とする。炭酸ガスセンサ17は、赤外線方式のセンサであり、空気清浄フィルタ4を通過した後の空気状態を観るべく位置に設置される。赤外線方式の炭酸ガスセンサ17においては、粉塵等により光学セルの汚れにより性能が劣化することもあり、また異なる半導体方式固体電解質方式等においても、感応部への通風経路目詰まりにより性能が劣化することもある。

0128

さらに、集塵部、活性炭部に際しては、炭酸ガスの除去性能を有しないために、炭酸ガスセンサ17は、空気清浄フィルタ4を通過した後の空気状態を観るべく位置に設置する。炭酸ガス制御手段18は、炭酸ガスの濃度に合わせて、必要最小限の外気取り入れ量を決定し取り入れる。外気取り入れ量が、必要以上となると、質内外の温度差が大きい場合等については、熱ロスが大きくなり消費する電力がおおきくなるためである。

0129

図25に、外気取り入れ量算出のフローチャートを示す。

0130

図に示すように、エアコン室内機の能力から空質制御対象である空間容積を算出し、現在の炭酸ガス濃度と、外気の炭酸ガス濃度400ppmから室内の炭酸ガス濃度が1000ppm以下となる必要外気導入量を演算する。演算結果から、外気流入制御部の開度制御情報を変更し、空気流入制御板を回転させ、流量を制御する。

0131

上記構成により、炭酸ガス濃度に合わせて外気取り入れ量を制御することになる。

0132

なお、実施例では炭酸ガスセンサ17に赤外線方式を例として説明したが、固体電解質方式、半導体方式であってもその作用効果に差異を生じない。

0133

(実施例11)以下、本発明の実施例11について、図26図36を参照しながら説明する。

0134

なお、上記実施例1から10と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0135

まず、人体の有無、人数、位置、活動量を検知する部分について、図26により人体検知手段19を追加したエアコン室内機の構成を、図27により人体検知手段19を、図28により人体切り出し手段20の処理アルゴリズムのフローチャートを説明する。

0136

図26に示すように、人体検知手段19は、エアコン室内機の前面に設置する。エアコン室内機の設置環境において、上方より見下ろすことで室内の全領域を監視することになる。

0137

次に図27に示すように、人体検知手段19は、8素子一次元アレイ型赤外線センサ21と、この8素子の一次元アレイ型赤外線センサ21の入射光量を断続的に遮断するチョッピング手段22とにより構成される赤外線検知部と、この赤外線検知部を回転させるモータ23と、前記赤外線検知部、モータ23とにより得られた2次元の温度分布より在室者の有無、人数、位置、活動量を検知する人体切り出し手段20とにより構成される。

0138

人体から放出される赤外線は、チョッピング手段22を通して断続的に8素子の一次元アレイ型赤外線センサ21に入射する。また、モータ23は赤外線検知部を回転させ、8素子の一次元アレイ型赤外線センサ21の検知領域を広範囲にする。8素子の一次元アレイ型赤外線センサ21を使用することで垂直方向を分割し、モータ23により水平方向を分割検知することになる。

0139

また、図28の人体切り出し手段20のフローチャートに示すように、一次元アレイ型赤外線センサ21とモータ23の回転により得られた2次元赤外線分布から人体の存在を検知する。

0140

以下、フローチャート、図29に示す検知流れ図に従って説明する。

0141

赤外線検知部、モータ23とにより得られた2次元の赤外線分布を、2次元の温度分布に変換する。2次元の温度分布から、対象領域に応じたしきい値温度により人体の存在する領域の切り出しを行う。赤外線検知部、モータ23とにより得られた対象領域に応じたしきい値温度は、赤外線検知部の設置位置、視野角度から軌跡を辿ることで視野面積が演算され、隣接する画素数から人体の顔面が4分の1以上存在する場合に人が存在するという判定に基づいて、床面温度との面積比により演算する。在室する人の状態を判定するため、床面に寝ている人、座っている人、立っている人の判定を3段階のしきい値テーブルにより判定する。そのテーブルの一例を図30に示す。

0142

ここで、しきい値により切り出された画素から、局所的なピークを判定し、そのピーク数カウントすることで人数を算出する。局所的なピークの検索については、赤外線検知部の検知方向によって、1人当り占有画素数が異なるため、検知方向によって温度比較を行う近傍画素数を変更する。比較を行なう近傍画素数の一例を図31に示す。また、ピークと判定された画素の画素番地画素温度から3段階に設定されたしきい値判定により、位置判定テーブルで位置の特定を行なう。位置判定に使用する位置判定テーブルの一例を図32に示す。更に、その位置を記憶し、前回画面と比較することで活動量を演算する。

0143

次に、図33にスポット制御手段24のフローチャートについて示す。

0144

図に示すように、室内の人の有無により処理を分岐し、人が存在しなければエアコンを空気清浄器モード、あるいは通常運転モード切り換える。人が1人存在した場合は、位置に応じた風向をセットし、活動量に応じた冷媒流量、風量をセットし、さらに2人以上存在した場合は、各位置に応じた風向をセットし、活動量に応じた冷媒流量、風量、待機時間をセットする。図34に判定された人の活動量による待機時間の設定の一例を示す。

0145

また、図35に快適省エネ制御手段25のフローチャートを示す。図に示すように、快適省エネ制御手段25は、活動量によりハミング幅を設定する。ハミング幅の設定一例を図36に示す。ハミング幅は、静座、あるいはごろ寝程度であれば1メートルに設定し、人に当たる冷風、あるいは温風を抑える。活動量が大きい場合は、ハミング幅を小さくし、人に当たる冷風あるいは温風を多く設定する。その時、吹き出し温度は、冷房時に設定温度より2から3度高く吹き出し、暖房時には設定温度より2から3度低く吹き出す。

0146

上記構成により、在室者の人数、位置、活動量に応じた省エネ性を考慮されたエアコンの制御を行うことになる。

0147

なお、実施例では赤外線センサとして8素子の一次元アレイ型赤外線センサを例として説明したが、複数個の赤外線センサであればその作用効果に差異を生じない。

0148

また、実施例では、3段階のしきい値処理で位置の特定を行ったが、何段階であってもよい。

0149

さらに、快適省エネ制御手段で、左右のハミングとしたが、上下のハミングであってもよい。

0150

また、快適省エネ制御手段で、左右のハミング幅は活動量により変更したが一律であってもよい。

0151

(実施例12)以下、本発明の実施例12について、図37を参照しながら説明する。

0152

なお、上記実施例1から11と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0153

図37に示すように、赤外線検知部を回転させるモータと、風向を可変する風向可変部を回転させるモータを同一モータで駆動させる構成とする。赤外線検知部、風向可変部は、モータからギアB、ギアCを通じて動力が伝達されることになる。また、エアコン室内機のルーバーは、ギアBからギアAを通じて動力が伝達されることになる。ギアB、Cの歯数は等しく、ギアAとギアBは、歯数が10対1に設定する。このことにより、赤外線検知部はルーバーの動きと比較して高速に回転し、高速に人の動きを認識することになる。

0154

上記構成において、赤外線検知部、風向可変部は同一モータで回転することになり、モータ個数の減少により省エネができ、さらにエアコン室内機の構造が複雑にならないため、メンテナンス等が容易となる。

0155

なお、実施例では動力の伝達にギアを例として説明したが、ベアリング等であってもその作用効果に差異を生じない。

0156

(実施例13)以下、本発明の実施例13について、図38および図39を参照しながら説明する。

0157

なお、上記実施例1から12と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。

0158

図38に、熱量制御手段25の制御フローチャートを示し、図39にその制御例を示す。

0159

図に示すように、熱量制御手段25は、室内温度分布から人の存在しない領域を判定する。判定された領域中から低温部のピークを検索し、近傍画素の帰属度を算出する。得られた帰属度により、注目した画素は、帰属度の比率でピーク画素属性率を判定する。分割された領域毎の熱量を演算するために単画素における熱量を積算する。熱量の演算は、注目した画素の温度と、領域面積との積から演算する。演算された熱量を各演算された帰属度毎に総和を算出し、さらに各ピークブロックにおける重心を算出することで、風向可変部の風向、待機時間を決定する。

0160

上記構成より、室内の温度むらを検知し、エアコンの風向、風量を制御することになる。

発明の効果

0161

以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、水に溶けやすいVOCの積極的な発生の抑制をすることができるという効果のあるエアコンを提供できる。

0162

また、VOC汚染レベルを検知し、エアコンに装着した空気清浄フィルタにより積極的に、かつ効率よくにVOCを除去することができる効果のあるエアコンを提供する。

0163

また、VOC汚染レベルを在室者の嗅覚に合わせて相対レベルによる制御を可能とすることができる効果のあるエアコンを提供する。

0164

さらに、ユーザーの申告を制御に取り入れるため、居住者の快適性を向上することができる効果のあるエアコンを提供する。

0165

また、他の空気制御機器との連動による省エネ、快適性の向上をすることができる効果のあるエアコンを提供する。

0166

また、外気を取り入れるため、熱ロスを低減させることによる省エネ性、快適性の確保をすることがができる効果のあるエアコンを提供する。

0167

また、来客時等の急を要する場合に、急速的な快適性の向上をすることができる効果のあるエアコンを提供する。

0168

さらに、ガスセンサの自動制御と、空気清浄のみの運転により、省エネ性、快適性の確保を行なうことができる効果のあるエアコンを提供する。

0169

また、複数種のガスセンサの使用により、悪臭成分の分類を行なうことで効果的な空気浄化を行なうことができる効果のあるエアコンを提供する。

0170

また、炭酸ガスセンサによる制御を行うことで、人いきれ、体臭の制御を行なうことができる効果のあるエアコンを提供する。

0171

さらに、赤外線センサによる在室人数、位置、活動量が特定でき、居住者の温熱環境の快適性向上することができる効果のあるエアコンを提供する。

0172

また、赤外線検知部、風向を可変する風向可変部を回転させるモータを同一モータとすることにより駆動部を削減することで、省エネ性の向上、および構造の簡素化を行なうことができる効果のあるエアコンを提供する。

0173

また、室内の温度分布を監視することで、室内の温度むらを低減させ、快適性の向上を行なうことができる効果のあるエアコンを提供する。

図面の簡単な説明

0174

図1本発明の実施例1のエアコン構成図
図2同信号処理手段aのフローチャート
図3温度湿度とVOC揮発量、速度の相関図
図4同空気清浄フィルタの構成図
図5同実施例2のエアコンの構成図
図6同信号処理手段bのフローチャート
図7同室内VOC環境の一例図
図8同実施例3のエアコンの構成図
図9同自動制御手段のフローチャート
図10同ガスセンサの時系列データ一例図
図11同実施例4のエアコンの構成図
図12同制御レベル補正の処理フローチャート
図13同制御レベル補正の説明図
図14同実施例5のエアコンの構成図
図15同実施例6のエアコンの構成図
図16同外気流入制御部の開度決定アルゴリズム図
図17同室内環境の初期制御相関図
図18同実施例7のエアコンの構成図
図19同一発脱臭制御手段のフローチャート
図20同実施例8のエアコンの構成図
図21同実施例9のエアコンの構成図
図22同大気汚れ状態判別表示手段の処理アルゴリズムのフローチャート
図23同アルコールセンサ値と汚れレベル相関図
図24同実施例10のエアコンの構成図
図25同外気取り入れ量算出のフローチャート
図26同実施例11のエアコンの構成図
図27同人体検知手段の構成図
図28同人体切り出し手段のフローチャート
図29同人体検知流れ図
図30同3段階しきい値テーブルの一例図
図31同人体切り出し近傍比較数図
図32同位置判定テーブルの一例図
図33同スポット制御手段のフローチャート
図34同待機時間設定の一例図
図35同快適省エネ制御手段のフローチャート
図36同ハミング幅設定の一例図
図37同実施例12のエアコンの構成図
図38同実施例13の熱量制御手段のフローチャート
図39同熱量制御の一例図
図40従来例のガスセンサを使用した換気制御装置の説明図

--

0175

1温度センサ
2湿度センサ
3信号処理手段a
4空気清浄フィルタ
5モード選択スイッチ
6ガスセンサ
7 信号処理手段b
8自動制御手段
9 制御モード選択手段
10汚れレベル調整手段
11連動制御手段
12外気取り入れ手段
13来客対応手段
14水素センサ
15アルコールセンサ
16大気汚れ状態判別表示手段
17炭酸ガスセンサ
18炭酸ガス制御手段
19人体検知手段
20人体切り出し手段
21一次元アレイ型赤外線センサ
22チョッピング手段
23モータ
24スポット制御手段
25熱量制御手段
26VOCセンサ
27制御マイコン
28全熱交換器
29顕熱交換器
30 熱交換素子

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