空调机、空调机控制方法及记录介质转让专利
申请号 : CN201880098178.0
文献号 : CN112805507B
文献日 : 2022-04-26
发明人 : 池田孟 , 小林孝
申请人 : 三菱电机株式会社
摘要 :
权利要求 :
1.一种空调机,所述空调机具备热交换器、风扇及风向控制板,其中,所述空调机具备:热图像传感器,所述热图像传感器对设置有所述空调机的空调对象空间的壁面及地板面取得二维温度分布;
吹出风信息取得机构,所述吹出风信息取得机构取得从所述空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息;
吹出口位置取得机构,所述吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出所述空调对象空间中的所述吹出口的位置;
空间温度推定机构,所述空间温度推定机构基于所述二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布;及
气流控制机构,所述气流控制机构基于所述三维温度分布,控制所述空调机的空调条件,
所述空调机还具备:
空间速度推定机构,所述空间速度推定机构推定所述空调对象空间的三维速度分布;
及
空间体感温度推定机构,所述空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,所述气流控制机构基于所述三维温度分布、所述三维速度分布及所述三维体感温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述空间速度推定机构基于所述三维温度分布推定所述三维速度分布。
2.一种空调机,所述空调机具备热交换器、风扇及风向控制板,其中,所述空调机具备:热图像传感器,所述热图像传感器对设置有所述空调机的空调对象空间的壁面及地板面取得二维温度分布;
吹出风信息取得机构,所述吹出风信息取得机构取得从所述空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息;
吹出口位置取得机构,所述吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出所述空调对象空间中的所述吹出口的位置;
空间温度推定机构,所述空间温度推定机构基于所述二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布;及
气流控制机构,所述气流控制机构基于所述三维温度分布,控制所述空调机的空调条件,
所述空调机还具备:
空间速度推定机构,所述空间速度推定机构推定所述空调对象空间的三维速度分布;
及
空间体感温度推定机构,所述空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,所述气流控制机构基于所述三维温度分布、所述三维速度分布及所述三维体感温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述空调机还具备:
存储机构,所述存储机构存储所述三维温度分布的历史、所述三维速度分布的历史及所述三维体感温度分布的历史;及时间序列空间信息推定机构,所述时间序列空间信息推定机构基于所述历史,推定将来的三维温度分布、将来的三维速度分布及将来的三维体感温度分布,所述气流控制机构基于所述将来的三维温度分布、所述将来的三维速度分布及所述将来的三维体感温度分布,控制所述空调条件,所述存储机构还存储所述二维温度分布的历史和用户指定的偏好温度、偏好风量及偏好风向,
所述空调机还具备人体空间区域推定机构,所述人体空间区域推定机构基于所述二维温度分布的历史推定人存在的三维的人体空间区域,并基于该人体空间区域推定将来的人体空间区域,
所述气流控制机构基于所述将来的三维温度分布、所述将来的三维速度分布及所述将来的三维体感温度分布,取得所述将来的人体空间区域中的温度、速度及体感温度,并基于所述将来的人体空间区域中的温度、速度及体感温度和偏好温度、偏好风量及偏好风向,控制所述空调条件。
3.一种空调机,所述空调机具备热交换器、风扇及风向控制板,其中,所述空调机具备:热图像传感器,所述热图像传感器对设置有所述空调机的空调对象空间的壁面及地板面取得二维温度分布;
吹出风信息取得机构,所述吹出风信息取得机构取得从所述空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息;
吹出口位置取得机构,所述吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出所述空调对象空间中的所述吹出口的位置;
空间温度推定机构,所述空间温度推定机构基于所述二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布;及
气流控制机构,所述气流控制机构基于所述三维温度分布,控制所述空调机的空调条件,
所述空调机还具备:
空间速度推定机构,所述空间速度推定机构推定所述空调对象空间的三维速度分布;
及
空间体感温度推定机构,所述空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,所述气流控制机构基于所述三维温度分布、所述三维速度分布及所述三维体感温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述空调机还具备辐射热传递推定机构,所述辐射热传递推定机构取得示出存在于所述空调对象空间的人体、所述壁面及所述地板面的辐射率的辐射率信息,并基于该辐射率信息和利用所述热图像传感器取得的所述二维温度分布,推定由从所述人体向所述壁面及所述地板面的辐射导致的热传递量,所述空间体感温度推定机构基于所述热传递量对所述三维体感温度分布进行修正。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调机,其中,所述空调条件包括在所述热交换器中设定的温度、所述风扇的转速及所述风向控制板的风向。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的空调机,其中,所述空调机还具备:
冷气区域推定机构,所述冷气区域推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布推定冷气区域,所述冷气区域是流入所述空调对象空间的冷气的区域;及热泄漏量推定机构,所述热泄漏量推定机构根据所述冷气区域的体积推定热泄漏量,当利用所述冷气区域推定机构推定所述冷气区域时,所述气流控制机构基于利用所述热泄漏量推定机构推定的所述热泄漏量,提高在所述热交换器中设定的温度,增加所述风扇的转速,并将所述风向控制板的风向改变为所述冷气区域的方向。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的空调机,其中,所述空调机还具备:
建材信息取得机构,所述建材信息取得机构对所述空调对象空间的壁取得热传导率、热容量及透湿系数;
空间内湿度取得机构,所述空间内湿度取得机构取得所述空调对象空间的湿度信息;
空间外信息取得机构,所述空间外信息取得机构取得所述空调对象空间之外的温度信息和所述空调对象空间之外的湿度信息;及结露发生推定机构,所述结露发生推定机构基于所述热传导率、所述热容量、所述透湿系数、根据所述三维温度分布求出的空调对象空间的温度信息、所述空调对象空间的湿度信息、所述空调对象空间之外的温度信息及所述空调对象空间之外的湿度信息,推定所述壁的壁体内的结露的发生,
当利用所述结露发生推定机构推定结露的发生时,所述气流控制机构降低在所述热交换器中设定的温度,增加所述风扇的转速,并将所述风向控制板的风向改变为所述壁的方向。
7.一种空调机控制方法,其中,吹出风信息取得机构取得从空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息,吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出设置有所述空调机的空调对象空间中的所述吹出口的位置,空间温度推定机构基于关于所述空调对象空间的壁面及地板面的二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布,
空间速度推定机构基于所述三维温度分布,推定所述空调对象空间的三维速度分布,空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,
气流控制机构基于所述三维温度分布、所述三维速度分布及所述三维体感温度分布控制所述空调机的空调条件。
8.一种空调机控制方法,其中,吹出风信息取得机构取得从空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息,吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出设置有所述空调机的空调对象空间中的所述吹出口的位置,空间温度推定机构基于关于所述空调对象空间的壁面及地板面的二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布,
空间速度推定机构推定所述空调对象空间的三维速度分布,空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,
时间序列空间信息推定机构基于所述三维温度分布的历史、所述三维速度分布的历史及所述三维体感温度分布的历史,推定将来的三维温度分布、将来的三维速度分布及将来的三维体感温度分布,
人体空间区域推定机构基于所述二维温度分布的历史推定人存在的三维的人体空间区域,并基于该人体空间区域推定将来的人体空间区域,气流控制机构基于所述将来的三维温度分布、所述将来的三维速度分布及所述将来的三维体感温度分布,取得所述将来的人体空间区域中的温度、速度及体感温度,并基于所述将来的人体空间区域中的温度、速度及体感温度和用户指定的偏好温度、偏好风量及偏好风向,控制所述空调机的空调条件。
9.一种空调机控制方法,其中,吹出风信息取得机构取得从空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息,吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出设置有所述空调机的空调对象空间中的所述吹出口的位置,空间温度推定机构基于关于所述空调对象空间的壁面及地板面的二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布,
空间速度推定机构推定所述空调对象空间的三维速度分布,空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,
辐射热传递推定机构取得示出存在于所述空调对象空间的人体、所述壁面及所述地板面的辐射率的辐射率信息,并基于该辐射率信息和利用热图像传感器取得的所述二维温度分布,推定由从所述人体向所述壁面及所述地板面的辐射导致的热传递量,所述空间体感温度推定机构基于所述热传递量对所述三维体感温度分布进行修正,气流控制机构基于所述三维温度分布、所述三维速度分布及修正后的所述三维体感温度分布,控制所述空调机的空调条件。
10.一种记录介质,其中,
所述记录介质记录有程序,所述程序使控制空调机的计算机作为吹出风信息取得机构、吹出口位置取得机构、空间温度推定机构、气流控制机构、空间速度推定机构及空间体感温度推定机构发挥功能,所述空调机具备热交换器、风扇、风向控制板及对设置有所述空调机的空调对象空间的壁面及地板面取得二维温度分布的热图像传感器,所述吹出风信息取得机构取得从所述空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息,所述吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出所述空调对象空间中的所述吹出口的位置,
所述空间温度推定机构基于所述二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布,所述气流控制机构基于所述三维温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述空间速度推定机构推定所述空调对象空间的三维速度分布,所述空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,所述程序使所述气流控制机构发挥功能,以便基于所述三维温度分布、所述三维速度分布及所述三维体感温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述程序使所述空间速度推定机构发挥功能,以便基于所述三维温度分布,推定所述三维速度分布。
11.一种记录介质,其中,
所述记录介质记录有程序,所述程序使控制空调机的计算机作为吹出风信息取得机构、吹出口位置取得机构、空间温度推定机构、气流控制机构、空间速度推定机构、空间体感温度推定机构、存储机构、时间序列空间信息推定机构及人体空间区域推定机构发挥功能,所述空调机具备热交换器、风扇、风向控制板及对设置有所述空调机的空调对象空间的壁面及地板面取得二维温度分布的热图像传感器,所述吹出风信息取得机构取得从所述空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息,所述吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出所述空调对象空间中的所述吹出口的位置,
所述空间温度推定机构基于所述二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布,所述气流控制机构基于所述三维温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述空间速度推定机构推定所述空调对象空间的三维速度分布,所述空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,所述存储机构存储所述三维温度分布的历史、所述三维速度分布的历史及所述三维体感温度分布的历史,
所述时间序列空间信息推定机构基于所述历史,推定将来的三维温度分布、将来的三维速度分布及将来的三维体感温度分布,所述人体空间区域推定机构基于所述二维温度分布的历史推定人存在的三维的人体空间区域,并基于该人体空间区域推定将来的人体空间区域,所述气流控制机构基于所述三维温度分布、所述三维速度分布及所述三维体感温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述气流控制机构基于所述将来的三维温度分布、所述将来的三维速度分布及所述将来的三维体感温度分布,控制所述空调条件,所述存储机构还存储所述二维温度分布的历史和用户指定的偏好温度、偏好风量及偏好风向,
所述程序使所述气流控制机构发挥功能,以便基于所述将来的三维温度分布、所述将来的三维速度分布及所述将来的三维体感温度分布,取得所述将来的人体空间区域中的温度、速度及体感温度,并基于所述将来的人体空间区域中的温度、速度及体感温度和偏好温度、偏好风量及偏好风向,控制所述空调条件。
12.一种记录介质,其中,
所述记录介质记录有程序,所述程序使控制空调机的计算机作为吹出风信息取得机构、吹出口位置取得机构、空间温度推定机构、气流控制机构、空间速度推定机构、空间体感温度推定机构及辐射热传递推定机构发挥功能,所述空调机具备热交换器、风扇、风向控制板及对设置有所述空调机的空调对象空间的壁面及地板面取得二维温度分布的热图像传感器,
所述吹出风信息取得机构取得从所述空调机的吹出口吹送的吹出风的吹出温度信息、该吹出风的吹出风量信息及该吹出风的吹出风向信息,所述吹出口位置取得机构取得吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出所述空调对象空间中的所述吹出口的位置,
所述空间温度推定机构基于所述二维温度分布、所述吹出温度信息、所述吹出风量信息、所述吹出风向信息及所述吹出口位置信息,推定所述空调对象空间的三维温度分布,所述气流控制机构基于所述三维温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述空间速度推定机构推定所述空调对象空间的三维速度分布,所述空间体感温度推定机构基于所述三维温度分布和所述三维速度分布,推定所述空调对象空间的三维体感温度分布,所述辐射热传递推定机构取得示出存在于所述空调对象空间的人体、所述壁面及所述地板面的辐射率的辐射率信息,并基于该辐射率信息和利用所述热图像传感器取得的所述二维温度分布,推定由从所述人体向所述壁面及所述地板面的辐射导致的热传递量,所述程序使所述气流控制机构发挥功能,以便基于所述三维温度分布、所述三维速度分布及所述三维体感温度分布,控制所述空调机的空调条件,所述程序使所述空间体感温度推定机构发挥功能,以便基于所述热传递量对所述三维体感温度分布进行修正。
说明书 :
空调机、空调机控制方法及记录介质
技术领域
背景技术
热图像传感器是红外线传感器。由于红外线传感器检测从物体表面放出的红外线来推定温
度,所以无法测定红外线会透射的室内空气的温度。因此,以往的空调机无法得到与室内空
间的三维的热环境相关的信息。
发明内容
空间的三维温度分布;及
附图说明
具体实施方式
温度的温度传感器5、测量室内的湿度的湿度传感器6、检测物体的表面温度的热图像传感
器7及控制各构成元件的控制装置8。
的放大图。如图2B所示,热交换器2具备配管2a和翅片2b,制冷剂在配管2a内流动。
出制冷运转的控制信号时,作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥功能而使空气冷却。
制冷剂膨胀的膨胀阀102d实现。通过使用压缩机102c及膨胀阀102d控制制冷剂的温度,从
而调整热交换器2的温度。另外,能够利用切换阀来切换制热运转和制冷运转,所述切换阀
切换制冷循环的热交换器(蒸发器)102a的运转和热交换器(冷凝器)102b的运转。
器2的空气的温度低,取入的空气被冷却,并吹送冷风。另外,当空气的温度变得比露点低
时,空气中的水分在热交换器2中成为结露水并冷凝,使用排水用的配管将结露水排出到室
外,并吹送除湿后的空气。
的转速增大,从而使进行了热交换的空气的风量增加,通过使风扇3的转速减小,从而使进
行了热交换的空气的风量减少。根据来自控制装置8的控制信号控制风扇3的旋转。在本实
施方式的空调机1中,风量能够设定为“多”、“普通”、“少”这三个级别。
来控制风向控制板4的角度。在此,角度是指风向控制板4与设置于室内的空调机1的垂直方
向所成的角度。在本实施方式的空调机1中,风向控制板4的角度能够设定为“水平吹方向”、
“倾斜方向”“下吹方向”这三个级别。
吹方向时,从图5A的斜线部示出的吹出口1a向空调机1的斜下方将吹出风103吹出。另外,在
如图5B所示那样将风向控制板4的角度控制为水平吹方向时,从吹出口1a向水平方向将吹
出风103吹出。这样,空调机1通过风向控制板4的角度的调整,控制从吹出口1a吹出的吹出
风103的风向。
用空调机进行气流控制的空间称为空调对象空间。
进行与壁挂方式的空调机同样的气流控制。
热图像传感器7,能够使用红外线传感器。另外,热图像传感器7检测吹出口1a的温度。如图
2A所示,热图像传感器7设置在空调机1的下部的能够拍摄吹出口1a的位置。热图像传感器7
根据来自控制装置8的控制信号,进行二维温度分布的取得、吹出口1a的温度的检测等。
示出从吹出口1a吹送的热风未到达地板面的区域。由于热图像传感器7能够取得的信息是
二维的物体表面的温度,所以虽然能够知晓热风吹到并被加热的地板面的区域,但由于无
法测量空气的温度,所以无法知晓被加热的空间的区域。
空调条件。在此,空调条件是指吹出风的温度、风量、风向、风速、湿度等能够在空调机1中设
定的全部条件。
取存储器)83、用于与外部装置进行通信的通信接口84以及可读写的非易失性存储器85而
构成。
通信接口84从外部装置接收信号时,基于接收到的信号示出的内容,控制各构成元件。用户
使用外部装置设定目标温度、目标风量或目标风向,示出设定的值的信息存储于存储器85。
布DB85b。温度分布DB85a是空调机1为了推定三维温度分布而参照的数据库。速度分布
DB85b是空调机1为了推定三维速度分布而参照的数据库。关于温度分布DB85a及速度分布
DB85b,后面将叙述详细情况。另外,在存储器85中存储有用于求出后述的三维温度分布的
热网络模型的运算式的数据。此外,例如,存储有记有风扇3的转速与风量的对应关系的数
据库、记有风向控制板4的角度与风向的对应关系的数据库以及通过数值流体计算或使用
空调机的实机的实验而制作的三维温度分布的数据库等。
部802、推定三维温度分布的空间温度推定部803、推定三维速度分布的空间速度推定部
804、推定三维体感温度分布的空间体感温度推定部805以及进行空调机的气流控制的气流
控制部806。上述各部分通过处理器81执行存储于ROM82的程序来实现。
带地示出温度分布。从吹出口1a吹送的热风在吹出口1a附近温度最高,随着远离吹出口1a,
由于热扩散而温度下降。
出速度分布。从吹出口1a吹送的热风在吹出口1a附近最快,随着远离吹出口1a而变慢。另
外,在热风的端部的区域中,会产生空气的卷入107。热风由于空气的粘性而卷入周围的空
气,能量逐渐散逸,因此随着远离吹出口1a而速度下降。
构的一例。
出吹出口1a的温度的信息作为吹出温度信息。
的风扇3的转速求出风量,取得示出所求出的风量的信息作为吹出风量信息。
的数据库(未图示),根据设定的风向控制板4的角度求出吹出风的风向,取得所求出的风向
作为吹出风向信息。
位置取得机构的一例。
面的壁到吹出口1a的距离108c、108d及从正面的壁到吹出口1a的距离108e的信息。用户使
用外部装置输入这些信息,吹出口位置信息取得部802通过从外部装置接收这些信息,从而
取得吹出口位置信息。
空间温度推定机构的一例。
空间的温度分布及速度分布。
吹出口1a为基准,从吹出口1a起将空调机1的正面方向设为x轴方向,将空调机1的高度方向
设为y轴方向,将空调机1的宽度方向设为z轴方向。图12A是用浓淡示出z=0(cm)即吹出口
1a的正面的中央的位置处的温度分布的例子的图,示出浓淡越浓则温度越高。测定点的坐
标为x=150(cm),y=100(cm),z=0(cm)。
处的温度分布。在此,w1、w2的值是示出在存储于温度分布DB85a的数据被测定的室内,将空
调机1的宽度方向上的吹出口中央设为0cm的从侧面的壁到吹出口的距离的值。各测定点处
的温度可以通过使用空调机1的实机全部测定而取得,也可以通过数值流体计算而取得。
数据。
得的吹出口位置信息最接近的室内尺寸及吹出口位置的数据。
空调机1的空间的温度分布与温度分布DB85a的温度分布不同。使用考虑了壁及地板的隔热
性能的热网络模型,推定该不同。
节点、示出房间的隔热性能的热阻值109c(R[K/W])、房间的热容量109d(C[J/℃])、以及空
调机1的功率109e(Q[W])而制作。在该热网络模型中,能够如下述的式(1)表示时刻t[s]的
室内的温度的代表值(T(t)[℃])。
的室内的代表温度T[℃]的差值与温度分布DB85a的各温度值相加,从而推定实际设置有空
调机1的室内的空间的温度分布。例如,通过算出图12B的空间温度的平均值T_mean[℃]与
式(1)的代表值T[℃]的差值ΔT_diff=T‑T_mean,并将ΔT_diff与图12B的空间的温度分
布相加,从而能够对在制作温度分布DB85a时使用的室内的壁的隔热性能与实际的设置有
空调机1的室内的壁的隔热性能的差异进行修正。例如,当设为ΔT_diff=0.5时,将图12B
的表格的全部温度值加上0.5。
这样的一些装置,则也无法知晓。此外,空调机1的功率Q[W]能够根据吹出风的风量及温度
知晓。另外,如果具有空调机1的COP(Coefficient Of Performance:性能系数)作为数据
库,则也能够通过将空调机1的消耗电力乘以COP,从而推定Q[W]。也就是说,关于式(1),由
于无法知晓Q[W]以外的变量,所以难以直接计算式(1)。
℃])分割为室内空气的热阻值109g(Rair[K/W])及室内空气的热容量109h(Cair[J/℃])、壁
地板的热阻值109i(Rwall[K/W])及壁地板的热容量109j(Cwall[J/℃])的模型。T[℃]、Twall
[℃]、Rair[K/W]、Cair[J/℃]及Q[W]的关系能够如下述的式(2)那样书写。
因此,能够使用在数值流体计算或传热工学等中使用的无量纲的整理式,将Rair[K/W]数值
化。
以能够计算室内的代表温度T[℃]。在此,代表温度设为室内整体的温度的平均值。因此,通
过对式(2)求解,从而求出温度分布DB85a的温度值的平均值T_mean[℃]与代表值T[℃]的
差值ΔT_diff=T‑T_mean,通过将ΔT_diff与图12B所示的温度值的值相加,从而将温度分
布DB85a的温度值修正为实际设置有空调机1的室内的空间温度。
分布的例子。可知如下的情况:从吹出口1a趋向热风到达地板面的位置(x坐标:xwall,y坐
标:ywall),温度逐渐下降。
最接近的室内尺寸及吹出口位置的数据。例如,也可以是,在温度分布DB85a为按某尺寸的
室内的吹出风的温度、风量及风向的设定值,测定或通过数值流体计算算出的三维温度值
的数据库的情况下,空间温度推定部803通过将测定到温度分布DB85a的数据的室内尺寸转
换为根据吹出口位置信息求出的室内尺寸,基于该转换将温度分布DB85a的数据转换,从而
求出温度分布,并取得求出的温度分布的数据作为修正前的温度分布的数据。在该情况下,
空间温度推定部803对于进行基于室内尺寸的转换后的温度值,进一步进行使用了热网络
模型的温度值的修正。
三维温度分布。
度方向设为下标k时,体积区间的坐标能够表示为(xi,yj,zk)。以下,将示出代表体积空间的
位置的坐标表示为xijk。在图14中示出在任意的k的位置用代表坐标xij表示的体积区间。另
外,使用函数p,将位置xijk的体积区间的温度为T的概率表示为p(T)。
观测到的体积区间x未观测ijk的温度T未观测ijk。根据参考文献1“Gaussian Processes for
Machine Learning(Carl Edward Rasmussen),The MIT Press,2006”,能够学习表示位置x
的代表温度T的概率p(T|x),能够书写为p(T|x)=N(T|0,K)。在此,N(·)是平均0、方差K的
多维的高斯分布,K是被称为格拉姆矩阵的矩阵,该矩阵具有与数据集D的数据集数和想预
测的x未观测ijk及T未观测ijk的数据集数之和相同的维数。能够利用该概率模型,计算未观测的体
积区间x未观测ijk中的预测温度T预测ijk及预测温度T预测ijk的可靠性(方差)。
7取得的温度分布及吹出口1a处的吹出风温度这样的已知的数据集,学习空间的温度分布。
也可以在已知的数据集中增加温度分布DB85a。
度值计算预测的可靠度。
据库称为速度分布DB85b。速度分布DB85b存储于存储器85。空间速度推定部804参照速度分
布DB85b,根据利用空间温度推定部803推定的三维温度分布,推定三维速度分布。
动的热传递率算出。在此,空气的温度能够根据三维温度分布求出,能够从三维速度分布参
照速度的大小,使用强制热传递的模型式算出人体与空气流动的热传递率。然后,通过实验
制作示出人体的热收支的量与应修正的温度的量的关系的模型。空间体感温度推定部805
通过利用该模型和求出的人体的热收支,求出温度的修正量,并对利用空间温度推定部803
推定的三维温度分布进行修正,从而推定三维体感温度分布。
用以下的式(3)求出。
度v[m/s],从而求出体感温度。然后,空间体感温度推定部805将求出的体感温度设为三维
体感温度分布的值。
的气流控制机构的一例。
表值的温度的差值(例如2度)的热风而生成用于控制热交换器2的控制信号,生成提高风扇
3的转速的控制信号,为了使热风遍布室内而生成将风向控制板4的角度改变为下吹方向的
控制信号。另外,例如,在设定温度比利用三维体感温度分布示出的温度低的情况下,气流
控制部806为了得到温度低了设定温度与代表值的温度的差值(例如2度)的热风而生成控
制热交换器2的控制信号,生成提高风扇3的转速的控制信号,为了使较低的温度的热风遍
布室内而生成将风向控制板4的角度改变为水平吹方向的控制信号。此外,代表值可以是三
维体感温度分布的整体的平均值,也可以预先设定在室内有可能存在人的区域,代表值是
该区域中的体感温度的平均值、最高值、最低值等。另外,在该例子中,代表值可以根据三维
温度分布求出。此外,气流控制部806可以通过PID控制进行气流控制,所述PID控制基于空
调机的设定温度与根据三维体感温度分布或三维温度分布求出的温度的偏差。
风的方式控制风向控制板4。或者,气流控制部806对设定温度和三维体感温度分布进行比
较,在存在体感温度与设定温度不同的区域的情况下,为了使该区域的体感温度接近设定
温度,以向该区域的方向吹出吹出风的方式控制风向控制板4。
控制风扇3,在存在判断为风速较快的区域的情况下,以降低风量的方式控制风扇3。判断为
相对于设定风量较快或较慢的阈值基于实验、数值计算等设定。
度、风量或风向的设定时执行该控制处理。
送的吹出风的吹出温度信息、吹出风量信息及吹出风向信息(步骤S102)。吹出口位置信息
取得部802取得从外部装置接收到的吹出口位置信息,所述吹出口位置信息示出设置有空
调机1的室内的吹出口1a的位置(步骤S103)。空间温度推定部803基于二维温度分布、吹出
温度信息、吹出风量信息、吹出风向信息及吹出口位置信息,推定室内的三维温度分布(步
骤S104)。空间速度推定部804基于三维温度分布推定室内的三维速度分布(步骤S105)。空
间体感温度推定部805基于三维温度分布和三维速度分布推定三维体感温度分布(步骤
S106)。气流控制部806基于三维温度分布、三维速度分布及三维体感温度分布,控制热交换
器的温度、风扇的转速及风向控制板的风向(步骤S107)。
成元件,标注同一附图标记并省略其说明。
和推定将来的分布的时间序列空间信息推定部808。存储部807及时间序列空间信息推定部
808通过在控制装置8中处理器81执行存储于ROM82的程序来实现。
此外,时间序列空间信息推定部808是本发明的时间序列空间信息推定机构的一例。
速度分布及三维体感温度分布的历史即时间序列数据,推定将来的三维温度分布、将来的
三维速度分布及将来的三维体感温度分布。
行比较,在存在差值的情况下,以消除差值的方式控制热交换器2、风扇3及风向控制板4。
度、风量或风向的设定时执行该控制处理。
分布及三维体感温度分布的历史,推定将来的三维温度分布、将来的三维速度分布及将来
的三维体感温度分布(步骤S208)。然后,气流控制部806基于将来的三维温度分布、将来的
三维速度分布及将来的三维体感温度分布,控制在热交换器2中设定的温度、风扇3的转速
及风向控制板4的风向(步骤S209)。
省略其说明,对于共通的构成元件的共通的功能也省略说明。
的人体空间区域推定部809。人体空间区域推定部809通过在控制装置8中处理器81执行存
储于ROM82的程序来实现。
是本发明的人体空间区域推定机构的一例。
到人的体温左右(例如35~37度)的温度的区域设为人体二维区域。然后,人体空间区域推
定部809使用从二维图像预测立体的卷积神经网络这样的机器学习,推定人体空间区域。此
外,从人体二维区域推定人体空间区域的方法不限于此,能够使用从二维图像推定三维空
间中的对象物的区域的已知技术。
809得到人体空间区域的时间序列数据。
推定部809使用卡尔曼滤波、粒子滤波等时间序列预测方法,根据人体空间区域的时间序列
数据推定将来的人体空间区域。
外,用户使用外部装置,在空调机1中预先登记喜好的温度、风量及风向。以下,将它们称为
偏好温度、偏好风量及偏好风向。偏好温度、偏好风量及偏好风向的信息存储于存储器85。
然后,气流控制部806以使将来的人体空间区域中的温度、速度及体感温度接近预先登记的
偏好温度、偏好风量及偏好风向的方式控制热交换器2、风扇3及风向控制板4。
在此,空间区域110d是空调机1预先吹出的热风的区域,示出预料为将来的用户的区域并预
先加热的空间区域。
制的反馈控制,从用户行动的时刻起延迟与微机或制冷循环的响应时间对应的时间。与此
相对,本实施方式的空调机能够进行前馈控制,在所述前馈控制中,预想到由于用户在室内
走动或变更姿势而用户存在的区域发生变更的情况,从而预先将热风或冷风吹到或避开预
测为用户会移动到的区域。
度、风量或风向的设定时执行该控制处理。
S308的处理结束时,人体空间区域推定部809基于二维温度分布的历史推定人存在的三维
的人体空间区域,基于推定的人体空间区域推定将来的人体空间区域(步骤S309)。然后,气
流控制部806参照将来的三维温度分布、将来的三维速度分布及将来的三维体感温度分布,
取得将来的人体空间区域中的温度、速度及体感温度,以接近预先登记的偏好温度、偏好风
量及偏好风向的方式控制热交换器2、风扇3及风向控制板4(步骤S310)。
递量的辐射热传递推定部810。辐射热传递推定部810通过在控制装置8中处理器81执行存
储于ROM82的程序来实现。
导致的热传递量。此外,辐射热传递推定部810是本发明的辐射热传递推定机构的一例。
般的壁面及地板面的辐射率相关的数据库(未图示)而求出。另外,示出人体的辐射率的辐
射率信息通过参照与覆盖人体的衣服的辐射率相关的数据库(未图示)而求出。这些数据库
可以存储于存储器85,也可以存储于外部装置、外部存储装置等。另外,这些辐射率信息可
以由用户使用外部装置输入。壁面的温度、地板面的温度及人体的温度根据利用热图像传
感器7取得的二维温度分布求出。
加量与体感温度值的修正量的关系基于实验、数值计算等预先设定。
暖,用户有时也会感觉到冷气。但是,本实施方式的空调机1通过考虑热传递量,从而能够求
出更准确的体感温度,能够提供对用户来说舒适的热环境。
度、风量或风向的设定时执行该控制处理。
及地板面的辐射率信息,基于辐射率信息和利用热图像传感器7取得的二维温度分布,推定
由来自壁面及地板面的辐射导致的热传递量(步骤S407)。接着,空间体感温度推定部805基
于利用辐射热传递推定部810推定的热传递量,对三维体感温度分布进行修正(步骤S408)。
然后,气流控制部806基于三维温度分布、三维速度分布及修正得到的三维体感温度分布,
控制在热交换器2中设定的温度、风扇3的转速及风向控制板4的风向(步骤S409)。
区域的冷气区域推定部811和推定冷气的区域的热泄漏量的热泄漏量推定部812。冷气区域
推定部811及热泄漏量推定部812通过在控制装置8中处理器81执行存储于ROM82的程序来
实现。
定机构的一例。
风向控制板4的风向变更为冷气区域的方向。此外,在利用冷气区域推定部811未推定出冷
气区域的情况下,气流控制部806不进行这样的控制。另外,热泄漏量与在热交换器2中设定
的温度的增加量及风扇3的转速的增加量的关系基于实验、数值计算等预先设定。
也可以参照三维体感温度分布继续上述控制,直到冷气区域的体感温度变得与设定温度相
等。此外,气流控制部806可以通过PID控制进行气流控制,所述PID控制基于热泄漏量与预
先设定的值的偏差。
度、风量或风向的设定时执行该控制处理。
S508:是),热泄漏量推定部812根据冷气区域的体积推定热泄漏量(步骤S509)。然后,气流
控制部806在利用冷气区域推定部811判断为在室内存在冷气区域时,基于利用热泄漏量推
定部812推定的热泄漏量,提高在热交换器2中设定的温度,增加风扇3的转速,将风向控制
板4的风向变更为冷气区域的方向(步骤S510)。另一方面,当冷气区域推定部811判断为在
室内没有冷气区域时(步骤S508:否),气流控制部806进行不考虑热泄漏量的通常的气流控
制(步骤S511)。
中,由于无法三维地判别冷气的温度、冷气的区域,所以无法进行由冷气流入导致的热泄漏
量的估计。因此,无法进行为了防止冷气流入而所需的风量、温度等的估计。
材信息取得部813、推定日照区域的日照区域推定部814及推定日照区域的日照量的日照量
推定部815。建材信息取得部813、日照区域推定部814及日照量推定部815通过在控制装置8
中处理器81执行存储于ROM82的程序来实现。
热容量的信息。此外,该数据库可以存储于存储器85,也可以存储于外部装置、外部存储装
置等。另外,建材的热容量的值可以由用户使用外部装置输入。
域。图27的日照区域(S[m])是从窗户进来的日照照射到的地板面的区域。具体而言,日照
区域推定部814基于三维温度分布,确定温度较高的区域,将确定的区域中的、基于三维速
度分布而吹出风没有到达的区域设为日照区域。预先设定用于判断吹出风没有到达的区域
的风速的阈值。此外,日照区域推定部814可以基于三维速度分布及吹出风量求出吹出风没
有到达的区域。例如,日照区域推定部814在吹出风量较少的情况下,即使是风速较小的区
域,也视为吹出风到达,在吹出风量较多的情况下,即使是风速较大的区域,也设为吹出风
没有到达的区域。日照区域推定部814在没有与预先设定的条件一致的区域的情况下,视为
未推定出日照区域。另外,日照区域推定部814也可以根据利用热图像传感器7取得的二维
温度分布,推定日照区域。
而成的图。该热网络模型使用壁及地板的热阻值(Rwall[K/W])、壁及地板的热容量(Cwall[J/
K])、具有室外的温度的代表值(TOUT[℃])的节点、日照区域的壁及地板的温度(Twall[℃])
制作。热容量Cwall是利用建材信息取得部813取得的值。此外,热阻值Rwall能够使用日照区域
2
的面积S[m]、建材的厚度l[m]及建材的热传导率k[W/(m·k)],表示为以下的式(5)。
和检测到的温度Twall(t1)、Twall(t2)的数据存储于存储器85。如以下的式(9)那样表示检测
到的时刻的差值,如以下的式(10)那样表示温度的差值,当使用式(9)及式(10)书写式(8)
时,能够得到式(11)。
向控制板4的风向改变为日照区域的方向。在利用日照区域推定部814未推定出日照区域的
情况下,气流控制部806不进行这样的控制。此外,日照量与在热交换器2中设定的温度的减
少量及风扇3的转速的增加量的关系基于实验、数值计算等预先设定。
区域的体感温度变得与设定温度相等。此外,气流控制部806可以通过PID控制进行气流控
制,所述PID控制基于日照量与预先设定的值的偏差。
度、风量或风向的设定时执行该控制处理。
部814根据三维温度分布及三维速度分布,推定日照照射到的壁面及地板面的日照区域(步
骤S608)。当日照区域推定部814判断为在室内存在日照区域时(步骤S609:是),日照量推定
部815基于壁及地板的热容量和日照区域中的温度上升量,推定日照量(步骤S610)。然后,
气流控制部806在利用日照区域推定部814判断为在室内存在日照区域时,基于利用日照量
推定部815推定的日照量,降低在热交换器2中设定的温度,增加风扇3的转速,将风向控制
板4的风向改变为日照区域的方向(步骤S611)。另一方面,当日照区域推定部814判断为在
室内没有日照区域时(步骤S609:否),气流控制部806进行不考虑日照量的通常的气流控制
(步骤S612)。
热容量及透湿系数的建材信息取得部813、取得室内的湿度的空间内湿度取得部816、取得
室外的温度和湿度的空间外信息取得部817以及推定壁上的结露的发生的结露发生推定部
818。建材信息取得部813、空间内湿度取得部816、空间外信息取得部817及结露发生推定部
818通过在控制装置8中处理器81执行存储于ROM82的程序来实现。
所示的建材的热传导率、热容量及透湿系数的信息。此外,该数据库可以存储于存储器85,
也可以存储于外部装置、外部存储装置等。另外,建材的热传导率、热容量及透湿系数的值
可以由用户使用外部装置输入。
外的湿度传感器测定的湿度的信息。空间外信息取得部817从室外的温度传感器取得室外
的温度信息,从室外的湿度传感器取得室外的湿度信息。
生。此外,结露发生推定部818是本发明的结露发生推定机构的一例。
型,并基于根据三维温度分布求出的室内的温度信息、利用空间外信息取得部817取得的室
外的温度信息以及壁的热网络模型,求出建材的温度。然后,结露发生推定部818使用建材
的温度值,求出该温度下的饱和水蒸气压。同样地,结露发生推定部818根据建材的透湿阻
力值制作壁的湿度网络模型,并根据利用空间内湿度取得部816取得的室内的湿度信息、利
用空间外信息取得部817取得的室外的湿度信息以及壁的湿度网络模型,求出建材中的水
蒸气压。在结露发生推定部818中,水蒸气压超过饱和水蒸气压的位置是建材中的结露的发
生位置。
水蒸气压超过饱和水蒸气压的位置111c是壁上的结露的发生位置。
检测到的湿度,取得室内的湿度信息(步骤S708)。接着,空间外信息取得部817基于室外的
温度传感器检测到的温度取得室外的温度信息,基于室外的湿度传感器检测到的湿度取得
室外的湿度信息(步骤S709)。结露发生推定部818基于热传导率、热容量及透湿系数、根据
三维温度分布求出的室内的温度信息、室内的湿度信息、室外的温度信息以及室外的湿度
信息,推定结露的发生(步骤S710)。当结露发生推定部818判断为在室内发生结露时(步骤
S711:是),气流控制部806降低在热交换器2中设定的温度,增加风扇3的转速,将风向控制
板4的风向改变为壁的方向(步骤S712)。另一方面,当结露发生推定部818判断为在室内未
发生结露时(步骤S711:否),气流控制部806进行不考虑结露的通常的气流控制(步骤
S713)。
利要求书示出而不是由实施方式示出。并且,权利要求书内及在与之等同的发明的意义的
范围内实施的各种变形视为本发明的范围内。
储器,85a温度分布DB,85b速度分布DB,101空气,102制冷循环,102a热交换器(蒸发器),
102b热交换器(冷凝器),102c压缩机,102d膨胀阀,103吹出风,104a、105a高温度区域,
104b、105c低温度区域,105b中间温度区域,106a高速度区域,106b中间速度区域,106c低速
度区域,107空气的卷入,108a天花板高度,108b从地板面到吹出口1a的高度,108c、108d从
侧面的壁到吹出口1a的距离,108e从正面的壁到吹出口1a的距离,109a室内的温度的代表
值,109b室外的温度的代表值,109c示出房间的隔热性能的热阻值,109d房间的热容量,
109e空调机1的功率,109f壁地板的温度,109g空气的热阻值,109h空气的热容量,109i壁地
板的热阻值,109j壁地板的热容量,110a过去的用户的区域,110b当前的用户的区域,110c
将来的用户的区域,110d预料为将来的用户的区域并预先加热的空间区域,111a壁体内的
饱和水蒸气压的计算值,111b壁体内的水蒸气压的计算值,111c壁体内的结露发生位置,
801吹出风信息取得部,802吹出口位置信息取得部,803空间温度推定部,804空间速度推定
部,805空间体感温度推定部,806气流控制部,807存储部,808时间序列空间信息推定部,
809人体空间区域推定部,810辐射热传递推定部,811冷气区域推定部,812热泄漏量推定
部,813建材信息取得部,814日照区域推定部,815日照量推定部,816空间内湿度取得部,
817空间外信息取得部,818结露发生推定部。