空调装置的制作方法

文档序号:17725054发布日期:2019-05-22 02:27阅读:161来源:国知局
空调装置的制作方法

本发明涉及一种空调装置。



背景技术:

以往,已知搭载有状况识别装置的空调机,其具有基于状况识别单元所识别的状况识别结果来实现空调控制的空调控制部。而且,已知如下空调机:作为状况识别单元而具备检测人物的脚部位置的脚部位置检测单元和检测人物的头部位置的头部位置检测单元,并使用身高推定单元,该身高推定单元利用由脚部位置检测单元求出的脚部位置信息和由头部位置检测单元求出的头部位置信息来检测人物的身高(例如,参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-024534号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

专利文献1所示的以往的空调装置基于由身高推定单元推定出的结果进行空调控制,从而例如能够相对于身高较矮的儿童,使来自空调装置的风不直接与其接触,另外,进行基于减弱的风量的空气调节,相对于身高足够高的成人,使来自空调装置的风直接与其接触,进行基于增强的风量的空气调节。

但是,在专利文献1所示的以往的空调装置中,由于仅根据身高来判定是成人还是儿童、即判定年龄层,因此,例如对身高较高的儿童或身高较矮的成人会进行错误的年龄层的判定,无法进行与年龄层对应的适当的送风控制。

本发明是为了解决这样的课题而完成的。其目的在于提供一种空调装置,能够不受使用者的身高左右地实现与使用者的年龄层对应的适当的调节空气的送风,进而能够实现使用者的舒适感的提高。

用于解决课题的手段

在本发明的空调装置中,具备:框体,其形成有吸入口和吹出口;热交换器,其设置在所述框体的内部,与从所述吸入口吸入的空气进行热交换而生成调节空气;送风机构,其设置在所述框体,生成从所述吸入口吸入空气并从所述吹出口吹出调节空气的空气流,并且能够变更从所述吹出口吹出的调节空气的风向;温度检测单元,其检测预先设定的检测范围内的表面温度;以及控制装置,其根据所述温度检测单元的检测结果来控制所述送风机构,所述空调装置构成为在根据所述温度检测单元检测出的表面温度的分布确定了人体的情况下,将所述调节空气的风向设定为所述人体的方向,并将所述调节空气的风向保持在所述人体的方向,直到所述人体的表面温度达到基准温度为止,所述基准温度根据所述人体的表面温度的变化量而设定。

发明效果

在本发明的空调装置中,发挥能够不受使用者的身高左右地实现与使用者的年龄层对应的适当的调节空气的送风、进而能够实现使用者的舒适感的提高的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的空调装置的外观立体图。

图2是本发明的实施方式1的空调装置的纵剖视图。

图3是说明本发明的实施方式1的空调装置所具备的人体传感器的检测范围的图。

图4是说明本发明的实施方式1的空调装置的进深方向上的人体传感器的检测范围的图。

图5是说明本发明的实施方式1的空调装置的水平方向上的人体传感器的检测范围的图。

图6是表示本发明的实施方式1的空调装置的控制系统的结构的框图。

图7是表示本发明的实施方式1的空调装置的控制装置的功能结构的框图。

图8是表示本发明的实施方式1的空调装置的制热运转时的人体的脚部温度的经时变化的一例的图。

图9是表示本发明的实施方式1的空调装置的制热运转时的人体的头部温度的经时变化的一例的图。

图10是表示本发明的实施方式1的空调装置的制热运转时的送风控制的流程图。

图11是表示本发明的实施方式2的空调装置的制热运转时的送风控制的流程图。

图12是表示本发明的实施方式3的空调装置的制热运转时的人体的脚部温度的变化的一例的图。

图13是表示本发明的实施方式3的空调装置的制热运转时的送风控制的流程图。

具体实施方式

参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。在各图中,对相同或相当的部分标注相同的附图标记,并适当地简化或省略重复的说明。此外,本发明并不限定于以下的实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。

实施方式1

图1至图10是本发明的实施方式1的图,图1是空调装置的外观立体图,图2是空调装置的纵剖视图,图3是说明空调装置所具备的人体传感器的检测范围的图,图4是说明空调装置的进深方向上的人体传感器的检测范围的图,图5是说明空调装置的水平方向上的人体传感器的检测范围的图,图6是表示空调装置的控制系统的结构的框图,图7是表示空调装置的控制装置的功能结构的框图,图8是表示空调装置的制热运转时的人体的脚部温度的经时变化的一例的图,图9是表示空调装置的制热运转时的人体的头部温度的经时变化的一例的图,图10是表示空调装置的制热运转时的送风控制的流程图。

本发明的实施方式1的空调装置100例如是空调机的室内机。因此,空调装置100设置于室内的墙面或天花板面。在此,设为空调装置100设置于室内的墙面。

如图1及图2所示,空调装置100具备框体110。空调装置100的框体110形成为横向长且从前表面到下表面成为平滑的曲面的大致长方体形状。在框体110的上表面部形成有吸入口111。吸入口111是用于从外部向框体110的内部取入空气的开口。在框体110的前表面下部形成有吹出口112。吹出口112是用于从框体110的内部向外部排出空气的开口。框体110的前表面上部被前表面面板113覆盖。

在吹出口112设置有上下风向板131、132、141、142。这些上下风向板用于调整从吹出口112吹出的空气的上下方向的吹出角度。

上下风向板在朝向空调装置100的正面观察时分别设置在近前侧和里侧。另外,近前侧和里侧的各上下风向板分别左右分割。即,近前侧的上下风向板在朝向空调装置100的正面观察时分割为左侧的左近前侧上下风向板131和右侧的右近前侧上下风向板132。另外,里侧的上下风向板在朝向空调装置100的正面观察时分割为左侧的左里侧上下风向板141和右侧的右里侧上下风向板142。

各个上下风向板被左右分割的位置在朝向空调装置100的正面观察时为长度方向(吹出口112的左右方向)的大致中央。在左近前侧上下风向板131与右近前侧上下风向板132之间形成有微小的间隙。同样地,在左里侧上下风向板141与右里侧上下风向板142之间也形成有微小的间隙。

左近前侧上下风向板131、右近前侧上下风向板132、左里侧上下风向板141以及右里侧上下风向板142分别是在吹出口112的左右方向上细长地延伸的板状的构件。另外,这些上下风向板131、132、141、142分别以与长度方向垂直的截面成为圆弧状的方式弯曲。

上下风向板131、132、141、142分别经由未图示的支承臂安装于框体110。各个支承臂以能够旋转的方式安装于框体110。通过各支承臂相对于框体110旋转,能够改变各个上下风向板的朝向。而且,通过改变上下风向板的朝向,空调装置100能够上下变更送风方向。

上下风向板各自的支承臂设置成能够通过上下风向板用步进马达的驱动来调节角度。具体而言,在此,左近前侧上下风向板131和左里侧上下风向板141的朝向通过左侧上下风向板用步进马达161变更。右近前侧上下风向板132和右里侧上下风向板142的朝向通过右侧上下风向板用步进马达162变更。

这样,从吹出口112的左侧吹出的空气的上下方向的吹出角度(送风方向)和从吹出口112的右侧吹出的空气的上下方向的吹出角度(送风方向)能够分开调整。此外,左侧上下风向板用步进马达161及右侧上下风向板用步进马达162在图1及图2中省略图示。

在吹出口112处的上下风向板131、132、141、142的里侧设置有左右风向板150。左右风向板150用于调整从吹出口112吹出的空气的左右方向的吹出角度。左右风向板150由在朝向空调装置100的正面观察时遍及长度方向(吹出口112的左右方向)地排列的多个板材构成。左右风向板150与上下风向板131、132、141、142同样,以能够通过左右风向板用步进马达163(在图1和图2中省略图示)的驱动来调节角度的方式安装。

在框体110的内部形成有从吸入口111通向吹出口112的风路。在风路中的吸入口111的下风侧设置有热交换器121。热交换器121与在风路中流动的空气进行热交换,将在风路中流动的空气加热或冷却。加热空气还是冷却空气取决于空调装置100是制热运转还是制冷运转。具体而言,在制热运转时,热交换器121对空气进行加热。另一方面,在制冷运转时,热交换器121对空气进行冷却。

热交换器121通过对在风路中流动的空气进行加热或冷却,调整该空气的温度、湿度等,生成调节空气。这样,热交换器121与从吸入口111吸入的空气进行热交换而生成调节空气。此外,在制热运转时,生成暖风作为调节空气,在制冷运转时,生成冷风作为调节空气。

在风路中的热交换器121的下风侧设置有送风风扇122。送风风扇122用于在风路中生成从吸入口111向吹出口112流动的空气流。

当送风风扇122动作时,在风路中生成从吸入口111向吹出口112流动的空气流,从吸入口111吸入空气,从吹出口112吹出空气。从吸入口111吸入的空气成为按照热交换器121、送风风扇122的顺序通过空调装置100的内部的风路的空气流,并从吹出口112吹出。此时,通过配置在送风风扇122的下风侧的上下风向板131、132、141、142以及左右风向板150,调整(变更)从吹出口112吹出的风的方向(送风方向)。

送风风扇122、上下风向板131、132、141、142、左右风向板150、上下风向板用步进马达161、162、以及左右风向板用步进马达163构成了设置于框体110的送风机构。这样构成的送风机构生成从吸入口111吸入空气并从吹出口112吹出调节空气的空气流,并且能够变更从吹出口112吹出的调节空气的风向。

在空调装置100的前表面中央安装有人体传感器170。但是,人体传感器170的安装位置不限于空调装置100的前表面中央。也可以将人体传感器170安装在例如框体110的左侧或右侧的端部等。

人体传感器170例如具备在上下方向上排列的多个红外线传感器(受光元件)。在此,设为人体传感器170例如具备8个红外线传感器(受光元件)。这8个红外线传感器分别是能够逐一执行红外线的受光以及温度的检测的检测元件。例如,如图3所示,这些红外线传感器(受光元件)在圆筒状的金属罐171的内部沿上下方向呈直线状排列地配置。由此,人体传感器170具备将室内的温度划分为彼此高度不同的8个区域来进行检测的功能。

如图3所示,这8个红外线传感器各自的检测范围设定为彼此大小相等的四边形的区域。另外,1个红外线传感器的配光视场角例如上下方向上的纵配光视场角设定为7°,左右方向的横配光视场角设定为8°。

将各个红外线传感器的配光视场角合起来的整个人体传感器170的配光视场角173设定为在上下方向上细长的区域。此外,各个红外线传感器的配光视场角(检测范围)也可以不是相同的形状、相同的大小。另外,关于纵配光视场角以及横配光视场角的具体的值,也不限定于上述的示例。并且,红外线传感器(受光元件)的个数不限定于8个,人体传感器170也可以具备7个以下或者9个以上的任意个数的红外线传感器(受光元件)。

而且,人体传感器170能够通过传感器用步进马达172(在图1和图2中省略图示)在预先设定的角度范围内改变上下排列的多个红外线传感器的左右朝向。由此,能够使上下排列的多个红外线传感器分别在左右方向上扫描,对空调装置100前方的预先设定的检测范围(以下,称为“温度检测对象范围”)内检测表面温度。

人体传感器170通过这样的结构,对温度检测对象范围内进行扫描,以非接触方式获取该范围内的表面温度分布(热图像)。即,人体传感器170构成了检测预先设定的检测范围内的表面温度的温度检测单元。

通过利用后述的控制装置180等对人体传感器170的检测结果、即由人体传感器170获取的表面温度分布(热图像)数据进行处理,能够根据例如与背景的温度差来检测室内的包含人在内的热源的有无及其位置、人体的表面温度、人的身体的部位(皮肤的露出部与非露出部、头部等)等。

另外,基于人体传感器170的检测结果,还能够得到室内的人的体感温度。在该情况下,越是露出皮肤的人体,越容易检测出体感温度。此外,人体传感器170所使用的受光元件的像素数越多,人体传感器170的检测精度越高。具体而言,例如,如果使用具有30像素以上的像素数的受光元件,则能够高精度地检测室内的人的位置以及从人体传感器170到该人的距离。

人体传感器170一边左右扫描温度检测对象范围一边检测温度检测对象的温度。此外,在此的左右是从空调装置100侧观察的情况下的左右。在获取室内的墙壁以及地面的热图像数据(温度分布数据)的情况下,例如,通过传感器用步进马达172使人体传感器170的朝向在左右方向上移动,使传感器用步进马达172的旋转(即,人体传感器170的朝向的旋转)每隔一定角度停止一定时间。此时的一定角度例如为1~5°。另外,此时的一定时间例如为0.1~0.2秒。然后,在停止人体传感器170的朝向的变更之后,等待比上述的一定时间(0.1~0.2秒)短的时间,取入人体传感器170的8个受光元件的检测结果(热图像数据)。

在人体传感器170的检测结果的取入结束后,再次使传感器用步进马达172旋转上述一定角度并再次停止,通过同样的动作取入人体传感器170的检测结果(热图像数据)。反复进行这样的动作,在检测范围内的左右方向的例如90~100处获取人体传感器170的检测结果。然后,根据获取的人体传感器170的检测结果,能够得到温度检测对象范围的热图像数据(温度分布数据)。

接着,参照图4和图5,对如以上那样构成的人体传感器170的检测范围进行说明。首先,图4是说明从空调装置100观察的进深方向上的人体传感器170的检测范围的图。该图4示出了从水平方向观察设置有空调装置100的室内的状态。在该图4中,例示了空调装置100设置在1800mm左右的高度、从空调装置100到人体的距离为3600mm左右的状态。

人体传感器170的检测范围在进深方向上划分为与红外线传感器(受光元件)的个数(在此为8)相等的多个区域。即,室内的空间在进深方向上划分为与各受光元件的配光视场角对应的8个区域。而且,划分的各个区域的大小根据配光视场角的上下方向的扩展角度来设定。

人体传感器170的最下侧的受光元件检测最靠近空调装置100的近前侧的区域中的人体。而且,构成为越靠人体传感器170的上侧的受光元件,检测越远的区域中的人体。

接着,图5是说明从空调装置100观察的左右方向上的人体传感器170的检测范围的图。该图5示出了从上方观察设置有空调装置100的室内的状态。人体传感器170的检测范围在左右方向上划分为与通过传感器用步进马达172使人体传感器170旋转时的上述一定角度相对的多个区域。

在该图5中,例示了将人体传感器170的左右方向上的检测范围设定为90°左右的情况。人体传感器170的左右方向上的检测范围不限于该角度,例如,也可以构成为能够通过传感器用步进马达172使人体传感器170完整地旋转1周,将检测范围设定为360°。

此外,也可以通过其他步进马达等使人体传感器170也在上下方向上摆动。由于能够使人体传感器170的朝向也在上下方向上改变,从而不仅水平方向而且在上下方向上也能够获取详细的热图像数据。

另外,人体传感器170也可以采用并用红外线传感器和其他检测设备的结构。列举具体例,也可以采用使用相机、超声波传感器等来检测人体的位置、形状以及到人体的距离的结构。即,作为人体传感器170,除了红外线传感器之外,例如还可以具备能够检测物体的超声波传感器。由此,能够提高人体传感器170对人体的位置以及距离的检测精度。或者,也可以构成为采用使用了菲涅耳透镜的热释电传感器来检测室内的左右方向以及从空调装置100观察的进深方向(前后方向)上的人体的位置。

接着,参照图6对空调装置100的控制系统的结构进行说明。空调装置100具备控制装置180以及操作显示部190。控制装置180例如由具备微型计算机等的电路构成。在控制装置180具备微型计算机的情况下,控制装置180具备处理器181以及存储器182。在存储器182中存储有控制用的程序。处理器181读取并执行存储器182中存储的程序。

通过处理器181执行控制用的程序,控制装置180执行预先设定的处理来控制空调装置100的动作。另外,特别是通过处理器181执行存储在存储器182中的程序,实现后述的人体检测部183、部位确定部184、年龄层判定部186以及送风控制部187的各部分的功能。

在控制装置180的输入侧连接有包含人体传感器170等的传感器系统。在控制装置180的输出侧连接有包含送风风扇122、左侧上下风向板用步进马达161、右侧上下风向板用步进马达162、左右风向板用步进马达163、传感器用步进马达172等的各种致动器。

操作显示部190用于供使用者输入各种设定值,并且用于向使用者显示各种信息。操作显示部190例如是远距离控制器(遥控器)等。操作显示部190以能够与控制装置180相互通信的方式连接。使用者通过操作操作显示部190,能够进行电源的接通/断开、制热运转与制冷运转的切换、温度、风向、风量等的设定等。另外,操作显示部190具备显示各种信息的例如液晶显示器。在操作显示部的液晶显示器中,例如显示运转模式、温度、风向、风量等设定内容。

控制装置180基于来自传感器系统以及操作显示部190的输入来驱动各致动器,控制空调装置100的动作。由控制装置180执行的控制例如包括制冷运转、制热运转、送风动作、人体传感器170的扫描动作等的控制。即,控制装置180例如进行与作为温度检测单元的人体传感器170的检测结果对应的上述送风机构的控制等。

控制装置180具备人体检测部183、部位确定部184、温度存储部185、年龄层判定部186以及送风控制部187。人体检测部183基于作为温度检测单元的人体传感器170的检测结果,检测人体传感器170的温度检测对象范围内存在的人体。人体的检测例如能够利用由人体传感器170检测出的表面温度为预先设定的基准温度以上的各区域的形状、分布(相对位置关系)、面积等来进行。此时的基准温度考虑到人的体温而具体设定为例如30℃等。

部位确定部184确定人体检测部183检测出的人体的判定部位。判定部位是指年龄层判定部186用于判定人体的年龄层的人体的部位。预先指定将人体的哪个部位作为判定部位。该判定部位的确定既可以首先确定了整个人体的形状之后再根据整个人体的形状来确定判定部位,也可以直接确定判定部位。

在确定整个人体的形状的情况下,部位确定部184首先确定人体检测部183检测出的人体所在的区域。人体所在的区域例如能够利用表面温度为一定温度以上的各区域的形状、分布(相对位置关系)、面积、各区域的温度的相对大小关系等来确定。此外,当确定人体所在的区域时,该区域的形状也确定,即,能够确定人体的形状。

另外,在确定整个人体的形状的情况下,部位确定部184既可以一次确定人体所在的整个区域,也可以按该人体的每个部位逐一确定人体所在的区域。在逐一确定人体的每个部位所在的区域的情况下,部位确定部184例如针对人体的头部、胸部、臂部、大腿部、小腿部、手以及脚的各部位分别确定各部位所在的区域。此外,在此所说的“手”是指比手腕靠前端侧的部分。另外,在此所说的“脚”是指比脚踝靠前端侧的部分。

此时,部位确定部184也可以特别地将由人体传感器170检测出的表面温度为预先设定的温度以上的部分确定为该人体的头部、胸部以及腹部中的至少任一个所在的区域。另外,部位确定部184也可以在确定人体的各部位所在的区域时,对各个部位的温度、位置以及穿衣状态进行确定。“穿衣状态”是指与该部位的皮肤是被衣服等覆盖还是被露出相关的状态。

此外,在作为人体传感器170除了具备检测表面温度的红外线传感器之外还具备超声波传感器的情况下,部位确定部184优选基于红外线传感器的检测结果以及超声波传感器的检测结果来检测人体,确定检测出的人体所在的区域。

接着,再次参照图4,列举具体例来说明由部位确定部184对人体的各部位所在的区域的确定。在图4所示的例子中,成为在最上侧至第4个这4个受光元件的检测区域内检测出人体的状态。

具体而言,首先,最上侧的受光元件检测人体的头部。头部露出而且皮肤温度比人体的其他部分高,例如具有30℃以上的皮肤温度。因此,部位确定部184能够基于由人体传感器170获取的热图像数据,识别人体的头部所属的区域。更详细地说,部位确定部184分析最上侧的受光元件通过水平方向的扫描获取的热图像数据。然后,在水平方向上检测温度为30℃以上的热源的形状与预先存储的人体头部的形状(例如,圆形)相符的情况下,将该热源确定为头部。

另外,上数第2个受光元件检测人体的胸部和臂部。胸部在大部分情况下被衣服覆盖,很少露出皮肤。臂部有时露出皮肤,有时不露出皮肤。部位确定部184能够基于由人体传感器170检测出的表面温度来判定臂部是否露出。具体而言,在臂部的皮肤露出的情况下,在相当于臂部的位置检测出与头部同等或稍低的皮肤温度。这是因为臂部有时比头部凉,在该情况下臂部的温度被检测为比头部低的温度。

上数第3个受光元件检测人体的大腿部。大腿部在大部分情况下被衣服覆盖。因此,在相当于大腿部的位置检测出衣服的表面温度。衣服的表面温度低于皮肤的温度。另外,在手放下到大腿部旁边的情况下等,在手的位置检测出与头部同等以下的温度。此外,手有时比头部凉。在该情况下,在手的位置检测出比头部低的温度。

上数第4个受光元件检测人体的小腿部。在该人体穿有袜子等衣物的情况下,在小腿部的位置检测出衣物的表面温度。另外,在脚凉的情况下,不管是否穿有衣物,在相当于小腿部的位置检测出比衣物的表面温度更低的温度。

此外,对于人体的胸部、臂部、大腿部、小腿部、手以及脚的各部位,也与确定人体的头部时同样地,部位确定部184通过对一定温度以上的区域的形状与预先存储的各部位的形状进行比较对照等,来确定各部位所在的区域。

再次参照图7继续进行说明。年龄层判定部186基于人体的判定部位的表面温度,判定该人体的年龄层。人体的判定部位是该人体的部位中的部位确定部184确定为判定部位的部位。人体的判定部位的表面温度在此使用作为温度检测单元的人体传感器170检测出的温度。在该实施方式1中,年龄层判定部186基于人体的判定部位的表面温度的每单位时间的变化量,判定该人体的年龄层。

在年龄层判定部186判定的年龄层中,至少包含成人和儿童。作为成人和儿童以外的年龄层,例如可考虑老年人等。以下,对年龄层设为成人和儿童这两个年龄层的情况的例子进行说明。

图8所示的是制热运转开始后的成人和儿童的脚的温度的时间变化的一例。另外,图9所示的是制热运转开始后的成人和儿童的头部的温度的时间变化的一例。如该图8及图9所示,开始制热运转,随着室温上升,成人和儿童的脚及头部这双方的温度逐渐上升。此时,对于头部的温度,如图9所示,在成人和儿童之间,伴随时间经过的温度变化量没有太大差异。

另一方面,如图8所示,对于脚的温度,在成人和儿童之间,伴随时间经过的温度变化量可看出差异。即,儿童的情况下的脚的温度的时间变化量比成人的情况下的脚的温度的时间变化量小。发明人对8组父母子女进行实验,分别按成人和儿童计算出脚部温度的每单位时间的变化量,结果两者在1%的显著性水平下观察到显著差异。与此相对,对于头部温度的每单位时间的变化量(图9),儿童和成人之间不能观察到显著差异。

这可认为是因为,与成人相比,儿童的自主神经的体温调节功能不发达,儿童比成人更容易受到周围温度的影响。即,脚的温度容易受到脚接触的地面的温度的影响,在制热运转开始时地面温度比室温低,因此,能够认为更容易受到比该室温低的地面温度的影响的儿童的脚的温度比成人的脚的温度更难以上升。

因此,在本发明的实施方式1中,预先指定人体的脚作为判定部位。即,部位确定部184确定人体检测部183检测出的人体的脚的部位。然后,年龄层判定部186根据人体传感器170检测出的人体的脚的表面温度,判定该人体的年龄层。并且,详细而言,年龄层判定部186基于作为判定部位的脚的表面温度的每单位时间的变化量,判定人体的年龄层。

如上所述,儿童的情况下的脚的温度的时间变化量比成人的情况下的脚的温度的时间变化量小。因此,在人体的脚(判定部位)的表面温度的每单位时间的变化量为预先设定的基准值α以下的情况下,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是儿童。另一方面,在人体的脚的表面温度的每单位时间的变化量不在基准值α以下的情况下,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是成人。

在该实施方式1中,控制装置180要求出判定部位的表面温度的每单位时间的变化量,因此具备温度存储部185。温度存储部185每隔单位时间存储人体传感器170检测出的人体的判定部位(在此为脚)的表面温度的值。年龄层判定部186使用温度存储部185存储的判定部位的表面温度的值,计算判定部位的表面温度的每单位时间的变化量。然后,年龄层判定部186通过对该计算出的判定部位的表面温度的每单位时间的变化量与上述基准值α进行比较,判定人体是成人还是儿童。

此外,在此对指定了脚作为判定部位的情况进行了说明。然而,设为判定部位的人体的部位不仅限于脚。具体而言,例如,除了脚之外,作为毛细血管多且与人体外的温度交换活跃的部位,还可考虑指定手为判定部位。

在制冷运转开始时,人体温度随着时间的经过而降低。因此,在制冷运转时,年龄层判定部186根据人体的脚的表面温度的每单位时间的变化量的绝对值是否为上述的基准值α以下,来判定该人体的年龄层是儿童还是成人即可。

送风控制部187基于如上所述由年龄层判定部186判定的人体的年龄层,控制上述的送风机构。关于基于人体的年龄层的判定结果的送风机构的控制的具体内容,下面对制热运转和制冷运转各自的情况进行说明。此外,以下说明的基于人体的年龄层的判定结果的送风机构的控制既可以仅在制热运转和制冷运转中的一方进行,也可以在双方进行。

首先,对制热运转的情况进行说明。在制热运转时由人体传感器170检测出的人体的温度低于制热基准温度的情况下,送风控制部187控制送风机构以使调节空气的风向朝向该人体的位置。另外,在制热运转时由人体传感器170检测出的人体的温度为制热基准温度以上的情况下,送风控制部187控制送风机构以使调节空气的风向朝向与该人体的位置不同的方向,进行所谓的“避人送风”。

在进行该“避人送风”时,优选控制送风机构以使该人体与调节空气的气流的距离达到0.3m以上。优选设定为调节空气的气流与人体的距离在最近的位置也达到0.3m以上。根据该设定,由此,即使调节空气的气流扩散到某种程度,也能够充分地抑制气流吹到该人体。

接着,对在这样的送风控制中用作基准的“制热基准温度”进行说明。人体的“制热基准温度”是指成为是否需要对该人体进行制热的判断基准的温度。

在本发明的实施方式1中,“制热基准温度”根据年龄层判定部186所判定的年龄层而设定。即,在本发明的实施方式1中,具体而言,作为“制热基准温度”,能够设定成人制热基准温度和儿童制热基准温度这两个。成人制热基准温度是年龄层判定部186判定出的年龄层是成人的情况下使用的基准值。儿童制热基准温度是年龄层判定部186判定出的年龄层是儿童的情况下使用的基准值。

另外,在本发明的实施方式1中,例如在部位确定部184逐一确定了人体的各部位的情况下,成人制热基准温度以及儿童制热基准温度分别使用人体的头部、胸部、臂部、大腿部、小腿部、手以及脚的各部位的全部或一部分的温度来计算。此时,也可以在计算中使用将各部位的温度的每一个乘以预先设定的加权系数得到的值。在该情况下,加权系数预先设定,并预先存储在控制装置180的存储器182等中。

用于计算制热基准温度的各部位的温度例如使用人体传感器170检测出的各部位的表面温度。另外,用于计算成人制热基准温度的人体的部位以及加权系数与用于计算儿童制热基准温度的人体的部位以及加权系数也可以不同。具体而言,例如,也可以在成人制热基准温度的计算中使用人体的全身的各部位的温度,在儿童制热基准温度的计算中使用人体的上半身的各部位(人体的头部、胸部、臂部以及手)的温度。

这样,送风控制部187根据年龄层判定部186判定出的年龄层来设定制热基准温度,控制送风机构。即,送风控制部187基于年龄层判定部186判定出的人体的年龄层,控制上述送风机构。

此外,在室内检测出多个人体且两个以上的人体的温度比与各自的年龄层对应的制热基准温度低的情况下,送风控制部187也可以控制送风机构以使调节空气的风向以朝向人体温度比与各自的年龄层对应的制热基准温度低的两个以上的人体的中间地点的方式朝向该人体的位置。此外,在此所说的多个人体包括年龄层相同的人之间(成人与成人、儿童和儿童)的组合、以及年龄层不同的人之间(成人与儿童)的组合这两者。

接着,对制冷运转的情况进行说明。在制冷运转时由人体传感器170检测出的人体的温度为制冷基准温度以上的情况下,送风控制部187控制送风机构以使调节空气的风向朝向该人体的位置。另外,在制冷运转时由人体传感器170检测出的人体的温度低于制冷基准温度的情况下,送风控制部187控制送风机构以使调节空气的风向朝向与该人体的位置不同的方向,进行所谓的“避人送风”。此时,与制热运转的情况同样地,优选控制送风机构以使该人体与调节空气的气流的距离达到0.3m以上。

人体的“制冷基准温度”是指成为是否需要对该人体进行制冷的判断基准的温度。在本发明的实施方式1中,“制冷基准温度”根据年龄层判定部186判定出的年龄层而设定。即,在本发明的实施方式1中,具体而言,作为“制冷基准温度”,能够设定成人制冷基准温度和儿童制冷基准温度这两个。成人制冷基准温度是年龄层判定部186判定出的年龄层是成人的情况下使用的基准值。儿童制冷基准温度是年龄层判定部186判定出的年龄层是儿童的情况下使用的基准值。

成人制冷基准温度及儿童制冷基准温度的各自的设定与成人制热基准温度及儿童制热基准温度同样地进行。即,成人制冷基准温度及儿童制冷基准温度分别使用例如人体的头部、胸部、臂部、大腿部、小腿部、手以及脚的各部位的全部或一部分的温度来计算。此时,也可以在计算中使用将各部位的温度的每一个乘以预先设定的加权系数得到的值。而且,用于计算成人制冷基准温度的人体的部位以及加权系数与用于计算儿童制冷基准温度的人体的部位以及加权系数也可以不同。

这样,送风控制部187根据年龄层判定部186判定出的年龄层来设定制冷基准温度,控制送风机构。即,送风控制部187基于年龄层判定部186判定出的人体的年龄层,控制上述送风机构。

接着,参照图10说明如以上那样构成的空调装置100的制热运转的动作的流程的一例。当通过使用者对操作显示部190的操作等使空调装置100开始制热运转时,首先,在步骤s1中,人体传感器170开始表面温度的检测,人体检测部183开始基于人体传感器170的检测结果进行人体的检测。在接下来的步骤s2中,人体检测部183基于人体传感器170的检测结果,确认是否检测出人体。在未检测出人体的情况下返回步骤s1。另一方面,在人体检测部183检测出人体的情况下,进入步骤s3。

在步骤s3中,送风控制部187控制送风机构,以将调节空气朝向人体检测部183检测出的人体的位置送风。此外,在此由于是制热运转,所以吹送的调节空气是暖风。在步骤s3之后,进入步骤s4。

在步骤s4中,首先,部位确定部184确定人体检测部183检测出的人体所在的区域。然后,部位确定部184从人体检测部183检测出的人体所在的区域确定该人体的判定部位。此外,人体的判定部位在此是该人体的脚。当部位确定部184确定人体的判定部位即脚时,人体传感器170开始检测人体的脚(判定部位)的温度。人体传感器170以一定的时间间隔例如每隔单位时间检测人体的脚(判定部位)的温度。人体传感器170检测出的人体的脚(判定部位)的温度作为时间序列数据存储在温度存储部185中。

在接下来的步骤s5中,首先,年龄层判定部186基于存储在温度存储部185中的人体的脚(判定部位)的温度的时间序列数据,计算脚部温度的每单位时间的变化量。接着,年龄层判定部186确认计算出的人体的脚部温度的每单位时间的变化量是否为上述的基准值α以下。在人体的脚部温度的每单位时间的变化量为基准值α以下的情况下,进入步骤s6。

在步骤s6中,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是儿童。然后,进入步骤s7,首先,送风控制部187计算儿童制热基准温度的具体的值,将计算出的儿童制热基准温度设定为制热基准温度。接着,送风控制部187确认该人体的温度是否为儿童制热基准温度以上。若该人体的温度不在儿童制热基准温度以上,则进入步骤s8。

在步骤s8中,送风控制部187控制送风机构,以将调节空气朝向该人体的位置送风。在步骤s8之后返回步骤s7,继续朝向该人体送风,直到该人体的温度达到儿童制热基准温度以上为止。

另一方面,在步骤s5中,在人体的脚部温度的每单位时间的变化量不在基准值α以下的情况下,进入步骤s9。在步骤s9中,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是成人。然后,进入步骤s10,首先,送风控制部187计算成人制热基准温度的具体的值,将计算出的成人制热基准温度设定为制热基准温度。接着,送风控制部187确认该人体的温度是否为成人制热基准温度以上。若该人体的温度不在成人制热基准温度以上,则进入步骤s11。

在步骤s11中,送风控制部187控制送风机构,以将调节空气朝向该人体的位置送风。在步骤s11之后返回步骤s10,继续朝向该人体送风,直到该人体的温度达到成人制热基准温度以上为止。

在步骤s7中,若该人体的温度达到儿童制热基准温度以上,则进入步骤s12。另外,在步骤s10中,在该人体的温度达到成人制热基准温度以上的情况下,也进入步骤s12。在步骤s12中,送风控制部187进行所谓的避人送风。即,控制送风机构以将调节空气朝向与由人体传感器170检测出的该人体的位置不同的方向送风。然后,一系列的动作流程结束,但反复执行以上的步骤s1至s12,直到空调装置100的制热运转停止为止。

以上说明的是制热运转的动作,但在制冷运转的情况下也与此大致相同。即,对于步骤s1至s6、s8、s9、s11以及s12,通过使用者对操作显示部190的操作等使空调装置100开始制冷运转的情况下的动作与图8所示的制热运转的情况相同。

而且,在制冷运转的情况下,仅步骤s7以及s10与制热运转不同。即,在制冷运转的步骤s7中,首先,送风控制部187计算儿童制冷基准温度的具体的值,将计算出的儿童制冷基准温度设定为制冷基准温度。接着,送风控制部187确认该人体的温度是否为儿童制冷基准温度以上。若该人体的温度为儿童制冷基准温度以上,则进入步骤s8。另一方面,若该人体的温度不在儿童制冷基准温度以上,则进入步骤s12。

另外,在制冷运转的步骤s10中,首先,送风控制部187计算成人制冷基准温度的具体的值,将计算出的成人制冷基准温度设定为制冷基准温度。接着,送风控制部187确认该人体的温度是否为成人制冷基准温度以上。若该人体的温度为成人制冷基准温度以上,则进入步骤s11。另一方面,若该人体的温度不在成人制冷基准温度以上,则进入步骤s12。

如以上那样构成的空调装置100具备:基于人体传感器170检测出的表面温度来检测人体的人体检测部183;确定检测出的人体的预先指定的判定部位的部位确定部184;基于人体的判定部位的表面温度来判定该人体的年龄层的年龄层判定部186;以及基于判定出的人体的年龄层来控制送风机构的送风控制部187。

因此,能够不受使用者的身高左右地高精度地判定该使用者的年龄层,能够根据使用者的年龄层适当地吹送调节空气,进而能够实现使用者的舒适感的提高。另外,此时,无需拍摄使用者的面部图像来利用图像识别技术等,能够使用红外线传感器等人体传感器170高精度地判定使用者的年龄层,因此能够将产品的制造所需要的费用抑制得较低。

由于儿童和成人的代谢量和产热量不同,所以即使在同一环境内冷热感有时也不同。一般而言,儿童比成人(特别是女性)怕热,在制热运转中的房间中同时有儿童和成人女性的情况下,在适合儿童的设定温度下成人女性往往会感到冷,相反在适合成人女性的设定温度下儿童往往感到热。根据本发明的实施方式1的空调装置100,能够基于年龄层判定部186判定出的人体的年龄层,变更实施“避人送风”的基准温度,因此,即使在同等身高的儿童和成人处于同一室内的情况下,也能够对儿童和成人分别适当地吹送调节空气,能够实现使用者的舒适感的提高。

具体而言,在制热运转时,能够抑制被误判定为儿童的成人尽管没有达到足够温暖的状态却被风避开而处于感到冷的状态。另外,在制冷运转时,能够抑制被误判为成人的儿童尽管没有达到足够凉爽的状态却被风避开而处于感到热的状态。另外,例如在制热的情况下,能够在人体的温度充分上升之后,将调节空气的风向切换为人体以外的方向而转向整个室内的制热。并且,通过减少风量,还能够得到降低噪音的效果。

此外,以上说明的结构是基于人体的表面温度的每单位时间的变化量来判定该人体的年龄层,根据该判定出的年龄层来设定制热基准温度或制冷基准温度。但是,关于这一点,在该实施方式1中,也可以不判定人体的年龄层而根据人体的表面温度的变化量直接设定制热基准温度或制冷基准温度。

即,在根据作为温度检测单元的人体传感器170检测出的表面温度的分布确定了人体的情况下,空调装置100也可以将调节空气的风向设定为该人体的方向,并将调节空气的风向保持在该人体的方向,直到该人体的表面温度达到基准温度为止。而且,作为此时的基准温度的制热基准温度或制冷基准温度根据该人体的表面温度的变化量而设定。

在该情况下,例如,控制装置180预先存储有与人体的表面温度的每单位时间的变化量对应的制热基准温度或制冷基准温度的表。然后,控制装置180参照该表的内容,根据人体传感器170的检测结果设定制热基准温度或制冷基准温度。

在这样的结构中,也与判定人体的年龄层并根据该判定出的年龄层设定了制热基准温度或制冷基准温度的情况同样地,能够不受使用者的身高左右地实现与使用者的年龄层对应的适当的调节空气的送风,进而能够实现使用者的舒适感的提高。

另外,在以上的结构中,也可以在操作显示部190显示年龄层判定部的判定结果。即,空调装置100也可以具备显示年龄层判定部的判定结果的显示部。由此,使用者能够通过确认操作显示部190的显示,得知使用者自身的年龄层被空调装置100如何判定。

实施方式2

图11是本发明的实施方式2的图,是表示空调装置的制热运转时的送风控制的流程图。

在此说明的实施方式2在上述的实施方式1的结构中并用了基于人体的身高进行的该人体的年龄层的判定。即,人体传感器170对检测出的人体的身高进行检测,年龄层判定部186首先根据人体的身高进行年龄层的判定,在仅通过身高无法进行年龄层的判定的情况下,进行如实施方式1中说明的基于人体的判定部位的温度的年龄层的判定。以下,关于该实施方式2的空调装置,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

首先,该实施方式2的空调装置100所具备的基本结构与实施方式1所示的图1至图6相同。另外,实施方式2的空调装置100所具备的控制装置180的结构也与图7所示的实施方式1的结构基本相同。

但是,在该实施方式2中,年龄层判定部186的功能与实施方式1不同。即,在该实施方式2中,年龄层判定部186首先基于部位确定部184确定出的人体的形状,检测该人体的身高。然后,年龄层判定部186基于检测出的人体的身高,进行该人体的年龄层的判定。

例如,在检测出的人体的身高为身高基准值以下的情况下,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是儿童。身高基准值是根据空调装置100的设定场所、用途等逐一进行研究之后预先设定的。作为身高基准值的具体例,可举出130cm等的值。另一方面,在检测出的人体的身高不在身高基准值以下的情况下,年龄层判定部186根据该人体的判定部位的表面温度,判定该人体的年龄层。基于人体的判定部位的表面温度的人体的年龄层的判定与上述的实施方式1完全相同。

另外,其他结构也与实施方式1相同,省略其详细说明。

接着,参照图11说明如以上那样构成的空调装置100的制热运转的动作的流程的一例。在图11的流程图中,步骤s1至s3与图10的流程图的步骤s1至s3相同,因此省略其说明。而且,在该实施方式2中,在步骤s3之后进入步骤s21。

在步骤s21中,年龄层判定部186基于部位确定部184确定出的人体的形状,检测该人体的身高。在步骤s21之后,转移到步骤s22。

在步骤s22中,年龄层判定部186确认在步骤s21中检测出的人体的身高是否为身高基准值以下。在人体的身高为身高基准值以下的情况下,进入步骤s6,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是儿童。

另一方面,在步骤s22中,在人体的身高不在身高基准值以下的情况下,进入步骤s4。然后,在步骤s4以后,年龄层判定部186进行基于人体的判定部位的温度的年龄层的判定。步骤s4至s12与图10的流程图的步骤s4至s12相同,因此省略其说明。

如以上那样构成的实施方式2的空调装置100首先基于人体的身高来尝试判定该人体的年龄层是否为儿童。然后,如果能够基于人体的身高判定为该人体的年龄层是儿童,则在该时刻将该人体的年龄层设为儿童。另一方面,在无法基于人体的身高判定为该人体的年龄层是儿童的情况下,进行如实施方式1中说明的基于人体的判定部位的温度的年龄层的判定。

因此,除了能够起到与实施方式1同样的效果之外,在能够根据人体的身高明确地判定为儿童的情况下,不用进行人体的判定部位的确定以及基于判定部位的温度的年龄层的判定,就能够判定该人体的年龄层。因此,能够实现控制装置180的处理负荷的降低。特别是在人体传感器170检测出多个人体的情况下,通过实现控制装置180的处理负荷的降低,能够期待控制装置180的处理速度的大幅提高。

此外,以上,对将身高基准值设定为能够判定为儿童的值、并首先基于人体的身高来判定该人体的年龄层是否为儿童的情况进行了说明。但是,关于这一点,也可以将身高基准值设定为能够判定为成人的值,并首先基于人体的身高来判定该人体的年龄层是否是成人。

在该情况下,作为身高基准值的具体例,可以举出170cm等的值。然后,在检测出的人体的身高为身高基准值以上的情况下,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是成人。另一方面,在检测出的人体的身高小于身高基准值的情况下,年龄层判定部186基于该人体的判定部位的表面温度,判定该人体的年龄层。

这样,先按身高条件进行是否为成人的判定,从而特别是在制冷运转的情况下,能够更早地实现使得风不吹到通常比儿童怕冷的成人的送风控制。另一方面,在制热运转的情况下,通过先按身高条件进行是否为儿童的判定,能够更早地实现使得风不吹到通常比成人怕热的儿童的送风控制。

实施方式3

图12及图13是本发明的实施方式3的图,图12是表示空调装置的制热运转时的人体的脚部温度的变化的一例的图,图13是表示空调装置的制热运转时的送风控制的流程图。

在上述实施方式1和实施方式2中,基于人体的判定部位的表面温度的每单位时间的变化量,判定该人体的年龄层。与此相对,在此说明的实施方式3在上述的实施方式1或实施方式2的结构中,基于室温变化了单位温度时的人体的判定部位的表面温度的变化量,判定该人体的年龄层。以下,对于该实施方式3的空调装置,列举基于实施方式1构成的例子,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

首先,该实施方式3的空调装置100所具备的基本结构与实施方式1所示的图1至图6相同。另外,实施方式3的空调装置100所具备的控制装置180的结构也与图7所示的实施方式1的结构基本相同。

但是,在该实施方式3中,年龄层判定部186的功能与实施方式1不同。即,在该实施方式3中,年龄层判定部186基于室温变化了单位温度时的人体的判定部位的表面温度的变化量,判定该人体的年龄层。

图12所示的是制热运转开始后的室温与成人及儿童的脚的温度的关系的一例。开始制热运转,随着室温上升,成人及儿童的脚的温度逐渐上升。发明人发现,此时,如图12所示,室温变化了单位温度时的儿童的情况下的脚的温度的变化量比成人的情况下的脚的温度的变化量小。

因此,在本发明的实施方式3中,与实施方式1同样地预先指定人体的脚作为判定部位。即,部位确定部184确定人体检测部183检测出的人体的脚的部位。然后,年龄层判定部186基于室温变化了单位温度时的作为判定部位的脚的表面温度的每单位时间的变化量,判定人体的年龄层。

具体而言,在室温变化了单位温度时的人体的脚(判定部位)的表面温度的变化量为预先设定的基准值β以下的情况下,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是儿童。另一方面,在室温变化了单位温度时的人体的脚的表面温度的变化量不在基准值β以下的情况下,年龄层判定部186判定为该人体的年龄层是成人。

在该实施方式3中,要得到室温变化了单位温度时的人体的脚(判定部位)的表面温度的变化量,因此空调装置100具备检测室温的室温检测单元。作为室温检测单元,例如也可以在空调装置100的框体110、吸入口111等设置温度传感器。也可以在空调装置100的不同于框体110的部位设置温度传感器,将温度传感器和空调装置100以能够通信的方式连接。

另外,在人体传感器170的温度检测对象范围内包含地面或墙面的情况下,也可以将人体传感器170所具备的红外线传感器检测出的室内的地面或墙面的温度用作室温。在该情况下,人体传感器170兼作检测预先设定的检测范围内的表面温度的温度检测单元和检测室温的室温检测单元。

在该实施方式3中,温度存储部185每隔一定时间存储人体传感器170检测出的人体的判定部位(在此为脚)的表面温度的值和室温检测单元检测出的室温的值。年龄层判定部186使用温度存储部185存储的判定部位的表面温度的值和室温的值,计算室温变化了单位温度时的、判定部位的表面温度的变化量。然后,年龄层判定部186通过对该计算出的判定部位的表面温度的变化量和上述的基准值β进行比较,判定人体是成人还是儿童。

此外,其他结构也与实施方式1相同,省略其详细说明。

接着,参照图13说明如以上那样构成的空调装置100的制热运转的动作的流程的一例。在图13的流程图中,步骤s1至s4与图10的流程图的步骤s1至s4相同,因此省略其说明。而且,在该实施方式3中,在步骤s4之后进入步骤s31。

在步骤s31中,年龄层判定部186基于存储在温度存储部185中的人体的脚(判定部位)的温度以及室温的时间序列数据,计算室温变化了单位温度时的脚部温度的变化量。接着,年龄层判定部186确认计算出的人体的脚部温度的变化量是否为上述的基准值β以下。在人体的脚部温度的变化量为基准值β以下的情况下,进入步骤s6。另一方面,在人体的脚部温度的变化量不在基准值β以下的情况下,进入步骤s9。步骤s6至s12与图10的流程图的步骤s6至s12相同,因此省略其说明。

以上那样构成的空调装置100基于室温变化了单位温度时的人体的判定部位的表面温度的变化量,判定该人体的年龄层。在如实施方式1那样使用人体的判定部位的表面温度的每单位时间的变化量的情况下,在制热及制冷的设定温度与室温接近时,每单位时间的温度变化量小,因此有可能成为不适合年龄层的判定的状况。与此相对,如果采用室温变化了单位温度时的人体的判定部位的表面温度的变化量,则没有这样的情况,能够在更多的情况下进行基于判定部位的表面温度的年龄层的判定。

此外,在以上说明的实施方式1至实施方式3的结构中,既可以仅采用制热运转时的送风控制和制冷运转时的送风控制中的一方,也可以采用双方。并且,也可以组合采用不同实施方式的制热运转时的送风控制和制冷运转时的送风控制。

另外,在朝向人体送风时,也可以不朝向整个人体送风而是朝向人体的特定的部位送风。具体而言,例如也可以朝向人体的脚集中送风。另外,除此之外,例如也可以朝向人体的手集中送风。

并且,除了地面温度、皮肤温度之外,还可以使用室温、空调装置的吸入口111处的温度、吹出口112处的温度等温度信息来进行送风控制。此时,也可以使用这些温度信息的每一定时间的变化量或变化率等。

产业上的可利用性

本发明能够利用于具备能够变更从吹出口吹出的调节空气的风向的送风机构的空调装置。

附图标记说明

100空调装置

110框体

111吸入口

112吹出口

113前表面面板

121热交换器

122送风风扇

131左近前侧上下风向板

132右近前侧上下风向板

141左里侧上下风向板

142右里侧上下风向板

150左右风向板

161左侧上下风向板用步进马达

162右侧上下风向板用步进马达

163左右风向板用步进马达

170人体传感器

171金属罐

172传感器用步进马达

173配光视场角

180控制装置

181处理器

182存储器

183人体检测部

184部位确定部

185温度存储部

186年龄层判定部

187送风控制部

190操作显示部。

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