空気調和装置及び空気調和方法
【課題】室内に居る人の快適温度を実現する空気調和装置及び空気調和方法を提供する。
【解決手段】被空調者の動静脈吻合（ＡＶＡ）が開放して血流量が増加することにより上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する際の室内温度を維持する空調制御を行う。すなわち、所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、この検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の所定空間の空気温度を検出し、この検出された空気温度を維持するように空調制御を行う。
【解決手段】被空調者の動静脈吻合（ＡＶＡ）が開放して血流量が増加することにより上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する際の室内温度を維持する空調制御を行う。すなわち、所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、この検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の所定空間の空気温度を検出し、この検出された空気温度を維持するように空調制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体温変化に基づいて室内の温度調節を行う空気調和装置及び空気調和方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
市販の空気調和装置の多くは、被空調者が適宜リモートコントローラ等を用いて設定した室内温度に基づいて空調制御を行う。このような被空調者の切り替え操作に基づく空調制御は、設定温度の立ち上がり時において図２２の（ａ）及び（ｂ）に示すような突発的な温度変化を生じ、快適な室内温度を実現することが難しい。
【０００３】
そこで、従来より、被空調者の体温変化に応じて空調制御を行う空気調和装置が開発されている。例えば特許文献１には、赤外線センサを用いて被空調者の顔部の皮膚温度を測定し、この測定結果に基づいて空調制御を行う方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１７８０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような被空調者の体温変化に応じた空調制御であっても、被空調者の体温は、環境温度変化に関わらずほぼ一定に保たれるため、被空調者の温冷感を適切に把握することが難しかった。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、被空調者の温冷感に適応した空調制御を行う空気調和装置及び空気調和方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明は、所定空間の空気温度を調節する空気調和装置において、上記所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出する皮膚温度センサと、上記皮膚温度センサによって検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の上記所定空間の空気温度を検出する検出手段と、上記検出手段によって検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行う空調制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、上述した目的を達成するために、本発明は、所定空間の空気温度を調節する空気調和方法において、上記所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、当該検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の上記所定空間の空気温度を検出し、当該検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、動静脈吻合（ＡＶＡ（arteriovenous anastomoses））が開放して血流量が増加することにより上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する際の室内温度を維持する空調制御を行うものである。すなわち、本発明は、所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、この検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の所定空間の空気温度を検出し、この検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行うことにより、被空調者の温冷感に適応した快適な空調制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本実施の形態における空気調和装置は、動静脈吻合（以下、ＡＶＡと記載する。）の開閉運動の影響が大きく表れる上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度変化を検出して室内を温度調節する空調制御を行うものである。
【００１２】
ＡＶＡは、細動脈を流れてきた血液を毛細血管に流さずに細静脈へと流すバイパス血管である。ＡＶＡは、表皮の血管内に存在し、開閉運動を行うことにより血管を収縮又は拡張させる。ヒトは、外気温が低いときは、体温の放散を防ぐためにＡＶＡを閉じて血管を収縮させて皮膚表面の血流量を減少させ、外気温が高いときは、ＡＶＡを開放して血管を拡張させて皮膚表面の血流量を増加させ、熱放散を促進させる。
【００１３】
図１は、空気調和装置により、室内温度を５度から３０度まで上昇させた場合の時間変化に対する室内温度変化、及び各部位の皮膚の温度変化を示す図である。図１に示すように、額、胸、大腿、足背等の皮膚温度に比べて手先及び足先の皮膚温度は、室内温度の影響を大きく受けることがわかる。ヒトの手先の皮膚温度は、暖房開始後２０分から３０分の間に急上昇する。これは、ＡＶＡが開放して血流量が上昇するためであると考えられる。ヒトは、恒温動物であり、体温を一定に保とうとするが、上肢末梢部（手の甲及び手のひらから指先まで）及び／又は下肢末梢部（足の甲及び足の裏から指先まで）においては、体積が小さいためにＡＶＡによる血管拡張運動の影響を大きく受け、ある時間帯で皮膚温度が急上昇する。この図１に示す例では、ＡＶＡは、暖房開始後２０分から３０分にかけて開放していると考えられる。
【００１４】
また、図２は、空気調和装置により室内温度を５度から３０度まで上昇させた場合の時間変化に対するヒトの温冷感の変化を示す図である。ここで、温冷感は、暑い、寒い等の主観に基づいて、「暑い」が７点、「寒い」が１点、「快適（中立）」が４点として評価される。図２に示すように、温冷感は、この暖房開始後２０分から３０分において急激に変化している。これより、上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度と温冷感との間には相関関係があると考えられる。
【００１５】
本実施の形態における空気調和装置は、このようなＡＶＡの運動特性に着目し、所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、この検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の所定空間の空気温度を検出し、この検出された空気温度を維持するように所定空間の空調制御を行うことにより、被空調者の温冷感に適応した快適な空調制御を実現する。
【００１６】
図３は、本発明を適用した一実施の形態における空気調和装置１００の内部構成を示す図である。なお、本実施の形態では、空気調和装置１００を建物の室内に設置した場合について説明する。
【００１７】
空気調和装置１００において、圧縮機１の吐出口には、四方弁２を介して室外熱交換器３が接続され、室外熱交換器３には、膨張弁４を介して室内熱交換器５が接続されている。室内熱交換器５には、四方弁２を介して圧縮機１の吸込口が接続されている。空気調和装置１００は、このような接続により、冷房運転及び暖房運転が可能なヒートポンプ式冷凍サイクルを構成する。
【００１８】
冷房運転時には、圧縮機１から吐出される冷媒が実線矢印の方向に流れ、室外熱交換器３が凝縮器、室内熱交換器５が蒸発器として機能する。一方、暖房運転時には、四方弁２の切換により、圧縮機１から吐出される冷媒が破線矢印の方向に流れ、室内熱交換器５が凝縮器、室外熱交換器３が蒸発器として機能する。
【００１９】
室外熱交換器３に対しては室外ファン６が設けられ、室内熱交換器５に対しては室内ファン７が設けられている。また、室内ファン７により吸い込まれる室内空気の流路には、室内温度センサ８、室内湿度センサ９、皮膚温度センサ１３が設けられている。
【００２０】
なお、室外側の圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、及び室外ファン６、室外温度センサ１４は、室外ユニットに設けられ、室内側の室内熱交換器５、室内ファン７、室内温度センサ８、室内湿度センサ９、及び皮膚温度センサ１３は、室内ユニットに設けられている。
【００２１】
圧縮機１は、回転数可変型（能力可変型）であり、インバータ１１から供給される交流電力の周波数に応じた回転数で動作する。インバータ１１は、商用交流電源１０の電圧を整流し、整流後の直流電圧をマイクロコンピュータ１２からの指令に応じた周波数の交流電圧に変換して出力する。
【００２２】
皮膚温度センサ１３は、所定の時間毎に室内にいる被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出する。
【００２３】
図４は、マイクロコンピュータ１２の内部構成を示す図である。マイクロコンピュータ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されている制御プログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）上に展開して実行することにより、空気調和装置１００の処理全般を制御する。
【００２４】
マイクロコンピュータ１２は、制御部１２１と、インターフェース（以下、Ｉ／Ｆと記載する。）１２２と、メモリカード１２３と、データ入力部１２４と、温度設定ボタン１２５と、運動モード選択ボタン１２６と、情報入力ボタン１２７とを備える。マイクロコンピュータ１２には、四方弁２、室外ファン６、室内ファン７、インバータ１１、室内温度センサ８、室内湿度センサ９、皮膚温度センサ１３、及び、室外温度センサ１４が接続されている。
【００２５】
メモリカード１２３の所定の領域には、本実施の形態に係る処理動作を実行するためのプログラムが記憶されており、ＣＰＵがこのプログラムをメモリカード１２３より読み出してＲＡＭに展開し、このプログラムに基づく処理を実行する。
【００２６】
また、メモリカード１２３は、Ｉ／Ｆ１２２を介して制御部１２１に接続されている。メモリカード１２３は、様々な環境温変化に対する人の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度データを記憶するデータベースをメモリ領域の一部に備える。このデータベースは、情報入力ボタン１２７にて入力された情報に基づいて随時データの内容をより高精度のものに書き換えることが可能である。
【００２７】
データ入力部１２４には、温度設定ボタン１２５、運転モード選択ボタン１２６、及び情報入力ボタン１２７が接続されている。被空調者は、温度設定ボタン１２５を押して室内温度を指定する。指定された室内温度の情報は、データ入力部１２４に入力される。また、被空調者は、運転モード選択ボタン１２６を押して冷房モード、暖房モード、及び快適モードの何れかを選択する。選択されたモードの情報は、データ入力部１２４に入力される。また、被空調者は、情報入力ボタン１２７を押して年齢、性別、体脂肪率等の被空調者情報を入力する。入力された被空調者情報は、データ入力部１２４に入力されてデータベースに記憶される。
【００２８】
図５は、制御部１２１の処理工程を示す機能ブロック図である。なお、本実施の形態では、暖房モード時の処理工程について説明する。
【００２９】
検出部１２１Ａは、所定の時間毎の皮膚温度センサ１３によって検出された被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇した空調時間を検出する。
【００３０】
具体的に、検出部１２１Ａは、皮膚温度センサ１３によって検出された空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）における被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度と空調時間Ｔｎにおける被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度との差が、皮膚温度センサ１３によって検出された空調時間Ｔ１から空調時間Ｔｎまでの被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度の標準偏差のＮ倍（１＜Ｎ）（以下、この値を基準値という。）よりも大きくなった場合に、空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）を被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇した時間とする。
【００３１】
ここで、基準値をＳとした場合、基準値Ｓは、空調時間Ｔｎにおける被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度をｖｎ（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）、空調時間Ｔ１から空調時間Ｔｎまでの被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度の平均値をｖａとして、数式（１）で表される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
図６は、Ｎ＝４とした場合の皮膚温度差の時間変化を示す図である。この図６に示す例では、空調時間２７分において被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇したと考えられる。ここで、空調時間とは、暖房運転又は冷房運転を開始させてからの経過時間をいう。
【００３４】
検出部１２１Ａは、空調時間Ｔｎ＋１における被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度ｖｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）と空調時間Ｔｎにおける被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度ｖｎ（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）との差が基準値Ｓよりも大きくなった場合に、空調時間Ｔｎ＋１における室内温度を室内温度センサ８より入力する。そして、検出部１２１Ａは、この室内温度を最適温度として制御信号生成部１２１Ｂに供給する。
【００３５】
また、検出部１２１Ａは、検出した最適温度を被空調者情報としてＩ／Ｆ１２２を介してメモリカード１２３が備えるデータベースに記憶させることが可能である。なお、被空調者情報としては、最適温度の他に、初期温度、最適温度の設定時間、皮膚温度の温度変化式、被空調者専用ＩＤ、被空調者専用パスワード等、種々の情報を挙げることができる。この被空調者情報の記憶処理は、被空調者が情報処理入力ボタン１２７にて操作することにより選択的に行われる。
【００３６】
本実施の形態では、被空調者が再度同じ運転モードを選択した際に、被空調者の選択操作に応じてこのデータベースに記憶された被空調者情報に基づいて室内温度を制御する空調制御を行うようにしてもよい。この場合、空気調和装置１００は、データベースに記憶された被空調者情報を参照し、例えば図７に示すように、上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する時間帯の中間点で暖房を止める又は暖房を弱める空調制御を行うことが可能である。
【００３７】
また、データベースには、予め、不特定多数人の性別、年齢、体脂肪率等の情報と、これらの情報に対応する最適温度、及び、室内を最適温度に制御する空調時間の情報とが記憶されている。本実施の形態では、被空調者が情報入力ボタン１２７を介して自身の性別、年齢、体脂肪率等の情報を入力した場合に、制御部１２１が被空調者の情報とデータベースに予め記憶されている不特定多数人の情報とを参照して被空調者に対する最適温度等を特定し、この特定された情報に基づいて室内温度を制御する空調制御を行うようにしてもよい。
【００３８】
制御信号生成部１２１Ｂは、室内温度を検出部１２１Ａによって検出された最適温度に制御するための制御信号を生成する。そして、制御信号生成部１２１Ｂは、この制御信号を四方弁２、室外ファン６、室内ファン７、インバータ１１に出力して室内温度を検出部１２１Ａによって特定された最適温度にする制御を行う。
【００３９】
空気調和装置１００は、制御信号生成部１２１Ｂによって生成された制御信号に基づいて暖房を切る又は弱めることにより、室内温度を最適温度にする。
【００４０】
ここで、制御部１２１の温度制御動作について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４１】
ステップＳ１において、制御部１２１は、空調制御動作を開始する。
【００４２】
ステップＳ２において、制御部１２１における検出部１２１Ａは、皮膚温度センサ１３によって検出された空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）における被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度と空調時間Ｔｎにおける被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度との差を基準値と比較する。
【００４３】
検出部１２１Ａは、このステップＳ２において、被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が基準値よりも大きい場合はステップＳ３に進み、基準値以下である場合は次の時間の皮膚温度差についてステップＳ２の比較演算処理を行う。
【００４４】
ステップＳ３において、検出部１２１Ａは、空調時間Ｔｎ＋１を検出する。
【００４５】
ステップＳ４において、検出部１２１Ａは、ステップＳ３にて検出した空調時間Ｔｎ＋１における室内温度を室内温度センサ８より入力し、この室内温度を最適温度として制御信号生成部１２１Ｂに供給する。
【００４６】
ステップＳ５において、制御信号生成部１２１Ｂは、室内温度を検出部１２１Ａによって検出された最適温度に制御する制御信号を生成する。
【００４７】
ステップＳ６において、制御信号生成部１２１Ｂは、生成した制御信号を四方弁２、室外ファン６、室内ファン７、インバータ１１に出力し、室内温度を検出部１２１Ａにて検出された最適温度にする制御を行う。
【００４８】
ステップＳ７において、制御部１２１は、温度制御動作を終了する。
【００４９】
以下、本発明を適用した一実施形態における具体的な実験結果を示す。
【００５０】
図９は、空気調和装置１００が暖房モードにおいて室内温度を２℃／分の速度で上げる際に本実施の形態における温度制御処理を行った場合の結果を示す図である。また、図１０は、空気調和装置１００が空間温度を２℃／分の速度で上げる際に本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の結果を示す図である。なお、図９に示す例では、室内温度が３０℃となった時点で空気調和装置１００を停止させた。
【００５１】
図９及び図１０に示すように、本実施の形態における温度制御処理を行った場合の室内温度、手先及び足先の温度は、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の室内温度、手先及び足先の温度よりも低い値に収束した。
【００５２】
図１１は、本実施の形態における温度制御処理を行った場合、及び、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の被空調者の温冷感の時間変化を示す図である。室内温度を上昇させてから約４５分までは、本実施の形態における温度制御処理を行った場合の温冷感と本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の温冷感とは同じ変化パターンを示したが、約４５分を過ぎてからは、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の温冷感のみが「中立」を示すレベル４から「少し暑い」を示すレベル５に推移した。
【００５３】
図１２は、本実施の形態における温度制御処理を行った場合、及び、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の被空調者の快適度の時間変化を示す図である。室内温度を上昇させてから約６０分までは、本実施の形態における温度制御処理を行った場合の快適度と本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の快適度とは同じ変化パターンを示したが、約６０分を過ぎてからは、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の快適度のみが「快適」を示すレベル１から「少し不快」を示すレベル２に推移した。
【００５４】
このように、空気調和装置１００は、ＡＶＡが開放して血流量が増加することにより上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する際の室内温度を維持する空調制御を行うことにより、被空調者の温冷感に適応した快適な室内温度を実現することが可能となる。
【００５５】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００５６】
上述した実施の形態では、本発明を空気調和装置が室内温度を上げる処理に適用する場合について説明したが、本発明を空気調和装置が室内温度を下げる処理に適用するようにしてもよい。
【００５７】
図１３は、室内温度３５℃、湿度６０％の人工気象室の室内温度を０．５℃／分の速度で下げた場合の室内温度（ＰＧ１温度）及び室内湿度（ＰＧ１湿度）、また、この人工気象室の室内温度を０．２５／分の速度で下げた場合の室内温度（ＰＧ２室内温度）及び室内湿度（ＰＧ２湿度）の時間変化を示す図である。この図１３に示す室内環境において、札幌、新潟、神奈川、静岡、愛知、徳島、福岡、及び沖縄出身者の手先の皮膚温度、足先の皮膚温度、温冷感、及び快適度の時間変化をそれぞれ測定した。
【００５８】
図１４（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の手先の皮膚温度の時間変化を示す図であり、図１４（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の手先の皮膚温度の時間変化を示す図である。また、図１５（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の足先の皮膚温度の時間変化を示す図であり、図１５（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の足先の皮膚温度の時間変化を示す図である。図１４及び図１５に示すように、手先及び足先の皮膚温度は、ともに室内温度に応じて徐々に下がった。
【００５９】
ここで、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の温冷感、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の温冷感は、それぞれ図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）に示すように変化した。また、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の快適度、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の快適度は、それぞれ図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に示すように変化した。
【００６０】
このように、環境温度を下げた場合、ヒトの手先及び足先の皮膚温度は、温冷感と相関しながら下がっていく。これは、上肢末梢部及び下肢末梢部に多く存在するＡＶＡが徐々に閉鎖して血流量を減少させるためであると考えられる。
【００６１】
空気調和装置１００は、室内温度を下げる場合、被空調者又は不特定多数人の手先又は足先の皮膚温度の温度変化を測定し、温冷感と皮膚温度との関係式を算出し、この関係式から最適温度を特定する。そして、空気調和装置１００は、室内温度をこの特定した最適温度にするような制御信号を生成して空調制御を行う。なお、空気調和装置１００は、温冷感と皮膚温度との関係式、及び検出された快適温度を被空調者情報としてデータベースに記憶させてもよい。
【００６２】
このような温度制御処理を行った場合、手先の皮膚温度、足先の皮膚温度、温冷感、及び快適度は、それぞれ図１８、図１９、図２０、図２１に示すような時間変化を示した。
【００６３】
空気調和装置１００は、室内温度が予め設定された設定温度以下になった時点で冷房運転を止める空調制御を行う。この設定温度は、被空調者の入力操作によって設定されるようにしてもよい。
【００６４】
空気調和装置１００が冷房運転を止めて室温が徐々に上昇すると、被空調者は、室内温度が所定の温度に達した時点で暑いと感じる。この際、被空調者は、ＡＶＡが開放されることにより血流量が増加し、上肢末梢部及び下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する。空気調和装置１００は、上述の実施の形態で説明したように、室内に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、この検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の室内温度を検出し、検出された室内温度を維持するように空調制御を行う。
【００６５】
また、上述した実施の形態では、空気調和装置を建物の室内に設置した場合について説明したが、空気調和装置の設置場所はこれに限らず、例えば自動車内部に設置してもよい。被空調者がドライバーである場合、皮膚温度センサは、自動車のハンドル表面に備えられ、ハンドルを握った被空調者の手の指先、手のひら等の皮膚温度を検出するようにしてもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、メモリカード１２３に最適温度や被空調者によって入力された情報を記憶させた場合について説明したが、入力された情報は、例えばパーソナルコンピュータ等に記憶させてもよい。このようにメモリカード１２３等を利用することにより各モードのデータの更新を容易に行うことができる。また、メモリの種類は、カード型、ＵＳＢキー型など、種々の型を利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】空気調和装置が室内温度を５度から３０度まで上昇させた場合の時間変化に対する室内温度変化、及び各部位の皮膚の温度変化を示す図である。
【図２】空気調和装置により室内温度を５度から３０度まで上昇させた場合の時間変化に対する人の温冷感の変化を示す図である。
【図３】本発明を適用した一実施形態における空気調和装置の内部構成を示す図である。
【図４】空気調和装置が備えるマイクロコンピュータの内部構成を示す図である。
【図５】空気調和装置が備える制御部の処理工程を示す機能ブロック図である。
【図６】Ｎ＝４とした場合の皮膚温度差の時間変化を示す図である。
【図７】上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する時間帯の中間点で暖房を止める又は暖房を弱める空調制御を行った際の皮膚温度及び室内温度の時間変化を示す図である。
【図８】空気調和装置が備える制御部の温度制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】温度制御処理を行った空調制御による皮膚温度及び室内温度の時間変化を示す図である。
【図１０】温度制御処理を行わなかった空調制御による皮膚温度及び室内温度の時間変化を示す図である。
【図１１】温度制御処理を行った空調制御、及び、温度制御処理を行わなかった空調制御による被空調者の温冷感の時間変化を示す図である。
【図１２】温度制御処理を行った空調制御、及び、温度制御処理を行わなかった空調制御による被空調者の快適度の時間変化を示す図である。
【図１３】室内温度３５℃、湿度６０％の人工気象室の室内温度を０．５℃／分の速度で下げた場合の室内温度（ＰＧ１温度）及び室内湿度（ＰＧ１湿度）、この人工気象室の室内温度を０．２５／分の速度で下げた場合の室内温度（ＰＧ２室内温度）及び室内湿度（ＰＧ２湿度）の時間変化を示す図である。
【図１４】（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の手先の皮膚温度の時間変化を示す図であり、（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の手先の皮膚温度の時間変化を示す図である。
【図１５】（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の足先の皮膚温度の時間変化を示す図であり、（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の足先の皮膚温度の時間変化を示す図である。
【図１６】（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の温冷感の時間変化を示す図であり、（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の温冷感の時間変化を示す図である。
【図１７】（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の快適度の時間変化を示す図であり、（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の快適度の時間変化を示す図である。
【図１８】温度制御処理を施した空調制御による手先の皮膚温度の時間変化を示す図である。
【図１９】温度制御処理を施した空調制御による足先の時間変化を示す図である。
【図２０】温度制御処理を施した空調制御による温冷感の時間変化を示す図である。
【図２１】温度制御処理を施した空調制御による快適度の時間変化を示す図である。
【図２２】従来の空気調和装置の空調制御による室内温度の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室外熱交換器、４ 膨張弁、５ 室内熱交換器、８ 室内温度センサ、１２ マイクロコンピュータ、１３ 皮膚温度センサ、１４ 室外温度センサ、１００ 空気調和装置、１２１ 制御部、１２１Ａ 検出部、１２１Ｂ 制御信号生成部、１２２ インターフェース（Ｉ／Ｆ）、１２３ メモリカード、１２４ データ入力部、１２５ 温度設定ボタン、１２６ 運転モード選択ボタン、１２７ 情報入力ボタン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体温変化に基づいて室内の温度調節を行う空気調和装置及び空気調和方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
市販の空気調和装置の多くは、被空調者が適宜リモートコントローラ等を用いて設定した室内温度に基づいて空調制御を行う。このような被空調者の切り替え操作に基づく空調制御は、設定温度の立ち上がり時において図２２の（ａ）及び（ｂ）に示すような突発的な温度変化を生じ、快適な室内温度を実現することが難しい。
【０００３】
そこで、従来より、被空調者の体温変化に応じて空調制御を行う空気調和装置が開発されている。例えば特許文献１には、赤外線センサを用いて被空調者の顔部の皮膚温度を測定し、この測定結果に基づいて空調制御を行う方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１７８０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような被空調者の体温変化に応じた空調制御であっても、被空調者の体温は、環境温度変化に関わらずほぼ一定に保たれるため、被空調者の温冷感を適切に把握することが難しかった。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、被空調者の温冷感に適応した空調制御を行う空気調和装置及び空気調和方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明は、所定空間の空気温度を調節する空気調和装置において、上記所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出する皮膚温度センサと、上記皮膚温度センサによって検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の上記所定空間の空気温度を検出する検出手段と、上記検出手段によって検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行う空調制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、上述した目的を達成するために、本発明は、所定空間の空気温度を調節する空気調和方法において、上記所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、当該検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の上記所定空間の空気温度を検出し、当該検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、動静脈吻合（ＡＶＡ（arteriovenous anastomoses））が開放して血流量が増加することにより上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する際の室内温度を維持する空調制御を行うものである。すなわち、本発明は、所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、この検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の所定空間の空気温度を検出し、この検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行うことにより、被空調者の温冷感に適応した快適な空調制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本実施の形態における空気調和装置は、動静脈吻合（以下、ＡＶＡと記載する。）の開閉運動の影響が大きく表れる上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度変化を検出して室内を温度調節する空調制御を行うものである。
【００１２】
ＡＶＡは、細動脈を流れてきた血液を毛細血管に流さずに細静脈へと流すバイパス血管である。ＡＶＡは、表皮の血管内に存在し、開閉運動を行うことにより血管を収縮又は拡張させる。ヒトは、外気温が低いときは、体温の放散を防ぐためにＡＶＡを閉じて血管を収縮させて皮膚表面の血流量を減少させ、外気温が高いときは、ＡＶＡを開放して血管を拡張させて皮膚表面の血流量を増加させ、熱放散を促進させる。
【００１３】
図１は、空気調和装置により、室内温度を５度から３０度まで上昇させた場合の時間変化に対する室内温度変化、及び各部位の皮膚の温度変化を示す図である。図１に示すように、額、胸、大腿、足背等の皮膚温度に比べて手先及び足先の皮膚温度は、室内温度の影響を大きく受けることがわかる。ヒトの手先の皮膚温度は、暖房開始後２０分から３０分の間に急上昇する。これは、ＡＶＡが開放して血流量が上昇するためであると考えられる。ヒトは、恒温動物であり、体温を一定に保とうとするが、上肢末梢部（手の甲及び手のひらから指先まで）及び／又は下肢末梢部（足の甲及び足の裏から指先まで）においては、体積が小さいためにＡＶＡによる血管拡張運動の影響を大きく受け、ある時間帯で皮膚温度が急上昇する。この図１に示す例では、ＡＶＡは、暖房開始後２０分から３０分にかけて開放していると考えられる。
【００１４】
また、図２は、空気調和装置により室内温度を５度から３０度まで上昇させた場合の時間変化に対するヒトの温冷感の変化を示す図である。ここで、温冷感は、暑い、寒い等の主観に基づいて、「暑い」が７点、「寒い」が１点、「快適（中立）」が４点として評価される。図２に示すように、温冷感は、この暖房開始後２０分から３０分において急激に変化している。これより、上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度と温冷感との間には相関関係があると考えられる。
【００１５】
本実施の形態における空気調和装置は、このようなＡＶＡの運動特性に着目し、所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、この検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の所定空間の空気温度を検出し、この検出された空気温度を維持するように所定空間の空調制御を行うことにより、被空調者の温冷感に適応した快適な空調制御を実現する。
【００１６】
図３は、本発明を適用した一実施の形態における空気調和装置１００の内部構成を示す図である。なお、本実施の形態では、空気調和装置１００を建物の室内に設置した場合について説明する。
【００１７】
空気調和装置１００において、圧縮機１の吐出口には、四方弁２を介して室外熱交換器３が接続され、室外熱交換器３には、膨張弁４を介して室内熱交換器５が接続されている。室内熱交換器５には、四方弁２を介して圧縮機１の吸込口が接続されている。空気調和装置１００は、このような接続により、冷房運転及び暖房運転が可能なヒートポンプ式冷凍サイクルを構成する。
【００１８】
冷房運転時には、圧縮機１から吐出される冷媒が実線矢印の方向に流れ、室外熱交換器３が凝縮器、室内熱交換器５が蒸発器として機能する。一方、暖房運転時には、四方弁２の切換により、圧縮機１から吐出される冷媒が破線矢印の方向に流れ、室内熱交換器５が凝縮器、室外熱交換器３が蒸発器として機能する。
【００１９】
室外熱交換器３に対しては室外ファン６が設けられ、室内熱交換器５に対しては室内ファン７が設けられている。また、室内ファン７により吸い込まれる室内空気の流路には、室内温度センサ８、室内湿度センサ９、皮膚温度センサ１３が設けられている。
【００２０】
なお、室外側の圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４、及び室外ファン６、室外温度センサ１４は、室外ユニットに設けられ、室内側の室内熱交換器５、室内ファン７、室内温度センサ８、室内湿度センサ９、及び皮膚温度センサ１３は、室内ユニットに設けられている。
【００２１】
圧縮機１は、回転数可変型（能力可変型）であり、インバータ１１から供給される交流電力の周波数に応じた回転数で動作する。インバータ１１は、商用交流電源１０の電圧を整流し、整流後の直流電圧をマイクロコンピュータ１２からの指令に応じた周波数の交流電圧に変換して出力する。
【００２２】
皮膚温度センサ１３は、所定の時間毎に室内にいる被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出する。
【００２３】
図４は、マイクロコンピュータ１２の内部構成を示す図である。マイクロコンピュータ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されている制御プログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）上に展開して実行することにより、空気調和装置１００の処理全般を制御する。
【００２４】
マイクロコンピュータ１２は、制御部１２１と、インターフェース（以下、Ｉ／Ｆと記載する。）１２２と、メモリカード１２３と、データ入力部１２４と、温度設定ボタン１２５と、運動モード選択ボタン１２６と、情報入力ボタン１２７とを備える。マイクロコンピュータ１２には、四方弁２、室外ファン６、室内ファン７、インバータ１１、室内温度センサ８、室内湿度センサ９、皮膚温度センサ１３、及び、室外温度センサ１４が接続されている。
【００２５】
メモリカード１２３の所定の領域には、本実施の形態に係る処理動作を実行するためのプログラムが記憶されており、ＣＰＵがこのプログラムをメモリカード１２３より読み出してＲＡＭに展開し、このプログラムに基づく処理を実行する。
【００２６】
また、メモリカード１２３は、Ｉ／Ｆ１２２を介して制御部１２１に接続されている。メモリカード１２３は、様々な環境温変化に対する人の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度データを記憶するデータベースをメモリ領域の一部に備える。このデータベースは、情報入力ボタン１２７にて入力された情報に基づいて随時データの内容をより高精度のものに書き換えることが可能である。
【００２７】
データ入力部１２４には、温度設定ボタン１２５、運転モード選択ボタン１２６、及び情報入力ボタン１２７が接続されている。被空調者は、温度設定ボタン１２５を押して室内温度を指定する。指定された室内温度の情報は、データ入力部１２４に入力される。また、被空調者は、運転モード選択ボタン１２６を押して冷房モード、暖房モード、及び快適モードの何れかを選択する。選択されたモードの情報は、データ入力部１２４に入力される。また、被空調者は、情報入力ボタン１２７を押して年齢、性別、体脂肪率等の被空調者情報を入力する。入力された被空調者情報は、データ入力部１２４に入力されてデータベースに記憶される。
【００２８】
図５は、制御部１２１の処理工程を示す機能ブロック図である。なお、本実施の形態では、暖房モード時の処理工程について説明する。
【００２９】
検出部１２１Ａは、所定の時間毎の皮膚温度センサ１３によって検出された被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇した空調時間を検出する。
【００３０】
具体的に、検出部１２１Ａは、皮膚温度センサ１３によって検出された空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）における被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度と空調時間Ｔｎにおける被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度との差が、皮膚温度センサ１３によって検出された空調時間Ｔ１から空調時間Ｔｎまでの被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度の標準偏差のＮ倍（１＜Ｎ）（以下、この値を基準値という。）よりも大きくなった場合に、空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）を被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇した時間とする。
【００３１】
ここで、基準値をＳとした場合、基準値Ｓは、空調時間Ｔｎにおける被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度をｖｎ（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）、空調時間Ｔ１から空調時間Ｔｎまでの被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度の平均値をｖａとして、数式（１）で表される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
図６は、Ｎ＝４とした場合の皮膚温度差の時間変化を示す図である。この図６に示す例では、空調時間２７分において被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇したと考えられる。ここで、空調時間とは、暖房運転又は冷房運転を開始させてからの経過時間をいう。
【００３４】
検出部１２１Ａは、空調時間Ｔｎ＋１における被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度ｖｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）と空調時間Ｔｎにおける被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度ｖｎ（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）との差が基準値Ｓよりも大きくなった場合に、空調時間Ｔｎ＋１における室内温度を室内温度センサ８より入力する。そして、検出部１２１Ａは、この室内温度を最適温度として制御信号生成部１２１Ｂに供給する。
【００３５】
また、検出部１２１Ａは、検出した最適温度を被空調者情報としてＩ／Ｆ１２２を介してメモリカード１２３が備えるデータベースに記憶させることが可能である。なお、被空調者情報としては、最適温度の他に、初期温度、最適温度の設定時間、皮膚温度の温度変化式、被空調者専用ＩＤ、被空調者専用パスワード等、種々の情報を挙げることができる。この被空調者情報の記憶処理は、被空調者が情報処理入力ボタン１２７にて操作することにより選択的に行われる。
【００３６】
本実施の形態では、被空調者が再度同じ運転モードを選択した際に、被空調者の選択操作に応じてこのデータベースに記憶された被空調者情報に基づいて室内温度を制御する空調制御を行うようにしてもよい。この場合、空気調和装置１００は、データベースに記憶された被空調者情報を参照し、例えば図７に示すように、上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する時間帯の中間点で暖房を止める又は暖房を弱める空調制御を行うことが可能である。
【００３７】
また、データベースには、予め、不特定多数人の性別、年齢、体脂肪率等の情報と、これらの情報に対応する最適温度、及び、室内を最適温度に制御する空調時間の情報とが記憶されている。本実施の形態では、被空調者が情報入力ボタン１２７を介して自身の性別、年齢、体脂肪率等の情報を入力した場合に、制御部１２１が被空調者の情報とデータベースに予め記憶されている不特定多数人の情報とを参照して被空調者に対する最適温度等を特定し、この特定された情報に基づいて室内温度を制御する空調制御を行うようにしてもよい。
【００３８】
制御信号生成部１２１Ｂは、室内温度を検出部１２１Ａによって検出された最適温度に制御するための制御信号を生成する。そして、制御信号生成部１２１Ｂは、この制御信号を四方弁２、室外ファン６、室内ファン７、インバータ１１に出力して室内温度を検出部１２１Ａによって特定された最適温度にする制御を行う。
【００３９】
空気調和装置１００は、制御信号生成部１２１Ｂによって生成された制御信号に基づいて暖房を切る又は弱めることにより、室内温度を最適温度にする。
【００４０】
ここで、制御部１２１の温度制御動作について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４１】
ステップＳ１において、制御部１２１は、空調制御動作を開始する。
【００４２】
ステップＳ２において、制御部１２１における検出部１２１Ａは、皮膚温度センサ１３によって検出された空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）における被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度と空調時間Ｔｎにおける被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度との差を基準値と比較する。
【００４３】
検出部１２１Ａは、このステップＳ２において、被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が基準値よりも大きい場合はステップＳ３に進み、基準値以下である場合は次の時間の皮膚温度差についてステップＳ２の比較演算処理を行う。
【００４４】
ステップＳ３において、検出部１２１Ａは、空調時間Ｔｎ＋１を検出する。
【００４５】
ステップＳ４において、検出部１２１Ａは、ステップＳ３にて検出した空調時間Ｔｎ＋１における室内温度を室内温度センサ８より入力し、この室内温度を最適温度として制御信号生成部１２１Ｂに供給する。
【００４６】
ステップＳ５において、制御信号生成部１２１Ｂは、室内温度を検出部１２１Ａによって検出された最適温度に制御する制御信号を生成する。
【００４７】
ステップＳ６において、制御信号生成部１２１Ｂは、生成した制御信号を四方弁２、室外ファン６、室内ファン７、インバータ１１に出力し、室内温度を検出部１２１Ａにて検出された最適温度にする制御を行う。
【００４８】
ステップＳ７において、制御部１２１は、温度制御動作を終了する。
【００４９】
以下、本発明を適用した一実施形態における具体的な実験結果を示す。
【００５０】
図９は、空気調和装置１００が暖房モードにおいて室内温度を２℃／分の速度で上げる際に本実施の形態における温度制御処理を行った場合の結果を示す図である。また、図１０は、空気調和装置１００が空間温度を２℃／分の速度で上げる際に本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の結果を示す図である。なお、図９に示す例では、室内温度が３０℃となった時点で空気調和装置１００を停止させた。
【００５１】
図９及び図１０に示すように、本実施の形態における温度制御処理を行った場合の室内温度、手先及び足先の温度は、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の室内温度、手先及び足先の温度よりも低い値に収束した。
【００５２】
図１１は、本実施の形態における温度制御処理を行った場合、及び、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の被空調者の温冷感の時間変化を示す図である。室内温度を上昇させてから約４５分までは、本実施の形態における温度制御処理を行った場合の温冷感と本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の温冷感とは同じ変化パターンを示したが、約４５分を過ぎてからは、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の温冷感のみが「中立」を示すレベル４から「少し暑い」を示すレベル５に推移した。
【００５３】
図１２は、本実施の形態における温度制御処理を行った場合、及び、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の被空調者の快適度の時間変化を示す図である。室内温度を上昇させてから約６０分までは、本実施の形態における温度制御処理を行った場合の快適度と本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の快適度とは同じ変化パターンを示したが、約６０分を過ぎてからは、本実施の形態における温度制御処理を行わなかった場合の快適度のみが「快適」を示すレベル１から「少し不快」を示すレベル２に推移した。
【００５４】
このように、空気調和装置１００は、ＡＶＡが開放して血流量が増加することにより上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する際の室内温度を維持する空調制御を行うことにより、被空調者の温冷感に適応した快適な室内温度を実現することが可能となる。
【００５５】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００５６】
上述した実施の形態では、本発明を空気調和装置が室内温度を上げる処理に適用する場合について説明したが、本発明を空気調和装置が室内温度を下げる処理に適用するようにしてもよい。
【００５７】
図１３は、室内温度３５℃、湿度６０％の人工気象室の室内温度を０．５℃／分の速度で下げた場合の室内温度（ＰＧ１温度）及び室内湿度（ＰＧ１湿度）、また、この人工気象室の室内温度を０．２５／分の速度で下げた場合の室内温度（ＰＧ２室内温度）及び室内湿度（ＰＧ２湿度）の時間変化を示す図である。この図１３に示す室内環境において、札幌、新潟、神奈川、静岡、愛知、徳島、福岡、及び沖縄出身者の手先の皮膚温度、足先の皮膚温度、温冷感、及び快適度の時間変化をそれぞれ測定した。
【００５８】
図１４（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の手先の皮膚温度の時間変化を示す図であり、図１４（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の手先の皮膚温度の時間変化を示す図である。また、図１５（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の足先の皮膚温度の時間変化を示す図であり、図１５（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の足先の皮膚温度の時間変化を示す図である。図１４及び図１５に示すように、手先及び足先の皮膚温度は、ともに室内温度に応じて徐々に下がった。
【００５９】
ここで、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の温冷感、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の温冷感は、それぞれ図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）に示すように変化した。また、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の快適度、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の快適度は、それぞれ図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に示すように変化した。
【００６０】
このように、環境温度を下げた場合、ヒトの手先及び足先の皮膚温度は、温冷感と相関しながら下がっていく。これは、上肢末梢部及び下肢末梢部に多く存在するＡＶＡが徐々に閉鎖して血流量を減少させるためであると考えられる。
【００６１】
空気調和装置１００は、室内温度を下げる場合、被空調者又は不特定多数人の手先又は足先の皮膚温度の温度変化を測定し、温冷感と皮膚温度との関係式を算出し、この関係式から最適温度を特定する。そして、空気調和装置１００は、室内温度をこの特定した最適温度にするような制御信号を生成して空調制御を行う。なお、空気調和装置１００は、温冷感と皮膚温度との関係式、及び検出された快適温度を被空調者情報としてデータベースに記憶させてもよい。
【００６２】
このような温度制御処理を行った場合、手先の皮膚温度、足先の皮膚温度、温冷感、及び快適度は、それぞれ図１８、図１９、図２０、図２１に示すような時間変化を示した。
【００６３】
空気調和装置１００は、室内温度が予め設定された設定温度以下になった時点で冷房運転を止める空調制御を行う。この設定温度は、被空調者の入力操作によって設定されるようにしてもよい。
【００６４】
空気調和装置１００が冷房運転を止めて室温が徐々に上昇すると、被空調者は、室内温度が所定の温度に達した時点で暑いと感じる。この際、被空調者は、ＡＶＡが開放されることにより血流量が増加し、上肢末梢部及び下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する。空気調和装置１００は、上述の実施の形態で説明したように、室内に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、この検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の室内温度を検出し、検出された室内温度を維持するように空調制御を行う。
【００６５】
また、上述した実施の形態では、空気調和装置を建物の室内に設置した場合について説明したが、空気調和装置の設置場所はこれに限らず、例えば自動車内部に設置してもよい。被空調者がドライバーである場合、皮膚温度センサは、自動車のハンドル表面に備えられ、ハンドルを握った被空調者の手の指先、手のひら等の皮膚温度を検出するようにしてもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、メモリカード１２３に最適温度や被空調者によって入力された情報を記憶させた場合について説明したが、入力された情報は、例えばパーソナルコンピュータ等に記憶させてもよい。このようにメモリカード１２３等を利用することにより各モードのデータの更新を容易に行うことができる。また、メモリの種類は、カード型、ＵＳＢキー型など、種々の型を利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】空気調和装置が室内温度を５度から３０度まで上昇させた場合の時間変化に対する室内温度変化、及び各部位の皮膚の温度変化を示す図である。
【図２】空気調和装置により室内温度を５度から３０度まで上昇させた場合の時間変化に対する人の温冷感の変化を示す図である。
【図３】本発明を適用した一実施形態における空気調和装置の内部構成を示す図である。
【図４】空気調和装置が備えるマイクロコンピュータの内部構成を示す図である。
【図５】空気調和装置が備える制御部の処理工程を示す機能ブロック図である。
【図６】Ｎ＝４とした場合の皮膚温度差の時間変化を示す図である。
【図７】上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度が急上昇する時間帯の中間点で暖房を止める又は暖房を弱める空調制御を行った際の皮膚温度及び室内温度の時間変化を示す図である。
【図８】空気調和装置が備える制御部の温度制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】温度制御処理を行った空調制御による皮膚温度及び室内温度の時間変化を示す図である。
【図１０】温度制御処理を行わなかった空調制御による皮膚温度及び室内温度の時間変化を示す図である。
【図１１】温度制御処理を行った空調制御、及び、温度制御処理を行わなかった空調制御による被空調者の温冷感の時間変化を示す図である。
【図１２】温度制御処理を行った空調制御、及び、温度制御処理を行わなかった空調制御による被空調者の快適度の時間変化を示す図である。
【図１３】室内温度３５℃、湿度６０％の人工気象室の室内温度を０．５℃／分の速度で下げた場合の室内温度（ＰＧ１温度）及び室内湿度（ＰＧ１湿度）、この人工気象室の室内温度を０．２５／分の速度で下げた場合の室内温度（ＰＧ２室内温度）及び室内湿度（ＰＧ２湿度）の時間変化を示す図である。
【図１４】（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の手先の皮膚温度の時間変化を示す図であり、（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の手先の皮膚温度の時間変化を示す図である。
【図１５】（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の足先の皮膚温度の時間変化を示す図であり、（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の足先の皮膚温度の時間変化を示す図である。
【図１６】（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の温冷感の時間変化を示す図であり、（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の温冷感の時間変化を示す図である。
【図１７】（Ａ）は、室内をＰＧ１温度及びＰＧ１湿度にした場合の快適度の時間変化を示す図であり、（Ｂ）は、室内をＰＧ２温度及びＰＧ２湿度にした場合の快適度の時間変化を示す図である。
【図１８】温度制御処理を施した空調制御による手先の皮膚温度の時間変化を示す図である。
【図１９】温度制御処理を施した空調制御による足先の時間変化を示す図である。
【図２０】温度制御処理を施した空調制御による温冷感の時間変化を示す図である。
【図２１】温度制御処理を施した空調制御による快適度の時間変化を示す図である。
【図２２】従来の空気調和装置の空調制御による室内温度の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室外熱交換器、４ 膨張弁、５ 室内熱交換器、８ 室内温度センサ、１２ マイクロコンピュータ、１３ 皮膚温度センサ、１４ 室外温度センサ、１００ 空気調和装置、１２１ 制御部、１２１Ａ 検出部、１２１Ｂ 制御信号生成部、１２２ インターフェース（Ｉ／Ｆ）、１２３ メモリカード、１２４ データ入力部、１２５ 温度設定ボタン、１２６ 運転モード選択ボタン、１２７ 情報入力ボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定空間の空気温度を調節する空気調和装置において、
上記所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出する皮膚温度センサと、
上記皮膚温度センサによって検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の上記所定空間の空気温度を検出する検出手段と、
上記検出手段によって検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行う空調制御手段と
を備えることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
上記検出手段は、上記皮膚温度センサによって検出された空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）における皮膚温度と空調時間Ｔｎにおける皮膚温度との差が、上記皮膚温度センサによって検出された空調時間Ｔ１から空調時間Ｔｎまでの皮膚温度の標準偏差のＮ倍（１＜Ｎ）よりも大きくなった場合に、当該空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）における上記所定空間の空気温度を検出することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
上記検出手段によって検出された空気温度を上記被空調者の情報として記憶する記憶手段をさらに備え、
上記空調制御手段は、上記記憶手段に記憶された上記被空調者の情報である空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行うことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項４】
所定空間の空気温度を調節する空気調和方法において、
上記所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、当該検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の上記所定空間の空気温度を検出し、当該検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行うことを特徴とする空気調和方法。
【請求項１】
所定空間の空気温度を調節する空気調和装置において、
上記所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出する皮膚温度センサと、
上記皮膚温度センサによって検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の上記所定空間の空気温度を検出する検出手段と、
上記検出手段によって検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行う空調制御手段と
を備えることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
上記検出手段は、上記皮膚温度センサによって検出された空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）における皮膚温度と空調時間Ｔｎにおける皮膚温度との差が、上記皮膚温度センサによって検出された空調時間Ｔ１から空調時間Ｔｎまでの皮膚温度の標準偏差のＮ倍（１＜Ｎ）よりも大きくなった場合に、当該空調時間Ｔｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・，ｋ）における上記所定空間の空気温度を検出することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
上記検出手段によって検出された空気温度を上記被空調者の情報として記憶する記憶手段をさらに備え、
上記空調制御手段は、上記記憶手段に記憶された上記被空調者の情報である空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行うことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項４】
所定空間の空気温度を調節する空気調和方法において、
上記所定空間に居る被空調者の上肢末梢部及び／又は下肢末梢部の皮膚温度を検出し、当該検出された皮膚温度の差が所定の基準値よりも大きくなった際の上記所定空間の空気温度を検出し、当該検出された空気温度を維持するように上記所定空間の空調制御を行うことを特徴とする空気調和方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００８−２０９０７７（Ｐ２００８−２０９０７７Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４７８５９（Ｐ２００７−４７８５９）
【出願日】平成１９年２月２７日（２００７．２．２７）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２７日（２００７．２．２７）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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