(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調空間の空気調和を行う空調システムを制御することにより、当該空調空間内の目的場所における空調環境を制御する空調制御装置であって、
前記空調空間に関する位置および形状と、前記空調システムで生成された調和空気の吹出口に関する位置および形状とを示す空間条件データを記憶する記憶部と、
前記吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度および吹出温度を示す境界条件データを入力するとともに、前記空調空間に存在する発熱体に関する位置および発熱量を示す発熱体データを入力するデータ入力部と、
前記空間条件データと、前記境界条件データおよび前記発熱体データからなる状況データとに基づいて前記空調空間の状況を分布系熱流動解析手法により順解析することにより、前記空調空間の温度および気流の分布を示す分布データを算出する熱流動順解析処理部と、
前記分布データと前記目的場所における目標温度を示す目的データとからなる設定データを生成する設定データ生成部と、
前記設定データに基づいて前記空調空間の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析することにより、前記目的場所を前記目標温度とするために必要な、前記吹出口での新たな調和空気の吹出速度と吹出温度からなる新たな空調操作量を逆算する熱流動逆解析処理部と、
前記新たな空調操作量に基づいて前記空調システムを制御する空調制御部とを備え、
前記データ入力部は、前記発熱体データの変化に応じて、空調制御タイミングの到来を判定し、当該空調制御タイミングの到来に応じて、前記空調空間に対する新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する
ことを特徴とする空調制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空調制御装置であって、
前記記憶部は、人に関する発熱量を含む人データを記憶し、
前記データ入力部は、新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する際に、入力された前記空調空間における人の存在位置に基づいて、当該人に関する存在位置と、前記人データから取得した発熱量とから、前記空調空間に存在する前記人ごとに前記発熱体データを生成する
ことを特徴とする空調制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の空調制御装置において、
前記記憶部は、前記空調空間に配置されている照明機器ごとに、当該照明機器に関する配置位置と、点灯時における当該照明機器の発熱量とを含む照明機器データを記憶し、
前記データ入力部は、新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する際に、入力された前記照明機器ごとの点灯状況に基づいて、前記照明機器のうち点灯中の照明機器に関する前記照明機器データから取得した、当該照明機器の配置位置と発熱量とから、点灯中の前記照明機器ごとに前記発熱体データを生成する
ことを特徴とする空調制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の空調制御装置において、
前記記憶部は、前記空調空間を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データと、人に関する発熱量を含む人データとを記憶し、
前記データ入力部は、新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する際に、前記空調空間に対する人の入退室に応じて入力される、当該空調空間に存在する人の識別情報に基づいて、これら識別情報に対応する前記在席位置データから当該人の在席位置を取得し、この在席位置と、前記人データから取得した発熱量とから、前記空調空間に存在する前記人ごとに前記発熱体データを生成する
ことを特徴とする空調制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の空調制御装置において、
前記記憶部は、前記空調空間を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データを記憶し、
前記設定データ生成部は、前記データ入力部が新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する際に、前記空調空間に対する人の入室に応じて入力される当該人の識別情報に基づいて、当該識別情報と対応する前記在席位置データから当該人の在席位置を取得し、この在席位置を前記目的場所とするとともに予め設定されている設定温度を前記目標温度とする目的データを生成し、当該目的データと前記分布データとから前記設定データを生成する
ことを特徴とする空調制御装置。
【請求項６】
空調空間の空気調和を行う空調システムを制御することにより、当該空調空間内の目的場所における空調環境を制御する空調制御装置で用いられる空調制御方法であって、
記憶部が、前記空調空間に関する位置および形状と、前記空調システムで生成された調和空気の吹出口に関する位置および形状とを示す空間条件データを記憶する記憶ステップと、
データ入力部が、前記吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度および吹出温度を示す境界条件データを入力するとともに、前記空調空間に存在する発熱体に関する位置および発熱量を示す発熱体データを入力するデータ入力ステップと、
熱流動順解析処理部が、前記空間条件データと、前記境界条件データおよび前記発熱体データからなる状況データとに基づいて前記空調空間の状況を分布系熱流動解析手法により順解析することにより、前記空調空間の温度および気流の分布を示す分布データを算出する熱流動順解析処理ステップと、
設定データ生成部が、前記分布データと前記目的場所における目標温度を示す目的データとからなる設定データを生成する設定データ生成ステップと、
熱流動逆解析処理部が、前記設定データに基づいて前記空調空間の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析することにより、前記目的場所を前記目標温度とするために必要な、前記吹出口での新たな調和空気の吹出速度と吹出温度からなる新たな空調操作量を逆算する熱流動逆解析処理ステップと、
空調制御部が、前記新たな空調操作量に基づいて前記空調システムを制御する空調制御ステップとを備え、
前記データ入力ステップは、前記発熱体データの変化に応じて、空調制御タイミングの到来を判定し、当該空調制御タイミングの到来に応じて、前記空調空間に対する新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する
ことを特徴とする空調制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の空調制御方法において、
前記記憶ステップは、人に関する発熱量を含む人データを記憶するステップを含み、
前記データ入力ステップは、新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する際に、入力された前記空調空間における人の存在位置に基づいて、当該人に関する存在位置と、前記人データから取得した発熱量とから、前記空調空間に存在する前記人ごとに前記発熱体データを生成するステップを含む
ことを特徴とする空調制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載の空調制御方法において、
前記記憶ステップは、前記空調空間に配置されている照明機器ごとに、当該照明機器に関する配置位置と、点灯時における当該照明機器の発熱量とを含む照明機器データを記憶するステップを含み、
前記データ入力ステップは、新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する際に、入力された前記照明機器ごとの点灯状況に基づいて、前記照明機器のうち点灯中の照明機器に関する前記照明機器データから取得した、当該照明機器の配置位置と発熱量とから、点灯中の前記照明機器ごとに前記発熱体データを生成するステップを含む
ことを特徴とする空調制御方法。
【請求項９】
請求項６に記載の空調制御方法において、
前記記憶ステップは、前記空調空間を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データと、人に関する発熱量を含む人データとを記憶するステップを含み、
前記データ入力ステップは、新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する際に、前記空調空間に対する人の入退室に応じて入力される、当該空調空間に存在する人の識別情報に基づいて、これら識別情報に対応する前記在席位置データから当該人の在席位置を取得し、この在席位置と、前記人データから取得した発熱量とから、前記空調空間に存在する前記人ごとに前記発熱体データを生成するステップを含む
ことを特徴とする空調制御方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の空調制御方法において、
前記記憶ステップは、前記空調空間を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データを記憶するステップを含み、
前記設定データ生成ステップは、前記データ入力ステップが新たな空調制御のための前記発熱体データを新たに生成する際に、前記空調空間に対する人の入室に応じて入力される当該人の識別情報に基づいて、当該識別情報と対応する前記在席位置データから当該人の在席位置を取得し、この在席位置を前記目的場所とするとともに予め設定されている設定温度を前記目標温度とする目的データを生成し、当該目的データと前記分布データとから前記設定データを生成するステップを含む
ことを特徴とする空調制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調制御技術に関し、特に空間内の目的場所における空調環境を制御するための空調制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間内を所望の空調環境に維持する場合、空気調和すべき空調空間に空調設備を設けるとともに、当該空調エリアを代表する位置に温度センサを配置し、温度センサの出力に応じて空調機器から供給される調和空気の風量・風向・温度などの操作量を決定するものとなっている。
【０００３】
産業プロセス用の空調制御では、例えば工業用の熱処理炉など巨大な熱源が存在している場合でも、予め温度状態を制御しやすく装置設計されており、例えば、複数の熱源と温度センサが概ね１対１の独立した関係で結び付けられるように配置されている。したがって、加熱ゾーン間のいわゆる温度干渉はあるにしても、温度制御を過度に困難にすることはなく、結果的に、ＰＩＤなどの単純なシングルループのフィードバック制御系を複数構成する形態で良好な制御が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０１６０６６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】広井和男、「ディジタル計装制御システムの基礎と応用」、工業技術社、pp.152-156、1987.10
【非特許文献２】加藤信介・小林光・村上周三、「不完全混合室内における換気効率・温熱環境形成効率評価指標に関する研究  第2報-CFDに基づく局所領域の温熱環境形成寄与率評価指標の開発」、東大生研：空気調和・衛生工学論文集No.69、pp.39-47、1998.4
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来技術によれば、オフィスなどの大空間の場合、温度干渉により操作量が安定しにくくなり、良好な制御が困難になるという問題点があった（例えば、非特許文献１など参照）。
すなわち、オフィスなどの大空間では、通常、熱源となる人・照明・電気機器などの配置や、空気の流れの障害となる机、椅子、間仕切りなどの配置については作業効率が優先されており、このような室内レイアウトが空調制御を優先して設計されることはない。このため、空調設備の吹出口と温度センサの位置関係は、いわゆる温度干渉が強くならざるを得なくなる。
【０００７】
したがって、前述した従来技術のような、シングルループのフィードバック制御系を複数構成する形態では、このような温度干渉により操作量が安定しにくくなり、良好な制御が困難になる。例えば、所望の空調環境に移行させる際に温度変化幅が大きいと、制御状態にばらつきが生じ、全系的な安定状態を各フィードバック制御系が個別に探索するようなちぐはぐな動作になるため、操作量が安定しなくなる。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、大空間のように温度干渉が発生しやすい環境でも、安定した操作量を得ることができる空調制御技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明にかかる空調制御装置は、空調空間の空気調和を行う空調システムを制御することにより、当該空調空間内の目的場所における空調環境を制御する空調制御装置であって、空調空間に関する位置および形状と、空調システムで生成された調和空気の吹出口に関する位置および形状とを示す空間条件データを記憶する記憶部と、吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度および吹出温度を示す境界条件データを入力するとともに、空調空間に存在する発熱体に関する位置および発熱量を示す発熱体データを入力するデータ入力部と、空間条件データと、境界条件データおよび発熱体データからなる状況データとに基づいて空調空間の状況を分布系熱流動解析手法により順解析することにより、空調空間の温度および気流の分布を示す分布データを算出する熱流動順解析処理部と、分布データと目的場所における目標温度を示す目的データとからなる設定データを生成する設定データ生成部と、設定データに基づいて空調空間の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析することにより、目的場所を目標温度とするために必要な、吹出口での新たな調和空気の吹出速度と吹出温度からなる新たな空調操作量を逆算する熱流動逆解析処理部と、新たな空調操作量に基づいて空調システムを制御する空調制御部とを備え、データ入力部は、発熱体データの変化に応じて、空調制御タイミングの到来を判定し、当該空調制御タイミングの到来に応じて、空調空間に対する新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成するようにしたものである。
【００１１】
また、記憶部で、人に関する発熱量を含む人データを記憶し、データ入力部で、新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成する際に、入力された空調空間における人の存在位置に基づいて、当該人に関する存在位置と、人データから取得した発熱量とから、空調空間に存在する人ごとに発熱体データを生成するようにしてもよい。
【００１２】
また、記憶部で、空調空間に配置されている照明機器ごとに、当該照明機器に関する配置位置と、点灯時における当該照明機器の発熱量とを含む照明機器データを記憶し、データ入力部で、新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成する際に、入力された照明機器ごとの点灯状況に基づいて、照明機器のうち点灯中の照明機器に関する照明機器データから取得した、当該照明機器の配置位置と発熱量とから、点灯中の照明機器ごとに発熱体データを生成するようにしてもよい。
【００１３】
また、記憶部で、空調空間を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データと、人に関する発熱量を含む人データとを記憶し、データ入力部で、新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成する際に、空調空間に対する人の入退室に応じて入力される、当該空調空間に存在する人の識別情報に基づいて、これら識別情報に対応する在席位置データから当該人の在席位置を取得し、この在席位置と、人データから取得した発熱量とから、空調空間に存在する人ごとに発熱体データを生成するようにしてもよい。
【００１４】
また、記憶部で、空調空間を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データを記憶し、設定データ生成部で、データ入力部が新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成する際に、空調空間に対する人の入室に応じて入力される当該人の識別情報に基づいて、当該識別情報と対応する在席位置データから当該人の在席位置を取得し、この在席位置を目的場所とするとともに予め設定されている設定温度を目標温度とする目的データを生成し、当該目的データと分布データとから設定データを生成するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明にかかる空調制御方法は、空調空間の空気調和を行う空調システムを制御することにより、当該空調空間内の目的場所における空調環境を制御する空調制御装置で用いられる空調制御方法であって、記憶部が、空調空間に関する位置および形状と、空調システムで生成された調和空気の吹出口に関する位置および形状とを示す空間条件データを記憶する記憶ステップと、データ入力部が、吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度および吹出温度を示す境界条件データを入力するとともに、空調空間に存在する発熱体に関する位置および発熱量を示す発熱体データを入力するデータ入力ステップと、熱流動順解析処理部が、空間条件データと、境界条件データおよび発熱体データからなる状況データとに基づいて空調空間の状況を分布系熱流動解析手法により順解析することにより、空調空間の温度および気流の分布を示す分布データを算出する熱流動順解析処理ステップと、設定データ生成部が、分布データと目的場所における目標温度を示す目的データとからなる設定データを生成する設定データ生成ステップと、熱流動逆解析処理部が、設定データに基づいて空調空間の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析することにより、目的場所を目標温度とするために必要な、吹出口での新たな調和空気の吹出速度と吹出温度からなる新たな空調操作量を逆算する熱流動逆解析処理ステップと、空調制御部が、新たな空調操作量に基づいて空調システムを制御する空調制御ステップとを備え、データ入力ステップは、発熱体データの変化に応じて、空調制御タイミングの到来を判定し、当該空調制御タイミングの到来に応じて、空調空間に対する新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成するようにしたものである。
【００１７】
また、記憶ステップに、人に関する発熱量を含む人データを記憶するステップを含み、データ入力ステップに、新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成する際に、入力された空調空間における人の存在位置に基づいて、当該人に関する存在位置と、人データから取得した発熱量とから、空調空間に存在する人ごとに発熱体データを生成するステップを含むようにしてもよい。
【００１８】
また、記憶ステップに、空調空間に配置されている照明機器ごとに、当該照明機器に関する配置位置と、点灯時における当該照明機器の発熱量とを含む照明機器データを記憶するステップを含み、データ入力ステップに、新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成する際に、入力された照明機器ごとの点灯状況に基づいて、照明機器のうち点灯中の照明機器に関する照明機器データから取得した、当該照明機器の配置位置と発熱量とから、点灯中の照明機器ごとに発熱体データを生成するステップを含むようにしてもよい。
【００１９】
また、記憶ステップに、空調空間を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データと、人に関する発熱量を含む人データとを記憶するステップを含み、データ入力ステップに、新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成する際に、空調空間に対する人の入退室に応じて入力される、当該空調空間に存在する人の識別情報に基づいて、これら識別情報に対応する在席位置データから当該人の在席位置を取得し、この在席位置と、人データから取得した発熱量とから、空調空間に存在する人ごとに発熱体データを生成するステップを含むようにしてもよい。
【００２０】
また、記憶ステップに、空調空間を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データを記憶するステップを含み、設定データ生成ステップに、データ入力ステップが新たな空調制御のための発熱体データを新たに生成する際に、空調空間に対する人の入室に応じて入力される当該人の識別情報に基づいて、当該識別情報と対応する在席位置データから当該人の在席位置を取得し、この在席位置を目的場所とするとともに予め設定されている設定温度を目標温度とする目的データを生成し、当該目的データと分布データとから設定データを生成するステップを含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、空気調和の対象となる空調空間のうち、目的場所における温度を目標温度へ制御するために必要な、吹出口における風速、風向・温度を、全系的に安定した状態において算出することができる。このため、シングルループのフィードバック制御系を複数構成した場合と比較して、オフィスなどの大空間のように温度干渉が発生しやすい環境であっても、安定した操作量を得ることができる。したがって、大空間のように温度干渉が発生するような場所でも、効率よく所望の空調環境へ制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】空間条件データの構成例である。
【図３】境界条件データの構成例である。
【図４】発熱体データの構成例である。
【図５】分布データの構成例である。
【図６】設定データの構成例である。
【図７】空気調和の対象となる空調空間の構成例である。
【図８】空調操作量データの構成例である。
【図９】第１の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
【図１１】分布データの算出例を示すグラフである。
【図１２】感度データの算出例を示すグラフである。
【図１３】第２の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
【図１５】第３の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】第３の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
【図１７】第４の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】第４の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
【図１９】第５の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる空調制御装置について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
この空調制御装置１０は、全体として、パーソナルコンピュータやサーバ装置などの情報処理装置からなり、空調空間３０の空気調和を行う空調システム２１を制御することにより、空調空間３０の目的場所における空調環境を制御する機能を有している。
【００２４】
本実施の形態は、空調空間３０の空調空間に関する位置および形状と、空調システム２１で生成された調和空気の吹出口に関する位置および形状とを示す空間条件データを予め記憶しておき、吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度および吹出温度を示す境界条件データを入力するとともに、当該空調空間に配置された各発熱体に関する配置位置および発熱量を示す発熱体データを入力する。
【００２５】
そして、空間条件データと、境界条件データおよび発熱体データからなる状況データとに基づいて空調空間の状況を分布系熱流動解析手法により順解析することにより、空調空間の温度および気流の分布を示す分布データを算出し、得られた分布データと目的場所における目標温度を示す目的データとからなる設定データに基づいて、空調空間の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析することにより、目的場所を目標温度とするために必要な、吹出口での新たな調和空気の吹出速度と吹出温度からなる新たな空調操作量を逆算し、得られた新たな空調操作量に基づいて空調システム２１を制御するようにしたものである。
【００２６】
［空調制御装置］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置１０の構成について詳細に説明する。
この空調制御装置１０には、主な機能部として、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）１１、操作入力部１２、画面表示部１３、記憶部１４、および演算処理部１５が設けられている。
【００２７】
通信Ｉ／Ｆ部１１は、専用のデータ通信回路からなり、通信回線２０を介して接続された空調システムなどの外部装置との間でデータ通信を行う機能を有している。
操作入力部１２は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部１５へ出力する機能を有している。
画面表示部１３は、ＬＣＤやＰＤＰなどの画面表示装置からなり、演算処理部１５からの指示に応じて、操作メニューや入出力データなどの各種情報を画面表示する機能を有している。
【００２８】
記憶部１４は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、演算処理部１５で用いる各種処理情報やプログラム１４Ｐを記憶する機能を有している。
プログラム１４Ｐは、演算処理部１５に読み出されて実行されるプログラムであり、予め外部装置や記録媒体から通信Ｉ／Ｆ部１１を介して記憶部１４へ格納される。
【００２９】
記憶部１４で記憶される主な処理情報として空間条件データ１４Ａがある。空間条件データ１４Ａは、空調空間３０の空調空間に関する位置および形状や、空調システム２１で生成された調和空気の吹出口など、空調空間３０の空調環境に影響を与える構成要素に関する位置および形状を示すデータであり、予め空調システム２１などの外部装置や記録媒体から通信Ｉ／Ｆ部１１を介して入力されて、記憶部１４へ格納される。
【００３０】
図２は、空間条件データの構成例である。ここでは、空調空間の「空調空間形状」、空調空間に配置されて気流に影響を与える机、椅子、間仕切りなどの「障害物」、空調システム２１で生成された調和空気が空調空間３０へ吹き出す吹出口、空調空間３０から室内空気が排気される吸込口、空調空間３０の室内空気が室外との間で自然換気される外気流通用の開口部、空調空間３０の室内空気を循環させるファンなど、空調空間３０の空調環境に影響を与える構成要素ごとに、その空間条件として位置ｘ，ｙ，ｚ（３次元成分）と形状（大きさ）ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ（３次元成分）が登録されている。
【００３１】
演算処理部１５は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１４からプログラム１４Ｐを読み込んで実行することにより、各種処理部を実現する機能を有している。
演算処理部１５で実現される主な処理部として、データ入力部１５Ａ、熱流動順解析処理部１５Ｂ、設定データ生成部１５Ｃ、熱流動逆解析処理部１５Ｄ、および空調制御部１５Ｅがある。
【００３２】
データ入力部１５Ａは、空調空間３０に設けられている吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度および吹出温度など、空調空間３０の空調環境に影響を与える構成要素による、当該空調環境に対する影響度を示す境界条件データを入力する機能と、空調空間３０に配置された各発熱体に関する配置位置および発熱量、さらには形状を示す発熱体データを入力する機能と、空調システム２１などの外部装置や記録媒体から通信Ｉ／Ｆ部１１を介して入力された、空調空間３０の空間条件データ１４Ａを、記憶部１４へ予め格納する機能と、一定時間ごとに、あるいは、境界条件データまたは発熱体データの変化に応じて、空調制御タイミングの到来を判定し、当該空調制御タイミングの到来に応じて、新たな空調制御のための境界条件データおよび発熱体データを新たに生成する機能とを有している。
【００３３】
境界条件データについては、例えば通信Ｉ／Ｆ部１１を介して空調システム２１から取得すればよい。発熱体データについては、操作入力部１２を用いたオペレータ操作で入力してもよく、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して後述する各種システムから得た各種データに基づいて空調空間３０における発熱体に関する発熱体データを生成してもよい。
【００３４】
図３は、境界条件データの構成例である。ここでは、空間条件データに含まれる構成要素のうち、空調空間３０の空調環境に与える影響が変化する構成要素ごとに、当該時点における境界条件として、風速、風向・温度で示される影響度が登録されている。例えば、「吹出口」については、当該吹出口から吹き出す調和空気の吹出速度ｕ，ｖ，ｗ（３次元成分）および吹き出す調和空気の空気温度Ｔが登録されており、「吸込口」については、当該吸込口から吸い込まれる室内空気の吸込速度ｕ，ｖ，ｗ（３次元成分）が登録されている。また、「開口部」については、当該開口部から出入りする空気の温度Ｔが登録されており、「ファン」については、当該ファンで送風される室内空気の送風速度ｕ，ｖ，ｗ（３次元成分）が登録されている。
【００３５】
これら空間条件データや境界条件データに含まれる各構成要素については、空調対象となる空調空間３０の構成や空調制御に対する重要性に応じて取捨することができる。空調条件データにおいては、空調空間３０の空調空間に関する空間条件データが必須である。また、空調環境に与える影響が極めて大きい吹出口も重要な構成要素であり、空間条件データおよび境界条件データにおいて必須である。一方、吸込口については、設けられていない空間もあり、開口部やファンも同様である。
【００３６】
図４は、発熱体データの構成例である。ここでは、空調空間３０で発熱する構成要素、例えば、人、照明機器、パソコン、コピー機、プリンタなど電気機器からなる各種発熱体ごとに、その空間条件として位置ｘ，ｙ，ｚ（３次元成分）と形状（大きさ）ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ（３次元成分）が登録されており、その境界条件として発熱体の発熱量Ｑが登録されている。
【００３７】
熱流動順解析処理部１５Ｂは、空間条件データと、境界条件データおよび発熱体データからなる状況データとに基づいて、空調空間３０の状況を分布系熱流動解析手法により順解析することにより、空調空間３０の温度および気流の分布を示す分布データを算出する機能を有している。
図５は、分布データの構成例である。ここでは、空調空間３０を網目状に分割して設定した小空間の位置ｘ，ｙ，ｚ（３次元成分）ごとに、風速分布データとして当該小空間における室内空気の風速ｕCFD，ｖCFD，ｗCFD（３次元成分）が登録されているとともに、温度分布データとして当該小空間における室内空気の空気温度ＴCFDが登録されている。
【００３８】
分布系熱流動解析手法とは、ＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics：数値流体力学）を基本として、対象空間を網目状の小空間に分割し、隣接する小空間間における熱流を解析する技術である。
分布系熱流動解析手法に関する順解析技術の具体例としては、小空間ごとにＮＳ方程式（Navier-Stokes equations）を解くことによって、風速、風向・温度の解析を行う対流熱輸送連成解析技術が提案されている（例えば、非特許文献２など参照）。この他、小空間間の接点を熱抵抗で表して、熱の流れを電気回路的にモデル化して解析する技術も適用できる。
【００３９】
設定データ生成部１５Ｃは、操作入力部１２を用いたオペレータのデータ入力操作により、空調空間３０内の目的場所における目標温度を示す目的データを取得する機能と、取得した目的データと熱流動順解析処理部１５Ｂで算出した分布データとからなる設定データを生成する機能とを有している。
図６は、設定データの構成例である。ここでは、熱流動順解析処理部１５Ｂで算出した分布データに加え、目的場所の空間条件として位置ｘ，ｙ，ｚ（３次元成分）と形状（大きさ）ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ（３次元成分）が登録されているとともに、境界条件として当該目的場所における目標温度Ｔが登録されている。なお、目的場所は、１ヶ所に限られるものではなく、制御可能な範囲（解が得られる範囲）で複数設定できる。
【００４０】
図７は、空気調和の対象となる空調空間の構成例である。ここでは、空調空間３０の天井に１２個の吹出口と、１２個の吸込口が配置されており、空調空間３０の床に人からなる４つの発熱体が存在している。また、４つの発熱体に囲まれた位置に目的場所が設定されている。
【００４１】
熱流動逆解析処理部１５Ｄは、設定データ生成部１５Ｃで生成された設定データに基づいて、空調空間３０の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析することにより、目的データを満足するために必要な、各小空間における風速、風向・温度の変化度合いを示す感度データを算出する機能と、この感度データに基づいて吹出口から吹き出す新たな調和空気の吹出速度と吹出温度を新たな空調操作量として逆算する機能を有している。
【００４２】
分布系熱流動解析手法の逆解析技術は、分布系熱流動解析手法の順解析とは逆に、対象空間を網目状の小空間に分割し、これら小空間における風速、風向・温度のうち、全系的な安定状態において、目的場所における温度を目標温度とするために必要な、各小空間における風速、風向・温度の変化度合いを示す感度データを算出する技術である。
分布系熱流動解析手法に関する逆解析技術の具体例としては、設定された設計目標に基づいて、当該設計目標に対する非線形問題に対する摂動随伴方程式を解くことにより、設計パラメータの変化に対する設計目標の変化割合で定義される感度を解析することにより、所望の熱対流場または物質拡散場を設計する技術が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。ここでいう設計パラメータが、本発明における境界条件データや発熱体データに相当し、設計目標が、本発明における目的位置の目標温度に相当している。
【００４３】
空調制御部１５Ｅは、熱流動逆解析処理部１５Ｄで算出した新たな空調操作量に基づいて、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して空調システム２１とデータ通信することにより、空調システム２１の空調機器を制御する機能を有している。
図８は、空調操作量データの構成例である。ここでは、空調空間３０に設けられた吹出口ごとに、その位置ｘ，ｙ，ｚ（３次元成分）と形状（大きさ）ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ（３次元成分）が登録されており、空調操作量として吹出速度ｕ，ｖ，ｗ（３次元成分）および吹き出す調和空気の空気温度Ｔが登録されている。また、空調空間３０に設けられた吸込口ごとに、その位置ｘ，ｙ，ｚ（３次元成分）と形状（大きさ）ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ（３次元成分）が登録されており、空調操作量として吸込速度ｕ，ｖ，ｗ（３次元成分）が登録されている。
【００４４】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図９および図１０を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置の動作について説明する。図９は、第１の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフローチャートである。図１０は、第１の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
【００４５】
空調制御装置１０の演算処理部１５は、起動時あるいはオペレータ操作に応じて、図９の空調制御処理を開始する。なお、空調制御処理の実行開始に先立って、空間条件データ１４Ａが予め記憶部１４に格納されているものとする。
【００４６】
まず、データ入力部１５Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して空調システム２１とデータ通信を行い、得られた空調操作量データ１４Ｂに含まれる、空調空間３０の各吹出口における吹出速度ｕ，ｖ，ｗ（３次元成分）および空気温度Ｔと、各吸込口における吸込速度ｕ，ｖ，ｗ（３次元成分）から、境界条件データを生成する（ステップ１００）。
また、データ入力部１５Ａは、操作入力部１２を用いたオペレータのデータ入力操作により、空調空間３０に存在する発熱体に関する発熱体データを生成する（ステップ１０１）。
【００４７】
次に、熱流動順解析処理部１５Ｂは、記憶部１４から読み出した空間条件データ１４Ａと、データ入力部１５Ａで生成された境界条件データおよび発熱体データからなる状況データ１４Ｃとに基づいて、空調空間３０の状況を分布系熱流動解析手法により順解析することにより、空調空間３０の温度および気流の分布を示す分布データ１４Ｄを算出する（ステップ１０２）。
【００４８】
図１１は、分布データの算出例を示すグラフである。ここでは、図７に示した空調空間に関する分布データとして、各小空間における空気温度がカラーバーで表現され、各小空間における空気の風速が矢印の大きさで表現され、各小空間における空気の風向が矢印の方向で表現されている。この例では、４つの発熱体の周囲において空気温度が高いことがわかる。
【００４９】
この後、設定データ生成部１５Ｃは、操作入力部１２を用いたオペレータのデータ入力操作により、空調空間３０内の目的場所における目標温度を示す目的データ１４Ｅを取得し（ステップ１０３）、この目的データ１４Ｅと熱流動順解析処理部１５Ｂで算出した分布データ１４Ｄとを比較することにより、空調空間３０の空調環境に関する乖離の有無を確認する（ステップ１０４）。
ここで、分布データ１４Ｄから得られた目的場所における空気温度と、目的データ１４Ｅで指定された目標温度との差が、予め設定されているしきい値温度差以下の温度差である場合、設定データ生成部１５Ｃは、空調環境の乖離なしと判定し（ステップ１０４：ＮＯ）、後述するステップ１０８へ移行する。
【００５０】
一方、分布データ１４Ｄから得られた目的場所における空気温度と、目的データ１４Ｅで指定された目標温度との差が、予め設定されているしきい値温度差を越える温度差がある場合、設定データ生成部１５Ｃは、空調環境の乖離ありと判定し（ステップ１０４：ＹＥＳ）、熱流動順解析処理部１５Ｂで算出した分布データ１４Ｄと目的データ１４Ｅとからなる設定データ１４Ｆを生成する（ステップ１０５）。
【００５１】
これに応じて、熱流動逆解析処理部１５Ｄは、設定データ生成部１５Ｃで生成された設定データ１４Ｆに基づいて、空調空間３０の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析することにより、目的データを満足するために必要な、各小空間における風速、風向・温度の変化度合いを示す感度データを算出し、この感度データに基づいて各吹出口における新たな調和空気の吹出速度および吹出温度と、各吸込口から室内空気を吸い込む吸込速度とを含む空調操作量データ１４Ｇを逆算する（ステップ１０６）。
【００５２】
図１２は、感度データの算出例を示すグラフである。ここでは、図１１に示した空調空間に関する感度データとして、各小空間における高さ方向（Ｚ軸）における空気の風速に関する感度がカラーバーで表現されている。この例では、空調空間の天井付近で−０．２前後の感度が示されており、下向きの風速が必要であることがわかる。
【００５３】
空調制御部１５Ｅは、熱流動逆解析処理部１５Ｄで算出された空調操作量データ１４Ｇに基づいて、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して空調システム２１とデータ通信することにより、空調システム２１の空調機器を操作制御する（ステップ１０７）。
【００５４】
この後、入力データ部１５Ａは、一定期間ごと、あるいは、新たに得られた境界条件データや発熱体データの変化に応じて、空調制御タイミングの到来を判定し（ステップ１０８）、空調制御タイミングの到来に応じて（ステップ１０８：ＹＥＳ）、ステップ１００へ戻って、新たな空調制御を開始する。
【００５５】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、空間条件データと、境界条件データおよび発熱体データからなる状況データとに基づいて、熱流動順解析処理部１５Ｂで、空調空間の状況を分布系熱流動解析手法により順解析して、空調空間の温度および気流の分布を示す分布データ１４Ｄを算出し、設定データ生成部１５Ｃで、得られた分布データ１４Ｄと目的場所における目標温度を示す目的データ１４Ｅとからなる設定データ１４Ｆを生成し、この設定データ１４Ｆに基づいて、熱流動逆解析処理部１５Ｄで、空調空間の温度および気流の分布を分布系熱流動解析手法により逆解析して、目的場所を目標温度とするために必要な、吹出口での新たな調和空気の吹出速度と吹出温度からなる新たな空調操作量を逆算し、得られた新たな空調操作量に基づいて空調システム２１を制御するようにしたものである。
【００５６】
これにより、空気調和の対象となる空調空間３０のうち、目的場所における温度を目標温度へ制御するために必要な、吹出口における風速、風向・温度を、全系的に安定した状態において算出することができる。このため、シングルループのフィードバック制御系を複数構成した場合と比較して、オフィスなどの大空間のように温度干渉が発生しやすい環境であっても、安定した操作量を得ることができる。また、室内レイアウトが空調制御を優先して設計されることはないことに関連し、従来であれば制御対象にしたい目的場所の温度が計測できないという問題もあり得たが、本実施の形態によれば熱流動逆解析処理において制御対象となる目的場所を任意の場所に設定できるので、大空間における任意の場所を、効率よく所望の空調環境へ制御することも可能となる。したがって、大空間における任意の場所を、効率よく所望の空調環境へ制御することが可能となる。
【００５７】
また、本実施の形態では、データ入力部１５Ａにおいて、一定時間ごとに、あるいは、境界条件データまたは発熱体データの変化に応じて、空調制御タイミングの到来を判定し、当該空調制御タイミングの到来に応じて、新たな空調制御のための境界条件データおよび発熱体データを新たに生成するようにしたので、空調制御を効率よく繰り返すことができ、目的データ１４Ｅに応じた空調環境を維持することができる。
【００５８】
［第２の実施の形態］
次に、図１３を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる空調制御装置について説明する。図１３は、第２の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、空調空間３０に対して空調システム２１とともに併設されている位置検知システム２２を利用して、空調空間３０における発熱体となる人の位置を自動的に判定することにより、人に関する発熱体データを自動生成する場合について説明する。
【００５９】
図１３において、位置検知システム２２は、人感センサ、ＲＦＩＤタグ、カメラ画像、赤外線画像、超音波情報などを用いて人の位置を検知するシステムであり、一般的な公知の技術を用いればよい。
空調制御装置１０の演算処理部１５には、人位置処理部１５Ｆが追加されている。人位置処理部１５Ｆは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して位置検知システム２２とデータ通信を行うことにより検知データを取得する機能と、この検知データに基づいて空調空間３０内に存在する人の位置を判定し、この判定結果を人位置判定結果１４Ｈとして出力する機能とを有している。
【００６０】
データ入力部１５Ａは、人位置処理部１５Ｆで判定した空調空間３０における人の存在位置に応じて、当該人に関する存在位置と、記憶部１４の人データ１４Ｉから取得した発熱量、さらには形状とから、空調空間３０に存在する人ごとに発熱体データを生成する機能を有している。この際、記憶部１４に、人に関する平均的なデータとして、発熱量、さらには形状を含む人データ１４Ｉを予め記憶しておく。
空調制御装置１０におけるこの他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６１】
［第２の実施の形態の動作］
次に、図１４を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置の動作について説明する。図１４は、第２の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
第１の実施の形態と比較して、全体的な空調制御処理の手順については、図９と同様であるが、データ入力部１５Ａにおける発熱体データの生成処理が異なる。
【００６２】
まず、人位置処理部１５Ｆは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して位置検知システム２２とデータ通信を行うことにより取得した検知データに基づいて、空調空間３０内に存在する人の位置を判定し、その位置ｘ，ｙ，ｚ（３次元成分）を示す人位置判定結果１４Ｈを生成する。
データ入力部１５Ａは、操作入力部１２を用いたオペレータのデータ入力操作により、空調空間３０に存在する発熱体に関する発熱体データを生成する。この際、データ入力部１５Ａは、人位置処理部１５Ｆで得られた人位置判定結果１４Ｈに基づいて、この人位置判定結果１４Ｈに含まれる人の存在位置と、記憶部１４の人データ１４Ｉから取得した発熱量、さらには形状とから、空調空間３０に存在する人ごとに発熱体データを生成する。
【００６３】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、記憶部１４に、人に関する発熱量を含む人データ１４Ｉを記憶しておき、データ入力部１５Ａで、入力された空調空間における人の存在位置に応じて、当該人に関する存在位置と、人データ１４Ｉから取得した発熱量から空調空間３０に存在する人ごとに発熱体データを生成するようにしたものである。
【００６４】
これにより、位置検知システム２２からの検知データに基づいて人位置処理部１５Ｆで判定した人の存在位置をデータ入力部１５Ａへ入力することにより、人に関する発熱体データを自動生成することができる。したがって、空調空間３０内で人が移動する場合でも、人から発する熱量を考慮したきめ細かな空調制御を行うことが可能となる。
【００６５】
なお、位置検知システム２２は、位置検知専用のシステムに限定されるものではなく、人の位置が推定できる検知データが得られるシステムであれば他のシステムであってもよい。例えば、照明システムからは、点灯している照明機器の位置を示す検知データを取得できるが、点灯している照明機器の近くには人が存在すると推定できるため、この検知データから人の存在位置を推定できる。また、ネットワーク監視システムで、ＬＡＮに接続されているパソコンの動作状態を監視することにより、当該パソコンの近くに人が存在することも推定できる。
【００６６】
［第３の実施の形態］
次に、図１５を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる空調制御装置について説明する。図１５は、第３の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、空調空間３０に対して空調システム２１とともに併設されている照明システム２３を利用して、空調空間３０における発熱体となる照明機器の位置を自動的に判定することにより、照明機器に関する発熱体データを自動生成する場合について説明する。
【００６７】
図１５において、照明システム２３は、空調空間３０に設置されている各照明機器の動作を制御するシステムであり、一般的な公知の技術を用いればよい。
空調制御装置１０の演算処理部１５には、照明機器処理部１５Ｇが追加されている。照明機器処理部１５Ｇは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して照明システム２３とデータ通信を行うことにより点灯状況データを取得する機能と、この照明データに基づいて空調空間３０内で点灯している照明機器を判定し、これら照明機器の識別情報を照明機器点灯判定結果１４Ｊとして出力する機能とを有している。
【００６８】
データ入力部１５Ａは、照明機器処理部１５Ｇからの照明機器点灯判定結果１４Ｊに含まれる、空調空間３０内で点灯している照明機器を示す識別情報に応じて、当該識別情報と対応する記憶部１４の照明機器データ１４Ｋから取得した、当該照明機器に関する存在位置および発熱量とから、これら点灯中の照明機器ごとに発熱体データを生成する機能を有している。この際、記憶部１４に、個々の照明機器に関するデータとして、配置位置および発熱量、さらには形状を含む照明機器データ１４Ｋを予め記憶しておく。
空調制御装置１０におけるこの他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６９】
［第３の実施の形態の動作］
次に、図１６を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置の動作について説明する。図１６は、第３の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
第１の実施の形態と比較して、全体的な空調制御処理の手順については、図９と同様であるが、データ入力部１５Ａにおける発熱体データの生成処理が異なる。
【００７０】
まず、照明機器処理部１５Ｇは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して照明システム２３とデータ通信を行うことにより取得した点灯状況データに基づいて、空調空間３０内に設置されている照明機器のうち点灯中の照明機器を判定し、その識別情報を示す照明機器点灯判定結果１４Ｊを生成する。
データ入力部１５Ａは、操作入力部１２を用いたオペレータのデータ入力操作により、空調空間３０に存在する発熱体に関する発熱体データを生成する。この際、データ入力部１５Ａは、照明機器処理部１５Ｇで得られた照明機器点灯判定結果１４Ｊに含まれる識別情報に基づいて、記憶部１４の照明機器データ１４Ｋから取得した配置位置および発熱量、さらには形状から、点灯中の照明機器ごとに発熱体データを生成する。
【００７１】
［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、記憶部１４に、空調空間に配置されている照明機器ごとに、当該照明機器に関する配置位置と、点灯時における当該照明機器の発熱量とを含む照明機器データ１４Ｋを記憶しておき、データ入力部１５Ａで、入力された空調空間における各照明機器の点灯状況に応じて、照明機器データ１４Ｋから取得した配置位置と発熱量とから、点灯中の照明機器ごとに発熱体データを生成するようにしたものである。
【００７２】
これにより、照明システム２３からの各照明機器に関する点灯状況データに基づいて照明機器処理部１５Ｇで判定した点灯中の照明機器の識別情報をデータ入力部１５Ａへ入力することにより、これら照明機器に関する発熱体データを自動生成することができる。したがって、空調空間３０内で各照明機器が個別に点消灯制御される場合でも、点灯中の照明機器から発生する熱量を考慮したきめ細かな空調制御を行うことが可能となる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、照明機器を例として説明したが、空調空間３０に対して空調システム２１とともに併設されている消費電力監視システムを利用して、空調空間３０における発熱体となる電気機器の位置を自動的に判定することにより、電気機器に関する発熱体データを自動生成するようにしてもよい。
消費電力検知システムは、電力計などを用いて空調空間３０に設置されている電気機器での消費電力を電気配線や電気コンセントなどの計測ポイントで検知するシステムであり、一般的な公知の技術を用いればよい。
【００７４】
これにより、照明機器データと同様の電気機器データを記憶部１４に予め記憶しておけば、消費電力検知システムで検知した消費電力から動作中の電気機器を推定できることから、これら電気機器に関する発熱体データを自動生成できる。
【００７５】
［第４の実施の形態］
次に、図１７を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかる空調制御装置について説明する。図１７は、第４の実施の形態にかかる空調制御装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、空調空間３０に対して空調システム２１とともに併設されている入退室管理システム２４を利用して、空調空間３０における発熱体となる人の在席位置を自動的に判定することにより、人に関する発熱体データを自動生成する場合について説明する。
【００７６】
図１７において、入退室管理システム２４は、ＩＤカードなどの識別媒体や生体情報を用いて空調空間３０に対する人の入退室を管理するシステムであり、一般的な公知の技術を用いればよい。
空調制御装置１０の演算処理部１５には、入退室処理部１５Ｈが追加されている。この入退室処理部１５Ｈは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して入退室管理システム２４とデータ通信を行うことにより入退室データを取得する機能と、この入退室データに基づいて空調空間３０内に存在する人の識別情報を判定し、これら識別情報を人識別判定結果１４Ｌとして出力する機能とを有している。
【００７７】
データ入力部１５Ａは、入退室処理部１５Ｈで判定した空調空間３０における人の識別情報に応じて、これら識別情報と対応する記憶部１４の在席位置データ１４Ｍからこれら人の在席位置を取得する機能と、この在席位置と記憶部１４の人データ１４Ｉから取得した発熱量、さらには形状とから、空調空間３０に存在する人ごとに発熱体データを生成する機能を有している。この際、記憶部１４に、空調空間３０を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データ１４Ｍと、人に関する平均的なデータとして、発熱量、さらには形状を含む人データ１４Ｉとを予め記憶しておく。
空調制御装置１０におけるこの他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７８】
［第４の実施の形態の動作］
次に、図１８を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置の動作について説明する。図１８は、第４の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
第１の実施の形態と比較して、全体的な空調制御処理の手順については、図９と同様であるが、データ入力部１５Ａにおける発熱体データの生成処理が異なる。
【００７９】
まず、入退室処理部１５Ｈは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して入退室管理システム２４とデータ通信を行うことにより取得した入退室データに基づいて、空調空間３０内に存在する人の識別情報を判定し、その人識別判定結果１４Ｌを生成する。
データ入力部１５Ａは、操作入力部１２を用いたオペレータのデータ入力操作により、空調空間３０に存在する発熱体に関する発熱体データを生成する。
【００８０】
この際、データ入力部１５Ａは、入退室処理部１５Ｈで得られた人識別判定結果１４Ｌに含まれる識別情報ごとに、当該識別情報と対応する記憶部１４の在席位置データ１４Ｍから在席位置をそれぞれ取得し、この在席情報と、記憶部１４の人データ１４Ｉから取得した発熱量、さらには形状とから、空調空間３０内に存在する人ごとに発熱体データを生成する。
【００８１】
［第４の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、記憶部１４に、空調空間３０を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データ１４Ｍと、人に関する発熱量を含む人データ１４Ｉとを記憶しておき、データ入力部１５Ａで、入力された空調空間３０に存在する人の識別情報に基づいて、これら識別情報に対応する在席位置データ１４Ｍから当該人の在席位置を取得し、この在席位置と、人データ１４Ｉから取得した発熱量から、空調空間３０に存在する人ごとに発熱体データを生成するようにしたものである。
【００８２】
これにより、入退室管理システム２４からの入退室データに基づいて入退室処理部１５Ｈで判定した、空調空間３０内に存在する各人の識別情報をデータ入力部１５Ａへ入力することにより、人に関する発熱体データを自動生成することができる。したがって、空調空間３０に対して人が入退室する場合でも、人から発する熱量を考慮したきめ細かな空調制御を行うことが可能となる。
【００８３】
［第５の実施の形態］
次に、図１９を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかる空調制御装置について説明する。図１９は、第５の実施の形態にかかる空調制御装置の空調制御処理を示すフロー図である。
本実施の形態では、第５の実施の形態と同様に、空調空間３０に対して空調システム２１とともに併設されている入退室管理システム２４を利用して、空調空間３０における発熱体となる人の在席位置を自動的に判定することにより、当該在席位置における空調環境を適切な状態に自動制御する場合について説明する。
【００８４】
空調制御装置１０の演算処理部１５には、第４の実施の形態と同様に、入退室処理部１５Ｈが設けられている。この入退室処理部１５Ｈは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して入退室管理システム２４とデータ通信を行うことにより入退室データを取得する機能と、この入退室データに基づいて空調空間３０に入室した人の識別情報を判定し、これら識別情報を人識別判定結果１４Ｌとして出力する機能とを有している。
【００８５】
設定データ生成部１５Ｃは、入退室処理部１５Ｈで得られた人識別判定結果１４Ｌに基づいて、人識別判定結果１４Ｌに含まれる識別情報と対応する記憶部１４の在席位置データ１４Ｍから、空調空間３０へ入室した人の在席位置を取得する機能と、この在席位置を目的場所とするとともに、当該目的場所あるいは空調空間３０に共通して予め記憶部１４に設定されている設定温度、例えば人が作業するのに適正な温度を、目標温度とする目的データ１４Ｅを生成する機能を有している。なお、適正な温度は、作業内容に応じてオペレータが適宜決定すればよい。
空調制御装置１０におけるこの他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８６】
［第５の実施の形態の動作］
次に、図１９を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置の動作について説明する。
第１の実施の形態と比較して、全体的な空調制御処理の手順については、図９と同様であるが、設定データ生成部１５Ｃにおける設定データの生成処理が異なる。
【００８７】
まず、入退室処理部１５Ｈは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して入退室管理システム２４とデータ通信を行うことにより取得した入退室データに基づいて、空調空間３０へ入室した人の識別情報を判定し、その人識別判定結果１４Ｌを生成する。
設定データ生成部１５Ｃは、入退室処理部１５Ｈで得られた人識別判定結果１４Ｌに含まれる識別情報に基づいて、当該識別情報と対応する記憶部１４の在席位置データ１４Ｍから、当該入室した人の在席位置を取得し、この在席位置を目的場所とするとともに、記憶部１４から読み出した設定温度を目標温度とする目的データ１４Ｅを生成し、この目的データ１４Ｅと分布データ１４Ｄとから設定データ１４Ｆを生成する。
【００８８】
［第５の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、記憶部１４に、空調空間３０を利用する各人に固有の識別情報ごとに当該人の在席位置を示す在席位置データ１４Ｍを記憶しておき、データ入力部１５Ａで、空調空間３０に対する人の入室に応じて入力される当該人の識別情報に基づいて、当該識別情報と対応する在席位置データ１４Ｍから当該人の在席位置を取得し、この在席位置を目的場所とするとともに予め設定されている設定温度を目標温度とする目的データ１４Ｅを生成し、当該目的データ１４Ｅと分布データ１４Ｄとから設定データ１４Ｆを生成するようにしたものである。
【００８９】
これにより、入退室管理システム２４からの入退室データに基づいて入退室処理部１５Ｈで判定した、空調空間３０へ入室した人の識別情報をデータ入力部１５Ａへ入力することにより、入室した人の在席位置を設定温度とするための目的データ１４Ｅ、さらには設定データ１４Ｆを自動生成することができる。したがって、空調空間３０に対して人が入室した場合でも、その人の在席位置を自動的に設定温度へ制御することが可能となる。
【００９０】
また、本実施の形態では、入室した人から発する熱量を考慮しない場合を例として説明したが、前述した第４の実施の形態を併用することにより、入室した人に関する発熱体データを自動生成することができるため、入室した人から発する熱量を考慮した、よりきめ細かな空調制御を行うことが可能となる。
【００９１】
また、本実施の形態では、入退室管理システム２４から得られた入退室データに基づいて、入室した人の在席位置を適正な空調環境へ自動制御する場合を例として説明したが、人の入室に関するデータは、入退室管理システム２４に限定されるものではない。例えば、空調空間３０を利用する各人のスケジュールを管理するスケジュール管理システムから、人が在席する位置と、在席位置へ着く到着時刻とを含むスケジュール情報を取得し、当該在席位置からなる目的場所を自動的に設定温度へ制御するようにしてもよい。
この際、スケジュール情報に含まれる到着時刻から、空調制御を開始してもよいが、空調空間３０には空調制御の遅れが存在することから、この到着時刻に当該在席位置が設定温度となるよう、到着時刻から制御所要時間だけ先に空調制御を開始してもよい。
【００９２】
また、本実施の形態では、空調空間３０内において、空調空間３０を利用する利用者ごとに在席位置が対応付けられている場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、会議室や応接室などのパブリックな空調空間では、利用者は限定されていない。しかし、このような空調空間を利用する際には、空調空間において人が存在する場所は、椅子や机の配置位置で特定することができる。このため、このような会議室や応接室などの空調空間ごとに椅子の位置を示すレイアウト情報を予め記憶部で記憶しておくことにより、空調制御における目的場所を特定することができる。
【００９３】
また、本実施の形態では、発熱体データとして、発熱体の発熱量を予め入力する場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。発熱体の発熱量は、発熱体の表面温度から算出できるので、発熱体データとして、発熱体の表面温度を予め入力するようにしてもよい。
【００９４】
また、本実施の形態では、空調空間３０における発熱要因として、人、照明機器、パソコン、コピー機、プリンタなど電気機器からなる発熱体を想定したが、このほか、隣室や外気からの貫流熱も空調空間３０へ侵入する。したがって、このような空調空間３０へ侵入する侵入熱に関する侵入熱データを、データ入力部１５Ａで入力するようにしてもよい。また、これら侵入熱は、空調空間３０の壁や窓からの発熱と捉えることも可能であり、発熱体データの一部としてデータ入力部１５Ａで入力するようにしてもよい。
【００９５】
また、本実施の形態では、目的位置における目標温度を目的データとして設定データ生成部１５Ｃで入力して、温度を目標の状態量とする場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。目的位置における風速や湿度を目的データとして入力することにより、これら風速や湿度を目標の状態量としてもよい。
【００９６】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０…空調制御装置、１１…通信Ｉ／Ｆ部、１２…操作入力部、１３…画面表示部、１４…記憶部、１４Ａ…空間条件データ、１４Ｂ…空調制御量データ、１４Ｃ…状況データ、１４Ｄ…分布データ、１４Ｅ…目的データ、１４Ｆ…設定データ、１４Ｇ…空調制御量データ、１４Ｈ…人位置判定結果、１４Ｉ…人データ、１４Ｊ…照明機器点灯判定結果、１４Ｋ…照明機器データ、１４Ｌ…人識別判定結果、１４Ｍ…在席位置データ、１４Ｐ…プログラム、１５…演算処理部、１５Ａ…データ入力部、１５Ｂ…熱流動順解析処理部、１５Ｃ…設定データ生成部、１５Ｄ…熱流動逆解析処理部、１５Ｅ…空調制御部、１５Ｆ…人位置処理部、１５Ｇ…照明機器処理部、１５Ｈ…入退室処理部、２０…通信回線、２１…空調システム、２２…位置検知システム、２３…照明システム、２４…入退室管理システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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