(57)【要約】【課題】  睡眠状態にあるユーザから快適感に関する情報を逐次的確に検出し、その快適感に応じて適切な空調制御を行えるようにする。【解決手段】  空調装置１は、人体の生理量及び室内環境温湿度を計測する計測手段２、空調装置本体部５、該空調装置本体部５の動作を制御する処理手段３とを備える。処理手段３は、計測手段２による計測値を所定のサンプリング周期毎に取得し、前記計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求める演算部３１と、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する空調制御パラメータ記憶部３２と、温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめることで、所定の空調制御パラメータを前記空調制御パラメータ記憶部３２から取得して空調制御信号を生成する運転制御部３３とを備えている。【選択図】      図２
2006194540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールを設定すると共に、該温冷感スケールに応じて空調制御パラメータを定めておき、
所定のサンプリング周期毎に、所定の人体生理量及び室内環境物理量の計測値を取得し、取得された計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求め、
演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめることで、所定の空調制御パラメータを取得して空調制御を行うことを特徴とする温冷感予測値を用いた空調制御方法。
【請求項２】
前記温冷感予測値は、下記の関数として求められることを特徴とする請求項１記載の空調制御方法。
温冷感予測値Ｉ＝ｆ（Ｑｓｋ，Ｔｓｋ，Ｔｃｒ）
但し、Ｑｓｋ；皮膚表面熱流、Ｔｓｋ；皮膚温度、Ｔｃｒ；深部温度
【請求項３】
前記空調制御が、当該室内において人体が睡眠状態にある時に実行されることを特徴とする請求項１又は２記載の空調制御方法。
【請求項４】
所定の空調装置本体部と、該空調装置本体部の動作を制御する制御手段とを備える空調装置であって、前記制御手段が、
人体の生理量及び室内環境物理量を計測する計測手段と、
前記計測手段による計測値を所定のサンプリング周期毎に取得し、前記計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求める演算手段と、
室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する記憶手段と、
演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめることで、所定の空調制御パラメータを前記記憶手段から取得して空調制御信号を生成する運転制御手段と
を具備することを特徴とする空調装置。
【請求項５】
前記計測手段により計測される人体の生理量が少なくとも皮膚温度と深部温度とであり、室内環境物理量が少なくとも室内温湿度であって、
これら計測値に基づいて皮膚表面熱流を求める熱流算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の空調装置。
【請求項６】
前記演算手段は、次式に基づいて温冷感予測値を求めることを特徴とする請求項５記載の空調装置。
温冷感予測値Ｉ＝Ａ＊Ｑｓｋ＋Ｂ＊Ｔｓｋ＋Ｃ＊ｄＴｓｋ／ｄｔ＋Ｄ＊Ｔｃｒ＋Ｅ＊ｄＴｃｒ／ｄｔ＋Ｆ）
但し、Ｑｓｋ；皮膚表面熱流、Ｔｓｋ；皮膚温度、Ｔｃｒ；深部温度
Ａ〜Ｆは係数
【請求項７】
所定の空調装置本体部と、該空調装置本体部の動作を制御する制御手段とを備える空調装置を動作させるプログラムであって、前記制御手段に備えられているコンピュータに、
人体の生理量及び室内環境物理量を計測する計測手段から、所定のサンプリング周期毎に計測値を取得させるステップと、
前記計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求めさせるステップと、
室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する記憶手段から、前記演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめて所定の空調制御パラメータを取得させるステップと、
前記取得された空調制御パラメータに基づいて運転制御手段に空調制御信号を生成させるステップと
を実行させることを特徴とする空調装置用プログラム。
【請求項８】
所定の空調装置の運転制御機能を備えると共に、所定の人体生理量及び室内環境物理量の計測機能が備えられた端末装置とネットワークを介して通信可能とされたサーバ装置であって、
前記端末装置において取得された計測値を所定のサンプリング周期毎に受信する受信手段と、
受信された人体の生理量及び室内環境物理量に基づいて温冷感予測値を演算する演算手段と、
室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する記憶手段と、
演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめることで、所定の空調制御パラメータを前記記憶手段から取得して空調制御信号を生成する運転制御手段と、
前記空調制御信号を前記端末装置へ送信する送信手段と
を具備することを特徴とするサーバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感を考慮し、特に睡眠時において快適な空調制御を実現できる空調制御方法、空調装置、空調装置用プログラム、サーバ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調装置は、ユーザが常に快適と感じる空調温度で運転されることが理想である。ユーザの覚醒時においては、空調温度はユーザにより設定され、その設定温度に室内が維持されるよう空調装置の動作制御が行われ、もしユーザが暑い／寒いと感じたときは、ユーザが適宜空調温度の設定を変更することで快適性が保たれる。このように覚醒時には、ユーザの温熱感覚により空調装置の運転制御を行うことができるが、睡眠時にはそのような主体的な運転制御を行うことができない。
【０００３】
ユーザの睡眠時における空調装置の制御は、専ら「おやすみ運転モード」などとして設定されている、予め定められた運転シーケンスを実行する制御方法が一般的である。例えば、タイマーによって所定の時間にＯＮ／ＯＦＦ制御する方式、一定時間経過後に設定温度を緩くする方式（例えば特許文献１参照）、予め定義した生体リズムや睡眠リズムに基づいて運転制御する方式などが実現されている。これにより、例えば夏期において空調の効きすぎによる寝冷え等の発生を、ある程度抑止することはできる。しかし、画一的な運転シーケンスに基づく制御であることから、ユーザ別の個人差に的確に対応させることは困難であり、またいずれの方式もユーザが定常状態であることを前提するものであって、ユーザが非定常状態に陥ったような場合に適切に制御できない。
【０００４】
このような問題に対し、例えば特許文献２には、発汗量を検出する発汗センサを就寝者の体表に取り付け、前記発汗センサの出力信号に応じて空調機を制御する方法が開示されている。また特許文献３には、手首温度を検出する温度センサを就寝者の手首に取り付け、前記温度センサの出力信号に応じて空調機を制御する方法が開示されている。しかしながら、前記発汗量や手首温度が一義的にユーザの快適性を示す指標になるとは言い難く、より快適な空調制御の実現には不十分であると言わざるを得ない。
【特許文献１】特開平７−７１８０４号公報
【特許文献２】特開２００１−２１１９４号公報
【特許文献３】特開２００３−１２０９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上のような問題点に鑑み、より快適な空調制御の実現を図ることを目的とし、特に主体的な環境操作ができないユーザの睡眠時において、睡眠状態にあるユーザから快適感に関する情報を逐次的確に検出し、その快適感に応じて適切な空調制御を行うことにより、ユーザ別の個人差に対応可能で、快適な室内環境を形成することができる空調制御方法、空調装置、空調装置用プログラム及びサーバ装置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】
【０００６】
本発明の請求項１にかかる空調制御方法は、予め室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールを設定すると共に、該温冷感スケールに応じて空調制御パラメータを定めておき、所定のサンプリング周期毎に、所定の人体生理量及び室内環境物理量の計測値を取得し、取得された計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求め、演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめることで、所定の空調制御パラメータを取得して空調制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
この方法によれば、所定のサンプリング周期毎にユーザの固有情報（人体生理量）と室内環境物理量とが取得され、その計測値に基づいて温冷感予測値が求められ、該温冷感予測値に応じた空調制御が実行される。ここで、前記温冷感予測値は、従来技術のような発汗量や手首温度等の単純計測値ではなく、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに関連付けられたものであるので、ユーザの「暑い」「寒い」などの体感を判断できる。従って、所定のサンプリング周期毎に、そのようなユーザの体感を判断しながら空調制御が行われるので、常にユーザにとって快適な室内環境に維持される。
【０００８】
上記構成において、前記温冷感予測値を、下記の関数として求めることができる（請求項２）。この構成によれば、温冷感予測値が、皮膚表面熱流、皮膚温度及び深部温度の関数として求められる。
温冷感予測値Ｉ＝ｆ（Ｑｓｋ，Ｔｓｋ，Ｔｃｒ）
但し、Ｑｓｋ；皮膚表面熱流、Ｔｓｋ；皮膚温度、Ｔｃｒ；深部温度
【０００９】
また上記構成において、前記空調制御を、当該室内において人体が睡眠状態にある時に実行することが望ましい（請求項３）。本発明によれば、所定のサンプリング周期毎に温冷感予測値を算出し、該温冷感予測値に基づいて空調制御を行うことが可能である。従って、体感による主体的な環境操作ができないユーザの睡眠時に当該空調制御を行えば、たとえユーザが睡眠状態であっても快適性が常時保たれるようになる。
【００１０】
本発明の請求項４にかかる空調装置は、所定の空調装置本体部と、該空調装置本体部の動作を制御する制御手段とを備える空調装置であって、前記制御手段が、人体の生理量及び室内環境物理量を計測する計測手段と、前記計測手段による計測値を所定のサンプリング周期毎に取得し、前記計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求める演算手段と、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する記憶手段と、演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめることで、所定の空調制御パラメータを前記記憶手段から取得して空調制御信号を生成する運転制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
この装置によれば、計測手段により計測されたユーザの固有情報（人体生理量）と室内環境物理量とが、演算手段により所定のサンプリング周期毎に取得され、その計測値に基づいて温冷感予測値が演算により求められる。そして、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する記憶手段から、前記演算により求められた温冷感予測値に対応する空調制御パラメータを取得して、運転制御手段により前記温冷感予測値に応じた空調制御が実行される。ここで、前記温冷感予測値は、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに関連付けられたものであるので、ユーザの「暑い」「寒い」などの体感を判断できる。従って、所定のサンプリング周期毎に、そのようなユーザの体感を判断しながら空調制御を行える空調装置を提供できる。
【００１２】
上記構成において、前記計測手段により計測される人体の生理量が少なくとも皮膚温度と深部温度とであり、室内環境物理量が少なくとも室内温湿度であって、これら計測値に基づいて皮膚表面熱流を求める熱流算出手段をさらに備える構成とすることができる（請求項５）。この構成によれば、演算手段において温冷感予測値を、皮膚表面熱流、皮膚温度及び深部温度に基づいて求めることができる。
【００１３】
この場合、前記演算手段において、次式に基づいて温冷感予測値を求めるようにすることができる（請求項６）。
温冷感予測値Ｉ＝Ａ＊Ｑｓｋ＋Ｂ＊Ｔｓｋ＋Ｃ＊ｄＴｓｋ／ｄｔ＋Ｄ＊Ｔｃｒ＋Ｅ＊ｄＴｃｒ／ｄｔ＋Ｆ）
但し、Ｑｓｋ；皮膚表面熱流、Ｔｓｋ；皮膚温度、Ｔｃｒ；深部温度
Ａ〜Ｆは係数
【００１４】
本発明の請求項７にかかる空調装置用プログラムは、所定の空調装置本体部と、該空調装置本体部の動作を制御する制御手段とを備える空調装置を動作させるプログラムであって、前記制御手段に備えられているコンピュータに、人体の生理量及び室内環境物理量を計測する計測手段から、所定のサンプリング周期毎に計測値を取得させるステップと、前記計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求めさせるステップと、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する記憶手段から、前記演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめて所定の空調制御パラメータを取得させるステップと、前記取得された空調制御パラメータに基づいて運転制御手段に空調制御信号を生成させるステップとを実行させることを特徴とする。
【００１５】
この空調装置用プログラムによれば、上記と同様に、ユーザの「暑い」「寒い」などの体感を、所定のサンプリング周期毎に判断しながら空調制御を行うよう空調装置を動作制御できるようになる。
【００１６】
本発明の請求項８にかかるサーバ装置は、所定の空調装置の運転制御機能を備えると共に、所定の人体生理量及び室内環境物理量の計測機能が備えられた端末装置とネットワークを介して通信可能とされたサーバ装置であって、前記端末装置において取得された計測値を所定のサンプリング周期毎に受信する受信手段と、受信された人体の生理量及び室内環境物理量に基づいて温冷感予測値を演算する演算手段と、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する記憶手段と、演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめることで、所定の空調制御パラメータを前記記憶手段から取得して空調制御信号を生成する運転制御手段と、前記空調制御信号を前記端末装置へ送信する送信手段とを具備することを特徴とする。
【００１７】
このサーバ装置によれば、計測機能が備えられた端末機からネットワークを介して所定の計測値を受信手段にて取得し、演算手段により前記計測値に基づいて温冷感予測値が演算により求められる。そして、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する記憶手段から、前記演算により求められた温冷感予測値に対応する空調制御パラメータを取得して、運転制御手段により前記温冷感予測値に応じた空調制御信号が生成される。かかる空調制御信号は、送信手段により、前記端末機へ送信される。従って、端末機側において設置されている空調装置を、当該サーバ装置側において生成された前記空調制御信号により運転制御できるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１にかかる空調制御方法によれば、所定のサンプリング周期毎に、ユーザの「暑い」「寒い」などの体感を判断しながら空調制御が行われるので、室内が常にユーザにとって快適な環境に維持される。すなわち、ユーザが主体的な環境操作を行わずとも、室内環境をそのユーザにとって快適な環境に維持できる。従って、ユーザ別の個人差や非定常状態に対応可能な、より快適性に優れた空調環境を形成することができる。
【００１９】
本発明の請求項２にかかる空調制御方法によれば、皮膚表面熱流、皮膚温度及び深部温度を考慮して、温冷感予測値を正確に求めることができるようになる。
【００２０】
本発明の請求項３にかかる空調制御方法によれば、ユーザが睡眠状態であっても快適性が常時保たれるので、例えば寝冷えや中途覚醒等を抑止し、快適な睡眠をユーザに提供できるようになる。
【００２１】
本発明の請求項４にかかる空調装置によれば、所定のサンプリング周期毎に、ユーザの「暑い」「寒い」などの体感を判断しながら空調制御が行われるので、室内が常にユーザにとって快適な環境に維持される。すなわち、ユーザが主体的な環境操作を行わずとも、室内環境をそのユーザにとって快適な環境に維持できる。従って、ユーザ別の個人差や非定常状態に対応可能な、より快適性に優れた室内環境を形成することができる。
【００２２】
本発明の請求項５にかかる空調装置によれば、皮膚表面熱流、皮膚温度及び深部温度を考慮して、温冷感予測値を正確に求めることができるようになる。
【００２３】
本発明の請求項６にかかる空調装置によれば、皮膚表面熱流、皮膚温度及び深部温度に加え、皮膚温度及び深部温度の時間変化率、並びに所定の係数を考慮して、温冷感予測値をより一層正確に求めることができるようになる。
【００２４】
本発明の請求項７にかかる空調装置用プログラムによれば、上記と同様に、ユーザの「暑い」「寒い」などの体感を、所定のサンプリング周期毎に判断しながら空調制御を行うよう空調装置を動作制御できるので、ユーザ別の個人差や非定常状態に対応可能な、より快適性に優れた空調環境を形成することができる。
【００２５】
本発明の請求項８にかかるサーバ装置によれば、個々の空調装置が温冷感予測値を求める機能を備えていなくとも、当該サーバ装置にて温冷感予測値を求めて適切な空調制御信号を生成し、端末機側において設置されている空調装置を前記空調制御信号により運転制御できるようになる。従って、既存の空調装置に所定の計測手段を付加するだけで、ネットワークを介して温冷感予測値を用いた快適な空調制御を行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき、詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる空調装置１の構成を概略的に示す模式図である。この空調装置１は、空調対象とされる室内Ｒに配置され、該室内Ｒに居住（睡眠）するユーザＭに対して快適な室内環境を提供するためのものである。この空調装置１は、適宜な温度センサ若しくは湿度センサ等からなる計測手段２、パーソナルコンピュータ等からなる処理手段３、リモートコントローラ等からなる送信手段４、及び実際に空調動作を行う空調装置本体部５とから構成されている。
【００２７】
計測手段２は、室内Ｒに居住中（睡眠中）のユーザＭから所定の人体生理量を計測すると共に室内環境物理量を計測する。ここで、前記人体生理量としては、皮膚温度や深部温度等を用いることができる。前記皮膚温度は、例えば腹、背中、手甲、腕、足甲、膝下、大腿或いは額のいずれか１カ所又は複数箇所を対象として計測することができる。また深部温度としては、直腸や鼓膜などを対象として計測することができる。前記室内環境物理量としては、室内Ｒの温湿度や、ユーザＭが使用している布団の温湿度などを対象として計測することができる。
【００２８】
前記皮膚温度の計測には、例えば熱電対や抵抗温度計、或いは温度計測機能付きのＩＣタグを所定の計測部位に当接させるようにすれば良い。また、前記深部温度の計測は、適宜な温度計測手段を用いて非接触で計測する手法、或いは深部温度と相関がある背中温度等を計測することで深部温度を推定する手法等を採用することができる。さらに室内Ｒや布団の温湿度は、熱電対、抵抗温度計、放射温度計等を用いて計測することができる。
【００２９】
処理手段３は、所定のサンプリング周期毎に、前記計測手段からユーザＭの皮膚温度と深部温度、並びに室内温湿度の計測値を取得し、取得された計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求め、さらに該演算により求められた温冷感予測値を所定の温冷感スケールに当てはめることで、適切な空調制御パラメータを設定し空調制御信号を生成する機能を果たす。この機能については、後記で詳述する。
【００３０】
送信手段４は、前記処理手段３にて生成された空調制御信号を、空調装置本体部５へ無線伝送するものである。空調装置本体部５は、前記送信手段４を介して処理手段３によりその空調動作が制御される空調機器であって、例えば風向き調整を行うフラップ、吹き出す冷暖房風の風量調整を行うファン及びコンプレッサー等を備える一般的な家庭用エアーコンデショナー等を用いることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、パーソナルコンピュータ等からなる処理手段３を設ける場合を例示しているが、この処理手段３の機能を空調装置本体部５が備える制御部に組み込むようにしても良い。この場合、送信手段４を省略し、計測手段２からの計測情報を、空調装置本体部５へ直接有線送信するように構成しても良い。
【００３２】
図２は、空調装置１の機能的構成の一例を詳細に示すブロック図である。計測手段２は、皮膚温度センサ２１、深部温度センサ２２及び環境温湿度センサ２３を備えている。前述の通り、前記皮膚温度センサ２１及び深部温度センサ２２は、居住中（睡眠中）のユーザＭの皮膚温度及び深部温度を計測するためのものである。また環境温湿度センサ２３は、空調対象とされる室内Ｒの温湿度、並びに布団（本実施形態では敷布団）の温湿度を検出するものである。
【００３３】
処理手段３は、前記計測手段２によるそれぞれの計測値を所定のサンプリング周期毎に取得し、前記計測値に基づいて温冷感予測値を演算により求める演算部３１（演算手段）と、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する空調制御パラメータ記憶部３２（記憶手段）と、前記演算部３１の演算により求められた温冷感予測値を前記温冷感スケールに当てはめることで、所定の空調制御パラメータを前記空調制御パラメータ記憶部３２から取得して空調制御信号を生成する運転制御部３３（運転制御手段）とを備えている。
【００３４】
このような構成において、前記演算部３１は機能的に、計測情報取得部３１１、サンプリング周期設定部３１２、データ算出部３１３、温冷感予測値演算部３１４、判定条件設定部（演算式記憶部）３１５及び判定部３１６を備えている。
【００３５】
計測情報取得部３１１は、前記皮膚温度センサ２１、深部温度センサ２２及び環境温湿度センサ２３によるセンシング動作を制御する機能部であり、所定のサンプリング周期毎に、必要に応じてセンシング動作信号を前記各センサに送ると共に、そのサンプリング周期における計測値情報をそれぞれ取得する。
【００３６】
サンプリング周期設定部３１２は、前記サンプリング周期を設定する機能部、つまり計測手段２からの計測情報の取得タイミングを設定するためのもので、前記サンプリング周期は当該空調制御における制御指針に応じて適宜設定される。例えば、きめ細やかな空調制御を行う場合は、サンプリング周期は短いほうが望ましく、例えばサンプリング周期は１〜５分程度に設定される。特にきめ細やかさが求められない場合は、５〜２０分程度にサンプリング周期を設定すれば良い。なお、このサンプリング周期は、ユーザＭが自ら設定できるようにしても良い。
【００３７】
データ算出部３１３（熱流算出手段）は、前記計測手段２により計測されるユーザＭの皮膚温度及び深部温度と、室内温湿度との計測値に基づいて皮膚表面熱流を演算により求める。さらにデータ算出部３１３は、必要に応じて、複数の皮膚温度センサ２１及び深部温度センサから取得される皮膚温度及び深部温度計測値の平均値を求める演算も行う。
【００３８】
前記データ算出部３１３における皮膚表面熱流の演算手法の一例について説明する。ここでは、ユーザＭが寝間着などの衣服を纏い、敷布団上に仰向けの状態で首よりも下部に掛布団を被って就寝することを想定する。この場合、例えば図３に示すように、人体を上下方向（腹部側と背中側）に分割し、さらに人体上方向の熱流については被覆部（掛布団を被っている部分）と露出部（顔面部分）とに分割して演算を行う。
【００３９】
先ず、人体被覆部上方向については、被覆部上側と室空気との間に存在するａ１〜ａ５の５層（ａ１；体表〜衣服間、ａ２；衣服厚さ部分、ａ３；衣服〜掛布団間、ａ４；掛布団厚さ部分、ａ５；掛布団〜室空気間）それぞれにおける熱、湿気コンダクタンスから、被覆部上側〜室空気間Ａの熱貫流率と、湿気貫流率とを計算し、室空気の温湿度（環境温湿度センサ２３の計測値）と皮膚の温湿度（皮膚温度センサ２１の計測値；例えば被覆部上側の皮膚温度の平均値）との差により顕熱及び潜熱を求め、皮膚表面熱流を算出することができる。また人体（被覆部）下方向については、同様に被覆部下側と敷布団との間に存在するｂ１〜ｂ４の４層（ｂ１；体表〜衣服間、ｂ２；衣服厚さ部分、ｂ３；衣服〜敷掛布団間、ｂ４；敷布団温湿度センサ間）それぞれにおける熱、湿気コンダクタンスから、被覆部下側〜敷布団間Ｂの熱貫流率と、湿気貫流率とを計算し、敷布団の温湿度と皮膚の温湿度との差により顕熱及び潜熱を求め、皮膚表面熱流を算出することができる。さらに露出部（顔面部分）については、室空気の温湿度と皮膚の温湿度との差により顕熱及び潜熱を求め、露出部〜室空気間Ｃにおける皮膚表面熱流を算出することができる。そして、この３区分の皮膚表面積割合に応じて前記算出値を加算することで、全体の皮膚表面熱流を求めることができる。
【００４０】
温冷感予測値演算部３１４は、前記サンプリング周期設定部３１２で設定されたサンプリング周期毎に、前記計測情報取得部３１１で取得された計測値及び／又は前記データ算出部３１３で求められた算出値から、温冷感予測値を演算により求める機能部である。この実施形態の場合、温冷感予測値は下記の関数として求めることができる。
温冷感予測値Ｉ＝ｆ（Ｑｓｋ，Ｔｓｋ，Ｔｃｒ）  ・・・（１）
但し、Ｑｓｋ；皮膚表面熱流、Ｔｓｋ；皮膚温度、Ｔｃｒ；深部温度
【００４１】
上記（１）式の具体例としては、例えば前記データ算出部３１３で求められた皮膚表面熱流Ｑｓｋ、皮膚温度Ｔｓｋ及び深部温度Ｔｃｒの各平均値、皮膚温度Ｔｓｋの時間変化率及び深部温度Ｔｃｒの時間変化率の５要件を用い、次の温冷感予測式に基づいて温冷感予測値を求めることができる。
温冷感予測値Ｉ＝Ａ＊Ｑｓｋ＋Ｂ＊Ｔｓｋ＋Ｃ＊ｄＴｓｋ／ｄｔ＋Ｄ＊Ｔｃｒ＋Ｅ＊ｄＴｃｒ／ｄｔ＋Ｆ）  ・・・（２）
但し、Ｑｓｋ；皮膚表面熱流、Ｔｓｋ；皮膚温度、Ｔｃｒ；深部温度
Ａ〜Ｆは係数
【００４２】
判定条件設定部（演算式記憶部）３１５は、前記温冷感予測値演算部３１４における演算の際に用いられる温冷感予測式の設定を受け付ける。すなわち、判定条件設定部３１５には、初期設定時等において所定の温冷感予測式が格納され、前記温冷感予測値演算部３１４における演算の際に前記温冷感予測式が読み出されることとなる。例えば上記（２）式において、係数Ａ〜Ｆを次の（３）式の通りとした温冷感予測式を格納することができる。
温冷感予測値Ｉ＝−0.0128476＊Ｑｓｋ＋0.5724835＊Ｔｓｋ＋0.41584356＊ｄＴｓｋ／ｄｔ−0.8647732＊Ｔｃｒ−2.0879403＊ｄＴｃｒ／ｄｔ＋13.74938146  ・・・（３）
【００４３】
また、判定条件設定部３１５は、前記温冷感予測値演算部３１４において求められた温冷感予測値が、ユーザＭ（人体）にとって快適範囲であるか否かを判定するための条件設定を受け付ける。図４は、室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールの一例を示す図である。この温冷感スケールは、例えば上記（３）式のような人体と環境の熱方程式に基づいて求められる、人間の「暑い」又は「寒い」といった熱的な主観の平均的な評価値である。該評価値は、特段暑さも寒さも感じない中立状態を「０」とし、「暑い」と感じる側をプラススケールとし、「寒い」と感じる側をマイナススケールとしており、数値が大きくなると暑さ又は寒さを不快に感ずる度合いが大きくなるものである。判定条件設定部３１５は、このような温冷感スケールにおいて、「快適範囲」とされる領域の設定を受け付ける。この快適範囲は適宜設定して良いが、例えば図４に記しているように、−０．５〜＋０．５の範囲を「快適範囲」として定めることができる。
【００４４】
判定部３１６は、前記温冷感予測値演算部３１４において求められた温冷感予測値が、前記判定条件設定部３１５で設定されている「快適範囲」にあるか否かを判定することで、空調条件の変更が必要か否かを前記サンプリング周期毎に判定する。例えば、温冷感予測値が前記温冷感スケールの−０．５〜＋０．５の範囲にあるか否かを判定し、もしこの範囲を超過していたならば、後記運転制御部３３に空調条件を変更させる所定の指令信号を生成して送信する。
【００４５】
空調制御パラメータ記憶部３２（記憶手段）は、前記温冷感スケールに応じて定められた空調制御パラメータを記憶する機能部である。図５は、図４に示した温冷感スケールに関連づけた空調制御パラメータテーブルの一例を示す表形式の図である。この例では、温冷感予測値に対して、現況設定温度毎に空調制御パラメータ（風量や目標温度等に関する制御値）が定められている場合を示している。例えば、温冷感予測値演算部３１４により求められた温冷感予測値が「＋１．０」であり、直前のサンプリング周期における空調制御により空調設定温度（現況設定温度）が２０℃として運転されている場合、温冷感予測値が「＋１．０」からなるべく「０」に近づかせることができるような空調制御パラメータｐ21が予め設定されている。このように、温冷感スケールに応じたテーブル形式のデータが空調制御パラメータ記憶部３２に格納されている。
【００４６】
運転制御部３３（運転制御手段）は、温冷感予測値演算部３１４により求められた温冷感予測値を図４に示すような温冷感スケールに当てはめ、図５に示すような、所定の空調制御パラメータを前記空調制御パラメータ記憶部３２から取得して空調制御信号を生成する。つまり、前掲の例で言うならば、温冷感予測値が「＋１．０」と求められたら、その値を「暑い」又は「寒い」の評価値である図４に示すような温冷感スケールに当てはめ、空調制御パラメータ記憶部３２から対応する空調制御パラメータｐ21を取得して空調制御信号を生成するものである。なお、前記判定部３１６で「快適範囲」であると判定された場合は、そのサンプリング周期においては運転条件の変更を行う必要がないことから、運転制御部３３で新たな空調制御信号は生成されない。
【００４７】
運転制御部３３で生成された空調制御信号は、前述の送信手段４により空調装置本体５へ向けて送信される。空調装置本体５は、前記空調制御信号を受信する受信部５１と、受信された空調制御信号に応じたコンプレッサー等の駆動信号を生成する駆動部５２とを備えている。このような構成を備えることで、当該空調装置本体５は、処理手段３から与えられる制御信号に基づいて、その駆動が制御されるものである。
【００４８】
続いて、以上の通り構成された空調装置１の動作について説明する。図６は、以上の通り構成された空調装置１の動作フローを示すフローチャートである。空調装置１の運転が開始（或いは「おやすみ運転モード」の開始）されると、サンプリング周期の到来が確認されるループに入り（ステップＳ１）、サンプリング周期設定部３１２で設定されたサンプリング周期が到来すると（ステップＳ１でＹｅｓ）、計測手段２（皮膚温度センサ２１、深部温度センサ２２及び環境温湿度センサ２３）による計測値が、演算部３１の計測情報取得部３１１に取得される（ステップＳ２）。
【００４９】
次に、データ算出部３１３により皮膚温度及び深部温度計測値の平均値と、皮膚表面熱流とが求められる（ステップＳ３）。そして、前記計測情報取得部３１１で取得された計測値及び／又はデータ算出部３１３において算出された値を用い、温冷感予測値演算部３１４にて、例えば判定条件設定部３１５に格納されている上記（３）式に基づいて、温冷感予測値が演算により求められる（ステップＳ４）。
【００５０】
このようにして求められた温冷感予測値が、判定条件設定部３１５で設定されている「快適範囲」にあるか否かが判定部３１６で判定される（ステップＳ５）。もし、「快適範囲」ではないと判定された場合（ステップＳ５でＮｏ）、その温冷感予測値と共に、空調条件を変更させる所定の指令信号が運転制御部３３に送信される。これを受けて運転制御部３３は、求められた温冷感予測値を図４に示すような温冷感スケールに当てはめ、図５に示すような、所定の空調制御パラメータを前記空調制御パラメータ記憶部３２から取得して空調制御信号を生成する（ステップＳ６）。
【００５１】
上記空調制御信号は、送信手段４により空調装置本体５へ向けて送信される（ステップＳ７）。この空調制御信号は、空調装置本体５の受信部５１にて受信され、駆動部５２において受信された空調制御信号に応じた各部の駆動信号が生成されることで、当該空調装置本体５の運転時条件が変更されるものである（ステップＳ８）。そして、運転終了時刻が到来していない場合（ステップＳ９でＮｏ）、ステップＳ１に戻って同様なフローがサンプリング周期毎に行われる。なお、前記ステップＳ５で「快適範囲」であると判定された場合（ステップＳ５でＹｅｓ）は、そのサンプリング周期においては運転条件の変更を行わず、ステップＳ９へスキップする。以上がフローの一例である。
【００５２】
（変形実施形態の説明）
以上説明した空調装置１は、ユーザが居住している室内において個別に空調制御を行う場合の例であるが、本発明は、インターネット等を介した空調制御システムとしても構成することができる。図７は、そのような空調制御システム１０の一例を示すブロック図である。この空調制御システム１０は、所定の空調装置本体５の運転制御機能を備えると共に、所定の人体生理量（皮膚温度及び深部温度等）及び室内環境物理量（室内温湿度等）の計測手段２が備えられた複数の端末機６と、これら端末機６とインターネット等のネットワークを介して通信可能とされたサーバ装置７とから構成されている。
【００５３】
前記端末機６は、ユーザが居住している室内に配置され、インターネット等に接続されたパーソナルコンピュータ等であり、計測手段２及び空調装置本体５は、上述の実施形態と同様な温湿度センサ及び家庭用エアーコンデショナーである。前記端末機６は、センサ制御部６１、送受信部６２及び駆動制御部６３を備えている。
【００５４】
センサ制御部６１は、所定のサンプリング周期毎に計測手段の各センサから計測値を取得する動作制御を行い、取得した計測値データをデジタル変換する等して所定の送信データを生成する。
【００５５】
送受信部６２はインターネット等を介してサーバ装置７と通信を行う機能部であり、前記センサ制御部６１で生成された計測値データをサンプリング周期毎にサーバ装置７へ送信する。また送受信部６２は、サーバ装置７から送信される空調制御信号を受信し、その受信信号を駆動制御部６３へ出力する。
【００５６】
駆動制御部６３は、空調装置本体５の動作を制御する制御信号を生成するもので、ネットワーク接続が解除されている場合はユーザからの所定の操作信号等を受けて空調制御信号を生成し、一方ネットワーク接続されている場合は、サーバ装置７から送信される空調制御信号を優先させて所定の空調制御信号を生成する。
【００５７】
サーバ装置７は、受信部７１（受信手段）、演算部７２（演算手段）、空調制御パラメータ記憶部７３（記憶手段）、運転制御部７４（運転制御手段）及び送信部７５（送信手段）を備えて構成されている。ここで、演算部７２、空調制御パラメータ記憶部７３及び運転制御部７４は、それぞれ先に図２に示した演算部３１、空調制御パラメータ記憶部３２及び運転制御部３３と同様な機能部であるので、詳細な説明を省略する。
【００５８】
受信部７１は、前記各端末装置６において取得された計測値を、端末装置６別に所定のサンプリング周期毎に受信する。受信された計測値は、データ変換後に演算部７２へ送られ、該演算部７２において温冷感予測値が求められる。そして、運転制御部７４により、前記温冷感予測値を所定の温冷感スケールに当てはめ、対応する空調制御パラメータを前記空調制御パラメータ記憶部７３から取得することで、所定の空調制御信号が生成される。送信部７５は、かかる空調制御信号を各々の端末装置６へ送信するものである。
【００５９】
このような空調制御システム１０によれば、ユーザの室内にある個々の空調装置が温冷感予測値を求める機能を備えていなくとも、当該サーバ装置７にて温冷感予測値を求めて適切な空調制御信号を生成し、端末機６側において設置されている空調装置本体５を前記空調制御信号により運転制御できるようになる。すなわち、既存の空調装置本体５に所定の計測手段２を付加するだけで、ネットワークを介して温冷感予測値を用いた快適な空調制御を行えるようになるという利点がある。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の実施形態を採ることができる。例えば病院等の施設において、意識喪失者や意識薄弱者が収容されている病室に備えられた空調装置の制御を、前掲のサーバ装置７と同様な機能を備える中央制御装置にて、ローカルネットワークを介して行わせるようにしても良い。
【００６１】
また、上述の空調装置１や空調制御システム１０としてではなく、該空調装置１又は空調制御システム１０に備えられているコンピュータに空調制御を実行させる動作プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。若しくは、処理手段３又はサーバ装置７が備えるハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態にかかる空調装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】上記空調装置の機能的構成の一例を詳細に示すブロック図である。
【図３】皮膚表面熱流の演算条件の一例を説明するための模式図である。
【図４】室内環境状態と人体が感受する快適感とを関連付けた温冷感スケールの一例を示す模式図である。
【図５】図４に示した温冷感スケールに関連づけた空調制御パラメータテーブルの一例を示す表形式の図である。
【図６】上記空調装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる空調制御システムＳの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      空調装置
１０    空調制御システム
２      計測手段
２１    皮膚温度センサ
２２    深部温度センサ
２３    環境温湿度センサ
３      処理手段（制御手段）
３１、７２    演算部（演算手段）
３１１  計測情報取得部
３１２  サンプリング周期設定部
３１３  データ算出部（熱流算出手段）
３１４  温冷感予測値演算部
３１５  判定条件設定部（演算式記憶部）
３１６  判定部
３２、７３    空調制御パラメータ記憶部（記憶手段）
３３、７４    運転制御部（運転制御手段）
４      送信手段
５      空調装置本体
６      端末機（端末装置）
Ｍ      ユーザ
【図１】
2006194540.tif 000003
【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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