(57)【要約】【課題】空調対象の空間における快適性を向上させる。【解決手段】温度情報取得部３１０は、空調対象の空間の温度情報を取得する。学習部３６０は、空調対象の空間の熱特性を学習する。空調制御部３３０は、温度情報と熱特性とに応じて、空調対象の空間の温度が設定温度に維持されるように、空調能力を制御する。学習部３６０は、空調対象の空間の温度と外気温との温度差を表す座標軸と空調能力を表す座標軸とを有する座標平面に、温度差の実績値と空調能力の実績値とを含むデータに対応する複数の点をプロットするときに、座標平面にプロットされる複数の点により近似される直線の傾きから、空調対象の空間の断熱性能を求める。空調制御部３３０は、断熱性能に応じて空調能力を制御する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調対象の空間を空調する空調手段と、
前記空調対象の空間の温度情報を取得する温度情報取得手段と、
前記空調対象の空間の熱特性を学習する学習手段と、
前記温度情報取得手段によって取得された前記温度情報と、前記学習手段によって学習された前記熱特性と、に応じて、前記空調対象の空間の温度が設定温度に維持されるように、前記空調手段の空調能力を制御する空調制御手段と、を備え、
前記学習手段は、前記空調対象の空間の温度と外気温との温度差を表す座標軸と前記空調能力を表す座標軸とを有する座標平面に、前記温度差の実績値と前記空調能力の実績値とを含むデータに対応する複数の点をプロットするときに、前記座標平面にプロットされる前記複数の点により近似される直線の傾きから、前記空調対象の空間の断熱性能を求め、
前記空調制御手段は、前記学習手段によって求められた前記断熱性能に応じて前記空調能力を制御する、
空調装置。
【請求項２】
前記座標平面にプロットされる点は、日射量が閾値以下であるときに取得されたデータに対応する点に限られる、
請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記座標平面にプロットされる点は、前記空調対象の空間の温度の変化量が閾値以下であるときに取得されたデータに対応する点に限られる、
請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記データに含まれる前記空調能力の実績値は、ε−ＮＴＵ法により求められる顕熱分の空調能力の実績値である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記座標平面にプロットされる前記複数の点は、前記温度差の実績値により複数の区分に分類され、１つの区分に含まれる複数の点は前記温度差の実績値と前記空調能力の実績値とのそれぞれが平均化されて１つの点に統合され、統合後の点により前記直線が近似される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項６】
空調対象の空間を空調する空調手段と、
前記空調対象の空間の温度情報を取得する温度情報取得手段と、
日射量を示す指標情報を取得する指標情報取得手段と、
前記空調対象の空間の熱特性を学習する学習手段と、
前記温度情報取得手段によって取得された前記温度情報と、前記指標情報取得手段によって取得された前記指標情報と、前記学習手段によって学習された前記熱特性と、に応じて、前記空調対象の空間の温度が設定温度に維持されるように、前記空調手段の空調能力を制御する空調制御手段と、を備え、
前記学習手段は、前記日射量を表す座標軸と前記空調能力を表す座標軸とを有する座標平面に、前記日射量の実績値と前記空調能力の実績値とを含むデータに対応する複数の点をプロットするときに、前記座標平面にプロットされる前記複数の点により近似される直線の傾きから、前記空調対象の空間への日射の入りやすさを求め、
前記空調制御手段は、前記学習手段によって求められた前記日射の入りやすさに応じて前記空調能力を制御する、
空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調対象の空間の環境を考慮して、空調を制御する各種の技術が知られている。この環境とは、例えば、外気温と日射量とを含む概念である。例えば、特許文献１は、太陽電池により発電された電力量に基づいて日射量を算出し、算出した日射量に応じて冷房能力を変化させる空気調和機を開示している。特許文献２は、室内に入射する日射量と室内に居る人の活動量とに応じて送風量を制御することで、快適性と効率性とを向上させる空気調和機を開示している。特許文献３は、空調空間に入射する日射量に基づいて風が到達する位置を制御することで、快適性を向上させる空気調和機を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２４１８８号公報
【特許文献２】特許第５４７１３４６号公報
【特許文献３】特許第５４６７３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、空調対象の空間の環境が同じであっても、空調対象の空間の熱特性が異なる場合、この環境がこの空調対象の空間に与える影響は異なることが一般的である。熱特性は、例えば、断熱性能及び日射の入りやすさであるが、時間の経過とともに変化する可能性がある。ここで、精度のよい制御を実現するためには、熱特性を正確に把握する必要がある。しかしながら、特許文献１，２及び３に記載された技術では、熱特性を正確に把握することができず、その結果、空調対象の空間における快適性が低下することがあった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、空調対象の空間における快適性を向上させることが可能な空調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】
上記目的を達成するために、本発明に係る空調装置は、
空調対象の空間を空調する空調手段と、
前記空調対象の空間の温度情報を取得する温度情報取得手段と、
前記空調対象の空間の熱特性を学習する学習手段と、
前記温度情報取得手段によって取得された前記温度情報と、前記学習手段によって学習された前記熱特性と、に応じて、前記空調対象の空間の温度が設定温度に維持されるように、前記空調手段の空調能力を制御する空調制御手段と、を備え、
前記学習手段は、前記空調対象の空間の温度と外気温との温度差を表す座標軸と前記空調能力を表す座標軸とを有する座標平面に、前記温度差の実績値と前記空調能力の実績値とを含むデータに対応する複数の点をプロットするときに、前記座標平面にプロットされる前記複数の点により近似される直線の傾きから、前記空調対象の空間の断熱性能を求め、
前記空調制御手段は、前記学習手段によって求められた前記断熱性能に応じて前記空調能力を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、空調対象の空間の熱特性が学習され、この熱特性に応じて空調能力が制御される。従って、本発明によれば、空調対象の空間における快適性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空調装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における室外機制御部のハードウェア構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における室外機制御部の機能的な構成を示すブロック図
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の実施の形態１における通常モードでの日射量、室温及び冷房能力の変化を示す図
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施の形態１における先読みモードでの日射量、窓温度、冷房能力及び室温の変化を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における履歴情報の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態１に係る空調装置によって実行される空調制御処理の流れを示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態１に係る空調装置によって実行される先読みモードでの処理の流れを示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態２における室外機制御部の機能的な構成を示すブロック図
【図１０】制御モードを明示するとともに制御モードの変更指示を受け付ける画面を示す図
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の実施の形態２における通常モードでの日射量、外気温、室温及び冷房能力の変化を示す図
【図１２】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明の実施の形態２における先読みモードでの日射量、外気温、窓温度、室温及び冷房能力の変化を示す図
【図１３】熱負荷の説明図
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、温度差と空調能力との関係を示す近似直線、断熱性能毎の近似直線、内部発熱量毎の近似直線を示す図
【図１５】代表データを用いて近似直線を求める方法の説明図
【図１６】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、本発明の実施の形態３における先読みモードでの日射量、窓温度、外気温、室温、熱負荷及び圧縮機周波数の変化を示す図
【図１７】本発明の変形例に係る空調システムの全体構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一又は相当部分には同一符号を付す。
【００１０】
明細書に表されている構成要素の形態は、あくまで例示であって、これらの記載に限定されるものではない。また、本発明は、実施の形態及び図面で限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で実施の形態及び図面に変更を加えることができるのはもちろんである。
【００１１】
実施の形態の動作を行うプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列に行われる処理であるが、必ずしも時系列に処理されなくても、並列的又は個別に実行される処理をも含んでも良い。
【００１２】
実施の形態は、単独で実施されてもよく、組み合わされて実施されてもよい。いずれの場合においても、下記で説明する有利な効果を奏することとなる。また、実施の形態で説明する各種具体的な設定例及びフラグ例は一例を示すだけであり、特にこれらに限定しない。
【００１３】
実施の形態において、システムとは、複数の装置で構成される装置全体又は複数の機能で構成される機能全体を表すものである。
【００１４】
（実施の形態１）
＜空調装置１の構成＞
図１に、本発明の実施の形態１に係る空調装置１を示す。空調装置１は、空調対象の空間である室内空間７１を空調する設備である。空調とは、空調対象の空間の空気の温度、湿度、清浄度、気流等を調整することであって、具体的には、暖房、冷房、除湿、加湿、空気清浄等である。
【００１５】
図１に示すように、空調装置１は、家屋３に設置される。家屋３は、一例として、いわゆる一般的な戸建て住宅の建物である。空調装置１は、例えばＣＯ２（二酸化炭素）又はＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）等を冷媒として用いたヒートポンプ式の空調設備である。空調装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを搭載しており、図示しない商用電源、発電設備又は蓄電設備等から電力を得て動作する。
【００１６】
図１に示すように、空調装置１は、家屋３の外側に設けられる室外機１１と、家屋３の内側に設けられる室内機１３と、ユーザによって操作されるリモートコントローラ５５と、を備える。室外機１１と室内機１３とは、冷媒が流れる冷媒配管６１と、各種信号が転送される通信線６３と、を介して接続されている。空調装置１は、室内機１３から空調空気、例えば、冷風を吹き出すことで室内空間７１を冷房し、温風を吹き出すことで室内空間７１を暖房する。
【００１７】
室外機１１は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、室外送風機３１と、室外機制御部５１と、を備える。室内機１３は、室内熱交換器２５と、室内送風機３３と、室内機制御部５３と、を備える。冷媒配管６１は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、室内熱交換器２５と、を環状に接続している。これにより、冷凍サイクルが構成されている。
【００１８】
圧縮機２１は、冷媒を圧縮して冷媒配管６１を循環させる。具体的に説明すると、圧縮機２１は、低温且つ低圧の冷媒を圧縮し、高圧及び高温となった冷媒を四方弁２２に吐出する。圧縮機２１は、駆動周波数に応じて運転容量を変化させることができるインバータ回路を備える。運転容量とは、圧縮機２１が単位当たりに冷媒を送り出す量である。圧縮機２１は、室外機制御部５１からの指示に従って運転容量を変更する。
【００１９】
四方弁２２は、圧縮機２１の吐出側に設置されている。四方弁２２は、空調装置１の運転が冷房又は除湿運転であるか暖房運転であるかに応じて、冷媒配管６１中の冷媒の流れる方向を切り替える。
【００２０】
室外熱交換器２３は、冷媒配管６１を流れる冷媒と、空調対象の空間の外である室外空間７２の空気と、の間で熱交換を行う第１の熱交換器である。室外送風機３１は、室外熱交換器２３の傍に設けられており、室外空間７２の空気を室外熱交換器２３に送る第１の送風機である。室外送風機３１は、送風動作を開始すると、室外機１１の内部に負圧が生じて、室外空間７２の空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、室外熱交換器２３に供給され、冷媒配管６１を流れる冷媒により供給される冷温熱との間で熱交換された後、室外空間７２に吹き出される。
【００２１】
膨張弁２４は、室外熱交換器２３と室内熱交換器２５との間に設置されており、冷媒配管６１を流れる冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁２４は、その開度が可変に制御可能な電子式膨張弁である。膨張弁２４は、室外機制御部５１からの指示に従って開度を変更して、冷媒の圧力を調整する。
【００２２】
室内熱交換器２５は、冷媒配管６１を流れる冷媒と、室内空間７１の空気と、の間で熱交換を行う第２の熱交換器である。室内送風機３３は、室内熱交換器２５の傍に設けられており、室内空間７１の空気を室内熱交換器２５に送る第２の送風機である。室内送風機３３は、送風動作を開始すると、室内機１３の内部に負圧が生じて室内空間７１の空気を吸い込む。吸い込まれた空気は、室内熱交換器２５に供給され、冷媒配管６１を流れる冷媒より供給される冷温熱との間で熱交換された後、室内空間７１に吹き出される。
【００２３】
室内熱交換器２５で熱交換された空気は、空調空気として室内空間７１に供給される。これにより、室内空間７１が冷暖房される。室内熱交換器２５における冷媒と空気との熱交換量が大きいほど、空調装置１の空調能力は上がる。ここで、空調能力とは、空調装置１による空調の強さを示す指標である。以下、冷房時の空調能力を冷房能力と呼び、暖房時の空調能力を暖房能力と呼ぶ。
【００２４】
室外機１１における圧縮機２１、四方弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁２４及び室外送風機３１、並びに、室内機１３における室内熱交換器２５及び室内送風機３３を、合わせて空調部と呼ぶ。空調部は、室内空間７１を空調する空調手段として機能する。
【００２５】
室内機１３は、温度検知部４１と、日射検知部４３と、を更に備えている。温度検知部４１は、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対等の温度センサを備えており、室内空間７１内の空気の温度を検知する。温度検知部４１は、室内熱交換器２５の吸い込み口に設置されており、室内機１３の吸込空気の温度を検知する。
【００２６】
日射検知部４３は、焦電型、サーモパイル型等の赤外線センサを備えており、被検知体から放射される赤外線を検知する。日射検知部４３は、室内空間７１における日射を受ける場所である窓７５の付近に設置されており、窓７５から放射される赤外線を検知することで、窓７５の表面温度を取得する。窓７５は、日中太陽が出ている時に日光に照らされるため、その表面温度は、日射量の指標として用いることができる。
【００２７】
また、空調装置１は、図示を省略するが、温度検知部４１及び日射検知部４３以外の検知部を備えている。具体的に説明すると、空調装置１は、圧縮機２１の吐出側に設置され、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検知する吐出側圧力検知部、圧縮機２１の吸入側に設置され、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検知する吸入側圧力検知部、圧縮機２１の吐出側に設置され、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検知する吐出側温度検知部、圧縮機２１の吸入側に設置され、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検知する吸入側温度検知部、外気の温度を検知する室外温度検知部等を備えている。
【００２８】
温度検知部４１及び日射検知部４３を含む検知部による検知結果は、室内機制御部５３に供給される。室内機制御部５３は、供給された検知結果を、通信線６３を介して、室外機制御部５１に供給する。
【００２９】
室外機制御部５１は、室外機１１の動作を制御する。図２に示すように、室外機制御部５１は、制御部１０１と、記憶部１０２と、計時部１０３と、通信部１０４と、を備える。これら各部はバス１０９を介して接続されている。
【００３０】
制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。ＣＰＵは、中央処理装置、中央演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等ともいう。制御部１０１において、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラム及びデータを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて、室外機制御部５１を統括制御する。
【００３１】
記憶部１０２は、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等の不揮発性の半導体メモリであって、いわゆる二次記憶装置又は補助記憶装置としての役割を担う。記憶部１０２は、制御部１０１が各種処理を行うために使用するプログラム及びデータ、並びに、制御部１０１が各種処理を行うことにより生成又は取得するデータを記憶する。
【００３２】
記憶部１０２は、温度検知部４１及び日射検知部４３を含む検知部によって検知された検知情報と、空調装置１によって実施された空調の能力と、の履歴を示す履歴情報１５０を記憶している。記憶部１０２は、記憶手段として機能する。履歴情報１５０の詳細については、後述する。
【００３３】
計時部１０３は、ＲＴＣ（Real Time Clock）を備えており、空調装置１の電源がオフの間も計時を継続する計時デバイスである。
【００３４】
通信部１０４は、通信線６３を介して室内機制御部５３及びリモートコントローラ５５と通信するためのインタフェースである。通信部１０４は、ユーザから受け付けられた操作情報を、リモートコントローラ５５から受信し、ユーザに報知するための報知情報をリモートコントローラ５５に送信する。また、通信部１０４は、室内機１３の運転指令を室内機制御部５３に送信し、室内機１３の状態を示す状態情報を室内機制御部５３から受信する。
【００３５】
室内機制御部５３は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インタフェース、及び、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリを備える。室内機制御部５３において、ＣＰＵがＲＡＭをワークメモリとして用いながらＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより、室内機１３の動作を制御する。
【００３６】
室外機制御部５１は、有線、無線又は他の通信媒体である通信線６３によって室内機制御部５３と接続されている。室外機制御部５１は、室内機制御部５３と通信線６３を介して各種信号を授受することにより協調動作し、空調装置１全体を制御する。このように、室外機制御部５１は、空調装置１を制御する制御装置として機能する。
【００３７】
室外機制御部５１及び室内機制御部５３は、温度検知部４１、日射検知部４３及び他の検知部の検知結果と、ユーザによって設定された空調装置１の設定情報と、に基づいて、空調装置１の運転を制御する。具体的に説明すると、室外機制御部５１は、圧縮機２１の駆動周波数、四方弁２２の切り換え、室外送風機３１の回転数、及び膨張弁２４の開度を制御する。また、室内機制御部５３は、室内送風機３３の回転数を制御する。なお、室外機制御部５１が室内送風機３３の回転数を制御しても良いし、室内機制御部５３が圧縮機２１の駆動周波数、四方弁２２の切り換え、室外送風機３１の回転数、又は膨張弁２４の開度を制御しても良い。このように、室外機制御部５１及び室内機制御部５３は、空調装置１に与えられた運転指令に応じて各種装置に各種動作指令を出力する。
【００３８】
室内空間７１にはリモートコントローラ５５が配置されている。リモートコントローラ５５は、室内機１３が備えている室内機制御部５３と各種信号を送受信する。空調装置１のユーザは、リモートコントローラ５５を操作することで、空調装置１に運転指令を入力する。運転指令として、例えば、運転と停止との切換指令、運転モード（冷房、暖房、除湿、加湿、保湿、空気清浄、送風等）の切換指令、目標温度の切換指令、目標湿度の切換指令、風量の切換指令、風向の切換指令、又はタイマーの切換指令等が挙げられる。空調装置１は、入力された運転指令に従って運転を開始する。
【００３９】
＜冷房運転における冷凍サイクル＞
第１に、「冷房」の運転モードについて説明する。室外機制御部５１は、「冷房」の運転指令を受信すると、圧縮機２１から吐出された冷媒が室外熱交換器２３に流入するように四方弁２２の流路を切り替え、膨張弁２４を開き、そして圧縮機２１と室外送風機３１とを駆動させる。また、室内機制御部５３は、「冷房」の運転指令を受信すると、室内送風機３３を駆動させる。
【００４０】
圧縮機２１が駆動すると、圧縮機２１から吐出された冷媒は、四方弁２２を通過して室外熱交換器２３へと流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外空間７２から吸い込まれた室外空気と熱交換して凝縮液化し、膨張弁２４へと流入する。膨張弁２４に流入した冷媒は、膨張弁２４で減圧された後、室内熱交換器２５へと流入する。室内熱交換器２５に流入した冷媒は、室内空間７１から吸い込まれた室内空気と熱交換して蒸発した後、四方弁２２を通過して、再び圧縮機２１に吸入される。このようにして冷媒が流れることで、室内空間７１から吸い込まれた室内空気が室内熱交換器２５で冷却される。室内熱交換器２５における冷媒と室内空気との熱交換量を、冷房能力と呼ぶ。
【００４１】
＜暖房運転における冷凍サイクル＞
第２に、「暖房」の運転モードについて説明する。室外機制御部５１は、「暖房」の運転指令を受信すると、圧縮機２１から吐出された冷媒が室内熱交換器２５に流入するように四方弁２２の流路を切り替え、膨張弁２４を開き、そして圧縮機２１と室外送風機３１とを駆動させる。また、室内機制御部５３は、「暖房」の運転指令を受信すると、室内送風機３３を駆動させる。
【００４２】
圧縮機２１が駆動すると、圧縮機２１から吐出された冷媒は、四方弁２２を通過して室内熱交換器２５へと流入する。室内熱交換器２５に流入した冷媒は、室内空間７１から吸い込まれた室内空気と熱交換して凝縮液化し、膨張弁２４へと流入する。膨張弁２４に流入した冷媒は、膨張弁２４で減圧された後、室外熱交換器２３へと流入する。室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外空間７２から吸い込まれた室外空気と熱交換して蒸発した後、四方弁２２を通過して、再び圧縮機２１に吸入される。このようにして冷媒が流れることで、室内空間７１から吸い込まれた室内空気が室内熱交換器２５で加熱される。室内熱交換器２５における冷媒と室内空気との熱交換量を、暖房能力と呼ぶ。
【００４３】
次に、図３を参照して、空調装置１の機能的な構成について説明する。図３に示すように、空調装置１は、機能的に、温度情報取得部３１０と、指標情報取得部３２０と、空調制御部３３０と、判定部３４０と、情報更新部３５０と、学習部３６０と、を備える。
【００４４】
これらの各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、室外機制御部５１のＲＯＭ又は記憶部１０２に格納される。そして、室外機制御部５１の制御部１０１において、ＣＰＵが、ＲＯＭ又は記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行することによって、空調装置１の各機能を実現する。
【００４５】
温度情報取得部３１０は、空調対象である室内空間７１の温度情報を取得する。温度情報とは、室内空間７１内の空気の温度を示す情報であって、具体的には、室内機１３に設置された温度検知部４１によって検知された温度を示す情報である。
【００４６】
温度検知部４１は、温度情報を、予め定められた周期で定期的に室外機制御部５１に送信する。或いは、温度情報取得部３１０が必要に応じて温度検知部４１に要求を送信し、温度検知部４１がこの要求に応答する方式で、温度情報を送信しても良い。このようにして、温度情報取得部３１０は、温度検知部４１によって検知された温度を示す温度情報を、室内機制御部５３と通信線６３とを介して取得する。温度情報取得部３１０は、制御部１０１が、通信部１０４と協働することによって実現される。温度情報取得部３１０は、温度情報取得手段として機能する。
【００４７】
指標情報取得部３２０は、日射量を示す指標情報を取得する。日射量とは、太陽から受ける放射エネルギーの量であって、室内空間７１の温度を変動させる主な要因である。指標情報は、家屋３が受ける日射量を直接的又は間接的に示す情報であって、具体的には、室内機１３に設置された日射検知部４３によって検知された窓７５の表面温度を示す情報である。指標情報取得部３２０は、指標情報として、日射検知部４３によって検知された窓７５の表面温度を示す情報を取得する。
【００４８】
日射検知部４３は、指標情報を、予め定められた周期で定期的に室外機制御部５１に送信する。或いは、指標情報取得部３２０が必要に応じて日射検知部４３に要求を送信し、日射検知部４３がこの要求に応答する方式で、指標情報を送信しても良い。このようにして、指標情報取得部３２０は、室内機制御部５３と通信線６３とを介して、日射検知部４３から指標情報を取得する。指標情報取得部３２０は、制御部１０１が、通信部１０４と協働することによって実現される。指標情報取得部３２０は、指標情報取得手段として機能する。
【００４９】
空調制御部３３０は、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報と、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報と、に応じて室内空間７１の空調を制御する。空調制御部３３０は、通信部１０４を介して室内機制御部５３と通信し、室内機制御部５３と協働することによって、空調手段に空調させる。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、運転モードに応じて四方弁２２の流路を切り換え、膨張弁２４の開度を調整し、圧縮機２１、室外送風機３１及び室内送風機３３を駆動させる。空調制御部３３０は、制御部１０１が通信部１０４と協働することによって実現される。空調制御部３３０は、空調制御手段として機能する。
【００５０】
空調制御部３３０は、通常モードと先読みモードという２つの制御モードで、空調手段の空調能力を制御する。通常モードは、室内空間７１の室温と室内空間７１の設定温度との差が大きくならないように、室温の変化に合わせて空調手段による空調能力を制御する第１の制御モードである。これに対して、先読みモードは、室内空間７１の室温の変化を先読みして、室温が変化する前に空調手段による空調能力を制御する第２の制御モードである。
【００５１】
＜通常モード＞
通常モードでは、空調制御部３３０は、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報に応じて、空調能力を制御する。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報によって示される室内空間７１の室温を参照する。そして、空調制御部３３０は、室温が設定温度から乖離しすぎないように、空調能力を制御する。
【００５２】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に、それぞれ、快晴の日における日射量及び室温の変化を示す。図４（ａ）に示すように、日射量は、６時から１２時にかけて増加し、１２時から１８時にかけて減少する。日射は、家屋３の窓７５及び外壁に当たり、これらを加熱する。更に、日射は、窓７５を通過して室内空間７１に入射して、家屋３の床及び内壁を加熱する。室内空間７１の空気は、家屋３の窓７５、外壁、床及び内壁が加熱された後、時間をおいて加熱される。そのため、室内空間７１の室温Ｔｉは、日射量よりも遅れて変化し、図４（ｂ）に示すように、１５時頃にピークに達する。
【００５３】
通常モードにおいて、空調制御部３３０は、室内空間７１の室温Ｔｉと室内空間７１の設定温度Ｔｍとの差に応じて空調能力を変更する。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、冷房時には、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも高い場合、冷房能力を増加させ、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも低い場合、冷房能力を減少させる。これに対して、暖房時には、空調制御部３３０は、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも高い場合、暖房能力を減少させ、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも低い場合、暖房能力を減少させる。このとき、空調制御部３３０は、室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差が小さくなるように、差が大きくなればなるほど、冷房能力又は暖房能力を大きく変更する。なお、設定温度Ｔｍは、空調装置１による空調によって維持すべき室内空間７１の目標温度である。
【００５４】
図４（ｃ）に、通常モードで連続的に冷房運転を実施した場合における冷房能力の変化を示す。図４（ｃ）に示すように、空調制御部３３０は、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも高くなる９時頃に冷房能力を増加させ始め、室温Ｔｉの上昇と共に冷房能力を増加させる。その後、空調制御部３３０は、室温Ｔｉがピークに達する１５時頃に冷房能力を最大にし、室温Ｔｉの低下と共に冷房能力を減少させる。
【００５５】
これに対して、通常モードで連続的に暖房運転を実施した場合には、空調制御部３３０は、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも高くなる９時頃に暖房能力を減少させ始め、室温Ｔｉの上昇と共に暖房能力を減少させる。その後、空調制御部３３０は、室温Ｔｉがピークに達する１５時頃に暖房能力を最小にし、室温Ｔｉの低下と共に暖房能力を増加させる。
【００５６】
空調制御部３３０は、このような空調能力の調整を、圧縮機２１の運転容量と、膨張弁２４の開度と、室外送風機３１の送風量と、室内送風機３３の送風量と、のうちの少なくとも１つを変更することによって、実行する。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、空調能力を増加させる場合には、圧縮機２１に運転容量を増加させる指示を送信し、膨張弁２４に開度を増加させる指示を送信し、室外送風機３１に送風量を増加させる指示を送信し、又は、室内送風機３３に送風量を増加させる指示を送信する。これに対して、空調能力を減少させる場合には、空調制御部３３０は、圧縮機２１に運転容量を減少させる指示を送信し、膨張弁２４に開度を減少させる指示を送信し、室外送風機３１に送風量を減少させる指示を送信し、又は、室内送風機３３に送風量を減少させる指示を送信する。圧縮機２１の運転容量と、膨張弁２４の開度と、室外送風機３１の送風量と、室内送風機３３の送風量と、のうちのいずれを調整するかは、運転モード、空調の状況等に応じて適宜変更することができる。
【００５７】
このように、通常モードでは、空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報には依らずに、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報に応じて、空調能力を制御する。温度情報に応じて空調能力を制御するため、空調制御部３３０は、室温Ｔｉが上昇し始めた後、場合によっては室温Ｔｉが設定温度Ｔｍより高くなった後で、空調能力を変更して室温Ｔｉを下げる。また、空調制御部３３０は、室温Ｔｉが低下し始めた後、場合によっては室温Ｔｉが設定温度Ｔｍより低くなった後で、空調能力を変更して室温Ｔｉを上げる。そのため、室温Ｔｉは、設定温度Ｔｍを基準として比較的大きな振幅で増減する。
【００５８】
＜先読みモード＞
先読みモードでは、空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって日射量の指標として取得された指標情報に応じて、空調を制御する。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報である窓７５の表面温度の情報を参照する。そして、空調制御部３３０は、窓７５の表面温度の増減に合わせて、空調能力を制御する。
【００５９】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に、それぞれ、快晴の日における日射量及び窓７５の表面温度の変化を示す。図５（ａ）に示すように、日射量は、６時から１２時にかけて増加し、１２時から１８時にかけて減少する。日射は、家屋３の窓７５に当たり、窓７５を加熱する。そのため、窓７５の表面温度は、図５（ｂ）に示すように、日射量と同様に、６時から１２時にかけて増加し、１２時から１８時にかけて減少する。このように、窓７５の表面温度は、日射量と同様に変化するため、日射量を見積もるための精度の良い指標となる。
【００６０】
先読みモードにおいて、空調制御部３３０は、温度情報の変化、すなわち室内空間７１の温度変化の有無に関わらずに、日射量の指標となる窓７５の表面温度に応じて空調能力を制御する。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、冷房時には、日射量の増加に応じて冷房能力を増加させ、日射量の減少に応じて冷房能力を減少させる。これに対して、暖房時には、空調制御部３３０は、日射量の増加に応じて暖房能力を減少させ、日射量の減少に応じて暖房能力を増加させる。
【００６１】
より詳細に説明すると、空調制御部３３０は、日射量が増加又は減少し始めてから規定の時間が経過した時に、空調能力を増加又は減少させる。上述したように、室内空間７１の室温Ｔｉは、日射量よりも遅れて変化する。そのため、空調制御部３３０は、日射量が変化し始めた後、その遅れを考慮して規定された時間だけ遅らせて、空調能力を変更する。規定の時間は、例えば３０分、１時間、２時間等の時間であって、後述する学習部３６０の学習によって定められる。
【００６２】
規定の時間は、日射量が増加又は減少し始めてから、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍを超過するまでの時間よりも短い時間に設定される。言い換えると、空調制御部３３０は、日射量が増加又は減少し始めた後であって、室内空間７１の温度が設定温度Ｔｍを超過する前に、空調能力を増加又は減少させる。室温Ｔｉが設定温度Ｔｍを超過するとは、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍより低い温度から設定温度Ｔｍより上昇する、又は、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍより高い温度から設定温度Ｔｍより低下することを意味する。このように空調能力を制御するのは、日射量の変化に起因して室温Ｔｉが変化する前に空調能力を変化させることで、室温Ｔｉの変化を小さくするためである。
【００６３】
図５（ｃ）に、先読みモードで連続的に冷房運転を実施した場合における冷房能力の変化を示す。図５（ｃ）に示すように、空調制御部３３０は、日射量及び窓７５の表面温度が増加し始める６時頃よりも、規定の時間である１時間後の７時頃から冷房能力を増加し始め、日射量及び窓７５の表面温度の上昇と共に冷房能力を増加させる。その後、空調制御部３３０は、日射量及び窓７５の表面温度がピークに達して減少し始める１２時頃よりも、規定の時間である１時間後の１３時頃から冷房能力を減少させ始め、日射量及び窓７５の表面温度の低下と共に冷房能力を減少させる。
【００６４】
これに対して、先読みモードで連続的に暖房運転を実施した場合には、空調制御部３３０は、日射量及び窓７５の表面温度が増加し始める６時頃よりも１時間後の７時頃から暖房能力を減少させ始め、日射量及び窓７５の表面温度の上昇と共に暖房能力を減少させる。その後、空調制御部３３０は、日射量及び窓７５の表面温度がピークに達して減少し始める１２時頃よりも１時間後の１３時頃から暖房能力を増加させ始め、日射量及び窓７５の表面温度の低下と共に暖房能力を増加させる。
【００６５】
空調制御部３３０は、このような空調能力の制御を、通常モードと同様に、圧縮機２１の運転容量と、膨張弁２４の開度と、室外送風機３１の送風量と、室内送風機３３の送風量と、のうちの少なくとも１つを変更することによって、実行する。圧縮機２１の運転容量と、膨張弁２４の開度と、室外送風機３１の送風量と、室内送風機３３の送風量と、のうちのいずれを調整するかは、運転モード、空調の状況等に応じて適宜変更することができる。
【００６６】
このように、先読みモードでは、空調制御部３３０は、日射量が増加し始めた後、室温Ｔｉが上昇し始めて設定温度Ｔｍよりも高くなる前に、室温Ｔｉを下げるように空調能力を変更する。また、空調制御部３３０は、日射量が減少し始めた後、室温Ｔｉが低下し始めて設定温度Ｔｍよりも低くなる前に、室温Ｔｉを上げるように空調能力を変更する。室温Ｔｉが変化することに先立って空調能力を調整するため、先読みモードにおける室温Ｔｉは、図５（ｄ）に示すように、通常モードよりも設定温度Ｔｍに近い温度に保たれる。そのため、通常モードに比べて、室内空間７１の快適性を向上させることができる。
【００６７】
先読みモードでは、例えば、夏季の朝から昼にかけて冷房負荷が増加する際には、予め冷房能力を増加させることによって室温Ｔｉが上昇することを防ぐことができる。そのため、通常モードよりも快適性を向上させることができる。夏季の昼から夜にかけて冷房負荷が減少する際には、予め冷房能力を減少させることによって室温Ｔｉが低下し過ぎることを防ぐことができる。そのため、快適性を維持するとともに、消費電力を抑えることができる。また、冬季の朝から昼にかけて暖房負荷が減少する際には、予め暖房能力を減少させることによって室温Ｔｉが上昇し過ぎることを防ぐことができる。そのため、快適性を維持するとともに、消費電力を抑えることができる。冬季の昼から夜にかけて暖房負荷が増加する際には、予め暖房能力を増加させることによって室温Ｔｉが低下することを防ぐことができる。そのため、通常モードよりも快適性を向上できる。
【００６８】
空調制御部３３０が通常モードで動作するか、又は先読みモードで動作するかは、ユーザがリモートコントローラ５５を操作して設定を入力することによって、切り替えることができる。更に、空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報が特定の条件を満たしたか否かによって、通常モードで操作するか、又は先読みモードで動作するかを切り替える。
【００６９】
図３に示した室外機制御部５１の機能構成の説明に戻る。判定部３４０は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報が特定の条件を満たしたか否かを判定する。特定の条件とは、空調制御部３３０が通常モードで空調を制御するか先読みモードで空調を制御するかを決定するための条件である。空調制御部３３０は、判定部３４０によって特定の条件が満たされたと判定されたか否かによって、通常モードと先読みモードとを切り替える。判定部３４０は、制御部１０１によって実現される。判定部３４０は、判定手段として機能する。
【００７０】
具体的に説明すると、特定の条件は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報によって示される日射量が閾値よりも小さい場合に、満たされる。日射量が閾値よりも小さい場合とは、例えば、夜間において太陽が出ていない場合のように日射が無い場合、太陽が雲に隠れた場合のように日射量が小さくなる場合等である。このような場合には、室温Ｔｉに対する日射量の影響が小さいため、先読みモードでの空調制御は実質的に不要となる。
【００７１】
また、特定の条件は、指標情報取得部３２０によって指標情報を正常に取得できなかった場合にも、満たされる。指標情報を正常に取得できなかった場合とは、正常な日射量を示す指標情報を取得できなかった場合である。指標情報を正常に取得できなかった場合として、例えば、家屋３内に設置されたヒータ、照明等を日射検知部４３が窓７５と誤検知した場合、窓７５にカーテンを閉められた、又は、部屋のレイアウトが変わって窓７５が家具によって隠されたことによって、日射検知部４３が窓７５の表面温度を正常に検知できない場合等である。このような場合には、日射量を正常に見積もることができないため、先読みモードでの空調制御は困難になる。判定部３４０は、例えば、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報によって示される日射量又はその変化量が許容範囲内に収まっていない場合に、指標情報取得部３２０によって正常に指標情報を取得できなかったと判定する。
【００７２】
空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報が特定の条件を満たしていない場合、先読みモードで空調能力を制御する。言い換えると、日射量を示す有効な指標情報を取得することができた場合には、空調制御部３３０は、取得された指標情報に応じて空調能力を制御する。これにより、室温Ｔｉの変動を抑制して、室内空間７１における快適性を向上させる。
【００７３】
これに対して、空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報が特定の条件を満たした場合、通常モードで空調能力を制御する。指標情報が特定の条件を満たした場合に先読みモードでの制御を止めるのは、日射量の有効な情報を取得できない場合に先読みモードで空調能力を制御すると、却って快適性を損ねる場合があるからである。そのため、この場合、空調制御部３３０は、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報に応じて空調能力を制御する。
【００７４】
なお、空調制御部３３０は、初期状態では、先読みモードで空調能力を制御する。その後、空調制御部３３０は、判定部３４０による判定の結果に応じて、空調の制御モードを通常モードと先読みモードとの間で切り替える。このように、空調制御部３３０は、状況に応じて適切な制御モードを選択して、空調を制御する。
【００７５】
情報更新部３５０は、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報と指標情報取得部３２０によって取得された指標情報とによって、記憶部１０２に記憶された履歴情報１５０を更新する。履歴情報１５０は、室内空間７１の室温Ｔｉ、窓７５の表面温度、空調能力等の履歴を示す情報である。
【００７６】
図６に、履歴情報１５０の具体例を示す。図６に示すように、履歴情報１５０は、温度検知部４１によって検知された室内空間７１の室温Ｔｉと、日射検知部４３によって検知された窓７５の表面温度と、室外温度検知部によって検知された室外空間７２の温度と、を含む検知部によって検知された情報を時系列順に格納している。また、履歴情報１５０は、空調制御部３３０によって制御された空調能力を示す値を時系列順に格納している。なお、「窓７５の表面温度」のことを、適宜、「窓温度Ｔｗ」という。また、「室外空間７２の温度」のことを、適宜、「外気温Ｔｏ」という。
【００７７】
情報更新部３５０は、予め定められた時間毎に、検知部によって新たに検知された情報と空調能力とを対応付けて履歴情報１５０に格納する。これにより、情報更新部３５０は、履歴情報１５０を更新していく。情報更新部３５０は、制御部１０１が記憶部１０２と協働することによって実現される。情報更新部３５０は、情報更新手段として機能する。
【００７８】
学習部３６０は、室内空間７１の熱特性を学習する。室内空間７１の熱特性とは、室内空間７１の熱に関する性質である。学習部３６０は、室内空間７１の熱特性として、空調装置１が室内空間７１の温度を維持するために必要な熱量である熱負荷Ｑと、室温Ｔｉ及び窓温度Ｔｗと、の関係を学習する。熱負荷Ｑは、室温Ｔｉ、窓温度Ｔｗ、外気温Ｔｏ及び内部発熱量Ｑｎを用いて、下記（１）式によって見積もられる。内部発熱量Ｑｎは、室内空間７１の内部に存在する人間、照明、ヒータ等から発生する熱量である。
Ｑ＝ｆ（Ｔｉ，Ｔｗ，Ｔｏ，Ｑｎ）…（１）
【００７９】
学習部３６０は、記憶部１０２に記憶された履歴情報１５０を参照して、過去の室温Ｔｉ、窓温度Ｔｗ及び外気温Ｔｏと空調能力との関係を分析する。そして、学習部３６０は、分析の結果に基づいて、上記（１）式における係数を見積もる。これにより、学習部３６０は、熱負荷Ｑと室温Ｔｉ及び窓温度Ｔｗとの関係を学習する。
【００８０】
空調制御部３３０は、学習部３６０によって学習された熱特性に応じて空調能力を制御する。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、学習部３６０によって学習された熱負荷Ｑと室温Ｔｉ及び窓温度Ｔｗとの関係に基づいて、現在の室温Ｔｉ、窓温度Ｔｗ及び外気温Ｔｏに対する必要な熱負荷Ｑを算出する。そして、空調制御部３３０は、空調能力を、算出した熱負荷Ｑに対応する能力に変更する。
【００８１】
また、学習部３６０は、室内空間７１の熱特性として、窓温度Ｔｗと室温Ｔｉとの関係を学習する。上述したように、室温Ｔｉは、日射量の指標となる窓温度Ｔｗよりも遅れて変化する。学習部３６０は、記憶部１０２に記憶された履歴情報１５０を参照して、過去の室温Ｔｉと窓温度Ｔｗとの関係から、室温Ｔｉが増加又は減少し始めるタイミングと窓温度Ｔｗが増加又は減少し始めるタイミングとの時間差を見積もる。これにより、学習部３６０は、窓温度Ｔｗの変化に対する室温Ｔｉの変化の遅延時間を学習する。
【００８２】
指標情報取得部３２０によって取得された指標情報によって示される日射量が増加又は減少し始めてから、学習部３６０による学習によって定められる時間が経過した時に、空調能力を増加又は減少させる。学習部３６０による学習によって定められる時間は、具体的には、学習部３６０によって学習された遅延時間よりも短い時間に設定される。これにより、空調制御部３３０は、室温Ｔｉが日射量の影響を受けて変化することに先立って空調能力を制御することができる。
【００８３】
このように、履歴情報１５０を用いて室内空間７１の熱特性を学習することによって、適切な空調能力及びタイミングで空調能力を制御することができる。学習部３６０は、制御部１０１によって実現される。学習部３６０は、学習手段として機能する。
【００８４】
以上のように構成される空調装置１において実行される空調制御処理の流れについて、図７及び図８を参照して、説明する。
【００８５】
図７に示す空調制御処理は、空調装置１に電源が供給された状態において、リモートコントローラ５５又は外部の通信ネットワークを介して空調を開始する指示を受け付けると、開始する。
【００８６】
空調制御処理を開始すると、制御部１０１は、まず、空調の制御モードを先読みモードに設定する（ステップＳ１）。言い換えると、制御部１０１は、初期状態では先読みモードで空調を制御するように制御モードを設定する。
【００８７】
次に、制御部１０１は、日射を検知したか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的に説明すると、制御部１０１は、日射検知部４３から日射量を示す指標情報を取得し、取得した指標情報が、先読みモードと通常モードとを切り替えるための特定の条件を満たしたか否かを判定する。そして、制御部１０１は、取得した指標情報が特定の条件を満たしていない場合、すなわち、日射検知部４３から指標情報を正常に取得でき、且つ、取得した指標情報によって示される日射量が閾値より大きい場合に、日射を検知したと判定する。ステップＳ２において、制御部１０１は、判定部３４０として機能する。
【００８８】
判定の結果、日射を検知したと判定した場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）、制御部１０１は、先読みモードで空調能力を制御する（ステップＳ３）。先読みモードでの空調制御処理について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８９】
図８に示す先読みモードでの処理において、制御部１０１は、必要な空調能力及び空調能力を変更するタイミングを決定する（ステップＳ３１）。具体的に説明すると、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されている履歴情報１５０を参照して、熱負荷Ｑと室温Ｔｉ及び窓温度Ｔｗとの関係を学習する。そして、制御部１０１は、学習した結果に基づいて、現在の室温Ｔｉ及び窓温度Ｔｗから、室温Ｔｉを設定温度Ｔｍに維持するために必要な空調能力を見積もる。
【００９０】
また、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されている履歴情報１５０を参照して、窓温度Ｔｗの変化に対する室温Ｔｉの変化の遅延時間を見積もる。そして、見積もった遅延時間に基づいて、空調手段の空調能力を、現在の空調能力から見積もった空調能力に変更するタイミングを決定する。ステップＳ３１において、制御部１０１は、学習部３６０として機能する。
【００９１】
制御部１０１は、決定したタイミングで空調能力を変更する（ステップＳ３２）。具体的に説明すると、制御部１０１は、ステップＳ３１で決定した空調能力を変更するタイミングで、空調手段の空調能力を、ステップＳ３１で決定した空調能力に変更する。ステップＳ３２において、制御部１０１は、空調制御部３３０として機能する。
【００９２】
空調能力を変更すると、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されている履歴情報１５０を更新する（ステップＳ３３）。具体的に説明すると、制御部１０１は、新たに検知された室温Ｔｉ、窓温度Ｔｗ、外気温Ｔｏ等の検知情報と、実際に制御した空調能力の情報とを、履歴情報１５０に追加する。ステップＳ３３において、制御部１０１は、情報更新部３５０として機能する。
【００９３】
以上によって、図８に示した先読みモードでの処理は終了する。図７に示す空調制御処理に戻って、先読みモードでの処理を終了すると、制御部１０１は、処理をステップＳ２に戻し、再び日射を検知したか否かを判定する。日射を検知した場合、制御部１０１は、ステップＳ３の処理を繰り返す。このように、日射を検知している間、制御部１０１は、先読みモードで空調能力を制御する。
【００９４】
これに対して、ステップＳ２における判定の結果、日射を検知していないと判定した場合（ステップＳ２；ＮＯ）、制御部１０１は、空調の制御モードを通常モードに切り替える。そして、制御部１０１は、通常モードで空調能力を制御する（ステップＳ４）。具体的に説明すると、制御部１０１は、温度検知部４１から室内空間７１の温度情報を取得し、室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差が小さくなるように、差に応じて空調手段の空調能力を変更する。ステップＳ４において、制御部１０１は、空調制御部３３０として機能する。
【００９５】
通常モードで空調能力を制御すると、制御部１０１は、処理をステップＳ２に戻し、再び日射を検知したか否かを判定する。このように、制御部１０１は、日射を検知している間は先読みモードで空調能力を制御し、日射を検知できなくなると通常モードで空調能力を制御する、との処理を繰り返す。
【００９６】
以上説明したように、本実施の形態に係る空調装置１は、室内空間７１の温度情報を用いる通常モードと、日射量を示す指標情報を用いる先読みモードと、の２つの制御モードで空調能力を制御する。通常モードでは、室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差に応じて空調能力を制御するため、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍと大きく離れる場合がある。これに対して、先読みモードでは、室温Ｔｉの変動の要因となる日射量の情報を取得し、日射量によって室温Ｔｉが変化する前に空調能力を制御するため、室温Ｔｉの変動を抑制できる。そのため、室内空間７１における快適性を向上させることができる。
【００９７】
特に、本実施の形態に係る空調装置１は、初期状態では先読みモードで空調能力を制御しつつ、日射量が無い又は少ない場合、日射量を正常に取得できない場合等、日射量の有効な情報を取得できない場合には、通常モードで空調能力を制御する。日射量の有効な情報を取得できない場合には、先読みモードでの制御を止めて、通常モードで空調能力を制御することによって、室内空間７１における快適性の低下を抑制することができる。このように、本実施の形態に係る空調装置１によれば、状況に応じて適切な方法で空調を制御することによって、室内空間７１における快適性を向上させることができる。
【００９８】
（実施の形態２）
実施の形態１では、基本的に、制御モードが自動で切り替えられる例について説明した。本発明において、制御モードが手動で切り替えられてもよい。また、実施の形態１では、先読みモードにおいて、日射量の増減に応じて空調能力が増減される例について説明した。本発明において、先読みモードにおいて、日射量の大きさに応じて空調能力が調整されてもよい。また、実施の形態１では、学習部３６０は、主に、窓温度Ｔｗの変化に対する室温Ｔｉの変化の遅延時間を見積もるために熱特性を学習する例について説明した。本発明において、学習部３６０が熱特性を学習する目的はこの例に限定されない。以下、本実施の形態について説明する。なお、実施の形態１と実施の形態２とで差異がない構成及び処理に関しては、説明を省略又は簡略化する。
【００９９】
＜表示機能＞
図９に示すように、本実施の形態では、空調装置１は、機能的には、指示受付部４４と、表示部４５と、表示制御部３７０とを、更に備える。指示受付部４４は、ユーザから、制御モードを先読みモードから通常モードに変更することの指示と、制御モードを通常モードから先読みモードに変更することの指示とを受け付ける。なお、判定部３４０は、指示受付部４４により、制御モードを先読みモードから通常モードに変更することの指示が受け付けられた場合、特定の条件が満たされたと判別する。指示受付部４４は、例えば、リモートコントローラ５５の機能により実現される。より詳細には、指示受付部４４は、例えば、リモートコントローラ５５が備える、タッチスクリーン又はボタンの機能により実現される。
【０１００】
表示部４５は、表示制御部３７０による制御に従って、各種の情報を表示する。例えば、表示部４５は、表示制御部３７０による制御に従って、現在の制御モードが、先読みモードと通常モードとのいずれであるのかを示す情報を表示する。表示部４５は、例えば、文字列の表示、アイコンの表示、又は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の点灯により、現在の制御モードをユーザに示すことができる。表示部４５は、例えば、リモートコントローラ５５の機能により実現される。より詳細には、表示部４５は、例えば、リモートコントローラ５５が備える、タッチスクリーン又は液晶ディスプレイの機能により実現される。表示部４５は、例えば、表示手段に対応する。
【０１０１】
表示制御部３７０は、判定部３４０による判定結果に基づいて、表示部４５に各種の情報を表示させる。例えば、表示制御部３７０は、判定部３４０により特定の条件が満たされないと判定された場合、表示部４５に、現在の制御モードが先読みモードであることを明示する情報を表示させる。一方、表示制御部３７０は、判定部３４０により特定の条件が満たされたと判定された場合、表示部４５に、現在の制御モードが通常モードであることを明示する情報を表示させる。このように、表示制御部３７０は、特定の条件が満たされているか否かを示す情報、つまり、現在の制御モードが通常モードであるか否かを示す情報を、表示部４５に表示させる。表示制御部３７０の機能は、例えば、制御部１０１と通信部１０４とが協働することにより実現される。表示制御部３７０は、例えば、表示制御手段に対応する。
【０１０２】
図１０に、制御モードを明示するとともに制御モードの変更指示を受け付ける画面４００を示す。画面４００は、例えば、リモートコントローラ５５が備える画面である。画面４００には、例えば、現在の制御モードを示す文字列と、制御モードを変更するか否かを問い合わせる文字列と、制御モードを変更することの指示を受け付けるボタン４１０と、制御モードを変更しないことの指示を受け付けるボタン４２０とが含まれる。なお、制御モードが通常モードであるときにボタン４１０が押圧されると、制御モードが通常モードから先読みモードに変更される。一方、制御モードが先読みモードであるときにボタン４１０が押圧されると、制御モードが先読みモードから通常モードに変更される。
【０１０３】
このように、画面４００は、現在の制御モードを明示するモード明示機能と、制御モードの変更を受け付けるモード変更機能とを有する。ただし、モード明示機能とモード変更機能とが、別々の画面で提供されてもよいことは勿論である。モード明示機能により、いずれの制御モードで動作しているのかをユーザに知らせることが可能となる。また、モード変更機能により、ユーザによる制御モードの切替が可能となる。なお、ユーザは、通常モードにおける制御内容よりも、先読みモードにおける制御内容の方が、把握しにくいと考えられる。つまり、制御モードが先読みモードに設定されている場合、ユーザが想定していない制御が実行され、ユーザが違和感を抱く可能性がある。従って、このような場合、ユーザは、モード明示機能を利用して現在の制御モードを確認し、現在の制御モードが先読みモードである場合、モード変更機能を利用して制御モードを先読みモードから通常モードに切り替えることができる。
【０１０４】
次に、本実施の形態に係る空調制御部３３０の機能について説明する。本実施の形態では、空調制御部３３０は、冷房時には、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報によって示される日射量が多いほど空調能力を大きくする。一方、空調制御部３３０は、暖房時には、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報によって示される日射量が少ないほど空調能力を大きくする。つまり、本実施の形態では、空調制御部３３０は、日射量の増減に応じて空調能力を増減させるのではなく、現在の日射量に応じて空調能力を調整する。以下、理解を容易にするため、通常モードの起動時における制御と、先読みモードの起動時における制御とについて説明する。なお、通常モードの起動は、制御されていない状態から通常モードで制御が開始されることを意味する。また、先読みモードの起動は、制御されていない状態から先読みモードで制御が開始されることを意味する。
【０１０５】
＜通常モードの起動＞
図１１（ａ）に、快晴の日における日射量の変化を示す。図１１（ａ）に示すように、日射量は、６時から１２時にかけて増加し、１２時から１８時にかけて減少する。日射は、地面に当たり、地面を加熱する。室外空間７２の空気は、地面が加熱された後、時間をおいて加熱される。そのため、室外空間７２の外気温Ｔｏは、日射量よりも遅れて変化する。図１１（ｂ）に、快晴の日における外気温Ｔｏの変化を示す。図１１（ｂ）に示すように、外気温Ｔｏは、日射量よりも遅れて変化し、１３時頃にピークに達する。
【０１０６】
また、日射は、家屋３の窓７５及び外壁に当たり、これらを加熱する。更に、日射は、窓７５を通過して室内空間７１に入射して、家屋３の床及び内壁を加熱する。室内空間７１の空気は、家屋３の窓７５、外壁、床及び内壁が加熱された後、時間をおいて加熱される。そのため、室内空間７１の室温Ｔｉは、日射量よりも遅れて変化する。図１１（ｃ）に、快晴の日における室温Ｔｉの変化を示す。図１１（ｃ）に示すように、室温Ｔｉは、日射量よりも遅れて変化し、１５時頃にピークに達する。以下、１６時に通常モードを起動した例について説明する。
【０１０７】
通常モードでは、空調制御部３３０は、室内空間７１の室温Ｔｉと室内空間７１の設定温度Ｔｍとの差に応じて空調能力を変更する。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、冷房時には、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも高い場合、冷房能力を増加させ、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも低い場合、冷房能力を減少させる。これに対して、暖房時には、空調制御部３３０は、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも高い場合、暖房能力を減少させ、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも低い場合、暖房能力を増加させる。このとき、空調制御部３３０は、室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差が小さくなるように、この差が大きくなればなるほど、冷房能力又は暖房能力を大きく変更する。なお、設定温度Ｔｍは、空調装置１による空調によって維持すべき室内空間７１の目標温度である。
【０１０８】
図１１（ｄ）に、通常モードで１６時に冷房運転を開始した場合における冷房能力の変化を示す。図１１（ｄ）に示すように、空調制御部３３０は、室内空間７１の室温Ｔｉと室内空間７１の設定温度Ｔｍとの差が大きいと、大きな冷房能力で運転を開始する。ただし、１６時には日射と外気温のピークが過ぎているため、室温Ｔｉは急速に低下する。空調制御部３３０は、室温Ｔｉの低下と共に冷房能力を減少させるが、間に合わず、室温Ｔｉは設定温度Ｔｍを下回る。その後、空調制御部３３０は、冷房能力を少し増加させ、室温Ｔｉは最終的には設定温度Ｔｍで安定する。
【０１０９】
このように、通常モードでは、空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報には依らずに、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報に応じて、空調能力を制御する。温度情報に応じて空調能力を制御するため、空調制御部３３０は、起動時の室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差が大きいほど大きい空調能力で運転開始するため、空調の効率は低下し、消費電力が増加する。
【０１１０】
＜先読みモードの起動＞
先読みモードでは、空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって日射量の指標として取得された指標情報に応じて、空調を制御する。具体的に説明すると、空調制御部３３０は、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報である窓温度Ｔｗの情報を参照する。そして、空調制御部３３０は、窓温度Ｔｗの高さに合わせて、空調能力を制御する。
【０１１１】
図１２（ａ）に、快晴の日における日射量の変化を示す。図１２（ａ）に示すように、日射量は、６時から１２時にかけて増加し、１２時から１８時にかけて減少する。図１２（ｂ）に、快晴の日における外気温Ｔｏの変化を示す。図１２（ｂ）に示すように、外気温Ｔｏは、日射量よりも遅れて変化し、１３時頃にピークに達する。ここで、日射は、家屋３の窓７５に当たり、窓７５を加熱する。図１２（ｃ）に、快晴の日における窓温度Ｔｗの変化を示す。図１２（ｃ）に示すように、窓温度Ｔｗは、日射量と同様に、６時から１２時にかけて増加し、１２時から１８時にかけて減少する。このように、窓温度Ｔｗは、日射量と同様に変化するため、日射量を見積もるための精度の良い指標となる。なお、窓温度Ｔｗが１６時以降、急激に低下している理由は、１６時に冷房制御が開始されたためである。以下、１６時に先読みモードを起動した例について説明する。図１２（ｄ）に、快晴の日における室温Ｔｉの変化を示す。図１２（ｄ）に示すように、室温Ｔｉは、日射量よりも遅れて変化し、１５時頃にピークに達する。以下、１６時に先読みモードを起動した例について説明する。
【０１１２】
図１２（ｅ）に、先読みモードで１６時に冷房運転を開始した場合における冷房能力の変化を示す。先読みモードでは、空調制御部３３０は、窓温度Ｔｗの高さに応じて空調能力を決定する。具体的には、冷房運転時、空調制御部３３０は、窓温度Ｔｗが高いほど空調能力を大きくし、窓温度Ｔｗが低いほど空調能力を小さくする。一方、暖房運転時、空調制御部３３０は、窓温度Ｔｗが高いほど空調能力を小さくし、窓温度Ｔｗが低いほど空調能力を大きくする。なお、窓温度Ｔｗの高さに応じて空調能力を決定することは、基本的に、日射量の大きさに応じて空調能力を決定することと同義である。図１２（ａ）及び図１２（ｃ）に示すように、１６時には日射量及び窓温度Ｔｗが中程度である。従って、空調制御部３３０は、図１２（ｅ）に示すように、１６時に中程度の冷房能力で運転を開始する。その後、空調制御部３３０は、室温Ｔｉ及び窓温度Ｔｗの低下と共に冷房能力を減少させ、室温Ｔｉは設定温度Ｔｍで安定する。
【０１１３】
このように、先読みモードでは、空調制御部３３０は、日射量に応じて空調能力を調整する。このため、図１１（ｃ）及び図１２（ｄ）に示すように、先読みモードにおける室温Ｔｉは、通常モードにおける室温Ｔｉよりも、設定温度Ｔｍに近い温度に保たれる。そのため、先読みモードでは、通常モードに比べて、室内空間７１の冷えすぎを抑えて不快を解消することができる。また、図１１（ｄ）及び図１２（ｅ）に示すように、先読みモードにおける起動時の冷房能力は、通常モードにおける起動時の冷房能力よりも小さい。そのため、先読みモードは通常モードよりも空調装置１の運転効率はよく、消費電力も小さいため、節電になる。
【０１１４】
先読みモードでは、例えば、夏季の朝から昼にかけて冷房負荷が増加する際には、予め起動時の冷房能力を増加させることによって室温Ｔｉをすばやく冷やすことができる。そのため、先読みモードでは通常モードよりも快適性を向上させることができる。また、先読みモードでは、例えば、夏季の昼から夜にかけて冷房負荷が減少する際には、予め起動時の冷房能力を減少させることによって室温Ｔｉが低下し過ぎることを防ぐことができる。そのため、快適性を維持するとともに、消費電力を抑えることができる。また、先読みモードでは、例えば、冬季の朝から昼にかけて暖房負荷が減少する際には、予め起動時の暖房能力を減少させることによって室温Ｔｉが上昇し過ぎることを防ぐことができる。そのため、快適性を維持するとともに、消費電力を抑えることができる。先読みモードでは、例えば、冬季の昼から夜にかけて暖房負荷が増加する際には、予め起動時の暖房能力を増加させることによって室温Ｔｉが低下することを防ぐことができる。そのため、先読みモードでは通常モードよりも快適性を向上できる。
【０１１５】
＜学習機能＞
次に、本実施の形態に係る学習部３６０の学習機能ついて説明する。学習部３６０は、室内空間７１の熱特性を学習する。室内空間７１の熱特性とは、室内空間７１の熱に関する性質である。まず、図１３を参照して、熱特性に関わる熱負荷について説明する。図１３は、冷房時における室内空間７１の熱負荷を説明するための図である。熱負荷には、貫流負荷と換気負荷と内部発熱と日射負荷とがある。貫流負荷は、外気温Ｔｏと室温Ｔｉとの温度差ΔＴに応じて外皮を伝わる熱負荷である。なお、外皮は、室内空間７１を室外空間７２から隔離する壁である。換気負荷は、換気や隙間風の空気流入による熱負荷である。換気負荷は、温度差ΔＴに比例する。内部発熱量Ｑｎは、室内空間７１内に存在する、照明、家電、及び、人による熱負荷である。日射負荷は、窓ガラスを透過して室内を加熱する熱負荷（以下、適宜「第１の日射負荷」という。）と、外皮を加熱して外皮から室内空間７１内に伝わる熱負荷（以下、適宜「第２の日射負荷」という。）とに分けられる。
【０１１６】
学習部３６０は、下記（２）式を用いて、室内空間７１の熱特性として、熱負荷Ｑと、室温Ｔｉと、外気温Ｔｏと、窓温度Ｔｗと、内部発熱量Ｑｎとの関係を学習する。具体的には、学習部３６０は、α、β及びＱｎを学習する。なお、理解を容易にするため、室温Ｔｉは設定温度Ｔｍと一致し、熱負荷Ｑは、空調装置１が室内空間７１の温度を維持するために必要な熱量であるものとする。
Ｑ＝α（Ｔｏ２−Ｔｉ）＋β（Ｔｗ−Ｔｉ）＋Ｑｎ…（２）
【０１１７】
αは、家屋３の断熱性能を示す係数である。つまり、αは、基本的には、外気温Ｔｏと室温Ｔｉとの差である温度差ΔＴに比例して必要となる熱負荷に関わる比例係数である。温度差ΔＴに比例して必要となる熱負荷は、貫流負荷と換気負荷である。ただし、第２の日射負荷も、外皮を伝わる熱負荷という意味では、貫流負荷と同様に扱うことが好適である。そこで、上記（２）式では、第２の日射負荷に対応する外気温Ｔｏの上昇分をΔＴｏとして、Ｔｏ２＝Ｔｏ＋ΔＴｏを見かけ上の外気温とみなすことにより、計算を容易にする。
【０１１８】
なお、αは、換気負荷を考慮しない場合、理論上、以下の（３）式により見積もられる。αの単位は、Ｗ（ワット）／Ｋ（ケルビン）である。ＵＡは、外皮平均熱貫流率である。ＵＡの単位は、Ｗ／（ｍ２・Ｋ）である。Ａは、外皮の表面積である。Ａの単位は、ｍ２である。１．０００は、貫流負荷に対応する係数であり、０．０３４は、第２の日射負荷に対応する係数である。ただし、ＵＡ及びＡに関する情報が取得できないことも多く、また、換気負荷の影響により以下の（３）式によりαを正確に求めることができないことも多い。そこで、本実施の形態では、αは、上記（２）式を用いて、各種の値の実績値から求める。
α＝ＵＡ・Ａ・（１．０００＋０．０３４）…（３）
【０１１９】
βは、日射の入りやすさを示す係数である。つまり、βは、窓温度Ｔｗと室温Ｔｉとの差に対応する日射量に比例して必要となる熱負荷に関わる比例係数である。日射量に比例して必要となる熱負荷は、第１の日射負荷である。βは、窓の大きさ、及び、窓を構成するガラスの種類などに依存する値である。
【０１２０】
学習部３６０は、記憶部１０２に記憶された履歴情報１５０を参照して、室温Ｔｉ、窓温度Ｔｗ、外気温Ｔｏ及び空調能力の関係を分析する。そして、学習部３６０は、分析の結果に基づいて、α、β及びＱｎを見積もる。ここでは、理解を容易にするため、日射量が十分に少なく、第１の日射負荷及び第２の日射負荷が無視でき、β＝０であり、ΔＴｏ＝０であり、Ｔｏ＝Ｔｏ２であるものとする。つまり、ここでは、以下の（４）式を用いて、α及びＱｎを求める方法について説明する。図１４（ａ）に温度差ΔＴと空調能力との関係を示す。図１４（ａ）に示すように、貫流負荷及び換気負荷は温度差ΔＴに比例するため、温度差ΔＴと空調能力との関係は一次近似式で表すことができる。Ｌ０は、温度差ΔＴと空調能力との関係を示す近似直線である。
Ｑ＝α（Ｔｏ−Ｔｉ）＋Ｑｎ…（４）
【０１２１】
家屋３の外皮に使用される断熱材の性能が良いほど、また、外皮の面積が小さいほど、貫流負荷は小さくなる。また、室内空間７１と室外空間７２とを仕切る外皮の隙間が小さい程、換気負荷は小さくなる。そして、貫流負荷が小さいほど、また、換気負荷が小さいほど、近似直線の傾きが小さくなる。この傾きは、αに対応する。図１４（ｂ）に、家屋３の断熱性能に応じて近似直線の傾きが異なる様子を示す。断熱性能が悪い家屋３について求められる近似直線であるＬ１１の傾きは、断熱性能が良い家屋３について求められる近似直線であるＬ１２の傾きよりも大きくなる。
【０１２２】
また、内部発熱量Ｑｎが小さいほど、近似直線の切片が小さくなる。この切片は、Ｑｎに対応する。図１４（ｃ）に、内部発熱量Ｑｎに応じて近似直線の切片が異なる様子を示す。内部発熱量Ｑｎが大きい家屋３について求められる近似直線であるＬ２１の切片は、内部発熱量Ｑｎが小さい家屋３について求められる近似直線であるＬ２２の切片よりも大きくなる。このように、学習部３６０は、記憶部１０２に記憶された履歴情報１５０を参照して、室温Ｔｉ、窓温度Ｔｗ、外気温Ｔｏ及び空調能力から、断熱性能を示すα、内部発熱量Ｑｎを求める。
【０１２３】
ここで、学習の精度及び速度を向上させるには、履歴情報１５０を短期間に多数収集する必要がある。そこで、本実施の形態では、外気温Ｔｏ及び室温Ｔｉが異なる場合でも温度差ΔＴが同じである場合、要求される空調能力が同じであるものとみなし、横軸を、外気温Ｔｏと室温Ｔｉとの温度差ΔＴとしている。かかる構成では、外気温Ｔｏ又は室温Ｔｉ毎に熱特性式を求める必要がないため、学習の精度及び速度を向上させることができる。なお、空調運転中は、常に履歴情報１５０の記憶と学習とを繰り返すことで、熱特性の変化も把握でき、制御の精度の向上が期待できる。熱特性の変化は、例えば、冬季に電気カーペットを使用し始めて内部発熱量Ｑｎが増加したり、部屋の間の仕切りをして貫流負荷が減少したりすることにより生じる。
【０１２４】
以下、学習の精度を向上させる方法について説明する。本実施の形態では、学習部３６０は、温度差ΔＴを表す座標軸である横軸と空調能力を表す座標軸である縦軸とを有する座標平面に、温度差ΔＴと空調能力とを含むデータに対応する点をプロットする前に、プロットしようとする点に対応するデータが、日射がないときに取得されたデータであるか否かを判別する。そして、学習部３６０は、プロットしようとする点に対応するデータが、日射がないときに取得されたデータであると判別した場合、このデータを座標平面にプロットする。一方、学習部３６０は、プロットしようとする点に対応するデータが、日射があるときに取得されたデータであると判別した場合、このデータを座標平面にプロットしない。
【０１２５】
つまり、学習部３６０は、温度差ΔＴと空調能力とを含むデータのうち、日射のないときに取得されたデータを、座標平面にプロットする。例えば、学習部３６０は、窓温度Ｔｗが室温Ｔｉよりも小さい場合に日射がないと判別し、窓温度Ｔｗが室温Ｔｉよりも大きい場合に日射があると判別する。あるいは、学習部３６０は、指標情報により示される日射量が予め定められた閾値よりも小さいときに日射がないと判別し、この日射量がこの閾値よりも大きいときに日射があると判別する。
【０１２６】
このように、温度差ΔＴと空調能力との相関関係を学習する場合、日射がないときに取得されたデータから温度差ΔＴと空調能力との関係を求めることが好適である。かかる構成によれば、日射負荷の影響によるデータのばらつきが抑制され、傾きにより表される断熱性能と切片により表される内部発熱量Ｑｎとが精度良く求められる。つまり、日射がないときに取得されたデータを用いる場合、（２）式ではなく（４）式を用いて、容易にαを求めることができる。なお、学習部３６０は、取得されたデータに対応する座標平面上の点により近似される近似直線の傾き及び切片を取得することができればよく、実際に、何らかの座標平面に取得されたデータに対応する点をプロットしなくてもよいことは勿論である。
【０１２７】
なお、日射量と空調能力との相関関係を学習する場合、日射量と空調能力とを含むデータのうち、温度差ΔＴが同一であるときに取得されたデータに対応する点を、日射量を表す座標軸である横軸と空調能力を表す座標軸である縦軸とを有する座標平面に、プロットすることが好適である。この場合、座標平面にプロットされる点から求められる近似直線の傾きが、日射の入りやすさを表すβとして求められる。なお、日射量は、基本的に、窓温度Ｔｗと室温Ｔｉとの差に対応する。
【０１２８】
また、室温Ｔｉが安定していない過渡状態では、発揮される空調能力が安定しないことが一般的である。例えば、空調の起動直後において室温Ｔｉが変化している間は、空調能力の中に部屋の熱容量を処理する分が含まれるため、見かけ上の空調能力は大きくなる。そこで、室温Ｔｉが安定しているときに取得されたデータを用いて、近似直線を求めることが好適である。かかる構成によれば、傾きにより表される断熱性能と切片により表される内部発熱量Ｑｎとが精度良く求められる。
【０１２９】
また、空調能力には、顕熱と潜熱と全熱の区分がある。顕熱は、温度変化を伴う熱である。潜熱は、状態変化に伴う熱であり、温度変化を伴わない熱である。全熱は、顕熱と潜熱との合計である。例えば、冷房時には、空気中の水分が除湿されるため、空調能力には潜熱が含まれる。しかしながら、温度差ΔＴと相関があるのは、空調能力のうち顕熱分だけである。そこで、空調能力のうち顕熱分の空調能力をプロットするデータとして求めることが好適である。
【０１３０】
なお、例えば、ε−ＮＴＵ（Number of Transfer Unit）法により、顕熱分の空調能力を算出することができる。かかる構成によれば、傾きにより表される断熱性能と切片により表される内部発熱量Ｑｎとが精度良く求められる。なお、全熱は、以下の（５）式により表され、顕熱は、以下の（６）式により表される。
全熱＝エンタルピ効率・空気密度・風量・（室内機１３の吸込空気エンタルピ−室内熱交換器２５の配管温度の飽和空気エンタルピ）…（５）
顕熱＝温度効率・空気密度・風量・（室内機１３の吸込空気温度−室内熱交換器２５の配管温度）…（６）
【０１３１】
次に、図１５を参照して、学習の精度を向上するためのデータ処理方法について説明する。実際に学習部３６０が履歴情報１５０に基づいて学習する場合、データに対応する点（以下、適宜「データ」という。）が座標平面に均一にプロットされるとは限られない。例えば、図１５に示す例では、温度差ΔＴが大きいところ、具体的には、温度差ΔＴがＴ３からＴ４までの間の領域に、データが偏って分布している。なお、プロットされる全データを黒丸で表している。ここで、黒丸で表される全データを用いて近似直線を求めると、黒丸が多数あるエリアの影響を強く受け、近似直線の傾き及び切片が正確に求められないことがある。図１５には、全データを用いて求めた近似直線であるＬ３１の傾きが小さく、Ｌ３１の切片が大きくなる例が示されている。つまり、この場合、断熱性能が良く、内部発熱量Ｑｎが大きい家屋３とみなされ、誤差が大きくなる。
【０１３２】
そこで、黒丸で表される全データではなく、白丸で表される代表データを用いて、近似直線を求めることが好適である。なお、近似直線は、例えば、最小二乗法により求めることができる。図１５には、温度差ΔＴの領域を、予め定められた温度幅で区分けし、区分けされた温度幅毎に１つの代表データを求める例が示されている。代表データは、例えば、１つの区分に属する全データの平均値を表すデータである。平均値は、温度差ΔＴと空調能力とのそれぞれについて求められる。そして、区分毎に求められた代表データを用いて近似直線としてＬ３２を求めると、近似直線の傾き及び切片の精度が向上する。図１５には、Ｌ３２の傾きがＬ３１の傾きよりも大きく、代表データを用いる方が全データを用いるよりも精度よく傾きを求めることができることを示している。また、図１５には、Ｌ３２の切片がＬ３１の切片よりも小さく、代表データを用いる方が全データを用いるよりも精度よく切片を求めることができることを示している。かかる手法によれば、例えば、空調装置１の使い始めの頃のように、データの個数が少なく、また、条件が偏っている場合においても、精度良く学習することができる。
【０１３３】
（実施の形態３）
実施の形態１では、先読みモードにおいて、日射量の増減に応じて空調能力が増減される例について説明し、実施の形態２では、先読みモードにおいて、日射量の大きさに応じて空調能力が調整される例について説明した。本発明において、先読みモードにおいて、空調能力を調整する手法は、これらの例に限定されない。以下、先読みモードにおいて、学習結果を用いて、以後の熱負荷を推定し、推定結果に応じて、空調能力を調整する例について説明する。
【０１３４】
図１６（ａ）に、快晴の日における日射量の変化を示す。図１６（ａ）に示すように、日射量は、６時から１２時にかけて増加し、１２時から１８時にかけて減少する。図１６（ｂ）に、快晴の日における窓温度Ｔｗの変化を示す。図１６（ｂ）に示すように、窓温度Ｔｗは、日射量と同様に、６時から１２時にかけて増加し、１２時から１８時にかけて減少する。図１６（ｃ）に、快晴の日における外気温Ｔｏの変化を示す。図１６（ｃ）に示すように、外気温Ｔｏは、日射量よりも遅れて変化し、１３時頃にピークに達する。
【０１３５】
図１６（ｄ）に、快晴の日における室温Ｔｉの変化を示す。図１６（ｄ）に示すように、先読みモードで継続して制御される場合、室温Ｔｉは設定温度Ｔｍとほぼ同様に維持される。ここで、熱負荷Ｑは、式（２）により求められるが、室内空間７１の熱特性が既に学習されている場合、断熱性能を示すα、日射の入りやすさを示すβ、及び、内部発熱量Ｑｎは、既知である。図１６（ｅ）に、熱負荷Ｑの変化を示す。図１６（ｅ）に示すように、熱負荷Ｑは、６時から徐々に増加し、窓温度Ｔｗのピークである１２時と外気温Ｔｏのピークである１３時との中間の１２時３０分頃にピークを迎える。
【０１３６】
ここで、一般的な空調装置のように、数秒から数分刻みでデータ処理を実行しているだけでは、外気温Ｔｏ又は窓温度Ｔｗを測定するときのばらつきの影響により熱負荷Ｑがわずかにばらつく状況を捉えることしかできない。そこで、本実施の形態では、学習部３６０は、熱負荷Ｑの長時間にわたる変動を捉えるために、例えば、現在時刻から１時間前までさかのぼり、熱負荷Ｑの変化傾向を分析及び判別する。つまり、学習部３６０は、直近の１時間における熱負荷Ｑの変化傾向を分析及び判別する。熱負荷Ｑの変化傾向は、熱負荷Ｑが、どの程度、増加、安定、又は、減少しているのかを示す概念である。現在時刻が１８時である場合、学習部３６０は、熱負荷Ｑが長時間にわたり継続して低下していることから、今後も熱負荷Ｑの低下傾向が維持されると推定する。そして、空調制御部３３０は、熱負荷Ｑの低下に合わせて、空調能力を低下させる。その結果、室温Ｔｉは、設定温度Ｔｍと同程度に維持され、冷やし過ぎが抑制される。なお、空調能力は、圧縮機２１の周波数（以下「圧縮機周波数」という。）と相関が強い。そこで、図１６（ｆ）に、圧縮機周波数の変化を示す。
【０１３７】
本実施の形態では、空調制御部３３０は、室温Ｔｉを設定温度Ｔｍに維持するために必要な熱負荷Ｑが低下するとの予測に従って、空調能力を下げるべく圧縮機周波数を下げるように制御する。一般的な制御では、圧縮機２１は、室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差が開いてから制御されるが、このような制御では、冷房における冷やし過ぎ、又は、暖房による温め過ぎによる快適性の低下、及び、消費電力量の増大が生じる。一方、本実施の形態では、熱負荷Ｑの今後の変化傾向が推定されるため、室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差が開く前に、圧縮機２１が適切に制御される。その結果、冷房における冷やし過ぎ、又は、暖房による温め過ぎによる快適性の低下が抑制され、また、消費電力量が低減される。
【０１３８】
（変形例）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。
【０１３９】
例えば、上記実施の形態１では、指標情報取得部３２０は、日射量を示す指標情報として、赤外線センサである日射検知部４３によって検知された窓７５の表面温度を示す情報を取得した。しかしながら、指標情報取得部３２０は、室内空間７１における日射を受ける場所であれば、例えば窓７５の付近の日射が差し込む場所の表面温度を示す情報を取得しても良い。また、指標情報取得部３２０は、指標情報として、日射量との関連性が高く、日射量を直接的又は間接的に示す情報であれば、どのような情報を取得しても良い。
【０１４０】
例えば、室内空間７１における日射を受ける場所に温度センサが設置されており、指標情報取得部３２０は、指標情報として、温度センサによって検知された、日射を受ける場所の室温を示す温度情報を取得しても良い。この場合、指標情報取得部３２０は、日射を受ける場所の室温が高いほど日射量が多いと推定する。或いは、室内空間７１内に照度センサが設置されており、指標情報取得部３２０は、指標情報として、照度センサによって検知された、室内空間７１の照度を示す照度情報を取得しても良い。この場合、指標情報取得部３２０は、室内空間７１の照度が大きいほど日射量が多いと推定する。また、室内空間７１内にカメラが設置されており、指標情報取得部３２０は、指標情報として、カメラによって撮影された、室内空間７１の可視画像を示す画像情報を取得しても良い。この場合、指標情報取得部３２０は、可視画像を解析して室内空間７１が明るいか暗いかを判別し、室内空間７１が明るいほど日射量が多いと推定する。
【０１４１】
更に、指標情報取得部３２０は、指標情報として、外部の通信ネットワークを介して太陽光発電設備による発電量の情報を取得しても良い。太陽光発電設備は、家屋３に設置されていても良いし、家屋３とは異なる場所に設置されていても良い。この場合、指標情報取得部３２０は、太陽光発電設備による発電量が多いほど日射量が多いと推定する。或いは、指標情報取得部３２０は、指標情報として、外部の通信ネットワークを介して気象データを示す情報を取得し、気象データから家屋３を含むエリアにおける日射量の情報を取得しても良い。
【０１４２】
上記実施の形態１では、温度検知部４１及び日射検知部４３は、室内機１３に設置されていた。しかしながら、温度検知部４１及び日射検知部４３は、それぞれ目的とする温度及び日射量を検知することができる場所であれば、どこに設置されていても良い。
【０１４３】
上記実施の形態１では、空調装置１は、１台の室外機１１と１台の室内機１３とを備えていた。しかしながら、本発明において、空調装置１は、１台の室外機１１と複数台の室内機１３とを備えていても良い。或いは、空調装置１は、１台の室外機１１と中継機（図示省略）と逆止弁（図示省略）と複数台の室内機１３とを備えており、冷房する室内機１３と暖房する室内機１３とを混在させて運転することが可能なものであっても良い。
【０１４４】
室外機１１と室内機１３とが設置される位置は、特に限定されない。また、室外機１１と室内機１３とは、距離が離れた位置に設置されていても良い。例えば、室外機１１が図示しない建物の屋上に設置され、室内機１３が天井裏に設置されていてもよい。
【０１４５】
上記実施の形態１では、室外機制御部５１が、温度情報取得部３１０と、指標情報取得部３２０と、空調制御部３３０と、判定部３４０と、情報更新部３５０と、学習部３６０と、を備えており、空調装置１を制御する制御装置として機能した。しかしながら、本発明において、これらの各機能のうちの一部又は全部を、室内機制御部５３が備えていても良いし、空調装置１の外部の装置が備えていても良い。
【０１４６】
例えば、図１７に示すように、空調装置１と制御装置１００とを備える空調システムＳにおいて、空調装置１と通信ネットワークＮを介して接続された制御装置１００が、温度情報取得部３１０と、指標情報取得部３２０と、空調制御部３３０と、判定部３４０と、情報更新部３５０と、学習部３６０と、を備えていても良い。例えば、通信ネットワークＮは、エコーネットライト（ECHONET Lite）に準じた宅内ネットワークであって、制御装置１００は、家屋３における電力を管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）のコントローラであっても良い。或いは、通信ネットワークＮは、インターネット等の広域ネットワークであって、制御装置１００は、家屋３の外部から空調装置１を制御するサーバであっても良い。
【０１４７】
制御装置１００が上記の各機能を備える場合、空調システムＳは、制御装置１００による制御対象として複数の空調装置１を備えていても良い。この場合、空調装置１の台数は限定されない。制御装置１００の制御対象は、空調装置１のように、冷凍サイクルを備える装置であれば良く、その詳細な構成は限定されない。
【０１４８】
上記実施の形態２では、指示受付部４４と表示部４５とがリモートコントローラ５５に設けられる例について説明した。本発明において、指示受付部４４と表示部４５とが設けられる装置は、リモートコントローラ５５に限定されず、例えば、室外機１１、室内機１３又は制御装置１００に設けられてもよい。また、上記実施の形態２では、学習部３６０による学習で求められた熱特性が、通常モード又は先読みモードにおける空調能力の制御において用いられる例について説明した。本発明において、学習部３６０による学習で求められた熱特性をどのように用いるのかは任意である。例えば、学習部３６０による学習で求められた熱特性が、通常モード又は先読みモード以外の制御モードにおける空調能力の制御において用いられてもよい。また、上記実施の形態２では、断熱性能を示すαを求めるときに、全データに代えて代表データを採用する手法、室温Ｔｉが安定しているときに取得されたデータを採用する手法、及び、空調能力のうち顕熱分の空調能力をプロットするデータとして求める手法を採用する例について説明した。本発明において、日射の入りやすさを表すβを求めるときに、これらの手法を採用してもよい。
【０１４９】
上記実施の形態１では、空調制御部３３０は、先読みモードにおいて、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報の変化には依らずに、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報に応じて空調能力を制御した。しかしながら、空調制御部３３０は、先読みモードにおいて、温度情報取得部３１０によって取得された温度情報と、指標情報取得部３２０によって取得された指標情報と、のどちらにも応じて空調能力を制御しても良い。例えば、空調制御部３３０は、先読みモードにおいて、指標情報に応じて空調能力を制御しつつ、温度情報を参照して、室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差が小さくなるように、この差に応じて空調能力を制御しても良い。
【０１５０】
空調制御部３３０は、室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差に応じて空調能力を制御する場合、設定温度Ｔｍを変更することによって、空調能力を変更しても良い。例えば、空調制御部３３０は、先読みモードにおいて、冷房時にも暖房時にも、日射量の増加に応じて設定温度Ｔｍを低下させ、日射量の減少に応じて設定温度Ｔｍを上昇させる。また、空調制御部３３０は、通常モードにおいて、冷房時にも暖房時にも、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍよりも高い場合、設定温度Ｔｍを低下させ、室温Ｔｉが設定温度Ｔｍより低い場合、設定温度Ｔｍを上昇させる。設定温度Ｔｍを変更すると、空調装置１は、変更後の設定温度Ｔｍに室温Ｔｉを近付けるように制御を実行する。そのため、このように室温Ｔｉと設定温度Ｔｍとの差を意図的に増減させることによって、空調能力を間接的に制御することができる。設定温度Ｔｍの変更は、空調装置１の空調手段を直接制御することに比べて容易に実行することができるため、利便性が向上する。特に、制御装置１００が通信ネットワークＮを介して外部から空調装置１を制御する場合、設定温度Ｔｍの変更であれば製造元を問わずに空調装置１に指令を送ることができるため、容易に空調能力を制御することができる。
【０１５１】
上記実施の形態１では、空調装置１が設置される対象として、家屋３を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明において、空調装置１が設置される対象は、集合住宅、オフィスビル、施設、工場等であっても良い。空調対象の空間は、家屋３内の部屋であることに限らず、空調装置１によって空調される空間であれば、どのような空間であっても良い。
【０１５２】
上記実施の形態１では、制御部１０１において、ＣＰＵがＲＯＭ又は記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行することによって、温度情報取得部３１０と、指標情報取得部３２０と、空調制御部３３０と、判定部３４０と、情報更新部３５０と、学習部３６０と、のそれぞれとして機能した。しかしながら、本発明において、制御部１０１は、専用のハードウェアであってもよい。専用のハードウェアとは、例えば単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又は、これらの組み合わせ等である。制御部１０１が専用のハードウェアである場合、各部の機能それぞれを個別のハードウェアで実現してもよいし、各部の機能をまとめて単一のハードウェアで実現してもよい。
【０１５３】
また、各部の機能のうち、一部を専用のハードウェアによって実現し、他の一部をソフトウェア又はファームウェアによって実現してもよい。このように、制御部１０１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又は、これらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【０１５４】
本発明に係る室外機制御部５１又は制御装置１００の動作を規定するプログラムを、パーソナルコンピュータ又は情報端末装置等の既存のコンピュータに適用することで、当該コンピュータを、本発明に係る室外機制御部５１又は制御装置１００として機能させることも可能である。
【０１５５】
また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk ROM）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、又は、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネット等の通信ネットワークを介して配布してもよい。
【０１５６】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明は、空調装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
１  空調装置、３  家屋、１１  室外機、１３  室内機、２１  圧縮機、２２  四方弁、２３  室外熱交換器、２４  膨張弁、２５  室内熱交換器、３１  室外送風機、３３  室内送風機、４１  温度検知部、４３  日射検知部、４４  指示受付部、４５  表示部、５１  室外機制御部、５３  室内機制御部、５５  リモートコントローラ、６１  冷媒配管、６３  通信線、７１  室内空間、７２  室外空間、７５  窓、１００  制御装置、１０１  制御部、１０２  記憶部、１０３  計時部、１０４  通信部、１０９  バス、１５０  履歴情報、３１０  温度情報取得部、３２０  指標情報取得部、３３０  空調制御部、３４０  判定部、３５０  情報更新部、３６０  学習部、３７０  表示制御部、４００  画面、４１０，４２０  ボタン、Ｎ  通信ネットワーク、Ｓ  空調システム
【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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