(57)【要約】  暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御する方法であって、  （ステップ１２）建物の少なくとも１つの領域に存在する少なくとも１名の占有者について、ｍｅｔ値および／またはｃｌｏ値のような前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータに基づき、理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算し、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御して、前記理論熱的快適性パラメータが満足のいく快適性レベルに対応する規定の熱的快適範囲に向かって収束するようにするステップ、  （ステップ１７）前記占有者の実際の温度感覚が不満足である場合、前記占有者に固有のパラメータのうち少なくとも１つを訂正するステップ、  を有することを特徴とする制御方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御する方法であって、
（ステップ１２）建物の少なくとも１つの領域に存在する少なくとも１名の占有者について、ｍｅｔ値および／またはｃｌｏ値のような前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータに基づき、理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算し、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御して、前記理論熱的快適性パラメータが満足のいく快適性レベルに対応する規定の熱的快適範囲に向かって収束するようにするステップ、
（ステップ１７）前記占有者の実際の温度感覚が不満足である場合、前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを訂正するステップ、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項２】
前記ステップ１７においては、前記占有者の理論熱的快適性パラメータを計算する際に前記占有者に固有の１以上のパラメータのみを訂正する
ことを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの領域には複数の前記占有者が存在し、
前記ステップ１２を各前記占有者について実施し、
前記ステップ１７を少なくとも１名の前記占有者について実施する
ことを特徴とする請求項１または２記載の制御方法。
【請求項４】
前記制御方法が開始するとき、前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを自動的に初期化するステップを有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項５】
前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータは、ｍｅｔ値および／またはｃｌｏ値である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項６】
（ステップ２２）マン−マシンインターフェースを介して前記占有者の実温度感覚を入力するステップ、
（ステップ１５）前記入力により実熱的快適性パラメータ（ＰＭＶｍｍｉ）の値を取得するステップ、
を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項７】
前記暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムが安定状態に向かって収束する過渡状態にある場合は、前記ステップ２２を実施することは禁止される
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項８】
前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを訂正して、前記暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムが、前記占有者を満足させる実熱的快適性を取得しながら、前記理論熱的快適性パラメータが満足のいく快適性レベルに対応する規定の快適性範囲に向かって収束する新たな安定状態に向かうように、前記暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御するステップを有する
ことを特徴とする請求項６または７記載の制御方法。
【請求項９】
（ステップ１１）環境パラメータを測定および／または推測し、その測定結果および／または推測結果を考慮に入れて前記理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算するステップを有する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１０】
前記理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算するステップにおいては、内部空気温度（Ｔａ）、平均放射温度（Ｔｒ）、風速（Ｖａ）、相対湿度（ＲＨ）、ｍｅｔ値、およびｃｌｏ値に基づいて、Ｆａｎｇｅｒメソッドを用いる
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１１】
前記ステップ１７においては、前記ｍｅｔ値のみを変更する
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１２】
（ステップ１８）前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを訂正した値（ｍｅｔ＊）を規定範囲（［ｍｅｔｌｏｗ；ｍｅｔｈｉｇｈ］）と比較し、その値が前記規定範囲を超過している場合は状態が過剰であると判定し、その場合は前記占有者に固有のパラメータ（ｍｅｔ）を変更しないステップを有する
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１３】
（ステップ２３）前記状態が過剰であると判定した場合は前記占有者に通知し、前記占有者が快適性を改善し、および／またはエネルギー消費を抑制することができる行動を提案するメッセージを表示するステップを有する
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項記載の制御方法を実行するコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【請求項１５】
暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムであって、
暖房および／または空調デバイス（３）および／または換気デバイス（２）、
少なくとも１つの環境パラメータを測定する１以上のセンサ（６）、
少なくとも１つの計算された設定値の関数として前記ＨＶＡＣシステムの動作条件を変更することができるアクチュエータを有する制御手段、
を備え、
少なくとも１名の占有者の実温度感覚を考慮に入れる手段、および、請求項１から１３のいずれか１項記載の制御方法を実装する手段を備える
ことを特徴とする暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システム。
【請求項１６】
前記少なくとも１名の占有者の実温度感覚を考慮に入れる手段は、マン−マシンインターフェースを備える
ことを特徴とする請求項１５記載の暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システム。
【請求項１７】
前記マン−マシンインターフェースは、３つの「暑い」レベルと３つの「寒い」レベルを含む６つの温度感覚レベルを入力する機会を提供し、および／または、占有者の快適性を改善する少なくとも１つの提案を表示し、および／または、環境パラメータ値を表示し、および／または、理論快適性パラメータ値を表示し、および／または、エネルギー消費を表示し、および／または、前記ＨＶＡＣシステムの安定状態または過渡状態を表示する
ことを特徴とする請求項１５または１６記載の暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システム。
【請求項１８】
請求項１から１３のいずれか１項記載の制御方法を採用した、暖房および／または換気および／または空調システムを搭載した
ことを特徴とする建物。
【請求項１９】
前記建物の占有者（４）の実際の温度感覚を考慮に入れることを特徴とする請求項１８記載の建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御する方法、並びに、その方法を採用した暖房および／または換気および／または空調システムに関する。また、上記方法を実装したソフトウェアを格納した記憶媒体に関する。さらには、上記ＨＶＡＣシステムを搭載した建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
暖房／換気／空調（ＨＶＡＣ）システムを制御するために最も広範に用いられている方法においては一般に、「占有者」と呼ばれる人が占有している閉空間内に存在する空気の温度を、メイン制御パラメータとして利用する。この制御方法において、管理者または占有者はＨＡＶＣシステムに要求する温度と風速の設定値を決定し、ＨＶＡＣシステムはその設定値を実現するように制御される。上記のような制御方法は、建物の占有者の快適さに関する満足度が非常に低いことが分かっている。
【０００３】
このような広範に用いられている方法を改善するため、より高度な制御方法は、さらに複雑なアプローチに基づいてＨＶＡＣシステムを制御する。このアプローチは、建物の占有者に特有な２つのパラメータを考慮に入れる。１つ目はｍｅｔ値（新陳代謝率）であり、人体の熱生成を表す（１ｍｅｔ＝５８Ｗ／ｍ２）。２つ目はｃｌｏ値であり、衣服の熱絶縁量を表す（１ｃｌｏ＝０．１５５Ｋ・ｍ２／Ｗ）。このアプローチは一般に、いわゆるＦａｎｇｅｒ温度感覚モデルを用い、占有者の理論的な快適指数を計算する。この快適指数は予測平均温冷感（ＰＭＶ）として知られており、４つの環境パラメータ、すなわち、内部空気の温度（Ｔａ）、風速（Ｖａ）、平均放射温度（Ｔｒ）、相対湿度（ＲＨ）と、上記占有者に固有の２パラメータ、すなわち、ｍｅｔ値（新陳代謝率）とｃｌｏ値に基づいている。このより洗練されたアプローチにより、建物の占有者にとって重要な熱現象をより考慮に入れることができる。これは特に、占有者に固有のパラメータおよび占有者の温度感覚に影響する環境パラメータセットを考慮に入れることによる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記２番目のアプローチに基づくシステムであっても、以下のような複数の課題を有している：
・同システムは、全ての占有者が同じ熱快適性を感じるとみなされる、所与の建物領域についての平均値を用いている；
・同システムは、占有者に固有なパラメータについて、簡略化された粗い仮定に基づいている。この仮定においては、同じ熱領域の全ての占有者について同じ固定値が選択されるが、これは季節にともなって変化する可能性がある。この方法の適用においては、個人毎に固有の体型、衣服、新陳代謝サイクルを無視しており、個々の占有者による温度感覚の違いを考慮に入れていない。快適水準が全員に強制され、自身にとってカスタマイズされた快適指標を有している者はいない；
・同システムは、各熱領域において２人以上の占有者が存在することおよび各占有者の感覚（個人毎に異なる）を常に考慮に入れているわけではない；
・同システムは、線形快適指標を用いている。これは、例えば米国特許第５１７０９３５号におけるインデックスＶのように、固定パラメータ（ｍｅｔ；ｃｌｏ）の仮定に基づいている；
・同システムは、アルゴリズムによって計算した温度感覚が占有者の実際の温度感覚に近づくように意図された複雑な最適化計算を実装するため、コスト高なコンピュータリソースを必要とする。これは、米国特許第５１７０９３５号に記載されている技術手法のように、定期的に長時間の較正ステップを必要とする場合がある。
【０００５】
したがって、本発明の全体的な目的は、上述した課題の一部または全部を除去するＨＶＡＣシステムの制御について拡張した技術手法を提案することである。
【０００６】
より正確には、本発明の目的は、以下の目的の一部または全部を実現することである。
【０００７】
本発明の第１目的は、同じ建物の各熱領域における異なる占有者の快適指標を考慮したＨＶＡＣシステムを制御する技術手法を提案することである。
【０００８】
本発明の第２目的は、建物の占有者数によらず、非常に複雑でコスト高なコンピュータ手段を必要としないＨＶＡＣシステムを制御する技術手法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これを実現するため、本発明は、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御する方法であって、
・建物の少なくとも１つの領域に存在する少なくとも１名の占有者について、ｍｅｔ値および／またはｃｌｏ値のような前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータに基づき、理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算し、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御して、前記理論熱的快適性パラメータが満足のいく快適性レベルに対応する規定の熱的快適範囲に向かって収束するようにするステップ、
・前記占有者の実際の温度感覚が不満足である場合、前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを訂正するステップ、
を有する。
【００１０】
上記訂正においては、前記占有者に固有の１以上のパラメータのみを訂正し、計算におけるその他の要素は変更しない。
【００１１】
本発明はまた、上記暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムの制御方法を実行するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体に関する。
【００１２】
本発明はさらに、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムであって、
暖房および／または空調デバイスおよび／または換気デバイス、
少なくとも１つの環境パラメータを測定する１以上のセンサ、
少なくとも１つの計算された設定値の関数として前記ＨＶＡＣシステムの動作条件を変更することができるアクチュエータを有する制御手段、
を備え、
少なくとも１名の占有者の実温度感覚を考慮に入れる手段、および、上記制御方法を実装する手段を備える、
暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムに関する。
【００１３】
本発明はさらに、上記制御方法を採用した、暖房および／または換気および／または空調システムに関する。
【００１４】
本発明はさらに、建物の占有者の実温度感覚を入力する手段を備えた、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムのマン−マシンインターフェースに関する。
【００１５】
上記マシンインターフェースは、３つの「暑い」レベルと３つの「寒い」レベルを含む６つの温度感覚レベルを入力する機会を提供し、および／または、占有者の快適性を改善する少なくとも１つの提案を表示し、および／または、環境パラメータ値を表示し、および／または、理論快適性パラメータ値を表示し、および／または、エネルギー消費を表示し、および／または、前記ＨＶＡＣシステムの安定状態または過渡状態を表示する。
【００１６】
本発明は、特に特許請求の範囲によって定義される。
【００１７】
本発明の目的、特徴、利点は、添付する図面とともに、以下の非限定的な特定の実施形態の詳細説明において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の１実施形態に係るＨＶＡＣシステムを含む建物の熱領域を図式的に示す。
【図２】本発明の実施形態に係るＨＶＡＣシステムのマン−マシンインターフェース（ＭＭＩ）を表す。
【図３】本発明の実施形態に係るＨＶＡＣシステム制御方法が採用するアルゴリズムを図式的に表す。
【図４】本発明の実施形態について、ある冬の日における環境パラメータの経時変化を表す。１つは占有者の実際のＰＭＶ、もう１つは当該占有者についてアルゴリズムが計算したＰＭＶである。
【図５】本発明の実施形態について、図４の時刻ｔ１に対応して、ＭＭＩを介して占有者が操作した際のパラメータの変化をグラフ（ＰＭＶ、Ｔａ）で詳細に表す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
開示する本発明の実施形態は、ＨＶＡＣシステムを定義する。同ＨＶＡＣシステムは、暖房および空調システム３と連結した個々の換気システム２（暖房および空調システム３は、分離することもできる）を備える。換気システム２は、第３次建物１に適しており、より一般的には、例えば乗物、住居などの任意の閉空間に適している。暖房／換気／空調（ＨＶＡＣ）システムの動作は、温度（Ｔａ）および風速（Ｖａ）などのような制御パラメータに基づきハードウェアおよび／またはソフトウェアを基礎とする装置によって制御され、図示しない熱アクチュエータおよび／または気流アクチュエータを動作させ、暖房、換気、および空調システムの選択された動作を規定する。同装置は、コンピュータ手段７に接続された測定センサ６を備える。コンピュータ手段７は、後述するＨＶＡＣシステム制御方法の動作を実装している。
【００２０】
本発明の重要な特徴によれば、ＨＶＡＣシステムはさらに、占有者４が操作する手段を介して、占有者の実際の温度感覚を考慮に入れる手段を備える。特定の実施形態において、これら手段は、建物の各占有者４個人用のマン−マシンインターフェース５に基づいている。これは規定の複数選択肢から各占有者が体感している温度感覚を入力する手段によって構成されており、その結果はコンピュータ手段７に送信されて考慮される。
【００２１】
図２は、マン−マシンインターフェース（ＭＭＩ）５の例を表す。同インターフェースは、制御ボタンとスクリーンを備えた筐体の形態になっている。スクリーンは、環境パラメータ、エネルギー消費、およびＨＶＡＣシステムを制御することによって実現された占有者の熱的快適性の評価などの情報を表示するためのものである。マン−マシンインターフェース５は、占有者４に対し、要求する快適性に対応する値を中央値として分散した６つの温度感覚の選択肢を提示する。占有者は、暑い、とても暑い、非常に暑い、または涼しい、寒い、非常に寒い、という温度感覚を示すことができる。マン−マシンインターフェース５により、占有者は上述の６つの選択肢を提示する６つの制御ボタン８を押下するのみで、これらを入力することができる。これに代えて、マン−マシンインターフェースは、タッチ感応スクリーンまたはコンピュータ上もしくは電話機などの携帯物上のアプリケーションの形態を取ることもできる。占有者は熱的快適性に満足している場合は何もしないことに留意されたい。
【００２２】
特定の実施形態において、占有者の熱的快適性を制御する方法は、上述のＦａｎｇｅｒモデルに基づく。このモデルは、快適性指標（ＰＭＶ）に対応する７レベルの温度感覚とその熱的快適性による予測不満率（ＰＰＤ）を定義する。
【表１】
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【００２３】
いわゆる平常温度感覚は、熱的快適性指標ＰＭＶがゼロとなり、最適な快適性に対応する。
【００２４】
［−０．５；＋０．５］の範囲内のＰＭＶは、ＩＳＯ７７３０において定義されている熱的快適性のクラスＢに対応し、熱的快適性に不満な者は最大１０％である。この快適性範囲は、一般に推奨されるものであり、制御アルゴリズムの目標である。ＩＳＯ７７３０規格が定義しているか否かによらず、その他の快適性範囲も同様に想定することができる。
【００２５】
したがって、本発明の実施形態に係るＨＶＡＣシステムは、Ｆａｎｇｅｒモデルによって定義されるように、平常値周辺の６つの温度感覚に対応する６つの制御ボタンを備えたマン−マシンインターフェース５を使用する。もちろん、占有者の温度感覚を定量化できるその他の選択肢も、これに代えて想定することができる。
【００２６】
本発明は、上述のＨＶＡＣシステムを制御する方法に関し、したがって建物の各占有者の実際の温度感覚を考慮に入れる。実際の温度感覚は、占有者が直接的に感じたものとして定義され、占有者が定量的に評価でき、実際の温度感覚から直接的に推測される熱的快適性と対応付けることができる。このＨＶＡＣシステムの制御方法は、理論快適性パラメータの計算に基づいており、実際に体感する理論快適性にできる限り近づけ、適切で効果的なＨＶＡＣシステムの制御方法を得ることを目的とする。
【００２７】
この目的を達成するため、本制御方法は、占有者に固有のパラメータ値、すなわちｍｅｔ値（新陳代謝率）とｃｌｏ値を用いる。これら値は規定の仮定に基づき初期化される。これら初期値は、季節、室内の行動タイプ、占有者の習慣、などに依拠する場合がある。ただし、本発明の概念によれば、占有者がＭＭＩのボタンを操作することにより、実温度感覚が目標とする平常値から逸脱していることを示唆した場合、占有者に固有の少なくとも１つのパラメータが変更または修正される。
【００２８】
図３は、本発明の実施形態に係る建物のＨＶＡＣシステムの制御方法が採用するアルゴリズムを表す。同アルゴリズムは、建物の各占有者に対して適用される。建物は占有者毎の熱領域に分離される。これら建物の各熱領域は、個々の部屋、またはそれぞれ内部温度の制御端末を有する同じ空間内の異なる領域に対応する。後者の例としては、オープンスペース型のパーティションで区切られていないオフィスがある。
【００２９】
１番目のステップ１０において、占有者に固有の２つのパラメータ、ｍｅｔ値とｃｌｏ値が、選択した計算モデルに基づき、上述のように規定値に初期化される。この初期値は、占有者、季節、などに依拠する場合がある。
【００３０】
２番目のステップ１１において、Ｆａｎｇｅｒモデルにおいて用いられる占有者の高さにおける内部環境を表す４つのパラメータ、すなわち、内部空気温度Ｔａ、平均放射温度Ｔｒ、占有者の高さにおける風速Ｖａ、および相対湿度ＲＨが、熱領域において測定されるか、または計算モデルによって推測される。これを実現するため、ＨＶＡＣシステムは建物の各制御領域内に配置された１以上の適当なセンサ６を備える。取得された測定結果は、オプションで計算モデルによって訂正することもできる。
【００３１】
３番目のステップ１２において、占有者に関連付けられた熱的快適性パラメータＰＭＶが、従来のＦａｎｇｅｒモデルによって定義される態様で、上述のように、占有者に固有の２つのパラメータおよび４つの環境パラメータに基づいて計算される。したがってこの熱的快適性パラメータは、理論上の快適性パラメータであり、以下ではこれをＰＭＶａｌｇｏと記載する。この値は建物の各占有者について計算される。
【００３２】
４番目のステップ１３において、制御部は、建物の各領域についてＨＶＡＣシステムの設定値（Ｔａ＿ｓｅｔ；Ｖａ＿ｓｅｔ）を計算し、各占有者に関連付けられたＰＭＶａｌｇｏが最小のエネルギー消費で上述のように定義された快適性範囲へ向かって収束するようにする。制御部が計算するＴａ＿ｓｅｔは、同じ熱領域内の全占有者について共通である。一方でＶａ＿ｓｅｔは、個々の換気システムの場合においては、各占有者について異なる場合がある。これを実現するため、本方法は、ＨＶＡＣシステムの動作を変更する種々のアクチュエータの動作によって関心領域の環境パラメータ値を変更して設定値に向かって収束させることができる、既知の制御プロセスを使用する。
【００３３】
５番目のステップ１４において、制御部は、熱領域の環境条件が安定状態に達したか否かを検証する。すなわち、制御メカニズムによって規定の設定値に収束したか否かである。この過渡フェーズの収束時間は、システムの時定数に対応する。この時間の間、ＨＶＡＣシステムは過渡状態にあり、これはマン−マシンインターフェース上に表示する「処理中」のようなメッセージによって示すことができる。上記状態は、占有者に対し、環境条件が変化していること、および、現在不快感を体感しているとしてもシステムを操作せず我慢すべきであることを示す。
【００３４】
上述の収束が終了すると、ＨＶＡＣシステムは過渡状態を抜けて安定状態に達する。この状況において、占有者は６番目のステップ１５で、上述のマン−マシンインターフェース５を介して、熱的快適性が不満であることを示す場合がある。これは制御方法の熱的快適性入力パラメータＰＭＶｍｍｉに反映される。この値は、先に計算された理論快適性指標ＰＭＶａｌｇｏとは異なり、占有者の実際の熱的快適性の推測値に対応する。したがって、適切な語句ではないが、実熱的快適性パラメータと呼ぶ。
【００３５】
占有者が快適性レベルに満足している場合、制御方法はステップ１１〜１４を所定の周期で繰り返す。快適性が不満であることを占有者が示唆した場合、制御方法は以下のステップを実行する。
【００３６】
７番目のステップ１６は、先に計算した理論快適性パラメータＰＭＶａｌｇｏと、占有者の実際の温度感覚を表す実快適性パラメータＰＭＶｍｍｉとの間の誤差を計算するステップを有する。
【００３７】
８番目のステップ１７において、ＨＶＡＣシステムは、先の誤差が、占有者に固有のパラメータに応じて作成された検証できない仮定に関するエラーから生じたと考え、そのパラメータのうち少なくとも１つの訂正計算を実施して、Ｆａｎｇｅｒモデルによる熱的快適性パラメータＰＭＶａｌｇｏが、３番目のステップ１２で実行したように、占有者の実際の快適性に合致した理論熱的快適性パラメータＰＭＶａｌｇｏの計算結果を提供できるようにする。すなわち、ＰＭＶａｌｇｏ＝ＰＭＶｍｍｉである。その後に温度および／または風速が変化して快適範囲に戻ったとしても、ＰＭＶａｌｇｏと占有者が体感するＰＭＶは継続的に一致させる。
【００３８】
特定の実施形態において、制御方法は、ｍｅｔ値パラメータのみを新たな値ｍｅｔ＊に変更する。この値は結果として生じるｍｅｔ値であり、ｃｌｏ値は変更しないままである。新陳代謝率パラメータは、調整個人パラメータとして選択される。ｍｅｔ値は特に占有者に依拠し、人物、年齢、性別、肥満度、身長、健康度、などによって大きく変わるのに対し、ｃｌｏ値は占有者よりも季節と天候にリンクしているからである。ただし本方法は、ｃｌｏパラメータのみを変更するか、あるいはｍｅｔ値とｃｌｏ値のみを変更することによって実装することもできる。全ての場合において、アルゴリズムが考慮する占有者に固有の新たなパラメータ（本実施形態においてはｍｅｔ＊とｃｌｏ）は、占有者固有の実際のパラメータとは異なるであろうが、これら調整パラメータによりＰＭＶａｌｇｏ＝ＰＭＶｍｍｉを実現することができ、その後に温度および／または風速が変化して快適範囲に戻ってもＰＭＶａｌｇｏと占有者が体感する快適性ＰＭＶを良好に一致させることができる。
【００３９】
新たな新陳代謝率値ｍｅｔ＊は、以下の等差級数を用いた繰り返し手法によって取得される。ｍｅｔｐ＋１＝ｍｅｔｐ＋ｐ、初期値ｍｅｔ０は占有者がＭＭＩを起動する前に存在する値に対応し、ｐはステップに対応し、その符号は、ＰＭＶがｍｅｔの増加関数であるという事実を考慮している。例えば、ｐ＝０．０１＊ｓｉｇｎ（ＰＭＶｍｍｉ−ＰＭＶａｌｇｏ（ｍｅｔｎ））である。各ステップにおいて、熱的快適性の新たな値ＰＭＶａｌｇｏ（ｍｅｔｐ）が取得される。この繰り返しプロセスは、熱的快適性値ＰＭＶａｌｇｏ≒ＰＭＶｍｍｉに達するまで継続する。この値に達すると、新たな新陳代謝率値ｍｅｔ＊が固定され、以下の対応関係が取得される。ＰＭＶａｌｇｏ＝ＰＭＶｍｍｉ＝ＰＭＶ（ｍｅｔ＊）。
【００４０】
本発明の実施形態において、ＨＶＡＣシステムは、９番目のステップ１８を採用する。本ステップは、占有者による過剰な要求を検出するステップを有する。これを実現するため、本ステップは占有者固有の新たなパラメータが所定の妥当な範囲内に収まっているか否かを検証する。したがって、新たな新陳代謝率ｍｅｔ＊が規定範囲［ｍｅｔｌｏｗ；ｍｅｔｈｉｇｈ］を超えた場合、占有者が要求していることは過剰であると考えられる。これはマン−マシンインターフェースを介して通知される。制御方法は、従前の新陳代謝率値ｍｅｔを維持する。それ以外であれば新たな値ｍｅｔ＊は従前の値を置き換える。さらに、過剰要求が発生したとき、自動システムを生成してマン−マシンインターフェースを介し占有者に提示することもできる。この提示は、占有者の衣服に関連するものとすることができる。例えば、衣服を脱ぎ、またはジャケットを着るように提案することが挙げられる。この提示は、エネルギー消費に関する警告を含むこともできる。上記のような過剰要求の場合において、行動するのは占有者の責任であり、制御方法はパラメータを変更しない。
【００４１】
本ステップの最後において、ＨＶＡＣシステム制御方法は、２番目のステップ１１から開始する上記ステップを繰り返す。新陳代謝率値ｍｅｔが変化した場合は、理論快適性指標ＰＭＶａｌｇｏも変化し、本方法はシステムを制御してその初期安定状態を変更し、理論熱的快適性パラメータを所定の快適性範囲に戻す。
【００４２】
上述の制御方法のステップと並行して、制御方法は、上述のように建物の各占有者についての繰り返しステップを採用する。したがって、不快である場合、上述のようにシステムが安定状態に達したとき、占有者はステップ２２の間、マン−マシンインターフェースを介してＨＶＡＣシステムの制御に関与することができる。その後、ステップ２２におけるＨＶＡＣシステムの制御に対する占有者の操作に続いて、ステップ２３において過剰要求ケースの場合における提案を提示することができる。これを実施しない場合、ＨＶＡＣシステムは占有者の実際の温度感覚を考慮に入れて動作を変更し、熱的快適性が占有者を満足させる新たな安定状態に向かって収束する。
【００４３】
上述の制御方法は、例示したものである。同方法は、本発明の概念から逸脱することなく、建物の一部領域またはその一部の占有者のみに適用することができる。さらに同方法は、暖房および空調デバイスと個々の換気デバイスを備えるシステムに適用される。これは最適な個人毎の快適性を得るのに効果的である。ただし本方法は、例えば暖房デバイスまたは空調デバイスを備えていない、夏専用または冬専用のシステムに適用することもできる。同様に、簡易化されたバージョンにおいて、本方法は、換気デバイスを制御することなく、またはこれに代えて換気デバイスのみを制御するように実装することができる。さらに本発明は、例えば温度のような少なくとも１つのパラメータが設定値に基づき制御される任意の熱システム上に実装することができる。
【００４４】
さらに、本発明に係る制御方法は、Ｆａｎｇｅｒ熱モデルに適用することによって説明した。本方法は、同モデルの任意の変形例、あるいは、建物の占有者固有の少なくとも１つのパラメータを使用して占有者の快適性を推測するパラメータを計算するその他任意のモデルに対して適用することができる。したがって、Ｆａｎｇｅｒモデルを適用する際に多くの簡易化が可能である。例えば、ＰＭＶに対する相対湿度の影響が、快適温度（参照：ＩＳＯ７７３０）近傍の温度において低い場合、その値が相対湿度［３０％，７０％］について推奨快適性範囲内を維持すると仮定すると、その値は一定値（例えば５０％）であるとみなすことができる。風速は一般に、ＰＭＶ／ＰＰＤモデルの妥当性範囲内を維持して局所的な不快をもたらす隙間風を防止するため、最大１ｍ／ｓである必要がある。
【００４５】
したがって、本発明は以下の熱システム制御方法の２つのステップによって表される概念に依拠する。
【００４６】
ステップ１２：建物の少なくとも１つの領域における１少なくとも１名の占有者について、少なくとも１つの占有者固有のパラメータに基づき、理論熱的快適性パラメータＰＭＶａｌｇｏを計算する。占有者固有のパラメータは、例えば新陳代謝率および／またはｃｌｏ値である。さらに、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御し、理論熱的快適性パラメータが快適性の満足なレベルに対応する規定の快適性範囲に向かって収束するようにする。
【００４７】
ステップ１７：占有者の実際の温度感覚が不満である場合、占有者固有の少なくとも１つのパラメータを訂正する。
【００４８】
２番目のステップ１７は、その他の計算パラメータを変更することなく、またはどのように考慮に入れられるかによらず、占有者固有のパラメータのみを訂正するものであると理解することができる。
【００４９】
上述の制御方法により、同じ領域に存在する複数の占有者について理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算し、当該領域の少なくとも１名の占有者について訂正ステップを実行することができる。
【００５０】
図４と５は、冬季（換気システムはＯＦＦになっている）における上述のＨＶＡＣシステム制御方法の実施形態を示す。占有者は、２つの固有パラメータｍｅｔｒｅａｌとｃｌｏｒｅａｌ（これらは制御アルゴリズムにとって未知である）および温度感覚ＰＭＶｒｅａｌによって特徴付けられる。
【００５１】
図４において、曲線３０、３１はそれぞれ、理論温度感覚ＰＭＶａｌｇｏと占有者の実温度感覚ＰＭＶｒｅａｌ（ともにグラフの可読性を高めるため１０倍している）の経時変化を表す。これら２つの指標は、占有者がいない期間においてはゼロである。すなわち、ｔ＜ｔ０の朝とｔ＞ｔ２の夕方である。曲線３２、３３、３４はそれぞれ、空気温度Ｔａ、部屋内の平均放射温度Ｔｒ、および外部温度Ｔｅｘｔの経時変化を表す。
【００５２】
占有者は、ｔ＝ｔ０の朝においてオフィスに到着する。占有者が到着した時の熱的快適性を満足させるため、ＨＶＡＣシステムはその３０分前に起動される。ただしｔ＝ｔ１までは、占有者の温度感覚ＰＭＶｒｅａｌ≒−０．９であり、制御アルゴリズムは快適範囲の温度感覚ＰＭＶａｌｇｏ≒０を計算する。このミスマッチは、占有者固有の実パラメータ（ｍｅｔｒｅａｌ；ｃｌｏｒｅａｌ）と制御部にプログラムされたパラメータ（ｍｅｔ０；ｃｌｏ０）の間の差分によって説明される。
【００５３】
ｔ＝ｔ１において、占有者はＭＭＩを介してＰＭＶｍｍｉ＝−１に対応する「寒い」ボタンを押下することにより、温度感覚に関する感触を示唆する。システムは速やかに反応し、部屋内の温度はより高い値に向かって上昇し、占有者がｔ＝ｔ２の夕方において部屋を出るまで、占有者の実温度感覚を快適範囲へ戻す。
【００５４】
図５は、本発明が実装する訂正メカニズムをグラフ（ＰＭＶ，Ｔａ）によって詳細に示す。相対湿度と風速は、プロセスを通して一定とみなされる。ＲＨ＝５０％、Ｖａ＝０．１ｍ／ｓである。
【００５５】
時刻ｔ１の直前、計算した理論熱的快適性パラメータＰＭＶａｌｇｏ０は値０であり、これは理論的に占有者が快適性に満足していることに対応する。この計算は、新陳代謝率パラメータｍｅｔ０＝１．３およびｃｌｏ値パラメータｃｌｏ０＝１であると仮定して実行される。環境パラメータは以下の値を有する。Ｔａ＝２２℃、Ｖａ＝０．１ｍ／ｓ、Ｔｒ＝１９．５℃、ＲＨ＝５０％。したがってＨＶＡＣシステムは、最初の安定状態にある。
【００５６】
しかし、建物の占有者が計算モデルによって採用される仮定とは異なる固有の特徴を有する。ｍｅｔｒｅａｌ＝１．１、ｃｌｏｒｅａｌ＝０．７５である。すなわち、占有者は寒さを感じ、熱的不快感を体感している。占有者が体感している実際の快適性指標は、ＰＭＶｒｅａｌ０＝−０．８５である。占有者はマン−マシンインターフェース上の「寒い」ボタンを押下する。これにより制御方法は実熱的快適性パラメータをＰＭＶｍｍｉ＝−１として評価する。
【００５７】
本方法は次に、訂正した新陳代謝率ｍｅｔ＊を計算する。ｍｅｔ＊＝０．９４である。この値について、制御方法は次に、満足度が低い理論熱的快適性パラメータの値ＰＭＶａｌｇｏ１を取得する。この値は、条件ＰＭＶａｌｇｏ１＝ＰＭＶｍｍｉを満たす。その結果、制御方法はシステムの設定値Ｔａ＿ｓｅｔ（Ｖａ＿ｓｅｔは既に最小値であり、固定値Ｖａ＝０．１ｍ／ｓのままとする）を、新たな新陳代謝率ｍｅｔ＊の関数として変更し、快適性パラメータＰＭＶａｌｇｏがゼロに近い満足値ＰＭＶａｌｇｏ２に向かって収束するようにする。ＨＶＡＣシステムの設定値の変化は、具体的には暖房アクチュエータに対する命令において反映され、内部空気の温度を上昇させる。最後の安定状態において、環境パラメータは以下の値を有する。Ｔａ＝２５．５℃；Ｖａ＝０．１ｍ／ｓ；Ｔｒ＝２１℃；ＲＨ＝５０％。
【００５８】
アルゴリズムが考慮に入れる特定のパラメータは、以下の値を有する。ｍｅｔ＝０．９４；ｃｌｏ＝１。これら値は実際の特定パラメータとは異なるが、占有者の実温度感覚ＰＭＶｒｅａｌ２を良好に推定することができる。
【００５９】
上記場合において、あらかじめ制約条件ｍｅｔｌｏｗ＝１を与えることにより、エネルギー消費超過の場合と同様に、暖房温度が高くなることを防ぐことができる。
【００６０】
したがって本発明の概念により、占有者が体感している実際の快適性についての示唆に基づき、占有者の特定温度パラメータを知らなくとも、快適性を満足なレベルに向かって収束させることができる。よって本方法は、新陳代謝率パラメータを変更して、占有者固有の熱的パラメータ値ｍｅｔ＝０．９４とｃｌｏ＝１（実際の値であるｍｅｔｒｅａｌ＝１．１およびｃｌｏｒｅａｌ＝０．７５とは異なる）を取得するのみで、占有者の実際の熱的快適性を実現することができる。計算結果は、新陳代謝率を変更するのみのアプローチにより、第３次オフィスに典型的な温度と風速の範囲にわたって、占有者の実快適性レベルに近い快適レベルに向かって収束させることができることを示す。
【００６１】
したがって、本技術手法は、本発明の目的を実現し、以下の利点を有する：
・建物占有者の熱的快適性を、実際の快適性を考慮して、個別的に制御することができる；
・簡易でユーザフレンドリーな実装に適しており、非常に高価なコンピュータ手段を必要としない。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御する方法であって、
（ステップ１２）建物の少なくとも１つの領域に存在する少なくとも１名の占有者について、ｍｅｔ値および／またはｃｌｏ値のような前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータに基づき、理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算し、暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御して、前記理論熱的快適性パラメータが満足のいく快適性レベルに対応する規定の熱的快適範囲に向かって収束するようにするステップ、
（ステップ１７）前記占有者の実際の温度感覚が不満足である場合、前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを訂正するステップ、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項２】
前記ステップ１７においては、前記占有者の理論熱的快適性パラメータを計算する際に前記占有者に固有の１以上のパラメータのみを訂正する
ことを特徴とする請求項１記載の制御方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの領域には複数の前記占有者が存在し、
前記ステップ１２を各前記占有者について実施し、
前記ステップ１７を少なくとも１名の前記占有者について実施する
ことを特徴とする請求項１または２記載の制御方法。
【請求項４】
前記制御方法が開始するとき、前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを自動的に初期化するステップを有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項５】
前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータは、ｍｅｔ値および／またはｃｌｏ値である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項６】
（ステップ２２）マン−マシンインターフェースを介して前記占有者の実温度感覚を入力するステップ、
（ステップ１５）前記入力により実熱的快適性パラメータ（ＰＭＶｍｍｉ）の値を取得するステップ、
を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項７】
前記暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムが安定状態に向かって収束する過渡状態にある場合は、前記ステップ２２を実施することは禁止される
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項８】
前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを訂正して、前記暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムが、前記占有者を満足させる実熱的快適性を取得しながら、前記理論熱的快適性パラメータが満足のいく快適性レベルに対応する規定の快適性範囲に向かって収束する新たな安定状態に向かうように、前記暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムを制御するステップを有する
ことを特徴とする請求項６または７記載の制御方法。
【請求項９】
（ステップ１１）環境パラメータを測定および／または推測し、その測定結果および／または推測結果を考慮に入れて前記理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算するステップを有する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１０】
前記理論熱的快適性パラメータ（ＰＭＶａｌｇｏ）を計算するステップにおいては、内部空気温度（Ｔａ）、平均放射温度（Ｔｒ）、風速（Ｖａ）、相対湿度（ＲＨ）、ｍｅｔ値、およびｃｌｏ値に基づいて、Ｆａｎｇｅｒメソッドを用いる
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１１】
前記ステップ１７においては、前記ｍｅｔ値のみを変更する
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１２】
（ステップ１８）前記占有者に固有の少なくとも１つのパラメータを訂正した値（ｍｅｔ＊）を規定範囲（［ｍｅｔｌｏｗ；ｍｅｔｈｉｇｈ］）と比較し、その値が前記規定範囲を超過している場合は状態が過剰であると判定し、その場合は前記占有者に固有のパラメータ（ｍｅｔ）を変更しないステップを有する
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の制御方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項記載の制御方法を実行するコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【請求項１４】
暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システムであって、
暖房および／または空調デバイス（３）および／または換気デバイス（２）、
少なくとも１つの環境パラメータを測定する１以上のセンサ（６）、
少なくとも１つの計算された設定値の関数として前記ＨＶＡＣシステムの動作条件を変更することができるアクチュエータを有する制御手段、
を備え、
少なくとも１名の占有者の実温度感覚を考慮に入れる手段、および、請求項１から１２のいずれか１項記載の制御方法を実装する手段を備える
ことを特徴とする暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１名の占有者の実温度感覚を考慮に入れる手段は、マン−マシンインターフェースを備える
ことを特徴とする請求項１４記載の暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システム。
【請求項１６】
前記マン−マシンインターフェースは、３つの「暑い」レベルと３つの「寒い」レベルを含む６つの温度感覚レベルを入力する機会を提供し、および／または、占有者の快適性を改善する少なくとも１つの提案を表示し、および／または、環境パラメータ値を表示し、および／または、理論快適性パラメータ値を表示し、および／または、エネルギー消費を表示し、および／または、前記ＨＶＡＣシステムの安定状態または過渡状態を表示する
ことを特徴とする請求項１４または１５記載の暖房および／または換気および／または空調（ＨＶＡＣ）システム。
【請求項１７】
請求項１から１２のいずれか１項記載の制御方法を採用した、暖房および／または換気および／または空調システムを搭載した
ことを特徴とする建物。
【請求項１８】
前記建物の占有者（４）の実際の温度感覚を考慮に入れることを特徴とする請求項１７記載の建物。
【国際調査報告】
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