(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調空間に設けられた空調機器を制御する空調システムに対して、前記空調機器での操作量を指示することにより、前記空調空間を任意の目的空調環境へ制御する空調制御装置であって、
前記空調空間の構成および前記空調空間内の空調環境への影響を示す条件データと、前記目的空調環境下における前記空調空間内の目的場所での目標値を示す目的データとに基づいて、前記空調空間内の空調環境を分布系流動解析することにより、前記空調空間を前記目的空調環境へ制御するための正規操作量を、前記空調機器ごとに算出する正規操作量算出部と、
前記空調空間を前記目的空調環境へ近づけるための仮操作量を、前記正規操作量の算出処理と並行して、前記正規操作量算出部での前記正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で、前記空調機器ごとに算出する仮操作量算出部と、
前記仮操作量算出部で算出した前記仮操作量を前記空調システムへ指示することにより前記空調空間に対する仮空調制御を開始し、この後に前記正規操作量算出部で前記正規操作量が算出された時点で、前記正規操作量を前記空調システムへ指示することにより前記空調空間に対する正規空調制御を開始する空調指示部と
を備え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において、
前記仮操作量算出部は、予め設定された制御特性に基づいて、前記目的空調環境に応じて予め設定された設定値と前記空調空間で計測した計測値との偏差に応じた操作量を前記仮操作量として算出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、
前記仮操作量算出部は、前記空調空間における人の存在を確認する存在確認システムから取得した確認結果に基づいて、前記空調空間に設けたゾーンごとに人の存在有無を確認し、前記空調機器のうち人が存在しないゾーンと対応する前記空調機器の仮操作量として、予め設定した最低操作量を選択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、
前記空調空間における任意の空調環境を示す環境条件データと、分布系流動解析で予め算出した、前記空調空間を当該空調環境から前記目的空調環境へ導くための操作量とが組として複数登録されている操作量データベースをさらに備え、
前記仮操作量算出部は、前記仮操作量の算出時における前記空調空間の空調環境を示す環境条件データに基づいて前記操作量データベースを類似検索し、得られた前記操作量を前記仮操作量として選択する
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、
前記仮操作量算出部は、前記正規操作量算出部における前記正規操作量の算出処理より低い算出精度で、前記条件データと前記目的データとに基づく前記分布系流動解析を行うことにより、前記仮操作量を算出することを特徴とする空調制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の空調制御装置において、
前記仮操作量算出部は、前記正規操作量算出部における前記正規操作量の算出処理の途中で得られる操作量を、前記仮操作量として算出することを特徴とする空調制御装置。
【請求項７】
空調空間に設けられた空調機器を制御する空調システムに対して、前記空調機器での操作量を指示することにより、前記空調空間を任意の目的空調環境へ制御する空調制御装置で用いる空調制御方法であって、
正規操作量算出部が、前記空調空間の構成および前記空調空間内の空調環境への影響を示す条件データと、前記目的空調環境下における前記空調空間内の目的場所での目標値を示す目的データとに基づいて、前記空調空間内の空調環境を分布系流動解析することにより、前記空調空間を前記目的空調環境へ制御するための正規操作量を、前記空調機器ごとに算出する正規操作量算出ステップと、
仮操作量算出部が、前記空調空間を前記目的空調環境へ近づけるための仮操作量を、前記正規操作量の算出処理と並行して、前記正規操作量算出部での前記正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で、前記空調機器ごとに算出する仮操作量算出ステップと、
空調指示部が、前記仮操作量算出ステップで算出した前記仮操作量を前記空調システムへ指示することにより前記空調空間に対する仮空調制御を開始し、この後に前記正規操作量算出ステップで前記正規操作量が算出された時点で、前記正規操作量を前記空調システムへ指示することにより前記空調空間に対する正規空調制御を開始する空調指示ステップと
を備えることを特徴とする空調制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の空調制御方法において、
前記仮操作量算出ステップは、予め設定された制御特性に基づいて、前記目的空調環境に応じて予め設定された設定値と前記空調空間で計測した計測値との偏差に応じた操作量を前記仮操作量として算出することを特徴とする空調制御方法。
【請求項９】
請求項７に記載の空調制御方法において、
前記仮操作量算出ステップは、前記空調空間における人の存在を確認する存在確認システムから取得した確認結果に基づいて、前記空調空間に設けたゾーンごとに人の存在有無を確認し、前記空調機器のうち人が存在しないゾーンと対応する前記空調機器の仮操作量として、予め設定した最低操作量を選択することを特徴とする空調制御方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の空調制御方法において、
前記空調空間における任意の空調環境を示す環境条件データと、分布系流動解析で予め算出した、当該空調環境から前記空調空間を前記目的空調環境へ導くための操作量とが組として複数登録されている操作量データベースをさらに備え、
前記仮操作量算出ステップは、前記仮操作量の算出時における前記空調空間の空調環境を示す環境条件データに基づいて、前記操作量データベースを類似検索し、得られた前記操作量を前記仮操作量として選択する
ことを特徴とする空調制御方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の空調制御方法において、
前記仮操作量算出ステップは、前記正規操作量算出ステップにおける前記正規操作量の算出処理より低い算出精度で、前記条件データと前記目的データとに基づく前記分布系流動解析を行うことにより、前記仮操作量を算出することを特徴とする空調制御方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の空調制御方法において、
前記仮操作量算出ステップは、前記正規操作量算出ステップにおける前記正規操作量の算出処理の途中で得られる操作量を、前記仮操作量として算出する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機器を設けるとともに、当該空調エリアを代表する位置に温度センサや湿度センサなどを配置し、温度センサや湿度センサなど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・湿度などの操作量を決定するものとなっている。
また、オフィスなどの大空間の場合、例えば大空間を区分して設けた空調エリアごとに、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が考えられる。
【０００３】
しかしながら、例えばオフィスでは、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、空調機器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。
【０００４】
したがって、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。
【０００５】
これに対して、従来、分布系熱流動解析手法を用いて、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技術が提案されている（例えば、非特許文献１など参照）。この技術は、対象となる空調空間における初期の空調状況を順解析することにより、当該空調空間の温度および気流の分布を示す分布データを推定し、この分布データと目的場所における目標温度とを逆解析することにより、空調制御に関する新たな操作量を推定し、この新たな操作量に基づいて、空調空間に設置されている各空調機器の吹出口における吹出速度や吹出温度を算出するようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０１６０６６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】原山和也・本田光弘・綛田長生原、「分布系シミュレーションを用いた室内任意空間の温熱環境制御技術の開発」、平成22年度大会、I−20、社団法人空気調和・衛生工学会、平成22年9月1日
【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
【非特許文献３】安部恒平、桃瀬一成、木本日出夫、「随伴数値解析を利用した自然対流場の最適化」、日本機械学会論文集（B編）、70巻691号、pp.729-736、2004.3
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来技術では、分布系熱流動解析手法の逆解析を用いているため、温度分布などの目的とする空調環境を得るための新たな操作量を算出するには、複雑な演算処理を繰り返す必要がある。一方、一般的な空調制御システムでは、既存の空調制御に要する処理負担が比較的小さいことから、コスト面を考慮して汎用的なＣＰＵが用いられている。このため、このようなＣＰＵで複雑な演算処理を繰り返した場合、新たな操作量を算出するのに要する処理時間が増大してしまい、結果として、空調制御において良好な応答性が得られないという問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、空調空間を目的の空調環境へ制御するための操作量を分布系流動解析手法で算出する場合でも、良好な応答性が得られ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】
【００１０】
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、空調空間に設けられた空調機器を制御する空調システムに対して、空調機器での操作量を指示することにより、空調空間を任意の目的空調環境へ制御する空調制御装置であって、空調空間の構成および空調空間内の空調環境への影響を示す条件データと、目的空調環境下における空調空間内の目的場所での目標値を示す目的データとに基づいて、空調空間内の空調環境を分布系流動解析することにより、空調空間を目的空調環境へ制御するための正規操作量を、空調機器ごとに算出する正規操作量算出部と、空調空間を目的空調環境へ近づけるための仮操作量を、正規操作量の算出処理と並行して、正規操作量算出部での正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で、空調機器ごとに算出する仮操作量算出部と、仮操作量算出部で算出した仮操作量を空調システムへ指示することにより空調空間に対する仮空調制御を開始し、この後に正規操作量算出部で正規操作量が算出された時点で、正規操作量を空調システムへ指示することにより空調空間に対する正規空調制御を開始する空調指示部とを備えている。
【００１１】
この際、仮操作量算出部で、予め設定された制御特性に基づいて、目的空調環境に応じて予め設定された設定値と空調空間で計測した計測値との偏差に応じた操作量を仮操作量として算出するようにしてもよい。
【００１２】
また、仮操作量算出部で、空調空間における人の存在を確認する存在確認システムから取得した確認結果に基づいて、空調空間に設けたゾーンごとに人の存在有無を確認し、空調機器のうち人が存在しないゾーンと対応する空調機器の仮操作量として、予め設定した最低操作量を選択するようにしてもよい。
【００１３】
また、空調空間における任意の空調環境を示す環境条件データと、分布系流動解析で予め算出した、当該空調環境から空調空間を目的空調環境へ導くための操作量とが組として複数登録されている操作量データベースをさらに備え、仮操作量算出部で、仮操作量の算出時における空調空間の空調環境を示す環境条件データに基づいて操作量データベースを類似検索し、得られた操作量を仮操作量として選択するようにしてもよい。
【００１４】
また、仮操作量算出部で、正規操作量算出部における正規操作量の算出処理より低い算出精度で、条件データと目的データとに基づく分布系流動解析を行うことにより、仮操作量を算出するようにしてもよい。
【００１５】
また、仮操作量算出部で、正規操作量算出部における正規操作量の算出処理の途中で得られる操作量を、仮操作量として算出するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明にかかる空調制御方法は、空調空間に設けられた空調機器を制御する空調システムに対して、空調機器での操作量を指示することにより、空調空間を任意の目的空調環境へ制御する空調制御装置で用いる空調制御方法であって、正規操作量算出部が、空調空間の構成および空調空間内の空調環境への影響を示す条件データと、目的空調環境下における空調空間内の目的場所での目標値を示す目的データとに基づいて、空調空間内の空調環境を分布系流動解析することにより、空調空間を目的空調環境へ制御するための正規操作量を、空調機器ごとに算出する正規操作量算出ステップと、仮操作量算出部が、空調空間を目的空調環境へ近づけるための仮操作量を、正規操作量の算出処理と並行して、正規操作量算出部での正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で、空調機器ごとに算出する仮操作量算出ステップと、空調指示部が、仮操作量算出ステップで算出した仮操作量を空調システムへ指示することにより空調空間に対する仮空調制御を開始し、この後に正規操作量算出ステップで正規操作量が算出された時点で、正規操作量を空調システムへ指示することにより空調空間に対する正規空調制御を開始する空調指示ステップとを備えている。
【００１７】
この際、仮操作量算出ステップで、予め設定された制御特性に基づいて、目的空調環境に応じて予め設定された設定値と空調空間で計測した計測値との偏差に応じた操作量を仮操作量として算出するようにしてもよい。
【００１８】
また、仮操作量算出ステップで、空調空間における人の存在を確認する存在確認システムから取得した確認結果に基づいて、空調空間に設けたゾーンごとに人の存在有無を確認し、空調機器のうち人が存在しないゾーンと対応する空調機器の仮操作量として、予め設定した最低操作量を選択するようにしてもよい。
【００１９】
また、空調空間における任意の空調環境を示す環境条件データと、分布系流動解析で予め算出した、当該空調環境から空調空間を目的空調環境へ導くための操作量とが組として複数登録されている操作量データベースをさらに備え、仮操作量算出ステップで、仮操作量の算出時における空調空間の空調環境を示す環境条件データに基づいて、操作量データベースを類似検索し、得られた操作量を仮操作量として選択するようにしてもよい。
【００２０】
また、仮操作量算出ステップで、正規操作量算出ステップにおける正規操作量の算出処理より低い算出精度で、条件データと目的データとに基づく分布系流動解析を行うことにより、仮操作量を算出するようにしてもよい。
【００２１】
また、仮操作量算出ステップで、正規操作量算出ステップにおける正規操作量の算出処理の途中で得られる操作量を、仮操作量として算出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、正規操作量が算出されて正規空調制御が開始される前に、仮操作量を用いた仮空調制御が開始されるため、正規空調制御が開始される時点で、空調空間を目的とする空調環境へ近づけることができ、正規空調制御の開始から空調空間が目的空調環境となるまでの所要時間が短縮される。
このため、空調制御開始から空調空間が目的空調環境となるまでの全体の到達時間を短縮することができる。したがって、空調空間を目的の空調環境へ制御するための操作量を分布系流動解析手法で算出する場合でも、良好な応答性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】第１の実施の形態にかかる空調空間の構成例を示す説明図である。
【図３】空調制御装置での空調制御動作を示すフロー図である
【図４】第１の実施の形態にかかる空調制御処理を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態にかかる空調制御装置での空調制御の推移を示す説明図である。
【図６】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７】第２の実施の形態にかかる空調空間の構成例を示す説明図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる空調制御装置での空調制御動作を示すフロー図である。
【図９】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１０】第３の実施の形態にかかる空調制御装置での空調制御動作を示すフロー図である。
【図１１】操作量データベースの構成例である。
【図１２】空調空間のゾーン分割例である。
【図１３】操作量データベースを構成する環境条件データの構成例である。
【図１４】操作量データベースを構成する操作量データの構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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および図２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。図２は、第１の実施の形態にかかる空調空間の構成例を示す説明図である。
【００２５】
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、空調システム２０を制御することにより、空調空間５０の目的場所Ｘにおける空調環境を制御する機能を有している。
【００２６】
空調システム２０には、主な構成として、空調処理装置２１、空調機器２２、および温度センサ２３が設けられている。
空調処理装置２１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、通信回線Ｌを介して空調制御装置１０から指示された操作量に基づいて、空調機器２２により各吹出口から空調空間５０へ吹き出す調和空気を制御することにより、空調空間５０全体の空調環境を制御する機能と、温度センサ２３により空調空間５０内の温度を計測し、通信回線Ｌを介して空調制御装置１０へ通知する機能とを有している。
【００２７】
図２の例では、空調空間５０がゾーンＺ１〜Ｚ４の４つのゾーンに区分されている。これらゾーンＺ１〜Ｚ４には、空調機器２２としてＶＡＶ１〜ＶＡＶ４がそれぞれのゾーンＺ１〜Ｚ４の天井に設けた吹出口Ｆ１〜Ｆ４にそれぞれ設置されているとともに、温度センサ２３としてＴＨ１〜ＴＨ４がそのゾーンの壁にそれぞれ設置されている。これらゾーンＺ１〜Ｚ４は、壁により空間として明確に区分されているわけではなく、それぞれのＶＡＶ１〜ＶＡＶ４から吹き出された調和空気が互いに対流しうる状況にある。
【００２８】
ＶＡＶ１〜ＶＡＶ４は、空調処理装置２１を介して空調制御装置１０から指示された、吹出風量Ｖｍ１〜Ｖｍ４などの操作量に基づいて、空調機（図示せず）から供給された調和空気を調整し、各吹出口Ｆ１〜Ｆ４からそれぞれに対応するゾーンＺ１〜Ｚ４へ吹き出す機能を有している。
ＴＨ１〜ＴＨ４は、それぞれに対応するゾーンＺ１〜Ｚ４内の室温Ｔｐ１〜Ｔｐ４を計測し、空調処理装置２１へ通知する機能を有している。
【００２９】
［発明の原理］
温度分布と空調空間５０内の目的場所における目標温度とから新たに生成した設定温度分布をＣＦＤ逆解析すれば、空調機器２２ごとに、空調空間５０を目的の空調環境とするための操作量をそれぞれ推定できる。
ここで、空調空間５０内の各ポイントにおいて、目的空調環境下における当該ポイントに関する設定値と、解析処理途中で得られた当該ポイントに関する算出設定値との偏差が最も小さくなるよう、操作量の選択および修正を繰り返し実行する。このため、空調空間５０を目的空調環境へ導くための真の操作量との誤差が小さくて高い精度の操作量を算出するには、膨大な演算処理が必要となる。
【００３０】
一方、一般的な空調制御システムでは、既存の空調制御に要する処理負担が比較的小さいことから、空調制御用のコントローラにおいては、コスト面を考慮して汎用的なＣＰＵが用いられている。このため、このようなＣＰＵで複雑な演算処理を繰り返した場合、新たな操作量を算出するのに要する処理時間が増大してしまい、結果として、空調制御において良好な応答性が得られないという問題点が生じる。
【００３１】
ここで、空調制御では、空調空間５０を目標の設定温度分布に導くための空調制御を開始してからしばらくの期間においては、設定温度分布と実際の温度分布との間の乖離が大きく、また空調空間５０自体の熱容量も大きい。このため、空調制御に用いる操作量に誤差が含まれていても、実際の温度分布の推移にはあまり影響しない。
また、空調空間５０を設定温度分布へ導くための真の操作量に対して、ある程度の誤差が許容される場合には、ＣＦＤ逆解析による正規操作量の算出所要時間より短い時間で、空調空間５０を設定温度分布へ近づけるための仮操作量を算出することも可能である。
【００３２】
本発明では、このような、空調制御の開始当初においては操作量に対する許容誤差が大きいことに着目し、空調制御の開始当初は、ＣＦＤ逆解析による正規操作量の算出所要時間より短い時間で仮操作量を算出して、この仮操作量を用いた仮空調制御を開始し、ＣＦＤ逆解析により誤差の小さい正規操作量が算出された時点で、この正規操作量を用いた正規空調制御へ切り替えるようにしたものである。
【００３３】
すなわち、本実施の形態にかかる空調制御装置１０は、空調空間５０の空調環境をＣＦＤ逆解析することにより、空調空間５０を目的空調環境へ制御するための正規操作量を空調機器ごとに算出し、空調空間５０を目的空調環境へ近づけるための仮操作量を、正規操作量の算出処理と並行して、正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で空調機器ごとに算出し、仮操作量を空調システム２０へ指示することにより空調空間５０に対する仮空調制御を開始し、この後に正規操作量が算出された時点で、正規操作量を空調システム２０へ指示することにより空調空間５０に対する正規空調制御を開始するようにしたものである。
【００３４】
［空調制御装置］
次に、図１および図３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。図３は、空調制御装置での空調制御動作を示すフロー図である。
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。
【００３５】
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Ｌ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、正規操作量算出部１５Ｂ、仮操作量算出部１５Ｃ、および空調指示部１５Ｄがある。
【００３８】
データ入力部１５Ａは、空調システム２０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、演算処理部１５で用いる各種処理情報を、記憶部１４へ予め格納する機能を有している。
【００３９】
正規操作量算出部１５Ｂは、データ入力部１５Ａで取得した境界条件データ１４Ａと設定条件データ１４ＢとをＣＦＤ順解析することにより、空調空間５０全体の温度分布などの空調環境を推定する機能と、ＣＦＤ順解析で得られた空調環境とデータ入力部１５Ａで取得した目的データ１４ＣとをＣＦＤ逆解析することにより、空調空間５０を目的空調環境へ制御するための正規操作量を空調機器ごとに算出し、正規操作量データ１４Ｄとして出力する機能とを有している。
【００４０】
分布系流動解析手法とは、ＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics：数値流体力学）を基本として、境界条件から空間の温度や気流等の分布を数値計算によって求める技術である。一般的なＣＦＤでは、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。
【００４１】
正規操作量算出部１５ＢにおけるＣＦＤ順解析は、この分布系流動解析手法を用いて、空調空間５０に関する境界条件データ１４Ａおよび設定条件データ１４Ｂから、空調空間５０内の温度分布や気流分布などの空調環境を算出する技術であり、具体的には非特許文献２などの公知技術を用いればよい。
一方、正規操作量算出部１５ＢにおけるＣＦＤ逆解析は、ＣＦＤ順解析を行うことにより、所望の空調環境を実現したい場所に対する設備の感度（または寄与）を求め、この感度の大きさによって操作量を調整することにより、目的の空調環境を実現するための最終的な操作量を算出する技術であり、具体的には非特許文献２や非特許文献３などの公知技術を用いればよい。
【００４２】
境界条件データ１４Ａは、空調空間５０の空調環境に対する影響度を示すデータであり、空調空間５０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。この境界条件データ１４Ａには、データ入力部１５Ａにより空調システム２０から取得した、各空調機器２２から吹き出す調和空気の吹出風量や吹出温度など、空調システム２０における調和空気の制御状況を示すデータも含まれている。
【００４３】
設定条件データ１４Ｂは、空調空間５０に関する位置および形状や、空調システム２０で生成された調和空気の吹出口など、空調空間５０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空間条件データ、空調空間５０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など、熱流動解析処理を行う際の設定条件となる各種データが含まれている。
【００４４】
目的データ１４Ｃは、空調空間５０内の目的場所Ｘにおける目標温度Ｔｘｓを示すデータである。
正規操作量データ１４Ｄは、空調空間５０を目的空調環境へ制御するための、空調機器ごとの正規操作量を示すデータである。
【００４５】
仮操作量算出部１５Ｃは、空調空間５０を目的とする空調環境へ近づけるための仮操作量を、正規操作量算出部１５Ｂでの正規操作量の推定処理と並行して、正規操作量算出部１５Ｂでの正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で空調機器ごとに算出し、仮操作量データ１４Ｇとして出力する機能を有しいてる。
【００４６】
本実施の形態では、仮操作量算出部１５Ｃは、空調機器ごとに仮操作量を算出する際の具体的方法として、予め設定された制御特性に基づいて、データ入力部１５Ａで取得した設定温度データ１４Ｅとデータ入力部１５Ａにより空調システム２０から取得した計測温度データ１４Ｆとの偏差に応じた操作量を算出する場合について説明する。
【００４７】
設定温度データ１４Ｅは、空調空間５０を目的空調環境へ制御するための設定温度である。
計測温度データ１４Ｆは、空調空間５０内の各温度計で計測した室温を示すデータである。
仮操作量データ１４Ｇは、空調空間５０を目的空調環境へ制御するための、空調機器ごとの仮操作量を示すデータである。
【００４８】
空調指示部１５Ｄは、仮操作量算出部１５Ｃで推定した仮操作量を、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して空調システム２０へ指示することにより、空調空間５０に対する仮空調制御を開始する機能と、仮空調制御を開始した後に正規操作量算出部１５Ｂで正規操作量が得られた時点で、仮操作量に代えて正規操作量を、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して空調システム２０へ指示することにより、空調空間５０に対する正規空調制御を開始する機能とを有している。
【００４９】
［第１の実施の形態の動作］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置１０の動作について説明する。図４は、第１の実施の形態にかかる空調制御処理を示すフローチャートである。
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４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、境界条件データ１４Ａや設定条件データ１４Ｂが予め記憶部１４に格納されているものとする。
【００５０】
まず、正規操作量算出部１５Ｂは、データ入力部１５Ａで取得した境界条件データ１４Ａと設定条件データ１４Ｂとを記憶部１４から読み出してＣＦＤ順解析することにより、空調空間５０全体の空調環境を推定する（ステップ１００）。
【００５１】
次に、正規操作量算出部１５Ｂは、ＣＦＤ順解析で推定した空調環境と、空調空間５０内の目的場所Ｘにおける目標温度Ｔｘｓを示す目的データ１４ＣとをＣＦＤ逆解析することにより、各空調機器に関する、空調空間５０を目的空調環境へ制御するための正規操作量Ｖｓｓの算出処理を開始する（ステップ１０１）。
【００５２】
また、仮操作量算出部１５Ｃは、正規操作量算出部１５Ｂでの正規操作量Ｖｓｓの算出処理と並行して、正規操作量の精度より低い精度で、空調空間５０を目的空調環境とするための仮操作量Ｖｓｔを、空調機器ごとに算出する（ステップ１０２）。
【００５３】
一般に、設定値までの到達時間を短縮する場合、フィードバック制御が用いられる。フィードバック制御は、予め設定された制御特性に基づいて、設定値と計測値との偏差に対応する、前回の操作量に対する差分、すなわち操作量差分を求め、この操作量差分に基づき対象を制御する制御方法である。
【００５４】
例えば、フィードバック制御のうち最も一般的なＰＩＤ制御では、偏差に対する、比例成分（Ｐ：Proportinal）、積分成分（Ｉ：Integral）、微分成分（Ｄ：Differential）の３つの成分の組み合わせで操作量差分を求める制御特性を用いる。比例成分に対する係数をＫｐ、積分成分に対する係数をＫｉ、微分成分に対する係数をＫｄとした場合、偏差に対する操作量差分は、次の式（１）で求められる。
操作量差分＝Ｋｐ×偏差＋Ｋｉ×偏差の累積値＋Ｋｄ×前回偏差との差  …（１）
【００５５】
したがって、仮操作量算出部１５Ｃで仮操作量を求める場合、例えば前述の図２に示したように、ゾーンＺ１〜Ｚ４ごとに、データ入力部１５Ａにより空調システム２０から取得した計測温度データ１４Ｆと、データ入力部１５Ａで取得した設定温度データ１４Ｅで指定された設定温度との偏差に応じた操作量を、前述した式（１）などからなる制御特性に基づいて算出すればよい。なお、このような制御特性に基づく操作量の算出は、例えば式（１）などの算出式を実行するだけなので、ＣＦＤ逆解析に比較して、極めて短い処理時間で操作量を算出することが可能である。
【００５６】
このようにして算出した仮操作量は、空調制御開始時の空調空間５０を目的空調環境へ制御するための設定温度データ１４Ｅから算出したものであるから、この仮操作量を用いて仮空調制御を行うことにより、空調空間５０は、ＣＦＤ逆解析で算出する正規操作量と同様の空調環境へ導かれることになる。
【００５７】
続いて、空調指示部１５Ｄは、仮操作量算出部１５Ｃで算出した仮操作量を、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して空調システム２０へ指示することにより、空調空間５０に対する仮空調制御を開始する（ステップ１０３）。
この後、空調指示部１５Ｄは、仮操作量算出部１５Ｃで正規操作量が算出されるまで仮空調制御を継続する（ステップ１０４：ＮＯ）。
【００５８】
一方、仮空調制御を開始した後に正規操作量算出部１５Ｂで正規設定温度が得られた場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）、空調指示部１５Ｄは、仮操作量に代えて正規操作量を、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して空調システム２０へ指示することにより、空調空間５０に対する正規空調制御を開始し（ステップ１０５）、一連の空調制御処理を終了する。
【００５９】
図５は、第１の実施の形態にかかる空調制御装置での空調制御の推移を示す説明図であり、横軸は時間を示し、縦軸は空調空間５０内の任意の位置における室温を示している。
時刻Ｔ０において、空調空間５０を目的空調環境とするための空調制御が開始され、まもなく仮操作量が算出されて仮空調制御が開始される。この後、時刻Ｔ１に、正規操作量が算出されて正規空調制御が開始される。
【００６０】
したがって、仮空調制御を行った場合、特性５１に示すように、室温は時刻Ｔ１の時点で設定温度に近づいており、時刻Ｔ１からの正規空調制御により、その後の時刻Ｔ２に設定温度へ到達している。一方、仮空調制御を行わない場合、時刻Ｔ１になって初めて正規空調制御が開始されるため、特性５２に示すように、室温は時刻Ｔ０から時刻Ｔ１まであまり変化せず、時刻Ｔ２以降の時刻Ｔ３になって設定温度に到達している。
このため、仮空調制御を行ったほうが、空調制御を開始した時刻Ｔ１から設定温度へ到達するまでの到達時間が短縮されており、空調制御において良好な応答性が得られることが分かる。
【００６１】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、正規操作量算出部１５Ｂで、空調空間５０の空調環境をＣＦＤ逆解析することにより、空調空間５０を目的空調環境へ制御するための正規操作量を空調機器ごとに算出し、仮操作量算出部１５Ｃで、空調空間５０を目的空調環境へ近づけるための仮操作量を、正規操作量の算出処理と並行して、正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で空調機器ごとに算出し、空調指示部１５Ｄで、仮操作量を空調システム２０へ指示することにより空調空間５０に対する仮空調制御を開始し、この後に正規操作量が算出された時点で、正規操作量を空調システム２０へ指示することにより空調空間５０に対する正規空調制御を開始するようにしたものである。
【００６２】
これにより、正規操作量が算出されて正規空調制御が開始される前に、仮操作量を用いた仮空調制御が開始されるため、正規空調制御が開始される時点で、空調空間５０を目的とする空調環境へ近づけることができ、正規空調制御の開始から空調空間５０が目的空調環境となるまでの所要時間が短縮される。
このため、空調制御開始から空調空間５０が目的空調環境となるまでの全体の到達時間を短縮することができる。したがって、空調空間５０を目的の空調環境へ制御するための操作量を分布系流動解析手法で算出する場合でも、良好な応答性を得ることが可能となる。
【００６３】
また、本実施の形態では、仮操作量算出部１５Ｃは、空調機器ごとに仮操作量を算出する際の具体的方法として、予め設定された制御特性に基づいて、データ入力部１５Ａで取得した設定温度データ１４Ｅと、データ入力部１５Ａにより空調システム２０から取得した計測温度データ１４Ｆに含まれる空調空間５０で計測した計測温度との偏差に応じた操作量を仮操作量として算出するようにしたので、極めて簡素な構成で、正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で、空調機器２２ごとに仮操作量を算出することができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、仮空調制御を開始してから正規空調制御が開始されるまでの間、仮空調制御の開始時に算出した仮操作量を固定的に用いる場合について説明したが、仮空調制御の途中で仮操作量を再計算し、得られた新たな仮操作量を用いて仮空調制御を継続するようにしてもよい。これにより、例えば空調空間５０内の任意のゾーンにおいて計測温度が変化した場合には、その計測温度と設定温度との新たな偏差に応じたより適切な仮操作量を用いて仮空調制御を行うことができ、仮空調制御において、空調空間５０の空調環境を目的とする空調環境へ効率よく近づけることができる。
【００６５】
また、本実施の形態では、空調制御装置１０において、空調空間５０の空調環境のうち温度分布を制御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く、風速、湿度、ＣＯ２濃度、温度・湿度・風速・放射温度などから計算される体感温度など、空調空間５０における温度以外の空調環境についても、前述と同様に制御することができ、同様の作用効果を奏することができる。
【００６６】
［第２の実施の形態］
次に、図６〜図８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６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。図７は、第２の実施の形態にかかる空調空間の構成例を示す説明図である。図８は、第２の実施の形態にかかる空調制御装置での空調制御動作を示すフロー図である。
【００６７】
第１の実施の形態では、仮操作量算出部１５Ｃは、空調機器２２ごとに仮操作量を算出する際の具体的方法として、予め設定された制御特性に基づいて仮操作量として算出する場合について説明した。本実施の形態では、過去に得られた経験則に基づいて、仮操作量を決定する場合について説明する。
【００６８】
例えば、省エネルギーを考慮して空調制御を行う場合、人が存在しないゾーンについては風量を最低風量とすることにより、省エネルギー効果が得られるという経験則がある。
本実施の形態にかかる仮操作量算出部１５Ｃは、任意のゾーンに人が存在しないことが確認された場合、当該ゾーンに関する仮操作量として、最低風量を示す操作量、すなわち最低操作量を選択する機能を有している。
【００６９】
なお、空調機には最低限維持すべき風量条件が設定されているものがあり、このような場合には、空調機に接続されている空調機器のいずれかで風量をゼロとし、他の空調機器で風量条件を満足していればよい。
したがって、人が存在しないゾーンにおける最低風量は常にゼロではなく、例えば、空調機の風量条件分の風量から人が存在する各ゾーンの合計風量を減算した残り風量を、人が存在しないゾーンで按分するなど、他のゾーンでの風量との兼ね合いで決定される。この例では、残り風量がゼロの場合、人が存在しないゾーンの風量もゼロとなる。
【００７０】
本実施の形態において、空調空間５０には、ゾーンＺ１〜Ｚ４内に在圏する人の人数や位置を確認し、通信回線Ｌを介して空調制御装置１０へ通知する存在確認システム３０が設置されている。ＨＳ１〜ＨＳ４は、ゾーンＺ１〜Ｚ４の天井にそれぞれ１つまたは複数個設置された位置検知センサからなる。存在確認システム３０は、これらＨＳ１〜ＨＳ４で確認した、人の位置や人数などの確認結果を、確認結果データ１４Ｈとして空調制御装置１０へ通知する機能を有している。この確認結果データ１４Ｈについては、正規操作量算出部１５ＢでＣＦＤ逆解析を行う際に用いる、空調空間５０内の発熱体に関する数や位置などの情報として用いてもよい。
なお、本実施の形態にかかるこのほかの構成については、前述した図１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７１】
［第２の実施の形態の動作］
次に、前述した図４を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置１０の動作について説明する。
本実施の形態にかかる空調制御装置１０は、図４のステップ１０２において、仮操作量算出部１５Ｃにより、正規操作量算出部１５Ｂでの正規操作量Ｖｓｓの算出処理と並行して、正規操作量の精度より低い精度で、空調空間５０を目的空調環境とするための仮操作量Ｖｓｔを、空調機器２２ごとに算出する。
【００７２】
この際、仮操作量算出部１５Ｃは、データ入力部１５Ａにより存在確認システム３０から取得した確認結果データ１４Ｈに基づいて、ゾーンＺ１〜Ｚ４ごとに、人の存在有無を確認する。
ここで、人が存在するゾーンが確認された場合、仮操作量算出部１５Ｃは、第１の実施の形態と同様にして、空調システム２０から取得した計測温度データ１４Ｆと設定温度データ１４Ｅとの偏差に応じた操作量を、前述した式（１）などからなる制御特性に基づいて算出し、当該ゾーンに対応する空調機器２２の仮操作量とする。
【００７３】
一方、人が存在しないゾーンが確認された場合、仮操作量算出部１５Ｃは、当該ゾーンに対応する空調機器２２の仮操作量として、風量ゼロを示す操作量を選択する。
なお、図４におけるこの他のステップについては、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。
【００７４】
［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、仮操作量算出部１５Ｃにより、空調空間５０に対して設置されている存在確認システム３０から取得した確認結果データ１４Ｈに基づいて、空調空間５０に設けたゾーンＺ１〜Ｚ４ごとに人の存在有無を確認し、吹出口Ｆ１〜Ｆ４のうち人が存在しないゾーンと対応する空調機器２２の仮操作量として、風量ゼロを示す操作量を選択するようにしたものである。
これにより、極めて簡素な構成で、正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で、空調機器２２ごとに、省エネルギーを考慮した仮操作量を算出することができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、人が存在するゾーンについては、第１の実施の形態で説明したように、空調システム２０から取得した計測温度データ１４Ｆとデータ入力部１５Ａで取得した設定温度データ１４Ｅとの偏差に応じた操作量を、予め設定されている制御特性に基づいて算出する場合を例として説明したが、この際の仮操作量の算出方法については、これに限定されるものではなく、後述する他の実施の形態で説明する算出方法など、他の算出方法を適用してもよい。
【００７６】
また、本実施の形態では、空調機器２２ごとに仮操作量を算出するため、各空調機器２２から吹き出す調和空気が直接影響を与えるエリアごとに、人の存在有無が確認できればよい。このため、存在確認システム３０により人の正確な位置を検知する必要なく、例えば、図７に示すように、各ゾーンＺ１〜Ｚ４に対応して吹出口Ｆ１〜Ｆ４がそれぞれ１つずつ設置されている場合には、ゾーンごとに人の存在有無が確認できればよい。したがって、存在確認システム３０としては、ＲＦＩＤなど用いて人の位置を正確に検知できる一般的な位置検知システムのほか、既存の入退室管理システムなど、ゾーンに存在している人数を管理する機能を持つ他のシステムを存在確認システム３０として用いてもよい。
【００７７】
［第３の実施の形態］
次に、図９および図１０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９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。図１０は、第３の実施の形態にかかる空調制御装置での空調制御動作を示すフロー図である。
【００７８】
第１の実施の形態では、空調機器２２ごとに仮操作量を算出する際の具体的方法として、予め設定された制御特性に基づいて、データ入力部１５Ａで取得した設定温度データ１４Ｅとデータ入力部１５Ａにより空調システム２０から取得した計測温度データ１４Ｆに含まれる空調空間５０で計測した計測温度との偏差に応じた操作量を仮操作量として算出する場合を例として説明した。
【００７９】
本実施の形態では、空調空間５０で用いる空調機器２２ごとの操作量を予めデータベース化しておき、空調空間５０を目的空調環境とする空調制御を開始する際、当該空調制御の開始時における空調空間５０の空調環境を示す環境条件データに基づいて、データベースから当該環境条件データと類似する環境条件データの操作量を検索することにより、仮操作量を算出する場合について説明する。
【００８０】
図９に示すように、本実施の形態では、空調制御装置１０の記憶部１４に、操作量データベース（以下、操作量ＤＢ）１４Ｉが設けられている。図１１は、操作量データベースの構成例である。操作量ＤＢ１４Ｉには、空調空間５０における任意の空調環境を示す各種環境条件データと、分布系流動解析で予め算出した、空調空間５０を当該空調環境から目標空調環境へ導くための操作量とが組として登録されている。
【００８１】
図１１の例では、環境条件データとして、温度センサで計測した空調空間５０を取り巻く外気の外気温のほか、空調空間５０内で変化する発熱体の位置や発熱量を示す発熱体データとが登録されており、これら環境条件データの組合せごとに、各ＶＡＶ１〜ＶＡＶ４における風量が操作量として登録されている。これら操作量については、過去にＣＦＤ逆解析で算出した正規操作量を用い、その算出時における各種環境条件データとともに、操作量ＤＢ１４Ｉへ登録するようにしてもよい。
【００８２】
また、操作量ＤＢ１４Ｉに登録する環境条件データについては、空調空間５０の空調環境を示す環境条件データのうちから、空調環境の変化への影響度の大きいものを取捨選択して用いるようにしてもよい。例えば、人の発熱量、空調空間５０内に設置されたＯＡ機器の位置や発熱量など、発熱体データのうちほぼ一定のものについては、操作量ＤＢ１４Ｉの前提条件として組み込むことにより、環境条件データから除外することができる。
【００８３】
したがって、発熱体データの具体例としては、空調空間５０内に存在する人の位置が環境条件データとして有用となる。本実施の形態において、空調空間５０には、第２の実施の形態と同様に、ゾーンＺ１〜Ｚ４内に在圏する人の人数や位置を検知し、通信回線Ｌを介して空調制御装置１０へ通知する存在確認システム３０が設置されている。ＨＳ１〜ＨＳ４は、ゾーンＺ１〜Ｚ４の天井にそれぞれ１つまたは複数個設置された位置検知センサからなる。存在確認システム３０は、これらＨＳ１〜ＨＳ４で検知された、人の位置や人数などの検知結果を、確認結果データ１４Ｈとして空調制御装置１０へ通知する機能を有している。
【００８４】
また、外気温は、予め設定されている設定温度分布と比較することにより、空調による温度制御の方向性、すなわち温度の上げ下げや、その制御幅に大きな影響を持つ。したがって、発熱体データの具体例としては、外気温が環境条件データとして有用となる。外気温については、例えば、空調システム２０に設けた外気温センサ２４で検出して、空調処理装置２１から通知されたものを、データ入力部１５Ａで取得すればよい。
【００８５】
空調空間５０で発生しうる空調環境は無限に近いため、実際には、これらすべての空調環境と対応する操作量を操作量ＤＢ１４Ｉに登録しておくことはできない。したがって、本実施の形態では、ＣＦＤ逆解析で推定したいくつかの空調環境と対応する操作量を予め操作量ＤＢ１４Ｉに登録しておき、仮操作量算出部１５Ｃにおいて、任意の空調環境と対応する操作量を検索する場合には、当該空調環境の環境条件データと類似する環境条件データの操作量を検索する、いわゆる類似検索を行う。
【００８６】
類似検索の具体例について説明する。図１２は、空調空間のゾーン分割例である。操作量ＤＢ１４Ｉの環境条件データとして発熱体の位置とその熱量を用いる場合、空調空間５０を空調制御単位であるゾーンＺ１〜Ｚ４より小さい小ゾーンに分割し、これら小ゾーンに存在する発熱体からの発熱量を環境条件データとして用いればよい。図１２の例では、ゾーンＺ１〜Ｚ４が、それぞれ２０個の小ゾーンに分割されている。
【００８７】
図１３は、操作量データベースを構成する環境条件データの構成例である。ここでは、仮操作量を識別するためのＩＤごとに、外気温と各小ゾーンに存在する発熱体からの発熱量とが組として登録されている。また、発熱量は、人と人以外とに区別して登録されている。
図１４は、操作量データベースを構成する操作量データの構成例である。ここでは、仮操作量を識別するためのＩＤごとに、各ＶＡＶ１〜ＶＡＶ４へ供給する調和空気の給気温度と各ＶＡＶ１〜ＶＡＶ４から調和空気を送風する際の風量とが組として登録されている。
【００８８】
これら環境条件データと操作量データとが、それぞれのＩＤで１つのエントリとして対応付けられて、操作量ＤＢ１４Ｉを構成する。なお、操作量ＤＢ１４Ｉに登録されている各操作量は、例えば空調空間５０の全エリアで室温を２６℃とするというような、予め特定した目的空調環境と対応したものであり、任意の空調環境に対応する操作量を検索するものではない。なお、任意の目的空調環境と対応した操作量を検索したい場合には、それぞれの目的空調環境ごとに用意した操作量ＤＢ１４Ｉを切り替えて用いればよい。
【００８９】
一般的には、小ゾーンの大きさを細かくするほど、より正確な仮操作量を操作量ＤＢ１４Ｉから検索できる。例えば、存在確認システム３０としてＲＦＩＤなど用いた一般的な位置検知システムを適用した場合、５０ｃｍ〜数ｍ程度の精度で人の存在を検知できる。
なお、後述するような類似検索では、複数の小ゾーンからなる類似検索ゾーンを新たに定義するため、この類似検索ゾーンごとに人の位置を検知できればよい。したがって、ＲＦＩＤなど用いた一般的な位置検知システムのほか、既存の入退室管理システムなど、類似検索ゾーンに存在している人数を管理する機能を持つ他のシステムを存在確認システム３０として用いてもよい。
【００９０】
仮操作量算出部１５Ｃは、データ入力部１５Ａで取得した存在確認システム３０からの確認結果データ１４Ｈに含まれる、人の位置情報を含む検索条件で、記憶部１４の操作量ＤＢ１４Ｉを検索して、空調空間５０を目的とする空調環境に近づけるための仮操作量を算出する機能を有している。
【００９１】
一般的な検索方法によれば、図１３に示したように、すべての小ゾーンにおける発熱量を検索キーとして操作量ＤＢ１４Ｉを検索することになる。しかしながら、小ゾーンと発熱量との組合せは膨大な数となるため、指定された検索キーと一致する操作量が見つかる可能性は、極めて低い。
本実施の形態にかかる類似検索では、空調制御単位であるゾーンＺ１〜Ｚ４、あるいはゾーンＺ１〜Ｚ４よりも小さく複数の小ゾーンからなる中ゾーンを、類似検索ゾーンと定義し、これら類似検索ゾーンを単位とした環境条件データおよび検索キーに基づいて検索を行う。
【００９２】
例えば、ゾーンＺ１〜Ｚ４を類似検索ゾーンとした場合、ゾーンＺ１に属する２０個の小ゾーンＺ１０１〜Ｚ１２０における人の発熱量は、例えばこれら発熱量の平均値や中央値など、これら発熱量を統計処理することにより得られる、これら発熱量の代表値に集約される。これにより、すべての小ゾーンに関する発熱量は、人および人以外の両方について、類似検索ゾーンに対応してそれぞれ４つ、合計８つの環境条件データに集約される。このため、類似検索ゾーンと集約された発熱量との組合せを、大幅に削減することができ、指定された検索キーと一致する操作量が見つかる可能性が大きくなる。
【００９３】
本実施の形態にかかる仮操作量算出部１５Ｃは、このような類似検索を行うための機能として、存在確認システム３０から通知された確認結果データ１４Ｈに含まれる、各小ゾーンに存在する人の人数と、予め設定されている１人当たりの発熱量とから、小ゾーンごとの人の発熱量を計算する機能と、これら小ゾーンごとの人の発熱量を集約して類似検索ゾーンごとの人の検索用発熱量を計算する機能と、データ入力部１５Ａで入力された小ゾーンごとの人以外の発熱量を集約して類似検索ゾーンごとの人以外の検索用発熱量を計算する機能とを有している。
【００９４】
さらに、仮操作量算出部１５Ｃは、操作量ＤＢ１４Ｉに登録されている各エントリについて、当該環境条件データとして登録されている小ゾーンごとの人および人以外の発熱量を集約して類似検索ゾーンごとの人および人以外の被検索用発熱量を計算する機能と、データ入力部１５Ａで入力された検索用外気温と、前述した類似検索ゾーンごとの人および人以外の検索用発熱量とを検索キーとして、操作量ＤＢ１４Ｉに登録されている各エントリのうちから、環境条件データとして登録されている被検索用外気温と類似検索ゾーンごとの人および人以外の被検索用発熱量とが一致するエントリを検索する機能と、検索により得られた一致エントリに登録されている操作量を操作量ＤＢ１４Ｉから読み出し、仮操作量データ１４Ｇとして出力する機能とを有している。
【００９５】
なお、図１３に示した、操作量ＤＢ１４Ｉの環境条件データとして、小ゾーンごとの発熱量に代えて、これら小ゾーンごとの発熱量から算出した、類似検索ゾーンごとの検索用発熱量を登録しておいてもよい。
また、本実施の形態にかかるこのほかの構成については、前述した図１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９６】
［第３の実施の形態の動作］
次に、前述した図４を参照して、本実施の形態にかかる空調制御装置１０の動作について説明する。
本実施の形態にかかる空調制御装置１０は、図４のステップ１０２において、仮操作量算出部１５Ｃにより、正規操作量算出部１５Ｂでの正規操作量Ｖｓｓの算出処理と並行して、正規操作量の精度より低い精度で、空調空間５０を目的空調環境とするための仮操作量Ｖｓｔを、空調機器２２ごとに算出する。
【００９７】
この際、仮操作量算出部１５Ｃは、データ入力部１５Ａにより存在確認システム３０から取得した確認結果データ１４Ｈに基づいて、類似検索ゾーンごとに、人の位置を確認し、当該類似検索ゾーンにおける人の位置や人数を含む発熱体データを検索キーとする。
また、仮操作量算出部１５Ｃは、データ入力部１５Ａにより空調システム２０から外気温を取得して検索キーに含めるとともに、データ入力部１５Ａにより取得した設定条件データ１４Ｂから空調空間５０に配置された電気機器などの各発熱体に関する発熱体データを検索キーに含める。
【００９８】
この後、仮操作量算出部１５Ｃは、このようにして生成した検索キーに基づいて、記憶部１４の操作量ＤＢ１４Ｉについて、前述した類似検索を実行し、当該検索キーと対応する操作量を、それぞれのゾーンの仮操作量として選択する。
なお、図４におけるこの他のステップについては、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。
【００９９】
［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、空調空間５０における任意の空調環境を示す各種環境条件データからなる環境条件データと、当該空調環境において空調空間５０を目的空調環境へ導くための操作量データとが組として登録されている操作量ＤＢ１４Ｉを設け、仮操作量算出部１５Ｃで、仮操作量の算出時における空調空間５０の空調環境を示す環境条件データを含む検索キーに基づき、操作量ＤＢ１４Ｉを類似検索することにより仮操作量を選択するようにしたものである。
これにより、極めて簡素な構成で、正規操作量の算出所要時間より短い処理時間で、空調機器２２ごとに、空調空間５０を目的空調環境へ導くために最適な仮操作量を特定することができる。
【０１００】
また、本実施の形態では、発熱量をその発生位置について集約して類似検索する方法、具体的には、小ゾーンごとの発熱量を類似検索ゾーンに集約した発熱量に基づき、操作量ＤＢ１４Ｉを類似検索するようにしたので、仮操作量の算出時における空調空間５０の空調環境に応じた仮操作量を、操作量ＤＢ１４Ｉから高い確率で検索することが可能となる。
なお、本実施の形態にかかる類似検索は、前述した類似検索方法に限定されるものではなく、他の方法を用いてもよい。
【０１０１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態にかかる空調制御装置１０について説明する。
第１および第３の実施の形態では、ＣＦＤ逆解析以外の処理方法で仮操作量を算出する場合を例として説明した。本実施の形態では、ＣＦＤ逆解析を用いて仮操作量を算出する場合について説明する。なお、本実施の形態にかかる空調制御装置１０の構成は、前述した図１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０２】
前述したように、ＣＦＤ逆解析では、空調空間５０内の各ポイントにおいて、目的空調環境下における当該ポイントに関する設定値と、解析処理途中で得られた当該ポイントに関する算出設定値との偏差が最も小さくなるよう、操作量の選択および修正を繰り返し実行する。このため、空調空間５０を目的空調環境へ導くための真の操作量との誤差が小さくて高い精度の操作量を算出するには、膨大な演算処理が必要となる。
【０１０３】
ここで、ＣＦＤ逆解析では、操作量の算出処理条件として、真の操作量との誤差にかかわるいくつかの条件を設定することができる。したがって、このような算出処理条件を緩和して、真の操作量との誤差が大きくて低い精度の操作量を仮操作量として算出すれば、ＣＦＤ逆解析を用いた場合でも、短い所要時間で仮操作量を算出することができる。
【０１０４】
例えば、ＣＦＤ逆解析では、空調空間５０を網目状の小空間からなるメッシュに分割して、隣接するメッシュ間における熱流を解析している。したがって、算出処理条件で決定されるメッシュのサイズを大きくして全体のメッシュ数を削減すれば、メッシュごとに繰り返す反復処理数を削減でき、結果として操作量の算出に要する所要時間を短縮することができる。
【０１０５】
また、算出処理条件には、操作量の算出終了を判定するための収束判定条件が含まれており、この収束判定条件を緩和することにより算出処理の反復回数を抑制し、早期に操作量の算出を終了させることができ、結果として操作量の算出に要する所要時間を短縮することができる。このほか、算出処理条件として設定する、算出処理の発散を抑制するための緩和係数や、算出処理の収束性を制御するためのクーラン数を緩和してもよい。
【０１０６】
また、設定条件データ１４Ｂに含まれる発熱体データについて、空調空間５０内に配置されている発熱体からの発熱を、固体表面の発熱から空間の発熱にモデル化してもよく、あるいは複数の発熱体を１つの発熱体にまとめてモデル化してもよい。さらには、発熱体の形状を長方形などのシンプルな形状に簡略化してもよく、いわゆるｂｏｘ法を利用して吹出口（アネモスタットやパッケージ型）のモデルを簡略化してもよい。
【０１０７】
［第４の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、仮操作量算出部１５Ｃにおいて、正規操作量算出部１５Ｂにおける正規操作量の算出処理より低い算出精度でＣＦＤ逆解析することにより、仮操作量を算出するようにしたので、正規操作量より短い時間で仮操作量を算出することができる。また、このことにより、空調システム２０からの計測温度データ１４Ｆや、人の存在を確認する存在確認システム３０からの確認結果データ１４Ｈを必要とすることなく、仮操作量を算出することができる。
【０１０８】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態にかかる空調制御装置１０について説明する。
第４の実施の形態では、正規操作量算出部１５Ｂにおける正規操作量の算出処理より低い算出精度でＣＦＤ逆解析することにより、仮操作量を算出する場合を例として説明した。本実施の形態では、正規操作量算出部１５Ｂにおける正規操作量の算出処理の途中で得られる操作量を、仮操作量として算出する場合について説明する。なお、本実施の形態にかかる空調制御装置１０の構成は、前述した図１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０９】
前述したように、ＣＦＤ逆解析では、空調空間５０内の各ポイントにおいて、目的空調環境下における当該ポイントに関する設定値と、解析処理途中で得られた当該ポイントに関する算出設定値との偏差が最も小さくなるよう、操作量の選択および修正を繰り返し実行する。このため、正規操作量算出部１５Ｂにおける正規操作量の算出処理の途中において、正規操作量と比較して、真の操作量との誤差が大きく、精度の低い操作量が算出されている。したがって、このような正規操作量の算出処理の途中で得られる操作量を、仮操作量として利用することができる。
【０１１０】
［第５の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、仮操作量算出部１５Ｃにおいて、正規操作量算出部１５Ｂにおける正規操作量の算出処理の途中で得られる操作量を仮操作量として算出するようにしたので、正規操作量より短い時間で仮操作量を算出することができる。また、このことにより、空調システム２０からの計測温度データ１４Ｆや、人の存在を確認する存在確認システム３０からの確認結果データ１４Ｈを必要とすることなく、仮操作量を算出することができる。
【０１１１】
［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】
【０１１２】
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…境界条件データ、１４Ｂ…設定条件データ、１４Ｃ…目的データ、１４Ｄ…正規操作量データ、１４Ｅ…設定温度データ、１４Ｆ…計測温度データ、１４Ｇ…仮操作量データ、１４Ｈ…確認結果データ、１４Ｉ…操作量ＤＢ、１５…演算処理部、１５Ａ…データ入力部、１５Ｂ…正規操作量算出部、１５Ｃ…仮操作量算出部、１５Ｄ…空調指示部、２０…空調システム、２１…空調処理装置、２２…空調機器、２３…温度センサ、２４…外気温センサ、３０…存在確認システム、５０…空調空間、Ｚ１〜Ｚ４…ゾーン、ＶＡＶ１〜ＶＡＶ４…空調機器、Ｆ１〜Ｆ４…吹出口、ＴＨ１〜ＴＨ４…温度センサ、ＨＳ１〜ＨＳ４…位置検知センサ、Ｖｓｓ…正規操作量、Ｖｓｔ…仮操作量。
【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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