(57)【要約】【課題】同一空間に存在する空調機の同時稼動による混合損失を防ぐとともに、混合利得が期待できるように空調機を制御する空調制御システムを提供することにある。【解決手段】サーバ５の制御計画決定部５３は、互いに隣接する空調環境を制御する空調機１１…，１ｎの運転モードが異なる場合、同一空間内に存在する全空調機１１…，１ｎに対する要望情報から優先する運転モードの空調機を決定し、優先されなかった空調機の設定温度を優先された空調機の設定温度より省エネルギ側に設定若しくは送風運転する制御方針を決定し、該制御方針による動作を当該空調機に指示する機能を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一空間内に設置され、夫々に対応する空調環境を独立的に制御する複数の空調機と、
前記各空調機の冷房・暖房の運転モードを取得する運転モード取得部と、
前記空間内に存在する利用者から空調機毎に対する要望情報を取得する要望情報取得手段と、
前記運転モード取得部で取得する運転モードと前記望情報取得手段で取得する空調機毎に対応する要望情報とに基づいて空調機の設定温度を制御方針として決定し、該制御方針による動作を当該空調機に指示する制御計画決定部とを備えた空調制御システムにおいて、
前記制御計画決定部は、互いに隣接する前記空調環境を制御する空調機の運転モードが異なる場合、同一空間内に存在する全空調機に対する要望情報から優先する運転モードの空調機を決定し、優先されなかった空調機の設定温度を優先された空調機の設定温度より省エネルギ側に設定若しくは送風運転する制御方針を決定し、該制御方針による動作を当該空調機に指示する機能を備えていることを特徴とする空調制御システム。
【請求項２】
前記優先する運転モードの決定に用いる要望情報の内、冷房を強める要求に比して暖房を強める要求を優先するように重み付けしていることを特徴とする請求項１記載の空調制御システム。
【請求項３】
外気温度を計測する温度センサを備え、該温度センサが計測する温度によって、前記重み付けの割合を変更することを特徴とする請求項２記載の空調制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル等の空調制御を行う空調制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、温暖化による省エネルギーの社会的要求が高まっている。現在の省エネルギー法は、民生部門に対して、機器単体の省エネルギー性能の向上だけでなく、ＢＥＭＳ（Building and Energy Management System）などを利用した管理面での省エネルギーも義務付けている。
【０００３】
しかし、ビル管理の実態として、ビル管理者は必ずしも快適性および省エネルギーの観点から冷房、暖房等の空調装置を適切に運用しているわけではない。特に、省エネルギーと快適性とが複雑に関係する居住空間の温熱環境管理（例えば、温度管理）に関しては、管理の容易さから慣習的な目標温度を設定し、温熱環境を享受する利用者からのクレームによって設定値を変更する場合が一般的である。
【０００４】
つまり、建物や居住者の特性を十分に考慮しないで温度管理を行うため、居住空間は必ずしも利用者の快適な状態に保たれず、さらには空調装置で消費されるエネルギーの無駄が発生する場合がある。また、利用者はビル管理者の管理する温熱環境下におり、自己の温熱環境をコントロールできないことに対して不満がある利用者もいる。
【０００５】
このような空調制御の温度管理がもたらす問題に対して、利用者の温熱環境に対する要望を各個人が操作するパーソナルコンピュータ端末（以下、パソコンと称す）からリアルタイムで収集し、収集された各要望に基づいて目標温度を設定する方法があり、利用者が要望する温熱環境と目標温度とをリアルタイムに関連付け、時々刻々と変化する利用者特性や、居住空間の実際の温度と検出温度との差などの各建物の特性に応じて温熱環境を変化させることを可能にしている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１に開示されている方法では、利用者が要望する温熱環境と設定温度をリアルタイムで関連付け、時々刻々と変化する利用者特性及び、温度センサの計測値と利用域の温度格差などの建物特性に応じて環境を変化させることが可能になっている。
【０００７】
ところで、オフィスのような空間では、同一の空間にもかかわらず利用形態や開口部の存在によって熱環境のむらがあり、そのむらを抑えるように空調機が運転される。
【０００８】
そのむらが極端に大きな場合として、例えば図８（ａ）に示すように冬場に窓側付近の空調機１ａが暖房を行う一方、室内側の空調機１ｂが冷房を行うような場合や、外気を取り込む空調機が暖房を行い、別の空調機が冷房を行う場合などがある。
【０００９】
このような場合、冷やされた空気と暖められた空気が混合して熱損失が生じるだけでなく、夫々の空間の温度差（図８（ａ）の場合、例えば暖房側２６℃、冷房側が２４℃）が誘引となって、空気の混合が矢印Ｙに示すように促進され混合損失が生じることがあった。尚図Ｘで示す空調機１ａ，１ｂは室外機１０と、室内機１１とで構成される。
【００１０】
これらの対策として図８（ｂ）に示すように暖房する空調機１ａの設定温度が、例えば２２℃であれば、冷房する空調機１ｂの設定温度を例えば２６℃として暖房の設定温度より低くしない方法がある。この場合空気は暖かい方から矢印Ｙで示すように冷たい方に流れるため、自然発生する熱を冷房で冷やすのではなく暖房で暖めることで、冷房から暖房に熱を運ぶ混合利得が生じ、省エネルギとなるいう利点がある。この方法を取り入れた制御方式が提案されている(例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−２０５２０２号公報
【特許文献２】特開平８−６１７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１に開示されているシステムのように利用者の要望申告を用いて温度設定を行う場合、同一空間に複数の空調機が設置されている場合であっても、各空調機毎の要望情報に基づいて夫々の設定温度を設定変更するため、場合によっては上述のような混合損失を生じるこが起きてしまうことがあった。また同一空間内に暑い場所と、寒い場所とが偏在するような場合、それぞれの空気を攪拌してやれば冷風や温風を使わずとも上述の混合利得を生じさせ均一の環境に保持することができるが、一時的でも不快な環境を生じかねないという課題があった。
【００１２】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、利用者の要望申告に基づく空調機の設定温度の変更を行う空調制御システムにおいて、同一空間に存在する空調機の同時稼動による混合損失を防ぐとともに、混合利得が期待できるように空調機を制御する空調制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、同一空間内に設置され、夫々に対応する空調環境を独立的に制御する複数の空調機と、前記各空調機の冷房・暖房の運転モードを取得する運転モード取得部と、前記空間内に存在する利用者から空調機毎に対する要望情報を取得する要望情報取得手段と、前記運転モード取得部で取得する運転モードと前記望情報取得手段で取得する空調機毎に対応する要望情報とに基づいて空調機の設定温度を制御方針として決定し、該制御方針による動作を当該空調機に指示する制御計画決定部とを備えた空調制御システムにおいて、前記制御計画決定部は、互いに隣接する前記空調環境を制御する空調機の運転モードが異なる場合、同一空間内に存在する全空調機に対する要望情報から優先する運転モードの空調機を決定し、優先されなかった空調機の設定温度を優先された空調機の設定温度より省エネルギ側に設定若しくは送風運転する制御方針を決定し、該制御方針による動作を当該空調機に指示する機能を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明によれば、同一空間に存在し、隣接する空調環境に対応した空調機が夫々冷房、暖房の異なる運転モードである場合であっても、全空調機に対応した利用者の要望情報に基づいて優先する運転モードを決定し、優先されなかった運転モードの空調機の設定温度を省エネルギ側に設定することで、冷房、暖房の同時稼動による混合損失を防ぎ、且つ混合利得が期待できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記優先する運転モードの決定に用いる要望情報の内、冷房を強める要求に比して暖房を強める要求を優先するように重み付けしていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明では、利用者の健康や生産性に影響しやすい寒い環境を解消できる暖房の比重を冷房に対して大きくすることができ、利用者の健康や生産性を考慮した空調環境を実現できる。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、外気温度を計測する温度センサを備え、該温度センサが計測する温度によって、前記重み付けの割合を変更することを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明では、季節を考慮した重み付けを行え、季節間での環境の変化に適温させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、同一空間に存在し、隣接する空調環境に対応した空調機が夫々冷房、暖房の異なる運転モードである場合であっても、全空調機に対応した利用者の要望情報に基づいて優先する運転モードを決定し、優先されなかった運転モードの空調機の設定温度を省エネルギ側に設定することで、冷房、暖房の同時稼動による混合損失を防ぎ、且つ混合利得が期待できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の一実施形態のシステムを示しており、本実施形態のシステムは空調システム（Ｉ）と、制御システム（II）とを備えて構成される。
【００２１】
空調システム（Ｉ）は、後述するように室内機１０と室外機１１とから構成され、それぞれの室内機１０を同一の空間に設置している複数のマルチ型の空調機１１…，１ｎと、各空調機１１…，１ｎに対応して設けられ夫々の運転制御を後述するサーバ５からの制御方針に基づいて行う空調制御装置２１…，２ｎとを備えて構成される。
【００２２】
制御システム（II）は、利用者が使用するＰＣ端末からなる要望入力装置４と、ＬＡＮ等のネットワーク３を介してこれら要望入力装置４との間に接続され、また制御用の信号線(或いはネットワーク３）等によって空調システム（Ｉ）の空調制御装置２１…，や各空調機１と接続されたサーバ５とで構成される。
【００２３】
図２（ａ）は本実施形態の設置例の平面図を示しており、図示するようにビルの空調対象となる空間たるフロアＦのエリアＡには、空調機１１…，１ｎの各室内機１０が設置され、窓際から室内側にかけて空調機１１…，１ｎの各室内機１０が順次並行配置され夫々に対応する空調環境を制御するようなっている。
【００２４】
またエリアＡに外気を温度調節して吹き出し器６０からに空調対象となる空間(室内）に取り込む外調機６ａ、６ｂが設置されている。
【００２５】
各室内機１０は設定温度と、吸い込み口に設けた温度センサの検知する温度が合致するように出力を制御する機能を備えている。
【００２６】
図２（ｂ）はビルの断面を示し、各階のフロアＦ１〜Ｆ４には図２（ａ）に示すように空調機１（１１…，１ｎ）の室内機１０，室外機１１が夫々設置され、空調機１（１１…，１ｎ）の室内機１０が各フロアＦ１〜Ｆ４毎に設けてある空調制御装置２（２１…，２ｎ）に接続され、空調制御装置２（２１…，２ｎ）は図２（ｂ）に示していないサーバ５に接続されている。
【００２７】
また各フロアーＦ１〜Ｆ４には夫々の空間で空調環境を享受する各利用者に対応して要望入力装置４を構成するＰＣ端末が設けられ、ネットワーク２を介してサーバ５に接続されている。
【００２８】
ここで制御システム(II)の要望入力装置４は、個々の利用者が使用するパーソナルコンピュータに要望入力用のアプリケーションソフトを搭載し、このアプリケーションソフトの実行で実現されるものであり、アプリケーションソフトが実行されると図３に示すようにモニタには「温度を上げてほしい」、「温度を下げてほしい」、「このままで良い」というように空調温度に対する要望と、利用者個人を特定するユニークな情報(氏名、メールアドレス等）と、要望対象となる空調機１の番号（空調番号）をサーバ５にアップロードするための申告用画面が表示され、キーボード操作やマウスのようなポインティングデバイスを操作することで利用者はこれらの情報をサーバ５へ送ることができるようなっている。尚機器番号及びユニークな情報は要望入力装置４毎にキャッシュされており、申告画面を表示すれば自動的に入力される。尚サーバ５側にＷｅｂサーバを搭載し、このＷｅｂサーバ上にある要望情報入力のＷｅｂページにＰＣ端末に搭載しているＷｅｂブラウザでアクセスして表示させるようにしても良い。
【００２９】
サーバ５は、上述のように要望入力装置４で入力される利用者の要望情報を、要望入力装置４からのアクセスによって取得する通信機能を備えた要望情報取得部５０と、この要望情報取得部５０で取得する要望情報を記憶する要望情報記憶部５１と、空調システム（Ｉ）の各空調機１において利用者が要望設定している冷房・暖房の運転モードを取得する運転モード取得部５２と、運転モード取得部５２が取得した要望内容と要望情報取得部５０で取得し要望情報記憶部５１で記憶している空調温度に対する利用者の要望情報から空調システム（Ｉ）の各空調機１１…，１ｎの空調制御方針を決定し、その決定内容に基づいて設定温度、後述する送風停止等の動作内容を、空調制御装置２１…，２ｎを通じて各別に空調機１１…，１ｎに設定させる指示データを生成する制御計画決定部５３とで構成される。
【００３０】
運転モード取得部５２は、空調制御装置２１…，２ｎからそれぞれに対応する空調機１ａ、１Ｂにおいて要望設定されている運転モード（暖房か冷房か）の情報を取得し、後述するように運転モードが混合しているか否かを判断し、その結果を制御計画決定部５３に渡すようになっている。
【００３１】
制御計画決定部５３は、要望情報記憶部５１で保持された要望情報に基づいて空調機１ａ，１ｂの室内機１０の現在の設定温度を要望方向に変更させる設定温度を導出する合意形成処理機能を基本機能として有する。つまり、制御計画決定部５３は、要望情報記憶部５１から所定時間間隔で要望情報を取り込み、後述する制御有効データとして加工した上で合意形成を行うようになっている。
【００３２】
要望情報記憶部５１には図４（ａ）に示すように任意の時刻に各要望入力装置４（図ではＡ〜Ｄとして区別）から入力された要望（図では”１”が「温度を上げたい」、”−１”が「温度を下げたい」、”０”が「このままで良い」の要望を示す）を記憶しており、この記憶されている要望情報を制御計画決定部５３で同図（ｂ）に示すように制御有効データとして加工するのである。
【００３３】
この場合、要望情報は入力されるたびに、新しい要望情報に更新されるが、最後に入力されてから一定時間（例えば１時間）経過するまでに新たな要望情報がなければ、一定時間経過時に制御計画決定部５３の制御の下でリセットされる。後述の合意形成で採用された場合にもリセットされる。また合意形成によって設定温度が変更され、この変更された温度に空調機１の吸い込み口の温度が達するまで若しくは変更から一定時間経過するまで新しい合意形成による設定温度の変更による制御を行わないようになっている。
【００３４】
さて、制御計画決定部５３の合意形成処理は所定時間間隔で行われるもので、上述のように入力された要望情報を入力時点から更新或いはリセットされるまで、例えば図４（ｂ）に示すように１分間隔で制御有効データとして加工し、合成形成処理の時点での各要望入力装置４の要望情報に対応した制御有効データ中、「温度を上げたい」要望数Ｕと、「温度を下げたい」要望数Ｄの比率及びその数に基づいて設定温度Ｔに所定変化量ΔＴを加えるか、引くかを判断し、現在の設定温度Ｔに所定変化量ΔＴを加えた若しくは差し引いた温度を新たな設定温度とし、この設定温度データを空調制御装置２１…，２ｎに送るのである。空調制御装置２１…．２ｎはこの設定温度に基づいて各空調機１の現在の設定温度を変更させるのである。
【００３５】
図５はこの合意形成処理における設定温度の決定するロジックの一例を示しており、この例ではＵ／Ｄの傾きが７／１３以下の場合には温度を下げる方向（▼）、Ｕ／Ｄの傾きが１３／７以上の場合には温度を上げる方向（▲）、１３／７〜７／１３の間は現在の温度を維持すると決定する。但し両方向の要望数が２以下の場合には、現在の温度を維持すると決定する。尚このロジックは一例であって、傾きの取り方は空調の目的に応じて設定できるものである。
【００３６】
しかして各空調機１１…，１ｎの室内機１０が制御する空調環境は、要望入力装置４による当該空調機に対する利用者の要望情報に基づく合意形成処理に基づいた設定温度で制御される。つまり要望情報で指定されている空調番号に対する要望内容に基づいて各空調環境のエリアに対応した空調機１１…，１ｎの室内機１０の設定温度の変更を行うようになっている。
【００３７】
また制御計画決定部５３は、他の機能として、同じ空間内において隣接する空調環境を制御する空調機１１…，１ｎで設定されている運転モードが暖房か冷房かの情報を、運転モード取得部５２を通じて取得し、この取得した情報と全空調機１１…，１ｂに対応した要望情報の内容とに基づいて優先する運転モードを後述するように決定する機能を備えている。
【００３８】
次に上述の優先する運転モードを決定する制御計画決定部５３の処理動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
まずシステムが稼動すると、サーバ５の制御計画決定部５３は、運転モード取得部５２を通じて各空調機１１…，１ｎの運転モードの情報を取得する（Ｓ１）。
【００４０】
この取得した情報が冷房の運転モードと、暖房の運転モードとが混在していることを示しているか否かをチェックし（Ｓ２）、混在を示している場合には現在の冷房側の設定温度と暖房側の設定温度を比較する（Ｓ３）。この比較で冷房側の設定温度が暖房側設定温度に比べて所定値分高い場合には優先モードとして暖房側と決定し(Ｓ４）、もし冷房側の設定温度が暖房側設定温度に比べて所定値分高くない場合には、要望情報記憶部５１から全空調機１１…，１ｎに対する要望情報を収集する(Ｓ５）。この収集した要望情報から「温度を上げたい」、「温度を下げたい」の要望数の比較から多い方の運転モードを優先する運転モードと決定する(Ｓ６）。
【００４１】
このステップＳ６で優先する運転モードを決定する際に、暖房側に在席する利用者の温度を上げたいといった申告に重み付けをしており、冷房側に在席する利用者の温度を下げたいといった申告の要望数が暖房側の上げたい要望数を上回っている数が基準数を越えているか否かをチェックして越えていな場合には、暖房側を優先するモードと決定する。
【００４２】
さて、運転モードが決定すると、Ｓ７〜Ｓ９のループにおいて、制御計画決定部５３は、各空調機１１…，１ｎの要望情報を収集してそれぞれに対する合意形成処理を行い、優先される運転モードの空調機側の設定温度を決定するとともに、優先されない運転モードの空調機側の設定温度を優先される運転モードの空調機側設定温度に対して省エネルギ側に設定するか若しくは、当該空調機の運転を送風運転とする制御方針を決定する処理を行う。
【００４３】
そして全ての空調機１１…，１ｎの制御方針の決定が終了すると、この決定した制御方針に基づく指示を夫々の空調機１１…，１ｎに対応する空調制御装置２１…，２ｎに送り、以後Ｓ１からＳ９までの処理を一定周期で繰り返するのである。
【００４４】
このようにして、本実施形態では、同一空間に設置され、制御する空調環境が隣接する空調機１１…，１ｎの運転モードが異なる場合には、利用者の要望に基づいて優先する運転モードを決定し、且つ優先されない運転モード側の空調機の設定温度を優先される運転モードの空調機の設定温度よりも省エネルギ側に設定するか若しくは送風運転させることで、二つの運転モードによる混合損失が生じるのを防ぐことができ、しかも利用者の要望に添った形で空調環境の制御が可能となる。
【００４５】
ところで、上述のように優先モード決定の際に冷房側の要望数が暖房側の要望数に対して基準数を越えなければ冷房側の運転モードを優先しないようにして暖房側に重み付けを行うことで、寒さによって利用者が風邪を引いたり、或いは生産性を低下するのを抑制することができるようにしているが、外気温を計測する温度センサ７を図７に示すように付設し、図６のＳ６のステップにおいて、温度センサ７の計測温度に応じて重み付けとなる基準数を変更するようにし、例えば外気温で季節を判断し、例えば外気温が低くなる真冬での重み付けの基準数を多くし、春や秋の季節の移行期等では真冬に比べて基準数を少なくするようにすれば、季節間の空調環境の変化に柔軟に対応できる。
【００４６】
また外気温度のほかに冬の窓からの放射熱を考慮した作用温度に基づいて重み付けを変更することも可能である。
【００４７】
更に一般的に窓側に在席する利用者の人数が少ないことが多いことから、室内側と窓側に在席する人数に応じて申告に対する重み付けを行うことで、エリア間の申告の重みに対する格差を是正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】一実施形態のシステム構成図である。
【図２】一実施形態の空調機の設置例図である。
【図３】一実施形態の要望入力装置の要望入力画面例図である。
【図４】一実施形態の合意形成処理に用いる要望情報の説明図である。
【図５】一実施形態の合意形成処理のロジック説明図である。
【図６】一実施形態の動作説明用フローチャートである。
【図７】一実施形態の別の例のシステム構成図である。
【図８】従来例の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
（Ｉ）  空調システム
１１…，１ｎ  空調機
２１…、２ｎ  空調制御装置
(II)  制御システム
３  ネットワーク
４  要望入力装置
５  サーバ
５０  要望情報取得部
５１  要望情報記憶部
５２  運転モード取得部
５３  制御計画決定部
【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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