(57)【要約】【課題】利用者の要望に基づく目標温度を設定して快適性を維持しながら、省エネルギー化を可能にした空調制御システムを提供する。【解決手段】省エネルギー目標監視装置５は、省エネ目標達成度ΔΦを算出し、サーバ装置４は、入力装置３から利用者の要望を取得する要望情報取得手段４１と、消費エネルギーを増加させる要望情報Ｉｎｆと第１の基準値Ｋ１とを比較することで消費エネルギーを増加させる方向へ目標温度Ｔｏを変化させ、消費エネルギーを低減させる要望情報Ｉｎｆと第２の基準値Ｋ２とを比較することで消費エネルギーを低減させる方向へ目標温度Ｔｏを変化させ、第１，第２の基準値Ｋ１，Ｋ２を省エネ目標達成度ΔΦに基づいて変化させる制御計画立案手段４３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調対象の空間の温度を変動させる空調設備装置と、目標温度に基づいて空調設備装置の動作を制御する空調制御装置と、空調制御装置に目標温度を設定する中央制御装置と、前記空間に存在する利用者から空間の温度に対する要望を入力する入力装置と、空調設備装置のエネルギー消費を監視する省エネルギー目標監視装置とを備え、
省エネルギー目標監視装置は、空調設備装置の消費エネルギーを低減する省エネルギー目標値を設定する目標値設定手段と、空調設備装置の消費エネルギーを測定するエネルギー監視手段と、省エネルギー目標値と消費エネルギーの測定値とに基づいて省エネルギーの目標達成度を算出する目標達成度算出手段とを備え、
中央制御装置は、入力装置から利用者の要望を取得する要望情報取得手段と、消費エネルギーを増加させる要望情報の率と第１の基準値とを比較することで消費エネルギーを増加させる方向へ目標温度を変化させ、消費エネルギーを低減させる要望情報の率と第２の基準値とを比較することで消費エネルギーを低減させる方向へ目標温度を変化させ、第１，第２の基準値を前記省エネルギーの目標達成度に基づいて変化させる制御計画立案手段とを備える
ことを特徴とする空調制御システム。
【請求項２】
前記制御計画立案手段は、第１，第２の基準値を、前記省エネルギーの目標達成度と、目標温度または外気温とに基づいて変化させ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】
前記中央制御装置は、前記制御計画立案手段が次回の運転開始時に前記空調制御装置に設定する目標温度である開始温度を、前記省エネルギーの目標達成度に基づいて決定する開始温度決定手段を備えることを特徴とする請求項１または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、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 ManagementSystem）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）。
【特許文献１】特開２００４−２０５２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のように、利用者の要望に基づいて目標温度を設定するシステムでは、利用者が省エネルギーに対する意識を持っていなければ、消費エネルギーの増大を気にすることなく温熱環境が制御されてしまい、省エネルギー化を図ることが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、利用者の要望に基づく目標温度を設定して快適性を維持しながら、省エネルギー化を可能にした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】
【０００８】
請求項１の発明は、空調対象の空間の温度を変動させる空調設備装置と、目標温度に基づいて空調設備装置の動作を制御する空調制御装置と、空調制御装置に目標温度を設定する中央制御装置と、前記空間に存在する利用者から空間の温度に対する要望を入力する入力装置と、空調設備装置のエネルギー消費を監視する省エネルギー目標監視装置とを備え、省エネルギー目標監視装置は、空調設備装置の消費エネルギーを低減する省エネルギー目標値を設定する目標値設定手段と、空調設備装置の消費エネルギーを測定するエネルギー監視手段と、省エネルギー目標値と消費エネルギーの測定値とに基づいて省エネルギーの目標達成度を算出する目標達成度算出手段とを備え、中央制御装置は、入力装置から利用者の要望を取得する要望情報取得手段と、消費エネルギーを増加させる要望情報の率と第１の基準値とを比較することで消費エネルギーを増加させる方向へ目標温度を変化させ、消費エネルギーを低減させる要望情報の率と第２の基準値とを比較することで消費エネルギーを低減させる方向へ目標温度を変化させ、第１，第２の基準値を前記省エネルギーの目標達成度に基づいて変化させる制御計画立案手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、利用者の要望に基づく目標温度を設定して快適性を維持しながら、目標温度の設定に用いる第１，第２の基準値を省エネルギーの目標達成度に基づいて設定することで、省エネルギーを考慮しながら制御計画を修正して目標温度が設定されるので、快適性と省エネルギー化の両立が可能となる。すなわち、利用者の要望に基づく目標温度を設定して快適性を維持しながら、省エネルギー化が可能になる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記制御計画立案手段は、第１，第２の基準値を、前記省エネルギーの目標達成度と、目標温度または外気温とに基づいて変化させることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、消費エネルギーが大きい場合に、省エネルギー方向への制御を行いやすくすることで、効率よく省エネルギーの目標達成度を向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記中央制御装置は、前記制御計画立案手段が次回の運転開始時に前記空調制御装置に設定する目標温度である開始温度を、前記省エネルギーの目標達成度に基づいて決定する開始温度決定手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、効率よく省エネルギーの目標達成度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明では、利用者の要望に基づく目標温度を設定して快適性を維持しながら、省エネルギー化を可能にするという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（実施形態）
図１は、本実施形態の空調制御システムの構成を示しており、１乃至複数の利用者が存在し、本システムによって温熱環境を構築する空間（例えば建物内のフロア、各部屋、或いは広域な公共エリア）Ａに設置される空調設備装置１及び空調制御装置２と、空間Ａ内の各利用者が空間Ａの温度に対する要望情報Ｉｎｆを入力する通信ネットワークＮＴ（イーサネット（登録商標）等）上の個人用パソコン端末からなる複数の入力装置３と、各入力装置３に通信ネットワークＮＴを介して接続し、各利用者が入力した要望情報Ｉｎｆに基づいて空間Ａの目標温度Ｔｏを設定する中央制御装置（以降、サーバ装置と称す）４と、空調設備装置１のエネルギー消費を監視する省エネ目標監視装置５とで構成される。
【００１７】
サーバ装置４は、入力装置３から通信ネットワークＮＴを介して要望情報Ｉｎｆを取得する要望情報取得手段４１と、要望情報Ｉｎｆを集計して、該集計内容と判断基準のデータベース４２に登録してある判断基準とに基づき、空間Ａの目標温度Ｔｏを導出し、空調制御装置２へ通信ネットワークＮＴを介して渡す制御計画立案手段４３と、要望情報Ｉｎｆ、目標温度Ｔｏ等の履歴を格納する履歴記憶手段４４と、制御計画立案手段４３が次回の運転開始時に空調制御装置２に設定する目標温度である開始温度Ｔｓを決定する開始温度決定手段４５とで構成される。
【００１８】
また、省エネ目標監視装置５は、空調設備装置１の消費エネルギーを低減する省エネルギー目標値Φ１を設定する省エネ目標設定手段５２と、空調設備装置１の消費エネルギーＥを測定するエネルギー監視手段５３と、省エネルギー目標値Φ１と消費エネルギーＥの測定値とに基づいて省エネルギーの目標達成度ΔΦを算出する省エネ目標達成度算出手段５１とで構成される。
【００１９】
本実施形態のシステムに用いる空調設備装置１は、図２（ａ）に示すように冷凍機（冷却塔）或いはボイラからなる熱源（図示せず）から冷温水の形態で空調機器室１００内に設置した空調機１０１と、空間Ａ内に配設したダクト１０２と、吹出口１０４とからなる空調設備で構成され、空調機１０１内で空気の加熱、冷却（空気との熱交換）を行い、この熱交換された空気を、ダクト１０２を通じて環境制御対象のフロアたる空間Ａに設けられた十数カ所の吹出口１０４から空間Ａ内に給気するようになっている。還気については空間Ａの中央通路より空調機器室１００に向け破線で示す還気経路１０５を確保し、同時に外気を混合し、空気調和を実施する空調設備を用いている。この空調設備では、空調機１０１が給気温度を変更し、室内温度を制御するようになっている。
【００２０】
ここで本実施形態の温熱環境制御対象の空間Ａは、例えばオフィスのフロアであり、この空間Ａには図２（ｂ）に示すように机１０６が多数配置され、これら各机が個人個人により使用されるようなっている。このような空間Ａにおいて、温熱環境を享受する利用者使用の机上のパーソナルコンピュータたる入力装置３は、サーバ装置４内の図示しないＷＥＢサーバにアクセスし、環境情報を入力するためのコンテンツを当該ＷＥＢサーバから取得することで、要望情報入力手段３１を実現している。図示例では全ての入力装置３は通信ネットワークＮＴを介して、サーバ装置４との交信可能なシステムが構築されているものとし、サーバ装置４と入力装置３との間で、要望情報入力手段３１を実現する一般的なブラウザソフトが稼動する。各入力装置３は、環境情報を入力する際に対象となる空調設備装置１の空調番号（当該空調設備装置１の空調エリアを特定する番号）とユニークな識別情報（例えば、個人名もしくはメールアドレス等）が入力され、環境情報Ｉｎｆは、該ユニークな識別情報および空調番号とともにサーバ装置４に引き渡される。
【００２１】
サーバ装置４は本実施形態のシステムの中枢を構成するものであり、データ取得のタイミング等を有し、各入力装置３が起動して環境情報を入力するためのコンテンツが自動的に立ち上がると、この立ち上がりに対応して当該入力装置３に対して、必要なデータを提供する機能を備えている。
【００２２】
つまり環境情報を入力するためのコンテンツは入力装置３が起動すると自動的に立ち上がる設定となっており、立ち上がりと同時にサーバ装置４に対して入力装置３はアクセスを行い、自身の起動を示す信号（識別情報）を送るとともに、質問形式のフォーマットなど必要な情報をサーバ装置４側から取得する。なお、入力装置３が自身の起動を示す信号をサーバ装置４へ送信する構成は、上記構成に限定されるものではない。
【００２３】
図３は入力装置３の起動後のモニタ画面を示しており、当該入力装置３の利用者が現在の空間Ａの温度に対する要望を示す要望情報Ｉｎｆを入力する画面であって、「温度を上げてほしい」、「温度を下げてほしい」という温度への要望を各々選択して入力する画面であって、該当する要望に対応するチェック欄Ｃ１，Ｃ２をマウス等のポインティングデバイスを用いてチェックし、送信釦Ｂ１をクリック操作することにより、その時点での特定の利用者の要望情報Ｉｎｆが自己の識別情報、空調番号とともにサーバ装置４へアップロードされる。また、この要望情報Ｉｎｆを入力する画面は、入力装置３の起動時だけでなく、利用者の操作またはサーバ装置４からの指示によって、任意のタイミングで入力装置３に当該画面を表示させることができる。
【００２４】
要望情報取得手段４１は、利用者が使用する各自の入力装置３にインストールされたブラウザソフトクライアントソフトを利用して、当該サーバ装置４側へ送信された要望情報Ｉｎｆを収集して、履歴記憶手段４４に書き込む処理を行う。利用者の入力装置３から通信ネットワークＮＴを通じて送信される情報については、発信された入力装置３の識別情報から、どの利用者が、何時、空間Ａのどの位置において発信したものかを外部記憶装置に格納している個人情報及び識別情報並びに識別情報に対応付けてある入力装置３の配置情報とに基づいて特定するようになっており、上述の要望情報Ｉｎｆと識別情報および空調番号とを対応付けて履歴記憶手段４４に格納される。
【００２５】
このようにして入力装置３から収集された要望情報Ｉｎｆに対して、サーバ装置４の制御計画立案手段４３は、履歴記憶手段４４内に格納されている要望情報Ｉｎｆと、データベース４２内に格納されている判断基準ルールとを読み出し、「温度を上げてほしい」、「温度を下げてほしい」という相反する二つの要望情報数の利用者総数に対する割合（要望率）を算出し、この要望率の割合を判断基準ルールに照らし合わせる合意形成ロジックによって目標温度Ｔｏを決定する。ここで、空調設備装置１は空間Ａを冷房しており、「温度を上げてほしい」という要望は消費エネルギーを低減させる要望情報であり、「温度を下げてほしい」という要望は消費エネルギーを増加させる要望情報である。なお、利用者総数は、起動している入力装置３の台数や、図示しない入退室管理装置によってカウントされた空間Ａ内の利用者の人数によって求められる。
【００２６】
データベース４２内に格納されている判断基準ルールは、図４に示すように、縦軸に「温度を上げてほしい」とする要望率を、横軸に「温度を下げてほしい」とする要望率をとり、両方の要望率１００％の点を結ぶ線と、「温度を上げてほしい」が６５％、「温度を下げてほしい」が３５％の点から０点を結ぶ線と「温度を下げたい」が０％の縦軸とで囲まれた領域を目標温度上昇領域「▲」とし、両方の要望率１００％の点を結ぶ線と、「温度を上げてほしい」が３５％、「温度を下げてほしい」が６５％の点から０点を結ぶ線と、「温度を上げてほしい」が０％の横軸とで囲まれた領域を目標温度下降領域「▼」とし、これら目標温度上昇領域「▲」と目標温度下降領域「▼」とで挟まる領域を目標温度維持領域「■」と設定している。但し申告が少ない場合にはその環境に対して利用者が不満を持っていないものとして利用者総数に対して「温度を下げてほしい」要望率が第１の基準値Ｋ１以下、「温度を上げてほしい」要望率が第２の基準値Ｋ２以下の領域も目標温度維持領域「■」と設定している。この判断基準ルールにおいて、第１の基準値Ｋ１、第２の基準値Ｋ２は、後述する省エネ目標監視装置５による省エネ目標達成度ΔΦによって変化する。
【００２７】
制御計画立案手段４３は、省エネ目標監視装置５によるエネルギー消費の監視結果を用いて、上記判断基準ルールによる合意形成処理を行っており、具体的には図５のフローチャートに沿って処理を行う。まず、省エネ目標監視措置５において、省エネ目標設定手段５２は、本システムの管理者が設定した省エネルギーの目標値Φ１を読み込み（ステップＳ１）、エネルギー監視手段５３は、空調設備装置１から取得した実際の消費エネルギーＥを読み込む（ステップＳ２）。そして、省エネ目標達成度算出手段５１は、過去の同じ時期の実績から推定される所定期間（例えば、1ヶ月）の消費エネルギーＥｏと実際の消費エネルギーＥとから、省エネルギー度［Φ２＝（Ｅｏ―Ｅ）／Ｅｏ］を算出し（ステップＳ３）、次に省エネ目標達成度［ΔΦ＝Φ２−Φ１］を算出する（ステップＳ４）。
【００２８】
そして、サーバ装置４において、開始温度決定手段４５は、図６に示すように、算出した省エネ目標達成度ΔΦが高ければ、消費可能なエネルギーに余裕があると判断して、開始温度Ｔｓを快適方向（冷房時は温度を下げる方向）に設定し、省エネ目標達成度ΔΦが低ければ、消費可能なエネルギーに余裕がないと判断して、開始温度Ｔｓを省エネルギー方向（冷房時は温度を上げる方向）に設定する。そして、開始温度Ｔｓの情報を空調制御装置２へ送信し、空調制御装置２の目標温度Ｔｏとして開始温度Ｔｓを設定すると、空調制御装置２は、空間Ａ内の温度を測定する室温センサ２ａを備えており、室温センサ２ａが計測した温度計測データが、目標温度Ｔｏ＝Ｔｓに一致するように空調設備装置１を制御する（ステップＳ５）。したがって、開始温度Ｔｓの設定を省エネ目標達成度ΔΦに基づいて行うので、効率よく省エネ目標達成度ΔΦを向上させることができる。
【００２９】
次に、制御計画立案手段４３は、上記図４の判断基準ルールにおける第１の基準値Ｋ１、第２の基準値Ｋ２を、省エネ目標監視装置５が算出した省エネ目標達成度ΔΦによって設定する（ステップＳ６）。これは、図７（ａ）（ｂ）に示すように、省エネ目標達成度ΔΦが低ければ、消費エネルギーを増加させる要望情報の採用基準である第１の基準値Ｋ１を増大させ、消費エネルギーを低減させる要望情報の採用基準である第２の基準値Ｋ２を低減させて、省エネルギー方向への制御を行いやすくする。一方、省エネ目標達成度ΔΦが高ければ、消費エネルギーを増加させる要望情報の採用基準である第１の基準値Ｋ１を低減させ、消費エネルギーを低減させる要望情報の採用基準である第２の基準値Ｋ２を増大させて、快適方向への制御を行いやすくする。
【００３０】
そして、要望情報取得手段４１は、各入力装置３からの要望情報Ｉｎｆを履歴記憶手段４４に順次格納し（ステップＳ７）、制御計画立案手段４３は、利用者毎に最新の要望情報Ｉｎｆを履歴記憶手段４４から抽出して有効データとし（ステップＳ８）、これらの要望情報Ｉｎｆの有効データから要望率を算出して、上記図４の判断基準ルールの領域と要望率とに基づいた合意形成ロジックにより目標温度Ｔｏを決定する（ステップＳ９）。つまり、図４の判断基準ルールに上述の算出した要望率をプロットし、そのプロットする位置が■の範囲の場合には現在の目標温度Ｔｏを維持し、▼の場合には、現在の目標温度Ｔｏから所定値（例えばΔｔ＝０．５℃）下げた温度を新たな目標温度Ｔｏとし、▲の範囲内にあれば、現在の目標温度Ｔｏから所定値（例えばΔｔ＝０．５℃）上げた温度を新たな目標温度Ｔｏとする（ステップＳ１０）。この目標温度Ｔｏの導出後、制御計画立案手段４３は、空調の制御内容を入力装置３で表示するためのフィードバック情報を更新する（ステップＳ１１）。
【００３１】
このように、合意形成ロジックによって利用者の要望に基づく目標温度Ｔｏを設定して快適性を維持しながら、合意形成ロジックに用いる第１，第２の基準値Ｋ１，Ｋ２を省エネ目標達成度ΔΦに基づいて設定することで、省エネルギーを考慮しながら制御計画を修正して目標温度Ｔｏが設定されるので、快適性と省エネルギー化の両立が可能となる。
【００３２】
そして、新たな目標温度Ｔｏ（目標温度Ｔｏ＝目標温度Ｔｏ±Δｔ）は履歴記憶手段４４に格納されるとともに、目標温度Ｔｏの情報を空調制御装置２へ送信して、空調制御装置２に新しい目標温度Ｔｏを設定する処理を行い（ステップＳ１２）、この処理後ステップＳ１に戻って以後システムの運転が停止されるまで、上述の省エネ目標達成度ΔΦを用いた目標温度Ｔｏの合意形成処理を繰り返す（但し、ステップＳ５の開始温度Ｔｓの決定処理は省略される）。空調制御装置２は、室温センサ２ａが計測した温度計測データが、上記決定された目標温度Ｔｏに一致するように空調設備装置１を制御する。
【００３３】
また、図５中の破線に示すように、ステップＳ６における第１の基準値Ｋ１、第２の基準値Ｋ２の設定を、省エネ目標達成度ΔΦだけでなく、目標温度Ｔｏにも基づいて設定すれば、効率よく省エネ目標達成度ΔΦを向上させることができる。この場合、上記省エネ目標達成度ΔΦに基づく第１、第２の基準値Ｋ１，Ｋ２の設定処理に加えて、現在の目標温度Ｔｏが消費エネルギーの大きい値であれば、消費エネルギーを増加させる要望情報の採用基準である第１の基準値Ｋ１を増大させ、消費エネルギーを低減させる要望情報の採用基準である第２の基準値Ｋ２を低減させて、省エネルギー方向への制御を行いやすくする。また、この目標温度Ｔｏによる第１、第２の基準値Ｋ１，Ｋ２の設定処理は、目標温度Ｔｏの代わりに外気温度を用いても同様に構成できる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、空調設備装置１が空間Ａを冷房している場合について主に例示しているが、空調設備装置１が空間Ａを暖房する場合は、「温度を上げてほしい」という要望が消費エネルギーを増加させる要望情報Ｉｎｆとなり、「温度を下げてほしい」という要望が消費エネルギーを低減させる要望情報Ｉｎｆとなり、冷房時と同様に処理できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態の空調制御システムの構成を示す図である。
【図２】同上の空調制御対象の空間を示す図であって、（ａ）は空間における空調設備の配置例図、（ｂ）は空間における入力装置及びサーバ装置の配置例図である。
【図３】同上の入力装置のモニタ画面を示す図である。
【図４】同上の判断基準ルールを示す図である。
【図５】同上の空調制御処理のフローチャートを示す図である。
【図６】同上の開始温度の設定処理を示す図である。
【図７】（ａ）（ｂ）同上の第１，第２の基準値の設定処理を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  空調設備装置
２  空調制御装置
３  入力装置
４  サーバ装置
４１  要望情報取得手段
４３  制御計画立案手段
４５  開始温度決定手段
５  省エネルギー目標監視装置
５１  省エネ目標達成度算出手段
５２  省エネ目標設定手段
５３  エネルギー監視手段
Ａ  空間
ＮＴ  通信ネットワーク
【図１】
2008241161.tif 000003
【図２】
2008241161.tif 000004
【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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