(57)【要約】【課題】多大な手間およびコストを要することなく、空調のためのエネルギーを節約する。【解決手段】マンマシン９では、各室内の温度センサ７により検出された現在の温度値を入力し、この温度値が摂氏２２度未満である場合には設定温度値を摂氏２２度として、これをＤＤＣ８に出力する。現在の温度値が摂氏２６度を超える場合には、設定温度値を摂氏２６度として、これＤＤＣ８に出力する。現在の温度値が摂氏２２度から摂氏２６度の間にある場合には、設定温度値を、温度センサ７により検出された温度値として、これをＤＤＣ８に出力する。ＤＤＣ８では、マンマシン９からの設定温度値と現在の温度値との偏差に基づいて、冷水弁５または温水弁６の弁開度を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機と、
この空調機により空調が行われる室内の温度値を検出する温度値検出手段と、
この温度値検出手段により検出された温度値が、設定された温度値に一致するように前記空調機を制御する空調機制御手段と、
前記温度値検出手段により検出された温度値が予め定められた第１の温度値未満である場合には前記空調機制御手段の設定温度値をこの第１の温度値とし、前記検出された温度値が前記第１の温度値より大きい第２の温度値を超える場合には前記設定温度値をこの第２の温度値とし、前記検出された温度値が前記第１の温度値以上で、かつ前記第２の温度値以下である場合には前記設定温度値を前記検出された温度値とする設定温度値制御手段と
を備えたことを特徴とする空調機制御システム。
【請求項２】
前記空調機および温度値検出手段は複数の室内にそれぞれ設けられ、
前記空調機制御手段は前記各室内の空調機ごとに設けられ、
前記設定温度値制御手段は、前記複数の空調機に対して設けられた空調機制御手段とそれぞれ通信可能に接続され、当該各空調機制御手段の設定温度値をそれぞれ制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の空調機制御システム。
【請求項３】
空調機と、この空調機により空調が行われる室内の温度値を検出する温度値検出手段と、この温度値検出手段により検出された温度値が、設定された温度値に一致するように前記空調機を制御する空調機制御手段とを有する空調機制御システムで用いられる空調機制御方法であって、
前記温度値検出手段により検出された温度値が予め定められた第１の温度値未満である場合には前記空調機制御手段の設定温度値をこの第１の温度値とし、前記検出された温度値が前記第１の温度値より大きい第２の温度値を超える場合には前記設定温度値をこの第２の温度値とし、前記検出された温度値が前記第１の温度値以上で、かつ前記第２の温度値以下である場合には前記設定温度値を前記検出された温度値とする設定温度値制御ステップを有したことを特徴とする空調機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物内の空調機の制御を行なう空調機制御システムおよび空調機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物内の空調制御はＤＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ダイレクトディジタルコントローラ）などに組み込まれたプログラムや、電気式・電子式調節器等により、複数の室内にそれぞれ設置された空調機に対してなされている。建物が大規模ビルである場合には、数十台〜数百台の空調機制御装置（ＤＤＣ等）が建物内の各所に分散設置されている（例えば特許文献１参照）。それぞれの空調機制御装置の制御目標値となる設定温度値は、監視室などでＣＲＴ画面などの監視画面を介して管理者が入力し、各空調機制御装置に伝送等により入力される方式が一般的である。ビルで多く用いられている４管式の空調機では、室内の気温が設定温度値に一致するように空調機による冷房動作および暖房動作の何れかが自動的になされる。
【特許文献１】特開平９−２９６９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし中間期、つまり夏季および冬季以外の季節では、空調機による送風運転だけで室内の気温をほぼ適温に保てる場合が多いにも関わらず、前述した空調機制御装置では、室内の気温を夏季用の設定温度値（例えば摂氏２６度）または冬季用の設定温度値（例えば摂氏２２度）に追従させようとして暖房動作または冷房動作を行なうように空調機を制御してしまうので、無駄なエネルギーを消費していた。
【０００４】
例えば夏季から設定温度値を摂氏２６度として空調機を運用している場合で、この設定温度値を維持したまま秋季となると、室内を冷房しなくても室内気温が摂氏２６度未満に下がることがあっても、４管式空調機では、室内の気温が設定温度値より低い場合には、室内の気温が設定温度値と同じになるように暖房動作がなされてしまう。
【０００５】
この暖房動作が温水弁からの温水の出力にともなってなされる場合では、不要な暖房動作を防ぐために温水弁を機械的に閉止させておくことが考えられるが、冬季になると気温がさらに低下するため暖房動作が必要となる。よって、設定温度値を冬季用の温度値に変更した上で、温水弁から再び温水が出るように操作する必要がある。
【０００６】
この問題を回避するために、１点である設定温度値を、夏季用の設定温度値（例えば摂氏２６度）と冬季用の設定温度値（摂氏２２度）の２点とし、室温が両者の設定温度値の間にある場合には冷水弁と温水弁をともに閉止する制御（ゼロエナジーバンド制御）が従来から用いられている。
【０００７】
しかし、このゼロエナジーバンド制御はＤＤＣを用いてそれぞれの空調機に対して行なう必要があるため、ビル内の各所に分散設置されたＤＤＣのハード構成を、冷水弁と温水弁の閉止制御を行なえるように改造する必要がある。よって、大掛かりな作業が必要となる上、コストが多大となる。また、現在の空調機制御用の機器がアナログ式の制御機器である場合には、これを改修工事によってＤＤＣに更新する必要がある。よって手間およびコストがさらに多大となる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、多大な手間およびコストを要することなく、空調のためのエネルギーを節約することが可能になる空調機制御システムおよび空調機方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明に係わる空調機制御システムは、空調機と、この空調機により空調が行われる室内の温度値を検出する温度値検出手段と、この温度値検出手段により検出された温度値が、設定された温度値に一致するように前記空調機を制御する空調機制御手段と、前記温度値検出手段により検出された温度値が予め定められた第１の温度値未満である場合には前記空調機制御手段の設定温度値をこの第１の温度値とし、前記検出された温度値が前記第１の温度値より大きい第２の温度値を超える場合には前記設定温度値をこの第２の温度値とし、前記検出された温度値が前記第１の温度値以上で、かつ前記第２の温度値以下である場合には前記設定温度値を前記検出された温度値とする設定温度値制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる空調機制御システムでは、温度値検出手段により検出された温度値が予め定められた第１の温度値と第２の温度値の間にあると判別された場合には、空調機制御手段の設定温度値を温度値検出手段により検出された温度値とする。つまり、温度値検出手段により検出した温度値と設定温度値が同じとなるので、空調機制御手段は空調機による冷房運転および暖房運転の制御を行なわなくなる。よって、空調機制御装置のハード構成を変更せずとも、従来知られているゼロエネジーバンド制御と同様の制御を行なうことができるので、多大な手間とコストを要することなく、空調にかかるエネルギーを節約することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面により本発明の実施形態について説明する。  
図１は、本発明の実施形態にしたがった空調機制御システムの構成例を示すブロック図である。  
この空調機制御システムは、ビルなどの、空調機が設置される建物で用いられるシステムであり、ビル内の部屋１１，１２などの複数の室内に４管式空調機本体１がそれぞれ設置される。
【００１２】
空調機本体１は、冷却コイル（Ｃ／Ｃ）２、加熱コイル（Ｈ／Ｃ）３および送風機４を備える。冷却コイル（Ｃ／Ｃ）２は冷水弁５と接続され、加熱コイル（Ｈ／Ｃ）３は温水弁６と接続される。
【００１３】
また、ビル内の各室内には室内温度センサ（ＴＥ）７がそれぞれ設けられており、この温度センサ７、冷水弁５、温水弁６、および空調機本体１内の送風機４は、ＤＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ダイレクトディジタルコントローラ）８とそれぞれ接続される。ＤＤＣ８は、各室内の空調機本体１ごとに設けられ、この空調機本体１を制御する。つまり、ＤＤＣ８は、送風機４を駆動制御するとともに、現在の温度値、つまり温度センサ７により検出した温度値（室温）と、予め設定された１点の設定温度値（目標温度値）との偏差に基づいて、温度センサ７により検出した温度値が設定温度値に一致するように冷水弁５、温水弁６の弁開度を制御して、冷却コイル（Ｃ／Ｃ）２への冷水の供給量、および加熱コイル（Ｈ／Ｃ）３への温水の供給量を調整する。例えば、温度センサ７により検出した温度値が設定温度値より低い場合には、温水弁６の弁開度を制御し、温度センサ７により検出した温度値が設定温度値より高い場合には、冷水弁５の弁開度を制御する。
【００１４】
また、前述のように複数の室内の空調機本体１に対して設けられたＤＤＣ８は伝送路１０を介してマンマシン９と通信可能に接続される。マンマシン９は、例えばビルの監視室に設置されており、各室内のＤＤＣ８に対応する設定温度値の計算をそれぞれ行ない、また、設定温度値および各室内の温度センサ７により検出された温度値などのモニタ表示を行なう。
【００１５】
マンマシン９は、温度センサ７により検出された温度値に基づいて、この温度センサ７が設けられる室内の設定温度値を計算し、これを伝送路１０を介してＤＤＣ８に出力する。ＤＤＣ８では、マンマシン９により出力された設定温度値を取得し、これに基づいて前述した冷水弁５、温水弁６の弁開度の制御を行なう。
【００１６】
図２は、図１に示したＤＤＣ８の構成例を示すブロック図である。  
図２に示すようにＤＤＣ８は制御部８１、入出力インタフェース８２および設定温度値メモリ８３を設けており、制御部８１は、温度センサ７から入出力インタフェース８２を介して入力した温度値の情報をマンマシン９に出力し、また、マンマシン９からの設定温度値を入出力インタフェース８２を介して入力し、この設定温度値と温度センサ７からの温度値との偏差に基づいて、前述した弁開度を制御するための信号を冷水弁５、温水弁６に出力する。設定温度値メモリ８３は、設定温度値のデータを記憶する。設定温度値メモリ８３に記憶されるデータは、マンマシン９により計算された設定温度値の情報が入出力インタフェース８２を介して入力されるたびに制御部８１による制御にしたがって上書き更新される。
【００１７】
次に、前述した空調機制御システムによる空調機制御の手順について図３に示すフローチャートを参照して説明する。この空調機制御システムは、従来から用いられている、２値の設定温度値に基づいてなされるゼロエナジーバンド制御と異なり、システムの上位側１ケ所に設置された機器であるマンマシン９に１値の設定温度値を計算するためのプログラムを組み込んだ上で、各室内の空調機本体１に対応して設けられたＤＤＣ８では、マンマシン９からの設定温度値を入力して、これを冷水弁５および温水弁６の弁開度制御のための設定温度値とする。
【００１８】
まず、現在の温度値、つまり温度センサ７により検出された温度値が、ＤＤＣ８および伝送路１０を介してマンマシン９により取得される（ステップＳ１）。そして、マンマシン９では、予め定められた時間間隔で、ステップＳ１の処理により取得した温度値が摂氏２２度以上であるか否かを判別する（ステップＳ２）。
【００１９】
ステップＳ２による判別の結果、現在の温度値が摂氏２２度未満であると判別された場合（ステップＳ２のＮＯ）には、設定温度値を摂氏２２度として、この値を伝送路１０を介してＤＤＣ８に出力する（ステップＳ３，Ｓ７）。
【００２０】
ステップＳ２による判別の結果、現在の温度値が摂氏２２度以上であると判別された場合（ステップＳ２のＹＥＳ）には、ステップＳ１の処理により取得した温度値が摂氏２６度以下であるか否かを判別する（ステップＳ４）。
【００２１】
ステップＳ４による判別の結果、現在の温度値が摂氏２６度を超えると判別された場合（ステップＳ４のＮＯ）には、設定温度値を摂氏２６度として、この値を伝送路１０を介してＤＤＣ８に出力する（ステップＳ５，Ｓ７）。
【００２２】
ステップＳ４による判別の結果、現在の温度値が摂氏２６度以下であると判別された場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、つまり、ステップＳ１の処理により取得した温度値が摂氏２２度と摂氏２６度の間である場合には、設定温度値をステップＳ１の処理により取得した温度値として、この値を伝送路１０を介してＤＤＣ８に出力する（ステップＳ６，Ｓ７）。
【００２３】
ＤＤＣ８では、ステップＳ７の処理によりマンマシン９から出力された設定温度値を入力し、この値を新たな設定温度値のデータとして、設定温度値メモリ８３に記憶されたデータを上書き更新する。つまり、ＤＤＣ８では、ステップＳ３の処理により設定温度値が摂氏２２度と計算され、これがマンマシン９から入力された場合には、設定温度値メモリ８３に記憶されるデータを摂氏２２度として、ステップＳ５の処理により設定温度値が摂氏２６度と計算され、これがマンマシン９から入力された場合には、設定温度値メモリ８３に記憶されるデータを摂氏２６度とする。
【００２４】
ＤＤＣ８の制御部８１では、設定温度値メモリ８３に記憶された設定温度値と、温度センサ７により検出された温度値との偏差の正負および大小に基づいて、冷水弁５または温水弁６の弁開度を例えばＰＩＤ（比例・積分・微分）などを用いて計算し、冷水弁５または温水弁６の弁開度を制御する。この弁開度の制御の結果、温度センサ７により検出された温度値と設定温度値８３に記憶される設定温度値の偏差が０となれば、制御部８１により計算される冷水弁５および温水弁６の弁開度は０となる。
【００２５】
ステップＳ６の処理により、温度センサ７によって検出された温度値が設定温度値としてマンマシン９からＤＤＣ８に入力された場合には、このＤＤＣ８と接続される温度センサ７によって検出された温度値と設定温度値メモリ８３に記憶される設定温度値との偏差が０となるので、制御部８１により計算される弁開度は０となる（図４参照）。つまり冷水弁５および温水弁６が全閉されるので、空調機本体１による冷房および暖房動作はなされず、送風機４のみが動作する。
【００２６】
つまり、温度センサ７により検出された温度値である現在の温度値が、予め定められた上限値（摂氏２６度）および下限値（摂氏２２度）の間であれば、冷房運転および暖房運転に代えて、送風機４のみの運転である送風運転がなされることになるので、冷水弁５および温水弁６を動作させるためのエネルギーが不要となる。よって、室内の空調のためのエネルギーを節約することができる。
【００２７】
また、ビル内の複数の室内に空調機本体１がそれぞれ設置されている場合でも、それぞれの室内に適した設定温度値を計算することができるのはもちろんである。具体的には、それぞれのＤＤＣ８は、温度センサ７により検出された温度値を取得すると、この温度値の情報に対し、制御対象の空調機本体１に個別に付与された識別情報（例えば“Ｌ１”など）を付加して、このデータを伝送路１０を介してマンマシン９に出力する。
【００２８】
そして、マンマシン９では、ＤＤＣ８から入力したデータに含まれる識別情報を図示しないメモリに保持しておき、前述のように計算した設定温度値のデータに、前記保持した識別情報を付加して伝送路１０に出力する。各室内のＤＤＣ８では、伝送路１０に出力されたデータのうち、制御対象の空調機本体１に対応する識別情報が付加されたデータのみを入力し、この入力したデータに含まれる設定温度値を設定温度値メモリ８３に記憶させる。これにより、ビル内のそれぞれの室内に適した温度制御が可能になる。
【００２９】
図５は、年間の各季節における、冷房および暖房運転を行なわない場合の、室内の平均温度値の変化の一例のグラフを示す図である。  
図５に示すように、春季や秋季では、平均的な温度が快適許容範囲（ここでは摂氏２２度から２６度の間）にあり、冷房および暖房運転を行なわずとも送風運転を行なって現在の温度を維持するだけで室内の快適さは保たれる。つまり、本発明の実施形態にしたがった空調機制御システムは、春季や秋季における空調にかかるエネルギーの節約に特に有効である。
【００３０】
既存の１値のみの設定温度値に基づいた温度制御を行なうシステムを、２値の設定温度値に基づいたゼロエナジーバンド制御を実行させるシステムとする為には、冷水弁５および温水弁６の閉止制御を行なうために制御ロジックおよびハード構成を大幅に変更する必要があり、そのための手間やコストが多大となるが、本実施形態にしたがった空調機制御システムでは、既存の１値のみの設定温度値にしたがって制御を行なうシステムと、そのハード構成は同様であり、マンマシン９およびＤＤＣ８に組み込まれるプログラムが異なるだけである。よって、前述したゼロエナジーバンド制御と同様の制御を行なうシステムを構成するためのコストが大幅に低くなる。
【００３１】
また、従来のゼロエナジーバンド制御を行なうシステムを用いなくともよいので、空調機制御用の機器がアナログ式の制御機器である場合でも、これを改修工事によってＤＤＣに更新する必要がなくなる。つまり、多大な手間やコストを要することなく空調のためのエネルギーを節約することができる。
【００３２】
また、前述のように空調機１を制御する装置（ＤＤＣ８）が複数設けられていても、それぞれの装置に対応する設定温度値をマンマシン９により計算できるので、空調を行なう部屋が多く存在する大規模ビルの省エネ方法として非常に有効である。
【００３３】
なお、この空調機制御システムによる設定温度値を計算するためのプログラムは、前述したように既設のマンマシン自体に組み込んで実行する形態としてもよいし、既設のマンマシンにオープンプロトコル等を使ってパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を別途接続し、このＰＣに対してプログラムを組み込んで実行する形態としてもよい。
【００３４】
以上説明した実施形態では、温度センサ７で検出した温度値が予め定められた範囲にある場合に、温度センサ７により検出された温度値を設定温度値としたが、これに限らず、例えばＰＭＶ（Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  Ｍｅａｎ  Ｖｏｔｅ：予測平均申告）または不快指数などの値が所定の範囲にあるか否かをマンマシン９により判別して、この値が所定の範囲内にある場合に、温度センサ７により検出した温度値を設定温度値としてＤＤＣ８に出力するようにしてもよい。
【００３５】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態にしたがった空調機制御システムの構成例を示すブロック図。
【図２】図１に示した空調機制御システムのＤＤＣの構成例を示す図。
【図３】図１に示した空調機制御システムによる空調機制御の手順を示すフローチャート。
【図４】図１に示したＤＤＣによる、冷水弁および温水弁の弁開度および温度値との関係をグラフで示した図。
【図５】年間の各季節における、冷房および暖房運転を行なわない場合の、室内の平均温度値の変化の一例をグラフで示した図。
【符号の説明】
【００３７】
１…４管式空調機本体、２…冷却コイル（Ｃ／Ｃ）、３…加熱コイル（Ｈ／Ｃ）、４…送風機、５…冷水弁、６…温水弁、７…室内温度センサ（ＴＥ）、８…ＤＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ダイレクトディジタルコントローラ）、９…マンマシン、１０…伝送路。
【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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