(57)【要約】【課題】安定した空調制御を行うことができる空調制御装置、空調制御方法及びコンピュータプログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の空調制御装置は、建物内に設けられた複数の吹出口から所定の温度の空気を給気する空調機を制御する空調制御装置であって、記憶部と、選択部と、空調制御部と、を持つ。記憶部は、前記吹出口毎に設けられている、風量を調節可能な開閉弁それぞれの制御量の組み合わせ毎に、当該制御量の組み合わせにおける前記吹出口それぞれの風量を対応付けて記憶する。選択部は、前記記憶部に記憶されている前記風量、目標温度とに基づいて、前記開閉弁それぞれの制御量を選択する。空調制御部は、選択された前記開閉弁の制御量の組み合わせに基づいて前記開閉弁の制御量を制御する。【選択図】図２
2016061447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内に設けられた複数の吹出口から所定の温度の空気を給気する空調機を制御する空調制御装置であって、
前記吹出口毎に設けられている、風量を調節可能な開閉弁それぞれの制御量の組み合わせ毎に、当該制御量の組み合わせにおける前記吹出口それぞれの風量を対応付けて記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記風量と、目標温度とに基づいて、前記開閉弁それぞれの制御量を選択する選択部と、
選択された前記開閉弁の制御量の組み合わせに基づいて前記開閉弁の制御量を制御する空調制御部と、
を備える空調制御装置。
【請求項２】
前記開閉弁の制御量の組み合わせ毎に、前記吹出口それぞれの風量を事前に取得し、前記記憶部に記憶させる取得部をさらに備える、請求項１に記載の空調制御装置。
【請求項３】
前記吹出口それぞれから吹出す風量の組み合わせ毎に、当該吹出す風量の組み合わせにおける前記建物内の空間を分割した分割空間毎の温度の時間変化を対応付けて記憶する温度変化記憶部と、
前記温度変化記憶部に記憶されている分割空間毎の温度の時間変化の情報と、目標温度とに基づいて、前記温度変化記憶部に記憶されている前記吹出口それぞれから吹出す風量の組み合わせに対応付けられている前記吹出す風量のうち、建物内の制御対象である位置の温度が前記目標温度と最も近くなる前記吹出す風量を候補制御量として選択する候補制御量選択部と、
をさらに備え、
前記選択部は、選択された前記候補制御量と、前記記憶部に記憶されている前記風量とに基づいて、前記記憶部に記憶されている前記吹出口それぞれの風量のうち、前記候補制御量と最も近くなる風量を制御可能量として選択する、請求項１又は２に記載の空調制御装置。
【請求項４】
前記候補制御量選択部は、建物内の制御対象である位置の温度と、前記建物内の温度に影響を与える要因である熱負荷情報とに基づいて、前記建物内の制御対象である位置の温度が前記目標温度と最も近くなる前記吹出口それぞれから吹出す風量の組み合わせに対応付けられている前記吹出す風量を候補制御量として選択する、請求項３に記載の空調制御装置。
【請求項５】
取得部は、前記記憶部に記憶されていない前記開閉弁の制御量における前記風量を、前記記憶部に記憶されている前記開閉弁の制御量における前記風量に基づいて補間することによって、前記記憶部に記憶されていない前記開閉弁の制御量に対応した風量を取得する、請求項２から４のいずれか１項に記載の空調制御装置。
【請求項６】
前記空調制御部は、前記空調機が給気する空気の温度を所定の温度に制御するとともに、前記空調機が給気する空気の温度及び風量を取得し、
前記選択部は、前記所定の温度において、制御可能量を選択し、
前記空調制御部は、分割空間毎の温度と、目標温度とに基づいて前記建物内の制御対象である位置の温度と前記目標温度との温度差を取得し、さらに、前記空調機が給気する空気の温度及び風量に基づいて、予め消費電力が決定されているモデルから消費電力の値を取得する取得処理と、前記制御可能量と、前記温度差と、前記消費電力の値とを対応付けて記憶しておく記憶処理とを実行し、前記空調機が給気する空気の温度が所定の上限以上又は所定の下限未満であるか否か判定し、前記空調機が給気する空気の温度が所定の上限以上又は所定の下限未満のいずれでもない場合に前記空調機が給気する空気の温度を変更して、変更後の温度で上記各処理を実行し、前記空調機が給気する空気の温度が所定の上限以上又は所定の下限未満である場合に、対応付けて記憶している前記制御可能量と、前記温度差と、前記消費電力の値とを含む情報をそれぞれ出力し、
前記空調制御部からそれぞれ出力された前記情報に基づいて、情報毎に評価値を算出する評価値算出部をさらに備え、
前記空調制御部は、算出された前記評価値が最も高い情報に含まれる前記制御可能量に対応付けられている各吹出口それぞれの風量に基づいて前記制御を行う、請求項３から５のいずれか１項に記載の空調制御装置。
【請求項７】
建物内に設けられた複数の吹出口から所定の温度の空気を給気する空調機を制御する空調制御装置における空調制御方法であって、
前記吹出口毎に設けられている、風量を調節可能な開閉弁それぞれの制御量の組み合わせ毎に、当該制御量の組み合わせにおける前記吹出口それぞれの風量を対応付けて記憶する記憶部に記憶されている前記風量、目標温度とに基づいて、前記開閉弁それぞれの制御量を選択する選択ステップと、
選択された前記開閉弁の制御量の組み合わせに基づいて前記開閉弁の制御量を制御する空調制御ステップと、
を有する空調制御方法。
【請求項８】
建物内に設けられた複数の吹出口から所定の温度の空気を給気する空調機を制御する空調制御装置としてコンピュータを実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記吹出口毎に設けられている、風量を調節可能な開閉弁それぞれの制御量の組み合わせ毎に、当該制御量の組み合わせにおける前記吹出口それぞれの風量を対応付けて記憶する記憶部に記憶されている前記風量、目標温度とに基づいて、前記開閉弁それぞれの制御量を選択する選択ステップと、
選択された前記開閉弁の制御量の組み合わせに基づいて前記開閉弁の制御量を制御する空調制御ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、空調制御装置、空調制御方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空間内を所望の温湿度環境にするには空調機と空間内の現状を把握するためのセンサを空間内に配置し、センサの結果を用いて風量、温度及び風向をフィードバックするのが一般的である。また、空調機を有する大空間の場合では、空間を複数に区分してそれぞれの区分でフィードバック制御することが多い。しかし、様々な要因（例えば、家具、家電、人など）の影響によってそれぞれの区分で温度干渉が生じてしまい、その結果、操作量が不安定になり精度の高い空調制御を行うことができない。
【０００３】
また、１つの空調機に複数の吹出口が接続されている場合、いずれかの吹出口の風量を増加させると他の吹出口の風量が減少する。このような影響を考慮せずに制御量を決定した場合、空調機の給気量を超えた制御量となってしまう可能性があるため、空調制御が不安定になってしまう場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０１６０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、安定した空調制御を行うことができる空調制御装置、空調制御方法及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の空調制御装置は、建物内に設けられた複数の吹出口から所定の温度の空気を給気する空調機を制御する空調制御装置であって、記憶部と、選択部と、空調制御部と、を持つ。記憶部は、前記吹出口毎に設けられている、風量を調節可能な開閉弁それぞれの制御量の組み合わせ毎に、当該制御量の組み合わせにおける前記吹出口それぞれの風量を対応付けて記憶する。選択部は、前記記憶部に記憶されている前記風量、目標温度とに基づいて、前記開閉弁それぞれの制御量を選択する。空調制御部は、選択された前記開閉弁の制御量の組み合わせに基づいて前記開閉弁の制御量を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態における空調制御システム１００のシステム構成を表すシステム構成図。
【図２】第１の実施形態にかかる空調制御装置２０の構成を表す概略ブロック図。
【図３】相互作用テーブルの具体例を示す図。
【図４】ＣＦＤによるシミュレーションの具体例を示す図。
【図５】シミュレーション結果テーブルの具体例を示す図。
【図６】相互作用テーブルの生成処理の流れを示すフローチャート。
【図７】空調制御装置２０の制御処理の流れを示すフローチャート。
【図８】第２の実施形態にかかる空調制御装置２０ａの構成を表す概略ブロック図。
【図９】空調制御装置２０ａの制御処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の空調制御装置を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態における空調制御システム１００のシステム構成を表すシステム構成図である。
空調制御システム１００は、空調機１０、空調制御装置２０、開閉弁３３−１〜３３−３及び温度センサ３４−１〜３４−３を備える。なお、以下の説明では、開閉弁３３−１〜３３−３について特に区別しない場合には開閉弁３３と記載する。また、以下の説明では、温度センサ３４−１〜３４−３について特に区別しない場合には温度センサ３４と記載する。
【０００９】
空調機１０は、空調制御装置２０の制御に応じた風量、吹出し温度、風向で空気を各部屋に給気する。
空調制御装置２０は、空調機１０の風量、吹出し温度、風向を制御する装置である。また、空調制御装置２０は、ダクト３０内に設置された開閉弁３３の開閉を制御する。また、空調制御装置２０は、温度センサ３４から各部屋の温度の値（温度値）を取得する。
開閉弁３３は、ダクト３０内に設けられ、空調制御装置２０の制御によって弁の制御量が調節可能な弁である。弁の制御量とは、例えば弁の開度である。
温度センサ３４は、各部屋に設けられ、部屋の温度を検出する。温度センサ３４は、検出した温度値を空調制御装置２０に出力する。
【００１０】
以下、空調制御システム１００の具体的な構成について図１を用いて説明する。
図１に示されるように、空調機１０と各部屋（部屋３２−１及び３２−２）とは、ダクト３０を介して接続される。空調機１０から給気された空気は、ダクト３０内を通り分岐地点３１にて各吹出口（吹出口１〜吹出口３）に分配される。そして、各吹出口から各部屋に空気が給気される。また、分岐地点３１と各吹出口との間には、それぞれ開閉弁３３（図１では、開閉弁３３−１〜３３−３）が備えられる。開閉弁３３によって、分配された空気の流量が調節される。各開閉弁３３と各吹出口との間には、不図示の風量計が設置され、検出された風量の値（風量値）が各風量計から空調制御装置２０に出力される。また、温度センサ３４によって検出された温度の値（温度値）が各温度センサ３４から空調制御装置２０に出力される。
【００１１】
以下の説明では、吹出口、開閉弁３３及び温度センサ３４がそれぞれ３つの場合を例に説明する。なお、空調制御システム１００は、吹出口、開閉弁３３及び温度センサ３４を４つ以上備えるように構成されてもよい。
【００１２】
（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態にかかる空調制御装置２０の構成を表す概略ブロック図である。
空調制御装置２０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、空調制御プログラムを実行する。空調制御プログラムの実行によって、空調制御装置２０は、取得部２０１、相互作用テーブル記憶部２０２、入力部２０３、室温分布推定部２０４、シミュレーション結果記憶部２０５、候補制御量算出部２０６、制御可能量抽出部２０７、空調制御部２０８を備える装置として機能する。なお、空調制御装置２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、空調制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、空調制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００１３】
取得部２０１は、各種情報を取得する。例えば、取得部２０１は、温度センサ３４及び風量計から温度値及び風量値を取得する。取得部２０１は、各開閉弁３３の制御量の全ての組み合わせにおいて風量計によって検出されたそれぞれの風量値を取得する。ここで、各開閉弁３３の制御量の全ての組み合わせとは、各開閉弁３３の各開度の組み合わせである。例えば、取得部２０１は、開閉弁３３−１の開度を１５度、開閉弁３３−２の開度を１５度、開閉弁３３−３の開度を１５度とした際の組み合わせにおいて風量計によって検出されたそれぞれの風量値を取得する。このように、取得部２０１は、開閉弁３３の制御量の組み合わせ毎に、吹出口それぞれの風量を事前に取得する。そして、取得部２０１は、取得した吹出口それぞれの風量を相互作用テーブル記憶部２０２に記憶させる。各開閉弁３３の制御量は、空調制御部２０８によって制御される。
【００１４】
また、取得部２０１は、種々のセンサ類から建物内の温度に影響を与える要因（熱負荷情報）を取得する。熱負荷情報には、外界の温度及び日射による熱量などの温熱外部要因と、建物内に存在する家電機器や人などの発熱量などの温熱内部要因が存在する。取得部２０１は、屋外に備えられた温度センサ（不図示）や日射計（不図示）から温熱外部要因を取得する。取得部２０１は、日射計（不図示）の代わりにＰＶ（Photo Voltaics）パネルの発熱量から計算によって日射による熱量を計算してもよい。また、取得部２０１は、建物内に設置された家電機器の発熱量を各家電機器が備える熱量計などから取得する。あるいはユーザが、各家電機器の定格消費電力を予め手入力で設定してもよい。また、取得部２０１は、建物内に備えられた人感センサによって人の存在を検知すると、例えば１人あたり１００Ｗとして熱量に換算し、建物内の人が発する熱量を取得してもよい。
【００１５】
相互作用テーブル記憶部２０２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。相互作用テーブル記憶部２０２は、相互作用テーブルを記憶する。相互作用テーブルは、各開閉弁３３の制御量の全ての組み合わせにおける風量値を含むレコード（以下、「風量実測値レコード」という。）によって構成される。
【００１６】
入力部２０３は、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、タブレット等）、タッチパネル、ボタン等の既存の入力装置を用いて構成される。入力部２０３は、ユーザの指示を空調制御装置２０に入力する際にユーザによって操作される。入力部２０３は、建物内の制御対象となる場所（以下、「対象箇所」という。）及び目標温度の入力を受け付ける。また、入力部２０３は、入力装置を空調制御装置２０に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部２０３は、入力装置においてユーザの入力に応じて生成された入力信号を空調制御装置２０に入力する。
【００１７】
室温分布推定部２０４は、建物の構造データと、吹出口それぞれが吹出す風量とを入力として、建物内の空間毎の温度の変化をシミュレーションによって算出する。室温分布推定部２０４は、例えばＣＦＤに基づいて、空間毎の温度の時間変化を推定する。ＣＦＤとは、流体の動きを計算するシミュレーション手法である。また、室温分布推定部２０４は、建物の構造データや、シミュレーションに必要な、例えば建物の壁の比熱などの種々のデータを予め記憶している。吹出口から吹出される風量とは、各吹出口に備えられる各風量計によって検出された風量である。室温分布推定部２０４は、ＣＦＤによる処理を全ての吹出口の風量の組み合わせに対して行う。
【００１８】
シミュレーション結果記憶部２０５は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。シミュレーション結果記憶部２０５は、シミュレーション結果テーブルを記憶している。シミュレーション結果テーブルは、室温分布推定部２０４のシミュレーション結果に関する情報を含むレコード（以下、「シミュレーション結果レコード」という。）によって構成される。
【００１９】
候補制御量算出部２０６は、熱負荷情報と、シミュレーション結果テーブルと、目標温度と対象箇所とに基づいて、シミュレーション結果テーブルに記憶されている各吹出口の風量の組み合わせのうち、対象箇所の温度が目標温度に最も近くなる各吹出口の風量の組み合わせを候補制御量としてシミュレーション結果テーブルから抽出する。これは、シミュレーション結果テーブルに記録されている全ての風量の組み合わせのうち、最適な風量の組み合わせを見つけ出す最適化問題に帰着することができる。ここで、候補制御量算出部２０６は、最適化問題を遺伝的アルゴリズムのような発見的手法によって算出してもよい。
【００２０】
制御可能量抽出部２０７は、相互作用テーブルと、候補制御量とに基づいて相互作用テーブルに記録されている開閉弁３３の制御量の組み合わせの中から候補制御量と各風量値が最も近い組み合わせを制御可能量として抽出する。
空調制御部２０８は、開閉弁３３の制御量を制御する。また、空調制御部２０８は、制御可能量抽出部２０７によって抽出された制御可能量に基づいて空調制御を行う。
【００２１】
図３は、相互作用テーブルの具体例を示す図である。
相互作用テーブルは、風量実測値レコード４０を複数有する。風量実測値レコード４０は、吹出口１における風量、吹出口２における風量及び吹出口３における風量など空調機１０に接続されている各吹出口における風量の各値を有する。吹出口１における風量の値は、吹出口１付近に備えられる開閉弁３３−１の開度が所定の開度である場合に風量計によって検出された風量を表す。吹出口２における風量の値は、吹出口２付近に備えられる開閉弁３３−２の開度が所定の開度である場合に風量計によって検出された風量を表す。吹出口３における風量の値は、吹出口３付近に備えられる開閉弁３３−３の開度が所定の開度である場合に風量計によって検出された風量を表す。なお、図３では、弁（開閉弁３３）の開度を全て○で表しているが、○にはそれぞれの吹出口から吹出される風量の流量を制御している開閉弁３３の開度の値が割り当てられる。例えば、開閉弁３３の開度の最大値が９０度である場合、○には０〜９０までの値が割り当てられる。
【００２２】
図３に示される例では、相互作用テーブルには各開閉弁３３の制御量の全ての組み合わせにおける風量値が記録されている。例えば、図３において、相互作用テーブルの最上段に記録されている風量実測値レコード４０は、吹出口１における風量値が“１（弁の開度〇度）”、吹出口２における風量値が“１（弁の開度〇度）”、吹出口３における風量値が“２．５（弁の開度〇度）”である。すなわち、吹出口１付近に備えられる開閉弁３３−１の開度が○度である場合に風量計によって検出された風量が“１（ｍ／ｓ）”であり、吹出口２付近に備えられる開閉弁３３−２の開度が○度である場合に風量計によって検出された風量が“１（ｍ／ｓ）”であり、吹出口３付近に備えられる開閉弁３３−３の開度が○度である場合に風量計によって検出された風量が“２．５（ｍ／ｓ）”であることが表されている。
【００２３】
以上のように、相互作用テーブルには、各吹出口に対応する開閉弁３３の開度の組み合わせ毎に各吹出口における風量が記憶される。本実施形態の場合、開閉弁３３の開度の組み合わせの数は、（９１）３になる。
【００２４】
次に、図４を用いて、室温分布推定部２０４が建物内の空間を分割した分割空間毎の温度の時間変化を推定するために用いるシミュレーション手法の一例について説明する。図４は、ＣＦＤによるシミュレーションの具体例を示す図である。
室温分布推定部２０４は、まずシミュレーション対象となる建物のＣＡＤデータなどの構造データを用いて２次元や３次元の建物モデルを作成する。次に、室温分布推定部２０４は、モデル化した建物を、例えば図４に示すように格子状に区切り、各格子４１−１〜４１−ｋ（ｋは２以上の整数）に対して空気の圧力、温度、風量など計算に必要な初期条件を与える。本実施形態では、例えば各吹出口（図４では、矢印４２−１〜４２−３）から吹出される風量を初期条件として与える。そして、室温分布推定部２０４は、各格子４１−１〜４１−ｋにおける温度を解析する。なお、建物内の空間を分割する場合の分割された空間は、格子状でなくてもよい。例えば、室温分布推定部２０４は、建物内の空間を、それぞれ大きさや形状が異なる空間に区切ってもよい。
【００２５】
室温分布推定部２０４は、上述した処理を各吹出口１〜３の風量の組み合わせ全てに対して行う。また、各格子４１−１〜４１−ｋにはそれぞれ温度センサが備えられているものとする。そして、室温分布推定部２０４は、算出した各格子４１−１〜４１−ｋにおける温度値と、温度センサによって検出された温度値との差分を各格子４１−１〜４１−ｋにおける温度変化量としてシミュレーション結果テーブルに記録する。上述した処理によって生成されるシミュレーション結果テーブルを図５に示す。
【００２６】
図５は、シミュレーション結果テーブルの具体例を示す図である。
シミュレーション結果テーブルは、シミュレーション結果レコード５０を複数有する。シミュレーション結果レコード５０は、吹出口１における吹出し風量、吹出口２における吹出し風量、吹出口３における吹出し風量、格子４０−１における温度変化量、格子４０−２における温度変化量、・・・及び格子４０−ｋにおける温度変化量の各値を有する。吹出口１における吹出し風量の値は、初期条件として与えられた吹出口１から吹出される風量を表す。吹出口２における吹出し風量の値は、初期条件として与えられた吹出口２から吹出される風量を表す。吹出口３における吹出し風量の値は、初期条件として与えられた吹出口３から吹出される風量を表す。格子４０−１〜格子４０−ｋにおける温度変化量の値は、同じシミュレーション結果レコード５０の初期条件によってシミュレーションされた結果算出された分割空間毎の温度値と、各分割空間に備えられている温度センサによって検出された温度値との差分を表す。
【００２７】
図５に示される例では、シミュレーション結果テーブルにはシミュレーション結果が記録されている。例えば、図５において、シミュレーション結果テーブルの最上段に記録されているシミュレーション結果レコード５０は、吹出口１における吹出し風量の値が“１”、吹出口２における吹出し風量の値が“１”、吹出口３における吹出し風量の値が“２．５”、格子４０−１における温度変化量の値が“０．５℃”、格子４０−２における温度変化量の値が“０．７℃”、格子４０−ｋにおける温度変化量の値が“１．４℃”である。すなわち、初期条件として与えられた吹出口１から吹出される風量が“１（ｍ／ｓ）”、吹出口２から吹出される風量が“１（ｍ／ｓ）”、吹出口３から吹出される風量が“２．５（ｍ／ｓ）”である場合に、シミュレーションされた結果算出された格子４０−１における温度値と、格子４０−１に備えられている温度センサによって検出された温度値との差分が“０．５℃”であり、算出された格子４０−２における温度値と、格子４０−２に備えられている温度センサによって検出された温度値との差分が“０．７℃”であり、算出された格子４０−ｋにおける温度値と、格子４０−ｋに備えられている温度センサによって検出された温度値との差分が“１．４℃”であることが表されている。
【００２８】
室温分布推定部２０４は、事前にＣＦＤによるシミュレーションを行うことによってシミュレーション結果テーブルを作成しておく。ここで、事前とは、ユーザが空調制御装置２０を操作して空調制御を行う前である。
【００２９】
図６は、相互作用テーブルの生成処理の流れを示すフローチャートである。
空調制御部２０８は、各開閉弁３３の開度を調節する（ステップＳ１０１）。例えば、空調制御部２０８は、各開閉弁３３が開放可能な開度のうちいずれかの開度に調節する。空調制御部２０８が調節する開度の順番は予め設定されていてもよい。取得部２０１は、調節された各開閉弁３３の開度の組み合わせの場合における風量値を各風量計から取得する（ステップＳ１０２）。取得部２０１は、取得した風量値を相互作用テーブル記憶部２０２に記録する（ステップＳ１０３）。この際、取得部２０１は、風量値とともに各開閉弁３３の開度の情報も対応付けて記録する。空調制御部２０８は、各開閉弁３３の開度の全ての組み合わせにおける風量値が全て取得されたか否か判定する（ステップＳ１０４）。各開閉弁３３の開度の全ての組み合わせにおける風量値が全て取得された場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、空調制御装置２０は相互作用テーブルの生成処理を終了する。
【００３０】
一方、各開閉弁３３の開度の全ての組み合わせにおける風量値が全て取得されていない場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。なお、この場合、空調制御部２０８は、ステップＳ１０１の処理において、風量値を取得していない各開閉弁３３の開度に調節する。すなわち、再度ステップＳ１０１以降の処理が実行される場合、相互作用テーブルに記録されていない各開閉弁３３の開度の組み合わせに調節される。
【００３１】
図７は、空調制御装置２０の制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図７の処理では、相互作用テーブル及びシミュレーション結果テーブルが既に生成されて、それぞれ相互作用テーブル記憶部２０２及びシミュレーション結果記憶部２０５に記憶されている場合を例に説明する。
候補制御量算出部２０６は、熱負荷情報と、シミュレーション結果テーブルと、目標温度と対象箇所とに基づいて、対象箇所の温度が目標温度に最も近くなる各吹出口の風量の組み合わせを候補制御量としてシミュレーション結果テーブルから抽出する（ステップＳ２０１）。制御可能量抽出部２０７は、ステップＳ２０１の処理で抽出された候補制御量と、相互作用テーブルとに基づいて制御可能量を抽出する（ステップＳ２０２）。例えば、ステップＳ２０１の処理で算出した候補制御量は、ＣＦＤシミュレーションによって得られた風量値であるが、吹出口の相互作用を考慮していないため、実現可能な風量値でない可能性がある。そこで、制御可能量抽出部２０７は、相互作用テーブルに記録されている組み合わせの中から候補制御量に最も近い組み合わせを選択し、選択した組み合わせを制御可能量として抽出する。これにより、実現可能な組み合わせを制御量として出力することができる。
【００３２】
空調制御部２０８は、制御量を決定する（ステップＳ２０３）。具体的には、まず空調制御部２０８は、ステップ２０３の処理で抽出された制御可能量によって空調機１０及び開閉弁３３を制御した場合の対象箇所の温度と目標温度との温度差を算出する。例えば、空調制御部２０８は、ＣＦＤにより再度シミュレーションを行い、温度差を算出する。なお、この際のＣＦＤの初期条件としては、ステップ２０３の処理で抽出された制御可能量が用いられる。次に、空調制御部２０８は、算出した温度差が許容範囲内に収まるか否か判定する。温度差が許容範囲内に収まらない場合、空調制御部２０８は初期値の値を所定の方法で変更し、差分が許容範囲内となるまで処理を繰り返す。
一方、温度差が許容範囲内に収まる場合、空調制御部２０８はステップ２０３の処理で抽出された制御可能量を、空調機１０及び開閉弁３３を制御するための制御量に決定する。そして、空調制御部２０８は、決定した制御量で空調機１０及び開閉弁３３を制御する（ステップＳ２０４）。
【００３３】
以上のように構成された空調制御装置２０によれば、ＣＦＤによるシミュレーション結果と熱負荷情報とに基づいて、対象箇所の温度が目標温度と最も近い吹出口の風量値が候補制御量として抽出され、抽出された候補制御量に基づいて相互作用テーブルに記録されている各開閉弁３３の各開度の組み合わせの中から候補制御量に最も近い組み合わせを制御可能量として抽出される。そして、空調制御装置２０は、抽出した制御可能量によって制御した場合の対象箇所と目標温度の温度差が許容範囲内に収まる場合に、その制御可能量を制御量として用いて制御を行う。したがって、空調制御装置２０は、制御可能量に基づいて制御を行う。つまり、実現不可能な制御量で空調制御を行ってしまうおそれが無くなる。そのため、安定した空調制御を行うことが可能になる。
【００３４】
また、事前にＣＦＤによるシミュレーションを行った結果が用いられるため、リアルタイムでシミュレーションを行う必要がない。そのため、制御に必要な演算量を大幅に減少させることが可能になる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態にかかる空調制御装置２０ａの構成を表す概略ブロック図である。
第２の実施形態にかかる空調制御装置２０ａは、ユーザが選択した、制御時に考慮する項目（以下、「対象項目」という。）の優先度に応じて制御量を決定し、決定した制御量で空調機１０の制御を行う。対象項目は、例えば目標温度へ達する速さ、消費電力の軽減及び風量の強さなどがある。以下の説明では、対象項目が目標温度へ達する速さ、消費電力の軽減及び風量の強さである場合を例に説明する。以下、空調制御装置２０ａの具体的な構成について説明する。
【００３６】
空調制御装置２０ａは、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、空調制御プログラムを実行する。空調制御プログラムの実行によって、空調制御装置２０ａは、取得部２０１、相互作用テーブル記憶部２０２、入力部２０３ａ、室温分布推定部２０４、シミュレーション結果記憶部２０５、候補制御量算出部２０６、制御可能量抽出部２０７、空調制御部２０８ａ、消費電力モデル記憶部２０９、評価値算出部２１０を備える装置として機能する。なお、空調制御装置２０ａの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、空調制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、空調制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００３７】
第２の実施形態にかかる空調制御装置２０ａは、入力部２０３及び空調制御部２０８に代えて入力部２０３ａ及び空調制御部２０８ａを備える点、消費電力モデル記憶部２０９及び評価値算出部２１０を新たに備える点で空調制御装置２０と構成が異なる。空調制御装置２０ａは、他の構成については空調制御装置２０と同様である。そのため、空調制御装置２０ａ全体の説明は省略し、入力部２０３ａ、空調制御部２０８ａ、消費電力モデル記憶部２０９及び評価値算出部２１０について説明する。
【００３８】
入力部２０３ａは、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、タブレット等）、タッチパネル、ボタン等の既存の入力装置を用いて構成される。入力部２０３ａは、ユーザの指示を空調制御装置２０に入力する際にユーザによって操作される。入力部２０３ａは、対象箇所、対象項目の優先度及び目標温度の入力を受け付ける。また、入力部２０３ａは、入力装置を空調制御装置２０ａに接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部２０３ａは、入力装置においてユーザの入力に応じて生成された入力信号を空調制御装置２０ａに入力する。
【００３９】
消費電力モデル記憶部２０９は、消費電力モデルを記憶している。消費電力モデルとは、空調機１０からの吹出し温度と、空調機１０から給気される風量とが求まると消費電力が一意に決定されるモデルである。消費電力モデルは、予め算出されて消費電力モデル記憶部２０９に記憶されている。
評価値算出部２１０は、制御可能量抽出部２０７によって抽出された制御可能量と、ユーザに入力された対象項目とに基づいて、評価関数を用いて制御可能量に対する評価値を算出する。
空調制御部２０８ａは、空調機１０が給気する空気の温度を所定の温度に制御するとともに、空調機１０が給気する空気の温度及び風量を取得する。また、空調制御部２０８ａは、評価値算出部２１０によって算出された評価値に基づいて制御量とする制御可能量を選択する。例えば、空調制御部２０８ａは、評価値が最も高い制御可能量を制御量として選択する。そして、空調制御部２０８ａは、選択した制御量に基づいて空調制御を行う。
【００４０】
図９は、空調制御装置２０ａの制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図７と同様の処理については、図９において図７と同様の符号を付して説明を省略する。なお、図９の処理開始時には、空調機１０から吹出される空気の温度が室温であるとする。
ステップＳ２０１及び２０２の処理が終了すると、空調制御部２０８ａは抽出された制御可能量に基づいて、対象項目の各項目該当する値を算出する（ステップＳ３０１）。
【００４１】
具体的には、本実施形態では、対象項目が目標温度へ達する速さ、消費電力の軽減及び風量の強さである。そのため、空調制御部２０８ａは、抽出された制御可能量に基づいて、目標温度へ達する速さ、消費電力の軽減及び風量の強さの各項目に該当する所定の値を算出する。以下、各項目に該当する所定の値を算出する処理について説明する。
（目標温度へ達する速さに該当する所定の値を算出する場合）
空調制御部２０８ａは、制御可能量によって空調機１０及び開閉弁３３を制御した場合の対象箇所の温度と目標温度との温度差を算出する。この算出された温度差の値が、目標温度へ達する速さに該当する所定の値である。
【００４２】
（消費電力の軽減に該当する所定の値を算出する場合）
空調制御部２０８ａは、消費電力モデル記憶部２０９に記憶されている消費電力モデルと、空調機１０の吹出し温度と、空調機１０の吹出し風量とに基づいて、消費電力を決定する。この決定された消費電力の値が、消費電力の軽減に該当する所定の値である。
（風量の強さに該当する所定の値を算出する場合）
空調制御部２０８ａは、制御可能量によって示される風量の平均値を算出する。この算出された風量の平均値の値が、風量の強さに該当する所定の値である。
空調制御部２０８ａは、算出した対象項目に該当する各項目の値と、制御可能量とを対応付けて記憶する。
【００４３】
次に、空調制御部２０８ａは、空調機１０の吹出し温度が上限以上又は下限未満であるか否か判定する（ステップＳ３０２）。空調機１０の吹出し温度が上限以上又は下限未満ではない場合（ステップＳ３０２−ＮＯ）、空調制御部２０８ａは空調機１０が冷房の機能で動作している場合には温度を所定分（例えば、１℃）下げるように制御する。また、空調制御部２０８ａは、空調機１０が暖房の機能で動作している場合には温度を所定分（例えば、１℃）上げるように制御する（ステップＳ３０３）。その後、ステップＳ２０１以降の処理が繰り返し実行される。
【００４４】
ステップＳ３０２の処理において、空調機１０の吹出し温度が上限以上又は下限未満である場合（ステップＳ３０２−ＹＥＳ）、空調制御部２０８ａは対応付けて記憶している対象項目に該当する各項目の値と、制御可能量とを評価値算出部２１０に出力する。入力部２０３ａは、ユーザから対象項目の優先度の入力を受け付ける。対象項目の優先度の入力がなされると、評価値算出部２１０は入力された対象項目の優先度に基づいて重み係数を決定する（ステップＳ３０４）。評価値算出部２１０は、例えば対象項目の優先度が高いほど重み係数が高くなるように決定してもよい。その後、評価値算出部２１０は、決定した重み係数と、対象項目に該当する各項目の値と、空調制御部２０８ａから出力された全ての制御可能量に対する評価値を算出する（ステップＳ３０５）。
【００４５】
具体的には、評価値算出部２１０は、評価値＝α・関数ｇ（目標温度との温度差）＋β・関数ｆ（消費電力）＋γ・関数ｈ（風速の平均値）という評価関数を用いて制御可能量毎に評価値を算出する。ここで、α、β、γの各値は、重み係数を表す。また、関数ｆ（消費電力）は、消費電力の値が小さいほど値が大きくなる関数が用いられる。評価値算出部２１０は、算出した制御可能量毎の評価値を空調制御部２０８ａに出力する。評価値算出部２１０は、制御可能量の中で、算出した評価値の値が最も高い制御可能量を制御量として決定する（ステップＳ３０６）。そして、空調制御部２０８は、決定した制御量で空調機１０及び開閉弁３３を制御する（ステップＳ３０７）。
【００４６】
以上のように構成された空調制御装置２０ａによれば、ユーザの優先度に応じて制御量が決定される。そして、決定された制御量によって空調制御が行われる。空調制御装置２０は、制御量を決定する際、制御可能量の中から評価値が高い制御可能量が選択される。つまり、実現不可能な制御量で空調制御を行ってしまうおそれが無くなる。そのため、安定した空調制御を行うことが可能になる。さらに、ユーザの優先度に合わせつつ、対象箇所の温度を制御することが可能になる。
また、事前にＣＦＤによるシミュレーションを行った結果が用いられるため、リアルタイムでシミュレーションを行う必要がない。そのため、制御に必要な演算量を大幅に減少させることが可能になる。
【００４７】
以下、第２の実施形態における空調制御装置２０ａの変形例について説明する。
本実施形態では、対象項目が、目標温度へ達する速さ、消費電力の軽減及び風量の強さの各項目である場合を例に説明したが、対象項目は上述した項目に限定される必要がない。対象項目として、その他の項目にユーザが所望する項目が設けられてもよい。このように構成される場合、評価値算出部２１０は以下の評価関数を用いて各制御可能量の評価値を算出する。
（評価関数）
評価値＝α・関数ｇ（目標温度との温度差）＋β・関数ｆ（消費電力）＋γ・関数ｈ（風速の平均値）＋・・・＋ζ・関数ｅ（ユーザが所望する項目）
なお、ζの各値は、重み係数を表す。
【００４８】
各実施形態では、取得部２０１が各開閉弁３３の制御量の全ての組み合わせにおいて風量計によって検出された風量値を取得する構成を示したが、これに限定される必要はない。例えば、取得部２０１は、内挿や外挿によって各開閉弁３３の制御量の組み合わせの一部を補間することによって一部の風量値を取得してもよい。具体的には、各開閉弁３３（例えば、３つの開閉弁３３−１〜３３−３）の制御量（例えば、弁の開度）の組み合わせとして、開閉弁３３−１の開度が３０度であり、開閉弁３３−２の開度が４５度であり、開閉弁３３−３の開度が６０度である場合を例に説明する。この場合、取得部２０１は、開閉弁３３−１の開度が３０度の際に取得された風量値と、開閉弁３３−３の開度が６０度の際に取得された風量値との平均値が開閉弁３３−２の開度が４５度の際の風量値として取得する。
このように構成される場合、各開閉弁３３の制御量の全ての組み合わせを風量計から取得する必要がない。そのため、各開閉弁３３の制御量の全ての組み合わせにおいて風量値を取得する時間を短縮することができる。
また、取得部２０１は、ニューラルネットワーク等によって一部の検出結果を利用して学習し、他の組み合わせの結果を導くことによって風量値を取得してもよい。
【００４９】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、吹出口毎に設けられている、風量を調節可能な開閉弁の制御量の全ての組み合わせと、前記全ての組み合わせにおいて検出された風量とを対応付けて記憶する相互作用テーブル記憶部２０２（記憶部）と、相互作用テーブル記憶部２０２に記憶されている風量に基づいて、空調機１０及び開閉弁３３を制御するための開閉弁３３の制御量の組み合わせを選択する制御可能量抽出部２０７（選択部）と、選択された開閉弁３３の制御量の組み合わせに基づいて開閉弁３３の制御量を制御する空調制御部２０８とを持つことにより、安定した空調制御を行うことができる。
【００５０】
上述した各実施形態の空調制御装置２０及び空調制御装置２０ａは、プログラムによって実現されてもよい。空調制御装置２０及び空調制御装置２０ａの上記機能を実現するプログラムは、例えば、家庭内等における機器による消費電力を管理するシステムであるＨＥＭＳ（Home Energy Management System）に用いられるサーバ、スマートメータ、スマートタップ、クラウドコンピュータ、その他、消費電力を管理するためのサーバ上で動作してもよい。また、上記のプログラムを非一時的コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより制御処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５１】
また、空調制御装置２０及び空調制御装置２０ａは、コンピュータプロセッサにロードされて実行された場合に、コンピュータ読み取り可能なインストラクションを含むコンピュータプログラム製品であってよい。この場合、空調制御装置２０及び空調制御装置２０ａは、インターネット等の外部のネットワークを介してダウンロードされたプログラムをインストールすることによりソフトウェア的に実現されてもよい。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１０…空調機，２０、２０ａ…空調制御装置，３４−１〜３４−３…温度センサ，２０１…取得部，２０２…相互作用テーブル記憶部，２０３、２０３ａ…入力部，２０４…室温分布推定部，２０５…シミュレーション結果記憶部，２０６…候補制御量算出部，２０７…制御可能量抽出部（選択部），２０８、２０８ａ…空調制御部，２０９…消費電力モデル記憶部，２１０…評価値算出部
【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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【図９】
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