(57)【要約】  空調制御装置は、計測された室内の温熱要素とユーザが設定した空気調和機の運転条件とを受信する受信部と、予め設定された周期で、温熱要素を用いて温熱指標を計算する温熱指標計算部と、温熱指標計算部が温熱指標を計算する度に、現時点までに計算された温熱指標のそれぞれと温熱指標の初期値との差分を積算した制御指標を計算する制御指標計算部と、制御指標に基づいて空気調和機に対する制御指令を決定する制御指令決定部とを備え、制御指令決定部は、制御指標に基づいて、空気調和機の非定常状態用の運転条件を指定する制御指令と、ユーザが設定した運転条件に基づく制御指令とのいずれを出力するかを決定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測された室内の温熱要素とユーザが設定した空気調和機の運転条件とを受信する受信部と、
予め設定された周期で、前記温熱要素を用いて温熱指標を計算する温熱指標計算部と、
前記温熱指標計算部が前記温熱指標を計算する度に、現時点までに計算された前記温熱指標のそれぞれと前記温熱指標の初期値との差分を積算した制御指標を計算する制御指標計算部と、
前記制御指標に基づいて前記空気調和機に対する制御指令を決定する制御指令決定部と
を備え、
前記制御指令決定部は、前記制御指標に基づいて、前記空気調和機の非定常状態用の運転条件を指定する制御指令と、前記ユーザが設定した前記運転条件に基づく制御指令とのいずれを出力するかを決定する、
空調制御装置。
【請求項２】
前記制御指令決定部は、
前記制御指標と予め設定された制御指標目標値とを比較し、
前記制御指標が前記制御指標目標値以下の場合は、前記非定常状態用の運転条件を指定する制御指令を出力し、
前記制御指標が前記制御指標目標値より大きい場合は、前記ユーザが設定した前記運転条件に基づく制御指令を出力する、
請求項１に記載の空調制御装置。
【請求項３】
前記温熱要素は、室温、平均放射温度、相対湿度、風速、前記ユーザの活動量、および、前記ユーザの着衣量のうちの少なくともいずれか１つを含む、
請求項１または２に記載の空調制御装置。
【請求項４】
前記運転条件は、前記空気調和機の風量および風向を含み、
前記非定常状態用の前記運転条件は、前記風量が最強風で、前記風向がスイングに設定されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調制御装置。
【請求項５】
前記受信部は、ユーザ位置検出装置から前記ユーザの位置を受信し、
前記運転条件は、前記空気調和機の風量および風向を含み、
前記非定常状態用の前記運転条件は、前記風量が最強風で、前記風向が前記ユーザの位置に向かう方向に設定されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調制御装置。
【請求項６】
前記受信部は、前記ユーザが寒がりか暑がりかを示す個人情報を受信し、
前記制御指令決定部は、
前記個人情報において前記ユーザが寒がりの場合には
前記制御指標と予め設定された第１制御指標目標値とを比較し、
前記制御指標が前記第１制御指標目標値以下の場合は、前記非定常状態用の運転条件を指定する制御指令を出力し、
前記制御指標が前記第１制御指標目標値より大きい場合は、前記ユーザが設定した前記運転条件に基づく制御指令を出力し、
前記個人情報において前記ユーザが暑がりの場合には
前記制御指標と予め設定された第２制御指標目標値とを比較し、
前記制御指標が前記第２制御指標目標値以下の場合は、前記非定常状態用の運転条件を指定する制御指令を出力し、
前記制御指標が前記第２制御指標目標値より大きい場合は、前記ユーザが設定した前記運転条件に基づく制御指令を出力する、
請求項１に記載の空調制御装置。
【請求項７】
前記第１制御指標目標値は、前記第２制御指標目標値より小さい値に設定されている、
請求項６に記載の空調制御装置。
【請求項８】
前記受信部は、ユーザ位置検出装置から前記ユーザの位置を受信し、
前記制御指令決定部は、
前記制御指標と予め設定された第１制御指標目標値とを比較し、
前記制御指標が前記第１制御指標目標値以下の場合は、前記非定常状態用の第１運転条件を指定する制御指令を出力し、
前記制御指標が前記第１制御指標目標値より大きい場合は、前記制御指標と予め設定された第２制御指標目標値とを比較し、
前記制御指標が前記第２制御指標目標値以下の場合は、前記非定常状態用の第２運転条件を指定する制御指令を出力し、
前記制御指標が前記第２制御指標目標値より大きい場合は、前記ユーザが設定した前記運転条件に基づく制御指令を出力し、
前記第２制御指標目標値は、前記第１制御指標目標値より大きい値に設定され、
前記第１運転条件および前記第２運転条件は、前記空気調和機の風量および風向を含み、
前記非定常状態用の前記第１運転条件は、前記風量が最強風で、前記風向が、前記受信部が受信した前記ユーザの位置に向かう方向に固定され、
前記非定常状態用の前記第２運転条件は、前記風量が最強風で、前記風向がスイングに設定されている、
請求項１に記載の空調制御装置。
【請求項９】
空気調和機と、
前記温熱要素を計測する温熱要素計測装置と、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の空調制御装置と
を備えた空調システム。
【請求項１０】
室内機と
前記室内機と接続配管を介して接続された室外機と、
前記室内機の筐体内部に設置された請求項１〜８のいずれか１項に記載の空調制御装置と
を備えた空気調和機。
【請求項１１】
計測された室内の温熱要素とユーザが設定した空気調和機の運転条件とを受信する受信ステップと、
予め設定された周期で、前記温熱要素を用いて温熱指標を計算する温熱指標計算ステップと、
前記温熱指標計算ステップで前記温熱指標が計算される度に、現時点までに計算された前記温熱指標のそれぞれと前記温熱指標の初期値との差分を積算した制御指標を計算する制御指標計算ステップと、
前記空気調和機に対する制御指令として、前記制御指標に基づいて、前記空気調和機の非定常状態用の運転条件を指定する制御指令と、前記ユーザが設定した前記運転条件に基づく制御指令とのいずれを出力するかを決定する制御指令決定ステップと
を備えた空調制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非定常状態の空気調和機の制御を行う空調制御装置、空調制御方法、空調システム、および、空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅またはオフィスビルの室内の温熱環境を評価するために、温熱要素を適宜組み合わせて作成した温熱指標が用いられている。温熱指標は、室内環境が、安全、健康的、および、快適であるか否かを温熱的観点から判断して、室内環境の設計、管理、調整、および、評価を行うために用いられる指標である。温熱指標に基づいて空気調和機の制御を行うことにより、快適な室内温熱環境を実現することが可能となる。【０００３】
一般的に、温熱指標は、一定で均一な環境に比較的長い時間滞在した場合の人間の平均的状態を想定して作成されたものである。そのため、在室時間の長短によって人間の状態が異なることは、温熱指標に反映されていない。【０００４】
しかしながら、空調を行っている室内のユーザは、在室時間の長短によって温冷感が異なる。そのため、ユーザの在室時間を反映し、空気調和を行う空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１）。【０００５】
特許文献１に記載の空気調和機は、人体検知部で室内のユーザを検知し、特定された個々のユーザが在室した時間をカウントして、その時間の長さに基づいて、設定温度の制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１６６７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の空気調和機によれば、室温が設定温度に到達した後の状態においてユーザの在室時間が予め設定された時間以上になった場合に、設定温度の変更を行う。従って、空気調和機の起動直後等の過渡時は、制御の対象外であった。そのため、空気調和機の起動直後から室温が設定温度に到達するまでの間に時間がかかり、ユーザが不快感を覚えるという課題があった。なお、以下では、空気調和機の起動直後等の過渡時の状態を非定常状態と呼ぶこととする。また、空気調和機が非定常状態の室内の環境を、非定常温熱環境と呼ぶこととする。【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、非定常温熱環境におけるユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供することが可能な、空調制御装置、空調制御方法、空調システム、および、空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る空調制御装置は、計測された室内の温熱要素とユーザが設定した空気調和機の運転条件とを受信する受信部と、予め設定された周期で、前記温熱要素を用いて温熱指標を計算する温熱指標計算部と、前記温熱指標計算部が前記温熱指標を計算する度に、現時点までに計算された前記温熱指標のそれぞれと前記温熱指標の初期値との差分を積算した制御指標を計算する制御指標計算部と、前記制御指標に基づいて前記空気調和機に対する制御指令を決定する制御指令決定部とを備え、前記制御指令決定部は、前記制御指標に基づいて、前記空気調和機の非定常状態用の運転条件を指定する制御指令と、前記ユーザが設定した前記運転条件に基づく制御指令とのいずれを出力するかを決定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る空調制御装置、空調制御方法、空調システム、および、空気調和機によれば、非定常温熱環境におけるユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る空調制御装置を備えた空気調和機の構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示す空気調和機の外観を示す図である。
【図３】実施の形態１における制御指令決定部による制御指令の変更の手順を説明する図である。
【図４】実施の形態１に係る空気調和機の処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る空調制御装置を備えた空気調和機の構成を示したブロック図である。
【図６】室内空間が３個のエリア区画に区画された状態を示す図である。
【図７】室内空間が９個のエリア区画に区画された状態を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る空気調和機の処理の流れを示したフローチャートである。
【図９】実施の形態２における制御指令決定部による制御指令の変更の手順を説明する図である。
【図１０】実施の形態３に係る空調制御装置を備えた空気調和機の構成を示したブロック図である。
【図１１】実施の形態３に係る空気調和機の処理の流れを示したフローチャートである。
【図１２】実施の形態３における制御指令決定部による制御指令の変更の手順を説明する図である。
【図１３】実施の形態４に係る空調制御装置を備えた空調システムの構成を示したブロック図である。
【図１４】実施の形態４に係る空気制御装置の構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る空調制御装置、空調制御方法、空調システム、および、空気調和機の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る空気調和機２および空調制御方法について説明する。実施の形態１に係る空気調和機２は、内部に、空調制御装置を搭載している。ここでは、空調制御装置を、室内機２１の筐体内部に搭載した場合について説明する。ただし、空調制御装置は、空気調和機２の外部に設置してもよい。空調制御装置を空気調和機２の外部に設置した例については、後述する実施の形態４で説明する。
【００１４】
［空気調和機２の構成］
図１は、実施の形態１に係る空調制御装置を備えた空気調和機２の構成を示したブロック図である。空気調和機２は、室内機２１、室外機２２、および、リモコン２３を備えている。室内機２１は、熱媒体と室内の空気との間で熱交換を行い、室内の温度を調整する。室外機２２は、冷媒または水からなる熱媒体を冷却または加熱する。リモコン２３は、ユーザが、空気調和機２の電源のＯＮ／ＯＦＦの切り換え、室内機２１に対する設定温度、風量、風向等の運転条件の設定などの操作を行うための装置である。
【００１５】
図１に示すように、室内機２１は、室温計測装置２１１と、記憶装置２１２と、制御装置２１３とを備えている。室温計測装置２１１は、温熱要素として室温を計測する。記憶装置２１２は、空気調和機２に関する種々のデータを記憶している。制御装置２１３は、例えばプロセッサから構成されている。制御装置２１３は、受信部２１３０と、温熱指標計算部２１３１と、制御指標計算部２１３２と、制御指令決定部２１３３とを備えている。
【００１６】
図２は、図１に示す空気調和機２の外観を示す図である。図２においては、空気調和機２の一例として、室内機２１が壁掛型のものを示している。図２では図示されていないが、室内機２１は、図１に示す室温計測装置２１１を備えている。また、室内機２１と室外機２２とは、図２に示すように、接続配管２４により接続されている。
【００１７】
実施の形態１においては、図１の構成のうち、制御装置２１３と記憶装置２１２とが、空調制御装置を構成している。
【００１８】
実施の形態１に係る空調制御装置においては、上記の特許文献１では制御の対象外であった空気調和機２の起動直後等の非定常温熱環境についても、空調の制御対象とする。そのため、実施の形態１では、温熱指標に対して、非定常状態の開始時からの経過時間における温熱指標の変化を加味した新たな指標としての制御指標を用いる。空調制御装置は、非定常状態においては、ユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供するために、ユーザが設定した運転条件にかかわらず、非定常状態用の第１制御指令による空調運転を行う。そして、制御指標が、予め設定された制御指標目標値を超えたときに、空調制御装置は、制御指令を第１制御指令から第２制御指令に変更して、ユーザが設定した運転条件に従った空調運転を行う。これにより、非定常温熱環境におけるユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供する。
【００１９】
図１の説明に戻り、図１に示した室内機２１の各構成要素について説明する。
【００２０】
［室温計測装置２１１］
室温計測装置２１１は、温熱要素として室内の温度を計測する温熱要素計測装置である。室温計測装置２１１は、１つまたは複数のセンサを有している。室温計測装置２１１は、予め設定された周期で、室内の温度を計測する。当該周期は、１分、５分、１０分などの複数の候補の中から選択して設定される。なお、実施の形態１では、温熱要素として、室温のみを挙げているが、これに限定されない。温熱要素計測装置で計測される温熱要素は、室温、平均放射温度（ＭＲＴ：Ｍｅａｎ  Ｒａｄｉａｎｔ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、相対湿度、風速、ユーザの活動量、および、ユーザの着衣量のうちの少なくとも１つを含んでいればよい。
【００２１】
［記憶装置２１２］
記憶装置２１２は、図１に示すように、運転条件２１２１、室温２１２２、温熱指標計算式２１２３、制御指標計算式２１２４、制御指標目標値２１２５、制御指標２１２６、制御指令２１２７のデータを格納している。記憶装置２１２は、ハードディスク、ＲＡＭ等の記憶媒体から構成される。以下、これらのデータについて説明する。
【００２２】
運転条件２１２１は、ユーザがリモコン２３を用いて設定した空気調和機２の運転条件である。運転条件は、室内機２１の風量、風向、および、設定温度の少なくともいずれか１つを含む。
【００２３】
室温２１２２は、室温計測装置２１１が計測した室温の計測値である。室温計測装置２１１は、予め設定された周期ごとに室内の温度を計測する。そのため、記憶装置２１２に格納される室温２１２２は、計測した室温の履歴データであってもよく、あるいは、最新の室温のデータのみであってもよい。
【００２４】
温熱指標計算式２１２３は、制御装置２１３の温熱指標計算部２１３１で用いられる計算式である。温熱指標計算部２１３１は、温熱指標計算式２１２３と、運転条件２１２１と、室温２１２２とを用いて、予め設定された周期で、温熱指標を計算する。温熱指標計算部２１３１が温熱指標を計算する周期は、室温計測装置２１１が室温を計測する周期と同じであっても、異なっていてもよい。温熱指標計算式２１２３の詳細については後述する。
【００２５】
制御指標計算式２１２４は、制御装置２１３の制御指標計算部２１３２で用いられる計算式である。制御指標計算部２１３２は、制御指標計算式２１２４と、温熱指標計算部２１３１で計算された温熱指標とを用いて、制御指標を計算する。制御指標は、温熱指標計算部２１３１が温熱指標を計算する度に、現時点までに計算された温熱指標のそれぞれと温熱指標の初期値との差分を積算した値である。従って、制御指標は、温熱指標にさらに、非定常状態の開始時からの経過時間における温熱指標の変化を反映させた指標となる。制御指標計算式２１２４の詳細については後述する。
【００２６】
制御指標目標値２１２５は、制御指標計算部２１３２で計算される制御指標に対する目標値である。制御指標目標値２１２５は、例えば、被験者試験、シミュレーション、文献等のいずれか１つあるいはその組み合わせに基づいて予め決定される。決定された制御指標目標値２１２５は、記憶装置２１２に予め記憶される。あるいは、制御装置２１３が、リモコン２３によって設定された運転条件２１２１の履歴データを学習して、制御指標目標値２１２５を決定するようにしてもよい。制御指標目標値２１２５は、制御装置２１３の制御指令決定部２１３３で用いられる。
【００２７】
制御指標２１２６は、制御指標計算部２１３２で計算された制御指標の値である。制御指標２１２６は、制御指令決定部２１３３で、制御指標目標値２１２５と共に用いられる。
【００２８】
制御指令２１２７は、制御指令決定部２１３３で決定された制御指令である。制御指令２１２７は、空気調和機２に対する運転条件を指定する。運転条件には、室内機２１の風量、風向、および、設定温度の少なくともいずれか１つが含まれる。空気調和機２は、制御指令２１２７に従って、室内の空調を行う。制御指令２１２７によって指定される運転条件は、ユーザによって設定された運転条件２１２１とは、必ずしも同じではない。
【００２９】
［制御装置２１３］
上述したように、制御装置２１３は、図１に示すように、受信部２１３０、温熱指標計算部２１３１、制御指標計算部２１３２、および、制御指令決定部２１３３を備える。
【００３０】
［受信部２１３０］
受信部２１３０は、室温計測装置２１１から計測した室温２１２２を受信して、記憶装置２１２に格納する。また、受信部２１３０は、リモコン２３から、ユーザが設定した運転条件２１２１を受信して、記憶装置２１２に格納する。さらに、受信部２１３０は、制御装置２１３からの指令に応じて、記憶装置２１２にアクセスして、記憶装置２１２から、室温２１２２、運転条件２１２１などを取得する。
【００３１】
［温熱指標計算部２１３１］
温熱指標計算部２１３１は、記憶装置２１２に格納された室温２１２２および運転条件２１２１と、記憶装置２１２に記憶された温熱指標計算式２１２３とに基づいて、温熱指標を計算する。室内の温熱環境を評価するための温熱指標には、例えば、ミスナール式を改良した体感温度ＮＥＴ（Ｎｅｔ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、あるいは、標準有効温度ＳＥＴ＊（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を用いればよい。
【００３２】
ミスナール式は、温度に湿度の影響を加味して考案された体感温度である。また、ミスナール式に風速の影響を加味したものが体感温度ＮＥＴである。はじめに、温熱指標として、体感温度ＮＥＴを用いた場合について説明する。体感温度ＮＥＴは、下記の式（１）から算出される。従って、この場合、下記の式（１）が、記憶装置２１２に格納された温熱指標計算式２１２３になる。ここで、Ｔは温度、Ｈは相対湿度、ｖは風速である。
【００３３】
【数１】
2021005680.tif 000003
【００３４】
温度Ｔとしては、室温計測装置２１１が計測して記憶装置２１２に格納された室温２１２２を用いる。
【００３５】
相対湿度Ｈは、夏を想定して６０％と仮定する。あるいは、室温計測装置２１１に湿度センサを設けて、当該湿度センサによって湿度を計測して、計測された湿度の値を相対湿度Ｈとして用いてもよい。
【００３６】
風速ｖは、制御指令決定部２１３３によって決定された制御指令２１２７の風量および風向に基づいて、既存の噴流の理論式を用いて計算した値を用いる。あるいは、ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ：数値流体力学）解析により求めた風速を記憶装置２１２に予め格納しておき、当該値を風速ｖとして用いてもよい。ＣＦＤ解析は、室内機２１の風量および風向と空気調和機２の定格能力に該当する室内の大きさとを対象にして解析を行う。あるいは、室内に風速センサを設置し、当該風速センサによって風速を計測して、計測値を風速ｖとして用いてもよい。
【００３７】
次に、温熱指標として、標準有効温度ＳＥＴ＊を用いる場合について説明する。標準有効温度ＳＥＴ＊は、人体からの熱放散量と環境因子および整理因子との関係、ならびに、生理的な体温調整機能をシミュレートした数学モデルに基づいたものである。標準有効温度ＳＥＴ＊は、「温熱感覚および放熱量が実際環境におけるものと同等になるような相対湿度５０％の標準環境の温度」である。
【００３８】
標準有効温度ＳＥＴ＊においては、標準実環境の温度、平均放射温度、風速、相対湿度、活動量、実質着衣量等が入力データになる。なお、平均放射温度の代わりに、グローブ温度を用いてもよい。
【００３９】
ＳＥＴ＊を計算するために必要な上記のデータのいずれかが無い場合は、仮定値を用いてもよい。例えば、冷房運転時の実質着衣量は半袖および半ズボンを想定した０．３［ｃｌｏ］、暖房時の実質着衣量は長袖、長ズボン、および、カーディガンを想定した０．８［ｃｌｏ］と仮定して計算を行ってもよい。
【００４０】
なお、温熱指標は、体感温度ＮＥＴまたは標準有効温度ＳＥＴ＊に限定されるものではない。温度指標として、例えば、一般的に公表されている温熱指標である有効温度ＥＴ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、作用温度ＯＴ（Ｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、ミスナール（Ｍｉｓｓｅｎａｒｄ、１９３７）により提案された体感温度等を用いることもできる。
【００４１】
温熱指標計算部２１３１は、予め設定された周期で温熱指標を計算する。上述したように、室温計測装置２１１は、例えば、１分、５分、１０分等から選択される周期で、室温を計測する。そのため、温熱指標計算部２１３１は、室温計測装置２１１が室温を計測する周期毎に、温熱指標を計算してもよい。あるいは、温熱指標計算部２１３１は、室温計測装置２１１が室温を計測する周期とは異なる周期で、温熱指標を計算してもよい。なお、温熱指標計算部２１３１が、室温計測装置２１１の周期とは異なる周期で温熱指標を計算する場合は、空気調和機２の運転で経時変化する温熱要素の室温等については、線形補間等の手法により補正した室温等を用いて温熱指標を計算する。
【００４２】
［制御指標計算部２１３２］
制御指標計算部２１３２は、空気調和機２の起動直後等の非定常状態のときに、制御指標２１２６を計算する。制御指標計算部２１３２は、温熱指標計算部２１３１が温熱指標を計算する周期で、制御指標２１２６を計算する。制御指標計算部２１３２は、温熱指標計算部２１３１が温熱指標を計算する度に、現時点までに計算された温熱指標のそれぞれと温熱指標の初期値との差分の絶対値をすべて積算した制御指標を計算する。ここでは、制御指標計算部２１３２が、下記の式（２）を用いて、温熱指標計算部２１３１が順次計算した温熱指標ｆ（ｔｎ）に基づいて、制御指標２１２６を計算する。制御指標２１２６は、下記の式（２）に示されるように、温熱指標計算部２１３１が現時点までに順次計算した温熱指標ｆ（ｔｎ）のそれぞれと温度指標初期値ｆ（ｔ０）との差分Δｆ（ｔ）をすべて積算した積算値である。
【００４３】
【数２】
2021005680.tif 000004
【００４４】
ここで、ｔは時間である。ｆ（ｔｎ）は温熱指標計算部２１３１が計算した温熱指標であり、ｆ（ｔ０）は温熱指標の初期値、ｆ（ｔｎ）は現時点の温熱指標である。また、温熱指標として、体感温度ＮＥＴを用いる場合は、上記の式（１）を用いて、上記の式（２）を、下記の式（３）に置き換えることができる。
【００４５】
【数３】
2021005680.tif 000005
【００４６】
ここで、ＮＥＴ（ｔ０）はＮＥＴの初期値、ＮＥＴ（ｔｎ）は現時点の体感温度ＮＥＴである。
【００４７】
このように、制御指標計算部２１３２は、温熱指標計算部２１３１が温熱指標を計算する周期毎に、制御指標２１２６を順次計算する。そのため、制御指標２１２６は、温熱指標に対して、さらに、空気調和機２の非定常状態の開始時からの経過時間における温熱指標の変化を反映させた指標となっている。
【００４８】
なお、上記の式（２）および式（３）では、制御指標を計算する際に、現時点までに計算された温熱指標のそれぞれと温熱指標の初期値との差分をすべて積算しているが、必ずしも、すべて積載しなくてもよい。例えば、温熱指標をｎ回算出した場合、そのうちの奇数回目の温熱指標のみを用いて、制御指標を計算してもよい。同様に、温熱指標をｎ回算出した場合、そのうちの偶数回目の温熱指標のみを用いて、制御指標を計算してもよい。このように、一定の規則に従って、すべての温熱指標から一部の温熱指標を選択して、選択した温熱指標のみを用いて制御指標を計算するようにしてもよい。あるいは、温熱指標計算部２１３１が温熱指標を計算する周期よりも、制御指標計算部２１３２が制御指標を計算する周期の方が大きくなるように設定してもよい。このようにした場合、制御指標を計算する負荷を低減することができる。
【００４９】
［制御指令決定部２１３３］
制御指令決定部２１３３は、制御指標計算部２１３２で計算される制御指標２１２６、制御指標目標値２１２５、および、ユーザが設定した運転条件２１２１を用いて、制御指令を決定する。制御指令決定部２１３３は、制御指標２１２６に基づいて、空気調和機２の非定常状態用の運転条件を指定する第１制御指令と、ユーザが設定した運転条件２１２１に基づく第２制御指令とのいずれを出力するかを決定する。
【００５０】
具体的には、制御指令決定部２１３３は、制御指標２１２６と予め設定された制御指標目標値２１２５とを比較する。比較の結果、制御指標２１２６が制御指標目標値２１２５以下の場合は、制御指令決定部２１３３は、非定常状態用の運転条件を指定する第１制御指令を出力する。一方、制御指標２１２６が制御指標目標値２１２５より大きい場合は、ユーザが設定した運転条件２１２１に基づく第２制御指令を出力する。以下、制御指令決定部２１３３について、詳細に説明する。
【００５１】
まず、制御指令決定部２１３３は、空気調和機２の起動直後等の非定常温熱環境においては、ユーザの快適感を早く向上させるための運転条件を指定する第１制御指令を出力する。第１制御指令が指定する運転条件は、室内機２１の風量が最強風で、風向がスイングに設定されている。なお、ここで、室内機２１の風量が５段階以上の切り替えが可能で、すなわち、少なくとも、「最強風」、「強風」、「ふつう」、「弱風」、「最弱風」の５段階が含まれている場合には、「最強風」に設定する。また、室内機２１の風量が３段階の切り替えが可能で、すなわち、「強風」、「ふつう」、「弱風」の３段階のみが含まれている場合には、「最強風」として、３段階のうちの「強風」に設定する。
【００５２】
次に、制御指令決定部２１３３は、制御指標計算部２１３２で計算された制御指標２１２６と、記憶装置２１２に予め記憶されている制御指標目標値２１２５とを比較する。比較の結果、制御指標２１２６が制御指標目標値２１２５以下の場合、制御指令決定部２１３３は、制御指令を変更せず、第１制御指令のままとする。
【００５３】
一方、比較の結果、制御指標２１２６が制御指標目標値２１２５より大きい場合、制御指令決定部２１３３は、制御指令を第１制御指令から第２制御指令に変更する。第２制御指令が指定する運転条件は、ユーザが設定した運転条件２１２１の風量、風向、および、設定温度である。
【００５４】
図３は、実施の形態１における制御指令決定部２１３３による制御指令の変更の手順を説明する図である。図３において、横軸は、制御指標２１２６であり、縦軸は、被験者実験等で得られた平均快適感覚である。図３に示すように、平均快適感覚が低下する直前の制御指標２１２６を、制御指標目標値２１２５に予め設定する。図３の例では、平均快適感覚が低下する直前の制御指標２１２６の値が８５であるため、制御指標目標値２１２５は「８５」に設定される。なお、この値は、単なる一例であって、制御指標目標値２１２５の値は、適宜、任意の値に設定してよい。
【００５５】
図３に示されるように、空気調和機２の起動直後等の非定常温熱環境においては、第１制御指令に従って、空気調和機２が空調運転を行う。これにより、平均快適感覚は「不快」から「快」に向かって向上する。しかしながら、制御指標２１２６の値が制御指標目標値２１２５に達した後は、平均快適感覚が低下する。そのため、実施の形態１では、制御指標２１２６の値が制御指標目標値２１２５を超えたときに、第１制御指令から、ユーザが設定した運転条件に基づく第２制御指令に、制御指令を変更する。これにより、空気調和機２は第２制御指令に基づく空調運転を行う。
【００５６】
［処理フロー］
図４は、実施の形態１に係る空気調和機２の処理の流れを示したフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。なお、図４では、非定常状態として、空気調和機２の起動直後の状態を例に挙げて説明する。
【００５７】
ステップＳ１で、空気調和機２の電源をＯＮにする。これにより、空気調和機２が起動する。
【００５８】
ステップＳ２で、制御指令決定部２１３３が、空気調和機２が起動したことを検知して、現在の状態が非定常状態であると判断し、制御指令を第１制御指令に決定して出力する。第１制御指令が指定する運転条件は、上述したように、ユーザの快適感を早く向上させるように、室内機２１の風量が最強風、風向がスイングに設定されている。
【００５９】
ステップＳ３で、受信部２１３０が、ユーザが設定した運転条件２１２１と、室温計測装置２１１で計測した室温２１２２とを、記憶装置２１２から読み込む。
【００６０】
ステップＳ４で、温熱指標計算部２１３１が、温熱指標計算式２１２３を受信部２１３０を介して記憶装置２１２から読み込み、温熱指標計算式２１２３を用いて温熱指標を計算する。ここでは、例えば、温熱指標として、上記の式（１）で示す体感温度ＮＥＴを計算する。
【００６１】
ステップＳ５で、制御指標計算部２１３２が、制御指標計算式２１２４を受信部２１３０を介して記憶装置２１２から読み込み、制御指標計算式２１２４を用いて制御指標２１２６を計算する。ここでは、例えば、制御指標として、上記の式（３）で示す制御指標ΣΔＮＥＴ（ｔ）を計算する。
【００６２】
ステップＳ６で、制御指令決定部２１３３が、制御指標目標値２１２５を受信部２１３０を介して記憶装置２１２から読み込む。制御指令決定部２１３３は、ステップＳ５で算出した制御指標２１２６と、読み込んだ制御指標目標値２１２５とを比較する。比較の結果、制御指標２１２６が、制御指標目標値２１２５以下の場合はステップＳ３に戻る。一方、制御指標２１２６が、制御指標目標値２１２５より大きい場合は、ステップＳ７へ進む。
【００６３】
ステップＳ７で、制御指令決定部２１３３が、ステップＳ３で受信部２１３０が読み込んだ運転条件２１２１を用いて、第２制御指令を生成する。制御指令決定部２１３３は、制御指令を、第１制御指令から、第２制御指令に変更して出力する。第２制御指令が指定する運転条件は、上述したように、ユーザが運転条件２１２１として設定した、室内機２１の設定温度、風量および風向に設定されている。また、制御指令決定部２１３３は、第２制御指令を、制御指令２１２７として、記憶装置２１２に記憶する。
【００６４】
以上のように、実施の形態１に係る空気調和機２は、空気制御装置を備え、空気調和機２の起動直後等の非定常状態についても、制御の対象とする。そのため、実施の形態１では、空気制御装置が、温熱指標にさらに、非定常状態の開始時からの経過時間における温熱指標の変化を反映させた新たな指標としての制御指標２１２６を用いる。空気制御装置の制御指令決定部２１３３は、非定常状態においては、ユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供するための第１制御指令を出力する。そして、制御指標２１２６が制御指標目標値２１２５を超えたときに、制御指令決定部２１３３は、制御指令を、第１制御指令から第２制御指令に変更して、ユーザが設定した運転条件２１２１に従った空調を行う。以上により、非定常温熱環境におけるユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供することができる。
【００６５】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る空調制御装置を備えた空気調和機２の構成を示したブロック図である。上記の実施の形態１との違いは、実施の形態２では、図５に示すように、空気調和機２の室内機２１に、ユーザの位置を検出するユーザ位置検出装置２１４が追加されている点である。他の構成および動作については、実施の形態１と同じであるため、ここでは、同一符号を付して示し、説明は省略する。
【００６６】
［ユーザ位置検出装置２１４］
ユーザ位置検出装置２１４は、室内におけるユーザの位置を検出する。ユーザ位置検出装置２１４は、例えば、赤外線温度センサなどの熱画像センサ、サーモカメラ、カメラ等のいずれかを有している。なお、熱画像センサまたはサーモカメラの場合は、ユーザの人体から放射される赤外線または熱を検知してユーザの位置を検出する。カメラの場合は、室内の画像を直接撮影して、その撮影画像を解析することで、ユーザの人体を抽出してユーザの位置を検出する。ユーザ位置検出装置２１４は、ユーザの位置を２次元座標あるいは３次元座標で出力してもよいが、当該位置に対応するエリア区画を、予め区画された複数のエリア区画の中から選択して出力するようにしてもよい。
【００６７】
図６は、室内空間が３個のエリア区画Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩに区画された状態を示す図である。また、図７は、室内空間が９個のエリア区画Ｌ−Ｉ〜ＩＩＩ、Ｍ−Ｉ〜ＩＩＩ、Ｒ−Ｉ〜ＩＩＩに区画された状態を示す図である。このように、実施の形態２では、室内空間が、予め複数のエリア区画に区画されている。このとき、例えば、図６に示すように、ユーザ１００がエリア区画ＩＩに存在すると仮定する。ユーザ位置検出装置２１４は、室内におけるユーザ１００の位置を検出し、エリア区画Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの中から、エリア区画ＩＩを選択する。また、図７に示すように、ユーザ１００がエリア区画Ｌ−ＩＩに存在すると仮定する。ユーザ位置検出装置２１４は、室内におけるユーザ１００の位置を検出し、エリア区画Ｌ−Ｉ〜ＩＩＩ、Ｍ−Ｉ〜ＩＩＩ、Ｒ−Ｉ〜ＩＩＩの中から、エリア区画Ｌ−ＩＩを選択する。
【００６８】
ユーザ位置検出装置２１４によって選択されるエリア区画は、空調を優先的に行いたいエリア区画である。従って、上記のように、ユーザ位置検出装置２１４によってエリア区画を選択してよいが、ユーザがリモコン２３を操作することにより、空調したい区画エリアを選択するようにしてもよい。なお、エリア区画の選択方法は、これらの方法に限定されるものではなく、さらなる他の方法によって、優先的に空調を行うべきエリア区画が選択されてもよい。
【００６９】
なお、ユーザ位置検出装置２１４が熱画像センサまたはサーモカメラを有している場合は、ユーザ位置検出装置２１４をユーザ位置検出以外の他の用途に流用させてもよい。具体的には、ユーザ位置検出装置２１４が有している熱画像センサまたはサーモカメラで、室内の壁の表面温度を計測して、当該計測値を、放射温度として、温熱指標計算部２１３１の温熱指標の計算で用いるようにしてもよい。また、当該計測値の一定期間の平均値を計算して、平均放射温度として、温熱指標計算部２１３１の温熱指標の計算で用いるようにしてもよい。
【００７０】
温熱指標計算部２１３１は、選択されたエリア区画での風速ｖの推定値を求めて、当該推定値を風速ｖとして用いて、上記式（１）から温熱指標を計算する。風速ｖの推定値は、既存の噴流の理論式を用いて、室内機２１の吹出し気流に基づいて計算される。あるいは、以下の方法により、風速ｖの推定値を求めてよい。当該方法においては、まず、運転条件と空気調和機２の定格能力に該当する室内の大きさとに基づいてＣＦＤ解析を行い、各エリア区画における運転条件ごとの風速ｖの値を予め求めてデータベースを作成し記憶装置２１２に記憶しておく。次に、記憶装置２１２のデータベースの中から、制御指令２１２７で指定された運転条件に基づいて、選択されたエリア区画に対応する風速ｖの値を抽出して、風速ｖの推定値とする。
【００７１】
制御指令決定部２１３３は、非定常状態においては、ユーザの快適感を早く向上させる運転条件を指定する第１制御指令を出力する。第１制御指令の運転条件は、空気調和機２の室内機２１の風量は最強風になっている。また、当該運転条件の風向は、ユーザ位置検出装置２１４による位置検出またはリモコン２３の操作によって選択されたエリア区画に向けた風向になっている。これにより、選択されたエリア区画に対して優先的に調和空気が送られる。
【００７２】
このとき、風向は、固定であっても、スイングであってもよい。具体的には、風向を、室内機２１のフラップ角度全体のスイングにしてもよく、あるいは、フラップ角度の中心が選択されたエリア区画に向かう方向になるようなスイングにしてもよい。または、フラップ角度を固定にし、選択されたエリア区画のユーザに調和空気が直接当たる風向にしてもよい。
【００７３】
また、上記の実施の形態１では、制御指令を第１制御指令と第２制御指令との２段階の切り替えとしたが、制御指令を、第１制御指令、第２制御指令、および、第３制御指令の３段階の切り替えとしてもよい。３段階の切り替え制御を行う時は、記憶装置２１２に格納する制御指標目標値２１２５として、第１制御指標目標値２１２５Ａと、第２制御指標目標値２１２５Ｂとの２つの制指標目標値を予め設定して格納しておく。なお、第２制御指標目標値２１２５Ｂは、第１制御指標目標値２１２５Ａよりも大きい値に設定される。
【００７４】
［処理フロー］
図８は、実施の形態２に係る空気調和機２の処理の流れを示したフローチャートである。図８では、制御指令を３段階の切り替えとした場合について示している。ここでは、第１制御指令と第２制御指令が、非定常状態用の第１運転条件および第２運転条件を指定する制御指令である。また、第３制御指令が、ユーザが設定した運転条件２１２１に基づく制御指令である。また、図８と図４との違いは、図４のステップＳ２、Ｓ６、Ｓ７の代わりに、図８では、ステップＳ２Ａ、Ｓ６Ａ、Ｓ７Ａが設けられている点と、ステップＳ５とステップＳ６Ａとの間にステップＳ１０とステップＳ１１とが追加されている点である。
【００７５】
ステップＳ２とステップＳ２Ａとの違いは、ステップＳ２Ａでは、風向がフラップ固定で、選択されたエリア区画に向かう風向となっている点である。
【００７６】
ステップＳ６とステップＳ６Ａとの違いは、ステップＳ６Ａでは、制御指標目標値２１２５の代わりに、第２制御指標目標値２１２５Ｂとなっている点である。
【００７７】
ステップＳ７とステップＳ７Ａとの違いは、ステップＳ７Ａでは、第２制御指令の代わりに、第３制御指令となっている点である。
【００７８】
以下では、ステップＳ２Ａ、ステップＳ１０、ステップＳ１１、ステップＳ６Ａ、および、ステップＳ７Ａについて、ステップ毎に説明する。なお、それ以外のステップにおいては、図４と同様の処理であるため、詳細な説明は省略する。
【００７９】
ステップＳ２Ａで、制御指令決定部２１３３が、制御指令を第１制御指令に決定して出力する。第１制御指令は、ユーザの快適感を早く向上させるように、第１運転条件として、室内機２１の風量を最強風とし、風向を、フラップ固定で、且つ、選択されたエリア区画のユーザに風が当たる風向となっている。ここで、選択されたエリア区画とは、ユーザ位置検出装置２１４による位置検出またはリモコン２３の操作によって選択されたエリア区画である。これにより、選択されたエリア区画に対して、局所的に、風量が最強風の調和空気が送風されるので、選択されたエリア区画の非定常温熱環境が、迅速に、快適な環境に改善される。このように、室内全域ではなく、まず、選択されたエリア区画の空調を優先的に行うことで、環境改善にかかる時間を短くすることができる。
【００８０】
ステップＳ１０で、制御指令決定部２１３３が、第１制御指標目標値２１２５Ａを受信部２１３０を介して記憶装置２１２から読み込む。制御指令決定部２１３３は、ステップＳ５で算出した制御指標２１２６と、第１制御指標目標値２１２５Ａとを比較する。比較の結果、制御指標２１２６が、第１制御指標目標値２１２５Ａ以下の場合はステップＳ３に戻る。一方、制御指標２１２６が、第１制御指標目標値２１２５Ａより大きい場合は、ステップＳ１１へ進む。
【００８１】
ステップＳ１１で、制御指令決定部２１３３が、制御指令を第１制御指令から第２制御指令に変更して出力する。第２制御指令は、ユーザの快適感を早く向上させるように、第２運転条件として、室内機２１の風量を最強風とし、風向をスイングにしている。このとき、風向は、室内機２１のフラップ角度全体のスイングにしてもよく、あるいは、フラップ角度の中心が、選択されたエリア区画に向かう方向になるようなスイングにしてもよい。制御指令決定部２１３３は、第２制御指令を、制御指令２１２７として、記憶装置２１２に記憶する。このように、第１制御指令から第２制御指令に変更することで、風向が固定からスイングに変更される。これにより、第２制御指令においては、第１制御指令のときに比べて、スイングする分だけ、少し広い範囲に、調和空気を送風することができる。このように、第１制御指令で、選択されたエリア区画の空調を優先的に行い、その後、第２制御指令で、風向をスイングさせて、選択されたエリア区画の周辺の空調も行うことで、選択されたエリア区画を中心に、徐々に空調の範囲を広げていくことができる。
【００８２】
ステップＳ６Ａで、制御指令決定部２１３３が、第２制御指標目標値２１２５Ｂを受信部２１３０を介して記憶装置２１２から読み込む。制御指令決定部２１３３は、ステップＳ５で算出した制御指標２１２６と、第２制御指標目標値２１２５Ｂとを比較する。比較の結果、制御指標２１２６が、第２制御指標目標値２１２５Ｂ以下の場合はステップＳ３に戻る。一方、制御指標２１２６が、第２制御指標目標値２１２５Ｂより大きい場合は、ステップＳ７へ進む。
【００８３】
ステップＳ７Ａで、制御指令決定部２１３３が、ステップＳ３で受信部２１３０が読み込んだ運転条件２１２１を用いて、第３制御指令を生成する。制御指令決定部２１３３は、制御指令を、第２制御指令から、第３制御指令に変更して出力する。また、制御指令決定部２１３３は、第３制御指令を、制御指令２１２７として、記憶装置２１２に記憶する。
【００８４】
なお、実施の形態２において、制御指令を２段階の切り替えとする場合は、実施の形態１の図４のフローと同様の処理であるため、詳細な説明は省略する。
【００８５】
図９は、実施の形態２における制御指令決定部２１３３による制御指令の変更の手順を説明する図である。図９において、横軸は、制御指標２１２６であり、縦軸は、被験者実験等で得られた平均快適感覚である。図９に示すように、平均快適感覚が低下する直前の制御指標２１２６を、第２制御指標目標値２１２５Ｂに予め設定する。また、第２制御指標目標値２１２５Ｂよりも小さい値を、第１制御指標目標値２１２５Ａに予め設定する。図９の例では、平均快適感覚が低下する直前の制御指標２１２６の値が８５であるため、第２制御指標目標値２１２５Ｂの値は「８５」に設定される。また、第１制御指標目標値２１２５Ａを、８５より小さい「６５」に設定する。なお、これらの値は、単なる一例であって、第１制御指標目標値２１２５Ａおよび第２制御指標目標値２１２５Ｂの値は、適宜、任意の値に設定してよい。
【００８６】
図９に示されるように、空気調和機２の起動直後等の非定常温熱環境においては、第１制御指令に従って、空気調和機２が空調運転を行う。これにより、平均快適感覚は「不快」から「快」に向かって向上する。実施の形態２では、制御指標２１２６の値が第１制御指標目標値２１２５Ａより大きくなったときに、制御指令決定部２１３３が、制御指令を、第１制御指令から第２制御指令に変更する。さらに、制御指標２１２６の値が第２制御指標目標値２１２５Ｂより大きくなったときに、制御指令決定部２１３３が、制御指令を、第２制御指令から、第３制御指令に変更する。第３制御指令は、ユーザが設定した運転条件に基づく制御指令である。これにより、空気調和機２は第３制御指令に基づく空調運転を行う。
【００８７】
以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、温熱指標にさらに、非定常状態の開始時からの経過時間における温熱指標の変化を反映させた新たな指標としての制御指標２１２６を用いる。制御指令決定部２１３３は、非定常状態においては、ユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供するために、第１制御指令および第２制御指令を順に出力する。そして、制御指標２１２６が第２制御指標目標値２１２５Ｂを超えたときに、制御指令決定部２１３３は、制御指令を第３制御指令に変更して、ユーザが設定した運転条件２１２１に従った空調を行う。以上により、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、非定常温熱環境におけるユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供することができる。
【００８８】
さらに、実施の形態２では、非定常状態時の制御指令として、第１制御指令と第２制御指令との２段階の制御指令を用意している。そして、制御指令決定部２１３３は、非定常状態において、ユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供するために、第１制御指令および第２制御指令を段階的に順次出力する。具体的には、ユーザ位置検出装置２１４で、ユーザの位置を検出して、ユーザが存在するエリア区画を選択する。そして、第１制御指令で、風向を、選択したエリア区画に固定して、選択したエリア区画の空調を局所的に優先して行う。次に、第２制御指令に変更して、風向を、選択したエリア区画を中心とするスイングにすることで、第１制御指令のときよりも、空調の範囲を広げる。このように、はじめに空調を行う範囲を狭い範囲に限定することで、ユーザに対して、快適な温熱環境を提供するまでの時間を、より短縮することができる。
【００８９】
実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る空調制御装置を備えた空気調和機２の構成を示したブロック図である。上記の実施の形態２との違いは、実施の形態３では、図１０に示すように、記憶装置２１２に格納されるデータとして、個人情報２１２８が追加されている点である。他の構成および動作については、実施の形態１または実施の形態２と同じであるため、ここでは、同一符号を付して示し、説明は省略する。
【００９０】
［個人情報２１２８］
ユーザは、空気調和機２のリモコン２３を操作して個人情報２１２８を予め登録する。個人情報２１２８は、ユーザが「暑がり」か「寒がり」かを示す情報である。登録された個人情報２１２８は、記憶装置２１２に格納される。
【００９１】
制御指令決定部２１３３は、制御指標計算部２１３２で計算した制御指標２１２６と、記憶装置２１２に記憶した第１制御指標目標値２１２５Ａ、第２制御指標目標値２１２５Ｂ、および、運転条件２１２１とを用いて、以下のように制御指令を変更する。
【００９２】
リモコン２３から個人情報２１２８として「寒がり」が登録された場合は、制御指令決定部２１３３は、制御指標２１２６が第１制御指標目標値２１２５Ａより大きくなった場合に、制御指令を第１制御指令から第２制御指令に変更する。ここで、第１制御指令および第２制御指令は、実施の形態１で説明した第１制御指令および第２制御指令と同じである。すなわち、第１制御指令は、非定常状態時の制御指令で、第２制御指令は、ユーザが設定した運転条件２１２１を指定する制御指令である。
【００９３】
一方、リモコン２３から個人情報２１２８として「暑がり」が登録された場合は、制御指令決定部２１３３は、制御指標２１２６が第２制御指標目標値２１２５Ｂより大きくなった場合に、制御指令を第１制御指令から第２制御指令に変更する。
【００９４】
［処理フロー］
図１１は、実施の形態３に係る空気調和機２の処理の流れを示したフローチャートである。図１１と図４との違いは、図１１では、図４のステップＳ６の代わりに、ステップＳ６−１とステップＳ６−２とが設けられている点と、ステップＳ５とステップＳ６−１およびステップＳ６−２との間に、ステップＳ２０が追加されている点である。
【００９５】
ステップＳ６とステップＳ６−１との違いは、ステップＳ６−１では、制御指標目標値２１２５の代わりに、第１制御指標目標値２１２５Ａが用いられている点である。
【００９６】
ステップＳ６とステップＳ６−２との違いは、ステップＳ６−２では、制御指標目標値２１２５の代わりに、第２制御指標目標値２１２５Ｂが用いられている点である。
【００９７】
このように、実施の形態３では、個人情報を確認するステップＳ２０が追加されている。また、制御指令を変更するステップＳ６として、個人情報の確認の結果に応じて、制御指標目標値２１２５が異なるステップＳ６−１およびＳステップ６−２のいずれか一方が選択される。
【００９８】
以下では、図４と異なる、ステップＳ２０、ステップＳ６−１、および、ステップＳ６−２について、ステップ毎に説明する。なお、それ以外のステップにおいては、実施の形態１と同様の処理であるため、詳細な説明は省略する。
【００９９】
ステップＳ２０で、制御指令決定部２１３３は、記憶装置２１２に記憶した個人情報２１２８に基づいて、ユーザが寒がりか否かを判定する。個人情報２１２８が「寒がり」の場合は、ステップＳ６−１に進み、個人情報２１２８の「暑がり」の場合は、ステップＳ６−２に進む。
【０１００】
ステップＳ６−１では、制御指標目標値２１２５として、第１制御指標目標値２１２５Ａを用いる。そのため、制御指令決定部２１３３が、第１制御指標目標値２１２５Ａを受信部２１３０を介して記憶装置２１２から読み込む。制御指令決定部２１３３は、ステップＳ５で算出した制御指標２１２６と、読み込んだ第１制御指標目標値２１２５Ａとを比較する。比較の結果、制御指標２１２６が、第１制御指標目標値２１２５Ａ以下の場合はステップＳ３に戻る。一方、制御指標２１２６が、第１制御指標目標値２１２５Ａより大きい場合は、ステップＳ７へ進む。
【０１０１】
ステップＳ６−２では、制御指標目標値２１２５として、第２制御指標目標値２１２５Ｂを用いる。そのため、制御指令決定部２１３３が、第２制御指標目標値２１２５Ｂを受信部２１３０を介して記憶装置２１２から読み込む。制御指令決定部２１３３は、ステップＳ５で算出した制御指標２１２６と、読み込んだ第２制御指標目標値２１２５Ｂとを比較する。比較の結果、制御指標２１２６が、第２制御指標目標値２１２５Ｂ以下の場合はステップＳ３に戻る。一方、制御指標２１２６が、第２制御指標目標値２１２５Ｂより大きい場合は、ステップＳ７へ進む。
【０１０２】
図１２は、実施の形態３における制御指令決定部２１３３による制御指令の変更の手順を説明する図である。図１２において、横軸は、制御指標２１２６であり、縦軸は、被験者実験等で得られた平均快適感覚である。図１２に示すように、平均快適感覚が低下する直前の制御指標２１２６を、第２制御指標目標値２１２５Ｂに予め設定する。また、第２制御指標目標値２１２５Ｂよりも小さい値を、第１制御指標目標値２１２５Ａに予め設定する。図１２の例では、平均快適感覚が低下する直前の制御指標２１２６の値が８５であるため、第２制御指標目標値２１２５Ｂの値は「８５」に設定される。また、第１制御指標目標値２１２５Ａを、８５より小さい「６５」に設定する。なお、これらの値は、単なる一例であって、第１制御指標目標値２１２５Ａおよび第２制御指標目標値２１２５Ｂの値は、適宜、任意の値に設定してよい。
【０１０３】
図１２において、一点鎖線がステップＳ６−１に対応する処理で、実線がステップＳ６−２に対応する処理である。いずれの場合においても、最初は、まず、制御指令決定部２１３３は、第１制御指令を出力する。その後、制御指令決定部２１３３は、記憶装置２１２に記憶した個人情報２１２８を基に、ユーザが寒がりか否かを判断する。判断の結果、ユーザが寒がりの場合には、図１２の一点鎖線で示すように、制御指標２１２６が、第１制御指標目標値２１２５Ａより大きくなったときに、制御指令を、第１の制御指令から第２の制御指令に変更する。一方、判断の結果、ユーザが暑がりの場合には、図１２の実線で示すように、制御指標２１２６が、第２制御指標目標値２１２５Ｂより大きくなったときに、制御指令を、第１の制御指令から第２の制御指令に変更する。
【０１０４】
以上のように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、温熱指標に対してさらに、非定常状態の開始時からの経過時間における温熱指標の変化を反映させた新たな指標としての制御指標２１２６を用いる。制御指令決定部２１３３は、非定常状態においては、ユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供するために、第１制御指令を出力する。そして、制御指標２１２６が第１制御指標目標値２１２５Ａまたは第２制御指標目標値２１２５Ｂを超えたときに、制御指令決定部２１３３は、制御指令を第２制御指令に変更して、ユーザが設定した運転条件２１２１に従った空調を行う。以上により、実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、非定常温熱環境におけるユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供することができる。
【０１０５】
さらに、実施の形態３では、個人情報２１２８を予め記憶装置２１２に登録している。制御指令決定部２１３３は、個人情報２１２８に従って、使用する制御指標目標値を、第１制御指標目標値２１２５Ａおよび第２制御指標目標値２１２５Ｂのうちのいずれか一方を選択する。これにより、個人情報を加味できるので、さらにきめ細やかに、ユーザに対して快適な温熱環境を迅速に提供することができる。
【０１０６】
なお、上記の実施の形態３においては、第１制御指標目標値２１２５Ａが、第２制御指標目標値２１２５Ｂよりも小さい値に設定されているとして説明した。しかしながら、冷房時と暖房時とでは逆の方が良い場合もある。そのため、冷房時または暖房時に応じて、第１制御指標目標値２１２５Ａと第２制御指標目標値２１２５Ｂとの大小関係を切り替えるようにしてもよい。
【０１０７】
また、本実施の形態３においても、図１０に示すように、実施の形態２と同様に、室内機２１に、ユーザ位置検出装置２１４を設けるようにしてもよい。その場合には、第１制御指令の風向を、ユーザ位置検出装置２１４による位置検出またはリモコン２３の操作によって選択されたエリア区画に向けた風向にしてもよい。さらに、実施の形態２と同様に、制御指令を、第１制御指令、第２制御指令、および、第３制御指令の３段階の切り替えとしてもよい。
【０１０８】
実施の形態４．
図１３は、実施の形態４に係る空調制御装置を備えた空調システムの構成を示したブロック図である。実施の形態４では、空調制御装置１が空気調和機２の外部に設置されている。図１３に示すように、空調システムは、空調制御装置１、空気調和機２、および、温熱要素計測装置３を備える。
【０１０９】
図１３に示すように、空調制御装置１は、通信経路４を介して、空気調和機２および温熱要素計測装置３と通信接続している。空調制御装置１は、通信経路４を介して、空気調和機２を制御する。
【０１１０】
空気調和機２は、室内機２１、室外機２２、および、リモコン２３を備える。室内機２１、室外機２２、および、リモコン２３の基本的な動作については、実施の形態１〜３のいずれかと同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
【０１１１】
温熱要素計測装置３は、複数の温熱要素計測装置３１、３２を有する。
【０１１２】
通信経路４は、空調制御装置１と空気調和機２と温熱要素計測装置３とを接続する通信用のネットワークである。通信経路４は、ケーブルの種類、通信プロトコル等は特に限定しない。例えば、通信経路４を構成する経路は、ＬＡＮ等の有線通信であっても、無線通信であってもよい。また、通信プロトコルは、一般に公開されている汎用プロトコルであってもよい。さらに、通信経路４を、空気調和機２または温熱要素計測装置３の製造会社による専用線から構成してもよく、通信プロトコルを専用プロトコルにしてもよい。
【０１１３】
［空調制御装置１］
図１４は、実施の形態４に係る空調制御装置１の構成を示したブロック図である。図１４に示すように、空調制御装置１は、受信装置１１、記憶装置１２、制御装置１３、および、送信装置１４を備える。以下、図１４を用いて空調制御装置１の構成について詳細に説明する。
【０１１４】
［空気調和機２］
空気調和機２は、空気調和機２の運転データ２１２１Ａを送信する。受信装置１１は、空気調和機２から、空気調和機２の運転データ２１２１Ａを受信して、記憶装置１２に送信する。
【０１１５】
［温熱要素計測装置３］
温熱要素計測装置３は、予め設定された周期で、温熱要素を計測する。温熱要素は、室内の温熱環境を評価するための温熱指標を算出するために使用される。温熱要素計測装置３は、１つまたは複数の温熱要素計測装置Ａ３１および温熱要素計測装置Ｂ３２等から構成される。温熱要素は、室温、平均放射温度、相対湿度、風速、ユーザの活動量、および、ユーザの着衣量のうちの少なくともいずれか１つを含む。温熱要素計測装置３は、これらの温熱要素のうち、少なくとも室温を計測する。受信装置１１は、温熱要素計測装置３から送信されてくる温熱要素計測データ２１２２Ａを受信して、記憶装置１２に送信する。
【０１１６】
上記の実施の形態１〜３で説明したように、温熱要素計測装置３が空気調和機２に内蔵される場合は、空気調和機２内の温熱要素計測装置３を用いてもよい。また、温熱要素計測装置３は、赤外線温度センサ等の熱画画像センサ、サーモカメラ、カメラ等を含み、室内におけるユーザを検出してもよい。さらに、温熱要素計測装置３は、ウェアラブルセンサ等を含み、ユーザの活動量、および、ユーザの皮膚温度を計測してもよい。
【０１１７】
［受信装置１１と送信装置１４］
受信装置１１は、空気調和機２および温熱要素計測装置３との通信を行い、空気調和機２および温熱要素計測装置３のそれぞれから、運転データ２１２１Ａと温熱要素計測データ２１２２Ａとを受信し、受信したデータを記憶装置１２に格納する。
【０１１８】
送信装置１４は、空気調和機２との通信を行い、記憶装置１２に格納された制御指令２１２７を読み出し、空気調和機２に送信する。
【０１１９】
受信装置１１および送信装置１４が、空気調和機２および温熱要素計測装置３と通信する通信回線は、例えば、対象とする空調システムの専用ネットワーク、ＬＡＮ等の汎用ネットワークなどのいずれでもよい。あるいは、空気調和機２または温熱要素計測装置３の各々で異なる個別専用線を通信回線として使用してもよい。また、受信装置１１および送信装置１４は、空気調和機２および温熱要素計測装置３と無線で通信してもよい。このように通信する通信回線は、ケーブルの種類、プロトコル等は特に限定せず、上記に列挙されていない手法を用いてもよい。また、受信装置１１で用いる通信回線と送信装置１４で用いる通信回線とは異なってもよい。さらに、受信装置１１および送信装置１４が、複数の種類の通信回線を組み合わせて使用してもよい。
【０１２０】
［記憶装置１２］
記憶装置１２は、空気調和機２の運転データ２１２１Ａ、温熱要素計測データ２１２２Ａ、温熱指標計算式２１２３、制御指標計算式２１２４、制御指標目標値２１２５、制御指標２１２６、および、制御指令２１２７を格納する。記憶装置１２は、ハードディスク、ＲＡＭ等の記憶媒体を備える。
【０１２１】
記憶装置１２に格納される受信データは、空気調和機２の運転データ２１２１Ａと、温熱要素計測装置３の計測により得られた温熱要素計測データ２１２２Ａである。なお、運転データ２１２１Ａは、ユーザが設定した運転条件である室内機２１の風量、風向、および設定温度等を含む。温熱要素計測データ２１２２Ａは、少なくとも室温を含む。また、運転データ２１２１Ａおよび温熱要素計測データ２１２２Ａは、共に、受信装置１１および送信装置１４とで送受信したデータの種類、周期、送受信時刻等のデータも含む。温熱要素計測装置３が空気調和機２に内蔵される場合は、空気調和機２の運転データ２１２１Ａの中に温熱要素計測装置３が計測した温熱要素計測データを含んでもよい。
【０１２２】
記憶装置１２に格納される計算式は、制御装置１３の温熱指標計算部１３１で用いる温熱指標計算式２１２３、および、制御指標計算部１３２で用いる制御指標計算式２１２４である。制御指標計算式２１２４は、温熱指標計算式２１２３を用いて計算した温熱指標の初期値からの差分を積算する式である。
【０１２３】
記憶装置１２に格納される制御データは、制御装置１３の制御指令決定部１３３で用いるデータである。制御データには、制御指標目標値２１２５と制御指標計算部１３２で計算された制御指標２１２６とが含まれる。
【０１２４】
記憶装置１２に格納する制御指令２１２７は、制御装置１３の制御指令決定部１３３で決定した制御指令である。制御指令は、空気調和機２の運転条件として、室内機２１の風向、風量、および設定温度等を含む。
【０１２５】
なお、記憶装置１２に格納される、温熱指標計算式２１２３、制御指標計算式２１２４、制御指標目標値２１２５、制御指標２１２６、および、制御指令２１２７は、実施の形態１で説明したものと同様であるため、ここでは、同一符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
【０１２６】
［制御装置１３］
制御装置１３は、実施の形態１〜３で説明した制御装置２１３と同様の構成および動作であるため、ここでは、詳細な説明は省略する。すなわち、制御装置１３の温熱指標計算部１３１、制御指標計算部１３２、および、制御指令決定部１３３は、実施の形態１〜３で説明した制御装置２１３の温熱指標計算部２１３１、制御指標計算部２１３２、制御指令決定部２１３３に、それぞれ、相当する。
【０１２７】
［処理フロー］
実施の形態４における処理フローは、実施の形態１で説明した図４の処理フローと同様の処理であるため、ここでは、図示および説明は省略する。
【０１２８】
以上のように、実施の形態４に係る空調システムは、空気調和機２と、空調制御装置１とを備え、空調制御装置１が、実施の形態１で説明した空調制御装置と同様の処理を行うため、上述した実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、実施の形態４においても、実施の形態１と同様に、空気調和機２の起動直後等の非定常温熱環境において、温熱指標に対してさらに、非定常状態の開始時からの経過時間における温熱指標の変化を反映させた制御指標を用いることで、快適な温熱環境を迅速に提供することができる。
【０１２９】
また、実施の形態４において、実施の形態２および３で示したユーザ位置検出装置２１４を空気調和機２の室内機２１に追加してもよい。その場合の動作は、実施の形態２および３と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。また、その場合には、実施の形態２または３と同様の効果が得られる。
【０１３０】
また、実施の形態４において、実施の形態３で示した個人情報２１２８を記憶装置１２に追加してもよい。その場合の動作は、実施の形態３と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。また、その場合には、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【０１３１】
以下、上記の実施の形態１〜４で説明した制御装置１３、２１３、および、記憶装置１２、２１２のハードウェア構成について説明する。
【０１３２】
なお、上述した実施の形態１〜４に係る制御装置１３、２１３における各機能は、処理回路によって実現される。各機能を実現する処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
【０１３３】
処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。温熱指標計算部１３１、２１３１、制御指標計算部１３２、２１３２、および、制御指令決定部１３３、２１３３の各部の機能それぞれを個別の処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。
【０１３４】
一方、処理回路がプロセッサの場合、温熱指標計算部１３１、２１３１、制御指標計算部１３２、２１３２、および、制御指令決定部１３３、２１３３の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリに格納される。プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、制御装置１３、２１３は、処理回路により実行されるときに、温熱指標計算ステップ、制御指標計算ステップ、および、制御指令決定ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。
【０１３５】
これらのプログラムは、上述した各部の手順あるいは方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリが該当する。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリに該当する。記憶装置１２、２１２は、これらのメモリから構成される。
【０１３６】
なお、上述した各部の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
【０１３７】
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述した各部の機能を実現することができる。
【０１３８】
なお、上記の実施の形態１〜４では、空気調和機２の非定常状態として、空気調和機の起動直後の状態を例に挙げて説明した。しかしながら、空気調和機２の非定常状態は、これに限定されない。空気調和機２の非定常状態としては、例えば、以下の例が挙げられる。空気調和機２に霜取り機能が搭載されている場合には、霜取り機能による霜取り動作の終了直後も、非定常状態となる。また、空気調和機２に自動清掃機能が搭載されている場合には、自動清掃機能による自動清掃の終了直後も、非定常状態となる。このように、非定常状態としては、空気調和機の起動直後の状態の他に、いくつかの他の例が挙げられる。従って、「非定常状態」は、温熱環境において安定状態に達するまでの過渡状態の全般を含むものとする。
【０１３９】
最後に、上記の実施の形態１〜４は、本発明を説明するための実施の形態であって、本発明は、上記の実施の形態１〜４に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。すなわち、上記の実施の形態１〜４の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成に代替させてもよい。また、上記の実施の形態１〜４を自由に組み合わせてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施の形態１〜４で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。また、上記の実施の形態１〜４に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせてもよい。さらに、本発明は、上記の実施の形態１〜４の範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【０１４０】
１  空調制御装置、２  空気調和機、３  温熱要素計測装置、４  通信経路、１１  受信装置、１２  記憶装置、１３  制御装置、１４  送信装置、２１  室内機、２２  室外機、２３  リモコン、２４  接続配管、３１  温熱要素計測装置、３２  温熱要素計測装置、１３１  温熱指標計算部、１３２  制御指標計算部、１３３  制御指令決定部、２１１  室温計測装置、２１２  記憶装置、２１３  制御装置、２１４  ユーザ位置検出装置、２１２１  運転条件、２１２１Ａ  運転データ、２１２２  室温、２１２２Ａ  温熱要素計測データ、２１２３  温熱指標計算式、２１２４  制御指標計算式、２１２５  制御指標目標値、２１２５Ａ  第１制御指標目標値、２１２５Ｂ  第２制御指標目標値、２１２６  制御指標、２１２７  制御指令、２１２８  個人情報、２１３０  受信部、２１３１  温熱指標計算部、２１３２  制御指標計算部、２１３３  制御指令決定部。
【図１】
2021005680.tif 000006
【図２】
2021005680.tif 000007
【図３】
2021005680.tif 000008
【図４】
2021005680.tif 000009
【図５】
2021005680.tif 000010
【図６】
2021005680.tif 000011
【図７】
2021005680.tif 000012
【図８】
2021005680.tif 000013
【図９】
2021005680.tif 000014
【図１０】
2021005680.tif 000015
【図１１】
2021005680.tif 000016
【図１２】
2021005680.tif 000017
【図１３】
2021005680.tif 000018
【図１４】
2021005680.tif 000019
【国際調査報告】
2021005680.tif 000020
2021005680.tif 000021