JP2008232467A - Air-conditioning control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、住居内の空調を制御する空調制御システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning control system that controls air conditioning in a residence.
従来、オフィスビルなどでは、人が感じる快適度を示す指数であるPMV(Predicted Mean Vote)値を利用した空調制御が広く行われている。 Conventionally, in office buildings and the like, air conditioning control using a PMV (Predicted Mean Vote) value, which is an index indicating the comfort level felt by people, has been widely performed.
このPMV値とは、ファンガー(Fanger)氏によって提案されたもので、同氏により発表された快適方程式により、快適度を7段階(+3;暑い,+2;暖かい,+1;やや暖かい,0;どちらでもない、快適,−1;やや涼しい,−2;涼しい,−3;寒い)で表現したものでこの値が0の時が快適となる。 This PMV value was proposed by Mr. Fanger, and according to the comfort equation presented by Mr. Fanger, the comfort level was increased to 7 levels (+3; hot, +2; warm, +1; slightly warm, 0; either Not comfortable, -1; slightly cool, -2; cool, -3; cold). When this value is 0, it is comfortable.
PMV値は、暑い、寒いなどの気温の変化だけではなく、代謝量(身体の活動状況)、着衣量、温度、湿度、平均輻射温度、気流速度の6つの要素を組み合わせて快適さの指数から算出されるため、より人間の体感に合った空調制御を行うことができる。 PMV values are calculated not only from changes in temperature such as hot and cold, but also from an index of comfort by combining six factors: metabolism (physical activity), amount of clothing, temperature, humidity, average radiation temperature, and airflow velocity. Since it is calculated, it is possible to perform air conditioning control more suited to the human experience.
PMV値を利用した技術として、特許文献1に示す空調制御システムがある。
As a technique using the PMV value, there is an air conditioning control system shown in
この特許文献1の空調制御システムでは、気流速度の平均値、室内温度、平均輻射温度、活動状態、湿度、着衣状態等の快適性指標PMVに影響を与えるプロセス値を基に、快適性指標であるPMV値を求め、それが快適な範囲にあるかをチェックし、もし快適範囲を外れていれば、省エネも考慮して快適性指標PMVが快適な範囲に入るように室温設定値を求める。
しかし、上記のような従来のPMV値を利用した空調制御システムでは、プロセス値の活動状態や着衣状態は予め固定値として入力しておくことによりPMV値を算出しているため、在室者の活動量に変化が大きいデパートや病院などでは在室者の体感に合わせた空調制御を行うことが困難であるという問題があった。 However, in the conventional air conditioning control system using the PMV value as described above, since the activity value and the clothing state of the process value are input as fixed values in advance, the PMV value is calculated. In department stores and hospitals where the amount of activity changes greatly, there is a problem that it is difficult to perform air conditioning control that matches the sensation of the occupants.
よって本発明の目的は、在室者の活動量に合わせた空調制御を行うことができる空調制御システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an air conditioning control system capable of performing air conditioning control in accordance with the amount of activity of the occupants.
上記目的を達成するための本発明の空調制御システムは、空調制御対象となる室内にいる在室者の生態情報である脈拍数、心拍数、および血圧を測定する生体情報測定器と、前記生体情報測定器で測定された生体情報を取得して、予め記録した前記在室者の平常時の生体情報との偏差を前記在室者の活動量として算出する活動量算出装置と、前記活動量算出装置で算出された活動量を含む人間の温熱感覚に影響を与える複数のプロセス変数を入力し、これらの入力されたプロセス変数から快適性指標としてのPMV値を算出するPMV値演算部と、前記PMV値演算部で算出されたPMV値に基づいて前記空調制御対象の室内を制御する空調機に対する制御値を算出する制御値演算部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an air conditioning control system according to the present invention includes a biological information measuring device for measuring a pulse rate, a heart rate, and blood pressure, which are ecological information of a resident in a room to be air-conditioned, and the living body An activity amount calculation device that obtains biological information measured by an information measuring instrument and calculates a deviation from the biological information of the occupant's normal life recorded in advance as the activity amount of the occupant, and the activity amount A PMV value calculation unit that inputs a plurality of process variables that affect the human thermal sensation including the amount of activity calculated by the calculation device, and calculates a PMV value as a comfort index from these input process variables; And a control value calculation unit that calculates a control value for an air conditioner that controls the room to be air-conditioned based on the PMV value calculated by the PMV value calculation unit.
また、この空調制御システムは、前記在室者は複数であり、前記生体情報測定器および前記活動量算出装置は前記在室者の数分設けられ、前記PMV値演算部は、複数の前記活動量算出装置で算出された活動量を取得してこれらの平均値または最多値を前記複数の在室者の活動量として算出し、この前記複数の在室者の活動量を含む人間の温熱感覚に影響を与える複数のプロセス変数を入力し、これらの入力されたプロセス変数から快適性指標としてのPMV値を算出するようにしてもよい。 Further, in this air conditioning control system, there are a plurality of occupants, the biometric information measuring devices and the activity amount calculation devices are provided by the number of occupants, and the PMV value calculation unit includes a plurality of the activities. The amount of activity calculated by the amount calculation device is obtained, and the average value or the maximum value of these is calculated as the amount of activity of the plurality of occupants, and the human thermal sensation including the amount of activity of the plurality of occupants It is also possible to input a plurality of process variables that affect the process and to calculate a PMV value as a comfort index from these input process variables.
本発明の空調制御システムによれば、在室者の活動量に合わせた空調制御を行うことができる。 According to the air conditioning control system of the present invention, it is possible to perform air conditioning control in accordance with the amount of activity of the occupants.
《第1実施形態》
〈第1実施形態による空調制御システムの構成〉
本発明の第1実施形態による空調制御システム1の構成について、図1を参照して説明する。
<< First Embodiment >>
<Configuration of air conditioning control system according to the first embodiment>
The configuration of the air
本実施形態による空調制御システム1は、空調制御対象の室内にいる在室者Aに保持されている生体情報測定器11と、この在室者により操作される活動量算出装置としてのPC(Personal Computer)12と、PC12に接続された空調制御装置13と、空調制御装置13に接続されたDDC14Aより制御される熱源機15と、熱源機15に接続された空調機16とを有する。
The air
本実施形態による空調制御システム1の詳細な構成を図2に示す。
FIG. 2 shows a detailed configuration of the air
生体情報測定器11は、在室者Aの生体情報として脈拍数P、心拍数V、血圧B、体温Tを測定するものであり、例えば身体の腕に装着してこれらの生体情報を測定し、赤外線等の無線にて測定した生体情報をPC12に送信する。
The biological
PC12は、生体情報測定器11から送信された在室者Aの生体情報を受信して、空調制御装置13に送信する。
The PC 12 receives the biological information of the occupant A transmitted from the biological
空調制御装置13は、活動量算出部131と、PMV値演算部132と、制御値演算部133とを有する。
The air
活動量算出部131は、PC12から在室者Aの生体情報を受信すると、予め記憶している在室者Aの平常時の生体状態との偏差から活動量を算出してPMV値演算部132に送出する。
When the activity
PMV値演算部132は、活動量算出部131から取得した在室者Aの活動量と、後述する計測部17から受信した計測値と、予め入力された着衣状態の情報とに基づいてPMV値を算出してDDC14Aに送出する。
The PMV
DDC14Aは、制御値演算部133で算出された制御値に従って、熱源機15を制御する。
The
熱源機15は、温冷水により空調機16に熱源を供給するものであり、DDC14Aの制御により動作する。
The
空調機16は空調制御対象の室内に設置され、熱源機15により供給された熱源により動作する。
The
計測部17は、空調制御対象の室内に設置され、この室内の環境を計測する、温度計171、平均輻射温度計172、気流速度計173、および湿度計174から構成され、それぞれ計測した計測値をDDC14Bに入力する。
The
DDC14Bは、計測部17から入力された計測値をPMV値演算部132に送信する。
The
〈第1実施形態による空調制御システムの動作〉
本実施形態による空調制御システム1の動作について、図3のシーケンス図を参照して説明する。
<Operation of the air conditioning control system according to the first embodiment>
The operation of the air
本実施形態による中央監視システムでは、空調制御対象の室内に設置された計測部17の温度計171、平均輻射温度計172、気流速度計173、および湿度計174で計測された室内環境の計測値が所定間隔で空調制御装置13に送信され(S1)、この計測値は空調制御装置13のPMV値演算部132で受信されている(S2)。
In the central monitoring system according to the present embodiment, the measured value of the indoor environment measured by the
このように計測部17で計測された室内環境の計測値が空調制御装置13に所定間隔で送信されている状態で、まず在室者Aにより装着されている生体情報測定器11により生体情報として脈拍数P、心拍数V、血圧B、体温Tが測定され、測定されたこれらの生体情報は赤外線等を利用して無線により在室者Aにより操作されるPC12に送信される(S3)。
In the state where the measured values of the indoor environment measured by the
PC12では、生体情報測定器11から送信された在室者Aの生体情報が受信され、空調制御装置13に送信される(S4)。
In the
PC12から送信された在室者Aの生体情報は空調制御装置13の活動量算出部131で受信され、在室者Aの平常時の生体情報との偏差から活動量が算出される(S5)。
The living body information of the occupant A transmitted from the
ここで、活動量算出部131には在室者Aの平常時の脈拍数P、心拍数V、血圧B、および体温Tがあらかじめ登録されており、その上限下限10%の変動の平均値が活動量の標準値とリニアに対応されることにより活動量が算出される。
Here, in the activity
活動量算出部131で算出された活動量はPMV値演算部132で取得され、この在室者Aの活動量と、ステップS2で受信された室内環境の計測値と、予め入力された着衣状態の情報とに基づいてPMV値演算部132においてPMV値が算出される(S6)。
The activity amount calculated by the activity
PMV値演算部132において算出されたPMV値は制御値演算部133に送出され、制御値演算部133においてこのPMV値に基づいて熱源機15の制御値が算出される。
The PMV value calculated by the PMV
制御値演算部133で算出された熱源機15の制御値はDDC14Aを介して熱源機15に送出され、この制御値により熱源機15が制御される(S7)。
The control value of the
熱源機15が制御されることにより、現在在室している在室者に対して最適な状態に調和された空気が空調機16から空調制御対象の室内に供給される(S8)。
By controlling the
以上の第1実施形態によれば、在室者の生体情報として測定した脈拍数、心拍数、血圧、体温の測定値から在室者の活動量を算出するため、従来の心拍数、あるいは皮膚温度といった単独な計測ではなく、脈拍数や血圧といった人間の活動量に影響のある測定値に基づいて活動状態を総合的に判断することができ、在室者に対して的確なPMV値を算出してきめ細かく快適な空調制御を行うことができる。 According to the first embodiment described above, since the amount of activity of the occupant is calculated from the measured values of the pulse rate, heart rate, blood pressure, and body temperature measured as the occupant's biological information, the conventional heart rate or skin Rather than a single measurement such as temperature, it is possible to comprehensively judge the activity state based on measurement values that affect the amount of human activity such as pulse rate and blood pressure, and calculate accurate PMV values for people in the room Thus, fine and comfortable air conditioning control can be performed.
《第2実施形態》
〈第2実施形態による空調制御システムの構成〉
本発明の第2実施形態による空調制御システム2の構成について、図4を参照して説明する。
<< Second Embodiment >>
<Configuration of air conditioning control system according to the second embodiment>
The configuration of the air
本実施形態による空調制御システム2は、在室者がA〜Dの複数であり、これに対応して生体情報測定器11A〜11DおよびPC12A〜12Dも複数であることを除いては第1実施形態と同様であるため、同一部分についての説明は省略する。
The air
空調制御装置13の活動量算出部131は、PC12A〜12Dから在室者A〜Dの生体情報を取得して活動量を算出すると、これらの活動量の平均値を平均活動量として算出し、PMV値演算部132に送出する。
When the activity
〈第2実施形態による空調制御システムの動作〉
本実施形態による空調制御システム2の動作について、図3のシーケンス図を参照して説明する。
<Operation of the air conditioning control system according to the second embodiment>
The operation of the air
図3において、ステップS1、S2の処理は第1実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。 In FIG. 3, the processes in steps S1 and S2 are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
ステップS3において、在室者A〜Dによりそれぞれ装着されている生体情報測定器11により生体情報として脈拍数P、心拍数V、血圧B、体温Tが測定され、測定されたこれらの生体情報は赤外線等を利用して無線により在室者A〜Dによりそれぞれ操作されるPC12A〜12Dに送信される。
In step S3, pulse rate P, heart rate V, blood pressure B, and body temperature T are measured as biometric information by biometric
PC12A〜12Dでは、生体情報測定器11から送信された在室者A〜Dの生体情報がそれぞれ受信されて空調制御装置13に送信される(S4)。
In the
PC12から送信された在室者A〜Dの生体情報は空調制御装置13の活動量算出部131で受信され、予め記憶されている在室者A〜Dの平常時の生体情報との偏差から活動量が算出される。
The living body information of the occupants A to D transmitted from the PC 12 is received by the activity
活動量算出部131で受信された在室者A〜Dの生体情報と、算出された活動量の一例を図5に示す。
An example of the living body information of the occupants A to D received by the activity
図5において、取得された在室者Aの生体情報は脈拍数P1、心拍数V1、血圧B1、および体温T1であり、これらに基づいて算出された活動量はM1である。また、取得された在室者Bの生体情報は脈拍数P2、心拍数V2、血圧B2、および体温T2であり、これらに基づいて算出された活動量はM2であり、取得された在室者Cの生体情報は脈拍数P3、心拍数V3、血圧B3、および体温T3であり、これらに基づいて算出された活動量はM3であり、取得された在室者Dの生体情報は脈拍数P4、心拍数V4、血圧B4、および体温T4であり、これらに基づいて算出された活動量はM4である。 In FIG. 5, the acquired biological information of the occupant A is the pulse rate P 1 , the heart rate V 1 , the blood pressure B 1 , and the body temperature T 1 , and the amount of activity calculated based on these is M 1 . . The acquired biological information of the occupant B is the pulse rate P 2 , heart rate V 2 , blood pressure B 2 , and body temperature T 2 , and the amount of activity calculated based on these is M 2. The living body information of the occupant C is the pulse rate P 3 , the heart rate V 3 , the blood pressure B 3 , and the body temperature T 3 , and the amount of activity calculated based on these is M 3. The biological information of the room person D is the pulse rate P 4 , the heart rate V 4 , the blood pressure B 4 , and the body temperature T 4 , and the amount of activity calculated based on these is M 4 .
活動量算出部131では、これらの在室者A〜Dの活動量M1〜M4の平均値が平均活動量として算出され、PMV演算部132に送出される(S5)。
In the activity
PMV値演算部132では、取得された平均活動量と、ステップS2で受信された室内環境の計測値と、予め入力された着衣状態の情報とに基づいてPMV値演算部132においてPMV値が算出される(S6)。
In the PMV
ステップS7およびS8の処理は第1実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。 Since the processes in steps S7 and S8 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
以上の第2実施形態によれば、複数の在室者の正確な活動量に基づいてPMV値を算出することができ、複数の在室者に対してきめ細かく快適な空調制御を行うことができる。 According to the second embodiment described above, the PMV value can be calculated based on the accurate amount of activity of a plurality of occupants, and fine and comfortable air conditioning control can be performed for a plurality of occupants. .
また、上記の第2実施形態においては、複数の在室者の活動量の平均値を算出することによりPMV値を求めたが、複数の在室者の活動量の中で最多の値を選択してPMV値を求めるようにしたり、最大値および最小値を除いて平均値を算出することによりPMV値を求めるようにしたりしてもよい。 In the second embodiment, the PMV value is obtained by calculating the average value of the activity amount of a plurality of occupants. However, the largest value is selected from the activity amounts of the occupants. Then, the PMV value may be obtained, or the PMV value may be obtained by calculating an average value excluding the maximum value and the minimum value.
1…空調制御システム
2…空調制御システム
11…生体情報測定器
11A〜11D…生体情報測定器
12…PC
12A〜12D…PC
13…空調制御装置
14A…DDC
14B…DDC
15…熱源機
16…空調機
17…計測部
131…PMV値演算部
132…制御値演算部
171…温度計
172…平均輻射温度計
173…気流速度計
174…湿度計
DESCRIPTION OF
12A-12D ... PC
13 ...
14B ... DDC
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記生体情報測定器で測定された生体情報を取得して、予め記録した前記在室者の平常時の生体情報との偏差を前記在室者の活動量として算出する活動量算出装置(12)と、
前記活動量算出装置で算出された活動量を含む人間の温熱感覚に影響を与える複数のプロセス変数を入力し、これらの入力されたプロセス変数から快適性指標としてのPMV値を算出するPMV値演算部(131)と、
前記PMV値演算部で算出されたPMV値に基づいて前記空調制御対象の室内を制御する空調機に対する制御値を算出する制御値演算部(132)と、
を備えることを特徴とする空調制御システム(1)。 A biological information measuring device (11) for measuring a pulse rate, a heart rate, and a blood pressure, which are ecological information of a resident in a room to be air-conditioned control;
An activity amount calculation device (12) that acquires biological information measured by the biological information measuring instrument and calculates a deviation from the normal biological information of the occupant recorded in advance as an activity amount of the occupant. When,
PMV value calculation for inputting a plurality of process variables that affect the human thermal sensation including the activity amount calculated by the activity amount calculating device, and calculating a PMV value as a comfort index from these input process variables Part (131);
A control value calculation unit (132) that calculates a control value for an air conditioner that controls the room to be air-conditioned based on the PMV value calculated by the PMV value calculation unit;
An air conditioning control system (1) comprising:
前記生体情報測定器および前記活動量算出装置は前記在室者の数分設けられ、
前記PMV値演算部は、複数の前記活動量算出装置で算出された活動量を取得してこれらの平均値または最多値を前記複数の在室者の活動量として算出し、この前記複数の在室者の活動量を含む人間の温熱感覚に影響を与える複数のプロセス変数を入力し、これらの入力されたプロセス変数から快適性指標としてのPMV値を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の空調制御システム(2)。 The occupants are plural,
The biological information measuring device and the activity amount calculating device are provided for the number of people in the room,
The PMV value calculation unit obtains the activity amount calculated by the plurality of activity amount calculation devices, calculates an average value or a maximum value of these as the activity amount of the plurality of occupants, and A plurality of process variables that affect a human thermal sensation including an activity amount of a room person are input, and a PMV value as a comfort index is calculated from these input process variables. The air conditioning control system described (2).
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