CN102549347A - 空调控制装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空调控制装置以及方法。其基于空间条件数据(14A)、和由边界条件数据以及发热体数据构成的状况数据(14C)，由热流动正演分析处理部(15B)，通过分布系统热流动分析方法对空调空间的状况进行正演分析，而计算表示空调空间的温度以及气流分布的分布数据(14D)，由设定数据生成部(15C)生成设定数据(14F)，该设定数据(14F)由该分布数据(14D)和表示目的场所中的目标温度的目的数据(14E)构成，并基于该设定数据(14F)，由热流动反演分析处理部(15D)，通过分布系统热流动分析方法对空调空间的温度以及气流分布进行反演分析，对由吹出口吹出的新的调和空气的吹出速度和吹出温度构成的新的空调操作量进行倒算，基于所得到的新的空调操作量来控制空调系统(21)。

Description

空调控制装置以及方法
技术领域
本发明涉及空调控制技术，特别是涉及用于控制空间内的目的场所中的空调环境的空调控制技术。
背景技术
在将空间内维持在所希望的空调环境的情况下，在要进行空气调和的空调空间设置空调设备，并且在代表该空调区域的位置配置温度传感器，根据温度传感器的输出来决定从空调设备供给的调和空气的风量、风向、温度等的操作量。
在工业工艺用的空调控制中，即使例如存在工业用的热处理炉等巨大的热源的情况下，也易于预先控制温度状态来进行装置设计，例如，配置成大体以1对1的独立的关系对多个热源和温度传感器进行连接。由此，即使存在加热区域间的所谓的温度干扰，也不会使温度控制过于困难，结果，能够以构成多个PID等单纯的单回路的反馈控制系统的方式进行良好的控制。
然而，根据这样的以往技术，在办公室等大空间的情况下，存在因温度干扰使得操作量难以稳定，良好的控制变得困难这样的问题点(例如，参照広井和男，“デイジタル計装制御システムの基礎と応用”，工業技術社，pp.152-156，1987.10等)。
即，在办公室等大空间中，通常，对于成为热源的人、照明、电气设备等的配置、成为空气的流动的障碍的桌子、椅子、隔断等的配置使操作效率优先，这样的室内布局不会优先空调控制而被设计。由此，对空调设备的吹出口和温度传感器的位置关系而言，所谓的温度干扰不得不加强。
由此，在上述的以往技术那样的构成多个单回路的反馈控制系统的方式中，通过这样的温度干扰使得操作量难以稳定，良好的控制变得困难。例如，若转移到所希望的空调环境时温度变化幅度大，则控制状态产生偏差，而成为各反馈控制系统单独地搜索全部系统的稳定状态这样的不一致的动作，因此操作量不稳定。
发明内容
本发明是为了解决这样的课题而做出的，其目的在于提供一种即使在大空间那样容易产生温度干扰的环境中，也能够提供稳定的操作量的空调控制技术。
为了实现这样的目的，本发明的空调控制装置具有：存储部，其存储空间条件数据，该空间条件数据表示与空调空间相关的位置以及形状、和与由进行空调空间的空气调和的空调系统生成的调和空气的吹出口相关的位置以及形状；数据输入部，其输入表示从吹出口吹出的调和空气的吹出速度以及吹出温度的边界条件数据，并且输入表示与存在于空调空间内的发热体相关位置以及发热量的发热体数据；热流动正演分析处理部，其基于空间条件数据、和由边界条件数据以及发热体数据构成的状况数据，通过分布系统热流动分析方法对空调空间的状况进行正演分析，从而计算表示空调空间的温度以及气流分布的分布数据；设定数据生成部，其生成由分布数据和表示空调空间内的目的场所的目标温度的目的数据构成的设定数据；热流动反演分析处理部，其基于设定数据通过分布系统热流动分析方法对空调空间的温度以及气流的分布进行反演分析，从而对用于将目的场所设定为目标温度所需的、由吹出口吹出的新的调和空气的吹出速度和吹出温度构成的新的空调操作量进行倒算；以及空调控制部，其基于新的空调操作量来控制空调系统从而控制上述目的场所中的空调环境。
另外，本发明的空调控制方法具备：存储步骤，在该存储步骤中，存储部存储空间条件数据，该空间条件数据表示与空调空间相关位置以及形状、和与吹出由进行空调空间的空气调和的空调系统生成的调和空气的吹出口相关的位置以及形状；数据输入步骤，在该数据输入步骤中，数据输入部输入表示从吹出口吹出的调和空气的吹出速度以及吹出温度的边界条件数据，并且生成表示与存在于空调空间内的发热体相关的位置以及发热量的发热体数据；热流动正演分析处理步骤，在该热流动正演分析处理步骤中，热流动正演分析处理部基于空间条件数据、和由边界条件数据以及发热体数据构成的状况数据，通过分布系统热流动分析方法对空调空间的状况进行正演分析，由此计算表示空调空间的温度以及气流分布的分布数据；设定数据生成步骤，在该设定数据生成步骤中，设定数据生成部生成由分布数据和表示空调空间内的目的场所的目标温度的目的数据构成的设定数据；热流动反演分析处理步骤，在该热流动反演分析处理步骤中，热流动反演分析处理部基于设定数据通过分布系统热流动分析方法对空调空间的温度以及气流分布进行反演分析，由此对用于将目的场所设定为目标温度所需的、由吹出口吹出的新的调和空气的吹出速度和吹出温度构成的新的空调操作量进行倒算；空调控制步骤，在该空调控制步骤中，空调控制部基于新的空调操作量来控制空调系统由此控制上述目的场所中的空调环境。
根据本发明，能够对为了使成为空气调和的对象的空调空间内的目的场所中的温度控制为目标温度所需的吹出口处的风速、风向/温度在全部系统稳定的状态下进行计算。由此，与构成了多个单回路的反馈控制系的情况相比较，即使在如办公室等大空间那样容易产生温度干扰的环境下，也能够得到稳定的操作量。因此，即使在如大空间那样产生温度干扰之类的场所，也能够高效地控制为所希望的空调环境。
附图说明
图1是表示第一实施方式的空调控制装置的构成的框图。
图2是空间条件数据的构成例。
图3是边界条件数据的构成例。
图4是发热体数据的构成例。
图5是分布数据的构成例。
图6是设定数据的构成例。
图7是成为空气调和的对象的空调空间的构成例。
图8是空调操作量数据的构成例。
图9是表示第一实施方式的空调控制装置的空调控制处理的流程图。
图10是表示第一实施方式的空调控制装置的空调控制处理的流程图。
图11是表示分布数据的计算例的图表。
图12是表示灵敏度数据的计算例的图表。
图13是表示第二实施方式的空调控制装置的构成的框图。
图14是表示第二实施方式的空调控制装置的空调控制处理的流程图。
图15是表示第三实施方式的空调控制装置的构成的框图。
图16是表示第三实施方式的空调控制装置的空调控制处理的流程图。
图17是表示第四实施方式的空调控制装置的构成的框图。
图18是表示第四实施方式的空调控制装置的空调控制处理的流程图。
图19是表示第五实施方式的空调控制装置的空调控制处理的流程图。
具体实施方式
接下来，参照附图来说明本发明的实施方式。
[第一实施方式]
首先，参照图1来说明本发明的第一实施方式的空调控制装置。
该空调控制装置10作为整体，由个人计算机、服务器装置等信息处理装置构成，并具有通过控制进行空调空间30的空气调和的空调系统21，控制空调空间30的目的场所中的空调环境的功能。
本实施方式中，预先存储表示与空调空间30的空调空间相关的位置以及形状、以及与吹出由空调系统21生成的调和空气的吹出口相关的位置以及形状的空间条件数据，并输入表示从吹出口吹出的调和空气的吹出速度以及吹出温度的边界条件数据，并且输入表示与配置在该空调空间的各发热体相关的配置位置以及发热量的发热体数据。
而且，基于空间条件数据、和由边界条件数据以及发热体数据构成的状况数据，通过分布系统热流动分析方法对空调空间的状况进行正演分析(forward analysis)，由此计算出表示空调空间的温度以及气流分布的分布数据，并且基于由所得到的分布数据和表示目的场所中的目标温度的目的数据构成的设定数据，通过分布系统热流动分析方法对空调空间的温度以及气流分布进行反演分析(inverse analysis)，由此对使目的场所成为目标温度所需的、由吹出口处吹出的新的调和空气的吹出速度和吹出温度构成的新的空调操作量进行倒算，基于所得到的新的空调操作量来控制空调系统21。
[空调控制装置]
接下来，参照图1详细地说明本实施方式的空调控制装置10的构成。
在该空调控制装置10中作为主要的功能部设置有通信接口部(以下，称为通信I/F部)11、操作输入部12、画面显示部13、存储部14以及运算处理部15。
通信I/F部11由专用的数据通信电路构成，并具有与经由通信线路20连接的空调系统等外部装置之间进行数据通信的功能。
操作输入部12由键盘、鼠标等操作输入装置构成，并具有检测操作人员的操作并将其向运算处理部15输出的功能。
画面显示部13由LCD、PDP等画面显示装置构成，并具有根据来自运算处理部15的指示，对操作菜单、输入输出数据等各种信息进行画面显示的功能。
存储部14由硬盘、半导体存储器等存储装置构成，并具有存储在运算处理部15中使用的各种处理信息、程序14P的功能。
程序14P是被运算处理部15读出并执行的程序，被预先从外部装置、记录介质经由通信I/F部11储存到存储部14中。
作为在存储部14中存储的主要的处理信息，有空间条件数据14A。空间条件数据14A是表示与空调空间30的空调空间相关的位置以及形状，和由空调系统21生成的调和空气的吹出口等、与给空调空间30的空调环境带来影响的构成要素相关的位置以及形状的数据，预先被从空调系统21等外部装置、记录介质经由通信I/F部11输入，并储存到存储部14中。
在图2中，按照空调空间的“空调空间形状”，配置在空调空间中给气流带来影响的桌子、椅子、隔断等“障碍物”，由空调系统21生成的调和空气向空调空间30吹出的吹出口，从空调空间30排出室内空气的吸入口，空调空间30的室内空气与室外之间进行自然换气的外部空气流通用的开口部，使空调空间30的室内空气循环的风扇等，给空调空间30的空调环境带来影响的构成要素的每一个，登记了位置x、y、z(三维成分)和形状(大小)dx、dy、dz(三维成分)作为其空间条件。
运算处理部15具有CPU等微处理器和其周边电路，并具有通过从存储部14读入并执行程序14P，而实现各种处理部的功能。
作为由运算处理部15实现的主要的处理部，存在数据输入部15A、热流动正演分析处理部15B、设定数据生成部15C、热流动反演分析处理部15D以及空调控制部15E。
数据输入部15A具有：输入基于从设置在空调空间30的吹出口吹出的调和空气的吹出速度以及吹出温度等、给空调空间30的空调环境带来影响的构成要素造成的表示对该空调环境的影响度的边界条件数据的功能；输入表示与配置在空调空间30中的各发热体相关的配置位置以及发热量、进而形状的发热体数据的功能；将从空调系统21等外部装置、记录介质经由通信I/F部11被输入的空调空间30的空间条件数据14A预先储存到存储部14的功能；每隔恒定时间，或者根据边界条件数据或发热体数据的变化，判断空调控制时机的到来，并根据该空调控制时机的到来，新生成用于新的空调控制的边界条件数据以及发热体数据的功能。
针对边界条件数据，例如经由通信I/F部11从空调系统21取得即可。针对发热体数据，可以通过使用了操作输入部12的操作人员操作来输入，也可以基于经由通信I/F部11从后述的各种系统得到的各种数据来生成与空调空间30中的发热体相关的发热体数据。
在图3中，在空间条件数据所包含的构成要素中，按每个使给空调空间30的空调环境带来的影响发生变化的构成要素，登记有以风速、风向/温度所表示的影响度来作为该时刻的边界条件。例如，针对“吹出口”，登记有从该吹出口吹出的调和空气的吹出速度u、v、w(三维成分)以及吹出的调和空气的空气温度T，针对“吸入口”，登记有从该吸入口吸入的室内空气的吸入速度u、v、w(三维成分)。另外，针对“开口部”，登记有从该开口部进出的空气的温度T，针对“风扇”，登记有利用该风扇送风的室内空气的送风速度u、v、w(三维成分)。
针对这些空间条件数据、边界条件数据所包含的各构成要素，能够根据成为空调对象的空调空间30的构成、针对空调控制的重要性来进行取舍。在空调条件数据中，需要与空调空间30的空调空间相关的空间条件数据。另外，对于给空调环境带来的影响而言极大的吹出口也是重要的构成要素，所以在空间条件数据以及边界条件数据是必须的。另一方面，针对吸入口，也存在未设置的空间，并且对开口部、风扇也是同样的。
在图4中，按照每个在空调空间30中发热的构成要素，例如人、照明设备、个人计算机、复印机、打印机等由电设备构成的各种发热体，登记有位置x、y、z(三维成分)和形状(大小)dx、dy、dz(三维成分)作为其空间条件，并登记有发热体的发热量Q作为其边界条件。
热流动正演分析处理部15B具有基于空间条件数据、和由边界条件数据以及发热体数据构成的状况数据，通过分布系统热流动分析方法对空调空间30的状况进行正演分析，由此计算表示空调空间30的温度以及气流分布的分布数据的功能。
在图5中，按每个将空调空间30分割设定为网眼状的小空间的位置x、y、z(三维成分)，登记有该小空间内的室内空气的风速uCFD、vCFD、wCFD(三维成分)作为风速分布数据，并且登记有该小空间内的室内空气的空气温度TCFD作为温度分布数据。
分布系统热流动分析方法是指以CFD(Computational FluidDynamics：数值流体力学)为基础，将对象空间分割为网眼状的小空间，对相邻接的小空间之间的热流进行分析的技术。
作为与分布系统热流动分析方法相关的正演分析技术的具体例，提出有通过按每个小空间解开NS方程式(Navier-Stokes equations：纳维-斯托克斯方程)，来进行风速、风向/温度的分析的对流热传输耦合分析技术(例如，参照加藤信介·小林光·村上周三、“不完全混合室内における換気効率·温熱環境形成効率評価指標に関する研究第2報-CFDに基づく局所領域の温熱環境形成寄与率評価指標の開発”、東大生研：空気調和·衛生工学論文集No.69、pp.39-47、1998.4、等)。此外，也能够应用将小空间之间的接点用热阻表示、并对热量的流动以电路的方式进行模型化并分析的技术。
设定数据生成部15C具有以下功能：通过使用操作输入部12的操作人员的数据输入操作，取得表示空调空间30内的目的场所中的目标温度的目的数据的功能；生成由所取得的目的数据和由热流动正演分析处理部15B计算出的分布数据构成的设定数据的功能。
在图6中，除了由热流动正演分析处理部15B计算出的分布数据、即位置x、y、z(三维成分)的小空间的每个室内空气的风速uCFD、vCFD、wCFD(三维成分)和室内空气的空气温度TCFD之外，还登记有位置x、y、z(三维成分)和形状(大小)dx、dy、dz(三维成分)作为目的场所的空间条件，并且登记有该目的场所中的目标温度T作为边界条件。此外，目的场所并不限于1处，在能够控制的范围(能够得到解决的范围)可设定多个。
在图7中，在空调空间30的顶板处配置有12个吹出口和12个吸入口，在空调空间30的地板上存在由人构成的4个发热体。另外，在4个发热体围起的位置设定有目的场所。
热流动反演分析处理部15D具有以下功能：基于由设定数据生成部15C生成的设定数据，通过分布系统热流动分析方法对空调空间30的温度以及气流分布进行反演分析，由此计算表示为了满足目的数据所需的各小空间内的风速、风向/温度的变化程度的灵敏度数据的功能；基于该灵敏度数据对从吹出口吹出的新的调和空气的吹出速度和吹出温度作为新的空调操作量进行倒算的功能。
分布系统热流动分析方法的反演分析技术是与分布系统热流动分析方法的正演分析相反，是将对象空间分割为网眼状的小空间，表示在这些小空间内的风速、风向/温度中的在全部系统的稳定状态下使目的场所中的温度为目标温度所需的各小空间内的风速、风向/温度的变化程度的灵敏度数据的技术。
作为与分布系统热流动分析方法相关的反演分析技术的具体例，提出了如下技术：基于所设定的设计目标，解开针对该设计目标的相对于非线形问题的摄动随伴方程式，从而对利用设计目标相对于设计参数的变化的变化比例而定义的灵敏度进行分析，由此设计所希望的热对流场或者物质扩散场的技术(例如，参照专利第4016066号公报等)。这里所说的设计参数相当于本发明的边界条件数据、发热体数据，设计目标相当于本发明的目的位置的目标温度。
空调控制部15E具有基于由热流动反演分析处理部15D计算出的新的空调操作量，经由通信I/F部11与空调系统21进行数据通信，由此控制空调系统21的空调设备的功能。
在图8中，按设置在空调空间30的每个吹出口，登记有其位置x、y、z(三维成分)和形状(大小)dx、dy、dz(三维成分)，并登记有吹出速度u，v，w(三维成分)以及吹出的调和空气的空气温度T作为空调操作量。另外，按设置在空调空间30的每个吸入口，登记有其位置x、y、z(三维成分)和形状(大小)dx、dy、dz(三维成分)，并登记有吸入速度u、v、w(三维成分)作为空调操作量。
[第一实施方式的动作]
接下来，参照图9以及图10，说明本实施方式的空调控制装置的动作。
空调控制装置10的运算处理部15根据启动时或者操作人员操作，开始图9的空调控制处理。此外，在空调控制处理的执行开始之前，空间条件数据14A被预先储存于存储部14。
首先，数据输入部15A经由通信I/F部11与空调系统21进行数据通信，根据所得到的空调操作量数据14B所包含的、空调空间30的各吹出口处的吹出速度u、v、w(三维成分)以及空气温度T、和各吸入口处吸入速度u、v、w(三维成分)，生成边界条件数据(步骤100)。
另外，数据输入部15A通过使用了操作输入部12的操作人员的数据输入操作，生成与存在于空调空间30内的发热体相关的发热体数据(步骤101)。
接下来，热流动正演分析处理部15B基于从存储部14读出的空间条件数据14A、和由数据输入部15A生成的边界条件数据以及发热体数据构成的状况数据14C，通过分布系统热流动分析方法对空调空间30的状况进行正演分析，由此计算表示空调空间30的温度以及气流分布的分布数据14D(步骤102)。
在图11中，作为与图7所示的空调空间相关的分布数据，各小空间中的空气温度以彩条表示，各小空间内的空气的风速以箭头的大小表示，各小空间内的空气的风向以箭头的方向表示。在该例中可知，在4个发热体的周围空气温度较高。
其后，设定数据生成部15C通过使用了操作输入部12的操作人员的数据输入操作，取得表示空调空间30内的目的场所内的目标温度的目的数据14E(步骤103)，并对该目的数据14E和由热流动正演分析处理部15B计算出的分布数据14D进行比较，由此确认有无与空调空间30的空调环境相关的背离(步骤104)。
在此，在从分布数据14D中得到的目的场所内的空气温度与由目的数据14E指定的目标温度之差是预先设定的阈值温度差以下的温度差的情况下，设定数据生成部15C判断为没有空调环境的背离(步骤104：否)，移至后述的步骤108。
另一方面，在存在从分布数据14D中得到的目的场所内的空气温度与由目的数据14E指定的目标温度之差超过预先设定的阈值温度差的温度差的情况下，设定数据生成部15C判断为有空调环境的背离(步骤104：是)，生成由利用热流动正演分析处理部15B计算出的分布数据14D和目的数据14E构成的设定数据14F(步骤105)。
由此，热流动反演分析处理部15D基于由设定数据生成部15C生成的设定数据14F，通过分布系统热流动分析方法对空调空间30的温度以及气流的分布进行反演分析，由此计算表示为了满足目的数据所需的各小空间内的风速、风向/温度的变化程度的灵敏度数据，基于该灵敏度数据对包含各吹出口处的新的调和空气的吹出速度以及吹出温度、从各吸入口吸入室内空气的吸入速度的空调操作量数据14G进行倒算(步骤106)。
在图12中，作为与图11所示的空调空间相关的灵敏度数据，将与各小空间内的高度方向(Z轴)上的空气的风速相关的灵敏度以彩条表现。在该例子中可知，在空调空间的顶板附近示出-0.2左右的灵敏度，需要向下的风速。
空调控制部15E基于由热流动反演分析处理部15D计算出的空调操作量数据14G，通过经由通信I/F部11与空调系统21进行数据通信，对空调系统21的空调设备进行操作控制(步骤107)。
其后，输入数据部15A每隔恒定期间，或者根据新得到的边界条件数据、发热体数据的变化，判断空调控制时机的到来(步骤108)，根据空调控制时机的到来(步骤108：是)，返回步骤100，开始新的空调控制。
[第一实施方式的效果]
这样，本实施方式基于空间条件数据、由边界条件数据以及发热体数据构成的状况数据，利用热流动正演分析处理部15B，通过分布系统热流动分析方法对空调空间的状况进行正演分析，而计算表示空调空间的温度以及气流的分布的分布数据14D，并利用设定数据生成部15C，生成由所得到的分布数据14D和表示目的场所内的目标温度的目的数据14E构成的设定数据14F，基于该设定数据14F，利用热流动反演分析处理部15D通过分布系统热流动分析方法对空调空间的温度以及气流的分布进行反演分析，而对使目的场所为目标温度所需的由吹出口处的新的调和空气的吹出速度和吹出温度构成的新的空调操作量进行倒算，基于所得到的新的空调操作量控制空调系统21。
由此，能够将成为空气调和的对象的空调空间30中的目的场所内的温度控制为目标温度所需的吹出口处的风速、风向/温度在全部系统稳定的状态下计算出。因此，与构成多个单回路的反馈控制系统的情况相比较，即使在办公室等大空间那样容易产生温度干扰的环境中，也能够得到稳定的操作量。另外，与没有优先空调控制而设计室内布局相关联，如果是以往那样则存在欲作为控制对象的目的场所的温度无法计测这样的问题，但根据本实施方式在热流动反演分析处理中能够将成为控制对象的目的场所设定为任意的场所，因此还能够将大空间内的任意的场所高效地控制为所希望的空调环境。由此，能够将大空间内的任意的场所高效地控制为所希望的空调环境。
另外，在本实施方式中，在数据输入部15A中，每隔恒定时间，或者根据边界条件数据或发热体数据的变化，判断空调控制时机的到来，根据该空调控制时机的到来，新生成用于新的空调控制的边界条件数据以及发热体数据，因此能够高效地反复进行空调控制，能够维持与目的数据14E相应的空调环境。
[第二实施方式]
接下来，参照图13来说明本发明的第二实施方式的空调控制装置。
在本实施方式中，说明针对空调空间30利用与空调系统21一同并列设置的位置检测系统22，通过自动地判断成为空调空间30内的发热体的人的位置，而自动生成与人相关的发热体数据的情况。
在图13中，位置检测系统22是使用人感传感器、RFID标签、摄像机图像、红外线图像、超声波信息等检测人的位置的系统，使用通常的公知技术即可。
在空调控制装置10的运算处理部15中添加有人位置处理部15F。人位置处理部15F具有：通过经由通信I/F部11与位置检测系统22进行数据通信而取得检测数据的功能；以及基于该检测数据判断存在于空调空间30内的人的位置，并将该判断结果作为人位置判断结果14H进行输出的功能。
数据输入部15A具有根据由人位置处理部15F判断出的空调空间30内的人的存在位置，并根据与此人相关的存在位置、从存储部14的人数据14I取得的发热量以及形状，按存在于空调空间30的每个人生成发热体数据的功能。此时，在存储部14预先存储有包含发热量、以及形状的人数据14I作为与人相关的平均数据。
空调控制装置10中的其他构成，与第一实施方式相同而省略在此的详细的说明。
[第二实施方式的动作]
接下来，参照图14来说明本实施方式的空调控制装置的动作。
与第一实施方式相比较，整体的空调控制处理的顺序与图9相同，但数据输入部15A中的发热体数据的生成处理不同。
首先，人位置处理部15F基于通过经由通信I/F部11与位置检测系统22进行数据通信而取得的检测数据，判断存在于空调空间30内的人的位置，生成表示其位置x、y、z(三维成分)的人位置判断结果14H。
数据输入部15A通过使用了操作输入部12的操作人员进行的数据输入操作，生成与存在于空调空间30的发热体相关的发热体数据。此时，数据输入部15A基于由人位置处理部15F得到的人位置判断结果14H，根据该人位置判断结果14H所包含的人的存在位置、从存储部14的人数据14I中取得的发热量、以及形状，按存在于空调空间30的每个人生成发热体数据。
[第二实施方式的效果]
这样，在本实施方式中，在存储部14中预先存储包含与人相关的发热量的人数据14I，利用数据输入部15A，基于所输入的空调空间内的人的存在位置，根据与该人相关的存在位置、从人数据14I中取得的发热量，按存在于空调空间30的每个人，生成发热体数据。
由此，通过基于来自位置检测系统22的检测数据将由人位置处理部15F判断出的人的存在位置向数据输入部15A输入，能够自动生成与人相关的发热体数据。由此，即使人在空调空间30内移动的情况下，也能够进行考虑了由人产生的热量的细致的空调控制。
此外，位置检测系统22并不限定于位置检测专用的系统，只要是能够得到可推断人的位置的检测数据的系统则也可以是其他系统。例如，能够从照明系统取得表示点亮的照明设备的位置的检测数据，但由于能够推断出在点亮的照明设备的附近存在人，所以能够根据该检测数据推断人的存在位置。另外，通过利用网络监视系统，对与LAN连接的个人计算机的动作状态进行监视，也能够推断在该个人计算机的附近存在人的情况。
[第三实施方式]
接下来，参照图15来说明本发明的第三实施方式的空调控制装置。
在本实施方式中，说明针对空调空间30利用与空调系统21一同并列设置的照明系统23，自动地判断成为空调空间30内的发热体的照明设备的位置，由此自动生成与照明设备相关的发热体数据的情况。
在图15中，照明系统23是对设置在空调空间30的各照明设备的动作进行控制的系统，使用通常的公知技术即可。
在空调控制装置10的运算处理部15中添加了照明设备处理部15G。照明设备处理部15G具有如下功能：通过经由通信I/F部11与照明系统23进行数据通信而取得点亮状况数据的功能；基于该照明数据判断在空调空间30内点亮的照明设备，将这些照明设备的识别信息作为照明设备点亮判断结果14J并进行输出的功能。
数据输入部15A具有基于来自照明设备处理部15G的照明设备点亮判断结果14J所包含的、表示在空调空间30内点亮的照明设备的识别信息，根据从与该识别信息对应的存储部14的照明设备数据14K中取得的与该照明设备相关的存在位置以及发热量，按这些正在点亮的每个照明设备来生成发热体数据的功能。此时，存储部14中预先存储有包含配置位置以及发热量、还有形状的照明设备数据14K作为与各个照明设备相关数据。
空调控制装置10中的其他构成，与第一实施方式相同而省略在此的详细的说明。
[第三实施方式的动作]
接下来，参照图16来说明本实施方式的空调控制装置的动作。
与第一实施方式相比较，整体上的空调控制处理的顺序与图9相同，但数据输入部15A中的发热体数据的生成处理不同。
首先，照明设备处理部15G基于通过经由通信I/F部11与照明系统23进行数据通信而取得的点亮状况数据，判断设置在空调空间30内的照明设备中正在点亮的照明设备，生成表示其识别信息的照明设备点亮判断结果14J。
数据输入部15A通过使用操作输入部12的操作人员进行的数据输入操作，生成与存在于空调空间30中的发热体相关的发热体数据。此时，数据输入部15A基于由照明设备处理部15G得到的照明设备点亮判断结果14J所包含的识别信息，根据从存储部14的照明设备数据14K中取得的配置位置以及发热量、还有形状，按正在点亮的每个照明设备生成发热体数据。
[第三实施方式的效果]
这样，在本实施方式中，在存储部14中按配置在空调空间的每个照明设备，存储有包含与该照明设备相关的配置位置、和点亮时的该照明设备的发热量的照明设备数据14K，利用数据输入部15A，基于所输入的空调空间内的各照明设备的点亮状况，根据从照明设备数据14K中取得的配置位置和发热量，按点亮中的每个照明设备生成发热体数据。
由此，能够基于与来自照明系统23的各照明设备相关的点亮状况数据通过由照明设备处理部15G判断出的正在点亮的照明设备的识别信息向数据输入部15A输入，而自动生成与这些照明设备相关的发热体数据。由此，即使在空调空间30内各照明设备单独地被点亮熄灭控制的情况下，也能够进行考虑了由正在点亮的照明设备产生的热量的细致的空调控制。
此外，在本实施方式中，以照明设备为例进行说明，但也可以针对空调空间30利用与空调系统21一同并列设置的耗电监视系统，自动地判断成为空调空间30内的发热体的电气设备的位置，由此自动生成与电气设备相关的发热体数据。
耗电检测系统是利用电力计等在电气布线、电插座等的计测点对设置在空调空间30内的电气设备中的耗电进行检测的系统，使用通常的公知技术即可。
由此，如果将与照明设备数据同样的电气设备数据预先存储到存储部14，则能够根据在耗电检测系统中检测到的耗电来推断正在工作的电气设备，由此能够自动生成与这些电气设备相关的发热体数据。
[第四实施方式]
接下来，参照图17说明本发明的第四实施方式的空调控制装置。
在本实施方式中，说明针对空调空间30利用与空调系统21一同并列设置的出入室管理系统24，自动地判断成为空调空间30内的发热体的人的在岗位置，由此自动生成与人相关的发热体数据的情况。
在图17中，出入室管理系统24使用ID卡等识别介质、生物体信息来管理人出入空调空间30的系统，使用通常的公知技术即可。
在空调控制装置10的运算处理部15中添加有出入室处理部15H。该出入室处理部15H具有：通过经由通信I/F部11与出入室管理系统24进行数据通信而取得出入室数据的功能；基于该出入室数据判断存在于空调空间30内的人的识别信息，并将这些识别信息作为人识别判断结果14L进行输出的功能。
数据输入部15A具有以下功能：根据由出入室处理部15H判断出的空调空间30内的人的识别信息，从与这些识别信息对应的存储部14的在岗位置数据14M中取得这些人的在岗位置的功能；根据该在岗位置和从存储部14的人数据14I中取得的发热量、以及形状，按存在于空调空间30内的每个人生成发热体数据的功能。此时，在存储部14中预先存储有按利用空调空间30的每个人所固有的识别信息表示该人的在岗位置的在岗位置数据14M、和作为人相关平均数据的、包含发热量、以及形状的人数据14I。
空调控制装置10中的其他构成，与第一实施方式同样而省略在此的详细说明。
[第四实施方式的动作]
接下来，参照图18对本实施方式的空调控制装置的动作进行说明。
与第一实施方式相比较，整体上的空调控制处理的顺序与图9相同，但数据输入部15A中的发热体数据的生成处理不同。
首先，出入室处理部15H基于通过经由通信I/F部11与出入室管理系统24进行数据通信而取得的出入室数据，判断存在于空调空间30内的人的识别信息，生成该人识别判断结果14L。
数据输入部15A通过使用了操作输入部12的操作人员进行的数据输入操作，生成与存在于空调空间30内的发热体相关的发热体数据。
此时，数据输入部15A按由出入室处理部15H得到的人识别判断结果14L所包含的每个识别信息，分别从与该识别信息对应的存储部14的在岗位置数据14M中取得在岗位置，根据该在岗信息和从存储部14的人数据14I中取得的发热量、以及形状，按存在于空调空间30内的每个人生成发热体数据。
[第四实施方式的效果]
这样，在本实施方式中，在存储部14中存储有按利用空调空间30的每个人所固有的识别信息来表示该人的在岗位置的在岗位置数据14M、和包含与人相关的发热量的人数据14I，由数据输入部15A，基于所输入的空调空间30中存在的人的识别信息，从与这些识别信息对应的在岗位置数据14M中取得该人的在岗位置，根据该在岗位置和从人数据14I中取得的发热量，按存在于空调空间30内的每个人生成发热体数据。
由此，将基于来自出入室管理系统24的出入室数据由出入室处理部15H判断出的、存在于空调空间30内的每个人的识别信息输入到数据输入部15A，由此能够自动生成与人相关的发热体数据。由此，即使人针对空调空间30进行出入的情况下，也能够进行考虑了由人产生的热量的细致的空调控制。
[第五实施方式]
接下来，参照图19来说明本发明的第五实施方式的空调控制装置。
在本实施方式中，与第四实施方式同样，说明针对空调空间30利用与空调系统2一同并列设置的出入室管理系统24，自动地判断成为空调空间30内的发热体的人的在岗位置，由此将该在岗位置处的空调环境自动控制成适当的状态的情况。
在空调控制装置10的运算处理部15中，与第四实施方式同样地设有出入室处理部15H。该出入室处理部15H具有以下功能：通过经由通信I/F部11与出入室管理系统24进行数据通信而取得出入室数据的功能；和基于该出入室数据判别进入了空调空间30的人的识别信息，并将这些识别信息作为人识别判断结果14L进行输出的功能。
设定数据生成部15C具有以下功能：基于由出入室处理部15H得到的人识别判断结果14L，从与人识别判断结果14L所包含的识别信息对应的存储部14的在岗位置数据14M中取得进入到空调空间30的人的在岗位置的功能；江该在岗位置作为目的场所，并且生成将与该目的场所或者空调空间30通用地预先设定在存储部14的设定温度、例如人操作所需适当的温度作为目标温度的目的数据14E的功能。此外，适当的温度是操作人员根据操作内容而适当地决定即可。
空调控制装置10中的其他的构成第一实施方式相同，而省略在此的详细的说明。
[第五实施方式的动作]
接下来，参照图19来说明本实施方式的空调控制装置的动作。
与第一实施方式相比较，整体上的空调控制处理的顺序与图9相同，但设定数据生成部15C中的设定数据的生成处理不同。
首先，出入室处理部15H基于经由通信I/F部11与出入室管理系统24进行数据通信而取得的出入室数据，判断进入了空调空间30的人的识别信息，生成该人识别判断结果14L。
设定数据生成部15C基于由出入室处理部15H得到的人识别判断结果14L所包含的识别信息，从与该识别信息对应的存储部14的在岗位置数据14M中取得该进屋的人的在岗位置，而将该在岗位置作为目的场所，并且生成将从存储部14读出的设定温度作为目标温度的目的数据14E，根据该目的数据14E和分布数据14D生成设定数据14F。
[第五实施方式的效果]
这样，在本实施方式中，在存储部14中预先存储按利用空调空间30的每个人固有的识别信息表示此人的在岗位置的在岗位置数据14M，由数据输入部15A，基于根据人进入到空调空间30而输入的此人的识别信息，从与该识别信息对应的在岗位置数据14M中取得此人的在岗位置，将该在岗位置作为目的场所并且生成将预先设定的设定温度作为目标温度的目的数据14E，根据该目的数据14E和分布数据14D生成设定数据14F。
由此，向数据输入部15A输入基于来自出入室管理系统24的出入室数据由出入室处理部15H判断出的、进入到空调空间30的人的识别信息，由此能够自动生成用于使进屋的人的在岗位置为设定温度的目的数据14E、进而生成设定数据14F。由此，即使在人进入到空调空间30的情况下，也能够将此人的在岗位置自动地控制为设定温度。
另外，在本实施方式中，以未考虑由入室的人产生的热量的情况为例进行了说明，但通过同时采用上述的第四实施方式，而能够自动生成与入室的人相关的发热体数据，由此能够进行考虑了由入室的人产生的热量的更细致的空调控制。
另外，在本实施方式中，以基于从出入室管理系统24得到的出入室数据，将入室的人的在岗位置自动控制为适当的空调环境的情况为例进行了说明，但与人的入室相关的数据并不限定于出入室管理系统24。例如，也可以从对利用空调空间30的每个人的时间表进行管理的时间表管理系统，取得包含人在岗的位置和到在岗位置的到达时刻的时间表信息，并将由该在岗位置构成的目的场所自动地控制为设定温度。
此时，也可以根据时间表信息所包含的到达时刻，开始空调控制，但在空调空间30中存在空调控制的延迟，所以也可以在距到达时刻控制所需时间之前开始空调控制以便在该到达时刻该在岗位置成为设定温度。
另外，在本实施方式中，以在空调空间30内、按利用空调空间30的每个利用者将在岗位置建立对应的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如，会议室、接待室等公开的空调空间中，利用者并未被限定。但是，利用这样的空调空间时，空调空间内存在人的场所能够由椅子、桌子的配置位置确定。因此，按这样的会议室、接待室等每个空调空间预先在存储部中存储表示椅子的位置的布局信息，由此能够确定空调控制中的目的场所。
另外，在本实施方式中，以将发热体的发热量作为发热体数据预先输入的情况为例进行了说明，但并不限定于此。发热体的发热量根据发热体的表面温度能够计算，因此作为发热体数据，也可以预先输入发热体的表面温度。
另外，在本实施方式中，作为空调空间30中的发热主要因素，假定了由人、照明设备、个人计算机、复印机、打印机等电气设备构成的发热体，但此外，来自隔壁房间、外部空气的传递热也侵入空调空间30。由此，也可以将与侵入这样的空调空间30的侵入热相关的侵入热数据由数据输入部15A输入。另外，这些侵入热也能够捕捉为来自空调空间30的墙壁、窗的发热，作为发热体数据的一部分由数据输入部15A输入即可。
另外，在本实施方式中，以将目的位置处的目标温度作为目的数据由设定数据生成部15C输入，而将温度作为目标的状态量的情况为例进行了说明，但并不限定于此。也可以通过将目的位置处的风速、湿度作为目的数据而输入，将这些风速、湿度作为目标的状态量。
[实施方式的扩展]
以上，参照实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。本发明的构成、详细内容在本发明的范围内可以进行本领域技术人员能够理解的各种变更。
附图标记说明
10...空调控制装置，14...存储部，14A...空间条件数据，14C...状况数据，14D...分布数据，14E...目的数据，14F...设定数据，14H...人位置判断结果，15...运算处理部，15A...数据输入部，15B...热流动正演分析处理部，15C...设定数据生成部，15D...热流动反演分析处理部，15E...空调控制部，21...空调系统。

Claims (12)

1.一种空调控制装置，其特征在于，具有：
存储部，其存储空间条件数据，该空间条件数据表示与空调空间相关的位置以及形状、和与由进行上述空调空间的空气调和的空调系统生成的调和空气的吹出口相关的位置以及形状；
数据输入部，其输入边界条件数据和发热体数据，其中，该边界条件数据表示从上述吹出口吹出的调和空气的吹出速度以及吹出温度，该发热体数据表示与存在于上述空调空间内的发热体相关的位置以及发热量；
热流动正演分析处理部，其基于上述空间条件数据、和由上述边界条件数据以及上述发热体数据构成的状况数据，通过分布系统热流动分析方法对上述空调空间的状况进行正演分析，从而计算出表示上述空调空间的温度以及气流分布的分布数据；
设定数据生成部，其生成设定数据，该设定数据由上述分布数据和表示上述空调空间内的目的场所的目标温度的目的数据构成；
热流动反演分析处理部，其基于上述设定数据通过分布系统热流动分析方法对上述空调空间的温度以及气流分布进行反演分析，从而对用于将上述目的场所设定为上述目标温度所需的、由上述吹出口吹出的新的调和空气的吹出速度和吹出温度构成的新的空调操作量进行倒算；以及
空调控制部，其基于上述新的空调操作量来控制上述空调系统，从而控制上述目的场所的空调环境。
2.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，
上述数据输入部每隔恒定时间，或者根据上述边界条件数据或上述发热体数据的变化，判断空调控制时机的到来，根据该空调控制时机的到来，新生成用于针对上述空调空间进行的新的空调控制的上述边界条件数据以及上述发热体数据。
3.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，
上述存储部存储包含与人相关的发热量的人数据，
上述数据输入部基于所输入的上述空调空间内的人的存在位置，根据与此人相关的存在位置和从上述人数据中取得的发热量，按存在于上述空调空间内的每个上述人生成上述发热体数据。
4.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，
上述存储部按配置于上述空调空间的每个照明设备，存储包含与该照明设备相关的配置位置和点亮时该照明设备的发热量的照明设备数据，
上述数据输入部基于所输入的每个上述照明设备的点亮状况，根据从与上述照明设备中正在点亮的照明设备相关的上述照明设备数据中取得的、该照明设备的配置位置和发热量，按正在点亮的每个上述照明设备生成上述发热体数据。
5.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，
上述存储部按利用上述空调空间的每个人所固有的识别信息，存储表示该人的在岗位置的在岗位置数据和包含与人相关的发热量的人数据，
上述数据输入部基于根据人出入上述空调空间而输入的、存在于该空调空间内的人的识别信息，从与这些识别信息对应的上述在岗位置数据中取得该人的在岗位置，根据该在岗位置和从上述人数据中取得的发热量，按存在于上述空调空间的每个上述人生成上述发热体数据。
6.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，
上述存储部按利用上述空调空间的每个人所固有的识别信息，存储表示该人的在岗位置的在岗位置数据，
上述设定数据生成部基于根据人进入上述空调空间而输入的该人的识别信息，从与该识别信息对应的上述在岗位置数据中取得该人的在岗位置，将该在岗位置作为上述目的场所并且生成将预先设定的设定温度作为上述目标温度的目的数据，根据该目的数据和上述分布数据生成上述设定数据。
7.一种空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
存储步骤，在该存储步骤中，存储部存储空间条件数据，该空间条件数据表示与空调空间相关的位置以及形状、和与由进行上述空调空间的空气调和的空调系统生成的调和空气的吹出口相关的位置以及形状；
数据输入步骤，在该数据输入步骤中，数据输入部输入边界条件数据和发热体数据，其中，该边界条件数据表示从上述吹出口吹出的调和空气的吹出速度以及吹出温度，该发热体数据表示与存在于上述空调空间内的发热体相关位置以及发热量；
热流动正演分析处理步骤，在该热流动正演分析处理步骤中，热流动正演分析处理部基于上述空间条件数据、和由上述边界条件数据以及上述发热体数据构成的状况数据，通过分布系统热流动分析方法对上述空调空间的状况进行正演分析，由此计算表示上述空调空间的温度以及气流分布的分布数据；
设定数据生成步骤，在该设定数据生成步骤中，设定数据生成部生成设定数据，该设定数据由上述分布数据和表示上述空调空间内的目的场所的目标温度的目的数据构成；
热流动反演分析处理步骤，在该热流动反演分析处理步骤中，热流动反演分析处理部基于上述设定数据通过分布系统热流动分析方法对上述空调空间的温度以及气流分布进行反演分析，从而对用于将上述目的场所设定为上述目标温度所需的、由上述吹出口吹出的新的调和空气的吹出速度和吹出温度构成的新的空调操作量进行倒算；以及
空调控制步骤，在该空调控制步骤中，空调控制部基于上述新的空调操作量来控制上述空调系统，从而控制上述目的场所的空调环境。
8.根据权利要求7所述的空调控制方法，其特征在于，
在上述数据输入步骤中包括：每隔恒定时间，或者根据上述边界条件数据或上述发热体数据的变化，判断空调控制时机的到来，根据该空调控制时机的到来，新生成用于针对上述空调空间进行的新的空调控制的上述边界条件数据以及上述发热体数据的步骤。
9.根据权利要求7所述的空调控制方法，其特征在于，
在上述存储步骤中包括存储包含与人相关的发热量的人数据的步骤，
在上述数据输入步骤中，包含基于所输入的上述空调空间内的人的存在位置，根据与该人相关的存在位置和从上述人数据中取得的发热量，按存在于上述空调空间内的每个上述人生成上述发热体数据的步骤。
10.根据权利要求7所述的空调控制方法，其特征在于，
在上述存储步骤中，包括按配置在上述空调空间的每个照明设备，存储包含与该照明设备相关配置位置和点亮时该照明设备的发热量的照明设备数据的步骤，
在上述数据输入步骤中，包括基于所输入的每个上述照明设备的点亮状况，根据从与上述照明设备中正在点亮的照明设备相关的上述照明设备数据中取得的、该照明设备的配置位置和发热量，按正在点亮的每个上述照明设备生成上述发热体数据的步骤。
11.根据权利要求7所述的空调控制方法，其特征在于，
在上述存储步骤中，包括按利用上述空调空间的每个人所固有的识别信息，存储表示该人的在岗位置的在岗位置数据和包含与人相关的发热量的人数据的步骤，
在上述数据输入步骤中，包括基于根据人出入上述空调空间而输入的、存在于该空调空间内的人的识别信息，从与这些识别信息对应的上述在岗位置数据中取得该人的在岗位置，根据该在岗位置和从上述人数据中取得的发热量，按存在于上述空调空间的每个上述人生成上述发热体数据的步骤。
12.根据权利要求7所述的空调控制方法，其特征在于，
在上述存储步骤中，包括按利用上述空调空间的每个人所固有的识别信息，存储表示该人的在岗位置的在岗位置数据的步骤，
在上述设定数据生成步骤中，包括基于根据人进入上述空调空间而输入的该人的识别信息，从与该识别信息对应的上述在岗位置数据中取得该人的在岗位置，将该在岗位置作为上述目的场所并且生成将预先设定的设定温度作为上述目标温度的目的数据，根据该目的数据和上述分布数据生成上述设定数据的步骤。
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