JP2008232532A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、室内機の位置、壁から距離、窓の位置などの設定項目を入力するだけで、輻射温度を容易に計算でき、快適性と、省エネルギー化とを同時に達成する。
【解決手段】 建物２の窓状況情報、各室内機３の設置位置情報、予め測定された輻射温度値を使用して、基本温度上昇値を計算しておき、この基本温度上昇値、当日の天気情報、当日の室温情報を使用して、各室内機３に当日の輻射温度設定値を計算させ、空調動作を行わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物などに設置される空調システムに係わり、特に温度設定作業を簡素化させるようにした空調システムに関する。

大規模な建物などに設置される空調システムでは、建物内にいる人の数、窓の位置、外気温度などを考慮して、中央監視装置で各空調システムの温度を設定し、エネルギーの消費量を抑えながら、建物内にいる人に快適な環境を与えるようにしている。
特開平７−３０１４４７号公報 特許第３０４９２６６号公報

ところで、このような空調システムでは、輻射などの影響を考慮した高度な制御が必要であることから、室内の広さ、窓の位置など、膨大な量のデータを入力しなければならず、手間が大変であった。

また、小規模な建物などで多用されるマルチエアコンでは、機器単体で温度制御することが多いことから、エネルギー効率を高くすることが難しいという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、室内機の位置、壁から距離、窓の位置などの設定項目を入力するだけで、輻射温度を容易に計算することができ、これによって快適性と、省エネルギー化とを同時に達成することができる空調システムを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明は、１台、または複数台の室内機を使用して室内の空調を行う空調システムにおいて、室内の窓状況情報、室内機の設置位置情報、予め測定された輻射温度値を使用して、基本温度上昇値を計算して記憶する基本温度上昇値記憶手段と、記憶された基本温度上昇値と、当日の天気情報および当日の室温情報とに基づいて、当日の輻射温度設定値を計算する輻射温度設定値演算手段と、演算された輻射温度設定値に基づいて室内の空調動作を行う制御手段とを備えたことを特徴としている。

この場合、制御手段は、前記輻射温度設定値、予め設定されている気流速度値、入力された着衣量、活動量、測定動作で得られた温度、湿度を使用してＰＭＶ制御で空調動作を行わせることにより、快適性と、省エネルギー化とを同時に達成させる。

本発明による、請求項１の空調システムでは、室内機の位置、壁から距離、窓の位置などの設定項目を入力するだけで、輻射温度を容易に計算することができ、これによって快適性と、省エネルギー化とを同時に達成させることができる。

＜構成＞
図１は本発明による空調システムの一実施形態を示す概略構成図である。

この図に示す空調システム１は、建物２内の各部に設置される複数の室内機３と、これらの各室内機３の設定などを行うリモコン４と、建物２の屋上などに設置され、冷媒配管などによって各室内機３と接続される室外機５とを備えており、リモコン４を操作して、各室内機３の設置位置、窓位置などの情報を入力しておけば、当日の天気、建物２に出入りする人の着衣量、活動量などを入力するだけで、ＰＭＶ制御方式で、各室内機３の動作を制御して、エネルギーの消費量を抑えながら、建物２内にいる人に快適な環境を与える。

リモコン４は、図２に示す如く各室内機３の設置位置情報、窓６（図５参照）の位置情報、計測動作で得られた輻射温度、当日の天気、建物２内にいる人の着衣量、活動量などが入力される入力部７と、液晶ディスプレイなどによって構成される表示部８と、赤外線を用いて、各室内機３と通信する通信部１０と、各室内機３の設置位置情報、窓６の位置情報、計測動作で得られた輻射温度、室温などに基づき、各室内機３毎、各日付毎、各時間帯毎に基本温度上昇値を求めて、通信部１０から各室内機３に送信させる処理、当日の天気情報、建物２内にいる人の着衣量、活動量などを通信部１０から各室内機３に送信させる処理、通信部１０で受信された各室内機３の動作状況情報を取り込み、表示部８に表示させる処理などを行う制御部９とを備えている。そして、各室内機３を設置したときに入力された各室内機３の設置位置情報、窓６の位置情報、計測動作で得られた輻射温度、室温などに基づき、各室内機３毎、各日付毎、各時間帯毎に基本温度上昇値を求めて、入力部７に入力された気流速度値（通常、０．１ｍ／ｓに固定された値）とともに、通信部１０から各室内機３に送信させ、登録させる。また、各室内機３から送信される動作状況情報を取り込み、表示部８に表示させながら、当日の天気情報、建物２内にいる人の着衣量、活動量などが入力される毎に、これが通信部１０から各室内機３に送信される。

各室内機３は各々、赤外線などを用いてリモコン４と通信する通信部１１と、設置場所の温度を測定する温度センサ１２と、設置場所の湿度を測定する湿度センサ１３と、通信部１１で受信された基本温度上昇値、気流速度値、天気情報、建物２内にいる人の着衣量、活動量などを記憶する記憶部１４と、記憶部１４に記憶された基本温度上昇値〜活動量、温度センサ１２の測定結果、湿度センサ１３の測定結果、当日の日付、現在の時刻などに基づき、ＰＭＶ制御方式で、室外機、送風ファン１６、電磁弁１７などを制御し、室内の空調を行う制御部１５とを備えている。そして、リモコン４から送信された基本温度上昇値〜活動量、温度センサ１２の測定結果、湿度センサ１３の測定結果、当日の日付、現在の時刻などに基づき、ＰＭＶ制御方式で、室外機、送風ファン１６、電磁弁１７などを制御し、室内の空調を行う。

＜輻射温度を計算する方法＞
次に、図３〜図５を参照しながら、各室内機３の設置位置情報、窓６の位置情報、予め計測された室内各部の輻射温度などに基いて、各室内機３毎、各日付毎、各時間帯毎の基本温度上昇値を計算する方法などについて説明する。

まず、各室内機３の設置に先立ち、建物２の各階毎、各時間帯毎に、東西南北、遠近の８ヶ所について、室温とともに、日射による輻射温度が計測されて、リモコン４に登録される。さらに、夏至、冬至などの日の入り時刻、日の出時刻が入力されたとき、次式に示す計算式が使用されて、季節によって異なる各日毎の日の入り、日の出の時間が計算され、リモコン４に登録される。

〔数１〕
｛ｃｏｓ（２πＸｓ／３６５）＋１｝×（Ｙｓ−Ｙｗ）／２＋Ｙｗ …（１）
但し、Ｔ：当日の日の出（日の入り）の時刻
Ｘｓ：夏至の日から当日（今日の日付）までの日数
Ｙｓ：夏至の日の出（日の入り）時刻
Ｙｗ：冬至の日の出（日の入り）時刻
次に、各室内機３を設置したとき、リモコン４が操作されて、図３に示す如く東側の範囲に属している室内機３については、位置情報の“東”が“１”にセットされ、また西側の範囲に属している室内機３については、位置情報の“西”が“１”にセットされ、南側の範囲に属している室内機３については、位置情報の“南”が“１”にセットされ、北側の範囲に属している室内機３については、位置情報の“北”が“１”にセットされる。

また、図４に示す如く室内に射し込む日光の影響を受けない範囲の室内機３については、距離情報が“０”にセットされ、また図５に示す如く室内機３に対し、東側に窓６があるとき、窓位置情報の“東”が“１”にセットされ、西側に窓６があるとき、窓位置情報の“西”が“１”にセットされ、南側に窓６があるとき、窓位置情報の“南”が“１”にセットされる。

この後、リモコン４が操作されて、基本温度上昇値に計算指示が入力されたとき、各室内機３の設置時に登録された設定内容に基づき、各日付、各時間帯に、日射の影響を受ける室内機３が選択される。

例えば、朝の時間帯（日の出〜１２時）に日射の影響がある室内機３として、位置情報、窓位置情報の“東”が“１”にセットされ、距離情報が“１”にセットされている室内機３が選択され、また昼の時間帯（１０時〜１４時）に日射の影響がある室内機３として、位置情報、窓位置情報の“南”が“１”にセットされ、距離情報が“１”にセットされている室内機３が選択され、また夕の時間帯（１２時〜日の入り）に日射の影響がある室内機３として、位置情報、窓位置情報の“西”が“１”にセットされ、距離情報が“１”にセットされている室内機３が選択される。

そして、各日付、各時間帯毎に日射の影響があると判定された室内機３に対し、予め登録されている各階毎、各時間帯毎に、東西南北、遠近の８ヶ所の輻射温度（計測動作で得られた輻射温度）、室温が使用されて、次式に示す演算が行われ、各室内機３毎の基本温度上昇値が計算され、これが各日付、各時間帯毎に日射の影響があると判定された室内機３に送信されて、登録される。

基本温度上昇値＝輻射温度−室温 …（２）
＜ＰＭＶ制御方法＞
次に、図６、図７を参照しながら、基本温度上昇値と当日の天気とに基づき、修正済み基本温度上昇値を計算する方法、各室内機３のＰＭＶ制御について説明する。なお、ＰＭＶ制御については、特許文献１，２に詳述されているので、ここでは詳細な説明は省略する。

まず、リモコン４が操作されて、図６に示す如く当日の変更事項、例えば当日の天気情報、室内機３が設けられている部屋を使用する人の着衣状況、活動状況を示す情報、例えば春秋物、夏物、冬物のいずれかを示す着衣量と、事務、徒歩、就寝のいずれかを示す活動量が入力されると、これら天気情報、着衣量、活動量が各室内機３に送信されて記憶される。

そして、当日の天気情報に基づき、各室内機３毎に、次式に示す計算が行われて、基本温度上昇値が修正される。

晴れ：基本温度上昇値×１００［％］ …（３）
その他：基本温度上昇値×０［％］ …（４）
これにより、例えば図７に示す如く東側、西側、南側に窓が設けられた室内の東側範囲内で、壁面から近くに設置された室内機３では、当日が夏至で、天気が晴れのとき、予め登録されている基本温度上昇値（室内機３の設置時にリモコン４から送信された基本温度上昇値）が“１．０℃”であれば、（３）式が使用されて、修正済みの基本温度上昇値が“１．０℃”にされる。

また、この動作と並行し、各室内機３毎に、温度センサ１２、湿度センサ１３で、室内の温度、湿度が測定されるとともに、天気の影響が加味された修正済みの基本温度上昇値、温度センサ１２で測定された室温が使用されて、次式に示す計算が行われ、輻射温度設定値が計算される。

輻射温度設定値＝修正済みの基本温度上昇値＋室温 …（５）
この結果、当日の各時刻の室温、例えば１０時における室内の温度が“２０．０℃”であれば、（５）式が使用されて、１０時時点の輻射温度設定値が“２１．０℃”に設定される。

そして、この輻射温度設定値と、温度センサ１２で測定された温度と、湿度センサ１３で測定された湿度と、室内機３の設置時にリモコン４から送信された気流速度値（通常、０．１ｍ／ｓに固定された値）と、当日の朝などにリモコン４から送信された当日の天気情報、着衣量、活動量とが使用され、６つの入力項目を用いたＰＭＶ制御で、室内の空調が行われる。

＜実施形態の効果＞
このように、この実施形態では、各室内機３が設置されたとき、一度だけ、各室内機３の設置場所、壁からの距離、室内の窓位置などを入力するだけで、輻射温度設定値を容易に計算することができ、これによって快適性と、省エネルギー化とを同時に達成することができる。

また、この実施形態では、各室内機３が設置されたとき、一度だけ入力された各室内機３の設置場所、壁からの距離、室内の窓位置、気流速度値と、当日の朝などに入力された当日の天気、着衣量、活動量、測定動作で得られた温度、湿度を使用してＰＭＶ制御で、空調動作を行うようにしているので、膨大な量のデータを入力することなく、輻射温度設定値を計算して、快適性と、省エネルギー化とを同時に達成することができる。

＜他の実施形態＞
また、上述した実施形態では、各室内機３の設置位置などを使用してた輻射温度の計算方法をマルチエアコンに適用し、ＰＭＶ制御方式で、建物２内の空調を行わせるようにしているが、輻射温度が必要な他の形式の空調システムに適用するようにしても良い。

また、ＰＭＶ制御方式以外の方式、例えば輻射温度に比例するように、温度設定値をシフトさせるような制御方式で、空調を行わせるようにしても良い。

また、上述した実施形態では、リモコン４で、各室内機３の基本温度上昇値を計算するようにしているが、各室内機３に複数のディップスイッチ、計測温度設定スイッチなどを設け、これら各ディップスイッチ、計測温度設定スイッチなどを操作して、各室内機３の設置場所、壁からの距離、室内の窓位置、計測温度などを設定し、上述した手法と同じ手法で、基本温度上昇値を計算するようにしても良い。

本発明による空調システムの一実施形態を示す概略構成図である。 図１に示すリモコン、各室内機の詳細な回路構成例を示すブロック図である。 図１に示す各室内機の配置位置と、東側に属する範囲、西側に属する範囲、南側に属する範囲、北側に属する範囲との関係例を示す模式図である。 図１に示す各室内機の配置位置と、壁からの距離との関係例を示す模式図である。 図１に示す各室内機の配置位置と、窓位置との関係例を示す模式図である。 図１に示すリモコンの設定内容例を示す模式図である。 図１に示す各室内機の配置位置と、各設定情報との関係例を示す模式図である。

符号の説明

１：空調システム
２：建物
３：室内機
４：リモコン
５：室外機
６：窓
７：入力部
８：表示部
９：制御部
１０：通信部
１１：通信部
１２：温度センサ
１３：湿度センサ
１４：記憶部
１５：制御部
１６：送風ファン
１７：電磁弁

Claims (2)

1. １台、または複数台の室内機を使用して室内の空調を行う空調システムにおいて、
   室内の窓状況情報、室内機の設置位置情報、予め測定された輻射温度値を使用して、基本温度上昇値を計算して記憶する基本温度上昇値記憶手段と、
   記憶された基本温度上昇値と、当日の天気情報および当日の室温情報とに基づいて、当日の輻射温度設定値を計算する輻射温度設定値演算手段と、
   演算された輻射温度設定値に基づいて室内の空調動作を行う制御手段と、
   を備えたことを特徴とする空調システム。
2. 請求項１に記載の空調システムにおいて、
   前記制御手段は、前記輻射温度設定値、予め設定されている気流速度値、入力された着衣量、活動量、測定動作で得られた温度、湿度を使用してＰＭＶ制御により空調動作を行う、
   ことを特徴とする空調システム。

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