JP2012145246A - 空調制御システム及び空調コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】退出時間等が厳守されていない場合であっても、快適性を損なわずに省エネ化を目的とし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。
【解決手段】電力データ記憶部２１には、電力計測装置によって周期的に測定された電力量が、その測定日時と共に実績データとして逐次保存される。照合パターン生成部２２は、電力データ記憶部２１に保存されている実績データを使用して、終業時刻以後の電力量の推移と時間との典型的な関係を示す照合パターンデータを生成する。省エネ制御部２４は、本日の終業時刻以後の電力量の推移と時間との関係を周期的に監視し、照合パターンデータと所定条件の下で適合するか否かを判定し、適合すると判定した場合には、照合パターンデータに基づいて、最終退出時刻を決定する。そして、決定した最終退出時刻と、空調対象エリアの現在の空気温度等に基づいて、省エネ制御開始時刻を決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、オフィスビル等における空調制御技術に関する。

オフィスビル等に導入され、業務時間帯に合わせた運転スケジュールにより空気調和機（空調機）を自動運転する空調制御システムが知られている。この種の空調制御システムの中には、空調機の運転を停止しても、しばらくの間は空調対象空間の快適性が維持されることを考慮した運転制御を行うシステムもある。即ち、社員等が退社し、空調対象空間が無人となる時刻を予め設定し、この時刻より所定時間前に前倒しで空調運転を停止させ制御を行う。このように空調制御することで、社員等の快適性を損なうことなく、省エネ化が図れる。

例えば、特許文献１には、曜日などに応じて定められた空調スケジュールに基づいて、制御対象室への給気の供給停止時刻と、制御対象室への給気の供給を前倒しで停止した場合に制御対象室における温度が供給停止時刻において許容範囲の境界部に位置する前倒しの停止時刻と、を決定する空調制御システムが提案されている。この空調制御システムでは、供給停止時刻に達するまでの間、制御対象室への給気の風量を予め定められている制御対象室の空気質の維持に必要な最小風量となるように空調制御が行われる。

特開２００７−１３２５９８号公報

特許文献１に開示される技術では、予め定められた空調スケジュールに基づいて前倒しの停止時刻を決定して空調制御を行うが、退社時間等が厳守されていなかったり、シフト出勤等、勤務形態が個々人でまちまちの企業等では、その適用が困難であるといえる。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、空調対象空間で使用される電力量に基づいて、当該空調対象空間が無人となる時刻と、前倒しで省エネ空調を開始する時刻と、を予測することで、退出時間等が厳守されていない企業等の空調対象エリアであっても、快適性を損なわずに省エネ化を目的とした空調制御を行うことができる空調制御システム等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空調制御システムは、
空気調和機と、空調コントローラと、前記空気調和機による空調対象空間で消費される電力量を周期的に測定する電力計測装置と、から構成される空調制御システムであって、
前記空調コントローラは、
前記空気調和機の動作を制御する空調制御手段と、
前記電力計測装置が計測した前記電力量を、その測定日時と共に、実績データとして逐次保存する電力データ記憶手段と、
該電力データ記憶手段に保存されている実績データを使用して、所定時刻以後の電力量の推移と時間との典型的な関係を示すパターンデータを所定のタイミングで生成するパターンデータ生成手段と、
本日の所定時刻以後の前記電力量の推移と時間との関係を周期的に監視し、前記パターンデータと所定条件の下で適合するか否かを判定する適合判定手段と、
該適合判定手段により適合すると判定された場合、前記パターンデータに基づいて、当該空調対象空間において無人となる時刻を示す最終退出時刻を決定する最終退出時刻決定手段と、
少なくとも、前記最終退出時刻と、前記空調対象空間の現在の空気温度に関するデータと、に基づいて、前記空気調和機に対して省エネルギー制御を開始する時刻を示す省エネ制御開始時刻を決定する省エネ制御開始時刻決定手段と、を備え、
前記空調制御手段は、現在時刻が前記省エネ制御開始時刻に到達すると、少なくとも通常動作時よりは消費電力が低くなるように前記空気調和機を制御する、ことを特徴とする。

本発明は、空調対象空間で使用される電力量の所定時刻以後の推移と時間との関係を周期的に監視し、予め生成したパターンデータと適合するか否かを判定することで、最終退出時刻を決定し、そして、省エネ制御開始時刻を決定する。したがって、退出時間等が厳守されていなかったり、勤務形態が個々人でまちまちの企業等の空調対象空間であっても、快適性を損なわずに省エネ化を目的とした空調制御を行うことが可能になる。

本発明の実施形態１に係る空調制御システムの全体構成を示すブロック図である。 図１の電力計測装置の構成を示すブロック図である。 図１の空調コントローラの構成を示すブロック図である。 照合パターンデータの構成例を示す図である。 適合実績データの一例を示す図である。 本発明の空調制御システムによる１日の空調制御の概要を説明するための図である。 省エネ制御開始判定処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る空調制御システムの全体構成を示すブロック図である。 図８の空調コントローラの構成を示すブロック図である。 照明停止制御処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る空調制御システムについて図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る空調制御システムの全体構成を示すブロック図である。この空調制御システムは、例えば、オフィスビル等に導入され、例えば、間仕切等された所定のエリア（空調対象空間）毎に、そのエリアの状況に応じた空調を行うためのシステムである。

図１に示すように、この空調制御システムは、データ収集装置１と、空調コントローラ２と、空調室外機３と、複数の空調室内機３０（３０Ａ，３０Ｂ，…）と、複数の電力計測装置１０（１０Ａ，１０Ｂ，…）と、から構成される。

空調コントローラ２とデータ収集装置１は、通信線４を介して互いにデータの送受信が可能となるように接続されている。また、空調コントローラ２と空調室外機３は、通信線５を介して互いにデータの送受信が可能となるように接続されている。なお、空調コントローラ２とデータ収集装置１間の通信、又は、空調コントローラ２と空調室外機３間の通信が、所定の無線通信方式に則って行われる仕様であってもよい。

データ収集装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、電力計測装置１０と通信するための通信インタフェースや空調コントローラ２と通信するための通信インタフェース等（何れも図示せず）から構成される。データ収集装置１は、通信線１１を介して複数の電力計測装置１０（１０Ａ，１０Ｂ，…）と接続し、各電力計測装置１０が計測した電力値を周期的に収集し、収集した電力値に関するデータ（電力データ）を要求に応じて空調コントローラ２に送信する。この電力データには、計測された電力値と、それを計測した電力計測装置１０のＩＤと、からなるデータの組が１又は複数格納されている。

各電力計測装置１０（１０Ａ，１０Ｂ，…）は、各エリア（エリアＡ，エリアＢ，…）内で消費される電力量、換言すると、各エリアに対応する部署（例えば、エリアＡならば部署Ａ）で消費される電力量を計測する。各電力計測装置１０は、例えば、図示しない分電盤に設けられた、各部署に対応する図示しないブレーカの近傍に設置される。なお、本実施形態では、電力計測装置１０が計測する電力量には、空調室内機３０の消費電力量は含まれていないものとする。

電力計測装置１０は、図２に示すように、電圧計測部１００と、電流計測部１０１と、Ａ／Ｄ変換部１０２と、電力演算部１０３と、電力保存部１０４と、通信部１０５と、を備える。電圧計測部１００は、対応する分岐ブレーカにより分岐された配線上の電圧値を計測し、電流計測部１０１は、当該配線を流れる電流の電流値を計測する。

Ａ／Ｄ変換部１０２は、計測した電圧値と電流値をＡ／Ｄ変換する。電力演算部１０３は、Ａ／Ｄ変換された電圧値と電流値から電力値（電力量積算値）を算出し、電力保存部１０４に保存する。通信部１０５は、通信線１１を介してデータ収集装置１と接続し、所定の通信方式に従ったデータの送受信を行う。通信部１０５は、所定のタイミングで（本実施形態では、データ収集装置１からの要求がある度）、電力保存部１０４から電力値を取得し、この電力値と、当該電力計測装置１０のＩＤと、を格納した計測情報をデータ収集装置１に送信する。

空調室外機３は、通信線３１を介して複数の空調室内機３０（３０Ａ，３０Ｂ，…）と接続し、空調コントローラ２からの制御データに従って、各空調室内機３０の運転動作を制御する。また、空調室外機３は、自機が備える図示しない温度センサで検出した外気温度、各電力計測装置１０から収集した各エリアの温度や湿度等についてのデータを所定のタイミングで（例えば、一定時間毎に）空調コントローラ２に送信する。

各空調室内機３０（３０Ａ，３０Ｂ，…）は、本発明における空気調和機としての役割を担い、空調室外機３からの制御信号に従って、対応する各エリア（エリアＡ，エリアＢ，…）の空気調節動作を行う。また、各空調室内機３０は、自機が備える図示しない温度センサや湿度センサで検出した当該エリアの空気温度や湿度についてのデータを、自機のＩＤと共に所定のタイミングで（例えば、一定時間毎に）空調室外機３に送信する。

空調コントローラ２は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリあるいはハードディスクドライブ、所定のユーザインタフェース、データ収集装置１と通信するための通信インタフェースや空調室外機３と通信するための通信インタフェース等（何れも図示せず）から構成される。図３に示すように、空調コントローラ２は、機能的には、第１の通信部２０と、電力データ記憶部２１と、照合パターン生成部２２と、照合パターン記憶部２３と、省エネ制御部２４と、ユーザＩＦ処理部２５と、第２の通信部２６と、空調データ記憶部２７と、空調制御部２８と、を備える。これらの各機能部は、ＣＰＵが、ＲＯＭやフラッシュメモリ等に予め記憶されている所定のプログラムを実行することで実現される。

第１の通信部２０は、通信線４を介して接続するデータ収集装置１と所定の通信方式に則ったデータ通信を行う。第１の通信部２０は、データ収集装置１から送信された電力データを受信すると、当該電力データから、計測された電力値と、それを計測した電力計測装置１０のＩＤと、からなるデータの組を、格納されている分抽出し、抽出したそれぞれのデータの組と、当該電力データの受信日時と、を対応付けたデータ（実績データ）を電力データ記憶部２１に保存する。

照合パターン生成部２２は、省エネ制御部２４において、各エリア毎の省エネ制御開始時刻（詳細は後述する）を決定する際に使用される照合パターンデータを、所定のタイミングで（例えば、当該企業等の始業時刻に）生成する。照合パターンデータは、当該エリアにおける所定時刻以後の電力量の推移と時間との典型的な関係を示すデータである。照合パターン生成部２２は、電力データ記憶部２１に保存されている実績データに基づき、予め決められた所定時刻（本例では、当該企業等の終業時刻）以後の電力値（電力量）の推移と、経過時間との関係から、各エリアに対応した照合パターンデータを生成する。

図４に照合パターンデータの構成例を示す。図４に示すように、照合パターンデータには、終業時刻を基準とした電力量の減少度合いを示す段階毎に、前段階から当該段階までの所要時間が設定される。本実施形態では、電力量の減少度合いを示す段階は、８段階に設定されており、１段階目は、電力量が１００％（終業時刻の時点）から８０％以下になるまで、２段階目は、８０％から６０％以下になるまで、３段階目は、６０％から５０％以下になるまで、４段階目は、５０％から４０％以下になるまで、５段階目は、４０％から３０％以下になるまで、６段階目は、３０％から２０％以下になるまで、７段階目は、２０％から１０％以下になるまで、そして、８段階目は、１０％から５％になるまでを示している。

図４に示す照合パターンデータの例では、１段階目の所要時間として、Ｔ１±５（分）が設定され、以降、２段階目：Ｔ２±５（分）、３段階目：Ｔ３±５（分）、４段階目：Ｔ４±５（分）、５段階目：Ｔ５±５（分）、６段階目：Ｔ６±５（分）、７段階目：Ｔ７±５（分）、８段階目：Ｔ８（分）が、それぞれ設定されている。

また、照合パターン生成部２２は、各エリア毎に複数種類の照合パターンデータを生成する。例えば、前日、先週の同曜日、先月の同日、前年の同月同日の各実績データに基づいて、それぞれに対応する照合パターンデータが生成される。また、照合パターン生成部２２は、過去の１日分の実績データのみならず、過去の複数日の実績データを統計的に処理した結果に基づいて、照合パターンデータを生成することもできる。例えば、過去１週間分、１ヶ月分、１年分の実績データの平均や、同曜日の過去所定期間（例えば、１年）分の実績データの平均に基づいて、照合パターンデータを生成してもよい。

このようにして、生成された照合パターンデータは、その種類（パターン種別）が判るようにして（例えば、前日の実績データに基づく場合は、パターンＡ等の名称を付与する）、各エリア別に照合パターン記憶部２３に保存される。照合パターン記憶部２３には、上記の照合パターンデータが保存されるほか、複数種類の照合パターンデータの適合実績を示すデータ（適合実績データ）が各エリア別に保存される。

図５に、適合実績データの一例を示す。ここで、「順位」とは、適合率の高い（ポイント数の多い）パターン種別の順番を示す。図５の例では、パターン種別が“パターンＣ”の照合パターンデータ（例えば、先週の同曜日の実績データに基づいて生成された照合パターンデータ）の適合率が最も高いことを示している。適合実績データの内容は、省エネ制御部２４により、所定のタイミングで（例えば、後述する省エネ制御開始判定処理で）更新される。

省エネ制御部２４は、本発明における適合判定手段、最終退出時刻決定手段、省エネ制御開始時刻決定手段などとしての役割を担う。省エネ制御部２４は、各エリア毎の空調制御において、省エネ制御を開始する時刻（省エネ制御開始時刻）を決定し、当該時刻に達すると、所定の省エネ制御を実行する。本実施形態では、空調の停止制御を省エネ制御とする。省エネ制御部２４は、省エネ制御開始時刻を決定する前に、最終退出時刻、即ち、空調対象エリアに人が居なくなる時刻を予測して決定する。最終退出時刻は、終業時刻以後において、当該エリアで消費される電力量の推移（減少傾向）と、照合パターン記憶部２３に保存されている照合パターンデータと、を照合することで決定される。

上記の照合は、上述した各段階毎に実行される。また、その際、適合実績データ（図５参照）で示される順位に従って使用する照合パターンデータが選択される。即ち、適合率が高い照合パターンデータから順に照合に使用される。

ここで、照合パターンデータに適合するか否かの判定条件は、当該照合パターンデータの順位毎に設定される。例えば、順位が１位の照合パターンデータでは、連続する２つの段階（例えば、終業時刻から１段階目までと、１段階目から２段階目までの所要時間）で一致すれば、本日の電力量の推移と適合したとみなされる。また、２位〜４位までの順位の照合パターンデータでは、連続する３つの段階（例えば、終業時刻から１段階目までと、１段階目から２段階目までと、２段階目から３段階目までの所要時間）で一致すれば、本日の電力量の推移と適合したとみなされ、５位以降の順位の照合パターンデータでは、連続する４つの段階（例えば、終業時刻から１段階目までと、１段階目から２段階目までと、２段階目から３段階目までと、３段階目から４段階目までの所要時間）で一致すれば、適合したとみなされる。

省エネ制御部２４は、本日の電力量の推移と適合したと判定した場合、当該照合パターンデータにおける次段階以降の所要時間の合計を、現在時刻に加えることで、上記の最終退出時刻を算出する。具体的には、本日の終業時刻以後の電力量の推移が、図４に示す照合パターンの１〜３段階目と一致したことで、適合と判定された場合、現在時刻に４段階目以降の所要時間の合計（Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６＋Ｔ７＋Ｔ８）を加えた時刻が、最終退出時刻として算出される。

省エネ制御部２４は、上記のようにして最終退出時刻を算出すると、空調データ記憶部２７に保存されている所定のデータに基づいて、現時点で空調を停止してから、快適性が維持できる最長時間を求める。そして、省エネ制御部２４は、この最長時間を省エネ制御の前倒し時間として、最終退出時刻から差し引くことで、省エネ制御開始時刻を決定する。省エネ制御部２４は、現在時刻が省エネ制御開始時刻に到達すると、空調制御部２８に対して、当該エリアの空調制御を省エネ運転モードに切り替える旨を要求する信号（省エネ運転モード切替信号）を出力する。

ユーザＩＦ処理部２５は、所定のユーザインタフェース（例えば、液晶表示器等の表示デバイスや、キーパッド、タッチパッド、タッチパネル等の入力デバイス等から構成される。）で構成され、ユーザからの入力操作を受け付け、受け付けた入力操作に係る信号を空調制御部２８に送出する。また、空調制御部２８から供給される各種データ（操作画面や運転状態に関するデータ）を表示する。

第２の通信部２６は、通信線５を介して接続する空調室外機３と所定の通信方式に則ったデータ通信を行う。第２の通信部２６は、空調室外機３から送信された、外気温度や、各空調室内機３０の運転状態に関するデータを受信し、受信したこれらのデータを空調制御部２８に供給する。また、空調制御部２８から供給された空調制御データを空調室外機３に送信する。

空調データ記憶部２７は、外気の温度を示すデータや各エリア毎の空調室内機３０の現在の運転状態に関するデータ（運転状態データ）を記憶する。運転状態データには、例えば、運転／停止を示すデータ、冷房、暖房、送風、ドライ等の運転モードの内容、風速、設定温度、室内温度や湿度を示すデータ等が含まれる。また、空調データ記憶部２７には、さらに、エリアのＩＤと、部署のＩＤと、電力計測装置１０のＩＤと、空調室内機３０のＩＤと、が対応付けられたデータテーブルが保存されている。

空調制御部２８は、ユーザＩＦ処理部２５からのユーザ操作に係る信号や、省エネ制御部２４からの上述した省エネ運転モード切替信号等に応じて、各エリアの空調室内機３０の運転を制御するためのデータ（空調制御データ）を生成し、第２の通信部２６を介して、空調室外機３に送信する。また、第２の通信部２６を介して受信した空調室外機３からの上記データを空調データ記憶部２７に保存すると共に、必要に応じて、ユーザＩＦ処理部２５に供給して表示させる。また、ユーザ操作等に応じて、ユーザＩＦ処理部２５に表示させる操作画面の切り替え等を行う。

図６は、以上のように構成された空調制御システムによる、あるエリアに対しての１日の空調制御の概要を説明するための図である。図６において、横軸は、１日の時刻の進行を示している。また、図６の上段部は、当該エリア（例えば、部署Ａ）の消費電力量の推移を示し、中段部は、空調運転状態の推移を示し、下段部は、人の在／不在の推移と当該エリアの環境の快適性の推移を示している。

図６において、時刻Ａは最初の人が出社した時刻であり、Ｂは始業時刻、Ｃは昼休憩の開始時刻、Ｄは昼休憩の終了時刻、Ｅは終業時刻を示している。そして、Ｇは当該エリアが無人になった時刻（最終退出時刻）を示している。

本実施形態の空調制御システムでは、時刻Ｅ（即ち、終業時刻）から、空調コントローラ２によって、後述する省エネ制御開始判定処理が実行される。かかる省エネ制御開始判定処理では、上述したように、最終退出時刻（即ち、時刻Ｇ）を予測し、そして、省エネ制御開始時刻（ここでは、時刻Ｆ）を決定する。この省エネ制御開始時刻は、予測した最終退出時刻より前の時刻であって、かかる時刻から省エネ制御を開始（即ち、空調を停止）しても、最終退出時刻（時刻Ｇ）までは、快適性を維持できるように決定された時刻である。

以下、この省エネ制御開始判定処理について詳細に説明する。図７は、省エネ制御開始判定処理の手順を示すフローチャートである。この省エネ制御開始判定処理は、空調対象となる各エリア（エリアＡ，エリアＢ，…）毎に、別個に実行される。なお、以下においては、理解を容易にするため、エリアＡに対応する省エネ制御開始判定処理について説明する。

省エネ制御開始判定処理が開始されると、先ず、空調コントローラ２の省エネ制御部２４は、段階カウンタ（ｉ）、段階タイマ（ｔ_１〜ｔ_８）を初期化する（ステップＳ１０１）。段階カウンタは、上述した電力量の減少度合いを示す段階を示す変数である。段階タイマは、各段階間の経過時間を計時するソフトウェアタイマである。例えば、ｔ_１は、終業時刻から１段階目までに要した時間を計時する。また、ｔ_８は、７段階目から８段階目までに要した時間を計時する。

省エネ制御部２４は、電力データ記憶部２１から、エリアＡ（即ち、部署Ａ）に対応する最新の電力値、即ち、電力計測装置１０Ａが計測した最新の電力値を取得する（ステップＳ１０２）。次に、省エネ制御部２４は、段階カウンタの値が０であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、当該省エネ制御開始判定処理の開始直後（即ち、最初の処理ループ）である場合には、段階カウンタの値は０であるため（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、省エネ制御部２４は、当該電力値を、終業時刻における電力値（基準電力値）として、ＲＡＭ等に保存する（ステップＳ１０４）。

次に、省エネ制御部２４は、段階カウンタをインクリメントし（ステップＳ１０５）、ｉ番目の段階タイマ（ｔ_ｉ）をスタート、即ち、計時を開始させる（ステップＳ１０６）。この場合、例えば、段階カウンタの値が１の場合、段階タイマｔ_１をスタートさせる。また、省エネ制御部２４は、基準電力値（終業時刻時の電力値）と、段階カウンタの値と、に基づいて、比較用電力値を算出する（ステップＳ１０７）。例えば、段階カウンタの値が１の場合は、図４に示すように、基準電力値の８０％に相当する値が、比較用電力値となる。

ステップＳ１０７の処理後、省エネ制御部２４は、所定時間スリープして、処理をウェイトする（ステップＳ１０８）。このスリープ（ウェイト）時間は、本実施形態では、データ収集装置１が、各電力計測装置１０から電力値を収集する間隔と同一とする。スリープ後、省エネ制御部２４は、ステップＳ１０２の処理を再度行う。

段階カウンタが０でない場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、省エネ制御部２４は、取得した最新の電力値が比較用電力値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。その結果、最新の電力値が比較用電力値以下でない、即ち、比較用電力値より大きい場合（ステップＳ１０９；ＮＯ）、省エネ制御部２４の処理は、ステップＳ１０８に移行する。

一方、最新の電力値が比較用電力値以下の場合（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、さらに、省エネ制御部２４は、当該電力値が、予め設定された電力下限値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この電力下限値は、当該エリア（ここでは、エリアＡ）に設置される各電気機器の待機電力を合算すること等により求められる。当該電力値が電力下限値以下である場合（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）、最終退出時刻に到達したものとみなせるため、省エネ制御部２４は、直ちに、省エネ制御を開始する（ステップＳ１１８）。これにより、空調室内機３０Ａの運転が停止し、エリアＡの空調が停止する。

一方、最新の電力値が電力下限値より大きい場合（ステップＳ１１０；ＮＯ）、省エネ制御部２４は、パターン照合処理を実行する（ステップＳ１１１）。このパターン照合処理では、省エネ制御部２４は、エリアＡに対応する複数の照合パターンデータの中から、適合率の高いものを順次選択し、エリアＡにおける本日の終業時刻以後の電力の推移（減少傾向）に適合するか否かを判定する。本日の終業時刻以後の電力の減少傾向は、段階タイマｔ_１〜現段階（ｉ）に対応する段階タイマｔ_ｉまでのタイマ値で示される。

但し、上述したように、現段階に対応する段階タイマｔ_ｉまでの全てのタイマ値と一致する必要はなく、現段階に至るまで、適合率の順位に応じて予め設定された数だけ連続して一致すれば、適合したものとみなされる。例えば、照合に使用した照合パターンデータの順位が１位である場合、連続する２つの段階で一致すればよい。この場合、現段階が２であるとすると、段階タイマｔ_１と当該照合パターンデータの１段階目に設定された所要時間（図４では、Ｔ１±５（分））とが一致し、さらに、段階タイマｔ_２と当該照合パターンデータの２段階目に設定された所要時間（図４では、Ｔ２±５（分））とが一致すればよい。

また、上記の順位で現段階が３であるとすると、段階タイマｔ_２と当該照合パターンデータの２段階目に設定された所要時間（図４では、Ｔ２±５（分））とが一致し、さらに、段階タイマｔ_３と当該照合パターンデータの３段階目に設定された所要時間（図４では、Ｔ３±５（分））とが一致すればよい。

以上のパターン照合処理が終了すると、省エネ制御部２４は、現段階に対応する段階タイマｔ_ｉをストップ、即ち、計時を停止させる（ステップＳ１１２）。そして、省エネ制御部２４は、パターン照合処理にて、本日の終業時刻以後の電力の減少傾向と適合したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。その結果、適合した場合（ステップＳ１１３；ＹＥＳ）、省エネ制御部２４は、最終退出時刻を決定する（ステップＳ１１４）。ここでは、上述したように、省エネ制御部２４は、当該照合パターンデータにおける次段階以降の所要時間の合計を現在時刻に加えることで、最終退出時刻を算出する。

最終退出時刻の決定後、省エネ制御部２４は、省エネ制御開始時刻を決定する（ステップＳ１１５）。ここでは、省エネ制御部２４は、先ず、空調データ記憶部２７に保存されている現在の空調運転状態に関するデータ（例えば、外気温、エリアＡの室温、湿度、風量、設定温度等）に基づいて、現時点で空調を停止してから、快適性が維持できる最長時間を求める。快適（図６の快適ゾーン）であるか否かは、例えば、室温及び湿度に基づいて判別する。この場合、室温及び湿度と、快適性との関係が予め定義され、空調コントローラ２は、その定義された内容を示すデータを保持しているものとする。

上記のようにして最長時間が求まると、省エネ制御部２４は、先に算出した最終退出時刻からこの最長時間を差し引く。これにより、省エネ制御開始時刻が求まる。

次に、省エネ制御部２４は、エリアＡに対応する適合実績データ（図５参照）を更新する（ステップＳ１１６）。ここでは、適合した照合パターンデータに対応するパターン種別のポイントを所定ポイント分加算する。ポイントの加算により、上位にランクされているパターン種別のポイント以上になった場合は、順位の割り付けも更新する。

省エネ制御部２４は、現在時刻が省エネ制御開始時刻に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１７）。省エネ制御開始時刻に到達していない場合（ステップＳ１１７；ＮＯ）、省エネ制御部２４は、ステップＳ１０５の処理を行う。一方、省エネ制御開始時刻に到達している場合（ステップＳ１１７；ＹＥＳ）、省エネ制御部２４は、省エネ制御を開始し（ステップＳ１１８）、本処理は終了する。

具体的には、省エネ制御部２４は、空調制御部２８に対して、エリアＡの空調制御を省エネ運転モード（ここでは、運転の停止）に切り替える旨を要求する信号（省エネ運転モード切替信号）を出力する。かかる信号を受けると、空調制御部２８は、エリアＡに対応する空調室内機３０Ａの運転停止を指示する空調制御データを生成し、第２の通信部２６を介して、空調室外機３に送信する。かかる空調制御データを受信した空調室外機３は、空調室内機３０Ａの運転を停止させる。

ステップＳ１１３の判定でＮＯの場合、即ち、本日の終業時刻以後の電力の減少傾向に適合した照合パターンデータが存在しない場合、省エネ制御部２４は、ステップＳ１０５の処理を行う。以降の処理は上述した通りである。

以上説明したように、本発明の本実施形態に係る空調制御システムでは、終業時刻から現時点までの実際の消費電力量の推移と、過去の実績等から予め作成した消費電力量の推移パターン（照合パターンデータ）と、を比較し、照合することで、空調対象エリアが無人になる時刻（最終退出時刻）を予測し、決定する。このため、退出時間等が厳守されていなかったり、シフト出勤等、勤務形態が個々人でまちまちの企業等においても精度よく最終退出時刻を予測することができ、結果として、前倒しで省エネ制御を開始する時刻（省エネ制御開始時刻）も精度よく決定することができる。したがって、オフィスビル等の空調において、快適性を維持しつつ、省エネ化も図ることが可能となる。

また、上記の照合パターンは、複数の生成条件に基づいて、複数生成されており、さらに、適合の実績（適合率）が高い順に選択され、照合に使用される。これにより最終退出時刻の予測精度をより一層高めることができる。

（実施形態２）
続いて、本発明の実施形態２に係る空調制御システムについて説明する。図８は、本実施形態に係る空調制御システムの全体構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施形態の空調制御システムでは、空調コントローラ２は、さらに、通信線７を介して、各エリア（エリアＡ，エリアＢ，…）に設置された照明器６（６Ａ，６Ｂ，…）と通信可能に接続する。これから判るように、本実施形態の空調コントローラ２は、各エリアの空調のみならず照明についての制御も行う。

図９は、本実施形態に係る空調コントローラ２の機能構成を示すブロック図である。図９に示すように、本実施形態の空調コントローラ２には、実施形態１の空調コントローラ２の構成に加え、新たに第３の通信部２０１と、照明制御部２０２と、が追加されている。

第３の通信部２０１は、通信線７を介して各照明器６と接続し、照明制御部２０２から供給された、照明器６の照明を制御するためのデータ（照明制御データ）を対応する照明器６に送信する。

照明制御部２０２は、各エリアに設置された照明器６の動作制御（点灯／消灯、照度の設定等）を行う。例えば、照明制御部２０２は、始業時刻の所定時間前になると、各照明器６を点灯させ、所定の照度（通常照度）で照明を行わせる。また、省エネ制御部２４からの通知をトリガとして、以下の照明停止制御処理を実行する。

図１０は、照明停止制御処理の手順を示すフローチャートである。照明停止制御処理は、上述した省エネ制御判定処理の終了直後、その旨の通知を省エネ制御部２４から照明制御部２０２が受けることで開始される。なお、以下においては、理解を容易にするため、エリアＡに対応する照明停止制御処理について説明する。

先ず、照明制御部２０２は、ソフトウェアタイマ（ｔ）をスタート、即ち、計時を開始させる（ステップＳ２０１）。そして、照明制御部２０２は、予め設定された第１レベルまで照明器６Ａの照度を低下させる（ステップＳ２０２）。具体的には、通常時の５０％の照度にする旨を示す照明制御データを生成し、第３の通信部２０１を介して、照明器６Ａに送信する。かかる照明制御データを受信した照明器６Ａは、現在の照度（通常照度）を５０％低下させる。この照明停止制御処理が開始される時刻（即ち、省エネ制御開始時刻に到達後の時刻）では、当該エリアＡに居る人の多くが、業務以外の雑務や帰りの身支度等を行っているものと考えられる。したがって、これらの業務以外の行動に支障がない程度まで照度を落とすことで、照明の無駄をなくすことができる。

次に、照明制御部２０２は、所定時間（例えば、５分）スリープして、処理をウェイトする（ステップＳ２０３）。スリープ後、照明制御部２０２は、省エネ制御部２４によって決定された最終退出時刻に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。最終退出時刻に到達していない場合（ステップＳ２０４；ＮＯ）、照明制御部２０２は、タイマ（ｔ）のタイマ値をチェックし、省エネ制御部２４によって決定された省エネ制御開始時刻（ここでは、当該照明停止制御処理の開始時刻とほぼ同一）から、予め設定された所定時間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

上記の判定の結果、省エネ制御開始時刻から所定時間が経過していない場合（ステップＳ２０５；ＮＯ）、照明制御部２０２は、再度、ステップＳ２０３の処理を行う。一方、省エネ制御開始時刻から所定時間が経過している場合（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、照明制御部２０２は、予め設定された第２レベルまで照明器６Ａの照度を低下させる（ステップＳ２０６）。具体的には、通常時の３０％の照度にする旨を示す照明制御データを生成し、第３の通信部２０１を介して、照明器６Ａに送信する。かかる照明制御データを受信した照明器６Ａは、現在の照度（通常時の５０％の照度）を通常時の３０％になるまで低下させる。

ステップＳ２０４の判定でＹＥＳ、即ち、現在時刻が最終退出時刻に到達した場合、照明制御部２０２は、照明器６Ａの照明を停止、即ち、消灯させる（ステップＳ２０７）。具体的には、消灯する旨を示す照明制御データを生成し、第３の通信部２０１を介して、照明器６Ａに送信する。かかる照明制御データを受信すると、照明器６Ａは消灯する。

以上のように、本実施形態の空調制御システムによれば、空調の省エネ制御のみならず、照明の省エネ制御も実行することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、省エネ制御は、当該エリアの空調を停止する制御に限定されず、その内容は様々である。例えば、現状の設定温度をより外気温に近い温度に変更したり、風速を弱めたり等、要は、当該エリアの空調動作において、より消費電力が低くなるような制御内容であればよい。

また、複数の電力計測装置により、一のエリアで消費される電力量を計測するようにしてもよいし、複数の空調室内機が、一のエリアの空気調節動作を行うようにしても構わない。

また、データ収集装置を介さずに、空調コントローラが直接、電力計測装置と通信して、計測情報を受信するようにしてもよい。

また、上記の実施形態１及び２の空調コントローラ２に、各エリアの消費電力量に基づいて、各エリアに居る就業者の人数を推定する機能（就業人数推定部）を追加し、推定した就業人数も加味して、省エネ制御の前倒し時間を決定するようにしてもよい。

就業人数推定部は、例えば、ユーザにより予め設定されたエリアの最大人数（部署の最大在席者数）に関するデータと、定時就業時間（始業時刻から終業時刻までの時間）中の消費電力量の過去最大値（所定時間毎の過去平均の最大値）と、定時就業時間中の消費電力量の過去最小値（所定時間毎の過去平均の最小値）と、から下式によりエリアの人数を求める。

１人当たりの業務（ＯＡ業務）における消費電力量 ＝（消費電力量の過去最大値 −
消費電力量の過去最小値）÷ 最大人数
当日の予測就業人数 ＝（当日の定時就業時間中の消費電力量の所定時間毎の最大値 − 係数）／ １人当たりの業務における消費電力量

就業人数推定部は、終業時刻になると、上記のようにして予測就業人数を求める。そして、省エネ制御部２４は、上述した省エネ制御開始判定処理において、就業人数推定部により求められた予測就業人数を加味して、省エネ制御の前倒し時間を決定し、省エネ制御開始時刻を決定する。例えば、当日の予測就業人数が、通常の就業者人数（最大人数）より少ない場合は、前倒し時間を長めに設定する。一方、通常の就業者人数よりも多い場合には、前倒し時間を長めに設定する。このように、当日の終業者人数も加味して空調制御を行うことで、省エネ制御の精度向上が図れる。

１ データ収集装置
２ 空調コントローラ
２０ 第１の通信部
２１ 電力データ記憶部
２２ 照合パターン生成部
２３ 照合パターン記憶部
２４ 省エネ制御部
２５ ユーザＩＦ処理部
２６ 第２の通信部
２７ 空調データ記憶部
２８ 空調制御部
２０１ 第３の通信部
２０２ 照明制御部
３ 空調室外機
４、５、７、１１、３１ 通信線
６ 照明器
１０ 電力計測装置
１００ 電圧計測部
１０１ 電流計測部
１０２ Ａ／Ｄ変換部
１０３ 電力演算部
１０４ 電力保存部
１０５ 通信部
３０ 空調室内機

Claims (7)

1. 空気調和機と、空調コントローラと、前記空気調和機による空調対象空間で消費される電力量を周期的に測定する電力計測装置と、から構成される空調制御システムであって、
   前記空調コントローラは、
   前記空気調和機の動作を制御する空調制御手段と、
   前記電力計測装置が計測した前記電力量を、その測定日時と共に、実績データとして逐次保存する電力データ記憶手段と、
   該電力データ記憶手段に保存されている実績データを使用して、所定時刻以後の電力量の推移と時間との典型的な関係を示すパターンデータを所定のタイミングで生成するパターンデータ生成手段と、
   本日の所定時刻以後の前記電力量の推移と時間との関係を周期的に監視し、前記パターンデータと所定条件の下で適合するか否かを判定する適合判定手段と、
   該適合判定手段により適合すると判定された場合、前記パターンデータに基づいて、当該空調対象空間において無人となる時刻を示す最終退出時刻を決定する最終退出時刻決定手段と、
   少なくとも、前記最終退出時刻と、前記空調対象空間の現在の空気温度に関するデータと、に基づいて、前記空気調和機に対して省エネルギー制御を開始する時刻を示す省エネ制御開始時刻を決定する省エネ制御開始時刻決定手段と、を備え、
   前記空調制御手段は、現在時刻が前記省エネ制御開始時刻に到達すると、少なくとも通常動作時よりは消費電力が低くなるように前記空気調和機を制御する、
   ことを特徴とする空調制御システム。
2. 前記空調制御手段は、現在時刻が前記省エネ制御開始時刻に到達すると、前記空気調和機の運転を停止させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空調制御システム。
3. 前記省エネ制御開始時刻決定手段は、仮に現時点から前記空気調和機に対する前記省エネルギー制御を継続して行った場合に、前記空調対象空間における空気温度及び湿度がそれぞれ所定範囲で維持される最長時間を求め、該最長時間を前記最終退出時刻から差し引くことで求められた時刻を前記省エネ制御開始時刻として決定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空調制御システム。
4. 前記パターンデータ生成手段は、複数の生成条件に基づいて、前記パターンデータを複数生成し、
   前記適合判定手段は、前記複数のパターンデータの中から、適合率の高いものを順次選択して前記判定に使用する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の空調制御システム。
5. 前記空調対象空間を照明する照明器をさらに備え、
   前記空調コントローラは、
   現在時刻が前記省エネ制御開始時刻以後になると、少なくとも通常動作時よりは消費電力が低くなるように前記照明器を制御する照明制御手段をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の空調制御システム。
6. 前記空調コントローラは、
   前記空調対象空間で消費される電力量に基づいて、当該空調対象空間に居る人の数を推定する人数推定手段さらに備え、
   前記省エネ制御開始時刻決定手段は、前記人数推定手段の推定結果も加味して、前記省エネ制御開始時刻を決定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の空調制御システム。
7. 空気調和機の動作を制御する空調制御手段と、
   前記空気調和機による空調対象空間で消費される電力量を周期的に測定する電力計測装置が計測した前記電力量を、その測定日時と共に、実績データとして逐次保存する電力データ記憶手段と、
   該電力データ記憶手段に保存されている実績データを使用して、所定時刻以後の電力量の推移と時間との典型的な関係を示すパターンデータを所定のタイミングで生成するパターンデータ生成手段と、
   本日の所定時刻以後の前記電力量の推移と時間との関係を周期的に監視し、前記パターンデータと所定条件の下で適合するか否かを判定する適合判定手段と、
   該適合判定手段により適合すると判定された場合、前記パターンデータに基づいて、当該空調対象空間において無人となる時刻を示す最終退出時刻を決定する最終退出時刻決定手段と、
   少なくとも、前記最終退出時刻と、前記空調対象空間の現在の空気温度に関するデータと、に基づいて、前記空気調和機に対して省エネルギー制御を開始する時刻を示す省エネ制御開始時刻を決定する省エネ制御開始時刻決定手段と、を備え、
   前記空調制御手段は、現在時刻が前記省エネ制御開始時刻に到達すると、少なくとも通常動作時よりは消費電力が低くなるように前記空気調和機を制御する、
   ことを特徴とする空調コントローラ。

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