JP2013108693A - 空気調和機の省電力運転方法、空気調和機の制御システム、及び空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機が無駄な通常運転を行う時間を短縮し、更に照明の切り忘れ、他の装置からの発光等に起因する、無駄な通常運転を行うことの回避を行う技術を提供することを目的とする。
【解決手段】空間７において人８が検知されないにも拘わらず、空間７の照度が閾値よりも高い場合、照明６が点灯しているものとして、人７が検知されるか否かが判断される。この判断の際、所定期間中に人７が検知されなければ空気調和機４に対して省電力処理がなされる。照度が閾値よりも低いと判断された場合には、照明６が消灯しているものとして、空気調和機４に対して省電力処理がなされる。
【選択図】図２

Description

この発明は空気調和機の運転において電力消費を低減する、いわゆる省電力運転の技術に関する。

空気調和機の消し忘れ防止の為に人検知用のセンサ（以下「人検知センサ」と称す）を用いた技術が知られている。具体的には、空気調和機による空気調和の対象となる空間に人が居なくなったことを検知して、空気調和機の電源を落とす、あるいはその運転能力を下げるという制御が知られている。

図４は従来の技術にかかる空気調和機の省電力運転の動作を示すフローチャートである。当該フローチャートの開始後、ステップ９０１において空気調和機運転が実行されると、ステップ９０２が実行される。ステップ９０２では、所定期間（例えば３０分間）中に、空気調和機による空気調和の対象となる空間に人が居ることを検出（図面、及び以下では「人検知」と表記することもある）したか否かが判断される。具体的にはステップ９０２では人検知されるまで３０分間待機する。

人検知したら空気調和機運転を続行すべくステップ９０１へと処理が戻る（ステップ９０２からの「Ｙ（人体検出）」と記された経路）。

ステップ９０２において人検知することなく所定期間が経過するとステップ９０３が実行される（ステップ９０２からの「Ｎ（人体未検出連続時間経過（３０分程度））」と記された経路）。ステップ９０３では空気調和機の能力を低減させる。例えば、暖房時には設定温度を下げ、冷房時には設定温度を上げる。

ステップ９０３の実行後、ステップ９０４において再び、所定期間（例えば１８０分間）中に、人検知したか否かが判断される。ステップ９０４において人検知することなく所定期間が経過するとステップ９０５が実行される（ステップ９０４からの「Ｎ（人体未検出連続時間経過（１８０分程度））」と記された経路）。人検知した場合には空気調和機運転を続行すべくステップ９０１へと処理が戻る（ステップ９０４からの「Ｙ（人体検出）」と記された経路）。

ステップ９０５では空気調和機を停止、あるいは待機状態に移行させる。ステップ９０５の実行後、ステップ９０６において人検知したか否かが判断される。人検知しなければステップ９０５へ戻り、ステップ９０５，９０６が実行し続けられる（ステップ９０６からの「Ｎ（人体未検出）」と記された経路）。人検知すればステップ９０７が実行され、停止された、あるいは待機状態にあった空気調和機の運転を再開し（ステップ９０６からの「Ｙ（人体検出）」と記された経路）、ステップ９０１に処理が戻る。

なお、本願に関連する先行技術文献として特許文献１を挙げる。特許文献１では移動体があることによる不適切な制御動作の発生を低減する技術が開示されている。

特開２０１０−１９８８７０号公報

しかし、従来の技術では人検知についての誤検知を防止する為、人検知センサが反応しなくなってから省電力運転（ステップ９０３）、または電源を落とす（ステップ９０５）までに十分な時間をおく（ステップ９０２，９０４）必要があり、無駄な運転時間が多くあった。

しかもオフィスにおいて人検知センサは、それが人検知をしなくなってから十分な時間が経過した後でも、夜間見回りの警備員を検知したり、ＦＡＸの受信動作に伴う発光に反応したりして動作し、空気調和機が運転を再開することがあった。

そして一旦、空気調和機が運転再開すると、再度十分に時間をとる必要があり、さらに無駄な運転時間を必要とすることになる。

本願はかかる事情に鑑みてなされたものであって、空気調和機が無駄な通常運転を行う時間を短縮し、更に照明の切り忘れ、他の装置からの発光等に起因する、無駄な通常運転を行うことの回避を行う技術を提供することを目的とする。

この発明にかかる空気調和機の省電力運転方法の第１の態様は、第１乃至第５のステップを備え、第２ステップで肯定的判断がなされた場合に第１ステップを実行する。

前記第１ステップ（１０１）は、所定の空間（７）の空気調和を行う空気調和機（４）に通常運転をさせる。

前記第２ステップ（１０２）は、前記第１ステップが実行されている状況で前記空間に人（８）を検知したか否かを判断する。

前記第３ステップ（１０３）は、前記第２ステップで否定的判断がなされたときに実行され、前記空間の照度が第１の閾値（Ｌｔｈ１）を越えるか否かを判断する。

前記第４ステップ（１０４）は、前記第３ステップにおいて肯定的判断がなされた場合に実行され、第１の期間中で前記空間に人を検知したか否かを判断する。

前記第５ステップ（１０５）は、前記第３ステップまたは前記第４ステップにおいて否定的判断がなされた場合に実行され、前記空気調和機の消費電力を低下させる。

この発明にかかる空気調和機の省電力運転方法の第２の態様は、その第１の態様であって、前記第５ステップが実行された後に再び前記第３ステップが実行され、前記第４ステップで肯定的判断がなされた場合に前記第１ステップを実行する。

この発明にかかる空気調和機の省電力運転方法の第３の態様は、その第１の態様であって、前記第５ステップ（２００）は、一旦前記空気調和機（４）の能力を一旦低減させる能力低減ステップ（２０１）と、前記能力低減ステップの実行後、前記空間に前記人（８）を検知し、かつ前記照度が第２の閾値（Ｌｔｈ２）を越える場合に、前記空気調和機（４）の能力を復活させる能力復活ステップ（２０６）とを備える。そして前記能力復活ステップの実行後に前記第１ステップ（１０１）を実行する。

この発明にかかる空気調和機の省電力運転方法の第４の態様は、その第３の態様であって、前記能力低減ステップ（２０１）の実行後において、前記空間に前記人（８）を検知し、かつ前記照度が前記第２の閾値（Ｌｔｈ２）以下となる事象が、第２の期間中に所定回数以上発生した場合も、前記能力復活ステップ（２０６）を実行する。

この発明にかかる空気調和機の制御システムは、空気調和機の省電力運転方法の第１乃至第４の態様のいずれかを実行するシステムである。当該システムは、前記空間において人（８）の有無を検知する第１センサ（５１）と、前記照度を検知する第２センサ（５２）と、前記第１センサ及び前記第２センサからの情報に基づいて前記第１乃至前記第５ステップを実行する空気調和機制御部（５）とを備える。

この発明にかかる空気調和システムは、前記空気調和機の制御システムと、前記空気調和機とを備える。

この発明にかかる空気調和機の省電力運転方法の第１の態様によれば、人を検知しない場合、照度が低ければ空気調和機の消費電力を低下させるので、人を検知しなくなってから時間経過を待って空気調和機の消費電力を低下させる従来の技術と比較して、無駄な通常運転を行う時間が短縮される。しかも照度が高くても、その後に人が検知されなければ空気調和機の消費電力を低下させるので、照明の切り忘れ、他の装置からの発光等に起因する、無駄な通常運転を行うことの回避もなされる。

この発明にかかる空気調和機の省電力運転方法の第２の態様によれば、一旦、省電力処理が実行された後も、改めて照度と人の検知を行うので、当該空間で人が入り直して作業する場合にも迅速に対応して通常運転に移行する。

この発明にかかる空気調和機の省電力運転方法の第３の態様によれば、一旦、能力低減処理が実行された後も、改めて照度と人の検知を行うので、当該空間へ人が入り直して作業する場合にも迅速に対応して通常運転に移行する。

この発明にかかる空気調和機の省電力運転方法の第４の態様によれば、一旦、能力低減処理が実行された後、照度が第２閾値以下であっても人を検知し続けると空気調和機の能力を復活させるので、照度に優先して人の有無に基づいて空気調和機を通常運転に移行させることができる。

この発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機の省電力運転の動作を示すフローチャートである。 この発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機の省電力運転の動作が行われる状況を示す模式図である。 この発明の第２の実施の形態にかかる空気調和機の省電力運転の動作の一部を示すフローチャートである。 従来の技術にかかる空気調和機の省電力運転の動作を示すフローチャートである。

第１の実施の形態．
図１は、この発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機の省電力運転の動作を示すフローチャートである。また図２は当該省電力運転の動作が行われる状況を示す模式図である。

当該フローチャートの開始後、ステップ１０１において空気調和機の通常運転が実行される。具体的には、所定の空間（例えば居室）７の空気調和を行う空気調和機４に通常運転をさせる。空気調和機４は室内機４１、室外機４２を有している。

ステップ１０１が実行され、空気調和機の通常運転が実行されている状況で、空間７に人８を検知したか否かが、ステップ１０２において判断される。つまりステップ１０２が実行されることにより、人検知されたか否かが判断される。

人検知は人検知センサ５１を用いて実行される。人検知センサ５１には例えば赤外線を検知する焦電センサ、画像式人検知センサが採用される。

ステップ１０２において人検知された場合（即ち肯定的な判断がされた場合）には、ステップ１０１に処理が戻って空気調和機の通常運転が継続される（ステップ１０２からの「Ｙ（人体検出）」と記された経路）。

ステップ１０２において人検知されなかった場合（即ち否定的な判断がされた場合）には、ステップ１０３が実行される（ステップ１０２からの「Ｎ（人体未検出）」と記された経路）。

ステップ１０３では、空間７の照度が第１の閾値Ｌｔｈ１を越えるか否かが判断される。当該照度は照度センサ５２を用いて実行される。照度センサ５２は例えば光電池のような電力を供給するものの他、硫化カドミウムなど照度によって抵抗値が変化するものを採用できる。あるいは照度センサ５２に画像センサを用い、その露光時間から照度を計算してもよい。

ステップ１０３において肯定的判断がなされた場合にはステップ１０４が実行される（ステップ１０３からの「Ｙ（照明ＯＮ）」と記された経路）。この場合は、例えば空間７における照明器具６が点灯（照明ＯＮ）していることが想定されている。例えば第１の閾値Ｌｔｈ１としてはビル管理法で規定される最低照度を採用することができ、例えば７５ルクスが採用される。

ステップ１０４では第１の期間中で空間７に人８を検知したか否かが判断される。具体的には例えば１８０分間中に、人検知したか否かが判断される。

ステップ１０４において人検知することなく第１の期間が経過するとステップ２００が実行される（ステップ１０４からの「Ｎ（人体未検出）」と記された経路）。

ステップ１０３において否定的判断がなされた場合にもステップ２００が実行される（ステップ１０３からの「Ｎ（照明ＯＦＦ）」と記された経路）。この場合は、例えば空間７における照明６が消灯（照明ＯＦＦ）していることが想定されている。

ステップ２００では空気調和機の消費電力を低下させる処理（図及び以下で「省電力処理」とも称す）を実行する。省電力処理では、例えば空気調和機４を停止させ、あるいは待機状態に移行させる。あるいは、空気調和機の能力を低減させる。例えば、暖房時には設定温度を下げ、冷房時には設定温度を上げる。

通常、人８が一時的に空間７から退出し、短時間で再び空間７に戻る場合、空気調和機の能力を低減させることは望ましくない。空間７の空気調和を維持するためである。そしてこのように、人８が短時間で再び空間７に戻ることを意図して空間７を退出する場合には、照明６を消灯させず、点灯させたままにすることが多い。

他方、人８が空間７から退出し、長時間、空間７に戻らないことを意図する場合、空気調和機の能力を低減させることが望ましい。空間７の空気調和を維持する必要性が低いからである。そしてこのように、人８が長時間、空間７に戻らないことを意図して空間７を退出する場合には、照明６を消灯することが多い。

また、人８が空間７に居る場合には、特にオフィスでは照明６が点灯することが通常である。

第１の実施の形態では、人８を検知しない場合、照度が低ければ、短時間で人８が空間７に戻ることはないと推測されるので、空気調和機４の消費電力を低下させる。よって人８を検知しなくなってから時間経過を待って空気調和機４の消費電力を低下させる従来の技術と比較して、無駄な通常運転を行う時間が短縮される。

しかも照度が高くても、その後に人８が検知されなければ空気調和機４に省電力運転へ移行させるので、照明の切り忘れ、他の装置からの発光等に起因する、無駄な通常運転を行うことの回避もなされる。

本実施の形態ではステップ２００が実行された後に再びステップ１０３が実行される。そしてステップ１０３において肯定的な判断がなされ、ステップ１０４においても肯定的な判断がなされた場合、ステップ１０１に処理が戻る（ステップ１０４からの「Ｙ（人体検出）と記された経路」）。

このようにステップ２００、１０３、１０４が実行されることにより、一旦、省電力処理が実行された後も、改めて照度と人８の検知を行うので、当該空間７へ人が入り直して作業する場合にも迅速に対応して通常運転（ステップ１０１）に移行する。

他方、照度が低い限り、人８の検知の有無に関わらずにステップ２００、１０３が繰り返し実行されるので、不要な人検知あるいは人検知についての誤検知に起因した、空気調和機の通常運転への移行を防止できる。

上記のフローチャートで示された動作は、空気調和機制御部５によって実行される。空気調和機制御部５は上記フローチャートで示されたステップに則って空気調和機４の動作を制御する。かかる制御は、人検知センサ５１、照度センサ５２から空気調和機制御部５へと伝達される、それぞれの検知に関する情報に基づいて実行される。例えば空気調和機制御部５は、室外機４２へと、上記制御を行うための信号を与える。室外機４２は室内機１４と相まって上記制御に基づいて空気調和機４の動作を行う。

図１では人検知センサ５１、照度センサ５２や空気調和機４が空気調和機制御部５に接続されている状況が例示されているが、無線通信によって検知についての情報や制御のための信号が授受されてもよい。あるいは空気調和機制御部５が空気調和機４に、とりわけ室外機４２に内蔵されていてもよい。

よって人検知センサ５１、照度センサ５２及び空気調和機制御部５の集合は、空気調和機４を制御する、空気調和機の制御システムとして把握することができる。

第２の実施の形態．
本実施の形態は第１の実施の形態におけるステップ２００が通常運転への復帰処理を行うステップを内包する。よって第１の実施の形態とは異なり、ステップ２００の実行後はステップ１０３には戻らず、空気調和機の通常運転を行うステップ１０１へと処理が戻る（図１の破線の経路）。

図３は本実施の形態にかかる空気調和機の省電力運転の動作の一部たるステップ２００の詳細を示すフローチャートである。ここで示されるステップ２００は図１で示されたステップ２００として機能する。但し上述のようにステップ２００の実行後はステップ１０１が実行される。

ステップ１０３またはステップ１０４において、否定的判断結果が得られた場合、ステップ２００が実行される。本実施の形態においてステップ２００ではまずステップ２０１が実行される。ステップ２０１は空気調和機４の能力を一旦低減させる能力低減処理を実行する。ここで能力の低減とは、実質的に能力を全く発揮しない場合をも含む。即ち、いわゆる能力低減運転の他、空気調和機４の停止、あるいは待機状態への移行をも含む。

ステップ２０１の実行後、所定の復活条件を満足する場合には、ステップ２０６が実行される。ステップ２０６は具体的には空気調和機４の能力を復活させる能力復活処理を行う。ここで能力の復活とはステップ２０１で低減された能力の復活の他、停止していた、あるいは待機状態に移行していた空気調和機４の運転の再開をも含む。そしてステップ２０６で能力が復活された後、ステップ１０１へと戻って空気調和機の通常運転が実行される。

上記復活条件を満足する場合とは、即ち、空間７に人８を検知し、かつ照度が第２の閾値Ｌｔｈ２を越える場合をいう。

このように、一旦、能力低減処理が実行された後も、改めて照度と人８の検知を行うので、当該空間７へ人８が入り直して作業する場合にも迅速に対応して通常運転に移行する。

以下、復活条件を満足するか否かの判断を行う処理についての詳細を説明する。ステップ２０１の実行後、後述するステップ２０２を経由してステップ２０３が実行される。具体的にはステップ２０３では人検知がされたか否かが判断される。かかる人検知も第１実施の形態と同様に人検知センサ５１を用いて実行される。

ステップ２０３における判断が否定的であった場合にはステップ２０２を経由してステップ２０３に戻り、人検知がされるまでステップ２０３が繰り返し実行される（ステップ２０３からの「Ｎ（人体未検出）」と記された経路）。

ステップ２０３における判断が肯定的であった場合には、ステップ２０４が実行される（ステップ２０３からの「Ｙ（人体検出）」と記された経路）。具体的にはステップ２０４では、空間７の照度が第２の閾値Ｌｔｈ２を越えるか否かが判断される。当該照度も第１実施の形態と同様に照度センサ５２を用いて実行される。

ステップ２０４における判断が肯定的であればステップ２０６が実行される（ステップ２０４からの「Ｙ（照明ＯＮ）」と記された経路）。この場合は、ステップ２０３、２０４の両方において肯定的判断がなされた場合であり、上記復活条件を満足するからである。

なお、ステップ１０３において否定的判断が成されてステップ２００が実行される場合には、既に照度が第１の閾値Ｌｔｈ１よりも小さいと判断されているので、第２の閾値Ｌｔｈ２が第１の閾値Ｌｔｈ１以上に設定されるとステップ２０４において肯定的判断がなされることは、照度に変化が無い限り、生じない。しかし、ステップ１０４において否定的判断がなされてステップ２００が実行される場合には、既に照度が第１の閾値Ｌｔｈ１よりも大きいと判断されているので、第２の閾値Ｌｔｈ２が第１の閾値Ｌｔｈ１以上に設定されても、ステップ２０４において肯定的判断がなされる場合がある。よって第２の閾値Ｌｔｈ２と第１の閾値Ｌｔｈ１とは必ずしも大小関係が限定されるものではない。

ステップ２０４における判断が否定的であればステップ２０５が実行される（ステップ２０４からの「Ｎ（照明ＯＦＦ）」と記された経路）。

ステップ２０５は、カウント数ｉを増加させる処理であり、ここではステップ２０５が実行される毎にカウント数ｉを１だけ増加させている（図３において「ｉ＝ｉ＋１」と表記）。ステップ２０５が実行されるとステップ２０２に処理が戻る。

ステップ２０２はカウント数ｉを計測し（図３において「Count(i)」と表記）、カウント数ｉが例えば１分間に１０以上であるか、９未満であるかが判断される。前者の場合、処理はステップ２０６へ進み、後者の場合、処理はステップ２０３へ進む。

ステップ２０３において否定的判断がなされた場合にはステップ２０５は実行されないので、カウント数ｉは増加せず、ステップ２０２を経由して上述のようにステップ２０３が繰り返し実行される。

ステップ２０３において肯定的判断がなされ、かつステップ２０４において否定的判断がなされた場合には、ステップ２０５が繰り返し実行されることによりカウント数ｉが増大するので、やがて処理はステップ２０２からステップ２０６へと進む。

このように、ステップ２０１において能力低減処理が実行された後において、空間７に人８を検知し、かつ照度が第２の閾値Ｌｔｈ２以下となる事象が、第２の期間中（上述の例では１分間）に所定回数以上（上述の例では１０回以上）発生した場合も、ステップ２０６において能力復活処理が実行される。

よって、一旦、能力低減処理が実行された後、照度が第２閾値Ｌｔｈ２以下であっても人８を検知し続けると空気調和機４の能力を復活させるので、照度に優先して人８の有無に基づいて空気調和機４を通常運転に移行させることができる。

４ 空気調和機
５１ 人検知センサ
５２ 照度センサ
６ 照明
７ 空間
８ 人

Claims (6)

1. 所定の空間（７）の空気調和を行う空気調和機（４）に通常運転をさせる第１ステップ（１０１）と、
   前記第１ステップが実行されている状況で前記空間に人（８）を検知したか否かを判断する第２ステップ（１０２）と、
   前記第２ステップで否定的判断がなされたときに実行され、前記空間の照度が第１の閾値（Ｌｔｈ１）を越えるか否かを判断する第３ステップ（１０３）と、
   前記第３ステップにおいて肯定的判断がなされた場合に実行され、第１の期間中で前記空間に人を検知したか否かを判断する第４ステップ（１０４）と、
   前記第３ステップまたは前記第４ステップにおいて否定的判断がなされた場合に実行され、前記空気調和機の消費電力を低下させる第５ステップ（２００）と、
   を備え、
   前記第２ステップで肯定的判断がなされた場合、前記第１ステップを実行する、空気調和機の省電力運転方法。
2. 前記第５ステップが実行された後に再び前記第３ステップが実行され、
   前記第４ステップで肯定的判断がなされた場合に前記第１ステップを実行する、請求項１記載の空気調和機の省電力運転方法。
3. 前記第５ステップ（２００）は、
   一旦前記空気調和機（４）の能力を一旦低減させる能力低減ステップ（２０１）と、
   前記能力低減ステップの実行後、前記空間に前記人（８）を検知し、かつ前記照度が第２の閾値（Ｌｔｈ２）を越える場合に、前記空気調和機（４）の能力を復活させる能力復活ステップ（２０６）と
   を備え、
   前記能力復活ステップの実行後に前記第１ステップ（１０１）を実行する、請求項１記載の空気調和機の省電力運転方法。
4. 前記能力低減ステップ（２０１）の実行後において、前記空間に前記人（８）を検知し、かつ前記照度が前記第２の閾値（Ｌｔｈ２）以下となる事象が、第２の期間中に所定回数以上発生した場合も、前記能力復活ステップ（２０６）を実行する、請求項３記載の空気調和機の省電力運転方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の空気調和機の省電力運転方法を実行するシステムであって、
   前記空間において人（８）の有無を検知する第１センサ（５１）と、
   前記照度を検知する第２センサ（５２）と、
   前記第１センサ及び前記第２センサからの情報に基づいて前記第１乃至前記第５ステップを実行する空気調和機制御部（５）と
   を備える、空気調和機の制御システム。
6. 請求項５記載の空気調和機の制御システムと、前記空気調和機とを備える、空気調和システム。

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