JP2015090233A - 空気調和システム、プログラム - Google Patents

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Takashi Kaneko
孝 金子
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Abstract

【課題】空気調和機器の設置位置に関わらず平均放射温度を精度高く推定することができる技術を提供する。
【解決手段】空調対象空間の空気を調和する室内機12と、予め定めた手順に従って基準値を定めるとともに、空調対象空間に存在するユーザが空調対象空間の温度の設定を変更していない場合には、基準値を平均放射温度と推定し、ユーザが温度の設定を変更した場合には、ユーザが設定した温度に基づいて基準値を補正した値を平均放射温度と推定する平均放射温度推定部223と、空調対象空間の温度が、平均放射温度推定部223が推定した平均放射温度を含む複数のパラメータから算出される快適性指標に基づいて設定された温度となるように空気調和機器の作動を制御する設定温度算出部228と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、空気の温度を調整する空気調和システムおよびプログラムに関する。
従来、空気調和システムの省エネルギー化を図るために用いられるPMV(Predicted Mean Vote),SET(Standard new effective temperature)等の快適性指標の計算に必要な平均放射温度の推定精度を向上する技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、画像撮影部によって空調制御システムが設けられる建物上空の雲画像を撮影し、撮影した雲画像と、雲パラメータデータベースに記憶した過去の同位置の雲画像または雲の種類を特定するための参考画像とを比較し、建物上空の雲量や雲の種類を推定することが記載されている。
また、特許文献2には、日射量計が日陰になっているとき、予測演算で得られた予測日射量を使用し、それ以外のとき、日射量計で得られた計測日射量を使用し、実測データを多用した輻射温度演算を行うことが記載されている。
特開2011−137612号公報 特開2008−57831号公報
平均放射温度は、空気の温度を調整する対象の空間(空調対象空間)に存在して空気の温度を調整する機器(空気調和機器)、例えば室内機の設置位置と窓との間の距離や、窓の大きさによって大きく異なる。そのため、空気調和機器の設置位置に関わらず平均放射温度を精度高く推定できる構成であることが望ましい。
本発明は、空気調和機器の設置位置に関わらず平均放射温度を精度高く推定することができる空気調和システムおよびプログラムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成する本発明は、空調対象空間の空気を調和する空気調和機器と、予め定めた手順に従って基準値を定めるとともに、前記空調対象空間に存在するユーザが当該空調対象空間の温度の設定を変更していない場合には、当該基準値を平均放射温度と推定し、当該ユーザが温度の設定を変更した場合には、当該ユーザが設定した温度に基づいて当該基準値を補正した値を当該平均放射温度と推定する平均放射温度推定手段と、前記空調対象空間の温度が、前記平均放射温度推定手段が推定した前記平均放射温度を含む複数のパラメータから算出される快適性指標に基づいて設定された温度となるように前記空気調和機器の作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする空気調和システムである。
ここで、前記平均放射温度推定手段は、前記ユーザが設定した温度を一つのパラメータとするとともに前記快適性指標を予め定めた値とする場合の前記平均放射温度の値である逆算値と前記基準値との差に基づいて当該基準値を補正するとよい。
また、予め定めた手順に従って基準着衣量を定めるとともに、前記ユーザが前記空調対象空間の温度の設定を変更していない場合には、当該基準着衣量を当該ユーザの着衣量と推定し、当該ユーザが温度の設定を変更した場合には、当該ユーザが設定した温度に基づいて当該基準着衣量を補正した値を当該着衣量と推定する着衣量推定手段をさらに備え、前記制御手段は、前記着衣量推定手段が推定した前記着衣量を前記パラメータとするとよい。
また、他の観点から捉えると、本発明は、コンピュータに、予め定めた手順に従って基準値を定めるとともに、空調対象空間に存在するユーザが当該空調対象空間の温度の設定を変更していない場合には、当該基準値を平均放射温度と推定し、当該ユーザが温度の設定を変更した場合には、当該ユーザが設定した温度に基づいて当該基準値を補正した値を当該平均放射温度と推定する機能と、前記空調対象空間の温度が、推定した前記平均放射温度を含む複数のパラメータから算出される快適性指標に基づいて設定された温度となるように当該空調対象空間の空気を調和する空気調和機器の作動を制御する機能と、を実現させるためのプログラムである。
本発明によれば、空気調和機器の設置位置に関わらず平均放射温度を精度高く推定することができる。
本実施の形態に係る空調システムの概略構成図である。 本実施の形態に係る空調システムの機能を示すブロック図である。 着衣量推定部が行う着衣量推定処理の手順を示すフローチャートである。 平均放射温度推定部が行う平均放射温度推定処理の手順を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は本実施の形態に係る空調システム1の概略構成図である。
図2は本実施の形態に係る空調システム1の機能を示すブロック図である。
本実施の形態に係る空調システム1は、複数の空気調和機10と、複数の空気調和機10を制御する集中コントローラ20とを備えている。空調システム1としては、例えば、ビルなどの建物用のパッケージエアコン型空調設備であることを例示することができる。
先ず、空気調和機10について説明する。
空気調和機10は、例えば建物の屋上などに設置された室外機11と、建物内の各部に設置された複数の室内機12と、室内機12の設定などを行うリモコン13と、室外機11と室内機12とに接続されてこれら室外機11および室内機12に循環する冷媒が流通する配管14と、を備えている。なお、図1には、建物100内の第1の部屋101の天井内部に4台の室内機12が取り付けられ、建物100内の第2の部屋102の天井内部に4台の室内機12が取り付けられた構成を示している。また、図1に示した構成においては、第1の部屋101に取り付けられた4台の室内機12および第2の部屋102に取り付けられた4台の室内機12は、それぞれ配管14を介して1台の室外機11に接続されている。なお、図1に示した室外機11と室内機12の数は一例であり、各室外機11に接続される室内機12の台数は各々異なっていてもよい。また、室内機12は、部屋の壁に掛けられていてもよい。
室外機11は、集中コントローラ20および室内機12と通信する通信部111と、この室外機11の作動を制御する室外機制御部112と、を備えている。
通信部111は、集中コントローラ20や室内機12から運転制御指令を受信する。
室外機制御部112は、CPU、ROM、RAM等を有し、集中コントローラ20や室内機12から受信した運転制御指令に基づいて室外機11の運転を制御する。
室内機12は、設置場所の温度を検出する温度センサ121と、設置場所の湿度を検出する湿度センサ122と、赤外線などを用いてリモコン13と通信するとともに集中コントローラ20および室外機11と通信する通信部123と、この室内機12の作動を制御する室内機制御部124と、を備えている。
通信部123は、リモコン13から送信された、ユーザが設定温度を変更した温度であるユーザ設定温度Tuを受信する。また、通信部123は、温度センサ121が検出した温度、湿度センサ122が検出した湿度および受信したユーザ設定温度Tuを集中コントローラ20および室外機11へ送信する。また、通信部123は、集中コントローラ20や室外機11から運転制御指令を受信する。
室内機制御部124は、CPU、ROM、RAM等を有し、集中コントローラ20や室外機11から受信した運転制御指令に基づいて室内機12の運転を制御する。
リモコン13は、室温などが入力される入力部131と、液晶ディスプレイなどによって構成される表示部132と、赤外線を用いて室内機12と通信する通信部133と、このリモコン13の作動を制御するリモコン制御部134とを備えている。リモコン制御部134は、CPU、ROM、RAM等を有する。
そして、リモコン13は、入力部131を介してユーザが設定温度を変更した温度であるユーザ設定温度Tuを、リモコン制御部134の制御の元、通信部133を介して室内機12へ送信する。
そして、各室外機11および各室内機12は、それぞれ室外機制御部112、室内機制御部124を備えており、室外機11、室内機12および集中コントローラ20との間で制御指令値等を通信するための空調制御ネットワークが構成されている。
以上のように構成された空気調和機10は、空気の温度を調整する対象の部屋(第1の部屋101や第2の部屋102)などの空調対象空間の温度が、集中コントローラ20が設定した温度となるように作動する。また、リモコン13を介してユーザがその設定温度を変更した場合には、空調対象空間の温度がユーザ設定温度Tuとなるように作動する。
<第1の実施形態>
次に、第1の実施形態に係る集中コントローラ20について説明する。
集中コントローラ20は、空気調和機10と通信する通信部21と、空気調和機10を制御する制御部22とを備える。
通信部21は、空気調和機10の室内機12から送信された、温度センサ121の検出温度、湿度センサ122の検出湿度およびユーザ設定温度Tuを受信する。また、通信部21は、空気調和機10に対して運転制御指令を送信する。
制御部22は、CPU、ROM、RAM等を有する。
制御部22は、空気調和機10にて空気の温度を調整する対象の部屋(空調対象空間)の温度(室温)を把握する室温把握部221と、空調対象空間の湿度を把握する湿度把握部222と、空調対象空間の平均放射温度Trを推定する平均放射温度推定部223と、空調対象空間内の気流速度を推定する気流速度推定部224と、を備えている。また、制御部22は、空調対象空間内に居る者の活動量を推定する活動量推定部225と、空調対象空間内に居る者の着衣量Clを推定する着衣量推定部226と、を備えている。
また、制御部22は、室温把握部221が把握した室温、湿度把握部222が把握した湿度、平均放射温度推定部223が推定した平均放射温度Tr、気流速度推定部224が推定した気流速度、活動量推定部225が推定した活動量および着衣量推定部226が推定した着衣量Clに基づいて、室内の快適度(快適性指標)としてのPMV(Predicted Mean Vote)値を算出するPMV算出部227を備えている。
また、制御部22は、PMV算出部227が算出したPMV値に基づいて、空調対象空間の温度として設定する設定温度を算出する設定温度算出部228と、リモコン13を介してユーザが設定温度を変更した場合に上述したユーザ設定温度Tuを把握するユーザ設定温度把握部229と、を備えている。
室温把握部221は、室内機12に設けられた温度センサ121が検出した温度を、この室内機12が配置された部屋の室温として把握する。同じ部屋内に複数の室内機12がある場合、室温把握部221は、これら複数の室内機12に設けられた温度センサ121が検出した温度の平均値を室温として把握してもよいし、特定の室内機12に設けられた温度センサ121が検出した温度を室温として把握してもよい。
湿度把握部222は、室内機12に設けられた湿度センサ122が検出した湿度を、この室内機12が配置された部屋の湿度として把握する。同じ部屋内に複数の室内機12がある場合、湿度把握部222は、これら複数の室内機12に設けられた湿度センサ122が検出した湿度の平均値を湿度として把握してもよいし、特定の室内機12に設けられた湿度センサ122の検出値を湿度として把握してもよい。
平均放射温度推定部223については後で詳述する。
気流速度推定部224は、記憶領域に予め記憶された気流情報を読み出して気流速度を推定することを例示することができる。あるいは、気流センサを空調対象空間に設け、気流速度推定部224は、部屋に取り付けた気流センサの検出値に基づいて、部屋内の気流速度を推定してもよい。
活動量推定部225は、例えば赤外線を利用した活動量センサの出力値の大きさで活動量を推定することを例示することができる。例えば、赤外線等で部屋内を分割し、人が分割されていた領域を移動等によって横切るとパルスを発生し、ある一定期間のパルスの数によって活動量を検出することが可能な活動量センサを空調対象空間に設け、活動量推定部225は、この活動量センサからの出力値に基づいて活動量を推定する。
着衣量推定部226は、記憶領域に予め記憶された季節や天候毎の値を読み出して、読み出した値を着衣量Clと推定することを例示することができる。あるいは、記憶領域に予め記憶された関係式に、室温把握部221が把握した室温や、検出した外気温などを代入して算出した値を、着衣量Clと推定することを例示することができる。
PMV算出部227は、予めROMなどの記憶領域に記憶してある、国際標準化機構(International Organization for Standardition;ISO)が定めた国際規格ISO-7730に記載されている演算式を用いて、PMV値を算出する。つまり、PMV算出部227は、室温把握部221が把握した室温、湿度把握部222が把握した湿度、平均放射温度推定部223が推定した平均放射温度、気流速度推定部224が推定した気流速度、活動量推定部225が推定した活動量および着衣量推定部226が推定した着衣量Clの6つのパラメータと、予め記憶してある演算式とに基づいて、PMV値を算出する。
設定温度算出部228は、PMV算出部227で算出されたPMV値を取得し、このPMV値と、予めROMなどの記憶領域に記憶してある演算式とを用いて、空調対象空間の設定温度を演算する。そして、設定温度算出部228は、演算した設定温度に応じて空気調和機10を制御し、空調対象空間の室温を調整する。つまり、設定温度算出部228は、PMV算出部227にて算出されるPMV値に基づいて設定された温度となるように空気調和機10の作動を制御する制御手段として機能する。
ユーザ設定温度把握部229は、空気調和機10の室内機12からユーザ設定温度Tuを取得することでユーザ設定温度Tuを把握する。
次に、平均放射温度推定部223について詳述する。
[第1の実施例]
平均放射温度推定部223は、以下に述べる平均放射温度推定処理を行い、平均放射温度Trを推定する。
平均放射温度推定部223は、先ず、基準平均放射温度Tbを設定する。この処理は、室温把握部221が把握した室温を基準平均放射温度Tbとして設定する処理である。
その後、平均放射温度推定部223は、ユーザにより設定温度が変更されたか否かを判別する。これは、ユーザ設定温度把握部229がユーザ設定温度Tuを把握したか否かで判別する処理であり、ユーザ設定温度Tuを把握している場合にユーザにより設定温度が変更されたと判断する。そして、変更された場合、ユーザ設定温度把握部229が把握したユーザ設定温度Tuと以下の式(1)に基づいて、逆算平均放射温度Tiを算出する。
Ti=f3(Tu)・・・(1)
ここで、f3(t)は、ユーザ設定温度Tuにより逆算平均放射温度Tiを算出する関数である。
平均放射温度推定部223は、式(1)に基づいて逆算平均放射温度Tiを算出する際、PMV値を例えば零とし、ユーザ設定温度Tu、湿度把握部222が把握した湿度、気流速度推定部224が推定した気流速度および活動量推定部225が推定した活動量、着衣量推定部226が推定した着衣量Clをパラメータとして用いる。なお、パラメータとして用いる、湿度把握部222が把握した湿度、気流速度推定部224が推定した気流速度、活動量推定部225が推定した活動量および活動量推定部225が推定した活動量は、現在設定温度算出部228が設定している室温を算出するのに用いたPMV値を、PMV算出部227が算出するのに用いたパラメータと同じであることを例示することができる。あるいは、現時点での値であってもよい。また、PMV値は、零ではなく他の値であってもよい。
その後、平均放射温度推定部223は、基準平均放射温度Tbと逆算平均放射温度Tiとの差である平均放射温度差Td(=Ti−Tb)を算出する。
その後、平均放射温度推定部223は、平均放射温度差Tdをこの室内機12における平均放射温度補正値Orとする。
そして、平均放射温度推定部223は、基準平均放射温度Tbに平均放射温度補正値Orを加算した値を、平均放射温度Trとして推定する(Tr=Tb+Or)。
一方、平均放射温度推定部223は、ユーザにより設定温度が変更されていない場合には、基準平均放射温度Tbを平均放射温度Trとして推定する(Tr=Tb)。
次に、フローチャートを用いて、平均放射温度推定部223が行う平均放射温度推定処理の手順について説明する。
図3は、平均放射温度推定部223が行う平均放射温度推定処理の手順を示すフローチャートである。平均放射温度推定部223は、この平均放射温度推定処理を予め定めた期間毎に繰り返し実行する。
平均放射温度推定部223は、先ず、基準平均放射温度Tbを設定する(ステップ(以下、単に、「S」と記す。)101)。その後、ユーザにより設定温度が変更されたか否かを判別する(S102)。そして、ユーザにより設定温度が変更されていない場合(S102でNo)、基準平均放射温度Tbを平均放射温度Trとして推定する(Tr=Tb)(S103)。
他方、ユーザにより設定温度が変更されている場合(S102でYes)、ユーザ設定温度把握部229が把握したユーザ設定温度Tuと上述した式(1)に基づいて、逆算平均放射温度Tiを算出する(S104)。その後、平均放射温度推定部223は、S101にて算出した基準平均放射温度Tbと、S104にて算出した逆算平均放射温度Tiとの差である平均放射温度差Tdを算出する(S105)。そして、平均放射温度推定部223は、S105にて算出した平均放射温度差Tdを、平均放射温度補正値Orとして設定する(S106)。そして、平均放射温度推定部223は、S101にて算出した基準平均放射温度TbにS106にて算出した平均放射温度補正値Orを加算した値を、平均放射温度Trとして推定する(Tr=Tb+Or)(S107)。
以上説明した本実施の形態に係る空調システム1によれば、平均放射温度推定部223がこの平均放射温度推定処理を行うことで、室内機12の設置位置の違いに応じて平均放射温度補正値Orが算出されて用いられるので、平均放射温度Trを精度高く推定することができる。つまり、平均放射温度推定部223がこの平均放射温度推定処理を行うことで、部屋における室内機12の設置位置の特性、例えば、室内機12と窓との間の距離やその窓の大きさなどの各室内機の設置位置の差による平均放射温度Trの誤差を自動的に補正することができる。その結果、PMV算出部227は、PMV値を精度高く算出することができ、設定温度算出部228により、ユーザの快適性と省エネルギー化を両立することができる温度に設定される。
なお、一度平均放射温度補正値Orを算出したら、それ以降、平均放射温度Trを算出するにあたって、この平均放射温度補正値Orを考慮するとよい。つまり、基準平均放射温度Tbを設定する際に、室温把握部221が把握した室温を基準平均放射温度Tbとして設定するのに代えて、以下に示す式(2)を用いて基準平均放射温度Tbを算出するとよい。
Tb=室温把握部221が把握した室温+Or・・・(2)
これにより、基準平均放射温度Tbが精度高く設定されるので、リモコン13を介してユーザが設定温度を変更する機会が少なくなると考えられる。その結果、リモコン13を介してユーザが操作しなくとも、ユーザの快適性と省エネルギー化を両立することができる空調を実現することができる。
[第2の実施例]
第2の実施例に係る平均放射温度推定部223は、外気温と室温との差(任意に分割した外気温と室温との差の範囲)毎の平均放射温度補正値Orを記憶しておき、外気温と室温との差に応じた平均放射温度補正値Orを用いて平均放射温度Trを推定する点が第1の実施例に係る平均放射温度推定部223と異なる。
つまり、第2の実施例に係る平均放射温度推定部223は、平均放射温度補正値Orと、その平均放射温度補正値Orを算出したときの外気温と室温との差(任意に分割した外気温と室温との差の範囲)とを関連付けて記憶しておく。そして、平均放射温度推定部223は、上述した式(2)を用いて基準平均放射温度Tbを算出する際に、そのときの外気温と室温との差に対応する平均放射温度補正値Orを用いる。
このように、外気温と室温との差毎に平均放射温度補正値Orを算出して記憶しておくことで、外気温により異なる平均放射温度Trの特性を考慮できるため、平均放射温度Trをより精度高く推定することができ、より快適性評価の精度が向上する。それゆえ、省エネ効果を拡大することができる。なお、平均放射温度推定部223は、集中コントローラ20に設けられた温度センサを用いて外気温を把握することを例示することができる。
[第3の実施例]
第3の実施例に係る平均放射温度推定部223は、晴天、曇天、雨天等の天候毎の平均放射温度補正値Orを記憶しておき、天候に応じた平均放射温度補正値Orを用いて平均放射温度Trを推定する点が第1の実施例に係る平均放射温度推定部223と異なる。
つまり、第3の実施例に係る平均放射温度推定部223は、平均放射温度補正値Orと、その平均放射温度補正値Orを算出したときの天候とを関連付けて記憶しておく。そして、平均放射温度推定部223は、上述した式(2)を用いて基準平均放射温度Tbを算出する際に、そのときの天候に対応する平均放射温度補正値Orを用いる。
このように、天候毎に平均放射温度補正値Orを算出して記憶しておくことで、天候により異なる平均放射温度Trの特性を考慮できるため、平均放射温度Trをより精度高く推定することができ、より快適性評価の精度が向上する。それゆえ、省エネ効果を拡大することができる。
なお、平均放射温度推定部223は、集中コントローラ20に設けられた日射計を用いて天候を把握することを例示することができる。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態に係る集中コントローラ20について説明する。
第2の実施形態に係る集中コントローラ20は、着衣量推定部226が、第1の実施形態に係る集中コントローラ20と異なる。
以下、第2の実施形態に係る集中コントローラ20の着衣量推定部226について説明する。
[第1の実施例]
着衣量推定部226は、以下に述べる着衣量推定処理を行い、着衣量Clを推定する。
着衣量推定部226は、先ず、以下の式(3)に基づいて基準着衣量Cbを算出する。
Cb=f1(T1)+Oo+Os+Ow・・・(3)
ここで、T1は、室温把握部221が把握した室温である。
f1(t)は、室温tより基準着衣量Cbのベースとなるベース着衣量を計算する関数である。
また、Ooは、外気温による補正値であり、Osは、季節による補正値であり、Owは、天候による補正値である。なお、着衣量推定部226は、集中コントローラ20に設けられた温度センサ、RTC(Real Time Clock)、日射計などを用いて、外気温、季節、天候を把握することを例示することができる。
例えば、着衣量推定部226は、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、補正値Ooと外気温との対応を示す制御マップまたは算出式に、検出した外気温を代入することにより補正値Ooを算出する。また、着衣量推定部226は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、補正値Osと季節との対応を示す制御マップまたは算出式に、空調対象当日の季節を代入することにより補正値Osを算出する。また、着衣量推定部226は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、補正値Owと天候との対応を示す制御マップまたは算出式に、空調対象当日の天候を代入することにより補正値Owを算出する。
また、f1(t)は、予め経験則に基づいて作成された式であることを例示することができる。
基準着衣量Cbを算出した後、着衣量推定部226は、ユーザにより設定温度が変更されたか否かを判別する。これは、ユーザ設定温度把握部229がユーザ設定温度Tuを把握したか否かで判別する処理であり、ユーザ設定温度Tuを把握している場合にユーザにより設定温度が変更されたと判断する。そして、変更された場合、ユーザ設定温度把握部229が把握したユーザ設定温度Tuと以下の式(4)に基づいて、逆算着衣量Ciを算出する。
Ci=f2(Tu)・・・(4)
ここで、f2(t)は、ユーザ設定温度Tuにより逆算着衣量Ciを算出する関数である。
着衣量推定部226は、式(4)に基づいて逆算着衣量Ciを算出する際、PMV値を例えば零とし、ユーザ設定温度Tu、湿度把握部222が把握した湿度、気流速度推定部224が推定した気流速度および活動量推定部225が推定した活動量をパラメータとして用いる。なお、パラメータとして用いる、湿度把握部222が把握した湿度、気流速度推定部224が推定した気流速度および活動量推定部225が推定した活動量は、現在設定温度算出部228が設定している室温を算出するのに用いたPMV値を、PMV算出部227が算出するのに用いたパラメータと同じであることを例示することができる。あるいは、現時点での値であってもよい。平均放射温度推定部223が推定した平均放射温度Trは、上述した第1の実施形態の項で述べた手法で推定された最新の値を用いる。また、PMV値は、零ではなく他の値であってもよい。
その後、着衣量推定部226は、基準着衣量Cbと逆算着衣量Ciとの差である着衣量差Cd(=Ci−Cb)を算出する。
その後、着衣量推定部226は、同じ部屋に設けられた複数の室内機12における着衣量差Cdの平均値をこの部屋における着衣量補正値Ocとする。つまり、着衣量補正値Ocは、以下の式(5)に基づいて算出される値である。
Oc=同じ部屋に設けられた複数の室内機12における着衣量差Cdの合計値/n・・・(5)
nは、同じ部屋に設けられた室内機12の台数である。
例えば、第1の部屋101における着衣量補正値Ocを算出するにあたっては、着衣量推定部226は、第1の部屋101に取り付けられた4台の室内機12それぞれの着衣量差Cdを算出する(ユーザにより設定温度が変更されていない場合はCd=零と算出する)とともに、これらを合計し、4で除算する。
そして、着衣量推定部226は、基準着衣量Cbに着衣量補正値Ocを加算した値を、着衣量Clとして推定する(Cl=Cb+Oc)。
一方、着衣量推定部226は、ユーザにより設定温度が変更されていない場合には、基準着衣量Cbを着衣量Clとして推定する(Cl=Cb)。
次に、フローチャートを用いて、着衣量推定部226が行う着衣量推定処理の手順について説明する。
図4は、着衣量推定部226が行う着衣量推定処理の手順を示すフローチャートである。着衣量推定部226は、この着衣量推定処理を予め定めた期間毎に繰り返し実行する。
着衣量推定部226は、先ず、上述した式(3)に基づいて基準着衣量Cbを算出する(S201)。その後、ユーザにより設定温度が変更されたか否かを判別する(S202)。そして、ユーザにより設定温度が変更されていない場合(S202でNo)、基準着衣量Cbを着衣量Clとして推定する(Cl=Cb)(S203)。
他方、ユーザにより設定温度が変更されている場合(S202でYes)、ユーザ設定温度把握部229が把握したユーザ設定温度Tuと上述した式(4)に基づいて、逆算着衣量Ciを算出する(S204)。その後、着衣量推定部226は、S201にて算出した基準着衣量Cbと、S204にて算出した逆算着衣量Ciとの差である着衣量差Cdを算出する(S205)。そして、着衣量推定部226は、上述した式(5)に基づいて、着衣量補正値Ocを算出する(S206)。そして、着衣量推定部226は、S201にて算出した基準着衣量Cbに、S206にて算出した着衣量補正値Ocを加算した値を、着衣量Clとして推定する(Cl=Cb+Oc)(S207)。
以上説明した本実施の形態に係る空調システム1によれば、着衣量推定部226がこの着衣量推定処理を行うことで、着衣の習慣が異なる地域や、着衣する義務がある服の有無などの室内環境の特性に応じた着衣量補正値Ocが算出されて用いられるので、着衣量Clを精度高く推定することができる。つまり、着衣量推定部226がこの着衣量推定処理を行うことで、地域性あるいは室内環境の特性に依存する着衣量特性の差による着衣量Clの誤差を自動的に補正することができる。その結果、PMV算出部227は、PMV値を精度高く算出することができ、設定温度算出部228により、ユーザの快適性と省エネルギー化を両立することができる温度に設定される。
なお、一度着衣量補正値Ocを算出したら、それ以降、基準着衣量Cbを算出するにあたって、この着衣量補正値Ocを考慮するとよい。つまり、上述した式(3)に基づいて基準着衣量Cbを算出するのに代えて、以下に示す式(3)´を用いて基準着衣量Cbを算出するとよい。
Cb=f1(T1)+Oo+Os+Ow+Oc・・・(3)´
これにより、基準着衣量Cbが精度高く算出されるので、リモコン13を介してユーザが設定温度を変更する機会が少なくなると考えられる。その結果、リモコン13を介してユーザが操作しなくとも、ユーザの快適性と省エネルギー化を両立することができる空調を実現することができる。
[第2の実施例]
上述した第1の実施例においては、一度着衣量補正値Ocを算出したら、同じ部屋に取り付けられた室内機12の設定温度を決定するための着衣量Clを推定する際に同じ着衣量補正値Ocを用いるが、特にかかる態様に限定されない。第2の実施例に係る着衣量推定部226は、任意に分割した室温範囲毎に着衣量補正値Ocを算出し、室温に応じた着衣量補正値Ocを用いる点が第1の実施例に係る着衣量推定部226と異なる。
第2の実施例に係る着衣量推定部226は、同じ部屋に設けられた複数の室内機12の内、同じ室温区分に該当する室内機12における着衣量差Cdの平均値を、この部屋内の同じ室温区分における着衣量補正値Ocとする。例えば、第1の部屋101に取り付けられた4台の室内機12の内の2台の室内機12に設けられた温度センサ121が検出した温度が25℃以上26℃未満の温度であり、他の2台の室内機12に設けられた温度センサ121が検出した温度が26℃以上27℃未満の温度である場合、25℃以上26℃未満の室温に対応した着衣量補正値Oc1と、26℃以上27℃未満の室温に対応した着衣量補正値Oc2とを算出する。
Oc1=(第1の部屋101に取り付けられた室内機12の内、温度センサ121が検出した温度が25℃以上26℃未満の温度の室内機12における着衣量差Cdの合計値/2)
Oc2=(第1の部屋101に取り付けられた室内機12の内、温度センサ121が検出した温度が26℃以上27℃未満の温度の室内機12における着衣量差Cdの合計値/2)
そして、着衣量推定部226は、第1の部屋101に取り付けられた室内機12の内、温度センサ121が検出した温度が25℃以上26℃未満の温度の室内機12の着衣量Clを、基準着衣量Cbに着衣量補正値Oc1を加算した値と推定する(Cl=Cb+Oc1)。同様に、第1の部屋101に取り付けられた室内機12の内、温度センサ121が検出した温度が26℃以上27℃未満の温度の室内機12の着衣量Clを、基準着衣量Cbに着衣量補正値Oc2を加算した値と推定する(Cl=Cb+Oc2)。
このように、任意に分割した室温範囲毎に着衣量補正値Ocを算出することで、室温により異なる着衣量の特性を考慮できるため、着衣量Clをより精度高く推定することができ、より快適性評価の精度が向上する。それゆえ、省エネ効果を拡大することができる。
[第3の実施例]
第3の実施例に係る着衣量推定部226は、任意に分割した外気温範囲毎の着衣量補正値Ocを記憶しておき、外気温に応じた着衣量補正値Ocを用いて着衣量Clを推定する点が第1の実施例に係る着衣量推定部226と異なる。
つまり、第3の実施例に係る着衣量推定部226は、着衣量補正値Ocと、その着衣量補正値Ocを算出したときの外気温(任意に分割した外気温範囲でもよい)とを関連付けて記憶しておく。そして、着衣量推定部226は、上述した式(3)´を用いて基準着衣量Cbを算出する際に、そのときの外気温に対応する着衣量補正値Ocを用いる。
このように、外気温(任意に分割した外気温範囲)毎に着衣量補正値Ocを算出して記憶しておくことで、外気温により異なる着衣量の特性を考慮できるため、着衣量Clをより精度高く推定することができ、より快適性評価の精度が向上する。それゆえ、省エネ効果を拡大することができる。
[第4の実施例]
第4の実施例に係る着衣量推定部226は、日付あるいは季節毎の着衣量補正値Ocを記憶しておき、日付あるいは季節に応じた着衣量補正値Ocを用いて着衣量Clを推定する点が第1の実施例に係る着衣量推定部226と異なる。
つまり、第4の実施例に係る着衣量推定部226は、着衣量補正値Ocと、その着衣量補正値Ocを算出したときの日付あるいは季節とを関連付けて記憶しておく。そして、着衣量推定部226は、上述した式(3)´を用いて基準着衣量Cbを算出する際に、そのときの日付あるいは季節に対応する着衣量補正値Ocを用いる。
このように、日付あるいは季節毎に着衣量補正値Ocを算出して記憶しておくことで、日付あるいは季節により異なる着衣量の特性を考慮できるため、着衣量Clをより精度高く推定することができ、より快適性評価の精度が向上する。それゆえ、省エネ効果を拡大することができる。
[第5の実施例]
第5の実施例に係る着衣量推定部226は、晴天、曇天、雨天等の天候毎の着衣量補正値Ocを記憶しておき、天候に応じた着衣量補正値Ocを用いて着衣量Clを推定する点が第1の実施例に係る着衣量推定部226と異なる。
つまり、第5の実施例に係る着衣量推定部226は、着衣量補正値Ocと、その着衣量補正値Ocを算出したときの天候とを関連付けて記憶しておく。そして、着衣量推定部226は、上述した式(3)´を用いて基準着衣量Cbを算出する際に、そのときの天候に対応する着衣量補正値Ocを用いる。
このように、天候毎に着衣量補正値Ocを算出して記憶しておくことで、天候により異なる着衣量の特性を考慮できるため、着衣量Clをより精度高く推定することができ、より快適性評価の精度が向上する。それゆえ、省エネ効果を拡大することができる。
なお、上述した第1の実施形態および第2の実施形態においては、室内の快適度の指標としてPMVを用いて説明したが、快適性指標としてはPMVに限定されない。例えば、SET等の他の快適性指標を用いてもよい。
また、上述した第1の実施形態および第2の実施形態においては、複数の空気調和機10を制御する集中コントローラ20の制御部22が、空調対象空間の温度が着衣量Clや平均放射温度Trを含む複数のパラメータから算出される快適性指標に基づいて設定された温度となるように空気調和機器の一例としての室内機12の作動を制御する制御手段として機能する。しかしながら、かかる機能を室外機11の室外機制御部112や室内機12の室内機制御部124が果たしてもよい。
<プログラムの説明>
以上説明を行った第1の実施形態および第2の実施形態に係る集中コントローラ20が行う処理は、例えば、アプリケーションソフトウェア等のプログラムとして用意される。
よって、集中コントローラ20が行う処理は、コンピュータに、予め定めた手順に従って基準値を定めるとともに、空調対象空間に存在するユーザが当該空調対象空間の温度の設定を変更していない場合には、当該基準値を平均放射温度Trと推定し、当該ユーザが温度の設定を変更した場合には、当該ユーザが設定した温度に基づいて当該基準値を補正した値を当該平均放射温度Trと推定する機能と、当該空調対象空間の温度が、推定した当該平均放射温度Trを含む複数のパラメータから算出される快適性指標に基づいて設定された温度となるように当該空調対象空間の空気を調和する室内機12の作動を制御する機能と、を実現させるためのプログラム、として捉えることもできる。
なお、第1の実施形態および第2の実施形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、CD−ROM等の記録媒体に格納して提供することも可能である。
1…空調システム、10…空気調和機、11…室外機、12…室内機、13…リモコン、20…集中コントローラ、21…通信部、22…制御部、223…平均放射温度推定部、226…着衣量推定部、227…PMV算出部、228…設定温度算出部、229…ユーザ設定温度把握部

Claims (4)

  1. 空調対象空間の空気を調和する空気調和機器と、
    予め定めた手順に従って基準値を定めるとともに、前記空調対象空間に存在するユーザが当該空調対象空間の温度の設定を変更していない場合には、当該基準値を平均放射温度と推定し、当該ユーザが温度の設定を変更した場合には、当該ユーザが設定した温度に基づいて当該基準値を補正した値を当該平均放射温度と推定する平均放射温度推定手段と、
    前記空調対象空間の温度が、前記平均放射温度推定手段が推定した前記平均放射温度を含む複数のパラメータから算出される快適性指標に基づいて設定された温度となるように前記空気調和機器の作動を制御する制御手段と、
    を備えることを特徴とする空気調和システム。
  2. 前記平均放射温度推定手段は、前記ユーザが設定した温度を一つのパラメータとするとともに前記快適性指標を予め定めた値とする場合の前記平均放射温度の値である逆算値と前記基準値との差に基づいて当該基準値を補正する
    ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和システム。
  3. 予め定めた手順に従って基準着衣量を定めるとともに、前記ユーザが前記空調対象空間の温度の設定を変更していない場合には、当該基準着衣量を当該ユーザの着衣量と推定し、当該ユーザが温度の設定を変更した場合には、当該ユーザが設定した温度に基づいて当該基準着衣量を補正した値を当該着衣量と推定する着衣量推定手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記着衣量推定手段が推定した前記着衣量を前記パラメータとする
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和システム。
  4. コンピュータに、
    予め定めた手順に従って基準値を定めるとともに、空調対象空間に存在するユーザが当該空調対象空間の温度の設定を変更していない場合には、当該基準値を平均放射温度と推定し、当該ユーザが温度の設定を変更した場合には、当該ユーザが設定した温度に基づいて当該基準値を補正した値を当該平均放射温度と推定する機能と、
    前記空調対象空間の温度が、推定した前記平均放射温度を含む複数のパラメータから算出される快適性指標に基づいて設定された温度となるように当該空調対象空間の空気を調和する空気調和機器の作動を制御する機能と、
    を実現させるためのプログラム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108954741A (zh) * 2018-09-28 2018-12-07 珠海派诺科技股份有限公司 酒店房间空调器舒适度控制方法

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