JP2016080343A - 空気調節システムの制御方法及び装置 - Google Patents

空気調節システムの制御方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、空気調節システム制御方法及び装置を提供する。【解決手段】空気調節システムは、少なくとも一つの空気調節可能な調節機能を有する空気調節設備を複数備える。前記方法は、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合を取得し、各調節パラメータ集合は該空気調節設備の調節機能の各々に対応する調節パラメータを含み、調節パラメータのパラメータ値は対応する調節機能の作動状態を示し；目標位置の希望環境パラメータを取得し；希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し；及び、目標調節パラメータ集合を対応する空気調節設備に送信することにより、対応する空気調節設備の調節機能を設定する方法を含む。【選択図】図３

Description

本発明は空気調節システムの制御方法及び装置に関し、具体的には、複数の空気調節設備を含む空気調節システムの制御方法及び装置に関する。
近年、人々に程よい生活居住と活動の微小環境を提供するため、ますます多くの建築物に複数の空気調節設備を含む暖房換気空調システムが設置されている。現在の暖房換気空調の制御方法では、通常予め設定した温度をもとにオンオフ制御を行う。即ち、設定温度に達していない、または過ぎているとき、暖房換気空調システムの、設定した風速及び/または風向きに従って運行を開始し、環境温度が設定温度に達したとき空調システムの運行を停止する。しかしながら、この制御方法は空調システムの電力消費量が非常に大きく、絶えず増大するエネルギー消費が地球に深刻な経済危機、温室効果、気候変動をもたらすことになる。上述の絶え間なく起動・停止するオンオフ制御を改良するため、すでにインバータ空調システムが提案されている。インバータ空調システムでは、コンプレッサの周波数を変えることで緩衝し、環境温度の変化を和らげ、コンプレッサの起動・停止の回数を減らしている。
実際の応用では、複数の空気調節設備を含む暖房換気空調システムを設置した空間には、暖房換気空調システムにより環境調節を行う一つまたは複数の目標位置が存在し、各目標位置は暖房換気空調システムの複数の空気調節設備の少なくとも一部分の空気調節設備の共同影響を受ける。しかしながら、現在の暖房換気空調システムは自動調節を行うとき、目標位置に対する全ての可能な空気調節設備のもたらす共同影響を考慮すること、及び/または各目標位置の需要に配慮することが困難である。
本発明の実施例は空気調節システム制御方法及び装置を提供し上述の問題を解決することを目的とする。
本発明の実施例は、少なくとも一つの空気調節可能な調節機能を有する複数の空気調節設備を含む空気調節システム制御方法を提供する。前記方法は、空気調節設備の調節機能の各々に対応する調節パラメータを含み、パラメータ値が対応する調節機能の作動状態を示す各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合を取得し；目標位置の希望環境パラメータを取得し；前記希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し；他の調整パラメータ集合で調節を行うことに比べ、前記複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で前記目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータを希望環境パラメータにより近づけ；及び、前記目標調節パラメータ集合を対応する空気調節設備に送信し、それによって対応する空気調節設備の調節機能を設定することを含む。
本発明の別の実施例は、空気調節システムが少なくとも一つの空気調節可能な調節機能を有する複数の空気調節設備を含む空気調節システム制御装置を提供する。前記装置は、空気調節設備の調節機能の各々に対応する調節パラメータを含み、パラメータ値が対応する調節機能の作動状態を示す各空気調節設備の複数の調整パラメータ集合を生成するように構成されたパラメータ集合取得ユニット；目標位置の希望環境パラメータを取得するように構成された希望パラメータ取得ユニット；前記希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し、他の調節パラメータ集合で調節を行うことに比べ、前記複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で前記目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータを希望環境パラメータにより近づけるように構成されたパラメータ集合選択ユニット；及び、目標調節パラメータ集合を対応する空気調節設備に送信し、それによって対応する空気調節設備の調節機能を設定するように構成された設定ユニットを含む。
前記発明の実施例の提供する空気調節システム制御方法及び装置では、目標位置に対する全ての可能な空気調節設備のもたらす共同影響から空気調節システム内の複数の空気調節設備を自動制御し、かつ空気調節システムを設置した空間内に複数の異なる希望環境を有する目標位置が存在する場合、各目標位置の需要に配慮して自動制御することができる。
本発明の実施例の空気調節システム制御方法または装置の例示的シーンの説明図である。 本発明の実施例の空気調節システム制御方法または装置の別の例示的シーンの説明図である。 本発明の実施例の空気調節システム制御方法のフローチャートである。 本発明の実施例の空気調節システム制御装置のモデル構造ブロック図である。 本発明の実施例の制御システムの全体ハードウェアブロック図である。
当業者に本発明をよりきちんと理解してもらうため、図面を参考に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。注意すべきことは、本明細書及び図面では、基本的に同じステップと要素を有するものは同じ図面記号で表し、これらのステップと要素に対する重複説明は省略される。
本発明の実施例では、空気調節システムの制御は複数の空気調節設備を含む。具体的には、空気調節システムが含む複数の空気調節設備は同一の空間内に設置できる。空気調節設備は少なくとも一つの空気を調節する調節機能を有することができる。例えば、空気調節設備は風量調節、風向調節等、及び/または湿度調節等の調節機能を有することができる。空気調節設備の具体的形式は、排気ファン、冷却または暖房ファン、一体型またはセパレート型エアコンユニットなどを含むがそれに限らない。
図1は、本発明の実施例の空気調節システム制御方法または装置の例示的シーンの説明図である。図1に示すように、空間100には扇風機110aと天井埋込カセット型エアコン110bを含む空気調節システムが設置されている。扇風機110aは風速調節機能を有している。例えば、扇風機110aは強、中または弱と設定された風量に応じて羽根の回転速度を調節できる。天井埋込カセット型エアコン110bは風速調節機能と風向き調節機能を持つことができる。空間100には異なる希望環境を有する目標位置120aと120bが含まれ、また目標位置120aと120bのそれぞれは扇風機110aと天井埋込カセット型エアコン110bの両者の共同影響を受ける。
図2は、本発明の実施例の空気調節システム制御方法または装置の別の例示的シーンの説明図である。図2に示しように、空間200には天井埋込カセット型エアコン210a-210dを含む空気調節システムが設置されている。天井埋込カセット型エアコン210a-210dのそれぞれは風向きと風速の二つの調節機能を有している。具体的には、天井埋込カセット型エアコン210a-210dのそれぞれは5つの風向き（1ランク-5ランク）と2つの風速（即ち、強ランクと弱ランク）を有している。空間200には異なる希望環境を有する目標位置220aから220eまでが含まれている。
図3は本発明の実施例の空気調節システム制御方法のフローチャートである。以下、図2と図3を組み合わせて本発明の実施例の空気調節システム制御方法（以下「制御方法」と略す）300を説明する。
図3に示すように、ステップS301では、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合を取得し、各調節パラメータ集合は該空気調節設備の調節機能の各々に対応する調節パラメータを含み、調節パラメータのパラメータ値は対応する調節機能の作動状態を示す。本発明例では、予め空調システム内の各空気調節設備に対して、該空気調節設備の各調節機能が起こすことのできる全ての作動状態を走査し、各作動状態に対応する調節パラメータを生成し、調節パラメータに基づき、調節パラメータ集合を生成し、そのうち空気調節設備の各二つずつの調節パラメータ集合間の少なくとも一つの調節パラメータのパラメータ値が互いに異なっている。
例えば、図2に示す例では、上述したように、天井埋込カセット型エアコン210a~210dのそれぞれは5つの風向きと2つの風速を有している。そのため、天井埋込カセット型エアコン210a~210dのそれぞれの天井埋込カセット型エアコンの調節パラメータ集合には風向きと風速パラメータを含むことができ、また風向きパラメータは風向き1ランク~5ランクを指示するパラメータ値1~5を有し、風速パラメータはそれぞれ風速の弱ランクと強ランクを指示するパラメータ値弱と強を有することができる。天井埋込カセット型エアコン210a~210dのそれぞれに対して、該空調の5つの風向きパラメータ値と2つの風速パラメータ値を組み合わせ、表1に示す5*2＝10個の調節パラメータ集合を取得できる。簡単にするため、ここでの風速は強弱のみを表示し、方向は考慮しない。方向を取り入れた場合、風速値をベクトル（X,Y,Z）、即ち水平の二つの方向と垂直方向に沿った大きさに表すことができる。
Figure 2016080343
ステップS302では、目標位置の希望環境パラメータを取得する。具体的には、ステップS302で、空気調節システムを設置した空間内の目標位置の希望環境パラメータを取得する。本発明例では、前記空間内に一つの目標位置が存在する場合、ステップS302では、一つの目標位置の希望環境パラメータを取得する。言い換えると、前記空間内に複数の目標位置が存在する場合、ステップS302では、複数の目標位置内の各目標位置の希望環境パラメータを取得する。
また、本発明の別の実施例では、ユーザーの事前設定またはリアルタイムフィードバックにより希望環境パラメータを確定できる。例えば、図2に示す例では、目標位置220aから220eに座る各ユーザーはそれぞれ自身の位置の希望する環境を予め設定し、対応する希望環境パラメータを生成できる。また、目標位置220aから220eの各ユーザーは更に現在の環境に対する感覚から希望環境パラメータを調節できる。例えば、ユーザーは「湿っぽい」「非常に寒い」または「非常に暑い」などの情報をフィードバックできる。ステップS302では、これらの情報を希望環境パラメータまたは希望環境パラメータに対する調節値に変換できる。例えば、人の温熱環境に対する感覚は温度、湿度及び空気流動速度などの環境パラメータの影響を受けており、各種のすでに標準化された温熱快適性指標（例えば標準新有効温度SET、予測平均温冷感申告PMVなど）を参考に人の温熱環境に対する感覚を希望環境パラメータまたは希望環境パラメータに対する調節値に変換できる。
注意すべきことは、図3ではまず各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合の取得（即ちステップS301）を実行し、それから目標位置の希望環境パラメータの取得（即ちステップS302）を実行しているが、本発明は必ずしも示す順番に実行する必要はない。例えば、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合の取得と目標位置の希望環境パラメータの取得を逆にし、または並行に実行することもできる。
それから、ステップS303では希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合の中で該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し、他の調節パラメータ集合で調節を行うことに比べ、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータを希望環境パラメータにより近づけることができる。実際環境パラメータと希望環境パラメータは同じ環境要素に関するパラメータを含むことができる。例えば、実際環境パラメータと希望環境パラメータは風力、風向き、温度及び/または湿度などの環境要素に関するパラメータを含むことができる。
上述したように、一つの目標位置または複数の目標位置を存在させることができる。ステップS303では、各目標位置の希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し、他の調節パラメータ集合で調節を行うことに比べ、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で複数の目標位置を共同調節することにより、複数の目標位置の実際環境パラメータを希望環境パラメータにより近づけることができる。
また前述したように、各目標位置は空気調節システム内の複数の空気調節設備の共同影響を受ける。そのため、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で共に目標位置を調節するとき、該目標位置の実際環境パラメータは複数の空気調節設備の目標位置における調節効果の重畳から生じるものである。空気調節設備の調節効果の重畳方式を予め設定できる。例えば、空気調節設備の調節効果の重畳方式を線形重畳と設定できる。また例えば、空気調節設備にウェイトを設定し、ウェイトに基づいて空気調節設備の調節効果を重畳できる。
本発明の実施例では、図3に示す方法は各空気調節設備の各調節パラメータ集合で目標位置を調節するときの調節効果を予め取得することを含む。各空気調節設備の各調節パラメータ集合で目標位置を調節するときの調節効果を予め測定できる。例えば、図2に示す例では、前述したように、各空気調節設備は10個の調節パラメータ集合を有している。事前にオフィスが無人とのとき（例えば夜間）、空調210a~210eを順番に単独で作動させる。各空調の単独作動期間中、該空調は順番に10個の調節パラメータ集合内の各調節パラメータで作動できる。別の面においては、各目標位置で220aから220eで受けた各空気調節設備の各調節パラメータ集合で調節を行うときの調節効果を測定し、記録できる。実際に調節効果を測定するほか、物理法則に基づいてシミュレーションや予測などのその他方式を実行することで各空気調節設備の各調節パラメータ集合で目標位置を調節するときの調節効果を予め取得できる。
図3に示す方法は、取得した調節効果に対応する調節環境パラメータを生成することを含むことができる。選択的に、オフライン訓練により取得した調節効果に対応する調節環境パラメータを生成できる。また、調節環境パラメータは空調の調節効果の目標位置の実際環境パラメータに対する変化を指すことができる。取得した調節効果に対応する調節環境パラメータを生成することで、空調の調節可能パラメータと実際環境パラメータ間のマッピング関係を取得できる。
例えば、調節環境パラメータは取得した調節効果から確定した実際の風速パラメータ、実際の風力パラメータ、温度変化パラメータ、湿度変化パラメータなどを含むことができる。例えば図2に示す例では、調節環境パラメータが実際の風速値（m/s）を含むと仮定すると、前述したように空調210a~210dを順番に測定後、生成した調節環境パラメータは表2に示す通りである。
Figure 2016080343
また、希望環境パラメータに基づき、空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定するほか、図3に示す方法はさらに調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定することを含むことができる。即ち、希望環境パラメータと調節環境パラメータの両者から空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定できる。
また、本発明の別の例では、各目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータに関する所定条件を設定でき、目標位置の実際環境パラメータが希望環境パラメータにより近づくことは、目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータに関連する該所定条件を満たすことを指してもよい。所定条件を設定するとき各目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータを考慮するため、他の調整パラメータ集合で調節を行うことに比べ、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で複数の目標位置を共同調節することで（即ち、所定調節を満たす場合）、各目標位置の希望環境パラメータによりきちんと配慮でき、それによって該複数の目標位置内の各目標位置の実際環境パラメータをできる限り対応する希望環境パラメータに到達させることができる。
上述したように、実際環境パラメータと希望環境パラメータは同じ環境要素に関するパラメータを含むことができる。この場合、所定条件は目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差に関する条件でよい。例えば、所定条件は目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の和が最小であるといったことでよい。具体的には、目標位置が一つだけのとき、目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の和は該目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差でよい。一方、複数の目標位置があるとき、各目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差を計算し、該複数の目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差を足すことで目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の和を取得できる。また例えば、所定条件は目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和が最小であることでもよい。具体的には、目標位置が一つだけのとき、目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和は該目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の二乗である。一方、複数の目標位置があるとき、各目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差を計算し、それを二乗し、該複数の目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の二乗を足すことで目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和を取得できる。
また、本発明の別の実施例では、所定条件が目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和が最小であることであるとき、最小二乗フィッティングにより、希望環境パラメータと調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合内で該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定できる。この場合、他の調整パラメータ集合で調節することに比べ、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和をより小さくする。
以下、図2に示す例を組み合わせて、最小二乗フィッティングを通じた空気調節設備の目標調節パラメータ集合の確定について説明する。図2に示す例では、実際環境パラメータと希望環境パラメータはどちらも風速の大きさを示していると仮定する。上述したように、図2に示す例では、各空調には計10個の可能な調節パラメータ集合があり、天井埋込カセット型エアコン210a~210dには計40個の可能な調節パラメータ集合がある。図2に示す例では、各目標位置の調節効果は複数の空調の該目標位置の調節効果の線形重畳であると仮定する。本例では、各目標位置の実際の風速と希望風速間の差の平方和を最小にし、それによって各目標位置の風速をできる限り期待値に到達させるため、公式（1）に示すように二進制最小二乗問題を解くことができる。
Figure 2016080343
式中、Aは表1と表2の風速データ行列の転置である。Xは40個の可能な調節パラメータ集合に対応する線形結合係数であり、その値の範囲は｛0，1｝であり、「0」は未選択を表し、「1」は選択中を表す。Bは5つのユーザー所在箇所の期待風速値（単位：m/s）を表し、
（外１）
Figure 2016080343
*のユークリッドノルム（即ちl-2ノルム）を表す。
天井埋込カセット型エアコン210a~210dは、40個の可能な調節パラメータ集合で同時に作動できないことがわかる。実際には天井埋込カセット型エアコンは4つだけであり、各空調が10個の可能な調節パラメータ集合を有しているため、この10個の可能な調節パラメータ集合に対応する線形結合係数は一つだけが選択される。即ち「1」であり、他はすべて「0」である。そのため前記最小二乗問題では変数xへの制約を加えることが必要である。つまり、各空調の10個の可能な調節パラメータ集合に対応する線形結合係数は「1」があるが、かつ「1」が一つだけである。この10個の可能な調節パラメータ集合に対応する線形結合係数がx1、x2、……、x10であると仮定すると、該制約の等価数学形式は以下の公式（3）に示す通りである。
Figure 2016080343
式中、xiは実数であり、二進制数に限定するものではなく、x0は空調がオフ状態にあることを表している。
そのため、公式（4）に示す制約つき最小二乗問題を解くことで各空調の調節パラメータ集合を確定し、各目標位置の風速をできる限り期待値に到達させることができる。
Figure 2016080343
式中、kは空気調節システム内の空調の個数であり、本例では、k＝1、2、3、4であり、対応するように、xは
（外２）
Figure 2016080343
と表すことができる。
つまり、解を求めやすくするため、前記公式（3）の等価置換を経て、二進制最小二乗問題を連続性最小二乗問題に変換する。従来技術における任意の既知の方法を採用して公式（4）に示す等式制約つき最小二乗問題を解くことができる。例えば、カルーシュ・キューン・タッカー（KKT）条件とラグランジュの未定乗数法を使用できる。ラグランジュの未定乗数を取り入れることで、前記制約つき最小二乗問題（4）を以下の公式（5）に示す制約なし最小二乗問題に変換できる。
Figure 2016080343
式中、
（外３）
Figure 2016080343
と
（外４）
Figure 2016080343
は前記（4）の式中の二つの等式制約に対応するラグランジュの未定乗数であり、それらは以下の連立方程式を解くことで得ることができる。
Figure 2016080343
式中、xは制約なし最小二乗問題（5）の最適解を表し、それはラグランジュの未定乗数
（外５）
Figure 2016080343
と
（外６）
Figure 2016080343
の函数である。
ラグランジュの未定乗数に関する連立方程式（6）を解くのに用いる従来方法は多数存在し、例えば信頼領域反射（trust-region-reflective）、Levenberg-Marquard方法などがあるが、ここでは詳しくは述べない。
本例示では、最小二乗フィッティングにより、希望環境パラメータと調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定することは、モデリング中に建築物内部トポロジー構造情報が不要であり、任意の数に限りのある空気調節設備を有する空調システムにまで簡単に拡張できる。
また、できる限りエネルギー消費を削減することを考慮して、本発明例では各調節パラメータ集合にウェイト情報を取り入れることで、エネルギー消費の比較的少ない調節パラメータ集合を選択しやすい。例えば、図2に示す例では、ユーザーの要求を満たすと同時に、空調をできる限り比較的低い風速で作動させてより省エネにできる。そのため異なる風速等級にウェイト情報を取り入れることで、比較的低い風速を簡単に選択できる。具体的には、前記最小二乗問題（5）に以下に示すように標準項を一つ追加することができる。
Figure 2016080343
式中、
（外７）
Figure 2016080343
は風速に対応する出力を表し、
（外８）
Figure 2016080343
は現在の状態xに対応する総出力を表し、
（外９）
Figure 2016080343
は風速誤差に対応する総エネルギー消費のウェイト係数を表す。
さらにエネルギーの消費を削減するため、本発明の別の例では、図3に示す方法は目標位置の初期環境パラメータを測定することを含むことができ、希望環境パラメータと初期環境パラメータ間の差が所定値よりも大きいときのみステップS303を実行できる。即ち、希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定する。
目標調節パラメータ集合を確定後、ステップS304では、目標調節パラメータ集合を空気調節設備に送信し、それによって対応する空気調節設備の調節機能を設定する。
本発明の実施例の制御方法では、目標位置に対する全ての可能な空気調節設備のもたらす共同影響から空気調節システム内の複数の空気調節設備を自動制御し、空気調節システムの設置された空間内に複数の異なる希望環境を有する目標位置が存在するように設定したとき、各目標位置の要求に配慮して自動制御することができる。
以下、図4を参考に本発明の実施例の空気調節システム制御装置を説明する。図4は本発明の実施例の空気調節システム制御装置（以下「制御装置」と略す）400のモデル構造ブロック図である。図4に示すように、本実施例の制御装置400は、パラメータ集合取得ユニット410、希望パラメータ取得ユニット420、パラメータ集合選択ユニット430、設定ユニット440を含む。制御装置400の各ユニットはそれぞれ前記図3の制御方法300の各ステップ/機能を実行できる。そのため、以下の制御装置400の主要部材についてのみ説明し、以上の図3を組み合わせてすでに説明した細部内容については省略する。
例えば、パラメータ集合取得ユニット410は、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合を取得でき、各調節パラメータ集合は該空気調節設備の調節機能の各々に対応する調節パラメータを含み、調節パラメータのパラメータ値は対応する調節機能の作動状態を示す。本発明例では、予め空調システム内の各空気調節設備に対して、該空気調節設備の各調節機能の起こすことのできる全ての作動状態を走査し、各作動状態に対応する調節パラメータを生成し、調節パラメータに基づき、調節パラメータ集合を生成し、そのうち空気調節設備の各二つずつの調節パラメータ集合間の少なくとも一つの調節パラメータのパラメータ値が互いに異なっている。
希望パラメータ取得ユニット420は、目標位置の希望環境パラメータを取得できる。具体的には、希望パラメータ取得ユニット420は空気調節システムを設置したある空間内の目標位置の希望環境パラメータを取得できる。本発明例では、前記空間内に目標位置が一つ存在している場合、パラメータ取得ユニット420は該目標位置の希望環境パラメータを取得できる。入れ替えると、前記空間内に複数の目標位置が存在している場合、パラメータ取得ユニット420は該複数の目標位置内の目標位置の希望環境パラメータを取得できる。
また、本発明の別の例では、パラメータ取得ユニット420は入力受信モジュールを含み、それによってユーザーの事前設定またはリアルタイムフィードバックにより希望環境パラメータを確定できる。また、パラメータ取得ユニット420はユーザーが事前設定またはリアルタイムフィードバックした目標位置に対する環境情報を希望環境パラメータまたは希望環境パラメータに対する調節値に変換できる。例えば、人の温熱環境に対する感覚は温度、湿度及び空気流動速度などの環境パラメータの影響を受けており、各種のすでに標準化された温熱快適性指標（例えば標準新有効温度SET、予測平均温冷感申告PMVなど）を参考に人の温熱環境に対する感覚を希望環境パラメータまたは希望環境パラメータに対する調節値に変換できる。
それから、パラメータ集合選択ユニット430は、希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し、他の調節パラメータ集合で調節を行うことに比べ、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で前記目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータを希望環境パラメータにより近づけることができる。実際環境パラメータと希望環境パラメータは同じ環境要素に関するパラメータを含むことができる。例えば、実際環境パラメータと希望環境パラメータは風力、風向き、温度及び/または湿度などの環境要素に関するパラメータを含むことができる。
上述したように、一つの目標位置または複数の目標位置を存在させることができる。パラメータ集合選択ユニット430は、各目標位置の希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し、他の調節パラメータ集合で調節を行うことに比べ、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で複数の目標位置を共同調節することにより、複数の目標位置の実際環境パラメータを希望環境パラメータにより近づけることができる。
また前述したように、各目標位置は空気調節システム内の複数の空気調節設備の共同影響を受ける。そのため、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で共に目標位置を調節するとき、該目標位置の実際環境パラメータは複数の空気調節設備の目標位置における調節効果の重畳から生じるものである。空気調節設備の調節効果の重畳方式を予め設定できる。
本発明の実施例では、図4に示す制御装置400はさらに環境パラメータ取得ユニットと調節パラメータ生成ユニットを含むことができる。具体的には、環境パラメータ取得ユニットは各空気調節設備の各調節パラメータ集合で目標位置を調節するときの調節効果を予め取得できる。例えば、環境パラメータ取得ユニットは例えば温度センサ、湿度センサ、空気流動センサといった測定装置により各空気調節設備の各調節パラメータ集合で目標位置を調節するときの調節効果を予め取得できる。実際に調節効果を測定するほか、環境パラメータ取得ユニットは物理法則に基づいてシミュレーションや予測などのその他方式を実行することで各空気調節設備の各調節パラメータ集合で目標位置を調節するときの調節効果を予め取得できる。
調節パラメータ生成ユニットは、取得した調節効果に対応する調節環境パラメータを生成できる。選択的に、調節パラメータ生成ユニットはオフライン訓練により取得した調節効果に対応する調節環境パラメータを生成できる。また、調節環境パラメータは空調の調節効果の目標位置の実際環境パラメータに対する変化を指すことができる。取得した調節効果に対応する調節環境パラメータを生成することで、空調の調節可能パラメータと実際環境パラメータ間のマッピング関係を取得できる。例えば、調節環境パラメータは取得した調節効果から確定した実際の風速パラメータ、実際の風力パラメータ、温度変化パラメータ、湿度変化パラメータなどを含むことができる。
この場合、パラメータ集合選択ユニット430は調節環境パラメータに基づき各空気調節設備の目標パラメータ集合を確定できる。言い換えると、パラメータ集合選択ユニット430は希望環境パラメータと調節環境パラメータの両者から各空気調節設備の目標パラメータ集合を確定できる。
また本発明の別の例では、制御装置400はさらに条件設定ユニットを含むことができる。具体的には、条件設定ユニットにより各目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータに関する所定条件を予め設定でき、かつ目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の関係の該所定条件を満たすとき、パラメータ集合選択ユニット430は目標位置の実際環境パラメータが希望環境パラメータにより近づいていることを確定できる。所定条件を設定するとき各目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータを考慮するため、他の調整パラメータ集合で調節を行うことに比べ、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で複数の目標位置を共同調節する（即ち、所定調節を満たす時）ことで、各目標位置の希望環境パラメータによりきちんと配慮でき、それによって該複数の目標位置の中の各目標位置の実際環境パラメータをできる限り対応する希望環境パラメータに到達させることができる。
上述したように、実際環境パラメータと希望環境パラメータは同じ環境要素に関するパラメータを含むことができる。この場合、条件設定ユニットの設定した所定条件は目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差に関する条件でよい。例えば、所定条件は目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の和が最小であるといったことでよい。具体的には、目標位置が一つだけのとき、条件設定ユニットは目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の和は該目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差であると設定できる。一方、複数の目標位置があるとき、条件設定ユニットは各目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差を計算し、該複数の目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差を足すことで目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の和を取得すると設定できる。また例えば、所定条件は目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和が最小であることでもよい。具体的には、目標位置が一つだけのとき、条件設定ユニットは目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和は該目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の二乗であると設定できる。一方、複数の目標位置があるとき、条件設定ユニットは各目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差を計算し、それを二乗し、該複数の目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の二乗を足すことで目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和を取得すると設定できる。
また、本発明の別の実施例では、所定条件が目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和が最小であることであるとき、パラメータ集合選択ユニット430は最小二乗フィッティングにより、希望環境パラメータと調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合内で該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定できる。この場合、他の調整パラメータ集合で調節することに比べ、複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータと希望環境パラメータ間の差の平方和をより小さくする。解を求めやすくするため、パラメータ集合選択ユニット430は二進制最小二乗問題を連続性最小二乗問題に変換し、さらに制約付き最小二乗問題を例えば制約なし最小二乗問題に変換できる。以上、すでに図2と公式（1）から（6）を組み合わせてこれについて詳しく説明しているため、ここでは詳しくは述べない。
パラメータ集合選択ユニット430が最小二乗フィッティングにより、希望環境パラメータと調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定することは、モデリング中に建築物内部トポロジー構造情報が不要であり、任意の数に限りのある空気調節設備を有する空調システムにまで簡単に拡張できる。
また、できる限りエネルギー消費を削減することを考慮して、本発明例では、図4に示す制御装置400はウェイト設定ユニットを含むことができ、各調節パラメータ集合にウェイト情報を取り入れることで、エネルギー消費の比較的少ない調節パラメータ集合がパラメータ集合選択ユニット430により選ばれやすい。
さらにエネルギーの消費を削減するため、本発明の別の例では、図4に示す制御装置400は測定ユニットを含むことができる。具体的には、測定ユニットは目標位置の初期環境パラメータを取得測定でき、また希望環境パラメータと初期環境パラメータ間の差が所定値よりも大きいときのみ、パラメータ集合選択ユニット430は希望境パラメータに基づき、空気調節設備の複数の調節パラメータ集合の中で該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定する。
目標調節パラメータ集合を確定後、設定ユニット440は目標調節パラメータ集合を空気調節設備に送信し、それによって対応する空気調節設備の調節機能を設定する。
本発明の実施例の制御装置では、目標位置に対する全ての可能な空気調節設備のもたらす共同影響から、空気調節システム内の複数の空気調節設備を自動制御し、空気調節システムの設置された空間内に複数の異なる希望環境を有する目標位置が存在するように設定したとき、各目標位置の要求に配慮して自動制御することができる。
また、本発明の別の例では、本発明は更に空気調節システム制御ハードウェアシステム（以下「制御システム」と略す）により実施できる。図5は本発明の実施例の制御システム500の全体ハードウェアブロック図である。図5に示すように、制御システム500は、外部から例えば空気調節設備の複数の調節パラメータ集合、ユーザーの入力した希望環境パラメータなどの空気調節システムに関する情報を入力するのに用い、具体的形式はキーボード、マウス、及び通信ネットワーク及びそれに連結する遠隔入力設備などを含むがそれに限らない入力設備510、上述の本発明の実施例の制御方法を実施するのに用い、具体的形式は例えばコンピュータの中央処理器または他の処理能力を有するチップなどを含むがそれに限らず、また例えばインターネットのネットワーク（未表示）に接続し、処理過程の必要性に応じてデータを遠隔取得するか、または処理後のデータなどを遠隔送信できる処理設備520、外部に上述の制御方法を実施して取得した目標調節パラメータ集合を出力するのに用い、例えばモニタ、プリンタ、及び制御を必要とする空気調節システム及び/または該システム内の空気調節設備に接続するのに用いるネットワークなどを含む出力設備530、及び揮発性または非揮発性の方式で上述の例えば予め設定した調節、パラメータ、しきい値、前の測定結果、空気調節設備の現在の調節パラメータなどの情報を記憶するのに用い、例えばランダムアクセスメモリ（RAM）、読取り専用メモリ（ROM）、ハードディスク、または半導体メモリなどの各種揮発性または非揮発性メモリを含む記憶設備540を含む。
当業者であれば、本発明はシステム、装置、方法またはコンピュータプログラム製品として実現できることを知っている。そのため、本発明は以下の形式として実現できる。そのため、即ち、完全なハードウェアでもよく、また完全なソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードを含む）でもよく、さらにハードウェアとソフトウェアの組合せの形式でもよく、本文では通常「コンポーネント」「モジュール」「装置」または「システム」と称する。また一部実施例では、本発明はさらに一つまたは複数のコンピュータ可読媒体内のコンピュータプログラム製品の形式で実現することもでき、該コンピュータ可読媒体にはコンピュータが読み取ることのできるプログラムコードが含まれている。
一つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せを採用できる。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記録媒体でもよい。コンピュータ可読記録媒体は例えば電気、磁気、光、電磁、赤外線または半導体のシステム、装置、機器、または以上の任意の組合せを含むが、それに限らない。コンピュータ可読記録媒体のさらに具体的な例（非包括的一覧）は、一つまたは複数の導線を有する電気的接続、ポータブルコンピュータ磁気ディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読取り専用メモリ（ROM）、消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（EPROMまたはフラッシュメモリ）、光ファイバー、ポータブルコンパクトディスク読取専用メモリ（CD-ROM）、光学記憶装置、磁気記憶装置、または上記の任意の適切な組合せを含む。本文書では、コンピュータ可読記録媒体はいずれかのプログラムを含む。本文書では、コンピュータ可読記録媒体はプログラムを含むまたは記録するいかなる有形の媒体でもよく、該プログラムはコマンド実行システム、装置または機器またはそれと組合せて使用される。
コンピュータ可読信号媒体はベースバンド内または搬送波の一部分として伝播するデータ信号を含み、コンピュータが読み取ることのできるプログラムコードをロードしている。このような伝播するデータ信号は様々な形式を採用でき、電磁信号、光信号または上記の任意の適切な組合せを含むが、それに限らない。コンピュータ可読信号媒体はコンピュータ可読記録媒体以外のいかなるのコンピュータ可読媒体でもよく、該コンピュータ可読媒体はコマンド実行システム、装置または機器が使用する、またはそれと組合せて使用するのに用いるプログラムを送信、伝播または伝送できる。
コンピュータ可読媒体に含まれるプログラムコードはいずれか適切な媒体で伝送でき、無線、電線、光ケーブル、RFなど、または上述の任意の適切な組合せを含むが、それに限らない。
一つまたは複数のプログラミング言語またはその組合せで本発明操作の実行に用いるコンピュータプログラムコードを書き、前記プログラミング言語はオブジェクト指向のプログラミング言語―例えばJava（登録商標）、Smalltalk、C++を含み、さらに通常の手続き型プログラミング言語―例えば「C」言語または類似のプログラミング言語を含む。プログラムコードは完全にユーザーコンピュータ上で実行したり、部分的にユーザーコンピュータ上で実行したり、独立したソフトウェアパッケージとして実行したり、一部をユーザーコンピュータ上で実行して一部をリモートコンピュータ上で実行したり、または完全にリモートコンピュータまたはサーバ上で実行したりできる。リモートコンピュータに関わる状況では、リモートコンピュータはローカルエリアネットワーク（LAN）、広域ネットワーク（WAN）を含む任意のネットワークによりユーザーコンピュータに接続、または外部コンピュータに接続できる（例えばインターネットサービスプロバイダを利用したインターネットにより接続する）。
以上、本発明の実施例の方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び/またはブロック図を参考に本発明を説明した。理解すべきことは、フローチャート及び/またはブロック図の各四角い枠及びフローチャート及び/またはブロック図の各四角い枠の組合せは、コンピュータプログラムコマンドが実現できるということである。これらのコンピュータプログラムコマンドは汎用コンピュータ、専用コンピュータまたはその他プログラマブルデータ処理装置の処理器に提供でき、それによって機器を生み出し、これらのコンピュータプログラムコマンドはコンピュータまたはその他プログラマブルデータ処理装置により実行し、フローチャート及び/またはブロック図の四角い枠の中で規定している機能/操作を実現する装置を生み出した。
これらコンピュータプログラムコマンドはコンピュータまたはその他プログラマブルデータ処理装置を特定方式で作動させるコンピュータ可読媒体に記録することができる。このようにして、コンピュータ可読媒体に記録したコマンドはフローチャート及び/またはブロック図の四角い枠の中で規定している機能/操作を実現するコマンド装置（instruction means）を含む製造品（manufacture）を生み出す。
コンピュータプログラムコマンドをコンピュータ、その他プログラマブルデータ処理装置、またはその他設備にロードして、コンピュータ、その他プログラマブルデータ処理装置、またはその他設備上で一連の操作ステップを実行させ、コンピュータが実現する過程を発生させ、それによってコンピュータ、その他プログラマブルデータ処理装置上で実行するコマンドにフローチャート及び/またはブロック図の四角い枠の中で規定している機能/操作を実現する過程を提供させることができる。
図面内のフローチャート及びブロック図は本発明の複数の実施例のシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の実現可能な体系構造、機能及び操作を示している。この点では、フローチャートまたはブロック図の各四角い枠はモジュール、プログラムセグメント、コードの一部分を表し、前記モジュール、プログラムセグメント、コードの一部分は一つまたは複数の規定の論理機能を実現するのに用いる実行可能なコマンドを含む。注意すべきことは、ブロック図及び/またはフローチャート内の各四角い枠、及びブロック図及び/またはフローチャート内の四角い枠の組合せは、規定の機能または操作を実行する専用のハードウェアに基づくシステムを用いて実現することも、或いは専用ハードウェアとコンピュータコマンドの組合せを用いて実現することもできる。
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、上述の説明は例示的なものであり、非包括的なものであり、開示された各実施例に限定するものではない。説明された各実施例の範囲と精神から逸脱していない場合、当業者にとって多くの修正と変更は自明のことである。本文で用いられている用語の選択は、各実施例の原理、実際の応用または市場での技術の改良を最も適切に解説する、または当業者に本文の開示する各実施例を理解してもらうことを目的としている。

Claims (10)

  1. 少なくとも一つの空気調節可能な調節機能を有する空気調節設備を複数含む、空気調節システムの制御方法であって、
    各空気調節設備の調節機能の各々に対応し、パラメータ値が各々の調節機能の作動状態を示す調節パラメータを含む調節パラメータ集合を複数取得し、
    目標位置の希望環境パラメータを取得し、
    前記希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し、他の調整パラメータ集合で調節を行うよりも、前記複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で前記目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータを希望環境パラメータにより近づけ、及び
    前記目標調節パラメータ集合を対応する空気調節設備に送信し、対応する空気調節設備の調節機能を設定することを含む、空気調節システムの制御方法。
  2. 各空気調節設備の任意の二つの調節パラメータ集合において、少なくとも一つの調節パラメータのパラメータ値が異なる、請求項1に記載の方法。
  3. 予め各空気調節設備の各前記調節パラメータ集合により前記目標位置の調節を行った際の調節効果を取得し、
    取得した調節効果に対応する調節環境パラメータを生成し、及び
    前記調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定することを更に含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記空気調節システムの前記目標位置における調節効果は、前記複数の空気調節設備の該目標位置における調節効果の重畳である、請求項3に記載の方法。
  5. 前記希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定することと、前記調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定することが、
    最小二乗フィッティングにより、前記希望環境パラメータと前記調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の前記目標パラメータ集合を確定し、他の調整パラメータ集合で調節しするよりも、前記複数の空気調節設備が目標調節パラメータ集合で前記目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータと前記希望環境パラメータ間の差の平方和をより小さくすることを含む、請求項3または4に記載の方法。
  6. 前記目標位置の初期環境パラメータを測定することを更に含み、
    前記希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定することが、
    前記希望環境パラメータと前記初期環境パラメータ間の差が所定値よりも大きい場合に、前記希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定することを含む、請求項1〜４のいずれかに記載の方法。
  7. 少なくとも一つの空気調節可能な調節機能を有する空気調節設備を複数含む空気調節システムの制御装置であって、
    各空気調節設備の調節機能の各々に対応し、かつパラメータ値が対応する調節機能の作動状態を示す調節パラメータを含む調整パラメータ集合を複数生成するパラメータ集合取得ユニット、
    目標位置の希望環境パラメータを取得する希望パラメータ取得ユニット、
    前記希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定し、他の調節パラメータ集合で調節するよりも、前記複数の空気調節設備の目標調節パラメータ集合で前記目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータを希望環境パラメータにより近づかせるパラメータ集合選択ユニット、及び
    前記目標調節パラメータ集合を対応する空気調節設備に送信し、対応する空気調節設備の調節機能を設定する設定ユニットを含む、空気調節システムの制御装置。
  8. 予め各空気調節設備の各前記調節パラメータ集合で前記目標位置を調節したときの調節効果を取得する環境パラメータ取得ユニット、及び
    取得した調節効果に対応する調節環境パラメータを生成する調節パラメータ生成ユニットを更に含み、
    前記パラメータ集合選択ユニットが、前記調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定する、請求項7に記載の装置。
  9. 前記パラメータ集合選択ユニットが、最小二乗フィッティングにより、前記希望環境パラメータと前記調節環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の前記目標パラメータ集合を確定し、他の調整パラメータ集合で調節するよりも、前記複数の空気調節設備が目標調節パラメータ集合で前記目標位置を共同調節することで、目標位置の実際環境パラメータと前記希望環境パラメータ間の差の平方和をより小さくする、請求項8に記載の装置。
  10. 前記目標位置の初期環境パラメータを測定する測定装置を更に含み、
    前記パラメータ集合選択ユニットが、前記希望環境パラメータと前記初期環境パラメータ間の差が所定値よりも大きい場合に、前記希望環境パラメータに基づき、各空気調節設備の複数の調節パラメータ集合から該空気調節設備の目標調節パラメータ集合を確定する、請求項7〜9のいずれかに記載の装置。
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