JP2018071811A - 空調制御装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】空調制御に必要な温度測定手段による測定データが得られない場合でも空調される空間が不快となることを抑制する。
【解決手段】部屋２に設置の制御用温度センサ３により測定された制御用データを受信する制御用データ受信部１１と、制御用データ受信部１１により直近２４時間以内に受信された制御用データをセンサデータ記憶部１４に記録するセンサデータ記録部１２と、受信された制御用データに基づき空調機１の運転制御を行う運転制御部１３と、を有する。運転制御部１３は、制御用温度センサ３を接続する信号線が断線した場合、センサデータ記憶部１４に記憶されている直近２４時間以内の現時点と同時刻の制御用データを、制御用データ受信部１１により受信された現時点の制御用データとみなして空調機１の運転制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調機により空調される空間に配設された温度測定手段による測定データに基づき空調機の運転制御を行う空調制御装置及び空調制御装置を動作させるプログラムに関する。

ダイレクトデジタルコントローラ（ＤＤＣ）は、室内の給気口近辺等に配設された温度センサによる測定データに基づき空調機の運転を制御している。空調機の運転制御中に温度センサとの接続が断線した場合、ＤＤＣは、直近に記憶されている温度データ、上限値又は下限値、プリセット値等を温度センサにより測定された温度データとみなして空調制御を継続して行っている。

近年では、リモコン内蔵温度センサと室内内蔵温度センサの２つを備え、どちらかのセンサに異常が検知された場合、正常に動作するセンサを用いて空調制御を行い、両方のセンサに異常が検知された場合、所定の周期で記憶しておいた温度データの平均値を求め、その平均値を用いて空調機を応急運転させる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２８６４６０号公報 特開２００８−０４５８１０号公報 特開２００２−２４３２３９号公報

しかしながら、従来においては、温度センサとの接続が復旧するまでの間、固定値での空調制御が継続して行われることになるため室内が暑すぎたり寒すぎたりする場合があった。

本発明は、空調制御に必要な温度測定手段による測定データが得られない場合でも空調される空間が不快となることを抑制することを目的とする。

本発明に係る空調制御装置は、空調機により空調される空間に配設された温度測定手段による測定データを受信する測定データ受信手段と、前記測定データ受信手段により受信された測定データに基づき前記空調機の運転制御を行う運転制御手段と、前記測定データ受信手段により直近２４時間以内に受信された測定データを測定時刻と共に記憶手段に記録するデータ記録手段と、を有し、前記運転制御手段は、前記測定データ受信手段により測定データが受信されない場合、前記記憶手段に記憶されている現時点と同時刻の測定データを、前記測定データ受信手段により受信された現時点の測定データとみなして前記空調機の運転制御を行うことを特徴とする。

また、屋外に設置された温度測定手段による測定データを外気温データとして受信する外気温データ受信手段を有し、前記データ記録手段は、更に前記外気温データ受信手段により直近２４時間以内に受信された外気温データを測定時刻と共に前記記憶手段に記録し、前記運転制御手段は、前記測定データ受信手段により測定データが受信されない場合、前記記憶手段に記憶されている現時点と同時刻の外気温データ及び前記外気温データ受信手段により受信された現時点の外気温データに基づき前記記憶手段に記憶されている現時点と同時刻の測定データを補正し、その補正した測定データを前記測定データ受信手段により受信された現時点の測定データとみなして前記空調機の運転制御を行うことを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、コントローラに内蔵されたコンピュータを、空調機により空調される空間に配設された温度測定手段による測定データを受信する測定データ受信手段、前記測定データ受信手段により受信された測定データに基づき前記空調機の運転制御を行う運転制御手段、前記測定データ受信手段により直近２４時間以内に受信された測定データを測定時刻と共に記憶手段に記録するデータ記録手段、として機能させ、前記運転制御手段は、前記測定データ受信手段により測定データが受信されない場合、前記記憶手段に記憶されている現時点と同時刻の測定データを、前記測定データ受信手段により受信された現時点の測定データとみなして前記空調機の運転制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、空調制御に必要な温度測定手段による測定データが得られない場合でも空調される空間が不快となることを抑制することができる。

また、外気温の情報に基づき現時点から２４時間前の測定データを補正することによって空間が不快となることをより一層抑制することができる。

実施の形態１における空調システムの概略構成及びダイレクトデジタルコントローラ（ＤＤＣ）のブロック構成を示した図である。 実施の形態１におけるＤＤＣのハードウェア構成図である。 実施の形態１におけるＤＤＣが行う空調制御処理を示したフローチャートである。 実施の形態２における空調システムの概略構成及びＤＤＣのブロック構成を示した図である。 実施の形態２におけるＤＤＣが行う空調制御処理を示したフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態における空調システムの概略構成及び本発明に係る空調制御装置の一実施の形態であるダイレクトデジタルコントローラのブロック構成を示した図である。図１には、ダイレクトデジタルコントローラ（以下、「ＤＤＣ」）１０と、ＤＤＣ１０により運転制御される空調機１と、建物（図示せず）内の部屋２に配設される制御用温度センサ３及びリモコン４と、が示されている。本実施の形態では、部屋２が空調機１により空調される空間に相当する。なお、空調機１は、建物の規模や用途によって種々の構成を取りうるが、空調機１自体は従前からある構成でよく、また空調機１の詳細な構成は本実施の形態の説明に必要としないので、図１では単に部屋２に対応付けて図示した。

制御用温度センサ３は、部屋２に設置され、給気口近辺等の温度を測定する温度測定手段である。制御用温度センサ３は、信号線によりＤＤＣ１０に接続され、制御用温度センサ３から出力されるセンサデータは、信号線を通じてＤＤＣ１０に送られる。制御用温度センサ３により測定される測定データ（センサデータ）は室温を示すデータであり、通常時の空調機１の運転制御に用いられるので、本実施の形態では部屋２に設置する温度測定手段を「制御用温度センサ３」と称することにする。また、制御用温度センサ３からの測定データを、本実施の形態では「制御用データ」と称する。リモコン４は、室内の温度設定に用いられる。ＤＤＣ１０は、通常、制御用温度センサ３により測定された制御用データに基づき空調機１の運転制御を行う。

本実施の形態におけるＤＤＣ１０は、従前からある汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、ＤＤＣ１０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、記憶手段としてのＲＡＭ２３、空調機１の制御を行う制御出力部２５をバス２６で接続して構成される。

図１に戻り、本実施の形態におけるＤＤＣ１０は、制御用データ受信部１１、センサデータ記録部１２、運転制御部１３及びセンサデータ記憶部１４を有している。制御用データ受信部１１は、測定データ受信手段として設けられ、制御用温度センサ３により測定された測定データ（制御用データ）を受信する。センサデータ記録部１２は、データ記録手段として設けられ、制御用データ受信部１１により直近２４時間内に受信された制御用データを測定時刻と共にセンサデータ記憶部１４に記録する。運転制御部１３は、運転制御手段として設けられ、制御用データ受信部１１により受信された制御用データに基づき空調機１の運転制御を行う。

ＤＤＣ１０における各構成要素１１〜１３は、ＤＤＣ１０に内蔵されるコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ２１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、センサデータ記憶部１４は、ＤＤＣ１０に搭載されたＲＡＭ２３にて実現される。あるいは、外部にある記憶手段をネットワーク経由で利用してもよい。

また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵがプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。

次に、本実施の形態における空調制御処理について図３に示したフローチャートを用いて説明する。

制御用温度センサ３は、室温を常時測定している。制御用データ受信部１１は、その測定された室温データを制御用データとして信号線を通じて定周期的に受信する。制御用データ受信部１１が制御用データを正常に受信すると（ステップ１０１でＹ）、その制御用データをセンサデータ記録部１２へ送る。センサデータ記録部１２は、送られてきた制御用データに現在時刻を紐付けてセンサデータ記憶部１４に記録する（ステップ１０２）。本実施の形態では、制御用データに紐付けた現在時刻を当該データの受信時刻とし、また制御用温度センサ３による測定時刻として取り扱う。

ところで、センサデータ記憶部１４に記録する制御用データ及び測定時刻の組を「実測データ」と称することにすると、センサデータ記録部１２は、直近２４時間内に測定された実測データをセンサデータ記憶部１４に記録する。本実施の形態では、直近２４時間より前の実測データは用いないので削除してもよい。

また、制御用データ受信部１１は、受信した制御用データを運転制御部１３にも送る。運転制御部１３は、制御用データ受信部１１から制御用データが送られてくると、その制御用データに基づいて空調機１の運転制御を行う（ステップ１０３）。運転制御の内容自体は従前と同じでよいので説明を省略する。なお、ステップ１０２とステップ１０３の処理は、どちらを先に実行してもよいし同時並行して処理してもよい。

何の異常も発生しなければ、上記処理が繰り返し実行されることになる。つまり、空調機１は、制御用温度センサ３により測定された制御用データ（室温）に基づき運転制御される。この間、リモコン４により室温の設定が変更されれば、ＤＤＣ１０は、その変更された設定値に基づき空調機１の運転を制御する。

ところで、ＤＤＣ１０と制御用温度センサ３とを接続する信号線が何らかの理由により断線された場合、制御用データ受信部１１は、制御用データを正常に受信できなくなる。つまり、ＤＤＣ１０は、制御用データに基づき空調機１の運転を制御できなくなる。この場合（ステップ１０１でＮ）、センサデータ記録部１２は、制御用データが送られてこないのでセンサデータ記憶部１４への記録を停止し、直近２４時間の制御用データをブランクデータによる上書きで消失しないようにする（ステップ１０４）。

また、運転制御部１３は、制御用データ受信部１１から制御用データが送られてこなくなったことで、制御用データ受信部１１により制御用データが受信されていないことを検知すると、センサデータ記憶部１４から現時点から２４時間前の制御用データ、すなわち現時点と同時刻の制御用データを取得し（ステップ１０５）、その取得した制御用データを、制御用温度センサ３により受信された現時点の測定データとみなして空調機１の運転制御を行う（ステップ１０６）。

信号線の交換等により制御用データ受信部１１が制御用データを正常に受信できるようになるまでは、上記処理が繰り返し実行されることになる。つまり、空調機１は、２４時間前の同時刻の制御用データに基づき運転制御される。なお、２４時間を超えてもなお断線が復旧されずに制御用データを受信できない場合、センサデータ記憶部１４には、現時点から２４時間前の制御用データは存在しなくなるが、この場合、運転制御部１３は、現時点と同時刻の制御用データを取得することになる。

外気温は前日と大きく変化しないと想定すると、制御用温度センサ３により前日に測定された室温の変化に基づき空調機１を運転制御すれば、つまり前日と同様の空調制御を行えば、季節にかかわらずそれほど居住者に不快感を与えずにすむと考えられる。確かに、当日のリモコン４の操作による室温の設定変更には対応できないかもしれないが、２４時間前の同時刻の運転に従って空調制御を行うので、応急運転としては室温を固定値として行う空調制御と比較して居住者に与える不快感を抑制することが可能となる。

実施の形態２．
ＤＤＣ１０が制御用温度センサ３から制御用データを受信できない場合、上記実施の形態１では、外気温は前日と大きく変化しないと想定して直近２４時間以内の制御用データを有効利用して空調制御を行うようにした。ただ、そうとはいっても前日と本日との間で寒暖差が大きくなる場合もあり得る。そこで、本実施の形態では、このような場合に対処可能にしたことを特徴とする。

図４は、本実施の形態における空調システムの概略構成及びＤＤＣのブロック構成を示した図であり、実施の形態１における図１に対応する図である。図４において、実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付けて説明を適宜省略する。なお、ＤＤＣ１０におけるハードウェア構成は、実施の形態１と同じでよい。

本実施の形態における空調システムは、実施の形態１に示した構成に、外気温センサ５及びＤＤＣ１０に外気温データ受信部１５を追加した構成を有している。外気温センサ５は建物の外に設置され、外気温を測定する温度測定手段である。外気温センサ５は、信号線によりＤＤＣ１０に接続され、外気温センサ５から出力されるセンサデータは、信号線を通じてＤＤＣ１０に送られる。外気温センサ５により測定される測定データ（センサデータ）を「外気温データ」と称することにする。

外気温データ受信部１５は、外気温データ受信手段として設けられ、外気温センサ５による測定データ（外気温データ）を受信する。外気温データ受信部１５の追加に伴い、本実施の形態におけるセンサデータ記録部１２は、各データ受信部１１，１５により直近２４時間以内に受信された制御用データ及び外気温データを測定時刻と共にセンサデータ記憶部１４に記録する。外気温データ受信部１５は、ＤＤＣ１０に内蔵されたコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵ２１で動作するプログラムとの協調動作により実現される。

次に、本実施の形態における空調制御処理について図５に示したフローチャートを用いて説明する。なお、実施の形態１と同じ処理には、同じステップ番号を付ける。また、本実施の形態では、外気温センサ５とＤＤＣ１０とを接続する信号線は断線しないことで、外気温データ受信部１５は、外気温データを常に正常に受信できるものとして説明する。

外気温センサ５は、外気温を常時測定している。外気温データ受信部１５は、その測定された外気温データを、信号線を通じて定周期的に受信する。

制御用データ受信部１１が制御用データを正常に受信すると（ステップ１０１でＹ）、制御用データ受信部１１は、受信した制御用データをセンサデータ記録部１２へ送る。外気温データ受信部１５も同様に、受信した外気温データをセンサデータ記録部１２へ送るので、センサデータ記録部１２は、各データ受信部１１，１５からそれぞれ送られてきた制御用データ及び外気温データに現在時刻を紐付けてセンサデータ記憶部１４に記録する（ステップ２０２）。本実施の形態においても、センサデータ記録部１２は、直近２４時間以内の実測データをセンサデータ記憶部１４に記憶させる。制御用データ受信部１１はまた、受信した制御用データを運転制御部１３にも送るので、運転制御部１３は、その制御用データに基づいて空調機１の運転制御を行う（ステップ１０３）。

ＤＤＣ１０と制御用温度センサ３とを接続する信号線の断線等により、制御用データ受信部１１が制御用データを正常に受信できなくなると（ステップ１０１でＮ）、センサデータ記録部１２は、制御用データ受信部１１から制御用データが送られてこなくなったことで、制御用データ受信部１１により制御用データが受信されていないことを検知する。この場合、センサデータ記録部１２は、制御用データの記録の停止のみならず、外気温データ受信部１５から送られてきた外気温データのセンサデータ記憶部１４への記録も合わせて停止する（ステップ２０４）。つまり、センサデータ記録部１２は、断線が復旧するまでは新たな実測データの記録を行わない。

また、運転制御部１３は、制御用データ受信部１１から制御用データが送られてこなくなったことで、制御用データ受信部１１により制御用データが受信されていないことを検知すると、次のように対応する。

すなわち、運転制御部１３は、現時点から２４時間前の実測データ、すなわち現時点と同時刻の実測データをセンサデータ記憶部１４から取得し（ステップ２０５）、更に外気温データ受信部１５により受信された現時点（現在）の外気温データを取得する（ステップ２０６）。そして、運転制御部１３は、センサデータ記憶部１４から取得した現時点と同時刻の外気温データと、外気温データ受信部１５により受信された現時点の外気温データとの差分を求め、その差分に基づきセンサデータ記憶部１４から取得した現時点と同時刻の制御用データを補正する（ステップ２０７）。

例えば、補正後の制御用データＲＴを次の式にて算出する。

ＲＴ＝ＣＴ＋ａ・Ｄ
但し、ＣＴはセンサデータ記憶部１４から取得した現時点と同時刻の外気温データ、Ｄは外気温データの上記差分値、ａは補正係数である。補正係数ａは、予め設定した固定値でもよい。ただ、外気温の差は、部屋２に一律に反映されるかというと必ずしもそうではない。例えば、部屋２の広さ、向き、窓の数や向き等によって外気温の差の影響を受ける程度が変わってくる。従って、これらの部屋２の環境等を考慮して補正係数を設定すればよい。

以上のようにして、２４時間前の制御用データを補正すると、運転制御部１３は、その補正により得られた制御用データを、制御用温度センサ３により受信された現時点の測定データとみなして空調機１の運転制御を行う（ステップ２０８）。

本実施の形態によれば、現時点の外気温データとセンサデータ記憶部１４に記憶されている現時点と同時刻の外気温データとの差分を考慮して、センサデータ記憶部１４に記憶されている現時点と同時刻の制御用データを補正するようにしたので、前日（厳密には、センサデータ記憶部１４に外気温データが記憶されている日）と本日との間で寒暖差が大きい場合でも、居住者に与える不快感を抑制することが可能となる。

なお、本実施の形態では、温度に基づき空調制御を行う場合を例にして説明したが、温度に代えて、あるいは温度と共に湿度を参照して空調制御を行う場合に適用してもよい。

１ 空調機、２ 部屋、３ 制御用温度センサ、４ リモコン、５ 外気温センサ、１０ ダイレクトデジタルコントローラ（ＤＤＣ）、１１ 制御用データ受信部、１２ センサデータ記録部、１３ 運転制御部、１４ センサデータ記憶部、１５ 外気温データ受信部、２１ ＣＰＵ、２２ ＲＯＭ、２３ ＲＡＭ、２５ 制御出力部、２６ 内部バス。

Claims (3)

1. 空調機により空調される空間に配設された温度測定手段による測定データを受信する測定データ受信手段と、
   前記測定データ受信手段により受信された測定データに基づき前記空調機の運転制御を行う運転制御手段と、
   前記測定データ受信手段により直近２４時間以内に受信された測定データを測定時刻と共に記憶手段に記録するデータ記録手段と、
   を有し、
   前記運転制御手段は、前記測定データ受信手段により測定データが受信されない場合、前記記憶手段に記憶されている現時点と同時刻の測定データを、前記測定データ受信手段により受信された現時点の測定データとみなして前記空調機の運転制御を行うことを特徴とする空調制御装置。
2. 屋外に設置された温度測定手段による測定データを外気温データとして受信する外気温データ受信手段を有し、
   前記データ記録手段は、更に前記外気温データ受信手段により直近２４時間以内に受信された外気温データを測定時刻と共に前記記憶手段に記録し、
   前記運転制御手段は、前記測定データ受信手段により測定データが受信されない場合、前記記憶手段に記憶されている現時点と同時刻の外気温データ及び前記外気温データ受信手段により受信された現時点の外気温データに基づき前記記憶手段に記憶されている現時点と同時刻の測定データを補正し、その補正した測定データを前記測定データ受信手段により受信された現時点の測定データとみなして前記空調機の運転制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の空調制御装置。
3. コントローラに内蔵されたコンピュータを、
   空調機により空調される空間に配設された温度測定手段による測定データを受信する測定データ受信手段、
   前記測定データ受信手段により受信された測定データに基づき前記空調機の運転制御を行う運転制御手段、
   前記測定データ受信手段により直近２４時間以内に受信された測定データを測定時刻と共に記憶手段に記録するデータ記録手段、
   として機能させ、
   前記運転制御手段は、前記測定データ受信手段により測定データが受信されない場合、前記記憶手段に記憶されている現時点と同時刻の測定データを、前記測定データ受信手段により受信された現時点の測定データとみなして前記空調機の運転制御を行うことを特徴とするプログラム。