JP2018091573A - 空調機器制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザーにとってより快適な室内温度環境をユーザーに提供することができるように、空調機器を制御することができる空調機器制御装置を提供すること。【解決手段】 機器制御部１０Ｆは、設定温度ｔσを設定する設定温度設定部Ｓ４０４と、室内温度時間変化率Ｓの絶対値が室内温度変化率閾値α以下であるか否かに基づいて、室内温度状態が定常温度状態であるか否かを判断する室内温度状態判断部Ｓ４２１と、室内温度状態が定常温度状態であると判断されたときに、目標室内温度ｔｓ１と室内温度ｔａとの温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅ以下であるか否かを判断する温度差判断部Ｓ４２３と、温度差判断部Ｓ４２３にて温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅよりも大きいと判断されたときに、温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅ以下になるように、設定温度ｔσを補正する設定温度補正部Ｓ４２５と、を備える。【選択図】 図１２Ｃ

Description

本発明は、空調機器を制御する空調機器制御装置に関する。

一般住宅に用いられるエネルギー管理システムは、ホームエネルギー管理システム（以下、ＨＥＭＳ）と呼ばれる。ＨＥＭＳは、住宅の室内に供給される電力、ガス等のエネルギーの使用状況をリアルタイムで表示する機能、過去のエネルギーの使用状況の履歴を表示する機能、さらに、省エネルギー化が促進されるように室内に設置された電力負荷或いは熱負荷へのエネルギーの供給量を制御する機能、等を有する。

昨今のスマートハウスの普及によりＨＥＭＳの需要が増大している。こうしたＨＥＭＳの需要の増大に伴って、様々な新機能を有するＨＥＭＳの開発も進められている。例えば、特許文献１は、室内に存在する人（ユーザー）の温熱的生理状態に関連した温熱的指標であるヒートファクターに基づいて空調機器を制御する空調機器制御機能を有するＨＥＭＳを開示する。特許文献１によれば、ユーザーの温冷感に基づいて空調機器によって室内温度が調節されるため、ユーザーにとってより快適な室内温度環境をユーザーに提供することができる。

特開２０１６−０５７０５７号公報

（発明が解決しようとする課題）
特許文献１に記載のＨＥＭＳに備えられる空調機器制御機能によれば、ユーザーの温熱的生理状態に基づいて求められるヒートファクターが目的とする値である設定ヒートファクターに近づくように目標室内温度が設定され、設定された目標室内温度が空調機器の設定温度として空調機器に送信される。これにより空調機器は、室内温度が目標室内温度に近づくように、室内温度を調節する。

しかしながら、空調機器がＨＥＭＳから受信した設定温度に基づいて室内温度を調節して室内温度状態が定常温度状態に至った場合でも、室内温度が目標室内温度に一致しない場合がある。室内温度が目標室内温度に一致しない原因としては、空調機器固有の制御特性、空調機器の制御精度の個体差等が挙げられる。そのため、ヒートファクターを目的とする値（設定ヒートファクター）に十分に近づける（或いは一致させる）ことができず、その結果、快適な室内温度環境をユーザーに提供することができない場合が生じ得る。

本発明は、ユーザーにとってより快適な室内温度環境をユーザーに提供することができるように、空調機器を制御することができる空調機器制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明は、室内温度（ｔａ）を所望の目標室内温度（ｔｓ１）に調節するために設定される設定温度（ｔσ）に基づいて室内温度を調節するように構成された空調機器を制御する空調機器制御装置であって、設定温度を設定する設定温度設定部（Ｓ４０４）と、設定温度に基づいて空調機器が調節している室内温度の時間変化率（Ｓ）の絶対値が所定の閾値（α）以下であるか否かに基づいて、室内温度状態が定常温度状態であるか否かを判断する室内温度状態判断部（Ｓ４２１）と、室内温度状態判断部にて室内温度状態が定常温度状態であると判断されたときに、目標室内温度と室内温度との温度差（Δｔ）の絶対値が予め定められる室内温度許容偏差（Δｔｅ）以下であるか否かを判断する温度差判断部（Ｓ４２３）と、温度差判断部にて温度差の絶対値が室内温度許容偏差よりも大きいと判断されたときに、温度差の絶対値が室内温度許容偏差以下になるように、設定温度設定部にて設定された設定温度を温度差に基づいて補正する設定温度補正部（Ｓ４２５）と、を備える、空調機器制御装置（１０Ｆ）を提供する。

本発明によれば、室内温度状態が定常温度状態である場合における目標室内温度と室内温度との温度差の絶対値が室内温度許容偏差より大きいときに、上記温度差が室内温度許容偏差以下になるように、上記温度差に基づいて設定温度が補正される。これにより、補正された設定温度に基づいて室内温度が調節される。その結果、室内温度と目標室内温度との温度差をより小さく（或いは０に）することができる。よって、ユーザーにとってより好ましい室内温度環境をユーザーに提供することができる。

また、本発明において、目標室内温度は、室内に存在する人の温熱的生理状態に関連する温熱的指標であるヒートファクター（ＨＦ）に基づいて定められているとよい。より好ましくは、目標室内温度は、ヒートファクターが予め定められる所望の値（設定ヒートファクターＨＦｓ）に一致する温度（ｔｓ）に基づいて求められているとよい。そして、設定温度設定部は、こうして求められた目標室内温度に基づいて設定温度を設定するとよい。これによれば、ユーザーの温冷感に基づいて空調機器によって室内温度が精度よく調節されるため、ユーザーにとってより快適な室内温度環境をユーザーに提供することができる。

なお、上記において、「ヒートファクターが予め定められる所望の値（設定ヒートファクターＨＦｓ）に一致する温度」は、その温度を用いて演算したヒートファクターの値が所望の値に完全に一致する必要はなく、ユーザーの温冷感に影響を与えない程度に一致していればよい。例えば、ヒートファクターが予め定められる所望の値に一致する温度を演算するにあたり、複数の温度を用意し（仮設定し）、用意したそれぞれの温度を用いてヒートファクターを演算するとする。ここで、演算したヒートファクターのうち所望の値に完全に一致する値が無い場合であっても、ユーザーの温冷感に影響を与えない程度に所望の値に近いヒートファクターの演算に用いた温度を、ヒートファクターが予め定められる所望の値に一致する温度とみなすことができる。

また、設定温度は、予め定められている温度刻み幅（Δｔｄ）ごとに設定可能であり、目標室内温度は、温度刻み幅ごとに設定可能な複数の温度のうち、ヒートファクターが予め定められる所望の値（設定ヒートファクター）に一致する温度に最も近い温度であるのがよい。そして、設定温度設定部は、こうして求められた目標室内温度を設定温度に設定するとよい。これによれば、設定温度を、市販の空調機器等に設定可能な温度のいずれかに設定することができる。そのため市販の空調機器の制御に本発明に係る空調機器制御装置を適用することができる。

上記発明において、「温度刻み幅」とは、例えば市販の空調機器に備えられているリモコン等によって設定することができる設定温度間隔である。温度刻み幅として、例えば１℃、或いは０．５℃を例示することができる。温度刻み幅が０．５℃である場合、例えば設定温度は、２０．０℃、２０．５℃、２１．０℃、２１．５℃、・・・というように、０．５℃刻みで設定される。

また、設定温度補正部は、温度刻み幅を用いて段階的に表される複数の刻み温度差のうち上記温度差（すなわち室内温度状態が定常温度状態である場合における、目標室内温度と室内温度との温度差）に最も近い刻み温度差を設定温度に加算することにより、設定温度を補正するとよい。これによれば、室内温度と目標室内温度との温度差の絶対値が室内温度許容偏差以下になるように設定温度を補正することができる。また、補正された設定温度を市販の空調機器等に設定可能な温度のいずれかに設定することができる。そのため市販の空調機器の制御に本発明に係る空調機器制御装置を適用することができる。

上記発明において、「刻み温度差」とは、温度刻み幅間隔で段階的に表される温度差である。例えば、温度刻み幅が０．５℃である場合、「刻み温度差」は、−２．０℃から２．０℃の範囲では、−２．０℃、−１．５℃、−１．０℃、−０．５℃、０℃、０．５℃、１．０℃、１．５℃、２．０℃である。

また、本発明に係る空調機器制御装置は、目標室内温度が変化したときに、目標室内温度の変化量に相当する目標室内温度差（Δｔｓ）を設定温度に加算することにより、設定温度を変更する設定温度変更部（Ｓ４１５）を備えるとよい。これによれば、ヒートファクターの変化によって目標室内温度が変化したときに、その変化に対応して設定温度を変更することができる。

本実施形態に係る空調機器制御装置としての機能を有するＨＥＭＳが設置された住宅Ｈの概略図である。 ＨＥＭＳの構成を機能ごとに分けて示した図である。 演算処理部の構成を機能ごとに分けて示した図である。 温熱的生理量演算部が実行する温熱的生理量演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 暑熱環境ストレス評価モデルの概要を示す図である。 ディスプレイ上に表示される温熱的生理量出力画面の一例を示す図である。 ヒートファクター演算部が実行するヒートファクター演算処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 ディスプレイ上に表示されるヒートファクターの表示画面を示す図である。 ディスプレイ上に表示される環境制御画面を示す図である。 環境制御画面上に表示されたヒートファクター設定画面を示す図である。 ヒートファクター優先目標室内温度演算部が実行するＨＦ優先目標室内温度演算処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 機器制御部が実行する空調機器設定温度制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 機器制御部が実行する空調機器設定温度制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 機器制御部が実行する空調機器設定温度制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る設定温度の補正処理を行った場合における、室内温度の推移の一例を示すグラフである。 本実施形態に係る設定温度の補正処理を行わない場合における、室内温度の推移の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る空調機器制御装置としての機能を有するホームエネルギー管理システム（以下、ＨＥＭＳ）が設置された住宅Ｈの概略図である。図１に示すように、住宅Ｈには分電盤１が設置され、分電盤１に商用電源Ｃが接続される。商用電源Ｃから供給される電力は交流であり、電圧は例えば１００Ｖ、周波数は例えば６０Ｈｚである。

また、住宅Ｈの屋根Ｒ上に太陽光発電装置２が取り付けられている。この太陽光発電装置２は光エネルギーを電気エネルギーに変換する。さらに、住宅Ｈに隣接して熱電併給装置（コージェネレーション装置）３が設置されている。熱電併給装置３は、電気エネルギー及び熱エネルギーを生成する。熱電併給装置３は、例えばガスエンジン等の内燃機関及び発電機を有する。内燃機関の駆動により発電機が発電する。また、内燃機関の駆動により熱が発生する。

太陽光発電装置２及び熱電併給装置３は、系統連系装置（パワーコンディショナ）ＰＣＳに電気的に接続される。系統連系装置ＰＣＳは、太陽光発電装置２により生成された電力及び熱電併給装置３により発電された電力を、商用電力と同位相で且つ同電圧（例えば１００Ｖ）、同周波数（例えば６０Ｈｚ）の交流電力に変換するとともに、変換した交流電力を商用電源Ｃに系統連系する。

また、住宅Ｈの室内に電力負荷Ｄ１，Ｄ２、及び熱負荷Ｈ１が設置される。電力負荷Ｄ１，Ｄ２は分電盤１に電気的に接続される。電力負荷Ｄ１，Ｄ２は、分電盤１を介して室内に供給される電力により駆動される。電力負荷Ｄ１は、例えば冷蔵庫、或いは照明機器である。また、本実施形態において電力負荷Ｄ２は、室内温度を調節する空調機器である。また、熱負荷Ｈ１には、熱電併給装置３で生成された熱が供給される。熱負荷Ｈ１は、例えば床暖房装置である。

図１に示すように、ＨＥＭＳ１０は、メイン制御装置１１、タブレット型端末制御装置１２を備える。メイン制御装置１１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータを主要構成とし、分電盤１に供給される電力により作動する。メイン制御装置１１は、系統連系装置ＰＣＳ、各電力負荷Ｄ１，Ｄ２、熱負荷Ｈ１に無線通信或いは有線通信可能に構成されており、これらの各機器に設けられたセンサから必要な情報、具体的には、太陽光発電装置２の発電量、熱電併給装置３の発電量及び発熱量、電力負荷Ｄ１，Ｄ２の作動状況、熱負荷Ｈ１の作動状況を入力する。

タブレット型端末制御装置１２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータを主要構成とし、充電式バッテリーにより作動する。タブレット型端末制御装置１２はメイン制御装置１１に通信可能に構成される。また、タブレット型端末制御装置１２はディスプレイ１２ａを備える。

また、ＨＥＭＳ１０は、温度センサ１３及び湿度センサ１４を備える。温度センサ１３及び湿度センサ１４は住宅Ｈの室内に設置されている。温度センサ１３は室内温度ｔａを検出し、湿度センサ１４は室内湿度ＲＨを検出する。検出した室内温度ｔａ及び室内湿度ＲＨはメイン制御装置１１に送信される。

図２は、ＨＥＭＳ１０の構成を機能ごとに分けて示した図である。図２に示すように、ＨＥＭＳ１０は、センサ部１０Ａと、情報取得部１０Ｂと、演算処理部１０Ｃと、表示制御部１０Ｄと、表示・入力部１０Ｅ（ディスプレイ１２ａ）と、機器制御部１０Ｆとを有する。

センサ部１０Ａは各種のセンサ類により構成されており、太陽光発電装置２の発電量、熱電併給装置３の発電量及び発熱量、電力負荷Ｄ１，Ｄ２の作動状況、熱負荷Ｈ１の作動状況、室内温度ｔａ、及び室内湿度ＲＨを検出する。このセンサ部１０Ａに温度センサ１３及び湿度センサ１４が含まれる。

情報取得部１０Ｂは、センサ部１０Ａにより検出された情報、及び、表示・入力部１０Ｅに入力された情報を取得し、記憶する。演算処理部１０Ｃは、情報取得部１０Ｂに取得された情報に基づいて、様々な演算処理を実行し、その処理結果を出力する。本実施形態では、情報取得部１０Ｂ及び演算処理部１０Ｃはメイン制御装置１１に備えられる。

表示制御部１０Ｄは、情報取得部１０Ｂに取得された情報、演算処理部１０Ｃによる演算結果を受け取るとともに、受け取った情報及び演算結果に基づいて、タブレット型端末制御装置１２のディスプレイ１２ａの表示を制御する。表示・入力部１０Ｅはディスプレイ１２ａに相当し、各種の情報、演算結果を表示する。この表示・入力部１０Ｅ（ディスプレイ１２ａ）は、ユーザーが触ることにより指示或いは情報を入力することができるように構成されている。機器制御部１０Ｆは、ユーザーからの指示、表示・入力部１０Ｅに入力された情報、演算処理部１０Ｃによる演算結果、情報取得部１０Ｂに取得された情報に基づいて、電力負荷Ｄ１，Ｄ２、熱負荷Ｈ１の作動を制御する。本実施形態では、表示制御部１０Ｄ、表示・入力部１０Ｅ（ディスプレイ１２ａ）及び機器制御部１０Ｆは、タブレット型端末制御装置１２に備えられる。

このような構成を有するＨＥＭＳ１０において、情報取得部１０Ｂに取得された太陽光発電装置２により発電された電力の使用量、熱電併給装置３により発電された電力の使用量、熱電併給装置３により発熱された熱の使用量が、リアルタイムでディスプレイ１２ａに表示される。また、電力の使用量及び熱の使用量の履歴もディスプレイ１２ａに表示させることができる。さらに、住宅Ｈの室内に設置された空調機器（電力負荷Ｄ２）及び床暖房装置（熱負荷Ｈ１）の使用状況も、ディスプレイ１２ａにリアルタイムで表示できる。すなわち、本実施形態に係るＨＥＭＳは、室内に供給されるエネルギーの使用状況に関連する情報を表示する機能を有する。

本実施形態に係るＨＥＭＳ１０は、さらに、住宅Ｈの室内に存在する人の温熱的生理量の予測値を演算し、演算した予測値を表示することができるように構成される。ここで、「温熱的生理量」とは、身体の熱平衡状態の変化に対応して変化する生理量を言う。例えば、身体が高温高湿下に置かれると、体表面温度、深部体温、心拍数、発汗量が変化する。従って、これらの生理量は温熱的生理量である。本実施形態では、深部体温、体表面温度、心拍数、発汗量の予測値を演算する。

また、本実施形態に係るＨＥＭＳ１０は、さらに、後述するヒートファクターＨＦを演算し、演算したヒートファクターＨＦを表示することができるように構成される。

上記した温熱的生理量（深部体温、体表面温度、心拍数、発汗量）の予測値の演算及びヒートファクターＨＦの演算は、演算処理部１０Ｃにてなされる。図３は、本実施形態に係る演算処理部１０Ｃの構成を機能ごとに分けて示した図である。図３に示すように、本実施形態に係る演算処理部１０Ｃは、温熱的生理量演算部１０Ｇと、ヒートファクター演算部１０Ｈと、ヒートファクター優先目標室内温度演算部１０Ｉとを有する。温熱的生理量演算部１０Ｇは、温熱的生理量の予測値を演算する。ヒートファクター演算部１０Ｈは、ヒートファクターＨＦを演算する。ヒートファクター優先目標室内温度演算部１０Ｉは、後述するヒートファクター優先目標室内温度ｔｓ（以下、ＨＦ優先目標室内温度ｔｓと言う場合もある）を演算する。

図４は、温熱的生理量演算部１０Ｇが、温熱的生理量の予測値（予測体表面温度ｔｓｋ、予測深部体温ｔｃｒ、予測発汗量ｗｓｗ及び予測心拍数ＨＲ）を演算するために実行する温熱的生理量演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ＨＥＭＳ１０が駆動された後に、所定の短時間ごとに繰り返し実行される。このルーチンが起動すると、温熱的生理量演算部１０Ｇは、まず、図４のステップ（以下、ステップをＳと略記する）１０１にて、情報取得部１０Ｂに取得された現在の室内温度ｔａを読み込み、次いで、Ｓ１０２にて、情報取得部１０Ｂに取得された現在の室内湿度ＲＨを読み込む。

続いて、温熱的生理量演算部１０Ｇは、ユーザーの人体側情報を読み込む（Ｓ１０３）。ユーザーの人体側情報とは、温熱的生理量の変化に影響する人体情報及びユーザーが装備する服装に関する情報である。具体的には、ユーザーの身長、体重、年齢、性別、服装、活動量等の情報が、人体側情報に相当する。これらの人体側情報は、ディスプレイ１２ａを介して、予め情報取得部１０Ｂに取得されている。

続いて、温熱的生理量演算部１０Ｇは、Ｓ１０４にて、着衣指数ｃｌｏを取得する。「着衣指数ｃｌｏ」とは、住宅Ｈの室内に存在する人（ユーザー）の服装の軽重を表す数値である。着衣指数ｃｌｏは、着衣量が多いほど（厚着であるほど）大きい値となるように設定される。例えば、着衣指数ｃｌｏは、以下の表１のように設定することができる。なお、着衣指数ｃｌｏが１とは、着衣の熱抵抗が０．１５５（ｍ^２・℃）／Ｗであることを表す。

表１に示すような、季節・服装と、着衣指数ｃｌｏとの関係を示す情報は、予めメイン制御装置１１内の記憶領域に記憶されている。温熱的生理量演算部１０Ｇは、Ｓ１０４にて、情報取得部１０Ｂに取得されているユーザーの「服装」に関する情報（着衣情報）を表１に照らし合わせることにより、着衣指数ｃｌｏを取得する。例えば、ユーザーの「服装」が「夏期軽装」であれば、着衣指数ｃｌｏは０．３である。

次に、温熱的生理量演算部１０Ｇは、Ｓ１０５にて、活動指数ｍｅｔを取得する。「活動指数ｍｅｔ」とは、室内に存在する人の代謝量（活動量）の大きさを表す数値である。活動指数ｍｅｔは、代謝量（活動量）が大きいほど大きい値に設定される。例えば、活動指数ｍｅｔは以下の表２のように設定することができる。

表２に示すように、室内でのユーザーの活動態様（代謝情報）が「安静」である場合に活動指数ｍｅｔが１に設定され、活動態様が「軽作業」である場合には活動指数ｍｅｔが２に設定され、活動態様が「重作業」である場合に活動指数ｍｅｔが３に設定される。なお、活動指数ｍｅｔが１とは、代謝量が５８．１４Ｗ／ｍ^２であることを表す。

温熱的生理量演算部１０Ｇは、情報取得部１０Ｂに取得されているユーザーの「活動量」に関する情報（代謝情報）に基づいて、活動指数ｍｅｔを取得する。例えば、ユーザーの「活動量」が「室内軽作業」であれば、活動指数ｍｅｔは２である。

温熱的生理量演算部１０Ｇは、着衣指数ｃｌｏ及び活動指数ｍｅｔを取得した後に、Ｓ１０６に処理を進め、予測体表面温度ｔｓｋ、予測深部体温ｔｃｒ、予測心拍数ＨＲ、予測発汗量ｗｓｗを演算する。予測体表面温度ｔｓｋは、ユーザーの現在の体表面温度の予測値である。予測深部体温ｔｃｒは、ユーザーの現在の深部体温の予測値である。予測心拍数ＨＲは、ユーザーの現在の心拍数の予測値である。予測発汗量ｗｓｗは、ユーザーの現在の発汗量の予測値である。

ここで、北海道大学大学院工学研究院は、体表面温度、深部体温、心拍数、発汗量（温熱的生理量）を、着衣指数ｃｌｏ（着衣情報）、活動指数ｍｅｔ（代謝情報）及び属性情報（身長、体重、年齢、性別等）を含む人体側情報及び、室内温度ｔａ、室内湿度ＲＨを含む環境情報に基づいて予測するモデル（暑熱環境ストレス評価モデル）を提案している。図５は、暑熱環境ストレス評価モデルの概要を示す図である。図５によれば、人体の温熱的生理量が、人体側要因を表す量（着衣情報、代謝情報、属性情報等）及び環境側要因を表す量に基づいて予測できることが示されている。従って、斯かるモデルに用いられる予測演算式を利用することにより、着衣指数ｃｌｏ（着衣情報）、活動指数ｍｅｔ（代謝情報）、属性情報及び環境情報に基づいて、温熱的生理量の予測値（予測体表面温度ｔｓｋ、予測深部体温ｔｃｒ、予測心拍数ＨＲ、予測発汗量ｗｓｗ）を個体別に精度良く演算することができる。なお、予測体表面温度ｔｓｋ、予測深部体温ｔｃｒ、予測心拍数ＨＲ、予測発汗量ｗｓｗの具体的な予測演算手法は、以下の文献１を参照されたい。
文献１：H. Kubota, K. Kuwabara, Y. Hamada: "The development and initial validation of a virtual dripping sweat rate and a clothing wetness ratio for use in predictive heat strain models": International Journal of Biometeorology, Volume 58, Issue 6, pp 1339-1353

温熱的生理量演算部１０Ｇは、図４のＳ１０６にて予測体表面温度ｔｓｋ，予測深部体温ｔｃｒ，予測発汗量ｗｓｗ，予測心拍数ＨＲを演算した後に、演算結果を表示制御部１０Ｄに出力する（Ｓ１０７）。その後、このルーチンを一旦終了する。表示制御部１０Ｄは、温熱的生理量演算部１０Ｇから受け取った演算結果がディスプレイ１２ａに表示されるようにディスプレイ１２ａの表示を制御する。これにより、ディスプレイ１２ａに、予測体表面温度ｔｓｋ、予測深部体温ｔｃｒ、予測発汗量ｗｓｗ及び予測心拍数ＨＲが表示される。

図６は、ディスプレイ１２ａ上における予測体表面温度ｔｓｋ、予測深部体温ｔｃｒ、予測発汗量ｗｓｗ及び予測心拍数ＨＲの表示画面（以下、温熱的生理量出力画面と呼ぶ）の一例を示す図である。図６に示す例では、体表温度（予測体表面温度ｔｓｋ）が３５．０℃、深部体温（予測深部体温ｔｃｒ）が３７．０℃、心拍数（予測心拍数ＨＲ）が７０ｂ．ｐ．ｍ．（ｂｅａｔｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）、発汗量（予測発汗量ｗｓｗ）が１４００ｇである。ユーザーは、温熱的生理量出力画面により自身の温熱的生理状態を確認することができる。

また、ヒートファクター演算部１０Ｈは、ヒートファクター演算処理を実行することにより、ヒートファクターＨＦを演算する。ここで、ヒートファクターＨＦとは、ユーザーの温冷感の度合いを表す温熱的指標を言う。ヒートファクターＨＦは、予測体表面温度ｔｓｋに基づいて求められており、また、予測体表面温度ｔｓｋは、環境情報、人体側情報（着衣情報、代謝情報、属性情報）に基づいて求められている。従って、ヒートファクターＨＦは、ユーザーに関する温熱的指標として個体別に演算される。

図７は、ヒートファクター演算部１０ＨがヒートファクターＨＦを演算するために実行するヒートファクター演算処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンが起動すると、ヒートファクター演算部１０Ｈは、まず、図７のＳ２０１にて、温熱的生理量演算部１０Ｇが演算した予測体表面温度ｔｓｋを取得する。次いで、ヒートファクター演算部１０Ｈは、Ｓ２０２にて、予測体表面温度ｔｓｋに基づいてヒートファクターＨＦを演算する。この場合、ヒートファクター演算部１０Ｈは、以下の式（１）又は式（２）を用いて、ヒートファクターＨＦを演算する。
ｔｓｋｎ≦ｔｓｋ≦ｔｓｋｃｒの場合：ｔｓｋｃｒ＝３６℃として、
ＨＦ＝［（ｔｓｋ−ｔｓｋｎ）／（ｔｓｋｃｒ−ｔｓｋｎ）］×４ （１）
ｔｓｋ＜ｔｓｋｎの場合：ｔｓｋｃｒ＝２９℃として、
ＨＦ＝［−（ｔｓｋ−ｔｓｋｎ）／（ｔｓｋｃｒ−ｔｓｋｎ）］×４ （２）

上記式（１）及び式（２）において、ｔｓｋｎは中立体表面温度（℃）、ｔｓｋｃｒは臨界体表面温度（℃）である。また、中立体表面温度ｔｓｋｎは、以下の式（３）により求めることができる。
ｔｓｋｎ＝３５．７−０．０２７５×Ｍ×５８．１４ （３）
式（３）において、Ｍは代謝量（活動指数ｍｅｔ）である。

上記式（１）又は式（２）を用いて演算されたヒートファクターＨＦの値が０である場合、温熱的に中立な状態（温熱的中立状態）を表す。このとき温熱的な快適性が最も高い。ヒートファクターＨＦの値が正方向に高くなるほどユーザーが暑く感じていることを表し、ヒートファクターＨＦの値が負方向に低くなるほどユーザーが寒く感じていることを表す。ヒートファクターＨＦが４以上である場合、暑過ぎて温熱的生理状態が危険な状態であると言える。ヒートファクターＨＦが−４以下である場合、寒過ぎて温熱的生理状態が危険な状態であると言える。本実施形態では、ヒートファクターＨＦが４程度で暑くて危険な状態であり、３程度でとても暑い状態であり、２程度で暑い状態であり、１程度でやや暑い状態であり、０で中立状態であり、−１程度でやや寒い状態であり、−２程度で寒い状態であり、−３程度でとても寒い状態であり、−４程度で寒くて危険な状態であるといったように、ヒートファクターＨＦと温冷感との対応付けがなされている。

ヒートファクター演算部１０Ｈは、ヒートファクターＨＦを演算した後に、図７のＳ２０３に処理を進め、演算したヒートファクターＨＦを表示制御部１０Ｄに出力する。その後、このルーチンを終了する。表示制御部１０Ｄは、演算処理部１０Ｃから入力されたヒートファクターＨＦがディスプレイ１２ａに表示されるようにディスプレイ１２ａを制御する。これにより、ディスプレイ１２ａに、ヒートファクターＨＦが表示される。

図８は、ディスプレイ１２ａ上におけるヒートファクターＨＦの表示画面（以下、ＨＦ表示画面と呼ぶ）を示す。図８に示すように、ＨＦ表示画面には、３水準の着衣情報（薄着、標準、厚着）と、３水準の代謝情報（重作業、軽作業、安静）とによって３行３列のマトリクス状に表示され、９分割された各領域に、それぞれの着衣情報と代謝情報に基づいて演算された予測体表面温度ｔｓｋから求めた９個のヒートファクターＨＦが表示される。そして、現在のユーザーの着衣情報、代謝情報におけるヒートファクターＨＦが、数値と背景色で読み取れるようになっている。なお、上記の３水準の着衣情報に対応する着衣指数ｃｌｏとしては、例えば、表１に示した値が設定される。着衣情報に関して、ＨＦ表示画面において、プルダウンメニューにより、季節として、冷房期、中間期、暖房期を選択することができるようになっており、それぞれ、表１における夏期、中間期（秋・春）、冬期の値が設定される。また、上記の３水準の代謝情報に対応する活動指数ｍｅｔとしては、例えば、表２に示した値が設定される。

さらに、本実施形態に係るＨＥＭＳ１０は、室内に設置された空調機器（電力負荷Ｄ２）を制御することができるように構成される。ここで、本実施形態に係るＨＥＭＳ１０は、空調機器を制御する場合に、２通りの制御方式のいずれかを選択することができるように構成されている。２通りの制御方式のうちの一方は、設定温度優先制御方式であり、他方は、ヒートファクター優先制御方式である。ヒートファクター優先制御方式は、ヒートファクターＨＦに基づいて空調機器を制御する方式である。

空調機器の制御方式を設定する場合、ディスプレイ１２ａには、環境制御画面が表示される。図９に、ディスプレイ１２ａ上に表示される環境制御画面を示す。図９に示される環境制御画面にて、空調機器を運転するか停止するかをプルダウンメニューにより選択することができる。また、空調機器を運転する場合、空調機器の制御方式を、設定温度優先制御方式にするかヒートファクター優先制御方式にするかを、プルダウンメニューにより選択することができる。なお、図９の環境制御画面に表示されたグラフには、設定温度優先制御を実行する場合に単位時間ごと（一時間ごと）に定められた設定温度（棒グラフ）、及び、ヒートファクター優先制御を実行した場合に設定されたヒートファクターに基づいて計算された設定温度（星印）が示されている。後述の説明においては、ヒートファクター優先制御について説明し、設定温度優先制御についての説明は比較的周知であるので省略する。

ユーザーがヒートファクター優先制御方式を選択した場合、ユーザーは、自ら、ヒートファクターの所望の値（設定ヒートファクターＨＦｓ）を設定することができる。図１０は、環境制御画面上に表示されたヒートファクター設定画面を示す図である。図１０に示すように、ヒートファクター設定画面は、ヒートファクターのレベル、優先者、服装（着衣情報）、活動（代謝情報）を、それぞれ入力することができるように構成されている。優先者の欄には、例えば室内に複数の人が存在しているとき、後述するヒートファクター優先制御処理にて用いる属性情報として特定される人が入力される。また、ヒートファクターのレベルは、「低」、「やや低」、「中」、「やや高」、「高」の中から選択することができる。表３に、ヒートファクターのレベルと、そのレベルに対応するヒートファクターの設定値（設定ヒートファクターＨＦｓ）との対応関係を示す。

表３に示すように、ヒートファクターのレベルが「低」のとき、設定ヒートファクターＨＦｓは−１に設定され、ヒートファクターのレベルが「やや低」のとき、設定ヒートファクターＨＦｓは−０．５に設定され、ヒートファクターのレベルが「中」のとき、設定ヒートファクターＨＦｓは０に設定され、ヒートファクターのレベルが「やや高」のとき、設定ヒートファクターＨＦｓは０．５に設定され、ヒートファクターのレベルが「高」のとき、設定ヒートファクターＨＦｓは１に設定される。

デフォルトでは、ヒートファクターのレベルは「中」、すなわち設定ヒートファクターＨＦｓが０に設定されるが、健康増進を図るために適度な環境ストレスを自ら与えたいようなときにおいては、暖房期にヒートファクターのレベルを低い側に設定することもできるし、冷房期にヒートファクターのレベルを高い側に設定することもできる。

ヒートファクター優先制御方式が選択された場合、演算処理部１０Ｃのヒートファクター優先目標室内温度演算部１０Ｉ（以下、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉと言う場合もある）は、ヒートファクターＨＦが設定ヒートファクターＨＦｓに一致するような温度であるヒートファクター優先目標室内温度ｔｓ（以下、ＨＦ優先目標室内温度ｔｓと言う場合もある）を演算する。これとともに、機器制御部１０Ｆは、空調機器設定温度制御処理を実行する。これらの演算処理及び制御処理により、ヒートファクター優先制御が実行される。

図１１は、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０ＩがＨＦ優先目標室内温度ｔｓを演算するために実行するＨＦ優先目標室内温度演算処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンが起動すると、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、まず、図１１のＳ３０１にて、ユーザーによりヒートファクター設定画面に入力されたヒートファクターのレベルに基づいて、設定ヒートファクターＨＦｓを取得する。次いで、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、現在の室内湿度ＲＨを読み込む（Ｓ３０２）。続いて、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、ユーザーの属性情報（ユーザーの身長、体重、年齢、性別、個人差係数等）を取得し（Ｓ３０３）、さらに、着衣指数ｃｌｏ、活動指数ｍｅｔを取得する（Ｓ３０４，Ｓ３０５）。

その後、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、読み込んだ室内湿度ＲＨ、取得した設定ヒートファクターＨＦｓ、属性情報、着衣指数ｃｌｏ、活動指数ｍｅｔに基づいて、ＨＦ優先目標室内温度ｔｓを演算する（Ｓ３０６）。ここで、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、仮設定した室内温度、読み込んだ室内湿度ＲＨ、取得した属性情報、着衣指数ｃｌｏ、活動指数ｍｅｔに基づいてヒートファクターを求める。そして、仮設定した室内温度を徐々に変化させて順次ヒートファクターを求め、求めたヒートファクターが設定ヒートファクターＨＦｓに一致したときに、または、求めたヒートファクターが設定ヒートファクターＨＦｓに最も近接したときに、仮設定した室内温度をＨＦ優先目標室内温度ｔｓとする。つまり、Ｓ３０６では、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、ヒートファクターが設定ヒートファクターＨＦｓに一致するとき、または最も近接するときに用いられた室内温度をＨＦ優先目標室内温度ｔｓに設定する。

次いで、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、演算したＨＦ優先目標室内温度ｔｓを機器制御部１０Ｆに出力する（Ｓ３０７）。その後、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、このルーチンを一旦終了する。ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉは、このルーチンを所定の微小間隔ごとに繰り返し実行し、その都度、演算したＨＦ優先目標室内温度ｔｓを機器制御部１０Ｆに出力する。

機器制御部１０Ｆは、上述したように空調機器設定温度制御処理を実行することにより、空調機器を制御する。この機器制御部１０Ｆが、本発明の空調機器制御装置に相当する。図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃは、機器制御部１０Ｆが実行する空調機器設定温度制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンが起動すると、機器制御部１０Ｆは、まず、図１２ＡのＳ４０１にて、温度刻み幅Δｔｄ、室内温度取得間隔時間Δτ、室内温度変化率閾値α、室内温度許容偏差Δｔｅを読み込む。

温度刻み幅Δｔｄは、空調機器に予め定められている設定温度間隔であり、空調機器の設定温度として設定することができる温度の刻み幅である。つまり、温度刻み幅Δｔｄごとに設定温度を空調機器に設定することができる。この温度刻み幅Δｔｄは、例えば市販の空調機器に備えられているリモコン等によって設定することができる設定温度間隔に相当する。温度刻み幅Δｔｄは、例えば、０．５℃、或いは１．０℃に設定することができる。

室内温度取得間隔時間Δτは、後述する室内温度時間変化率Ｓの計算に用いる時間であり、例えば１０分に設定される。室内温度変化率閾値αは、後述する室内温度時間変化率Ｓの閾値である。この室内温度変化率閾値αは、室内温度状態が定常温度状態であるか否かを判断するための閾値として用いられ、例えば０．０５℃／ｍｉｎ．に設定される。室内温度許容偏差Δｔｅは、室内温度ｔａが後述する目標室内温度ｔｓ１に実質的に一致しているとみなせるか否かを判断する場合に用いる温度差の閾値であり、例えば０．２５℃に設定される。これらの値は、予めメイン制御装置１１内の記憶領域に記憶されている。従って、Ｓ４０１では、機器制御部１０Ｆは、上記記憶領域から、これらの値（Δｔｄ、Δτ、α、Δｔｅ）を読み出す。

次いで、機器制御部１０Ｆは、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉが出力した最新のＨＦ優先目標室内温度ｔｓを取得する（Ｓ４０２）。続いて、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４０２で取得したＨＦ優先目標室内温度ｔｓに対し、温度刻み幅Δｔｄを用いて丸め込み処理を行うことにより、目標室内温度ｔｓ１を演算する（Ｓ４０３）。ここで言う「丸め込み処理」とは、温度刻み幅Δｔｄごとに空調機器に設定することができる複数の設定可能温度のうち最もＨＦ優先目標室内温度ｔｓに近い設定可能温度を選択し、選択した設定可能温度を目標室内温度ｔｓ１に設定する処理を言う。つまり、Ｓ４０３における丸め込み処理とは、ＨＦ優先目標室内温度ｔｓを、最も近い設定可能温度に丸め込んで目標室内温度ｔｓ１を演算する処理である。

例えば、温度刻み幅Δｔｄが０．５℃であり、設定温度範囲が１８．０℃〜３０．０℃であるとする。この場合、１８．０℃、１８．５℃、１９・０℃、１９．５℃、２０．０℃、２０．５℃、２１．０℃、２１．５℃、２２．０℃、・・・２９．５℃、３０．０℃、というように、設定温度範囲の下限から上限にかけて０．５℃間隔（温度刻み幅間隔）で段階的に増加する複数の温度が、空調機器に設定することができる温度（設定可能温度）である。ここで、ＨＦ優先目標室内温度ｔｓが２１．３℃である場合、ＨＦ優先目標室内温度ｔｓに最も近い設定可能温度は２１．５℃である。従って、丸め込み処理により、２１．５℃が選択される。そして、選択された温度が、目標室内温度ｔｓ１に設定される。このようにして、目標室内温度ｔｓ１が演算される。

上記の説明からわかるように、目標室内温度ｔｓ１は、ヒートファクターＨＦに基づいて、より詳しくは、ヒートファクターＨＦが予め定められる設定ヒートファクターＨＦｓに一致する温度（或いはヒートファクターＨＦが設定ヒートファクターＨＦｓに最も近接する温度）であるＨＦ優先目標室内温度ｔｓに基づいて、求められている。さらに、目標室内温度ｔｓ１は、温度刻み幅Δｔｄごとに設定可能な複数の設定可能温度のうち、ＨＦ優先目標室内温度ｔｓに最も近い温度として求められる。

次に、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４０４にて、制御対象の空調機器が室内温度を所望の温度（目標室内温度ｔｓ１）に調節するために設定される温度である設定温度ｔσを、目標室内温度ｔｓ１に基づいて設定する。具体的には、目標室内温度ｔｓ１（上記の例では２１．５℃）を設定温度ｔσに設定する（Ｓ４０４）。このＳ４０４の処理を行う部分が、本発明の設定温度設定部に相当する。

機器制御部１０Ｆは、Ｓ４０４にて設定温度ｔσを設定した後に、設定した設定温度ｔσを制御対象の空調機器に送信する（Ｓ４０５）。これにより、空調機器は、室内温度ｔａが設定温度ｔσに近づくように、室内温度ｔａを調節する。つまり、空調機器は、設定温度ｔσに基づいて室内温度を調節する。

機器制御部１０Ｆは、Ｓ４０５にて設定温度ｔσを空調機器に送信した後に、最新の室内温度ｔａを取得する（Ｓ４０６）。次いで、Ｓ４０３で演算した目標室内温度ｔｓ１を前回目標室内温度ｔｓ０に設定し（Ｓ４０７）、さらに、Ｓ４０６で取得した室内温度ｔａを前回室内温度ｔａ０に設定する（Ｓ４０８）。続いて、機器制御部１０Ｆは、タイマー時間τｃをリセットする（Ｓ４０９）。

その後、機器制御部１０Ｆは、図１２ＢのＳ４１０に処理を進め、タイマー時間τｃのカウントを開始する。次いで、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１１に処理を進め、ＨＦ優先目標室内温度演算部１０Ｉが出力した最新のＨＦ優先目標室内温度ｔｓを取得する。続いて、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１１にて取得したＨＦ優先目標室内温度ｔｓに対して温度刻み幅Δｔｄを用いて丸め込み処理を行うことにより、目標室内温度ｔｓ１を演算する（Ｓ４１２）。次に、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１２にて演算した目標室内温度ｔｓ１から前回目標室内温度ｔｓ０を差し引くことによって、目標室内温度差Δｔｓ（＝ｔｓ１−ｔｓ０）を演算する（Ｓ４１３）。

続いて、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１４に処理を進め、目標室内温度差Δｔｓが０であるか否かを判断する。目標室内温度差Δｔｓが０である場合（Ｓ４１４：Ｙｅｓ）、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１８に処理を進める。一方、目標室内温度差Δｔｓが０でない場合（Ｓ４１４：Ｎｏ）、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１５に処理を進めて、現在の設定温度ｔσに目標室内温度差Δｔｓを加算することにより、設定温度ｔσを変更する。その後、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１５にて変更した設定温度ｔσを空調機器に送信する（Ｓ４１６）。これにより、空調機器は、変更された設定温度ｔσに基づいて室内温度ｔａを調節する。Ｓ４１６の処理を行う部分が、本発明の設定温度変更部に相当する。その後、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１１にて取得した目標室内温度ｔｓ１を前回目標室内温度ｔｓ０に設定する（Ｓ４１７）。次いで、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４１８に処理を進める。

Ｓ４１８では、機器制御部１０Ｆは、タイマー時間τｃが室内温度取得間隔時間Δτ以上であるか否かを判断する。タイマー時間τｃが室内温度取得間隔時間Δτ未満である場合（Ｓ４１８：Ｎｏ）、機器制御部１０ＦはＳ４１１に処理を戻して上記した処理を繰り返す。このように、機器制御部１０Ｆは、タイマー時間τｃが室内温度取得間隔時間Δτに達するまでは、ＨＦ優先目標室内温度ｔｓを繰り返し取得する。そして、今回取得したＨＦ優先目標室内温度ｔｓに対して丸め込み処理を施して演算された目標室内温度ｔｓ１が前回目標室内温度ｔｓ０から変化した場合には、空調機器の設定温度をその温度差分（変化分）だけ変化させ、変化させた設定温度ｔσを空調機器に送信する。

Ｓ４１８にて、タイマー時間τｃが室内温度取得間隔時間Δτ以上であると判断された場合（Ｓ４１８：Ｙｅｓ）、機器制御部１０Ｆは、図１２ＣのＳ４１９に処理を進め、設定温度ｔσに基づいて空調機器が調節している最新の室内温度ｔａを取得する。次いで、機器制御部１０Ｆは、室内温度時間変化率Ｓを演算する（Ｓ４２０）。ここで、室内温度時間変化率Ｓは、単位時間当たりにおける室内温度ｔａの変化量である。本実施形態において、室内温度時間変化率Ｓは、タイマー時間τｃがカウントを開始してからタイマー時間τｃが室内温度取得間隔時間Δτに達するまでに変化した室内温度差の時間変化率である。この室内温度時間変化率Ｓは、Ｓ４１９にて取得した室内温度ｔａと前回室内温度ｔａ０との差Δｔａ（＝ｔａ−ｔａ０）を室内温度取得間隔時間Δτで除すことにより求められる。

次いで、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４２０にて演算した室内温度時間変化率Ｓ（＝Δｔａ／Δτ）の絶対値が、室内温度変化率閾値α以下であるか否かを判断する（Ｓ４２１）。Ｓ４２１の判断結果がＮｏである場合、すなわち室内温度時間変化率Ｓ（＝Δｔａ／Δτ）の絶対値が室内温度変化率閾値αよりも大きい場合、機器制御部１０Ｆは、室内温度が変化している途中であり、室内温度状態が定常温度状態（室内温度がほぼ一定であるとみなせる温度状態）ではないと判断する。一方、Ｓ４２１の判断結果がＹｅｓである場合、すなわち室内温度の時間変化率Ｓ（＝Δｔａ／Δτ）の絶対値が室内温度変化率閾値α以下の場合、機器制御部１０Ｆは、室内温度状態が定常温度状態であると判断する。つまり、Ｓ４２１では、設定温度ｔσに基づいて空調機器が調節している室内温度ｔａの時間変化率（室内温度時間変化率Ｓ）の絶対値（＝｜Δｔａ／Δτ｜）が所定の閾値（室内温度変化率閾値α）以下であるか否かに基づいて、室内温度状態が定常温度状態にあるか否かが判断される。このＳ４２１の処理を行う部分が、本発明の室内温度状態判断部に相当する。

Ｓ４２１の判断結果がＮｏである場合、すなわち室内温度時間変化率Ｓ（＝Δｔａ／Δτ）の絶対値が室内温度変化率閾値αよりも大きい場合、機器制御部１０Ｆは、室内温度状態が定常温度状態に至っていないと判断する。この場合、機器制御部１０ＦはＳ４２７に処理を進めて、Ｓ４１９にて取得した室内温度ｔａを前回室内温度ｔａ０に設定し、次いで、タイマー時間τｃをリセットする（Ｓ４２８）。その後、図１２ＢのＳ４１０に処理を戻して、Ｓ４１１以降の処理を繰り返す。このような処理の繰り返しにより、機器制御部１０Ｆは、室内温度状態が定常温度状態に至るまでは、Ｓ４１１にてＨＦ優先目標室内温度ｔｓを繰り返し取得する。そして、今回取得したＨＦ優先目標室内温度ｔｓに対して丸め込み処理を施して演算された目標室内温度ｔｓ１が前回目標室内温度ｔｓ０から変化した場合には、空調機器の設定温度をその温度差分（変化分）だけ変化させ、変化させた設定温度ｔσを空調機器に送信する。

また、Ｓ４２１の判断結果がＹｅｓである場合、すなわち室内温度時間変化率Ｓ（＝Δｔａ／Δτ）の絶対値が室内温度変化率閾値α以下である場合、機器制御部１０Ｆは、室内温度状態が定常状態に至っていると判断する。この場合、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４２２に処理を進めて、目標室内温度ｔｓ１と室内温度ｔａとの温度差Δｔ（＝ｔｓ１−ｔａ）を演算する。次いで、Ｓ４２２にて演算した温度差Δｔの絶対値が、室内温度許容偏差Δｔｅ以下であるか否かを判断する（Ｓ４２３）。Ｓ４２３の処理を行う部分が、本発明の温度差判断部に相当する。Ｓ４２３にて、温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅ以下であると判断した場合（Ｓ４２３：Ｙｅｓ）、機器制御部１０Ｆは、室内温度ｔａが、十分に目標室内温度ｔｓ１（設定温度ｔσ）に近づくように調節されていると判断する。この場合、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４２７に処理を進めて、ＳＳ４１９にて取得した室内温度ｔａを前回室内温度ｔａ０に設定し、次いで、タイマー時間τｃをリセットする（Ｓ４２８）。その後、図１２ＢのＳ４１０に処理を戻して、Ｓ４１１以降の処理を繰り返す。

また、Ｓ４２３にて、温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅよりも大きいと判断した場合（Ｓ４２３：Ｎｏ）、機器制御部１０Ｆは、室内温度状態が定常温度状態であるにもかかわらず、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１に近づいていないと判断する。このような現象は、空調機器固有の制御特性、空調機器の制御精度の個体差等によって生じると考えられる。

このような場合、本実施形態では、温度差Δｔを用いて設定温度ｔσを補正することで、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１に近づくように、機器制御部１０Ｆが空調機器を制御する。具体的には、Ｓ４２３の判断結果がＮｏである場合、機器制御部１０Ｆは、まず、Ｓ４２４にて、温度差Δｔに対し、温度刻み幅Δｔｄを用いて丸め込み処理を行うことにより、設定温度差Δｔ１を演算する。ここでいう「丸め込み処理」とは、温度刻み幅Δｔｄを用いて段階的に表される複数の温度差（刻み温度差）のうち、温度差Δｔに最も近い温度差を選択し、選択した温度差を設定温度差Δｔ１に設定する処理を言う。つまり、Ｓ４２４における丸め込み処理とは、温度差Δｔを、温度刻み幅Δｔｄを用いて段階的に表される温度差のうち最も近い温度差に丸め込んで設定温度差Δｔ１を演算する処理である。

例えば、温度刻み幅Δｔｄが０．５℃である場合、温度刻み幅Δｔｄを用いて段階的に表される複数の温度差（刻み温度差）は、−２℃から２℃の範囲では、−２．０℃、−１．５℃、−１．０℃、−０．５℃、０℃、０．５℃、１．０℃、１．５℃、２．０℃である。ここで、温度差Δｔが０．８℃である場合、複数の刻み温度差のうち温度差Δｔに最も近い刻み温度差は、１．０℃である。従ってこの場合、設定温度差Δｔ１が１．０℃に設定される。また、温度差Δｔが−１．４℃である場合、複数の刻み温度差のうち温度差Δｔに最も近い刻み温度差は、−１．５℃である。従ってこの場合、設定温度差Δｔ１が−１．５℃に設定される。このようにして、Ｓ４２４では、温度刻み幅Δｔｄを用いて温度差Δｔを丸め込むことにより、設定温度差Δｔ１を演算する。

次いで、機器制御部１０Ｆは、現在の設定温度ｔσに、Ｓ４２４にて演算した設定温度差Δｔ１を加算することによって、設定温度ｔσを補正する（Ｓ４２５）。つまり、Ｓ４２５では、温度刻み幅Δｔｄを用いて段階的に表される複数の刻み温度差のうち温度差Δｔに最も近い刻み温度差としての設定温度差Δｔ１を設定温度ｔσに加算することにより、設定温度が補正される。

機器制御部１０Ｆは、Ｓ４２５にて設定温度ｔσを補正した後に、補正した設定温度ｔσを空調機器に送信する（Ｓ４２６）。続いて、機器制御部１０Ｆは、Ｓ４２７に処理を進めて、Ｓ４１９にて取得した室内温度ｔａを前回室内温度ｔａ０に設定し、次いで、タイマー時間τｃをリセットする（Ｓ４２８）。その後、図１２ＢのＳ４１０に処理を戻して、Ｓ４１１以降の処理を繰り返す。

なお、Ｓ４２４の処理において、温度差Δｔが、温度刻み幅Δｔｄの半分未満の大きさである場合、演算される設定温度差Δｔ１は０℃である。この場合、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１にほぼ一致するとみなされる。よって、Ｓ４２５の処理にて設定温度ｔσは変更されないことになる。

機器制御部１０Ｆが上記した処理を実行することにより、空調機器（電力負荷Ｄ２）は、室内温度状態が定常温度状態であって且つ温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅよりも大きいときに、従前の設定温度ｔσに設定温度差Δｔ１が加算されることによって補正された設定温度ｔσに基づいて、室内温度ｔａを調節する。

ここで、設定温度差Δｔ１が負である場合は、目標室内温度ｔｓ１が室内温度ｔａよりも低い。つまり、目標室内温度ｔｓ１に対して室内温度ｔａが高い。この場合に従前の設定温度ｔσに負数の設定温度差Δｔ１を加算して設定温度ｔσを補正すると、補正された設定温度ｔσは低下する。低下した設定温度ｔσに基づいて空調機器が室内温度ｔａを調節することにより、室内温度ｔａが低下する。こうして室内温度ｔａを低下させることにより、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができる。その結果、温度差Δｔの絶対値を室内温度許容偏差Δｔｅ以下にすることができる。

また、設定温度差Δｔ１が正である場合は、目標室内温度ｔｓ１が室内温度ｔａよりも高い。つまり、目標室内温度ｔｓ１に対して室内温度ｔａが低い。この場合に従前の設定温度ｔσに正数の設定温度差Δｔ１を加算して設定温度ｔσを補正すると、補正された設定温度ｔσは上昇する。上昇した設定温度ｔσに基づいて空調機器が室内温度ｔａを調節することにより、室内温度ｔａが上昇する。こうして室内温度ｔａを上昇させることにより、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができる。その結果、温度差Δｔの絶対値を室内温度許容偏差Δｔｅ以下にすることができる。

このように、本実施形態に係る設定温度ｔσの補正処理（Ｓ４２５の処理）により、室内温度状態が定常温度状態であって、且つ温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅよりも大きい場合に、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができる。言い換えれば、本実施形態に係る設定温度ｔσの補正処理は、室内温度状態が定常温度状態であって且つ温度差Δｔが室内温度許容偏差Δｔｅよりも大きい場合に、温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅ以下になるように、設定温度ｔσを補正する処理である。このＳ４２５の処理が、本発明の設定温度補正部に相当する。

図１４は、本実施形態に係る設定温度ｔσの補正処理を行わない場合における、室内温度ｔａの推移の一例を示すグラフである。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、室内暖房時における室内温度ｔａの推移を示すグラフであり、図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）は、室内冷房時における室内温度ｔａの推移を示すグラフである。図１４に示す各グラフの横軸が時間、縦軸が温度である。また、時間τ０の時点で、図１２ＡのＳ４０４の処理の実行により設定温度ｔσが目標室内温度ｔｓ１に設定され、時間τ０よりも後の時間τ１の時点で、図１２ＣのＳ４２１の処理の実行により室内温度状態が定常温度状態であると判断される（すなわち室内温度時間変化率Ｓの絶対値が室内温度変化率閾値α以下であると判断される）。

図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のいずれの場合においても、時間τ１以降は、室内温度状態が定常温度状態であるにも関わらず、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１から大きく乖離している状況が継続している。つまり、定常温度状態であるときにおける温度差Δｔ（＝ｔｓ１−ｔａ）の絶対値が大きい状態が継続している。このように定常温度状態であるときに室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１と大きく乖離する原因として、空調機器固有の制御特性、空調機器の制御精度の個体差等が挙げられる。空調機器の制御精度の固体差は、空調機器の性能に依存する。また、空調機器固有の制御特性の一例として、室内の天井付近に室内機が取り付けられた空調機器において、室内機の吸込口付近に設置された温度センサが検出した吸込温度を室内温度ｔａとみなし、その吸込温度と設定温度ｔσとの差に基づいて空調制御が行われるというような制御特性を挙げることができる。このような制御特性によれば、例えば、暖房時に天井付近が温かく床付近が寒いというような、室内の上下方向で温度ムラが生じ、床に近いユーザー周囲の室内温度ｔａが十分に上がらない状態で天井付近のみが設定温度ｔσに達したとして暖房出力を抑える制御が実行されることがある。この場合、室内温度ｔａが設定温度ｔσから乖離した状態が継続することになる。

この点に関し、本実施形態では、Ｓ４２５の処理にて室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１に近づくように設定温度ｔσが補正されるので、精度よく、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１（＝設定温度ｔσ）に近づけることができる。その結果、ユーザーにとって快適な室内温度環境を提供することができるのである。

図１３は、本実施形態に係る設定温度ｔσの補正処理を行った場合における、室内温度ｔａの推移の一例を示すグラフである。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、室内暖房時における室内温度ｔａの推移を示すグラフであり、図１３（ｃ）及び図１３（ｄ）は、室内冷房時における室内温度ｔａの推移を示すグラフである。図１３に示す各グラフの横軸が時間、縦軸が温度である。また、時間τ０の時点で、図１２ＡのＳ４０４の処理の実行により設定温度ｔσが目標室内温度ｔｓ１に設定され、時間τ０よりも後の時間τ１の時点で、図１２ＣのＳ４２１の処理の実行により室内温度状態が定常温度状態であると判断される。（すなわち室内温度の時間変化率Ｓの絶対値が室内温度変化率閾値α以下であると判断される）。

図１３（ａ）においては、室内暖房時であって且つ室内温度状態が定常温度状態と判断される時間τ１の時点で、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１よりもかなり低いという温度状況が一旦発生している。しかし、時間τ１の時点で図１２ＣのＳ４２５の処理の実行により設定温度ｔσがｔσ＋Δｔ１に補正されることによって設定温度ｔσが高くされる。そのため時間τ１以降、室内温度ｔａが上昇し、その結果、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができる。また、図１３（ｂ）に示すグラフにおいては、時間τ１の時点で、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１よりもかなり高いという温度状況が一旦発生している。しかし、時間τ１の時点で図１２ＣのＳ４２５の処理の実行により設定温度ｔσがｔσ＋Δｔ１に補正されることによって設定温度ｔσが低くされる。そのため時間τ１以降、室内温度ｔａが低下し、その結果、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができる。また、図１３（ｃ）に示すグラフにおいては、時間τ１の時点で、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１よりもかなり高いという温度状況が一旦発生している。しかし、時間τ１の時点で図１２ＣのＳ４２５の処理の実行により設定温度ｔσがｔσ＋Δｔ１に補正されることによって設定温度ｔσが低くされる。そのため時間τ１以降、室内温度ｔａが低下し、その結果、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができる。また、図１３（ｄ）に示すグラフにおいては、時間τ１の時点で、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１よりもかなり低いという温度状況が一旦発生している。しかし、時間τ１の時点で図１２ＣのＳ４２５の処理の実行により設定温度ｔσがｔσ＋Δｔ１に補正されることによって設定温度ｔσが高くされる。そのため時間τ１以降、室内温度ｔａが上昇し、その結果、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができる。

このように、本実施形態に係る設定温度ｔσの補正処理を行うことにより、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１と大きく乖離することを防止することができる。このため、ユーザーにとってより快適な室内温度環境をユーザーに提供することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るＨＥＭＳ１０が備える機器制御部１０Ｆは、室内温度ｔａを所望の目標室内温度ｔｓ１に調節するために設定される設定温度ｔσに基づいて室内温度ｔａを調節するように構成された空調機器（電力負荷Ｄ２）を制御する制御装置として機能する。また、機器制御部１０Ｆは、設定温度ｔσを設定する設定温度設定部Ｓ４０４と、設定温度ｔσに基づいて空調機器が調節している室内温度ｔａの時間変化率（室内温度時間変化率Ｓ）の絶対値が室内温度変化率閾値α以下であるか否かに基づいて、室内温度状態が定常温度状態であるか否かを判断する室内温度状態判断部Ｓ４２１と、室内温度状態判断部Ｓ４２１にて室内温度状態が定常温度状態であると判断されたときに、目標室内温度ｔｓ１と室内温度との温度差Δｔ（＝ｔｓ１−ｔａ）の絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅ以下であるか否かを判断する温度差判断部Ｓ４２３と、温度差判断部Ｓ４２３にて温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅよりも大きいと判断されたときに、温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅ以下になるように、設定温度設定部Ｓ４０４にて設定された設定温度ｔσを温度差Δｔに基づいて補正する設定温度補正部Ｓ４２５と、を備える。

本実施形態によれば、室内温度状態が定常温度状態に至った場合における目標室内温度ｔｓ１と室内温度ｔａとの温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅより大きいときに、上記温度差Δｔが室内温度許容偏差以下になるように補正された設定温度ｔσに基づいて室内温度が調節される。その結果、温度差Δｔをより小さく（或いは０に）することができる。よって、ユーザーにとってより好ましい室内温度環境をユーザーに提供することができる。

また、本実施形態によれば、目標室内温度ｔｓ１は、室内に存在する人の温熱的生理状態に関連する温熱的指標であるヒートファクターＨＦに基づいて定められる。より詳しくは、目標室内温度ｔｓ１は、ヒートファクターＨＦが設定ヒートファクターＨＦｓに一致する温度であるＨＦ優先目標室内温度ｔｓに基づいて求められる。そして、こうしてヒートファクターＨＦに基づいて求められた目標室内温度ｔｓ１に基づいて室内温度ｔａが調節される。つまり、ヒートファクター優先制御によって室内温度ｔａが調節される。このため、ユーザーの温冷感に基づいて空調機器によって室内温度ｔａが精度よく調節されるので、ユーザーにとってより快適な室内温度環境をユーザーに提供することができる。

また、本実施形態によれば、設定温度ｔσは、予め定められている温度刻み幅Δｔｄごとに設定可能であり、目標室内温度ｔｓ１は、温度刻み幅Δｔｄごとに設定可能な複数の温度（設定可能温度）のうち、ヒートファクターＨＦが設定ヒートファクターＨＦｓに一致する温度に最も近い温度として演算される。そして、こうして求められた目標室内温度ｔｓ１が設定温度ｔσに設定される。このように目標室内温度ｔｓ１を複数の設定可能温度のいずれかに設定することにより、市販の空調機器の制御に本実施形態で説明したヒートファクター優先制御を適用することができる。

また、本実施形態によれば、設定温度補正部Ｓ４２５は、温度刻み幅Δｔｄを用いて段階的に表される複数の刻み温度差のうち温度差Δｔに最も近い刻み温度差を設定温度差Δｔ１として設定温度ｔσに加算することにより、設定温度ｔσを補正する。このように設定温度を補正することにより、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１よりも高い場合には、設定温度ｔσを低下させて、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができ、室内温度ｔａが目標室内温度ｔｓ１よりも低い場合には、設定温度ｔσを上昇させて、室内温度ｔａを目標室内温度ｔｓ１に近づけることができる。よって、室内温度ｔａと目標室内温度ｔｓ１との温度差Δｔの絶対値が室内温度許容偏差Δｔｅ以下になるように設定温度を補正することができる。また、補正後の設定温度ｔσも、設定可能温度のいずれかに設定される。このため市販の空調機器の制御に本実施形態で説明したヒートファクター優先制御を適用することができる。

また、本実施形態によれば、機器制御部１０Ｆは、目標室内温度ｔｓ１が変化したときに、目標室内温度ｔｓ１の変化量に相当する目標室内温度差Δｔｓを設定温度ｔσに加算することにより、設定温度を変更する設定温度変更部Ｓ４１５を備える。本実施形態で示したヒートファクター優先制御方式によって空調機器を制御しているときに、室内の湿度変化が生じた場合、或いは着衣情報、代謝情報、設定ヒートファクターＨＦｓをユーザーが自ら変更した場合、ヒートファクターが変化するため、それに伴って目標室内温度ｔｓ１が変化する場合がある。このような場合に上記設定温度変更部Ｓ４１５にて設定温度ｔσを変更することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、ＨＥＭＳ１０の機器制御部１０Ｆに空調機器制御装置としての機能を持たせた例について説明したが、独立した空調機器制御装置として本発明を実施してもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

１０…ＨＥＭＳ、１０Ａ…センサ部、１０Ｂ…情報取得部、１０Ｃ…演算処理部、１０Ｄ…表示制御部、１０Ｅ…表示・入力部、１０Ｆ…機器制御部（空調機器制御装置）、１０Ｇ…温熱的生理量演算部、１０Ｈ…ヒートファクター演算部、１０Ｉ…ヒートファクター優先目標室内温度演算部、１１…メイン制御装置、１２…タブレット型端末制御装置、１２ａ…ディスプレイ、１３…温度センサ、１４…湿度センサ、Ｄ１…電力負荷、Ｄ２…電力負荷（空調装置）、Ｈ１…熱負荷、ＨＦ…ヒートファクター、ＨＦｓ…設定ヒートファクター（所望の値）、Ｓ…室内温度時間変化率（時間変化率）、ｔａ…室内温度、ｔｓ…ヒートファクター優先目標室内温度、ｔｓ１…目標室内温度、ｔσ…設定温度、α…室内温度変化率閾値（所定の閾値）、Δｔ…温度差、Δｔｄ…温度刻み幅、Δｔｅ…室内温度許容偏差、Δｔｓ…目標室内温度差、Ｓ４０４…設定温度設定部、Ｓ４１５…設定温度変更部、Ｓ４２１…室内温度状態判断部、Ｓ４２３…温度差判断部、Ｓ４２５…設定温度補正部

Claims (6)

1. 室内温度を所望の目標室内温度に調節するために設定される設定温度に基づいて室内温度を調節するように構成された空調機器を制御する空調機器制御装置であって、
   前記設定温度を設定する設定温度設定部と、
   前記設定温度に基づいて前記空調機器が調節している室内温度の時間変化率の絶対値が所定の閾値以下であるか否かに基づいて、室内温度状態が定常温度状態であるか否かを判断する室内温度状態判断部と、
   前記室内温度状態判断部にて室内温度状態が定常温度状態であると判断されたときに、前記目標室内温度と室内温度との温度差の絶対値が予め定められる室内温度許容偏差以下であるか否かを判断する温度差判断部と、
   前記温度差判断部にて前記温度差の絶対値が前記室内温度許容偏差よりも大きいと判断されたときに、前記温度差の絶対値が前記室内温度許容偏差以下になるように、前記設定温度設定部にて設定された前記設定温度を前記温度差に基づいて補正する設定温度補正部と、
   を備える、空調機器制御装置。
2. 請求項１に記載の空調機器制御装置において、
   前記目標室内温度は、室内に存在する人の温熱的生理状態に関連する温熱的指標であるヒートファクターに基づいて求められており、
   前記設定温度設定部は、前記目標室内温度に基づいて前記設定温度を設定する、空調機器制御装置。
3. 請求項２に記載の空調機器制御装置において、
   前記目標室内温度は、前記ヒートファクターが予め定められる所望の値に一致する温度に基づいて求められる、空調機器制御装置。
4. 請求項２又は３に記載の空調機器制御装置において、
   前記設定温度は、予め定められている温度刻み幅ごとに設定可能であり、
   前記目標室内温度は、前記温度刻み幅ごとに設定可能な複数の温度のうち、前記ヒートファクターが予め定められる所望の値に一致する温度に最も近い温度であり、
   前記設定温度設定部は、前記目標室内温度を前記設定温度に設定する、空調機器制御装置。
5. 請求項４に記載の空調機器制御装置において、
   前記設定温度補正部は、前記温度刻み幅を用いて段階的に表される複数の刻み温度差のうち前記温度差に最も近い刻み温度差を前記設定温度に加算することにより、前記設定温度を補正する、空調機器制御装置。
6. 請求項４又は５に記載の空調機器制御装置において、
   前記目標室内温度が変化したときに、前記目標室内温度の変化量に相当する目標室内温度差を前記設定温度に加算することにより、前記設定温度を変更する設定温度変更部を備える、空調機器制御装置。

Images