JP2018123998A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数台の空気調和装置を有した空気調和システムにおいて、各空気調和装置を制御するための制御ルールを最新のものに容易に更新できるようにする。【解決手段】同一空間（S）を空気調和する複数台の空気調和装置（20,30）を設ける。各空気調和装置（20,30）、及び各空気調和装置（20,30）とは独立して設けられた機器（50）の少なくとも一方から、インターネット（100）を介して各空気調和装置（20,30）を制御するための情報を取得し、取得した情報に基づいて、各空気調和装置（20,30）を個別に制御する制御部（60）を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和システムに関するものである。

店舗や事務所などを含んだ建物を空気調和する設備（空気調和システム）では、ひとつの設備制御装置で複数台の空気調和装置を制御する場合がある（例えば特許文献１を参照）。この特許文献の例では、１台の設備制御装置がローカルエリアネットワークによって複数台の空気調和装置と接続されており、ローカルエリアネットワークを介して、これらの空気調和装置を制御している。

特開２０１１−２４７５１４号公報

しかしながら、前記特許文献の装置では空気調和装置を制御するための制御のルールがＲＯＭに格納されており、空気調和装置の設置環境などに適した制御ルールに更新したくても容易には実施できない。

本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、複数台の空気調和装置を有した空気調和システムにおいて、各空気調和装置を制御するための制御ルールを最新のものに容易に更新できるようにすることを目的としている。

前記の課題を解決するため、第１の態様は、
同一空間（S）を空気調和する複数台の空気調和装置（20,30）と、
各空気調和装置（20,30）、及び各空気調和装置（20,30）とは独立して設けられた機器（50）の少なくとも一方から、インターネット（100）を介して各空気調和装置（20,30）を制御するための情報を取得し、取得した情報に基づいて、各空気調和装置（20,30）を個別に制御する制御部（60）と、
を備えたことを特徴とする空気調和システムである。

この構成では、制御部（60）は、インターネット（100）を介して空気調和装置（20,30）を制御する。

また、第２の態様は、第１の態様において、
前記制御部（60）は、取得した前記情報を格納する記憶装置（62）を備え、前記記憶装置（62）に格納された情報を統計処理、又は機械学習によって処理することによって、各空気調和装置（20,30）を個別に制御するための制御ルールを構築することを特徴とする空気調和システムである。

この構成では、各空気調和装置（20,30）は個別の制御ルールによって制御される。

また、第３の態様は、第１又は第２の態様において、
前記複数台の空気調和装置（20,30）のうちの少なくとも１台は、冷媒回路（21）を備えていることを特徴とする空気調和システムである。

この構成では、冷媒回路（21）が制御部（60）によって制御される。

また、第４の態様は、第１又は第２の態様において、
前記複数台の空気調和装置（20,30）のうちの少なくとも２台は、冷媒回路（21）を備え、
それぞれの冷媒回路（21）は、互いに独立していることを特徴とする空気調和システムである。

この構成では、冷媒回路（21）を備えた空気調和装置（20）に対して、個別制御を容易に行うことが可能になる。

また、第５の態様は、第３又は第４の態様において、
前記制御部（60）は、前記冷媒回路（21）における、冷媒の凝縮温度及び蒸発温度の少なくとも一方を前記情報に基づいて制御することを特徴とする空気調和システムである。

この構成では、冷媒回路（21）を備えた空気調和装置（20）に対して、凝縮温度及び蒸発温度の少なくとも一方の制御を容易に行うことが可能になる。

また、第６の態様は、第１から第５の態様の何れかにおいて、
前記制御部（60）は、インターネット（100）から防災情報を入手し、当該防災情報を前記空気調和装置（20,30）の運転に反映させることを特徴とする空気調和システムである。

この構成では、防災情報が空気調和装置（20,30）の制御に用いられる。

また、第７の態様は、第１から第５の態様の何れかにおいて、
前記制御部（60）は、前記空間（S）内に配置された温度センサの検出値が異常温度であると判断した場合にインターネットを介して通報することを特徴とする空気調和システムである。

また、第８の態様は、第１から第７の態様の何れかにおいて、
前記制御部（60）との通信を行う通信部（80）を備え、
前記空気調和装置（20,30）は、前記通信部（80）を備えたものであるか、若しくは該通信部（80）を後付け可能に構成されていることを特徴とする空気調和システムである。

第１の態様によれば、複数台の空気調和装置を有した空気調和システムにおいて、各空気調和装置を制御するための制御ルールを最新のものに容易に更新することが可能になる。

また、第２の態様によれば、空気調和装置は個別の制御ルールによって制御されるので、空気調和システムにおいてより細かい制御が容易になる。

また、第３の態様によれば、冷媒回路を有する空気調和装置を備えた空気調和システムに対して、上記効果を得ることが可能になる。

また、第４の態様によれば、空気調和装置毎に異なる制御状態を作り出すことができ、より細かい制御が容易になる。

また、第５の態様によれば、空気調和装置毎に冷媒の蒸発温度や凝縮温度を異ならせた状態を作り出すことができ、より細かい制御が容易になる。

また、第６の態様によれば、防災情報が空気調和装置の制御に用いられるので、より安全なシステム運用が可能になる。

また、第７の態様によれば、空気調和システムを安全管理に利用することが可能になる。

また、第８の態様によれば、空気調和装置（20,30）が通信部（80）を備える（内蔵する）場合には、容易にシステム構築ができる。また、通信部（80）を後付けできる場合には、既に設置されている空気調和装置（20,30）を制御部（60）に容易に接続することが可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気調和システムの概要を示す図である。 図２は、空気調和システム（10）の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和システム（10）の概要を示す図である。図１に示すように、空気調和システム（10）は、複数台（この例では２台）の第１空気調和装置（20）と、１台の第２空気調和装置（30）とを備えている。第１空気調和装置（20）と第２空気調和装置（30）とは、後に詳述するように、機能及び構成が互いに異なっている。また、空気調和システム（10）は、環境情報検出装置（50）、クラウドサーバ（60）、携帯端末（70）、通信部（80）、及びルータ（90）も含んでいる。

通信部（80）は、複数設けられており、各空気調和装置（20,30）には、通信部（80）が１台ずつ接続されている。これらの通信部（80）は、ルータ（90）を介してインターネット（100）に接続されており、インターネット（100）に接続されているクラウドサーバ（60）と通信する。なお、通信部（80）とルータ（90）との間の通信は、有線方式で実現してもよいし、無線方式で実現してもよい。

２台の第１空気調和装置（20）及び１台の第２空気調和装置（30）は、何れも、同じ部屋（すなわち同一の空間（S））を空気調和する。

第１空気調和装置（20）は、室内（空間（S））の冷房及び暖房の双方が可能に構成されている。この例では、それぞれの第１空気調和装置（20）は、室外に設置される１台の室外ユニットと、室内（空間（S））に設置される１台の室内ユニットとを備えている（何れも図示は省略）。また、それぞれの第１空気調和装置（20）は、冷媒回路（21）と、空気調和装置制御部（22）とを備えている。各第１空気調和装置（20）では、前記室外ユニットと前記室内ユニットとの双方に跨がって冷媒回路（21）が構成されており、前記室外ユニット内の冷媒回路（21）と前記室内ユニット内の冷媒回路（21）とは、互いに連絡配管で接続されている。冷媒回路（21）では、充填された冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

また、空気調和装置制御部（22）は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリディバイス（具体的には半導体メモリ）とを用いて構成されている。空気調和装置制御部（22）は、通信部（80）を介してクラウドサーバ（60）から受信した指令値に応じて、冷媒回路（21）に設けられている圧縮機（図示を省略）の容量や膨張弁（図示を省略）の開度等を制御する。それにより、冷媒回路（21）における、冷媒の凝縮温度や蒸発温度が制御される。また、各第１空気調和装置（20）では、クラウドサーバ（60）からの指令に応じて、空気調和装置制御部（22）が、前記室内ユニットが備えているファン（詳しくは空気調和された空気を室内に送るファン）の風量も調整する。

また、第１空気調和装置（20）は、該第１空気調和装置（20）が備えるセンサの検出値などの情報や、それらのセンサの検出値を基に演算した情報を、通信部（80）を介して、定期的にクラウドサーバ（60）に送信するとともに、これらの情報を、クラウドサーバ（60）から要求があった場合にもクラウドサーバ（60）に送信するように構成されている。第１空気調和装置（20）がクラウドサーバ（60）に送信する情報としては、例えば、室内ユニットの吸い込み空気の温度、冷媒の蒸発温度や凝縮温度、相対湿度等が挙げられる。

第２空気調和装置（30）は、室内（空間（S））の調湿、より具体的には加湿を行う。この第２空気調和装置（30）は、通信部（80）を介してクラウドサーバ（60）から受信した指令値に応じて能力（具体的には加湿量）が制御される。また、第２空気調和装置（30）も、該第２空気調和装置（30）が備えるセンサの検出値などの情報や、それらのセンサの検出値を基に演算した情報を、通信部（80）を介して、定期的にクラウドサーバ（60）に送信するとともに、これらの情報を、クラウドサーバ（60）から要求があった場合にもクラウドサーバ（60）に送信するように構成されている。第２空気調和装置（30）がクラウドサーバ（60）に送信する情報としては、例えば相対湿度等が挙げられる。

また、環境情報検出装置（50）は、第１空気調和装置（20）や第２空気調和装置（30）とは独立して設けられた機器であり、温度センサと湿度センサを備え、前記室内の温度や湿度の情報を検出する。すなわち、環境情報検出装置（50）は、本発明の温度センサの一例を構成する。また、環境情報検出装置（50）は、検出値を通信部（80）あるいはルータ（90）に送信するように構成されている。環境情報検出装置（50）の検出値を受けた通信部（80）あるいはルータ（90）は、その検出値をクラウドサーバ（60）に送信する。なお、環境情報検出装置（50）と、ルータ（90）や通信部（80）との通信は、有線方式で実現してもよいし、無線方式で実現してもよい。

また、携帯端末（70）は、ユーザからの指示や情報をクラウドサーバ（60）に伝える（送信する）ための機器である。この例では、携帯端末（70）は、通信部（80）と通信できるように構成されており、ユーザは、携帯端末（70）によって、第１空気調和装置（20）の設定温度を変更する指示（具体的な値、あるいは上げる、下げるといった指示）や、「暑い」、「寒い」、「ちょうどよい」といった情報を送信することができる。携帯端末（70）からの情報を受信した通信部（80）は、その情報をクラウドサーバ（60）に送信する。勿論、携帯端末（70）とクラウドサーバ（60）とが、通信部（80）を介さずに、ルータ（90）及びインターネット（100）を介して互いに通信するように構成してもよい。

クラウドサーバ（60）は、本発明の制御部の一例であり、第１及び第２空気調和装置（20,30）を、インターネット（100）を介して制御する。この例では、クラウドサーバ（60）は、演算部（61）と記憶装置（62）とを備えるとともに、インターネット（100）を介した通信機能を有している。この例では、記憶装置（62）は、ハードディスク装置などを用いて構成されている。また、演算部（61）は、中央演算処理装置（以下、CPUと略記する）と、該CPUを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリディバイス（具体的には半導体メモリ）とを用いて構成されている。演算部（61）は、記憶装置（62）に対するデータの書き込みと、記憶装置（62）に格納されているデータの読み取りができるように構成されている。

図２に、空気調和システム（10）の動作を説明するフローチャートを示す。空気調和システム（10）では、第１空気調和装置（20）、第２空気調和装置（30）、環境情報検出装置（50）が温度や湿度などの情報を取得し（ステップＳ０１）、それらの情報をインターネット（100）を介してクラウドサーバ（60）にアップロードする（ステップＳ０２）。また、更には携帯端末（70）からの情報もクラウドサーバ（60）にアップロードされる。

クラウドサーバ（60）では、第１空気調和装置（20）、第２空気調和装置（30）、環境情報検出装置（50）、及び携帯端末（70）がアップロードした情報を統計処理することによって、各空気調和装置（20,30）を個別に制御するための制御ルールを構築する。すなわち、この例では、制御ルールの構築に、各第１空気調和装置（20）から得た情報、第２空気調和装置（30）から得た情報、更には携帯端末（70）や環境情報検出装置（50）から得た情報が使用される。以下では、制御ルールの構築に使用されるこれらの情報を環境情報とも呼ぶことにする。

そして、クラウドサーバ（60）では、これらの環境情報を記憶装置（62）に格納し、演算部（61）が記憶装置（62）に格納された環境情報に統計処理を行うことによって、個々の第１空気調和装置（20）及び個々の第２空気調和装置（30）について、制御ルールを構築する。制御ルールが構築された後は、演算部（61）は、各空気調和装置（20,30）の現在の状態（例えば冷媒の凝縮温度や蒸発温度など）や室内環境の状態（室内の温度や相対湿度など）に応じて、第１及び第２空気調和装置（20,30）の最適な運転状態（例えば、圧縮機の回転速度、冷媒回路（21）における冷媒の凝縮温度や蒸発温度、加湿量など）を制御するための指令値（すなわち運転条件）を、前記制御ルールを用いて求め（ステップＳ０３）、インターネット（100）を介して第１及び第２空気調和装置（20,30）に送信する（ステップＳ０４）。クラウドサーバ（60）から指令値を受信した第１及び第２空気調和装置（20,30）は、その指令値にしたがって、室内（空間（S））の空気調和を行う（ステップＳ０５）。

なお、本実施形態のクラウドサーバ（60）は、例えば、環境情報検出装置（50）が有する温度センサや、空気調和装置（20,30）が有する温度センサの検出値を取得した際に、当該検出値（温度）が異常温度（例えば火災が想定される温度）であると判断される場合（例えば検出値が所定の閾値よりも大きい場合）は、自動的にインターネット回線で警備部門や消防署などに、異常の発生を連絡するように構成されている。これは、例えば、空気調和システム（10）による空気調和する部屋が、火災のリスクがある部屋（火気を扱う部屋）である場合に有用な機能である。すなわち、空気調和システム（10）を安全管理に利用することが可能になる。

そして、このクラウドサーバ（60）では、記憶装置（62）に格納された環境情報を用いて、適宜、制御ルールの更新が行われるようになっている。制御ルールの更新は、定期的に行ったり、記憶装置（62）に所定量の環境情報が格納された時点で行ったりすることが考えられる。また、ユーザから要求（命令）された場合に制御ルールの更新を行うようにしてもよい。

なお、制御ルールは、環境情報の統計処理によって構築する他に、機械学習を用いた環境情報の処理（具体的には、いわゆる人工知能に学習を行わせる）によって構築してもよい。

〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態によれば、複数台の空気調和装置（20,30）を有した空気調和システム（10）において、各空気調和装置（20,30）を制御するための制御ルールを最新のものに容易に更新することが可能になる。

また、複数の空気調和装置（20,30）毎に室内ユニットからの吹き出し空気の温度を変えることが可能になり、それにより、目標温湿度に対して、細かい温度制御を行うことが可能になる。とりわけ、本実施形態では、２台の第１空気調和装置（20）は、それぞれの冷媒回路（21）が互いに独立しているので、第１空気調和装置（20）毎に冷媒の蒸発温度や凝縮温度を異ならせた状態を作り出すことができ、より細かい温度制御が容易になる。

また、空気調和システム（10）に組み込む空気調和装置として空気清浄機を含めた場合には、空気清浄機と、冷暖房装置とを連動させて、温度制御と空気清浄化とを行うことができる。その結果、本実施形態の空気調和システム（10）では、より快適な空間を提供することが可能になる。

また、複数台の空気調和装置を連動制御することで、全空気調和装置が同時にサーモオフしないようにしつつ、連続的に運転をさせることが可能になる。それにより、省エネルギー性が向上させることができる。

また、複数台の空気調和装置のうちの一台のみが高負荷運転にならないように、複数の空気調和装置で負荷をわけあいながら連動運転することが可能になる。それにより、特定の空気調和装置の製品寿命が短くならないようにできる。

また、空気調和装置を更新する場合には、過去の運転データに基づいて、クラウドサーバ（60）において負荷を計算することができ、設置する部屋負荷に最適な空気調和装置に能力や台数を容易に求めることができる。例えば、設置する部屋に対して、能力が足りている場合はより小容量の機器を選定し、足りてない場合はより大容量の機器を選定することなどができる。

また、空気調和装置を制御した結果に対して、例えば快適度合等についてのアンケートをユーザに入力してもらい、運転環境と目標値の差分を統計演算することで、ユーザが快適と感じるように、制御ルールをチューニングすることが可能になる。アンケートには、例えば携帯端末（70）を利用できる。

また、クラウドサーバ（60）の記憶装置（62）に蓄積した運転データ（例えば運転時間や負荷の大きさなど）により、空気調和システム（10）が備える空気調和装置の性能などを分析することもできる。それにより、各空気調和装置（20,30）等の故障の予兆をユーザに通知することが可能になる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２の空気調和システム（10）は、クラウドサーバ（60）の構成が実施形態１とは異なっている。具体的に、本実施形態のクラウドサーバ（60）は、空気調和の対象となっている部屋（空間（S））以外から得られる情報を制御に利用する。具体的には、クラウドサーバ（60）は、インターネット（100）を介して防災情報を入手し、その情報を第１及び第２空気調和装置（20,30）の制御に反映させる。防災情報としては、一例として地震情報が挙げられる。クラウドサーバ（60）は、前記地震情報を検知した場合には、各空気調和装置（20,30）の運転を停止する。

〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態では、防災情報を空気調和装置（20,30）の制御に用いることにより、より安全な空気調和システム（10）を構築することが可能になる。

《その他の実施形態》
なお、クラウドサーバ（60）で構築した制御ルールは、各空気調和装置（20,30）にインターネット（100）経由で転送して、各空気調和装置（20,30）でその制御ルールを利用するようにしてもよい。この場合も、クラウドサーバ（60）から適宜、新しい制御ルールを転送することで、最新の制御ルールによる空気調和が可能になる。

また、空気調和システム（10）が備える空気調和装置（20,30）の台数や形式は例示である。例えば、空気調和装置（20,30）として、除湿器や、除湿と加湿の両方が可能な機器、換気装置を採用することも可能である。また、空気調和装置（20,30）として、冷房専用機を用いたり、暖房専用機を用いたりすることも可能である。

また、空気調和装置（20,30）が冷媒回路を備えている場合には、複数台の空気調和装置（20,30）でひとつの冷媒回路を共用するように構成してもよい。

また、空気調和装置（20,30）が通信部（80）を内蔵するように構成してもよいし、既存の空気調和装置（20,30）に対して通信部（80）を後付けできるように構成してもよい。

また、環境情報検出装置（50）は、温度センサと湿度センサの双方を備える必要はなく、何れか一方を備える構成でもよい。

すなわち、環境情報検出装置（50）の構成は例示であり、空気調和装置（20,30）を制御するための情報を取得できる機器であればよい。例えば、前記の例の他に、風向き、風速、照度などの種々のセンサを、１つ又は複数用いて環境情報検出装置（50）を構成することが考えられる。

本発明は、空気調和システムとして有用である。

１０ 空気調和システム
２０ 第１空気調和装置（空気調和装置）
２１ 冷媒回路
３０ 第２空気調和装置（空気調和装置）
５０ 環境情報検出装置（機器）
６０ クラウドサーバ（制御部）
６２ 記憶装置
１００ インターネット

Claims (8)

1. 同一空間（S）を空気調和する複数台の空気調和装置（20,30）と、
   各空気調和装置（20,30）、及び各空気調和装置（20,30）とは独立して設けられた機器（50）の少なくとも一方から、インターネット（100）を介して各空気調和装置（20,30）を制御するための情報を取得し、取得した情報に基づいて、各空気調和装置（20,30）を個別に制御する制御部（60）と、
   を備えたことを特徴とする空気調和システム。
2. 請求項１において、
   前記制御部（60）は、取得した前記情報を格納する記憶装置（62）を備え、前記記憶装置（62）に格納された情報を統計処理、又は機械学習によって処理することによって、各空気調和装置（20,30）を個別に制御するための制御ルールを構築することを特徴とする空気調和システム。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記複数台の空気調和装置（20,30）のうちの少なくとも１台は、冷媒回路（21）を備えていることを特徴とする空気調和システム。
4. 請求項１又は請求項２において、
   前記複数台の空気調和装置（20,30）のうちの少なくとも２台は、冷媒回路（21）を備え、
   それぞれの冷媒回路（21）は、互いに独立していることを特徴とする空気調和システム。
5. 請求項３又は請求項４において、
   前記制御部（60）は、前記冷媒回路（21）における、冷媒の凝縮温度及び蒸発温度の少なくとも一方を前記情報に基づいて制御することを特徴とする空気調和システム。
6. 請求項１から請求項５の何れかにおいて、
   前記制御部（60）は、インターネット（100）から防災情報を入手し、当該防災情報を前記空気調和装置（20,30）の運転に反映させることを特徴とする空気調和システム。
7. 請求項１から請求項５の何れかにおいて、
   前記制御部（60）は、前記空間（S）内に配置された温度センサの検出値が異常温度であると判断した場合にインターネットを介して通報することを特徴とする空気調和システム。
8. 請求項１から請求項７の何れかにおいて、
   前記制御部（60）との通信を行う通信部（80）を備え、
   前記空気調和装置（20,30）は、前記通信部（80）を備えたものであるか、若しくは該通信部（80）を後付け可能に構成されていることを特徴とする空気調和システム。

Images