JP4175631B2 - 空調機の温度制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、外気温度の変化に応じて、空調機の設定温度を自動変更する空調機の温度制御装置に関するものである。

従来の空調機の温度制御装置においては、室外気の温度を検出する外気温度検出手段と、室内気の温度を検出する室内気温度検出手段とを設け、外気温度検出手段の検出値と予め設定させた設定値とを比較し、この比較結果に基づき冷暖房機をオンオフ制御する外気温度制御手段と、室内気温度検出手段の検出値と予め設定させた設定値とを比較し、この比較結果に基づき冷暖房機をオンオフ制御する室内気温度制御手段と、これらの外気温度制御手段と室内気温度制御手段を切換える制御モード切換手段を設ける（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１９３９８９号公報（第１頁、図２） 特開２００３−１６１４９０号公報 実開昭５９−１２４９３８号公報

上述したような従来の空調機の温度制御装置では、外気温度制御手段が外気温度検出手段の検出値と予め設定させた設定値とを比較し、この比較結果に基づき冷暖房機をオンオフ制御するだけで、外気温度が高い場合には、外部から建物内に入館すると、ヒートショックなどを起こす恐れがあるという問題点があった。

さらに、現状では、自社ビルや工場などの建物で省エネの為、空調機の設定温度を、冷房時には高めに設定したり、暖房時には低めに設定したりする運用がなされている。通常、快適設定温度は２５〜２６℃であるが、例えば、冷房時に、無条件に２８℃に設定すると、常に建物内が暑く、居住者の苦情が発生したり、業務の生産性が低下したりするという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、入館時のヒートショックなどを最小限に抑え、居住者の苦情、業務の生産性の低下を抑えつつ、省エネを図ることができる空調機の温度制御装置を得るものである。

この発明に係る空調機の温度制御装置は、空調機の設定温度を演算するための、快適モードの基準設定温度、設定温度変更判定値、第１の設定温度変更変化量、第２の設定温度変更変化量、及び設定温度変更最大値、並びに省エネモードの基準設定温度、設定温度変更判定値、第１の設定温度変更変化量、第２の設定温度変更変化量、及び設定温度変更最大値から構成されるパラメータを設定するための『パラメータの設定』ボタン、『冷房運転』ボタン、『快適モード』ボタン、及び『省エネモード』ボタンが設けられた操作部と、建物外である玄関付近の複数箇所の外気温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、前記快適モードの冷房運転が選択操作された場合には、前記複数の温度センサにより検出され平均した外気温度が、前記快適モードの基準設定温度及び設定温度変更判定値の加算値を超えていないときは、前記快適モードの基準設定温度を、空調機の設定温度とし、前記加算値以上のときは、前記検出され平均した外気温度をＥ、快適モードの基準設定温度をＡ、快適モードの設定温度変更判定値をＢ、快適モードの第１の設定温度変更変化量をＣ１、快適モードの第２の設定温度変更変化量をＣ２と表すと、Ａ＋｛（Ｅ−（Ａ＋Ｂ））×Ｃ２／Ｃ１｝を演算し、この快適モードの演算値が、快適モードの設定温度変更最大値より大きいときは、前記快適モードの設定温度変更最大値を空調機の設定温度とし、快適モードの設定温度変更最大値より大きくないときは、前記快適モードの演算値を空調機の設定温度として、前記検出された外気温度の変化に応じて前記空調機の設定温度が段階的に変化するように制御すると共に、前記省エネモードの冷房運転が選択操作された場合には、前記複数の温度センサにより検出され平均した外気温度が、前記省エネモードの基準設定温度及び設定温度変更判定値の加算値を超えていないときは、前記省エネモードの基準設定温度を、空調機の設定温度とし、前記加算値以上のときは、前記検出され平均した外気温度をＥ、省エネモードの基準設定温度をＡ、省エネモードの設定温度変更判定値をＢ、省エネモードの第１の設定温度変更変化量をＣ１、省エネモードの第２の設定温度変更変化量をＣ２と表すと、Ａ＋｛（Ｅ−（Ａ＋Ｂ））×Ｃ２／Ｃ１｝を演算し、この省エネモードの演算値が、省エネモードの設定温度変更最大値より大きいときは、前記省エネモードの設定温度変更最大値を空調機の設定温度とし、省エネモードの設定温度変更最大値より大きくないときは、前記省エネモードの演算値を空調機の設定温度として、前記検出された外気温度の変化に応じて前記空調機の設定温度が段階的に変化するように制御する制御部と設けたものである。

この発明に係る空調機の温度制御装置は、入館時のヒートショックなどを最小限に抑えることができ、また、居住者の苦情、業務の生産性の低下を抑えつつ、省エネを図ることができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る空調機の温度制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る空調機の温度制御装置の概略構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、この実施の形態１に係る空調機の温度制御装置は、建物の玄関の外に設置され、玄関付近の外気温度を検出する外気の温度センサ１０と、メモリ等を有するマイクロコンピュータなどの制御部３０と、各種ボタンやテンキーで操作設定し赤外線等の無線で送信するリモコンなどの操作部４０とを備える。制御部３０は、空調機５０の設定温度を演算して自動変更する。なお、制御部３０がパソコンなどの場合には、キーボードやマウスが操作部４０となる。また、外気の温度センサ１０は１個に限られず、日当りのよい場所と日陰の場所ではかなりの温度差が生じると考えられるので玄関付近の数箇所に複数個設けてもよい。

つぎに、この実施の形態１に係る空調機の温度制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図２は、この発明の実施の形態１に係る空調機の温度制御装置の制御部の動作を示すフローチャートである。また、図３は、この発明の実施の形態１に係る空調機の温度制御装置の制御部の動作を示すタイミングチャートである。この図３では、横軸が時間、縦軸が温度（℃）を表し、例えば半日における外気温度３１０の変化と、空調機５０の設定温度３２０の変化の関係を示す。

外気温度が高い場合は、空調機の設定温度が多少高くても、体感温度としては涼しく感じる。例えば、外気温度が３８℃の場合は、設定温度が２８℃でも、温度差が１０℃あり、涼しく感じる。この実施の形態１では、このことを利用して、外気温度の変化に応じて、空調機の設定温度を自動変更し、建物内への入館時のヒートショックなどを最小限に抑え、居住者の苦情、業務の生産性の低下を抑えつつ、省エネを図るものである。

最初に、ステップ１０１において、制御部３０は、空調機の設定温度を演算するためのパラメータの設定を実行する。このパラメータの設定は、居住者により操作部４０の『パラメータの設定』ボタン、テンキーを通じて行われる。入力されたパラメータは、メモリに記憶される。

ここで、空調機５０の設定温度を演算する際に使用されるパラメータについて説明する。パラメータとしては、基準設定温度（Ａ）と、設定温度変更判定値（Ｂ）と、設定温度変更変化量（外気温度）（Ｃ１）と、設定温度変更変化量（設定温度）（Ｃ２）と、設定温度変更最大値（Ｄ）とがある。

パラメータの具体的数値例を以下に掲げておく。
基準設定温度（Ａ）＝２６℃、
設定温度変更判定値（Ｂ）＝５℃、
設定温度変更変化量（外気温度）（Ｃ１）＝１℃、
設定温度変更変化量（設定温度）（Ｃ２）＝０.５℃、
設定温度変更最大値（Ｄ）＝２８℃。
設定温度変更変化量（外気温度）及び（設定温度）の意味は、外気温度が＋１℃上昇したら、設定温度を＋０.５℃だけ上昇させることである。

なお、パラメータは、複数種類設けてもよい。例えば、上記のパラメータの具体的数値例を『快適モード』とし、基準設定温度（Ａ）を２８℃に設定した『省エネモード』を設けてもよい。この『省エネモード』のパラメータの具体的数値例は、次の通りである。
基準設定温度（Ａ）＝２８℃、
設定温度変更判定値（Ｂ）＝５℃、
設定温度変更変化量（外気温度）（Ｃ１）＝１℃、
設定温度変更変化量（設定温度）（Ｃ２）＝０.５℃、
設定温度変更最大値（Ｄ）＝３０℃。

次に、ステップ１０２において、制御部３０は、冷房運転か否かを判断する。この冷房運転は、操作部４０の『冷房運転』ボタンを通じて行われる。なお、操作部４０に『快適モード』ボタンや『省エネモード』ボタンが設けてある場合には、このときに選択操作する。冷房運転の場合は次のステップへ進み、冷房運転でない場合には本処理を終了する。

次に、ステップ１０３において、制御部３０は、外気温度を入力する。つまり、温度センサ１０により検出された玄関付近の外気温度を入力する。温度センサ１０を複数個設けた場合には、それぞれで検出された外気温度を平均する。

次に、ステップ１０４において、検出された外気温度が基準以上かを判断する。つまり、この検出された外気温度が、基準設定温度（Ａ）＋設定温度変更判定値（Ｂ）を超えていない場合はステップ１０５へ進み、超えている場合にはステップ１０６へ進む。

次に、ステップ１０５において、基準設定温度（Ａ）を、空調機の設定温度とする。空調機は、建物内の温度が設定温度になるように動作する。この後、ステップ１０２へ戻る。

次に、ステップ１０６において、空調機の設定温度を演算する。検出された外気温度をＥと表し、以下の式により、メモリに記憶されているパラメータを使用して設定温度の演算値を求める。

演算値＝Ａ＋｛（Ｅ−（Ａ＋Ｂ））×Ｃ２／Ｃ１｝

次に、ステップ１０７において、上記の演算値が設定温度変更最大値（Ｄ）より大きいかを判断する。演算値が設定温度変更最大値（Ｄ）より大きい場合は次のステップ１０８へ進み、大きくない場合にはステップ１０８をスキップしてステップ１０９へ進む。

次に、ステップ１０８において、設定温度変更最大値（Ｄ）を演算値とする。

次に、ステップ１０９において、演算値を、空調機の設定温度とする。空調機は、建物内の温度が設定温度になるように動作する。この後、ステップ１０２へ戻る。

ここで、上述した『快適モード』のパラメータの具体的数値例を用いて、空調機の設定温度の自動変更について説明する。

図３に示すように、外気温度３１０が、基準設定温度（Ａ）＋設定温度変更判定値（Ｂ）（２６℃＋５℃＝３１℃）までは、空調機の設定温度を、基準設定温度（Ａ）＝２６℃とする（ステップ１０４〜１０５）。

外気温度３１０が、３１℃を超える場合には、設定温度変更変化量（外気温度）（Ｃ１＝１℃）、及び設定温度変更変化量（設定温度）（Ｃ２＝０.５℃）を使用して、外気温度３１０が＋１℃上昇したら、設定温度３２０を＋０.５℃だけ上昇するように、空調機の設定温度を自動変更する。

図３に示すように、外気温度３１０が３１℃のときは、３１℃−３１℃＝０℃であるので、空調機の設定温度３２０を２６.０℃＋０.０℃＝２６.０℃とする。外気温度３１０が３２℃のときは、３２℃−３１℃＝１℃であるので、空調機の設定温度３２０を２６.０℃＋０.５℃＝２６.５℃とする。すなわち、正確には外気温度３１０が３２℃未満までは、空調機の設定温度３２０を２６.０℃とする。

つづいて、外気温度３１０が３３℃に上昇したときは、３３℃−３１℃＝２℃であるので、空調機の設定温度３２０を２６.０℃＋１.０℃＝２７.０℃とする。外気温度３１０が３４℃に上昇したときは、３４℃−３１℃＝３℃であるので、空調機の設定温度３２０を２６.０℃＋１.５℃＝２７.５℃とする。外気温度３１０が３５℃のときは、３５℃−３１℃＝４℃であるので、空調機の設定温度３２０を２６.０℃＋２.０℃＝２８.０℃とする。

さらに、外気温度３１０が３６℃に上昇したときは、３６℃−３１℃＝５℃であるので、空調機の設定温度３２０を２６.０℃＋２.５℃＝２８.５℃としなければならないが、設定温度変更最大値（Ｄ）が２８℃であるので、空調機の設定温度３２０を２８.０℃に制限する。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る空調機の温度制御装置について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る空調機の温度制御装置の概略構成を示す図である。

図４において、この実施の形態２に係る空調機の温度制御装置は、上記実施の形態１に係る空調機の温度制御装置に、建物内に設置され、内気温度を検出する内気の温度センサ２０をさらに備える。なお、内気の温度センサ２０は１個に限られず、人が出入りする玄関付近と空調機の傍や建物の奥ではかなりの温度差が生じると考えられるので建物内の数箇所に複数個設けてもよい。

つぎに、この実施の形態２に係る空調機の温度制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図５は、この発明の実施の形態２に係る空調機の温度制御装置の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップ２０１〜２０３は、上記の実施の形態１のステップ１０１〜１０３と同様である。

次に、ステップ２０４において、制御部３０Ａは、内気温度を入力する。つまり、温度センサ２０により検出された建物内の内気温度を入力する。温度センサ２０を複数個設けた場合には、それぞれで検出された内気温度を平均する。

次に、ステップ２０５において、制御部３０Ａは、入力した外気温度と内気温度の温度差が所定値以上か判断する。この所定値は、例えば、５℃〜１０℃程度である。つまり、外内気温度差が、所定値を超えていない場合はステップ２０６へ進み、超えている場合にはステップ２０７へ進む。

この以降のステップ２０６〜２１０は、上記の実施の形態１のステップ１０５〜１０９と同様である。

この発明の実施の形態１に係る空調機の温度制御装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る空調機の温度制御装置の制御部の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る空調機の温度制御装置の制御部の動作を示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２に係る空調機の温度制御装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る空調機の温度制御装置の制御部の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 外気の温度センサ、２０ 内気の温度センサ、３０、３０Ａ 制御部、４０ 操作部、５０ 空調機。

Claims (2)

1. 空調機の設定温度を演算するための、快適モードの基準設定温度、設定温度変更判定値、第１の設定温度変更変化量、第２の設定温度変更変化量、及び設定温度変更最大値、並びに省エネモードの基準設定温度、設定温度変更判定値、第１の設定温度変更変化量、第２の設定温度変更変化量、及び設定温度変更最大値から構成されるパラメータを設定するための『パラメータの設定』ボタン、『冷房運転』ボタン、『快適モード』ボタン、及び『省エネモード』ボタンが設けられた操作部と、
   建物外である玄関付近の複数箇所の外気温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、
   前記快適モードの冷房運転が選択操作された場合には、前記複数の温度センサにより検出され平均した外気温度が、前記快適モードの基準設定温度及び設定温度変更判定値の加算値を超えていないときは、前記快適モードの基準設定温度を、空調機の設定温度とし、前記加算値以上のときは、前記検出され平均した外気温度をＥ、快適モードの基準設定温度をＡ、快適モードの設定温度変更判定値をＢ、快適モードの第１の設定温度変更変化量をＣ１、快適モードの第２の設定温度変更変化量をＣ２と表すと、Ａ＋｛（Ｅ−（Ａ＋Ｂ））×Ｃ２／Ｃ１｝を演算し、この快適モードの演算値が、快適モードの設定温度変更最大値より大きいときは、前記快適モードの設定温度変更最大値を空調機の設定温度とし、快適モードの設定温度変更最大値より大きくないときは、前記快適モードの演算値を空調機の設定温度として、前記検出された外気温度の変化に応じて前記空調機の設定温度が段階的に変化するように制御すると共に、
   前記省エネモードの冷房運転が選択操作された場合には、前記複数の温度センサにより検出され平均した外気温度が、前記省エネモードの基準設定温度及び設定温度変更判定値の加算値を超えていないときは、前記省エネモードの基準設定温度を、空調機の設定温度とし、前記加算値以上のときは、前記検出され平均した外気温度をＥ、省エネモードの基準設定温度をＡ、省エネモードの設定温度変更判定値をＢ、省エネモードの第１の設定温度変更変化量をＣ１、省エネモードの第２の設定温度変更変化量をＣ２と表すと、Ａ＋｛（Ｅ−（Ａ＋Ｂ））×Ｃ２／Ｃ１｝を演算し、この省エネモードの演算値が、省エネモードの設定温度変更最大値より大きいときは、前記省エネモードの設定温度変更最大値を空調機の設定温度とし、省エネモードの設定温度変更最大値より大きくないときは、前記省エネモードの演算値を空調機の設定温度として、前記検出された外気温度の変化に応じて前記空調機の設定温度が段階的に変化するように制御する制御部と
   を備えたことを特徴とする空調機の温度制御装置。
2. 空調機の設定温度を演算するための、快適モードの基準設定温度、設定温度変更判定値、第１の設定温度変更変化量、第２の設定温度変更変化量、及び設定温度変更最大値、並びに省エネモードの基準設定温度、設定温度変更判定値、第１の設定温度変更変化量、第２の設定温度変更変化量、及び設定温度変更最大値から構成されるパラメータを設定するための『パラメータの設定』ボタン、『冷房運転』ボタン、『快適モード』ボタン、及び『省エネモード』ボタンが設けられた操作部と、
   建物外である玄関付近の複数箇所の外気温度をそれぞれ検出する複数の外気温度センサと、
   建物内の複数箇所の内気温度をそれぞれ検出する複数の内気温度センサと、
   前記快適モードの冷房運転が選択操作された場合には、前記複数の外気温度センサにより検出され平均した外気温度と前記複数の内気温度センサにより検出され平均した内気温度の温度差が、第１の所定値を超えていないときは、前記快適モードの基準設定温度を、空調機の設定温度とし、前記第１の所定値以上のときは、前記検出され平均した外気温度をＥ、快適モードの基準設定温度をＡ、快適モードの設定温度変更判定値をＢ、快適モードの第１の設定温度変更変化量をＣ１、快適モードの第２の設定温度変更変化量をＣ２と表すと、Ａ＋｛（Ｅ−（Ａ＋Ｂ））×Ｃ２／Ｃ１｝を演算し、この快適モードの演算値が、快適モードの設定温度変更最大値より大きいときは、前記快適モードの設定温度変更最大値を空調機の設定温度とし、快適モードの設定温度変更最大値より大きくないときは、前記快適モードの演算値を空調機の設定温度として、前記検出された外気温度の変化に応じて前記空調機の設定温度が段階的に変化するように制御すると共に、
   前記省エネモードの冷房運転が選択操作された場合には、前記複数の温度センサにより検出され平均した外気温度と前記複数の内気温度センサにより検出され平均した内気温度の温度差が、第２の所定値を超えていないときは、前記省エネモードの基準設定温度を、空調機の設定温度とし、前記第２の所定値以上のときは、前記検出され平均した外気温度をＥ、省エネモードの基準設定温度をＡ、省エネモードの設定温度変更判定値をＢ、省エネモードの第１の設定温度変更変化量をＣ１、省エネモードの第２の設定温度変更変化量をＣ２と表すと、Ａ＋｛（Ｅ−（Ａ＋Ｂ））×Ｃ２／Ｃ１｝を演算し、この省エネモードの演算値が、省エネモードの設定温度変更最大値より大きいときは、前記省エネモードの設定温度変更最大値を空調機の設定温度とし、省エネモードの設定温度変更最大値より大きくないときは、前記省エネモードの演算値を空調機の設定温度として、前記検出された外気温度の変化に応じて前記空調機の設定温度が段階的に変化するように制御する制御部と
   を備えたことを特徴とする空調機の温度制御装置。

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