JP4544816B2 - エリア別空調制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調制御システム、特に、複数のエリアに対する共通の空調環境提供手段として配備される１又は複数の空調室内機を有する空気調和装置を制御する空調制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルなどの建造物に設置される空調システムでは、家庭内のペア型の空気調和装置などと異なり、オフィス等の１つの空間に対して複数台の空調室内機が共通の空調環境提供手段として配備される空気調和装置が用いられることが多い。そして、これらの空調室内機が１つの空間全体に対して概ね均一の空調環境を提供するように、空気調和装置が制御されている。
【０００３】
一方、空調システムが提供する空調環境を享受する人間は、１人ではなく、複数存在することが多い。したがって、複数の人が空調環境に関する異なった要求を持っている場合には、上記のような１つの空間に一律の空調環境を提供する空調制御を行うと、快適度合いが不足していると感じる人が出現することになる。このような人は、例えば仕事を行うオフィスにおいて生産効率が低下したり、病院の大部屋において十分に快適な環境を得られなくなったりする恐れがある。
【０００４】
そこで、できるだけ多くの人の空調環境に対する要求に応えられるように、空調後の空気を吹き出す空調室内機を個々の人に対してそれぞれ配備し、個別に空調を行うようにした空調システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このシステムは、一般にパーソナル空調システムと呼ばれ、個々の要求を満足させることによって各人の生産効率を高く維持することができ、生産性向上の効果を得ることができるとされている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−８８９５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のパーソナル空調システムを採用すれば、仕事を行う複数の人から成る組織においては、生産性の向上というメリットを得ることができるとともに、個々に対して１台ずつ空調室内機を配備しているため、空調室内機それぞれが消費したエネルギー量を公知の按分方法を用いて求め、各人が消費したと考えられる空調エネルギーとして扱うことが可能になる。すなわち、上記のパーソナル空調システムでは、各人（１つの空調室内機に１人の個人ではなく団体が割り当てられている場合には、各団体）が空調環境の享受により消費したエネルギー量を公知の方法で推定することが容易にでき、その推定を基にして各人に課金することも可能である。
【０００７】
しかし、パーソナル空調システムが採用されておらず、個人あるいは団体が使用するエリア（空間）に対して空調室内機が１対１で対応していない場合には、まず、個人あるいは団体それぞれの要求を受けても、従来の空気調和装置ではエリア毎の要求に合わせた空調制御はできない。また、従来においては消費エネルギー量の推定する際の最小単位が各空調室内機であり、１つの空調室内機が複数の個人あるいは団体が使用するエリアに空調環境の提供を行っている場合には、各個人あるいは団体に課金を行うためのエネルギー按分をすることができない。
【０００８】
本発明の課題は、複数のエリアに対する共通の空調環境提供手段として配備される１又は複数の空調室内機を有する空気調和装置によって、複数のエリアそれぞれに個別の空調環境を提供するとともに、個別の空調環境を提供した複数のエリアの使用主それぞれの空調に関するエネルギー消費度合いを明確にすることができる空調制御システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るエリア別空調制御システムは、一つの空間の複数のエリアに対する共通の空調環境提供手段として配備される１又は複数の空調室内機を有し、且つエリアと空調室内機が一対一に対応していない空気調和装置を制御する制御システムであって、エリア情報入力部と、制御部と、演算部とを備えている。エリア情報入力部は、手入力、あるいは他のコンピュータなどを介して、エリアの空調環境に関する情報であるエリア情報を受ける。エリア情報は、例えば、窓際のエリアであり外気の影響を受けやすいといった情報、ＯＡ機器などの発熱機器が多いといった情報、空調室内機から遠いといった距離に関する情報、エリアに居る個人や団体の空調環境に関する好みや要求といった情報などが挙げられる。制御部は、エリア情報に応じて、空気調和装置を制御する。制御部は、例えば、吹き出す空気の速度を制御したり、吹き出し空気の方向を変えるフラップの動きを制御したりすることで、空調室内機から吹き出される空気の流れを制御する。また、空調室内機が個別制御の可能な複数の輻射面を持つものである場合には、制御部は、それぞれの輻射面から放出される熱量を制御する。これにより、制御部は、エリアそれぞれに対して、エリア情報に対応した空調環境を提供する。演算部は、制御部の制御の内容を加味して、空調環境の提供に要した空気調和装置の消費エネルギー量をエリアそれぞれに対して按分する。
【００１０】
ここでは、各エリアに対して１対１に空調室内機が対応しているのではなく、少なくとも１つの空調室内機が複数のエリアに対して共通のものとして配備されている。したがって、ある第１エリアに空調環境を提供する空調室内機が他の第２エリアにも空調環境を提供する空調室内機である場合には、その空調室内機が第１エリアの都合だけによって空調制御されると、第２エリアでは十分に快適な空調環境を得られなくなる恐れがある。
【００１１】
これに対し、ここでは、各エリアの空調環境に関する情報であるエリア情報を基にして、制御部が空気調和装置を制御している。このため、上記の例で言えば、第１エリアの空調環境に関する情報から第１エリアに提供すべき空調環境を認識するとともに、第２エリアの空調環境に関する情報から第２エリアに提供すべき空調環境を認識して、例えば１つの空調室内機から第１，第２エリアにそれぞれ吹き出される空気量や空気の速度を制御部で調整（制御）してやることで、第１，第２エリアの両方において快適な空調環境を得ることができる。また、制御部で第１，第２エリアにそれぞれ吹き出される空気の温度まで変えることができれば、よりきめ細かくエリア情報に合った空調環境を各エリアに提供することが可能になる。
【００１２】
さらに、ここでは、そのような制御部での制御の内容を加味することで、空調環境の提供に要した空気調和装置の消費エネルギー量をエリアそれぞれに対して按分している。したがって、複数のエリアの使用主それぞれの空調に関するエネルギー消費度合いが明確になり、使用主それぞれに対して空調環境提供に係る課金などを行うこともできるようになる。
【００１３】
これにより、例えば、空調室内機が共通である大きな空間内で複数のブースから成るレンタルオフィスを提供している事業者が、各ブース（エリア）に提供した空調環境という観点を加味した形でブース賃借人に対して消費エネルギーの課金を行うことができるようになる。このような課金方法を採れば、賃借人間での課金の不公平感が是正されることや、各賃借人が省エネルギーを意識するようになることが期待できる。
【００１４】
なお、演算部は、例えば、制御部の制御の内容を空気調和装置の運転履歴情報として記憶しているものを用いることによって、空気調和装置の消費エネルギー量をエリアそれぞれに対して按分することができる。
【００１５】
請求項２に係るエリア別空調制御システムは、請求項１に記載の制御システムであって、空気調和装置は、２以上の空調室内機を有している。制御部は、少なくとも複数のエリアの１つに対して、２以上の空調室内機からの吹き出し空気により空調環境を提供する。
【００１６】
ここでは、少なくとも１つのエリアに対しては、２以上の空調室内機から吹き出された空気によって空調環境の提供が行われる。このため、そのエリアにおいては、１つの空調室内機からの吹き出し空気による空調環境の提供では実現できない複雑な気流を発生させることもできるようになり、例えば、２つの空調室内機から吹き出された空気をエリアの上部で衝突させてダウンフローを発生させたり、エリア上部に１つの空調室内機から比較的冷たい空気を送るとともにエリア下部に別の空調室内機から比較的暖かい空気を送ったりすることができるようになり、よりきめ細かいエリア情報に応じた空調環境の提供ができるようになる。
【００１７】
請求項３に係るエリア別空調制御システムは、請求項１に記載の制御システムであって、制御部は、エリア情報に応じて空調室内機から吹き出される空気の流れを制御し、エリア情報に対応した空調環境をエリアそれぞれに対して提供する。
【００１８】
ここでは、空調室内機から吹き出される空気の流れを積極的に制御して室内の気流を調整することにより、複数のエリアそれぞれに個別の空調環境を提供することを実現させている。
【００１９】
請求項４に係るエリア別空調制御システムは、請求項１又は３に記載の制御システムであって、エリアは、特定の個人及び／又は団体が使用する空間である。例えば、１又は複数の空調室内機が共通の空調環境提供手段として配備されている室内が、個人毎の空間（ブース）に仕切られている場合、部署別に区切られている場合、病院の大部屋内の各自の空間に分かれている場合、レンタルオフィスとして仕切られている場合などが想定される。また、請求項３に係るエリア別空調制御システムは、室内におけるそれぞれのエリアの位置を記憶するエリア位置記憶部をさらに備えている。
【００２０】
ここでは、特定の個人及び／又は団体が使用する各エリアと、そのエリアの室内における位置との関係が、エリア位置記憶部に記憶される。このため、制御部は、いちいち各エリアの位置を検知することなく、各エリアの位置を把握してエリア情報に応じた空気調和装置の制御を行うことができる。
【００２１】
請求項５に係るエリア別空調制御システムは、請求項１から４のいずれかに記載の制御システムであって、エリア情報は、それぞれのエリアにおいて要求される空調環境の情報である要求環境情報を含んでいる。
【００２２】
ここでは、エリア情報が要求環境情報を含んでおり、空気調和装置を制御部で制御することで、エリア毎の個別要求に応じた空調環境の提供を行うことができるようになる。
【００２３】
請求項６に係るエリア別空調制御システムは、請求項３に記載の制御システムであって、空調室内機は、室内の空気を吸い込んで空気調和を施した後に吹き出し口から室内へと空気を吹き出すものであり、吸い込み空気の温度および吹き出し空気の温度を測定するセンサを有している。そして、演算部は、吹き出し空気の吹き出し方向を基に空調室内機が空調環境を提供する提供先となるエリアを特定するとともに、空調室内機の吹き出し空気の温度、吸い込み空気の温度、吹き出しの風速、および吹き出し口の面積から求まる提供熱量関連値を基準として用い、空調環境の提供に要した空気調和装置の消費エネルギー量をエリアそれぞれに対して按分する。
【００２４】
空調室内機の吹き出し空気の温度、吸い込み空気の温度、吹き出しの風速、および吹き出し口の面積がわかれば、吹き出し空気と吸い込み空気との温度差に風速および吹き出し口の面積を乗じることで、空気調和により吹き出し空気に付加した熱量（マイナスの熱量を含む）に相当する値を求めることができる。このような提供熱量関連値を基準として、各空調室内機で消費したエネルギー量の比率を求めることが可能である。そして、空気調和装置の消費エネルギー量を各空調室内機に分配し、さらにエリアそれぞれに按分すれば、空気調和装置の消費エネルギー量をエリアそれぞれに対して按分することができる。これに鑑み、ここでは、上記の提供熱量関連値を基準として空気調和装置の消費エネルギー量を求め、その空気調和装置の消費エネルギー量をエリア別に按分することにつなげている。
【００２５】
また、空気調和装置の消費エネルギー量をエリア別に按分する処理自体においては、吹き出し空気の吹き出し方向を基に空調室内機がどのエリアに対して空調環境を提供しているのかを判断している。具体的には、各エリアに空気の吹き出し方向が向いている時間などを基にして空気調和装置の消費エネルギー量をエリア別に按分することが考えられる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
＜全体概略＞
本発明の一実施形態に係るエリア別空調制御システムの概要を、図１に示す。空調制御システムは、オフィスビルに設置される空調室外機群６０および空調室内機群７０から成る空気調和装置を制御するシステムであり、室内の所定のエリアを特定した上でエリア別に異なる空調環境を提供することが可能となっている。
【００２７】
この空調制御システムは、１つの空調室外機と複数の空調室内機とから構成されるマルチ型の空気調和装置を複数台まとめて集中制御することが可能であり、空調室外機群６０と通信線８０により接続される空調管理装置１０を備えている。また、空調制御システムは、空調室内機７１，７２，・・・に内蔵あるいは外付けされる受光器５１，５２，・・・と、それらの受光器５１，５２，・・・に光を送る発光器３１，３２，・・・と、エリア別空調を行わせたいエリアについての情報を入力するための情報入力端末４３，４４などとを備えている。
【００２８】
＜制御対象となる空気調和装置について＞
本実施形態においてオフィスビルに設置されている空気調和装置は、複数のマルチ型の空気調和装置であって、それぞれが空調管理装置１０によって監視・制御される。それぞれの空気調和装置では、１つの空調室外機と複数の空調室内機とが１つの冷媒系統を形成している。
【００２９】
空調室内機群７０は、全て天井埋設型である。どの空調室内機も同様の構成であるので、ここでは空調室内機７１を例にとって構造を説明する。
【００３０】
空調室内機７１は、図７に示すように、天井に埋設されるケーシング９２と、ケーシング９２の下面に固定される化粧パネルとを備えている。
【００３１】
ケーシング９２は、その内部に各構成部品を格納するための部材あり、略矩形形状の外形を有している。化粧パネルには、下面中央に設けられた吸い込み口９１と、その外周側に設けられた４つの吹き出し口７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄとが形成されている（図３参照）。また、ケーシング９２内には、遠心送風機９３、熱交換器９４、吸い込み空気温度測定センサ９５、吹き出し空気温度測定センサ９６などが収容されている。さらに、各吹き出し口７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄには、吹き出し空気の方向を変えるための垂直フラップ９７および水平フラップ（図示せず）が配置されている。
【００３２】
遠心送風機９３を回転させると、吸い込み口９１から室内の空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、遠心送風機９３の外周側に吹き出される。遠心送風機９３の外周側に吹き出された空気は、その外周側に配置された熱交換器９４によって熱交換され、４つの吹き出し口７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄから室内に吹き出される。
【００３３】
＜室内に配備される受光器、発光器、および情報入力端末について＞
次に、オフィスビル内の１つの部屋ＲＭを例に挙げて、その部屋ＲＭの中に配置されているエリア別空調制御システムの構成部品について説明する。
【００３４】
図４に示すように、部屋ＲＭは、１つのオフィスを構成しており、複数の個人Ｐ１〜Ｐ６が自分専用のスペースとして持っているエリアと、それ以外の共通のスペースであるエリアとに分かれている。共通のスペースの角には、発熱の多いＯＡ機器が集中して置かれている。図２に示すように、部屋ＲＭは、便宜上２５等分されたブロック（区画）Ｂ１〜Ｂ２５に分けられている。ここでは、ブロックＢ１０が個人Ｐ１の使用するエリアに、ブロックＢ２５が個人Ｐ２の使用するエリアに、ブロックＢ４が個人Ｐ３の使用するエリアに、ブロックＢ１９が個人Ｐ４の使用するエリアに、ブロックＢ８が個人Ｐ５の使用するエリアに、ブロックＢ２３が個人Ｐ６の使用するエリアに、そして、ブロックＢ２１がＯＡ機器の置かれるエリアになっている。
【００３５】
このような部屋ＲＭの天井には、５台の空調室内機７１〜７５が、図３に示す平面配置で取り付けられている。空調室内機７１は、ブロックＢ４，Ｂ５，Ｂ９，Ｂ１０にまたがるように平面配置されている。空調室内機７２は、ブロックＢ１９，Ｂ２０，Ｂ２４，Ｂ２５にまたがるように平面配置されている。空調室内機７３は、ブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ６，Ｂ７にまたがるように平面配置されている。空調室内機７４は、ブロックＢ１６，Ｂ１７，Ｂ２１，Ｂ２２にまたがるように平面配置されている。空調室内機７５は、ブロックＢ１３の真上に配置されている。
【００３６】
また、５台の空調室内機７１〜７５は、それぞれ、図１および図３に示すように、その下面中央から吊り下がる受光器５１〜５５を有している。これらの受光器５１〜５５は、下記の発光器３１〜３７からの光を受けることができるように、発光器３１〜３７よりも高い位置に配置されている。
【００３７】
発光器３１〜３７は、エリア別空調のエリアを特定するための機器であり、個人Ｐ１〜Ｐ６の机の最上部などに設置され、各受光器５１〜５５に対して発光する。例えば、図５の１点鎖線で示すように、発光器３３は各受光器５１〜５５に対して斜め上方に向けて発光を行うことになる。また、発光器３１〜３７は、持ち運び可能な機器であり、部屋ＲＭ内のレイアウト変更を行う際には、新しいレイアウトにおけるエリア別空調のためのエリアを特定できる場所に移動させられる。例えば、図４に示すレイアウトにおいて個人Ｐ１〜Ｐ６の机の最上部それぞれに発光器３１〜３６が設置されているが、これが図８に示すレイアウトに変わった場合には、各個人Ｐ１〜Ｐ６が自分の移動に合わせて発光器３１〜３６を持ち運ぶことが考えられる。
【００３８】
さらに、部屋ＲＭ内には、各個人Ｐ１〜Ｐ６が仕事で使うパーソナルコンピュータが存在する。これらのパーソナルコンピュータはＬＡＮを介して後述する空調管理装置１０の入力部１２にアクセスが可能とされている。これらのパーソナルコンピュータを、本実施形態のエリア別空調制御システムでは、エリア毎の空調環境に関する情報を入力させるための情報入力端末として利用している。例えば、図１に示すように、個人Ｐ３の机の上にあるパーソナルコンピュータを、ここでは、個人Ｐ３が独占的に使用するエリアの空調環境に関する情報を空調管理装置１０の入力部１２に入力する情報入力端末４３として利用する。この情報入力端末４３として働くパーソナルコンピュータで、個人Ｐ３が共通エリアの通常設定温度よりも低い独自の空調設定温度を入力すると、その空調設定温度が個人Ｐ３や発光器３３と関連づけられた形で入力部１２のエリア情報ファイル２０に格納される。
【００３９】
＜空調管理装置について＞
空調管理装置１０は、オフィスビルの各部屋についてエリア別空調のためのエリアの特定を行うエリア位置特定部１１および入力部１２と、エリア別空調を含めた空調制御を行う空調制御部１３と、空調制御の履歴に従って各部屋においてエリア別に空調に関するエネルギーの消費量を推定演算するエリア別エネルギー消費量演算部１４とを有している。
【００４０】
〔エリア位置特定部〕
エリア位置特定部１１は、まず、受光器５１〜５５の設置位置の情報を入手し、それを受光器位置情報ファイル１５に記憶する。受光器５１〜５５の設置位置については、全てを手入力してもよいし、一部を手入力して発光器３１〜３７や受光器５１〜５５による相互位置認識を行わせることによって残りを自動的に入手するようにしてもよい。このように、受光器５１〜５５の設置位置の情報を受光器位置情報ファイル１５に記憶しているため、各エリアの位置の再度の特定を行うときにも、その度に受光器５１〜５５の設置位置を入力させたり検出したりする必要がなくなる。
【００４１】
次に、エリア位置特定部１１は、複数の受光器５１〜５５による受光情報から、発光器３１〜３７それぞれの位置を検出する。この位置検出は、３角法を利用して行われる。ここで検出された発光器３１〜３７の位置情報は、発光器位置情報ファイル１６に記憶される。
【００４２】
次に、エリア位置特定部１１は、発光器３１〜３７の位置の近傍のブロック（図２参照）を、その発光器３１〜３７が示すエリアとして特定する。ここでは、発光器３１が示すエリアがブロックＢ１０、発光器３２が示すエリアがブロックＢ２５、発光器３３が示すエリアがブロックＢ４、発光器３４が示すエリアがブロックＢ１９、発光器３５が示すエリアがブロックＢ８、発光器３６が示すエリアがブロックＢ２３、発光器３７が示すエリアがブロックＢ２１として特定される。こうして特定されたエリアは、エリアの位置としてブロック番号が当てられ、エリア位置情報ファイル１７に記憶される。また、エリア名と、そのエリア名に対応する発光器のＩＤ番号との相関情報は、相関特定情報ファイル１８に記憶されている。この相関情報は、個人Ｐ１〜Ｐ６又は代表者が情報入力端末４３，４４などから入力部１２に手入力する情報である。相関特定情報ファイル１８にあるエリア名と発光器のＩＤ番号との相関情報と、エリア位置情報ファイル１７にある発光器の位置情報（ここではブロック名）とから、エリア位置特定部１１は、エリア名と、そのエリア名のエリアの位置（ここではブロック名）との関係を決定することができる。例えば、個人Ｐ３が自分が独占的に使うエリア名をエリアＰ３と命名し、その自分のエリアには発光器３３を設置したという情報とともにエリアＰ３というエリア名を入力部１２に送ると、エリア位置特定部１１は、エリア位置情報ファイル１７にある発光器３３とブロックＢ４とが対応しているという情報を合わせて、個人Ｐ３のエリアＰ３はブロックＢ４という位置にあるエリアであることを特定することになる。
【００４３】
〔入力部〕
入力部１２は、個人Ｐ１〜Ｐ６又はオフィスを構成する部屋ＲＭの代表者がパーソナルコンピュータなどの情報入力端末４３，４４などにより入力するエリアに関する情報（以下、エリア情報という。）を受ける。したがって、入力部１２は、各情報入力端末４３，４４などと有線又は無線により接続されている。
【００４４】
また、入力部１２は、個人Ｐ１〜Ｐ６などが入力したエリア情報を記憶するエリア情報ファイル２０を有している。エリア情報は、それぞれのエリアにおいて要求される空調環境の情報である要求環境情報を含んでいる。具体的に、エリア情報として、例えば、窓際のエリアであり外気の影響を受けやすいといった情報、ＯＡ機器などの発熱機器が多いといった情報、空調室内機から遠いといった距離に関する情報、エリアに居る個人又は団体の空調環境に関する好みや要求といった情報などが挙げられる。
【００４５】
〔空調制御部〕
空調制御部１３は、設定温度に基づく通常の空調制御のほかに、入力部１２で受けつけエリア情報ファイル２０に記憶されたエリア情報に応じて、空調室内機７１〜７５から吹き出される空気の流れを制御する気流制御を行う。この気流制御は、室内ファンの回転数を変更して吹き出し口から吹き出す空気の速度を制御する風速制御と、垂直フラップ９７および水平フラップを作動させて吹き出し空気の方向を変える風向制御とを含んでいる。
【００４６】
空調制御部１３は、風速制御と風向制御とを組み合わせ、各エリアに対してエリア情報に対応した空調環境を提供する。具体的には、寒めの空調環境が求められるエリアに対しては吹き出し空気が多く当たるようにし、暑めの空調環境が求められるエリアに対しては吹き出し空気が少なく当たるようにする。
【００４７】
例えば、個人Ｐ３が占有するブロックＢ４から成るエリアが寒めの空調環境を要求し、個人Ｐ４が占有するブロックＢ１９から成るエリアが暑めの空調環境を要求している場合には、図６に示すように、個人Ｐ３のブロックＢ４の斜め上方の空調室内機７１が、ブロックＢ４のエリアに直接吹き出し空気が当たるように、吹き出し口７１ａから下向きの空気流Ｗ２，Ｗ３を多くして斜め下方向きの空気流Ｗ１，Ｗ４を少なくする。また、個人Ｐ４のブロックＢ１９の斜め上方の空調室内機７２が、吹き出し口７２ａから個人Ｐ３のブロックＢ４に向く斜め下向きの空気流Ｗ５を多く生成する。空調室内機７２からの空気流Ｗ５は、空調室内機７１からの空気流Ｗ３を個人３のブロックＢ４側へと導く役割も果たしている。一方、暑めの空調環境を要求している個人Ｐ４のブロック１９に空気流が直接当たらないように、ブロックＢ１９の斜め上方の空調室内機７２は、吹き出し口７２ａから下向きの空気流Ｗ６，Ｗ７を少なくし、吹き出し口７２ａから斜め下方向きの空気流Ｗ５，Ｗ８を多くするように制御されている。また、図示していないが、空調室内機７１の吹き出し口７１ｂ，７１ｄや空調室内機７２の吹き出し口７２ｂ，７２ｄから吹き出される空気についても、垂直フラップを作動させての左右の吹き出し方向の制御によって、個人Ｐ３が望む寒めの空調環境および個人Ｐ４が望む暑めの空調環境に合うように吹き出されている。
【００４８】
〔エリア別エネルギー消費量演算部〕
エリア別エネルギー消費量演算部１４（以下、単に演算部１４という。）は、上記の空調制御部１３の風速制御および風向制御の内容を加味して、空調環境の提供に要した空気調和装置の消費エネルギー量（ここでは消費電力量）をエリアそれぞれに対して按分する。以下に、順を追って、按分の方法について説明する。
【００４９】
（１）
まず、各空調室内機７１〜７５の吸い込み空気の温度、吹き出し空気の温度、および吹き出し空気の速度の制御履歴データと、各空調室内機７１〜７５の吹き出し口の面積とから、所定期間（例えば１ヶ月）において各空調室内機７１〜７５が部屋ＲＭ内に提供した熱量に比例する提供熱量関連値を求める。吸い込み空気の温度は吸い込み空気温度測定センサ９５から、吹き出し空気の温度は吹き出し空気温度測定センサ９６から取得する。提供熱量関連値は、それぞれの空調室内機について、次式で求める。
［式１］提供熱量関連値＝Σ｛（風速）×（吹き出し口の面積）×｛（吹き出し温度）−（吸い込み温度）｝×（係数Ｋ）｝
（２）
次に、これらの提供熱量関連値に比例するように、空気調和装置の所定期間における消費電力を、各空調室内機７１〜７５に配分する。これにより、各空調室内機７１〜７５が所定期間のあいだに空調環境の提供に要した消費電力が、簡易的に推定される。
【００５０】
なお、ここでは上記のような方法で各空調室内機７１〜７５に空気調和装置の消費電力を推定配分しているが、例えばマルチ式の空気調和装置において各空調室内機に対応する膨張弁の開度や各空調室内機のファンの回転数などの履歴データを用いて同様の配分を行うなど、他の方法によって空気調和装置の消費電力を各空調室内機に配分してもよい。
【００５１】
（３）
次に、空調室内機７１からの空気の吹き出し方向の制御内容、すなわち垂直フラップ９７および水平フラップの動きの制御履歴データから、各エリアに向かって空気が吹き出されていた時間帯およびその時間帯における吹き出し延べ時間を演算する。このときに、空調室内機７１の吹き出し口７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄから吹き出される空気の向きと、その空気が到達する先のエリアとの相関データが参照される。この相関データは、受光器５１〜５５の配置と一致する空調室内機７１〜７５の配置、空調室内機７１〜７５における各吹き出し口の位置、各エリアの配置、天井高さなどの基礎データから、演算部１４が算出する。
【００５２】
（４）
次に、各時間帯における単位時間あたりの空調室内機７１による供給熱量を、次式によって簡易的に計算する。
［式２］単位供給熱量＝（風速）×（吹き出し口の面積）×｛（吹き出し温度）−（吸い込み温度）｝×（係数Ｋ）
（５）
次に、所定期間における空調室内機７１の消費電力を、負担指標に応じて各エリアに按分する。負担指標は、次式のように、各時間帯において単位供給熱量と吹き出し延べ時間と掛け合わせ、それを所定期間のあいだ積算した値である。
［式３］負担指標＝Σ｛（単位供給熱量）×（そのエリアへの吹き出し延べ時間）｝
（６）
このような上記（３）〜（５）の演算によって、所定期間における空調室内機７１の消費電力が、いずれかのエリアに按分される。この（３）〜（５）の演算方法を用いて、その他の空調室内機７２，７３，７４，７５についても、同様に所定期間における消費電力をいずれかのエリアに按分する。
【００５３】
全ての空調室内機７１〜７５について所定期間における消費電力の各エリアへの按分が終わると、次に、それらの空調室内機７１〜７５から空調環境の提供を受けている各エリアにおいて、按分された消費電力の集計を行う。例えば、個人Ｐ３のエリアとなっているブロックＢ４は、その斜め上方に配置されている空調室内機７１からだけではなく、空調室内機７１に隣接する空調室内機７２や空調室内機７５からも空調環境の提供（吹き出し空気の送風）を受けている（図６参照）。したがって、個人Ｐ３のエリアについては、少なくとも３つの空調室内機７１，７２，７５がブロックＢ４に向けて吹き出した空気の熱量に相当する各消費電力を集計し、その合計を負担消費電力とすることになる。
【００５４】
＜システムの特徴＞
（１）
ここでは、各エリアに関する情報（空調環境に関する情報を含む）であるエリア情報を基にして、空調制御部１３が空調室内機７１〜７５から吹き出される空気の流れを制御している。具体的には、それぞれのエリアに吹き出される空気量や空気の速度を制御して、各エリアにおいて快適な空調環境を実現している。これにより、上記の例では、個人Ｐ１が使用するエリアとなっているブロックＢ１０、個人Ｐ２が使用するエリアとなっているブロックＢ２５、個人Ｐ３が使用するエリアとなっているブロックＢ４、個人Ｐ４が使用するエリアとなっているブロックＢ１９、個人Ｐ５が使用するエリアとなっているブロックＢ８、個人Ｐ６が使用するエリアとなっているブロックＢ２３、およびＯＡ機器が置かれるエリアとなっているブロックＢ２１のそれぞれに対して、空調室内機７１〜７５から吹き出される空気によって個別に異なる空調環境が提供されている。
【００５５】
そして、このような個別の空調環境の提供を可能にするためには、部屋ＲＭ内における各エリアの位置の特定が必要となるが、ここでは、個別の空調環境の提供対象となっている７つのエリアを、発光器３１〜３７によって１つのブロックに１対１で対応する形で特定している。また、受光器５１〜５５の受光情報を基にして、エリア位置特定部１１が各エリアの位置の特定を行っている。
【００５６】
なお、空調室内機から各エリアに吹き出される空気の温度まで個別に変えることができる空気調和装置を用いれば、よりきめ細かくエリア情報に合った空調環境を各エリアに提供することが可能になる。
【００５７】
さらに、ここでは、上記のような空調制御部１３での制御の内容を加味することで、空調環境の提供に要した空気調和装置の消費電力量を、エリアそれぞれに対して按分している。したがって、複数のエリアの使用主（例えば、個人Ｐ１〜Ｐ６）それぞれの空調に関するエネルギー消費度合いが明確になり、使用主それぞれに対して空調環境提供に係る課金などを行うこともできるようになっている。
【００５８】
（２）
空調環境に対して人が快適と感じるか否かの目安として、温度や湿度のパラメータの他に、人に当たる風（空気）の量のパラメータも存在する。人に当たる風が多ければ比較的高い温度であっても人は涼しいと感じるが、風があまり当たらなければ同じ温度でも人は暑さを感じる傾向にある。すなわち、空調室内機から同じ温度の空気が吹き出される場合でも、多く風が人に当たるエリアでは人の体感温度は比較的低くなり、少なく風が人に当たるエリアでは人の体感温度は比較的高くなる。
【００５９】
これに鑑み、ここでは、空調室内機７１〜７５から吹き出される空気の向きや強さを変える制御を空調制御部１３に行わせ、寒めの空調環境が求められるエリアに対しては風が多く当たるようにし、暑めの空調環境が求められるエリアに対しては風が少なく当たるようにしている。これにより、エリアによって吹き出す空気の温度を変えることができない空調室内機７１〜７５が配備されている上記の場合にも、エリア情報に応じてエリア別に異なる空調環境の提供を行うことができるようになっている。
【００６０】
＜変形例＞
（Ａ）
上記の［式１］や［式２］では（吹き出し温度）や（吸い込み温度）を用いているが、このような温度を用いずにエンタルピー値を用いれば、単位供給熱量の算出精度が向上する。
【００６１】
（Ｂ）
オフィスビルではなく他の建造物に設置される空気調和装置の制御システムに対して、上記のエリア別空調制御システムを適用することも可能である。例えば、病院の空調システムに対して本発明の制御方法を適用すれば、病院の大部屋内が各病人の空間に分かれている場合に、病人別空調ができるようになるとともに、病人ごとに入院費を調整して公平感を向上させることも可能になる。
【００６２】
（Ｃ）
上記の実施形態では、エリア位置特定部１１が、発光器３１〜３７の位置の近傍のブロック（図２参照）を、その発光器３１〜３７が示すエリアとして特定している。
【００６３】
これに代えて、所定の発光器群に囲まれる部分をエリアとして特定することも考えられる。
【００６４】
例えば、図９に示すように、発光器１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄで囲まれる部分を国内営業グループＧ１の使用するエリア、発光器１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄで囲まれる部分を海外営業グループＧ２の使用するエリア、発光器１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄで囲まれる部分を総務グループＧ３の使用するエリアと特定すれば、３つのエリアそれぞれに個別（エリア別）の空調環境を提供し、グループ毎に空調環境の提供に要した消費電力の課金を行うこともできるようになる。
【００６５】
また、図９に示す区分けでは、国内営業グループＧ１が６個のブロックＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８を、海外営業グループＧ２が９個のブロックＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ１６，Ｂ１７，Ｂ１８，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ２３を、総務グループＧ３が１０個のブロックＢ４，Ｂ５，Ｂ９，Ｂ１０，Ｂ１４，Ｂ１５，Ｂ１９，Ｂ２０，Ｂ２４，Ｂ２５を使用するレイアウトになっているが、これが図１０に示す区分けに変更されてブロックＢ４，Ｂ５が総務グループＧ３から国内営業グループＧ１に移った場合には、国内営業グループＧ１が使うエリアを特定するための２つの発光器１３１ｅ，１３１ｆを新たに用意して図１０に示すように各発光器を配置すればよい。ここでは、発光器１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄ，１３１ｅ，１３１ｆで囲まれる部分が国内営業グループＧ１の使用するエリアとして特定される。
【００６６】
なお、複数の発光器と１つのエリアとが対応している上記のような場合には、そのような対応情報を相関特定情報として入力部１２に入力すればよい。
【００６７】
（Ｄ）
上記の実施形態では、エリア位置特定部１１が、発光器３１〜３７の位置の近傍の１つのブロック（図２参照）を、その発光器３１〜３７が示すエリアとして特定している。
【００６８】
これに代えて、図１１に示すように、発光器２３１〜２３８の位置がブロックの境界にある場合に１つ発光器と複数のブロックとを対応づけさせることも可能である。
【００６９】
図１１に示す例は、レンタルオフィスを想定している。このレンタルオフィスは、図２に示すようにブロック割りされる部屋ＲＭに８つの会議スペースＲ１〜Ｒ８を用意して、中央の廊下から各スペースＲ１〜Ｒ８に入ることができるように区切っている。Ｒ１〜Ｒ３およびＲ５〜Ｒ７は２つのブロックから成る小会議スペースであり、Ｒ４およびＲ８は４つのブロックから成る大会議スペースである。それぞれの会議スペースを特定するための発光器として、８つの発光器２３１〜２３８が用意されている。
【００７０】
発光器２３１は、ブロックＢ１とブロックＢ２との境界上に配置され、小会議スペースＲ１をブロックＢ１，Ｂ２から成るエリアとしてエリア位置特定部１１に特定させる。
【００７１】
発光器２３２は、ブロックＢ６とブロックＢ７との境界上に配置され、小会議スペースＲ２をブロックＢ６，Ｂ７から成るエリアとしてエリア位置特定部１１に特定させる。
【００７２】
発光器２３３は、ブロックＢ１１とブロックＢ１２との境界上に配置され、小会議スペースＲ３をブロックＢ１１，Ｂ１２から成るエリアとしてエリア位置特定部１１に特定させる。
【００７３】
発光器２３４は、ブロックＢ１６とブロックＢ１７とブロックＢ２１とブロックＢ２２との境界上に配置され、大会議スペースＲ４をブロックＢ１６，１７，２１，２２から成るエリアとしてエリア位置特定部１１に特定させる。
【００７４】
発光器２３５は、ブロックＢ４とブロックＢ５との境界上に配置され、小会議スペースＲ５をブロックＢ４，Ｂ５から成るエリアとしてエリア位置特定部１１に特定させる。
【００７５】
発光器２３６は、ブロックＢ９とブロックＢ１０との境界上に配置され、小会議スペースＲ６をブロックＢ９，Ｂ１０から成るエリアとしてエリア位置特定部１１に特定させる。
【００７６】
発光器２３７は、ブロックＢ１４とブロックＢ１５との境界上に配置され、小会議スペースＲ７をブロックＢ１４，Ｂ１５から成るエリアとしてエリア位置特定部１１に特定させる。
【００７７】
発光器２３８は、ブロックＢ１９とブロックＢ２０とブロックＢ２４とブロックＢ２５との境界上に配置され、大会議スペースＲ８をブロックＢ１９，２０，２４，２５から成るエリアとしてエリア位置特定部１１に特定させる。
【００７８】
これにより、空調室内機７１〜７５が共通である部屋ＲＭ内で複数のスペースＲ１〜Ｒ８から成るレンタルオフィスを提供している事業者が、各スペース（エリア）に提供した空調環境という観点を加味した形で賃借人に対して消費エネルギーの課金を行うことができるようになる。このような課金方法を採れば、賃借人間での課金の不公平感が是正されることや、各賃借人が省エネルギーを意識するようになることが期待できる。
【００７９】
（Ｅ）
上記の実施形態では、演算部１４が、エリアそれぞれに対して提供された熱量に比例する形で消費電力のエリア別按分を行っているが、これに各エリアにおける気流による体感快適度を加味して空調環境の提供に要した空気調和装置の消費電力をエリア別に按分することも考えられる。
【００８０】
（Ｆ）
上記の実施形態では、情報入力端末４３，４４などによりエリア情報を手入力させているが、これらの情報の少なくとも一部、例えば発光器３１〜３７を特定する発光器ＩＤ番号などを発光器３１〜３７から受光器５１〜５５に無線通信するように構成することも可能である。
【００８１】
さらに、発光器３１〜３７がエリア情報の全てを受光器に対して送信できるように構成されていれば、情報入力端末４３，４４などが不要になり、情報入力端末と空調管理装置１０との配線作業も不要となる。
【００８２】
（Ｇ）
上記の実施形態では、受光器５１〜５５を天井埋設型の空調室内機７１〜７５から吊り下げる構造にしているが、受光器５１〜５５を空調室内機７１〜７５とは別に天井や側壁上部に設置することも可能である。また、必ずしも天井や側壁に支持させる構造に限定されるものではなく、床面から受光器支持部材を延ばして高い位置で受光器を固定させることも考えられる。
【００８３】
（Ｈ）
上記の実施形態では、比較的シンプルな風速制御および風向制御について説明を行ったが、２つの空調室内機から吹き出された空気を所定のエリアの上部で衝突させてダウンフローを発生させたり、所定のエリア上部に１つの空調室内機から比較的冷たい空気を送るとともに、そのエリア下部に別の空調室内機から比較的暖かい空気を送ったりすることも考えられる。
【００８４】
（Ｉ）
上記の実施形態では、空調室内機７１〜７５から吹き出される空気の流れを制御することにより各エリアにおいて快適な空調環境を実現しているが、各空調室内機が角度の変わる輻射パネルあるいは複数の輻射パネルを備えている場合には、輻射パネルの角度や各輻射パネルの個別制御などによって各エリアにおける快適な空調環境の提供を行わせることも考えられる。また、各エリアに共通の空調室内機が複数のペルチェ素子から成るパネルを備えている場合にも、各エリアに対して個別に空調環境を提供することが可能である。
【００８５】
【発明の効果】
請求項１に係るエリア別空調制御システムでは、各エリアの空調環境に関する情報であるエリア情報を基にして、制御部が空気調和装置を制御している。このため、上記の例で言えば、第１エリアの空調環境に関する情報から第１エリアに提供すべき空調環境を認識するとともに、第２エリアの空調環境に関する情報から第２エリアに提供すべき空調環境を認識して、例えば１つの空調室内機から第１，第２エリアにそれぞれ吹き出される空気量や空気の速度を制御部で調整（制御）してやることで、第１，第２エリアの両方において快適な空調環境を得ることができる。また、制御部で第１，第２エリアにそれぞれ吹き出される空気の温度まで変えることができれば、よりきめ細かくエリア情報に合った空調環境を各エリアに提供することが可能になる。
【００８６】
さらに、ここでは、そのような制御部での制御の内容を加味することで、空調環境の提供に要した空気調和装置の消費エネルギー量をエリアそれぞれに対して按分している。したがって、複数のエリアの使用主それぞれの空調に関するエネルギー消費度合いが明確になり、使用主それぞれに対して空調環境提供に係る課金などを行うこともできるようになる。
【００８７】
請求項２に係るエリア別空調制御システムでは、少なくとも１つのエリアに対しては、２以上の空調室内機から吹き出された空気によって空調環境の提供が行われる。このため、そのエリアにおいては、１つの空調室内機からの吹き出し空気による空調環境の提供では実現できない複雑な気流を発生させることもできるようになり、例えば、２つの空調室内機から吹き出された空気をエリアの上部で衝突させてダウンフローを発生させたり、エリア上部に１つの空調室内機から比較的冷たい空気を送るとともにエリア下部に別の空調室内機から比較的暖かい空気を送ったりすることができるようになり、よりきめ細かいエリア情報に応じた空調環境の提供ができるようになる。
【００８８】
請求項３に係るエリア別空調制御システムでは、空調室内機から吹き出される空気の流れを積極的に制御して室内の気流を調整することにより、複数のエリアそれぞれに個別の空調環境を提供することが実現できる。
【００８９】
請求項４に係るエリア別空調制御システムでは、特定の個人及び／又は団体が使用する各エリアと、そのエリアの室内における位置との関係が、エリア位置記憶部に記憶される。このため、制御部は、いちいち各エリアの位置を検知することなく、各エリアの位置を把握してエリア情報に応じた空気調和装置の制御を行うことができる。
【００９０】
請求項５に係るエリア別空調制御システムでは、エリア情報が要求環境情報を含んでおり、空気調和装置を制御部で制御することで、エリア毎の個別要求に応じた空調環境の提供を行うことができるようになる。
【００９１】
請求項６に係るエリア別空調制御システムでは、空調室内機から吹き出される空気の向きを変える制御を制御部に行わせ、寒めの空調環境が求められるエリアに対しては風が多く当たるようにし、暑めの空調環境が求められるエリアに対しては風が少なく当たるようにすることを可能にしている。これにより、エリアによって吹き出す空気の温度を変えることができない空調室内機が配備されている場合にも、エリア情報に応じてエリア別に空調環境の提供を行うことができる。
【００９２】
また、演算部が、空気調和装置の消費エネルギー量をエリアそれぞれに対して按分するに際して、エリアそれぞれにおける気流による体感快適度を加味している。これにより、エリア毎に適切な課金などを行うことができるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るエリア別空調制御システムの概略構成図。
【図２】 部屋のブロック割り（区画）を示す図。
【図３】 空調室内機の平面配置図。
【図４】 部屋のレイアウト図。
【図５】 受光器および発光器の平面配置図。
【図６】 気流制御の一例を示す図。
【図７】 空調室内機の縦断面図。
【図８】 部屋のレイアウト変更後のレイアウト図。
【図９】 変形例における部屋の部署別レイアウト図。
【図１０】 変形例における部屋のレイアウト変更後の部署別レイアウト図。
【図１１】 変形例におけるレンタルオフィスの会議スペースのレイアウト図。
【符号の説明】
１２ 入力部（エリア情報入力部）
１３ 空調制御部（制御部）
１４ エリア別エネルギー消費量演算部（演算部）
１７ エリア位置情報ファイル（エリア位置記憶部）
２０ エリア情報ファイル（エリア情報）
７１〜７５ 空調室内機
７１ａ〜７１ｄ 吹き出し口
７２ａ〜７２ｄ 吹き出し口
７３ａ〜７３ｄ 吹き出し口
７４ａ〜７４ｄ 吹き出し口
７５ａ〜７５ｄ 吹き出し口
９５ 吸い込み空気温度測定センサ
９６ 吹き出し空気温度測定センサ

Claims (6)

1. 一つの空間の複数のエリアに対する共通の空調環境提供手段として配備される１又は複数の空調室内機（７１〜７５）を有する前記エリアと前記空調室内機が一対一に対応していない空気調和装置を制御する制御システムであって、
   前記エリアの空調環境に関する情報であるエリア情報（２０）を受けるエリア情報入力部（１２）と、
   前記エリア情報に応じて空気調和装置を制御し、前記エリア情報に対応した空調環境を前記エリアそれぞれに対して提供する制御部（１３）と、
   前記制御部の制御の内容を加味して、空調環境の提供に要した前記空気調和装置の消費エネルギー量を前記エリアそれぞれに対して按分する演算部（１４）と、
   を備えたエリア別空調制御システム。
2. 前記空気調和装置は、２以上の空調室内機を有しており、
   前記制御部は、少なくとも前記エリアの１つに対して、２以上の前記空調室内機からの吹き出し空気により空調環境を提供する、
   請求項1に記載のエリア別空調制御システム。
3. 前記制御部は、前記エリア情報に応じて前記空調室内機から吹き出される空気の流れを制御し、前記エリア情報に対応した空調環境を前記エリアそれぞれに対して提供する、
   請求項１又は２に記載のエリア別空調制御システム。
4. 前記エリアは、特定の個人及び／又は団体が使用する空間であり、
   室内における前記エリアそれぞれの位置を記憶するエリア位置記憶部（１７）をさらに備えた、
   請求項１〜３のいずれかに記載のエリア別空調制御システム。
5. 前記エリア情報は、それぞれの前記エリアにおいて要求される空調環境の情報である要求環境情報を含む、
   請求項１〜４のいずれかに記載のエリア別空調制御システム。
6. 前記空調室内機（７１）は、室内の空気を吸い込んで空気調和を施した後に吹き出し口（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ）から室内へと空気を吹き出すものであり、吸い込み空気の温度および吹き出し空気の温度を測定するセンサ（９５，９６）を有しており、
   前記演算部は、吹き出し空気の吹き出し方向を基に前記空調室内機が空調環境を提供する提供先となる前記エリアを特定するとともに、前記空調室内機の吹き出し空気の温度、吸い込み空気の温度、吹き出しの風速、および吹き出し口の面積から求まる提供熱量関連値を基準として用い、前記按分を行う、
   請求項３に記載のエリア別空調制御システム。

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