JP5179790B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は空調システムに関するものである。

通常、空調システムでは、空調対象となる室において、各室ごとに天井や壁面に一個の温湿度計を設け、一点で計測した温度を基に空調機を制御して室全体の温度の制御を行なうようにしており、斯かる空調システムの一例としては図１２に示すシステムがある。

図中、１は内部に複数の作業者の机２が配置された空調対象の居室、３は居室１内の壁面に設置されて、検出した居室１内の温湿度の信号を居室１外に配置した空調制御装置４に出力するようにした温湿度計であり、温湿度計３は一つの居室１に対して一つだけ設けられている。又、空調制御装置４は温湿度計３からの信号を基に後述のように空調機５を制御し得るようになっている。

６は居室１の天上部内に設置されて、空調機５からの空気を空気吹込み口６ａから居室１内に吹込むための複数のＶＡＶ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ａｉｒ Ｖｏｌｕｍｅ）（可変風量装置）、７は天井下面に設置されて、検出した居室１内の温度の信号をＶＡＶ制御装置８に出力するようにした温度計であり、ＶＡＶ制御装置８は温度計７からの信号及び空調制御装置４からの信号を基にＶＡＶ６を制御し得るようになっている。温度計７及びＶＡＶ制御装置８はＶＡＶ６ごとに対応して設置されている。

空調機５は、区画された室９、１０のうち一方の室９内に配置されてインバータ１１ａにより回転数制御される給気ファン１１と、室１０内に配置されてインバータ１２ａにより回転数制御される還気ファン１２と、室９内に給気ファン１１の空気流れ方向上流側に位置するよう配置された温水コイル１３と、温水コイル１３よりも空気流れ方向上流に位置するよう配置された冷水コイル１４とを備えている。還気ファン１２の吐出口は室１０の中央側に向いている。

給気ファン１１の吐出口には給気ダクト１５が接続されており、給気ダクト１５から分岐した分岐給気ダクト１６はＶＡＶ６に接続されている。又、居室１天井の空気吹込み口６ａから離反した側壁部には、吸込み口１７を介して還気用の還気ダクト１８が接続されており、還気ダクト１８の先端は還気ファン１２に接続されている。

温水コイル１３の入側に接続された管路１９の上流側端部は温水供給源の出側に接続されており、温水コイル１３の出側に接続された、中途部に温水バルブ２０が接続された管路２１の下流側端部は温水供給源の入側に接続されている。

又、冷水コイル１４の入側に接続された管路２２の上流側端部は冷水供給源の出側に接続されており、冷水コイル１４の出側に接続された、中途部に冷水バルブ２３が接続された管路２４の下流側端部は冷水供給源の入側に接続されている。

図１２中、２５は外気を室９内に導入する風量を調整するための外気ダンパ、２６は室１０内からの空気を室１０外へ排気する風量を調整するための排気ダンパ、２７は室１０内の空気を室９へ還気する風量を調整するための還気ダンパである。而して、空調制御装置４からインバータ１１ａ，１２ａに指令を与えて給気ファン１１，還気ファン１２の回転数を制御し得るようになっていると共に、温水バルブ２０、冷水バルブ２３に指令を与えてこれらバルブ２０，２３の開度を制御し得るようになっており、外気ダンパ２５、排気ダンパ２６、還気ダンパ２７に指令を与えて、これらダンパ２５，２６，２７の開度を制御し得るようになっている。更に、空調制御装置４には、ＶＡＶ制御装置８からＶＡＶ６のダンパ開度の指令を与え得るようになっている。

又、図１２中、最下流のＶＡＶ６のＶＡＶ制御装置８に接続された一点鎖線、ＶＡＶ制御装置８、８間を結ぶ一点鎖線、ＶＡＶ制御装置８と空調制御装置４を結ぶ一点鎖線、温湿度計３と空調制御装置４を結ぶ一点鎖線は、空調制御ネットワーク２８を表しており、空調制御装置４と空調機５の所定の機器とを結ぶ点線は信号線２９を表している。空調制御装置４から最も離反した側の空調制御ネットワーク２８の上流側には、上位のＣＰＵが接続されており、空調制御ネットワーク２８から空調制御装置４へ冷暖房の切換え指令を与え得るようになっている。

例えば、居室１の冷房を行なう場合は、上位のＣＰＵから空調制御装置４を介して与えられた冷房指令により、給気ファン１１、還気ファン１２は所定の回転数で回転し、冷水バルブ２３は適宜の開度に開いており、温水バルブ２０は閉止しており、外気ダンパ２５、排気ダンパ２６、還気ダンパ２７は所定の開度に開いている。又、ＶＡＶ６のダンパ開度も温度計７で検出された居室１内の温度に対応して所定の状態になっている。

而して、冷水供給源から送出されて管路２２を通った冷水は、冷水コイル１４を流通して管路２４へ流出し、管路２４から冷水供給源へ戻り、前記した径路で循環する。又、例えば、室１０から還気ダンパ２７を通り室９内に流入した空気は、外気ダンパ２５から補給された外気と一緒になって冷水コイル１４へ送給され、冷水コイル１４で所定の温度に冷却され、給気ファン１１により給気ダクト１５へ送給され、給気ダクト１５から分岐給気ダクト１６を経てＶＡＶ６へ導入され、ＶＡＶ６から居室１の空気吹込み口６ａを経て居室１内へ吹出され、居室１内の冷房が行なわれる。又、居室１内を冷房した空気は吸込み口１７から還気ダクト１８へ吸込まれ、還気ダクト１８から還気ファン１２へ導入され、還気ファン１２により居室１０内へ還気される。

居室１０内に還気された空気の一部は、排気ダンパ２６を通過し外部へ排出されるが、残りの空気は、還気ダンパ２７を通過し室９内へ導入され、外気ダンパ２５を通過した空気と共に、冷水コイル１４へ送給されて前述の手順を繰返す。

上述のようにして冷房を行なう際には、温湿度計３で検出された温湿度の信号及びＶＡＶ制御装置８のダンパ開度の信号は空調制御装置４へ与えられ、これら信号を処理して得られた空調制御装置４からの指令はインバータ１１ａ，１２ａに与えられて給気ファン１１、還気ファン１２が所定の回転数に制御される。又、空調制御装置４からの前記指令は冷水バルブ２３に与えられて冷水バルブ２３の開度が制御され、外気ダンパ２５、排気ダンパ２６、還気ダンパ２７に与えられてこれらダンパ２５，２６，２７の開度が制御される。

一方、居室１内の温度は温度計７で検出されてＶＡＶ制御装置８に与えられ、ダンパが所定の開度に制御される。このため、居室１内の温度は所定の状態に冷房される。

居室１内の暖房を行なう際には、冷水バルブ２３を閉止して温水バルブ２０を開き、温水コイル１３に温水を流通させる以外は冷房の場合と運転の仕方は略同様であるので説明は省略する。

従来の空調システムの一例として特許文献１がある。特許文献１では、居室内の在籍者がいる複数のタスク域の机設置場所等の複数の温度データと、居室全体のアンビエント域の温度データを重み係数により処理するようにしている。ここで、引用文献１で重みを付けた理由は、検出した温度の平均値を求める場合に、アンビニエント域とタスク域では空間容積が大きく異なり、平均温度を求めるために空間容積に対応した重み付けをしないと、空調システムとしての性能が悪くなるためである。
なお、従来の他の特許文献としては特許文献２、３等がある。
特開２００６−２９７５７号公報（特許文献１） 特開２００７−１０７７８２号公報（特許文献２） 特開２００３−７９９１６号公報（特許文献３）

図１２に示す空調設備では、壁や天井等の一点で計測した温度を居室１の温度として代表させているが、壁際や天井直下での温度が居室１の実際の温度分布とは異なっており、居室１内の空間のなかでの高低のある温度分布を把握できず、空調制御の調整が困難であった。

又、特許文献１は各タスク域で温度を測定してはいるが、人がいるか否かの在席情報がないうえ、人が不在の箇所のデータも制御に用いているため、本来反映される在席箇所のデータの重みが軽くなり、最適な温度制御を行なうことができず、快適な空調の調整を行なうことが困難である。又、特許文献２、３は本願の発明とは直接関連がない。

本発明は、斯かる実情に鑑み、複数の箇所で居室内の机等の事務機や電話近傍の温度を計測するようにして居室内の空間温度分布を正確に把握できるようにし、快適な空調の調整を容易且つ精度良く行なうことができるようにした空調システムを提供することを目的としてなしたものである。

本発明の空調システムは、
複数の作業者の机を内部に配置する居室を空調対象とする空調機と、
該空調機からの給気ダクトから分岐した複数の分岐給気ダクトに接続される前記分岐給気ダクトと同数の可変風量装置と、
前記空調機及び前記可変風量装置へ制御信号を出力する空調制御装置と、
前記居室にある複数の作業者の机に設置されたか、又は机上の電話に夫々設けられた複数の温度検出手段と、
机に作業者が在席している場合は１として、在席していない場合はゼロとして在席情報を出力する人感センサと、
各温度検出手段からの温度計測信号及び前記在席情報を変換して前記空調制御装置へ出力する信号変換器とを備えた空調システムであって、
前記空調制御装置は、
重み係数を（在席情報と重み係数を乗じた値の合算値）で除した値に、在席情報と計測温度とを乗じることで、前記複数の温度検出手段毎に得られた値を合算する代表温度と、重み係数を（在席情報と重み係数を乗じた値の合算値）で除した値に、在席情報と温度検出手段を設置した箇所における設定温度とを乗じることで、前記複数の温度検出手段毎に得られた値を合算する設定代表温度とを演算し、更に前記代表温度と前記設定代表温度との差を採って代表温度差を求める代表温度差演算部と、
該代表温度差演算部からの代表温度差を制御偏差として、空調機の各操作機器の制御量を求める操作機器制御量演算部と、
該操作機器制御量演算部からの各操作機器制御量を空調機の所定の機器に付与する操作機器制御量出力部と、
を備え、
前記重み係数は前記複数の温度検出手段毎に設定された作業者毎の室温に対する反応度として設定されていることを特徴とするものである。

本発明の空調システムにおいては、温度検出手段は、無線温度センサ子機と無線温度センサ親機であり、温度検出手段は、ＩＰ電話に内蔵した温度計であり、空調空間のレイアウトが変更される場合に、前記温度検出手段は、作業者の机又は電話機ごと、変更された箇所の重み係数を変更し得るよう構成したものである。

本発明の空調システムにおいては、
空調機の各操作機器は、
前記分岐給気ダクトに接続される可変風量装置に当該空気を送給し居室に給気する給気ファンの回転数制御インバータと、
前記給気ファンの上流側に設けられた冷却コイルから冷却媒体を排出又は供給する管路に設けられた第一のバルブと、
前記給気ファンの上流側に設けられた加熱コイルから加熱媒体を排出又は供給する管路に設けられた第二のバルブと、
給気ファン及び冷却コイル並びに加熱コイルが設置された空間に導入する外気の流量を調整する外気ダンパと、
居室の吸込口から還気ダクトを介して空調機へ戻される還気の一部を外部へ排気する流量を調整する排気ダンパとであり、
前記操作機器制御量演算部からの各操作機器制御量により、給気ファンの回転数、第一のバルブ又は第二のバルブの開度、外気ダンパ及び排気ダンパの開度を制御し得るよう構成したものである。

本発明の請求項１〜５記載の空調システムによれば、机等の事務機や電話のある場所の温度を計測することにより、空調に居住性を反映させて居室内の所望の空間温度分布を正確に把握することができるため、快適な空調温度制御を容易且つ精度良く行なうことができ、又、レイアウトの変更が行なわれた場合は、変更された事務機等の机や電話の重み係数を１又はゼロに変更するだけで、空調空間の条件にあった最適な空調を行なうことができる、等種々の優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１〜図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図１２と同一の符号を付した部分は同一のものを表わしている。すなわち、空調機５、空調制御装置４、ＶＡＶ６は図１２の場合と略同一構成であり、給気ダクト１５、還気ダクト１８の配置も図１２の場合と同様である。又、本図示例では図１２に示されている壁に取付けた温湿度計３や天井に取付けた温度計７は不要であるため設けていない。

図１中、３１は、例えば各机２の前面に設けた複数の無線温湿度センサ子機、３２は各無線温湿度センサ３１から送信された信号を受信する無線温湿度センサ親機、３３は温度センサ親機３２が取付けられた信号変換器であり、信号変換器３３からは空調制御装置４に信号を送信し得るようになっている。

空調制御装置４の詳細は図２に示されている。図中、３４はデータ受信部であって、各無線温湿度センサ子機３１により計測された計測温度Ｔｉのデータは、無線温湿度センサ親機３２から、信号変換器３３を介してデータ受信部３４に送信し得るようになっている。

更に、各無線温湿度センサ子機３１により検出された、机２に人がいるか否かの在席情報Ｏｃｉのデータは、無線温湿度センサ親機３２から信号変換器３３を介してデータ受信部３４に送信し得るようになっている。更に又、図示してない上位のＣＰＵより、冷暖房切換え指令ＣＨをデータ受信部３４に送信し得るようになっている。

３５はデータ受信部である。而して、空調制御装置４のキーボード又はネットワークにより、各無線温湿度センサ子機３１設置部の席の設定温度Ｔｓｐｉをデータ受信部３５に送信し得るようになっていると共に、各無線温湿度センサ子機３１設置部の席の場所による重み係数Ａｉをデータ受信部３５送信し得るようになっている。データ受信部３４、３５は別体にせずに一体としても良い。

なお、設定温度Ｔｓｐｉは、図２の仮想線で示すように、各無線温湿度センサ子機３１に設定しておき、各無線温湿度センサ親機３２から信号変換器３３を介してデータ受信部３４に送信し得るようにすることもできる。

３６は計測温度Ｔｉ記録部であって、データ受信部３４からの各計測点における計測温度Ｔｉを記録し得るようになっている。又、３７は設定温度Ｔｓｐｉ記録部であって、データ受信部３５又はデータ受信部３４からの各計測点における設定温度Ｔｓｐｉを記録し得るようになっている。更に、３８は在席情報Ｏｃｉ記録部であって、データ受信部３４からの各計測点における在席情報Ｏｃｉを記録し得るようになっている。更に又、３９は重み係数Ａｉ記録部であって、データ受信部３５からの各計測点における重み係数Ａｉを記録し得るようになっている。

なお、計測温度Ｔｉ、設定温度Ｔｓｐｉ、在席情報Ｏｃｉ、重み係数Ａｉのｉは自然数で、空調制御装置４に入力できる計測温度の数、設定温度の数、在席情報の数、重み係数の数を表しており、実際に計測されたり設定される計測温度、設定温度、在席情報、重み係数の数は、空調制御装置４に入力できる最大の計測温度、設定温度、在席情報、重み係数の数ｉｍａｘ．よりも少ない。

４０は後述するようにして代表温度差ΔＴｒｅｐを演算するための代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部であり、計測温度Ｔｉ記録部よりの各位置の計測温度Ｔｉ、設定温度Ｔｓｐｉ記録部３７よりの各位置の設定温度Ｔｐｓｉ、在席情報Ｏｃｉ記録部３８よりの各位置の在席情報Ｏｃｉ、重み係数Ａｉ記録部３９よりの各位置の重み係数Ａｉを基に居室１の代表温度差ΔＴｒｅｐを演算し得るようになっている。

４１は設定されているデータを基に、代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０からの代表温度差ΔＴｒｅｐから、冷暖房時のダンパ開度、ファンインバータ周波数、冷水、温水バルブ開度を後述のように制御量αとして求める操作機器制御量演算部である。

４２は操作機器制御量出力部であって、操作機器制御量演算部４１よりの、空調機５における各機器に対応した制御量αを基に、制御量αに対応した（例えば比例関係）、還気ダンパ開度Ｄｒ、外気ダンパ開度Ｄｏ、排気ダンパ開度Ｄｅ、給気ファンインバータ出力割合Ｉｎｃｆ、還気ファンインバータ出力割合Ｉｎｒｆ、冷水バルブ開度Ｄｖｃ、温水バルブ開度Ｄｖｈを求め、還気ダンパ２７、外気ダンパ２５、排気ダンパ２６、給気ファン１１のインバータ１１ａ、還気ファン１２のインバータ１２ａ、冷水バルブ２３、温水バルブ２０に指令として与え得るようになっている。

次に、上記した実施の形態の作動を図３〜図５をも参照しつつ説明する。なお、図３、図４中、黒丸は在席者がいる机、白丸は在席者が不在の机を表している。
例えば、居室１の冷房を行なう場合は、ＶＡＶ制御装置８及び空調制御装置４に空調制御ネットワーク２８を経て上位のＣＰＵから冷房への切換え指令が与えられており、空調制御装置４からの指令により、給気ファン１１、還気ファン１２は所定の回転数で回転し、冷水バルブ２３は適宜の開度に開いており、外気ダンパ２５、排気ダンパ２６、還気ダンパ２７は所定の開度に開いている。又、ＶＡＶ６のダンパ開度も所定の状態になっている。

而して、冷水供給源から送出されて管路２２を通った冷水は、冷水コイル１４を流通して管路２４へ流出し、冷水バルブ２３で流量を調整されて管路２４から冷水供給源へ戻り、前記した径路で循環する。又、例えば、室１０から還気ダンパ２７を通り室９内に流入した空気は、外気ダンパ２５から補給された外気と一緒になって冷水コイル１４へ送給され、冷水コイル１４で所定の温度に冷却され、給気ファン１１により給気ダクト１５へ送給され、給気ダクト１５から分岐給気ダクト１６を経てＶＡＶ６へ導入され、ＶＡＶ６から空気吹込み口６ａを経て居室１内に吹出され、居室１内の冷房が行なわれる。又、居室１内を冷房した空気は吸込み口１７から還気ダクト１８へ吸込まれ、還気ダクト１８から還気ファン１２へ導入され、還気ファン１２により室１０内へ還気される。

室１０内に還気された空気の一部は、排気ダンパ２６により外部へ排出されるが、残りの空気は、還気ダンパ２７から室９内へ導入され、外気ダンパ２５からの空気と共に、冷水コイル１４へ送給されて前述の手順を繰返す。

上述のようにして冷房を行なう際には、各無線温湿度センサ子機３１で検出された各位置での計測温度Ｔｉは、無線温湿度センサ親機３２から信号変換器３３を介して空調制御装置４のデータ受信部３４へ与えられ、データ受信部３４から計測温度Ｔｉ記録部３６へ与えられる。

又、同時に、各無線温湿度センサ子機３１に設けられた人感センサで検出された在席情報Ｏｃｉも無線温湿度センサ親機３２、信号変換器３３を介して空調制御装置４のデータ受信部３４へ与えられ、データ受信部３４から設定温度Ｔｓｐｉ記録部３７へ与えられる。

更に、空調制御装置４のキーボードにより入力されるか、又はネットワークから送信された各無線温湿度センサ子機３１の設置位置での設定温度Ｔｓｐｉは、空調制御装置４のデータ受信部３５から設定温度Ｔｓｐｉ記録部３７に与えられる。更に又、空調制御装置４のキーボードにより入力されるか、又はネットワークから送信された各無線温湿度センサ子機３１の設置位置での各重み係数Ａｉは、空調制御装置４のデータ受信部３５から重み係数Ａｉ記録部３９に与えられる。

而して、計測温度Ｔｉ記録部３６の各計測温度Ｔｉは、計測温度Ｔｉ記録部３６から代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０へ与えられ、設定温度Ｔｓｐｉ記録部３７の各設定温度Ｔｓｐｉは、設定温度Ｔｓｐｉ記録部３７から代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０へ与えられ、在席情報Ｏｃｉ記録部３８の各在席情報Ｏｃｉは、在席情報Ｏｃｉ記録部３８から代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０へ与えられ、重み係数Ａｉ記録部３９の各重み係数Ａｉは、重み係数Ａｉ記録部３９から代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０へ与えられる。而して、代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０では以下に詳説するようにして代表温度差ΔＴｒｅｐが求められる。

すなわち、図１、図３に示すように、今居室１内に設置した机２が４個（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４）で、各無線温湿度センサ子機３１が図１に示すように４個であったとすると、計測温度Ｔｉ（ｉ＝１〜４）はＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４である。又、各計測位置での設定温度Ｔｓｐｉ（ｉ＝１〜４）はＴｓｐ１、Ｔｓｐ２、Ｔｓｐ３、Ｔｓｐ４である。更に、各机２に在席者がいる場合、在席情報Ｏｃｉ（ｉ＝１〜４）はＯｃ１＝１、Ｏｃ２＝１、Ｏｃ３＝１、Ｏｃ４＝１である（在席者がいる場合は１、不在の場合は０）。

更に又、重み係数Ａｉ（ｉ＝１〜４）は、在席者の室温に対する反応度が等しい場合は、Ａ１＝１、Ａ２＝１、Ａ３＝１、Ａ４＝１である。但し、重み係数Ａｉは在席者の室温に対する反応度が異なれば違った値を採り、例えば、暑がりの在席者の場合は２以上の値のこともあり得る。机２等がない位置においては重み係数Ａｉはゼロである。

而して、室温に対する反応度が同じ４人が机２に在席する場合は、このブロックにおける代表温度Ｔｒｅｐは[数１]を基に求められ、[数２]のようになる。なお、[数１]は代表温度Ｔｒｅｐを求める一般式で、重み係数Ａｉ＝１なら単純平均となり、Ａｉ＝０なら対象外として[数１]から除外する。又、以下の式において[数１]、[数３]のΣには下にｉが記載されるが、省略してある。

[数１]
Ｔｒｅｐ＝Σ（Ａｉ／ΣＯｃｉ・Ａｉ）×Ｏｃｉ×Ｔｉ

[数２]
Ｔｒｅｐ＝（１／４）×Ｔ１＋（１／４）×Ｔ２＋（１／４）×Ｔ３
＋（１／４）×Ｔ４
＝（１／４）×（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）

又このブロックにおける設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐは[数３]を基に求めると、[数４]のようになる。なお、[数３]は設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐを求めるための一般式である。

[数３]
Ｔｓｐ．ｒｅｐ＝ Σ（Ａｉ／ΣＯｃｉＡｉ）×Ｏｃｉ×Ｔｓｐｉ

[数４]
Ｔｓｐ．ｒｅｐ＝（１／４）×Ｔｓｐ１＋（１／４）Ｔｓｐ２＋（１／４）×Ｔｓｐ３＋（１／４）×Ｔｓｐ４）
＝（１／４）×（Ｔｓｐ１＋Ｔｓｐ２＋Ｔｓｐ３＋Ｔｓｐ４）

従って、代表温度差ΔＴｒｅｐは、代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０において、代表温度Ｔｒｅｐと設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐの差として[数５]により求められる。

[数５]
ΔＴｒｅｐ＝Ｔｒｅｐ−Ｔｓｐ．ｒｅｐ

[数５]により求められた代表温度差ΔＴｒｅｐは、代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０から操作機器制御量演算部４１へ送られる。操作機器制御量演算部４１には、例えば、図５に示すような、冷房時と暖房時における代表温度差ΔＴｒｅｐと、外気ダンパ２５、排気ダンパ２６、還気ダンパ２７のダンパ開度との関係、及び代表温度差ΔＴｒｅｐと、給気ファン１１のインバータ１１ａ、還気ファン１２のインバータ１２ａの周波数との関係、並びに代表温度差ΔＴｒｅｐと、冷水バルブ２３、温水バルブ２０の開度との関係が、制御量αとして設定されている。設定はマップとしても、関数としても良い。

制御量αは、代表温度差ΔＴｒｅｐがゼロの場合はゼロであり、冷暖房指令ＣＨにより、０＜代表温度差ΔＴｒｅｐ≦ΔＴｒｅｐ．ｃｏｏｌ及び０＞代表温度差ΔＴｒｅｐ≧ΔＴｒｅｐ．ｈｅａｔの間では一次直線的に１００％まで増大し、代表温度差ΔＴｒｅｐ＞ΔＴｒｅｐ．ｃｏｏｌ、代表温度差ΔＴｒｅｐ＜ΔＴｒｅｐ．ｈｅａｔの場合は、制御量αは１００％となっている。ここで、ΔＴｒｅｐ．ｃｏｏｌは冷房時における制御量１００％時の代表温度差であり、ΔＴｒｅｐ．ｈｅａｔは暖房時における制御量１００％時の代表温度差である。

操作機器制御量演算部４１で求められた所定機器の制御量αは、操作機器制御量演算部４１から操作機器制御量出力部４２へ与えられ、操作機器制御量出力部４２からは制御量αに対応（例えば比例関係）した外気ダンパ開度Ｄｏが外気ダンパ２５へ、排気ダンパ開度Ｄｅが排気ダンパ２６へ、還気ダンパ開度Ｄｒ（＝１００−Ｄｏ）が還気ダンパ２７へ、夫々与えられて、各ダンパ２５、２６、２７の開度が制御される。

又、操作機器制御量出力部４２からは制御量αに対応（例えば比例関係）した給気ファンインバータ出力割合Ｉｎｃｆが給気ファン１１のインバータ１１ａへ、還気ファンインバータ出力割合Ｉｎｒｆが還気ファン１２のインバータ１２ａへ与えられて、各ファン１１、１２の回転数が制御される。

更に、操作機器制御量出力部４２からは制御量αに対応（例えば比例関係）した冷水バルブ開度Ｄｖｃが冷水バルブ２３に与えられて、冷水バルブ２３の開度が制御される。

図１、図４に示すように、今居室１内に設置した机２が４個（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４）で、各無線温湿度センサ子機３１が図１に示すように４個であったとすると、計測温度Ｔｉ（ｉ＝１〜４）はＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４である。又、各計測位置での設定温度Ｔｓｐｉ（ｉ＝１〜４）はＴｓｐ１、Ｔｓｐ２、Ｔｓｐ３、Ｔｓｐ４である。更に、Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の机２に在席者がいるが、Ｎｏ．２の机２に在席者がいないとすると、在席情報Ｏｃｉ（ｉ＝１〜４）はＯｃ１＝１、Ｏｃ２＝０、Ｏｃ３＝１、Ｏｃ４＝１である（在席者がいる場合は１、不在の場合は０）。更に又、重み係数Ａｉ（ｉ＝１〜４）は、在席者の室温に対する反応度が等しい場合は、Ａ１＝１、Ａ２＝１、Ａ３＝１、Ａ４＝１である。

而して、室温に対する反応度が同じ３人がＮｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４の机に在籍する場合は、このブロックにおける代表温度Ｔｒｅｐを[数１]により求めると、[数６]のようになる。

[数６]
Ｔｒｅｐ＝（１／３）×Ｔ１＋（０／３）×Ｔ２＋（１／３）×Ｔ３＋
（１／３）×Ｔ４
＝（１／３）×（Ｔ１＋Ｔ３＋Ｔ４）

又このブロックにおける設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐを[数３]により求めると、[数７]のようになる。

[数７]
Ｔｓｐｉ＝（１／３）×Ｔｓｐ１＋（０／３）×Ｔｓｐ２＋（１／３）×Ｔｓｐ３＋
（１／３）×Ｔｓｐ４
＝（１／３）（Ｔｓｐ１＋Ｔｓｐ３＋Ｔｓｐ４）

従って、代表温度差ΔＴｒｅｐは、代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部４０において、代表温度Ｔｒｅｐと設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐの差として前記した[数５]により求められ、以降の操作機器制御量演算部４１における代表温度差ΔＴｒｅｐに対応した制御量αの演算、操作機器制御量出力部４２における制御量αに対応した各調整量の演算、各機器の調整量に対応した制御は前述と同様にして行なわれる。

上記図示例では、在席情報Ｏｃｉを用いているが、因みに、在席情報Ｏｃｉを用いない
場合について図６、図７をも用いて説明する。なお、図６、図７で黒丸は在席者がいる机、白丸は在席者が不在の机である。

図１、図６に示すように、居室１内に設置した机２が４個（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４）で、各無線温湿度センサ子機３１が図１に示すように４個であったとすると、計測温度Ｔｉ（ｉ＝１〜４）はＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４である。又、各計測位置での設定温度Ｔｓｐｉ（ｉ＝１〜４）はＴｓｐ１、Ｔｓｐ２、Ｔｓｐ３、Ｔｓｐ４である。更に在席者情報はない。更に又、重み係数Ａｉ（ｉ＝１〜４）は、在席者の室温に対する反応度が等しい場合は、Ａ１＝１、Ａ２＝１、Ａ３＝１、Ａ４＝１である。

これらの条件の場合、求められた代表温度Ｔｒｅｐは在席情報がある場合と同様、[数２]で表され、設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐは[数４]で表される。又、図７に示すように、Ｎｏ．２の机は不在の場合でも、在席情報を用いない場合は、求められた代表温度Ｔｒｅｐは[数２]で表され、設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐは[数４]で表される。従って、在席情報を用いない場合は、在席者の在席、不在に拘らず、代表温度Ｔｒｅｐ、設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐを用いる計算の結果に違いはない。

暖房を行なう場合は、冷水バルブ２３を閉止し、温水バルブ２０を開いて加熱コイル１３に温水を流通させて運転を行ない、図５では、暖房時の線図が適用される以外は冷房の場合と略同様に運転を行なう。又、代表温度Ｔｒｅｐ、設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐを求める際に用いる数式は、[数２]、[数４]であり代表温度差ΔＴｒｅｐを求める数式は[数５]であり、冷房の場合と同様であるので、詳細は省略する。

以上のことから、本発明の図示例においては、在席時の作業に必須となる什器である机や電話のある場所の温度を計測することにより、空調に居住性を反映させて居室内の所望の空間温度分布を正確に把握することができるため、快適な空調温度制御を容易且つ精度良く行なうことができる。

次に、空調システムのレイアウトを変更する場合について図８、図９により説明する。図８中、１ａ、１ｂは夫々独立した居室、４ａ、４ｂは空調機５ａ、５ｂの空調制御装置であり、図１、図２に示すものと同様の構成である。而して、図８はレイアウト前の状態を示し、図９はレイアウト後の状態を示す。例えば、居室１ａには、３台のＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、の机があり、空調制御装置４ａへは８個の重み係数Ａｉが設定可能であり（ｉ＝１〜８）、居室１ｂには、３台のＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６の机があり、空調制御装置４ｂへは８個の重み係数Ａｉ（ｉ＝１〜８）が設定可能だとする。この場合の、空調制御装置４ａの重み係数Ａｉは、Ａ１、Ａ２、Ａ３が１であり、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８はゼロである（[表１]参照）。又、空調制御装置４ｂの重み係数Ａｉは、Ａ４、Ａ５、Ａ６が１で、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ７、Ａ８がゼロである（[表２]参照）。

[表１]

[表２]

このような状態から机２の入れ替えがあり、居室１ａのＮＯ．２の机２と居室１ｂのＮｏ．４の机２が入れ替わったとする。そうすると、空調制御装置４ａの重み係数ＡｉはＡ２がゼロとなり、Ａ４が１となり、空調制御装置４ｂの重み係数ＡｉはＡ４がゼロとなり、Ａ２が１となる（[表３]、[表４]参照）。他の重み係数Ａｉには変化はない。

[表３]

[表４]

このよう机２の入れ替えのような居室１ａ、１ｂのレイアウトの変更が行なわれた場合は、対応する番号の重み係数Ａｉを１又は０に変更するだけで、居室１ａ、１ｂの条件にあった最適な空調を行なうことができる。

続いて、空調システムのレイアウトを変更する場合の他の例について図８、図１０により説明する。図１０中、図８に示す符号と同一のものは同一のものを示す。而して、図８はレイアウト変更前の居室１ａ、１ｂの状態であり、図１０はレイアウト変更後の居室１ａ、１ｂの状態を示す。

而して、図８に示すように、例えば、居室１ａには、３台のＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、の机２があり、空調制御装置４ａには、８個の重み係数Ａｉが設定可能であり（ｉ＝１〜８）、居室１ｂには、３台のＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６の机２があり、空調制御装置４ｂへは８個の重み係数Ａｉ（ｉ＝１〜８）が設定可能だとする。この場合の、空調制御装置４ａの重み係数Ａｉは、Ａ１、Ａ２、Ａ３が１であり、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８はゼロである（[表１]参照）。又、空調制御装置４ｂの重み係数Ａｉは、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ７、Ａ８がゼロであり、Ａ４、Ａ５、Ａ６は１である（[表２]参照）。

斯かる状態から、居室１ａにはＮｏ．７の机２が追加配置され、居室１ｂにはＮｏ．８の机２が追加配置されたとする。この場合、重み係数Ａ７、Ａ８が１となり、空調制御装置４ａの重み係数Ａｉは、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ７が１であり、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ８はゼロである（[表５]参照）。又、空調制御装置４ｂの重み係数Ａｉは、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ８が１であり、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ７がゼロである（[表６]参照）。

[表５]

[表６]

このよう机２の追加のような居室１ａ、１ｂのレイアウトの変更が行なわれた場合は、増設した番号の机２の重み係数Ａｉをゼロから１に変更するだけで、居室１ａ、１ｂの条件にあった最適な空調を行なうことができる。

図１１は本発明の空調システムの他の実施形態例である。図１の図示例では、各机２に無線温湿度センサ子機３１を設ける場合について説明したが、本図示例では、無線温湿度センサ子機３１の代わりに、各机２には、温湿度計測機内蔵のＩＰ電話５１を設けている。又、ＩＰ電話５１内蔵の温湿度計測機で検出したデータは、情報収集分配手段５２から信号変換器３３を介して空調制御ネットワーク２８を経て空調制御装置４に与え得るようになっている。図中、５３は情報収集分配手段５２から社内の所定箇所にデータを送信する社内ＬＡＮで、ＩＰネットワークである。図中、図１に示すものと同一のものには同一の符号が付してある。

斯かる構成としても、冷房、暖房時には前述の図示例と同様な運転制御を行なうことが可能である。又、本発明の図示例においても、机や電話のある場所の温度を計測することにより、空調に居住性を反映させて居室内の所望の空間温度分布を正確に把握することができるため、快適な空調温度制御を容易且つ精度良く行なうことができる。

又、この空調システムにおいても、代表温度差ΔＴｒｅｐ．の求め方や、求めた代表温度差ΔＴｒｅｐからの図５に示す制御量αの求め方、求めた制御量αを基とした各機器の制御量の求め方、制御量による各機器の制御の仕方は前述の図示例と同様である。

更に、レイアウトを変更する際の重み係数Ａｉの変更も前述と同様にして行なうことができる。

なお、本発明の空調システムにおいては、温度計を机に設ける場合について説明したが、人がアクセスする事務機にならどのような事務機に対しても対応することができること、冷水バルブや温水バルブは冷水コイルや加熱コイルの下流側の管路に設ける場合について説明したが、上流側の管路に設けても実施できること、又、重み係数は温度に対して考慮する場合について説明したが、湿度に関して重み係数を考慮するようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の空調システムの実施の形態の一例の概略平面図である。 本発明空調システムに適用する空調制御装置のブロック図である。 図示された全ての机に人が在席した場合に、在席情報Ｏｃｉを用いて代表温度Ｔｒｅｐや設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐを求める求め方を説明するための概要図である。 図示された全ての机のうち一つの机に人が不在の場合に、在席情報Ｏｃｉを用いて代表温度Ｔｒｅｐや設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐを求める求め方を説明するための概要図である。 図２の空調制御装置に適用する代表温度差ΔＴｒｅｐと制御量αとの関係の一例を示すグラフである。 図示された全ての机に人が在席した場合に、在席データを用いないで代表温度Ｔｒｅｐや設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐを求める求め方を説明するための概要図であり、図３の場合との違いを説明するための概要図である。 図示された全ての机のうち一つの机に人が不在の場合に、在席データを用いないで代表温度Ｔｒｅｐや設定代表温度Ｔｓｐ．ｒｅｐを求める求め方を説明するための概要図であり、図４の場合との違いを説明するための概要図である。 レイアウトの変更を行なう際に重み係数を変更することを説明するための概要図で、レイアウト変更前の状態を示す概要図である。 レイアウトの変更を行なう際に重み係数を変更することを説明するための概要図で、図８の状態から二つの居室で机を交換したレイアウト変更後の状態を示す概要図である。 レイアウトの変更を行なう際に重み係数を変更することを説明するための概要図で、図８の状態から二つの居室で夫々机を増設したレイアウト変更後の状態を示す概要図である。 本発明の空調システムの実施の形態の他の例の概略平面図である。 従来の空調システムの一例を示す概略平面図である。

符号の説明

１ 居室（空調空間）
１ａ 居室（空調空間）
１ｂ 居室（空調空間）
２ 机（事務機）
４ 空調制御装置
４ａ 空調制御装置
４ｂ 空調制御装置
５ 空調機
５ａ 空調機
５ｂ 空調機
６ ＶＡＶ（可変風量装置）
１１ 給気ファン
１１ａ インバータ（回転数制御インバータ）
１２ 還気ファン
１３ 温水コイル（加熱コイル）
１４ 冷水コイル（冷却コイル）
１９ 管路
２０ 温水バルブ（第二のバルブ）
２１ 管路
２３ 冷水バルブ（第一のバルブ）
２４ 管路
２５ 外気ダンパ
２６ 排気ダンパ
２７ 還気ダンパ
３１ 無線温湿度センサ子機（温度検出手段）
３２ 無線温湿度センサ親機（温度検出手段）
４０ 代表温度差ΔＴｒｅｐ演算部（第一の演算部）
４１ 操作機器制御量演算部（第二の演算部）
４２ 操作機器制御量出力部（出力部）
Ａｉ 重み係数
Ｏｃｉ 在席情報
Ｔｉ 計測温度
Ｔｐｓｉ 設定温度
Ｔｒｅｐ 代表温度
Ｔｓｐ ．ｒｅｐ 設定代表温度
ΔＴｒｅｐ 代表温度差
α 制御量（第一の制御量）
Ｄｅ 排気ダンパ開度（第二の制御量）
Ｄｏ 外気ダンパ開度（第二の制御量）
Ｄｒ 還気ダンパ開度（第二の制御量）
Ｄｖｃ 冷水バルブ開度（第二の制御量）
Ｄｖｈ 温水バルブ開度（第二の制御量）
Ｉｎｃｆ 給気ファンインバータ出力割合（第二の制御量）
Ｉｎｒｆ 還気ファンインバータ出力割合（第二の制御量）

Claims (5)

1. 複数の作業者の机を内部に配置する居室を空調対象とする空調機と、
   該空調機からの給気ダクトから分岐した複数の分岐給気ダクトに接続される前記分岐給気ダクトと同数の可変風量装置と、
   前記空調機及び前記可変風量装置へ制御信号を出力する空調制御装置と、
   前記居室にある複数の作業者の机に設置されたか、又は机上の電話に夫々設けられた複数の温度検出手段と、
   机に作業者が在席している場合は１として、在席していない場合はゼロとして在席情報を出力する人感センサと、
   各温度検出手段からの温度計測信号及び前記在席情報を変換して前記空調制御装置へ出力する信号変換器とを備えた空調システムであって、
   前記空調制御装置は、
   重み係数を（在席情報と重み係数を乗じた値の合算値）で除した値に、在席情報と計測温度とを乗じることで、前記複数の温度検出手段毎に得られた値を合算する代表温度と、重み係数を（在席情報と重み係数を乗じた値の合算値）で除した値に、在席情報と温度検出手段を設置した箇所における設定温度とを乗じることで、前記複数の温度検出手段毎に得られた値を合算する設定代表温度とを演算し、更に前記代表温度と前記設定代表温度との差を採って代表温度差を求める代表温度差演算部と、
   該代表温度差演算部からの代表温度差を制御偏差として、空調機の各操作機器の制御量を求める操作機器制御量演算部と、
   該操作機器制御量演算部からの各操作機器制御量を空調機の所定の機器に付与する操作機器制御量出力部と、
   を備え、
   前記重み係数は前記複数の温度検出手段毎に設定された作業者毎の室温に対する反応度として設定されていることを特徴とする空調システム。
2. 温度検出手段は、無線温度センサ子機と無線温度センサ親機である請求項１記載の空調システム。
3. 温度検出手段は、ＩＰ電話に内蔵した温度計である請求項１記載の空調システム。
4. 空調空間のレイアウトが変更される場合に、前記温度検出手段は、作業者の机又は電話機ごと、変更された箇所の重み係数を変更し得るよう構成した請求項１、２又は３に記載の空調システム。
5. 空調機の各操作機器は、
   前記分岐給気ダクトに接続される可変風量装置に当該空気を送給し居室に給気する給気ファンの回転数制御インバータと、
   前記給気ファンの上流側に設けられた冷却コイルから冷却媒体を排出又は供給する管路に設けられた第一のバルブと、
   前記給気ファンの上流側に設けられた加熱コイルから加熱媒体を排出又は供給する管路に設けられた第二のバルブと、
   給気ファン及び冷却コイル並びに加熱コイルが設置された空間に導入する外気の流量を調整する外気ダンパと、
   居室の吸込口から還気ダクトを介して空調機へ戻される還気の一部を外部へ排気する流量を調整する排気ダンパとであり、
   前記操作機器制御量演算部からの各操作機器制御量により、給気ファンの回転数、第一のバルブ又は第二のバルブの開度、外気ダンパ及び排気ダンパの開度を制御し得るよう構成した請求項１乃至４の何れかに記載の空調システム。

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