JP5221981B2

JP5221981B2 - 空調制御システム

Info

Publication number: JP5221981B2
Application number: JP2008044847A
Authority: JP
Inventors: 昌史村上; 真明寺野; 義孝一井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP2009204189A

Description

本発明は、空調制御システムに関するものである。

近年、温暖化による省エネルギの社会的要求が高まっている。現在の省エネルギ法は、民生部門に対して、機器単体の省エネルギ性能の向上だけでなく、ＢＥＭＳ（Building and Energy ManagementSystem）などを利用した管理面での省エネルギも義務付けている。

しかし、ビル管理の実態として、ビル管理者は必ずしも快適性および省エネルギの観点から冷房、暖房等の空調機器を適切に運用しているわけではない。特に、省エネルギと快適性とが複雑に関係する居住空間の温熱環境管理（例えば、温度管理）に関しては、管理の容易さから慣習的な目標温度を設定し、温熱環境を享受する利用者からのクレームによって設定値を変更する場合が一般的である。

つまり、建物や居住者の特性を十分に考慮しないで温度管理を行うため、居住空間は必ずしも利用者の快適な状態に保たれず、さらには空調機器で消費されるエネルギの無駄が発生する場合がある。また、利用者はビル管理者の管理する温熱環境下におり、自己の温熱環境をコントロールできないことに対して不満がある利用者もいる。

このような空調制御の温度管理がもたらす問題に対して、利用者の温熱環境に対する要望を各個人が操作するパーソナルコンピュータ端末（以下、パソコンと称す）からリアルタイムで収集し、収集された各要望に基づいて目標温度を設定する空調制御システムがあり、利用者が要望する温熱環境と目標温度とをリアルタイムに関連付け、時々刻々と変化する利用者特性や、居住空間の実際の温度と検出温度との差などの各建物の特性に応じて温熱環境を変化させることを可能にしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２０５２０２号公報

ところで、特許文献１に記載されている従来例では、目標温度が変更されてから対象空間の温度が変更後の温度に到達するまでに要する所定期間（例えば３０分間）内において、利用者から新たな要望が申告されても目標温度を変更しないようにしていた。そのため、利用者が申告した要望に応じて目標温度が変更された後、反対の要望が増えたとしても所定期間が経過するまで当該要望が対応されない状態となり、このことが利用者の不満や反感を招いていた。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、目標温度の変更の自由度を高めて利便性を向上した空調制御システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、対象空間の温度を変動させる空調機器と、当該対象空間の温度を目標温度に一致させるように空調機器の動作を制御する空調制御装置と、前記対象空間に存在する利用者が入力する当該対象空間の温度に対する要望情報を受け付ける入力装置と、入力装置から提供される前記要望情報に基づいて目標温度の変更の有無並びに変更の向きを決定するとともに決定した変更を加えた新たな目標温度を空調制御装置に指示する合意形成装置とを備え、合意形成装置は、変更後の目標温度を空調制御装置に指示した時点から対象空間の温度が変更後の目標温度に到達するまでの所定の待機期間内に、新たな要望情報に基づいて決定される変更の向きが前記先の変更の向きと同じ場合は待機期間経過後に新たな要望情報に基づく変更を有効とするように空調制御装置に指示し、新たな要望情報に基づいて決定される変更の向きが前記先の変更の向きと異なる場合は待機期間の経過を待たずに当該先の変更を無効とするように空調制御装置に指示することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、目標温度が変更されてから対象空間の温度が変更後の温度に到達するまでに要する所定の待機期間内において、新たな要望情報に基づいて決定される変更の向きが前記先の変更の向きと異なる場合、待機期間の経過を待たずに先の変更が無効とされるので、従来例と比較して目標温度の変更の自由度を高めることができ、その結果、利便性を向上することができる。

請求項１の発明によれば、目標温度の変更の自由度を高めて利便性を向上することができる。

以下、オフィスビルの各フロアに設けられる執務室を対象空間とし、空調機器によって執務室内の温度を変動させる空調制御システムに本発明の技術思想を適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態の空調制御システムは、図１に示すように、執務室内の温度を変動させるための空調機器１と、空調機器１の動作状態を制御する空調制御装置２と、執務室に存在する利用者の温度に関する要望の入力を受け付ける入力装置３と、入力装置３から提供される要望情報に基づいて利用者間の合意を形成し、執務室内の目標温度を変更する合意形成装置４とを備えている。

空調機器１は、執務室内に設置される複数の室内機１ａと、熱交換器や熱源機器のように熱媒体を各室内機１ａに供給する熱供給器たる室外機１ｂとからなるマルチ型のものである。空調制御装置２は、執務室内に設置された温度センサ５の温度、つまり執務室内の温度が目標温度となるように各室内機１ａ及び室外機１ｂを制御する。

図２は本実施形態の設置例を示しており、図示するようにオフィスビルの１階から４階までの各フロアＦ１〜Ｆ４の執務室を対象空間とし、それぞれの執務室内の天井に複数の室内機１ａが設置され、同じフロアの室内機１ａがフロア毎に設けられた室外機１ｂに接続されて熱媒体が供給されるようになっている。また、空調制御装置２も各フロア毎に設けられており、空調制御装置２には同一フロアの室内機１ａ並びに室外機１ｂが信号線Ｌｓで接続されている。つまり、空調制御装置２は信号線Ｌｓを介して室内機１ａや室外機１ｂに伝送する制御信号によって各機器の動作状態を制御している。

さて、入力装置３は、個々の利用者が使用するパソコンに搭載されているウェブブラウザにより、合意形成装置４に搭載されているウェブサーバにアクセスすることで実現されるものである。合意形成装置４のウェブサーバにアクセスすると、図３に示すように温度への要望、利用者個人を特定するユニークな情報（図示例では氏名）、温度の要望対象となる空調機器の機器番号の入力を受け付けるためのウェブページ（以下、「要望申告ページ」と呼ぶ。）が入力装置３の画面（パソコンのモニタ画面）に表示され、利用者がキーボード操作やマウスのようなポインティングデバイスを操作することで入力するこれらの情報が入力装置３から合意形成装置４へコンピュータネットワーク（ローカルエリアネットワーク＜ＬＡＮ＞）を通して伝送することができるようなっている。また本実施形態では、温度への要望として「温度を上げてほしい」、「温度を下げてほしい」、「このままでよい」の３通りの情報が入力できるようになっている。尚、氏名及び空調機器番号の情報は入力装置３毎にキャッシュされており、図３に示した要望申告ページを画面に表示すれば自動的に入力される。

合意形成装置４はウェブサーバとして機能し、上述したように要望申告ページを通じて入力装置３で受け付けられた利用者の申告（温度への要望、利用者の氏名、要望対象となる空調機器１の機器番号）をＬＡＮを通じて取得する要望情報取得手段４０と、要望情報取得手段４０で取得した各入力装置３からの要望情報を解析し、後述する合意形成ロジックによって空調機器１の目標温度を決定する制御計画手段４１とを具備している。尚、要望情報取得手段４０並びに制御計画手段４１は、マイクロコンピュータに専用のプログラムを実行させることで実現される。

要望情報取得手段４０は、半導体メモリや磁気記憶装置などの記憶手段（図示せず）を有し、入力装置５から提供される要望情報を記憶手段に格納することで保持している。制御計画手段４１は、要望情報取得手段４０から所定の時間間隔で要望情報を取り込み、後述する制御用有効データとして加工した上で合意形成を行う。

要望情報取得手段４０には図４（ａ）に示すように任意の時刻に各入力装置４（図ではＡ〜Ｄとして区別）から入力された要望（図では”１”が「温度を上げたい」、”−１”が「温度を下げたい」、”０”が「このままでよい」の要望を示す）を記憶しており、この記憶されている要望情報を制御計画手段４１で同図（ｂ）に示すように制御用有効データとして加工するのである。

この場合、要望情報は入力されるたびに、新しい要望情報に更新されるが、最後に入力されてから一定時間（例えば１時間）経過するまでに新たな要望情報がなければ、一定時間経過時に制御計画手段４１の制御の下でリセットされる。後述の合意形成で採用された場合にもリセットされる。また合意形成によって目標温度が変更される。

さて、制御計画手段４１の合意形成処理は所定時間間隔で行われるもので、上述のように入力された要望情報を入力時点から更新或いはリセットされるまで、例えば図４（ｂ）に示すように１分間隔で制御用有効データとして加工し、合成形成処理の時点での各入力装置４の要望情報に対応した制御用有効データ中、「温度を上げたい」要望数Ｕと、「温度を下げたい」要望数Ｄの比率及びその数に基づいて目標温度に所定変化量を加えるか、引くかを判断し、現在の目標温度に所定変化量を加えた若しくは差し引いた温度を新たな目標温度とし、この目標温度データを空調制御装置２に送る（指示する）のである。空調制御装置２は、指示された目標温度と温度センサ５で検出する温度とを一致させるように空調機器１の動作を制御する。

図５はこの合意形成処理において目標温度を決定するロジック（合意形成ロジック）の一例を示しており、この例ではＵ／Ｄの傾きが７／１３以下の場合には温度を下げる方向（▼）、Ｕ／Ｄの傾きが１３／７以上の場合には温度を上げる方向（▲）、１３／７〜７／１３の間は現在の温度を維持すると決定する。但し両方向の要望数が２以下の場合には、現在の温度を維持すると決定する。尚、この合意形成ロジックは一例であって、傾きの取り方は空調の目的に応じて設定できるものである。

次に、本実施形態における合意形成装置４の動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。

合意形成装置４では、要望情報取得手段４０が各入力装置３から利用者の識別情報と要望情報を収集し（ステップｓ１）、制御計画手段４１が上述したように制御用有効データを抽出し（ステップｓ２）、当該制御用有効データを用いて上述した合意形成ロジックに基づく合意形成処理を実行し（ステップｓ３）、現在の目標温度Ｔ１に所定変化量ΔＴを加えた温度若しくは差し引いた温度Ｔ２（＝Ｔ１±ΔＴ）を新たな目標温度に決定する（ステップｓ４）。

さらに制御計画手段４１は、現在の目標温度Ｔ１に変更した時点から所定期間（例えば、３０分間。以下、「待機期間」と呼ぶ。）が経過しているか否かを判断し（ステップｓ５）、待機期間経過後であれば、決定した目標温度Ｔ２を空調制御装置２に指示し（ステップｓ６）、当該目標温度Ｔ２を記憶手段に記憶する（ステップｓ７）。尚、空調制御装置２は、新たな目標温度Ｔ２が指示されると直ちに温度センサ５で検出する温度を変更された目標温度Ｔ２に一致させるように空調機器１を制御する。

一方、待機期間経過前の場合、制御計画手段４１は、新たな目標温度Ｔ２の温度変更の向き（現在の目標温度Ｔ１に対して所定変化量ΔＴを加えたのか若しくは差し引いたのかということ）と、現在の目標温度Ｔ１の変更の向き（現在の目標温度Ｔ１に変更される直前の目標温度Ｔ０に対して所定変化量ΔＴを加えたのか若しくは差し引いたのかということ）とが合致するか否かを判断する（ステップｓ８）。そして、制御計画手段４１は、２つの変更の向きが合致するときは決定した目標温度Ｔ２を空調制御装置２に指示せず、次のステップ、すなわち、待機期間が経過するまで待機し（ステップｓ９）、２つの変更の向きが合致しないときにだけ、決定した目標温度Ｔ２を空調制御装置２に指示する（ステップｓ１０）。

例えば、図７（ａ）に示すように、１０時５０分に現在の目標温度Ｔ０から所定変化量ΔＴだけ差し引いた目標温度Ｔ１に変更された場合、従来例では１０時５０分から所定の待機期間ｔｓ（３０分間）が経過するまでは新しい合意形成による目標温度Ｔ２の変更による制御を行わないようになっていた。これに対して本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、待機期間ｔｓの経過前に新しい合意形成によって現在の目標温度Ｔ１の変更の向きと反対の変更の向きの目標温度Ｔ２（現在の目標温度Ｔ１に所定変化量ΔＴが加えられた温度）が決定された場合、その時点（例えば、１０時５５分）で新しい目標温度Ｔ２を空調制御装置２に指示することで直ちに目標温度をＴ１からＴ２に変更させるのである。尚、図７における実線は目標温度、破線は温度センサ５で検出する温度（室温）、時間軸上に記した▼及び▲は、それぞれ「温度を下げてほしい」という要望、「温度を上げてほしい」という要望の入力を示している。

而して、特許文献１に記載されている従来例では、待機期間内においては利用者から新たな要望が入力されても目標温度を変更しないようにしていたため、利用者が入力した要望に応じて目標温度が変更された後、反対の要望が増えたとしても所定期間が経過するまで当該要望が対応されない状態となり、このことが利用者の不満や反感を招いていた。これに対して本実施形態によれば、待機期間内において先の変更と反対の要望が増えた場合には先の変更が無効とされて新しく変更された目標温度が有効になるので、従来例と比較して目標温度の変更の自由度を高めることができ、その結果、利便性を向上することができる。

本発明の実施形態を示すシステム構成図である。同上の設置例図である。同上の入力装置の要望入力画面例図である。同上の合意形成処理に用いる要望情報の説明図である。同上の合意形成ロジックの説明図である。同上の動作説明用のフローチャートである。（ａ）は従来例における目標温度変更のタイムチャート、（ｂ）は同上における目標温度変更のタイムチャートである。

符号の説明

１空調機器
２空調制御装置
３入力装置
４合意形成装置

Claims

対象空間の温度を変動させる空調機器と、当該対象空間の温度を目標温度に一致させるように空調機器の動作を制御する空調制御装置と、前記対象空間に存在する利用者が入力する当該対象空間の温度に対する要望情報を受け付ける入力装置と、入力装置から提供される前記要望情報に基づいて目標温度の変更の有無並びに変更の向きを決定するとともに決定した変更を加えた新たな目標温度を空調制御装置に指示する合意形成装置とを備え、
合意形成装置は、変更後の目標温度を空調制御装置に指示した時点から対象空間の温度が変更後の目標温度に到達するまでの所定の待機期間内に、新たな要望情報に基づいて決定される変更の向きが前記先の変更の向きと同じ場合は待機期間経過後に新たな要望情報に基づく変更を有効とするように空調制御装置に指示し、新たな要望情報に基づいて決定される変更の向きが前記先の変更の向きと異なる場合は待機期間の経過を待たずに当該先の変更を無効とするように空調制御装置に指示することを特徴とする空調制御システム。