JP5943813B2

JP5943813B2 - 空調制御装置及びプログラム

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Publication number: JP5943813B2
Application number: JP2012256566A
Authority: JP
Inventors: 剛維木村
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: JP2014105877A

Description

本発明は、設定温度自動復帰機能を有する空調制御装置及びその空調制御装置において実行されるプログラムに関する。

ビル等の空調システムが提供するサービス機能の一つに設定温度自動復帰機能がある。設定温度自動復帰機能というのは、ユーザがリモコン操作を行うことで設定温度を変更した場合、予め設定された復帰時間の経過後に元の設定温度に自動的に戻すように設定温度の制御を行う機能である。例えば、ある部屋における現在の設定温度が２８度のときにユーザが２５度に設定温度を変更した場合、復帰時間（例えば６０分）を経過した時点で設定温度を２５度から２８度に戻すように制御する。

特開平８−６１７３７号公報特開平６−１２９６８７号公報

しかしながら、変更前後における設定温度の差によっては、設定温度復帰後における室温の変化によって在室者に不快感を与える可能性がある。

本発明は、省エネ効果を考慮しつつ在室者に不快感を与えないように設定温度を制御することを目的とする。

本発明に係る空調制御装置は、ユーザにより空調機の設定温度が変更されると、その変更がされてから前記空調機に対して予め設定されている復帰時間が経過した後に、当該空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に自動的に戻す設定温度自動復帰機能を有する空調制御装置において、ユーザにより設定された空調機の設定温度を受け付ける受付手段と、前記受付手段により設定温度が受け付けられると、その受け付けられた変更後の設定温度、変更前の設定温度及び前記復帰時間に基づいて、前記復帰時間が経過する前までに前記空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に段階的に戻す際の設定温度の遷移を表す設定温度制御パターンを生成するパターン生成手段と、前記設定温度制御パターンに従って前記空調機の空調制御を行う空調制御手段と、を有し、前記パターン生成手段は、前記空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に戻すのに要する自動復帰所要時間を、自動復帰所要時間＝復帰時間−（｜変更後の設定温度−変更前の設定温度｜÷比例帯×復帰時間）という式にて算出することを特徴とする。

また、外気の温度を取得する外気温度取得手段を有し、前記パターン生成手段は、更に前記外気温度取得手段により取得された外気の温度を参照し、外気の温度と変更前の設定温度の差が大きいほど、変更後の設定温度を戻し始めてから変更前の設定温度に達するのに要する時間が短くなるように設定温度制御パターンを生成することを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、ユーザにより空調機の設定温度が変更されると、その変更がされてから前記空調機に対して予め設定されている復帰時間が経過した後に、当該空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に自動的に戻す設定温度自動復帰機能を有する空調制御装置に含まれるコンピュータを、ユーザにより設定された空調機の設定温度を受け付ける受付手段、前記受付手段により設定温度が受け付けられると、その受け付けられた変更後の設定温度、変更前の設定温度及び前記復帰時間に基づいて、前記復帰時間が経過する前までに前記空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に段階的に戻す際の設定温度の遷移を表す設定温度制御パターンを生成するパターン生成手段、前記設定温度制御パターンに従って前記空調機の空調制御を行う空調制御手段、として機能させ、前記パターン生成手段は、前記空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に戻すのに要する自動復帰所要時間を、自動復帰所要時間＝復帰時間−（｜変更後の設定温度−変更前の設定温度｜÷比例帯×復帰時間）という式にて算出することを特徴とする。

本発明によれば、省エネ効果を考慮しつつ在室者に不快感を与えないように設定温度を制御することができる。

また、外気温と室温との温度差を考慮した設定温度の制御を行うことができる。

本発明に係る空調制御装置の一実施の形態を示したブロック構成図である。本実施の形態における温度制御情報記憶部１５に設定されている温度制御情報のデータ構成例を示す図である。本実施の形態における設定温度制御処理を示したフローチャートである。設定温度制御処理において生成される温度制御パターンを示す図である。図４（ｂ）に示した温度制御パターンにおいて設定温度が上昇している遷移部分の拡大図である。本実施の形態における設定温度制御処理において外気温を考慮した場合に生成される温度制御パターンを示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る空調制御装置の一実施の形態を示したブロック構成図である。本実施の形態における空調制御装置１０は、ビル等の空調システムに含まれ、対応する部屋に設置された空調ユニット２０に対する空調制御を行うコントローラである。本実施の形態における空調制御装置１０は、設定温度自動復帰機能を有している。設定温度自動復帰機能というのは、ユーザにより空調機２３の設定温度が変更されると、その変更がされてから空調機２３に対して予め設定されている復帰時間が経過した後に、空調機２３の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に自動的に戻す機能である。設定温度自動復帰機能は、設定温度自動復帰モードが選択されている間に機能する。なお、空調制御装置１０には、複数の空調ユニット２０が接続されてもよい。

本実施の形態における空調制御装置１０は、従前からある汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、空調制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、空調システムの監視サーバ等と通信を行うネットワークインタフェース及び各空調ユニットと通信を行う通信インタフェース等を有している。必要に応じてマウスやキーボード等の入力手段、ディスプレイ等の表示手段を接続してもよい。

本実施の形態における空調ユニット２０は、空調制御対象の各部屋に対応付けして設けられ、当該部屋の空調に必要な機器が含まれている。図１には、操作パネル２１、温度センサ２２及び空調機２３が示されている。操作パネル２１は、部屋の壁に取り付けられたり、あるいは持ち運び可能なリモコンであり、室温の温度設定、設定温度や室温等の表示、復帰時間の設定、モードの切替え等に用いられる。温度センサ２２は、空調ユニット２０が設置された部屋の室温を計測する。空調機２３は、風量制御装置や室内機等を含み、空調制御装置１０による空調制御に従い部屋の空調を行う。

空調制御装置１０は、操作受付部１１、室温取得部１２、外気温取得部１３、空調制御部１４及び温度制御情報記憶部１５を有している。操作受付部１１は、受付手段として設けられ、ユーザ（在室者）により操作パネル２１が操作されることによって設定された空調機２３の設定温度を受け付ける。室温取得部１２は、温度センサ２２により計測された室温を取得する。外気温取得部１３は、外気温度取得手段として設けられ、室外に設置された温度センサ２から外気の温度（外気温）を取得する。空調制御部１４は、空調機２３の空調制御を行う。空調制御部１４に含まれるパターン生成部１４１は、パターン生成手段として設けられ、操作受付部１１により設定温度が受け付けられると、その受け付けられた変更後の設定温度、変更前の設定温度及び予め設定された復帰時間に基づいて、復帰時間が経過する前までに空調機２３の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に段階的に戻す際の設定温度の遷移を表す設定温度制御パターンを生成する。なお、パターン生成部１４１は、空調制御部１４とは別個の構成要素として設けてもよい。

図２は、本実施の形態における温度制御情報記憶部１５に設定されている温度制御情報のデータ構成例を示す図である。温度制御情報には、空調ユニット２０を識別するユニットＩＤに、当該空調ユニット２０の操作パネル２１が操作されることで操作受付部１１により受け付けられた設定温度及び復帰時間が対応付けして設定される。

空調制御装置１０における各構成要素１１〜１４は、空調制御装置１０に搭載されたコンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵで動作するプログラムとの協調動作により実現される。また、温度制御情報記憶部１５は、空調制御装置１０に搭載されたＨＤＤにて実現される。あるいは、ＲＡＭ又は外部にある記憶手段をネットワーク経由で利用してもよい。

また、本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵがプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。

次に、設定温度自動復帰モードが選択されたときの本実施の形態における設定温度制御処理を図３に示したフローチャートを用いて説明する。なお、現在は夏で、室内が暑く感じたことにより、在室者が当該部屋の設定温度を２８℃から２５℃に下げた場合を例にして説明する。

在室者が操作パネル２１から部屋の設定温度を２８℃から２５℃に下げる操作をすると、操作受付部１１は、操作パネル２１から送られてくるユニットＩＤ及び変更された設定温度を受け付け、一時保持する（ステップ１１０）。なお、新たに受け付けた設定温度（２５℃）を「変更後の設定温度」、その受付前に設定されていた設定温度（２８℃）を「変更前の設定温度」と称する。

操作受付部１１から送られてくることにより変更後の設定温度が受け付けられたことを検出すると、空調制御部１４におけるパターン生成部１４１は、ユニットＩＤに基づき温度制御情報記憶部１５を検索することで、当該空調機２３に設定されていた変更前の設定温度及び復帰時間を取得する（ステップ１２０）。図２に示した設定例によると、変更前の設定温度２８℃と復帰時間６０分を取得する。

続いて、パターン生成部１４１は、空調機２３の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に戻すのに要する自動復帰所要時間を、
自動復帰所要時間＝復帰時間−（｜変更後の設定温度−変更前の設定温度｜÷比例帯×復帰時間）・・・（１）
という式（１）にて算出する（ステップ１３０）。

例えば、比例帯を１０℃とした場合の自動復帰所要時間は、
６０−（｜２５−２８｜÷１０×６０）＝４２［分］
と算出される。つまり、ここでは、復帰時間（６０分）のうち自動復帰所要時間（４２分）をかけて変更後の設定温度（２５℃）を変更前の設定温度（２８℃）に戻すように空調制御することを決定する。

自動復帰所要時間を算出すると、パターン生成部１４１は、続いて設定温度制御パターンを生成する（ステップ１４０）。

例えば、空調機２３に対する設定温度を０．５℃のステップ幅で段階的に上げるとしたならば、設定温度を０．５℃ずつ上げるための時間幅は、自動復帰所要時間÷（変更幅×１÷ステップ幅）という式にて算出できる。温度の変更幅は３℃（＝２８−２５）なので、時間幅は、
４２÷（３×１÷０．５）＝７分
と算出される。すなわち、この数値の設定例によると、設定温度が２５℃に変更されると、その変更時点から１８（＝６０−４２）分経過した後、空調機２３の設定温度を段階的、すなわち７分毎に０．５℃ずつ上げていくよう空調制御を行うことで、設定温度を、復帰時間を経過する前までに２５℃から２８℃に戻す温度制御パターンが生成されることになる。この温度制御パターンを模式的に示した図４及び図５を用いて説明する。

まず、図４（ａ）は、従来の設定温度自動復帰モードにおける設定温度の遷移を示した図である。図４（ａ）によると、設定温度の変更時点が復帰時間の開始時点（ｔｓ）に対応するが、従来では、復帰時間が経過した時点（ｔｅ）で設定温度が２５℃から２８℃に変更される。

これに対し、本実施の形態においては、図４（ｂ）に示したように、設定温度が２５℃に変更されると、その変更後、１８分経過した時点から設定温度を２５℃から２８℃に戻す設定温度の制御が開始され、復帰時間が経過した時点で変更前の設定温度（２８℃）に戻るように制御される。なお、図４（ｂ）では、制御する設定温度の遷移を実線で示している。後述する図４（ｃ）〜図４（ｅ），図５、図６においても同様である。

図５は、図４（ｂ）において設定温度が上昇している遷移部分４の拡大図である。図５では、設定温度の遷移を実線で示している。図５から明らかなように、設定温度は、設定温度の変更後、１８分経過した時点から設定温度の制御が開始され、２５℃から７分毎に０．５℃ずつ上げられ、復帰時間（６０分）が経過する時点で２８℃に戻ることがわかる。

以上のようにして、設定温度制御パターンを生成すると、空調制御部１４は、生成した設定温度制御パターンに従った設定温度の制御を行うべく、当該空調機２３に対する空調制御を行う（ステップ１５０）。

本実施の形態によれば、設定温度を、復帰時間を経過する時点で２５℃から２８℃に戻すのではなく、２５℃から復帰時間を経過する時点まで徐々に上げていって２８℃に戻すようにしたので、人体を室温の変化に慣らしながら元の設定温度に戻すことができる。また、在室者に設定温度の変更を気づかせないようにすることができる。

更に、図４（ａ）に図示した従来の設定温度の制御と比較して、本実施の形態では、図４（ｂ）に点を描画した領域４の部分の電力を削除することができるので、省エネ効果を得ることができる。

ところで、上記説明では、図４（ｂ）に示した温度制御パターンを生成することで、復帰時間を経過した時点で元の設定温度（２８℃）に戻すようにしたが、生成する温度制御パターンの種類としては、これに限定するものではない。図４（ｃ）〜図４（ｅ）には、その他の温度制御パターンの例を示した。

図４（ｃ）に示した温度制御パターンは、設定温度の変更直後から段階的に設定温度を上昇させ、自動復帰所要時間（４２分）が経過した時点で２８℃に戻すように空調制御させる。この温度制御パターンでは、設定温度を２５℃に変更した感が少ないかもしれないが、図４（ｂ）に示した温度制御パターンより省エネ効果が得られる。

図４（ｄ）に示した温度制御パターンは、設定温度を変更してから９分後から段階的に設定温度を上昇させ、自動復帰所要時間（４２分）が経過する５１分の時点で２８℃に戻すように空調制御させる。この温度制御パターンは、図４（ｂ）に示した温度制御パターンと図４（ｃ）に示した温度制御パターンとに中立するパターンである。

図４（ｂ）〜図４（ｄ）が設定温度の上昇を連続させているのに対し、図４（ｅ）に示した温度制御パターンは、２分割したパターンである。すなわち、２７分から３３分の間で設定温度を上げることを一時停止している。

いずれの温度制御パターンを採用するかは、時節、部屋の広さ、在室者の人数、特性（性別、年代）等を参照して決めればよい。

本実施の形態においては、夏において設定温度を下げた場合を例にして説明したが、他の季節において設定温度を下げた場合、また、設定温度を上げる場合でも同様である。

ところで、温度制御パターンを生成する過程において自動復帰所要時間を求める際、室温と外気温との関係を考慮するようにしてもよい。本実施の形態では、この関係を考慮した自動復帰所要時間を次のようにして求める。

すなわち、操作受付部１１が操作パネル２１から設定温度を受け付けると、室温取得部１２は、室内に設置の温度センサ２２から室温を取得する。また、これと同時に、外気温取得部１３は、室外に設置の温度センサ２から外気温を取得する。

ここで、例えば外気温が３３℃、設定温度が２８℃であったため、室温もこれと同じ２８℃であったとする。そうすると、自動復帰所要時間を外気温度差で補正するための外気温度差係数を、
外気温度差係数＝係数最大値−｜外気温−室温｜÷比例帯×係数変化幅・・・（２）
という式（２）にて算出する。ここで、外気温度差係数の取りうる値の範囲を０．５〜１．０とすると、係数最大値は１．０、係数変化幅は０．５（＝１．０−０．５）なので、比例帯を１０℃とした場合の外気温度差係数は、
１−（｜３３−２８｜）÷１０×０．５＝０．７５
と算出される。

なお、基本的には室温は、設定温度と同値となるよう空調制御されているので、室温の代わりに変更前の設定温度を用いてもよい。

そして、先ほど算出した自動復帰所要時間（４２分）に、算出した外気温度差係数（０．７５）を乗算することで、外気温を考慮した自動復帰所要時間は、
４２×０．７５＝３６［分］
と算出される。つまり、外気温を考慮した場合、復帰時間（６０分）のうち自動復帰所要時間（３６分）をかけて変更後の設定温度（２５℃）を変更前の設定温度（２８℃）に戻すように空調制御することを決定する。

パターン生成部１４１は、このようにして算出した自動復帰所要時間に基づき設定温度制御パターンを生成するが、生成した設定温度制御パターンの一例を図６に示す。

図６では、元の設定温度制御パターン（図４（ｂ））と同じく、設定温度が変更されてから１８分を経過して時点で温度制御を開始する。そして、その時点から３６分かけて設定温度が２８℃に戻されることになる。自動復帰所要時間が４２分から３６分に短縮されるので、５４分には２８℃に戻っている。

ここで、式（２）を参照すれば理解できるように、外気温と室温との差が大きければ大きいほど、算出される外気温度差係数の値は小さくなり、これに伴い自動復帰所要時間は短くなる。すなわち、外気温に対して設定温度が相対的に低く設定されているのにもかかわらず、設定温度を更に下げることは、省エネ及び健康上の観点から好ましくない。そこで、このような場合には、自動復帰所要時間が相対的に短くなるようにした。すなわち、設定温度を相対的に早く元の設定温度に戻すようにした。一方、外気温と室温との差がそれほど開いていない場合には、外気温度差係数の値は、外気温と室温との差がある場合に比して小さい値となり、式（１）を用いて算出された自動復帰所要時間をそれほど短縮することにはならない。

外気温を考慮した場合における温度制御パターンは、図６に例示したパターンに限定されることはなく、図４（ｂ）と同様に復帰時間（６０分）が経過する時点で２８℃に戻るようにしてもよいし、図４（ｃ）〜図４（ｅ）と同様のパターンで生成してもよい。

なお、本実施の形態では、復帰時間（６０分）が経過する前までに設定温度を元の設定温度に戻すように空調制御を行うが、復帰時間（６０分）が経過する前に設定温度が更に変更される可能性もある。この場合、設定温度が更に変更された時点で、ステップ１１０において一時保持しておいた変更後の設定温度で温度制御情報記憶部１５に記憶されている設定温度を更新し、復帰時間のタイマをリセットし、図３に示したフローチャートを最初から実行するようにしてもよい。

また、本実施の形態は、ビルマルチエアコンにもセントラルエアコンにも適用可能である。また、本実施の形態において説明した設定温度制御は、従来の設定温度自動復帰機能における設定温度制御を改良するものであるが、設定温度自動復帰機能を有していない空調制御装置における設定温度制御として適用してもよい。

２温度センサ、１０空調制御装置、１１操作受付部、１２室温取得部、１３外気温取得部、１４空調制御部、１５温度制御情報記憶部、２０空調ユニット、２１操作パネル、２２温度センサ、２３空調機。

Claims

ユーザにより空調機の設定温度が変更されると、その変更がされてから前記空調機に対して予め設定されている復帰時間が経過した後に、当該空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に自動的に戻す設定温度自動復帰機能を有する空調制御装置において、
ユーザにより設定された空調機の設定温度を受け付ける受付手段と、
前記受付手段により設定温度が受け付けられると、その受け付けられた変更後の設定温度、変更前の設定温度及び前記復帰時間に基づいて、前記復帰時間が経過する前までに前記空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に段階的に戻す際の設定温度の遷移を表す設定温度制御パターンを生成するパターン生成手段と、
前記設定温度制御パターンに従って前記空調機の空調制御を行う空調制御手段と、
を有し、
前記パターン生成手段は、前記空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に戻すのに要する自動復帰所要時間を、
自動復帰所要時間＝復帰時間−（｜変更後の設定温度−変更前の設定温度｜÷比例帯×復帰時間）
という式にて算出することを特徴とする空調制御装置。
外気の温度を取得する外気温度取得手段を有し、
前記パターン生成手段は、更に前記外気温度取得手段により取得された外気の温度を参照し、外気の温度と変更前の設定温度の差が大きいほど、変更後の設定温度を戻し始めてから変更前の設定温度に達するのに要する時間が短くなるように設定温度制御パターンを生成することを特徴とする請求項１に記載の空調制御装置。
ユーザにより空調機の設定温度が変更されると、その変更がされてから前記空調機に対して予め設定されている復帰時間が経過した後に、当該空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に自動的に戻す設定温度自動復帰機能を有する空調制御装置に含まれるコンピュータを、
ユーザにより設定された空調機の設定温度を受け付ける受付手段、
前記受付手段により設定温度が受け付けられると、その受け付けられた変更後の設定温度、変更前の設定温度及び前記復帰時間に基づいて、前記復帰時間が経過する前までに前記空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に段階的に戻す際の設定温度の遷移を表す設定温度制御パターンを生成するパターン生成手段、
前記設定温度制御パターンに従って前記空調機の空調制御を行う空調制御手段、
として機能させ、
前記パターン生成手段は、前記空調機の設定温度を変更後の設定温度から変更前の設定温度に戻すのに要する自動復帰所要時間を、
自動復帰所要時間＝復帰時間−（｜変更後の設定温度−変更前の設定温度｜÷比例帯×復帰時間）
という式にて算出することを特徴とするプログラム。