JP6170760B2 - 熱量表示装置および方法 - Google Patents

Description

この発明は、セントラル空調システムやビルマルチエアコンなどの空調制御システムに用いて好適な熱量表示装置および方法に関するものである。

従来より、セントラル空調システムなどの空調制御システムでは、空調制御の対象空間へ調和された空気を供給する空調設備として空調機を備え、この空調機への冷温水の供給量や空調機からの調和空気の送風量を空調制御の対象空間の負荷状態に応じて制御するようにしている。以下、本明細書では、空調制御の対象空間を単に対象空間と呼ぶこともあるが、本明細書中の「対象空間」とは全て空調制御の対象区間のことを指す。

図１７に従来の空調制御システムの要部を示す（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は空調機、２は空調機１に付設された制御装置、３は空調機１からの調和空気（給気）が供給される空調制御の対象空間である。

空調機１には、冷水コイル１Ａ、温水コイル１Ｂ、送風機（給気ファン）１Ｃが設けられている。また、冷水コイル１Ａへの冷水ＣＷの供給通路には冷水バルブ４が、温水コイル１Ｂへの温水の供給通路には温水バルブ５が設けられている。空調制御の対象空間３には温度センサ６が設けられている。

制御装置２は、温度センサ６が検出する対象空間３内の温度（室内温度）Ｔｒを入力とし、この室内温度Ｔｒが設定温度Ｔｒｓに一致するように、冷房の場合には冷水バルブ４の開度を制御し、暖房の場合には温水バルブ５の開度を制御する。また、給気ファン１Ｃの回転数を制御する。すなわち、空調機１からの給気の温度（給気温度）と、空調機１からの給気の風量（給気風量）を制御する。

特開平７−３５３７２号公報

このような空調制御システムでは、空調機１が最大能力で対象空間３に熱量を供給しているにも関わらず、対象空間３の室内温度Ｔｒが設定温度Ｔｒｓに到達していないことがある。例えば、図１７に示した例において、空調機１からの給気温度の調整可能範囲を１５〜３０℃、空調機１からの給気風量の調整可能範囲を６００〜３０００ｍ３／ｈ、設定温度Ｔｒｓを２６℃とした場合、図１８に示すように、冷房時、給気温度を１５℃、給気風量を３０００ｍ³／ｈにしているにも関わらず、対象空間３の室内温度Ｔｒが例えば２７℃までしか下がらず、設定温度Ｔｒｓ＝２６℃に到達していないことがある。

この場合、空調機１の能力が不足していることが疑われるが、次のような例外もあり、空調機１が最大能力で、かつ室内温度Ｔｒが設定温度Ｔｒｓに到達していないことをもって、空調機１の能力不足と判断することは難しい。
(１)制御装置２に適用されている空調制御手法が、室内温度Ｔｒを速く設定温度Ｔｒｓに到達させようとして、一時的に空調機１が最大能力で対象空間３に熱量を供給していることがある。このような場合、室内温度Ｔｒが設定温度Ｔｒｓに到達していないが、空調機１の能力が不足しているわけではない。
(２)空調機１の能力が不足しているにも関わらず、空調機１が最大能力で対象空間３に熱量を供給していない場合がある。すなわち、空調機１の能力以上の熱負荷があるにも関わらず、空調機１が最大能力を発揮していない場合がある。
例えば、制御装置２に適用されている空調制御手法が、給気温度と給気風量の制御が不安定になるのを避けるために、給気温度を徐々に変化させるようにしている場合などに、このような状態が生じることがある。
これらの制御の影響は、時間をかければ無くなるものの、時間が経過すれば、室内の環境（室内の発熱、外から入る熱、室内の物の温度）も変化していくために、判断が難しくなる。

このように、「空調設備が最大能力で対象空間に熱量を供給しているか否か（空調設備が最大能力運転かどうか）」と「対象空間の室内温度が設定温度に到達しているか否か（温度設定値に到達しているかどうか）」とで、空調設備からの対象空間への熱量の供給状態を判断するという方法では、制御装置に適用されている空調制御手法や室内環境の状況をよく理解していないと、間違った判断をしてしまう場合がある。

また、大空間を複数のゾーンに分割して空調する空調制御システムでは、すなわち大空間を分割した複数のゾーンの各々を対象空間とする空調制御システムでは、ゾーンが必要としている熱量と空調設備が供給する熱量とが釣り合っていないと、そのゾーンの熱や空調設備からの給気が周辺のゾーンに大きな影響を与える可能性がある。

例えば、あるゾーンに、多数のサーバが置かれているなど、空調設備の供給能力を上回る熱負荷が存在している場合、サーバの熱は隣接のゾーンまで影響し、隣接ゾーンで必要な熱量を増加させてしまう。しかしながら、ゾーン毎の状態を個別に確認するのでは隣接ゾーンからの影響に気付きにくく、対策を考えるのを難しくしていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、空調制御手法をよく理解していなくても、空調制御の対象空間への空調設備からの熱量の供給状態を適切に判断することが可能な熱量表示装置および方法を提供することにある。

また、空調制御手法を理解していなくても、大空間を分割した複数のゾーンの各々への空調設備からの熱量の供給状態を適切に判断することが可能で、かつゾーン間の影響を発見し易くすることが可能な熱量表示装置および方法を提供することにある。

発明者は、『ビルの空調管理担当者が、習得に時間がかかる複雑な空調制御手法の理解不足なため（制御機器メーカが十分な情報を公開していない場合も多い）、空調設備の能力が足りているかどうかを「空調設備が最大能力運転かどうか」と「温度設定値に到達しているかどうか」とから適切に判断することが難しい。』ことをつきとめた。不適切な状況認識は必要な設備投資の判断を誤らせる。

そこで、本発明では、少なくとも、「対象空間へ供給可能な空調設備からの熱量の範囲」と、「対象空間が必要としている現在の熱量」とを画面上に同時に表示することで、空調管理者が空調制御手法を理解していなくても、空調システムの問題箇所を特定することができることに想到した。

本発明では、「対象空間へ供給可能な空調設備からの熱量の範囲」と、「対象空間が必要としている現在の熱量」とを画面上に同時に表示するが、「対象空間へ供給可能な空調設備からの熱量の範囲」と、「対象空間が必要としている現在の熱量」とに加えて、「対象空間への空調設備からの現在の供給熱量」も表示するようにすることが好ましい。

本発明では、大空間を分割した複数のゾーンの各々を対象空間とする。複数のゾーンの各々を対象空間とする場合、ゾーン毎に、少なくとも、そのゾーンへ供給可能な空調設備からの熱量の範囲と、そのゾーンが必要としている現在の熱量とを（好ましくはゾーンへの空調設備からの現在の供給熱量も合わせて）、画面上に同時に表示するようにする。これにより、複数のゾーンについて、画面上で、一度に、空調設備からの熱量の供給状態を判断することが可能となる。

大空間を複数のゾーンに分割して空調する空調制御システムでは、あるゾーンの必要熱量と供給熱量とが一致していないとき、隣接ゾーンの必要熱量へ影響を与える可能性がある。しかし、ゾーン毎の状態を個別に確認するのでは、隣接ゾーンからの影響に気づきにくい。そこで、ゾーン毎に、ゾーンの位置関係に合わせて、少なくとも、そのゾーンへ供給可能な空調設備からの熱量の範囲と、そのゾーンが必要としている現在の熱量とを（好ましくはゾーンへの空調設備からの現在の供給熱量も合わせて）、画面上に同時に表示するようにすれば、隣接ゾーンの影響を知り、ゾーン間の問題を容易に発見することが可能となる。

本発明によれば、対象空間へ供給可能な空調設備からの熱量の範囲と、対象空間が必要としている現在の熱量とを（好ましくは対象空間への空調設備からの現在の供給熱量も合わせて）、画面上に同時に表示するようにしたので、これらの関係を画面上で一目で把握することができ、空調制御手法をよく理解していなくても、空調制御の対象空間への空調設備からの熱量の供給状態を適切に判断することが可能となる。

また、本発明によれば、大空間を分割した複数のゾーンの各々を対象空間とし、ゾーン毎に、ゾーンの位置関係に合わせて、そのゾーンへ供給可能な空調設備からの熱量の範囲と、そのゾーンが必要としている現在の熱量とを（好ましくはゾーンへの空調設備からの現在の供給熱量も合わせて）、画面上に同時に表示するようにしたので、隣接ゾーンの影響を知り、ゾーン間の問題を発見し易くすることが可能となる。

本発明に係る熱量表示装置の一実施の形態（実施の形態１）を用いた空調制御システムの要部を示す図である。 実施の形態１の熱量表示装置が有する機能を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１の熱量表示装置における画面上の表示例１を示す図である。 実施の形態１の熱量表示装置における画面上の表示例２を示す図である。 実施の形態１の熱量表示装置における画面上の表示例３を示す図である。 実施の形態１の熱量表示装置における画面上の表示例４を示す図である。 実施の形態１の熱量表示装置において黒枠（対象空間へ供給可能な空調機からの熱量の範囲）と横ライン（対象空間が必要としている現在の熱量）とだけを表示するようにした例を示す図である。 本発明に係る熱量表示装置の他の実施の形態（実施の形態２）を用いた空調制御システムの要部を示す図である。 実施の形態２の熱量表示装置が有する機能を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の熱量表示装置における画面上の表示例１を示す図である。 実施の形態２の熱量表示装置における画面上の表示例２を示す図である。 実施の形態２の熱量表示装置における画面上の表示例３を示す図である。 実施の形態２の熱量表示装置において黒枠（ゾーンへ供給可能な空調機からの熱量の範囲）と横ライン（ゾーンが必要としている現在の熱量）とだけを表示するようにした例を示す図である。 各ゾーン毎に可変給気量調節ユニット（ＶＡＶユニット）を設けたＶＡＶ制御システムを示す図である。 ＶＡＶ制御システムでの表示例１（実施の形態２の表示例１に対応）を示す図である。 ＶＡＶ制御システムでの表示例２（実施の形態２の表示例３に対応）を示す図である。 従来の空調制御システムの要部を示す図である。 従来の空調制御システムでの問題を説明する図である。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、本発明の権利範囲に含まれないものも実施の形態として記載されているが、ここでは全て実施の形態として説明する。

〔実施の形態１〕
図１は本発明に係る熱量表示装置の一実施の形態（実施の形態１）を用いた空調制御システムの要部を示す図である。同図において、図１７と同一符号は図１７を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。

図１において、７は対象空間３に対して設けられたサーモパイルセンサ、８は空調機１からの対象空間３への給気温度Ｔｓを検出する給気温度センサ、９は空調機１からの対象空間３への給気風量Ｗを検出する給気風量センサ、１０（１０Ａ）は本発明に係る熱量表示装置である。

サーモパイルセンサ７は、対象空間３における現在の熱負荷に関する情報として、対象空間３内の全体の表面の平均温度Ｔｍと、対象空間３内の全体の表面積Ａと、対象空間３内の全体の表面の対流熱伝達率Ｋとを、熱量表示装置１０Ａへ送る。

熱量表示装置１０Ａには、サーモパイルセンサ７からの対象空間３における現在の熱負荷に関する情報に加え、温度センサ６が検出する対象空間３の室内温度Ｔｒと、室内温度Ｔｒに対して設定される設定温度Ｔｒｓと、給気温度センサ８が検出する空調機１から対象空間３への給気温度Ｔｓと、給気風量センサ９が検出する空調機１からの対象空間３への給気風量Ｗとが入力される。

なお、熱量表示装置１０Ａには、空調機１からの給気温度の調整可能範囲と、空調機１からの給気風量の調整可能範囲が設定されている。この実施の形態では、空調機１からの給気温度の調整可能範囲が１５〜３０℃として、空調機１からの給気風量の調整可能範囲が６００〜３０００ｍ３／ｈとして設定されている。

熱量表示装置１０Ａは、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。具体的には、コンピュータにプログラムがインストールされ、このインストールされたプログラムに従うＣＰＵの処理動作として実現される。

以下、図２に示すフローチャートに従って、熱量表示装置１０Ａが有する本実施の形態特有の機能について説明する。

熱量表示装置１０Ａは、空調管理者からの表示要求があると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、下記に示す（１）式を用いて、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲Ｑｓｍｉｎ〜Ｑｓｍａｘを求める（ステップＳ１０２）。

Ｑｓ＝Ｃ・ρ・Ｗ・（Ｔｒ−Ｔｓ） ・・・・（１）
(１)式において、Ｃは空気の比熱（≒１００６Ｊ（ｋｇ・℃））、ρは空気の密度（≒１．２ｋｇ／ｍ３）、Ｗは空調機１からの給気風量（ｍ３／ｈ）、Ｔｒは対象空間３の室内温度（℃）、Ｔｓは空調機１からの給気温度（℃）を示す。

この場合、熱量表示装置１０Ａは、空調機１からの給気温度の調整可能範囲の下限値Ｔｓｍｉｎ（１５℃）を給気温度Ｔｓとし、空調機１からの給気風量の調整可能範囲の下限値Ｗｍｉｎ（６００ｍ３／ｈ）を給気風量Ｗとし、このＴｓｍｉｎ，Ｗｍｉｎを対象空間３の室内温度Ｔｒと共に上記(１)式に代入して、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の下限値Ｑｓｍｉｎを求める。

また、熱量表示装置１０Ａは、空調機１からの給気温度の調整可能範囲の上限値Ｔｓｍａｘ（３０℃）を給気温度Ｔｓとし、空調機１からの給気風量の調整可能範囲の上限値Ｗｍａｘ（３０００ｍ３／ｈ）を給気風量Ｗとし、このＴｓｍａｘ，Ｗｍａｘを対象空間３の室内温度Ｔｒと共に上記(１)式に代入して、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の上限値Ｑｓｍａｘを求める。

次に、熱量表示装置１０Ａは、サーモパイルセンサ７からの対象空間３における現在の熱負荷に関する情報（対象空間３内の全体の表面の平均温度Ｔｍ、対象空間３内の全体の表面積Ａ、対象空間３内の全体の表面の対流熱伝達率Ｋ）と、設定温度Ｔｒｓとから、下記に示す（２）式を用いて、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒを求める（ステップＳ１０３）。
Ｑｒ＝Ｋ・Ａ・（Ｔｍ−Ｔｒｓ） ・・・・（２）

また、熱量表示装置１０Ａは、温度センサ６が検出している対象空間３の室内温度Ｔｒと、給気温度センサ８が検出している空調機１からの対象空間３への給気温度Ｔｓと、給気風量センサ９が検出している空調機１からの対象空間３への給気風量Ｗとから、上記（１）式を用いて、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓを求める（ステップＳ１０４）。この場合、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓは、空調機１から対象空間３へ供給している熱量、又は供給しようとしている熱量として求められる。

そして、熱量表示装置１０Ａは、このようにして求めた対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲Ｑｓｍｉｎ〜Ｑｓｍａｘと、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒと、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓとを、画面上に同時に表示する（ステップＳ１０５）。

〔表示例１〕
図３に熱量表示装置１０Ａにおける画面上の表示例（表示例１）を示す。図３において、黒枠１１は対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲Ｑｍｉｎ〜Ｑｍａｘを示す。また、横方向の線（以下、横ラインと呼ぶ）１２は対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒを示し、縦方向の帯（以下、縦ラインと呼ぶ）１３は対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓを示す。なお、図３において、縦軸は熱量を示し、０を中心とする＋方向が冷房に要する熱量を、−方向が暖房に要する熱量を示している。

この表示例１では、縦ライン１３が＋方向に延びているので、対象空間３が冷房中であることが分かる。また、横ライン１２が黒枠１１の外側（＋方向）にあるので、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒが、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲の上限値Ｑｍａｘを超えていて、空調機１の能力が不足していることが分かる。また、横ライン１２と黒枠１１の上限値Ｑｍａｘを示すライン（以下、上限ラインと呼ぶ）との差から、空調機１の能力がどの程度不足しているのかが分かる。また、縦ライン１３が黒枠１１内の上限に達しているので、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓが、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲の上限値Ｑｍａｘに達していることが分かる。

〔表示例２〕
図４に熱量表示装置１０Ａにおける画面上の表示例２を示す。この表示例２では、縦ライン１３が＋方向に延びているので、対象空間３が冷房中であることが分かる。また、横ライン１２が黒枠１１内に位置しているので、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒが、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲内にあり、空調機１の能力が足りていることが分かる。また、横ライン１２と黒枠１１の上限ラインとの差から、空調機１の能力がどの程度足りているのかが分かる。また、縦ライン１３の先端と横ライン１２とが一致しているので、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓと対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒとがバランスしていることが分かる。

〔表示例３〕
図５に熱量表示装置１０Ａにおける画面上の表示例３を示す。この表示例３では、縦ライン１３が＋方向に延びているので、対象空間３が冷房中であることが分かる。また、横ライン１２が黒枠１１内に位置しているので、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒが、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲内にあり、空調機１の能力が足りていることが分かる。また、横ライン１２と黒枠１１の上限ラインとの差から、空調機１の能力がどの程度足りているのかが分かる。また、縦ライン１３が黒枠１１内の上限に達しているので、空調機１の能力は足りてはいるが、制御装置２に適用されている空調制御手法によって、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓが、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲の上限値Ｑｍａｘに一時的に達していることが分かる。

〔表示例４〕
図６に熱量表示装置１０Ａにおける画面上の表示例４を示す。この表示例４では、縦ライン１３が＋方向に延びているので、対象空間３が冷房中であることが分かる。また、横ライン１２が黒枠１１の外側（＋方向）にあるので、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒが、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲の上限値Ｑｍａｘを超えていて、空調機１の能力が不足していることが分かる。また、横ライン１２と黒枠１１の上限ラインとの差から、空調機１の能力がどの程度不足しているのかが分かる。また、縦ライン１３が黒枠１１の内部にあるので、空調機１の能力が不足しているにも関わらず、制御装置２に適用されている空調制御手法により、空調機１が最大能力を発揮していないことが分かる。

このように、本実施の形態では、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲Ｑｓｍｉｎ〜Ｑｓｍａｘと、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒと、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓとを画面上に同時に表示するようにしているので、これらの関係を画面上で一目で把握することができ、空調制御手法をよく理解していなくても、対象空間３への空調機１からの熱量の供給状態を適切に判断することが可能となる。

なお、この実施の形態１では、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲Ｑｓｍｉｎ〜Ｑｓｍａｘと、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒと、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓとを画面上に同時に表示するようにしたが、例えば図７に示すように、対象空間３への空調機１からの現在の供給熱量Ｑｓの表示は行わず、対象空間３へ供給可能な空調機１からの熱量の範囲Ｑｓｍｉｎ〜Ｑｓｍａｘと、対象空間３が必要としている現在の熱量Ｑｒとだけを、すなわち黒枠１１と横ライン１２とだけを、画面上に同時に表示するようにしてもよい。

このように、黒枠１１と横ライン１２とだけを表示するだけでも、空調機１の能力がどれだけ不足しているか、どの程度足りているのかなどを知ることが可能であり、対象空間３への空調機１からの熱量の供給状態を適切に判断することは可能である。

〔実施の形態２〕
図８は本発明に係る熱量表示装置の他の実施の形態（実施の形態２）を用いた空調制御システムの要部を示す図である。この実施の形態２は、大空間を複数のゾーンに分割して空調する空調制御システムに用いられた例を示し、大空間を分割した複数のゾーンの各々を空調制御の対象空間としてる。図８に示した例は、その中でも最も単純な例を示しており、大空間を２分割したゾーンＺ１，Ｚ２の各々を空調制御の対象空間としている。

この空調制御システムでは、ゾーンＺ１に対して空調機１−１と制御装置２−１とを設け、ゾーンＺ２に対して空調機１−２と制御装置２−２とを設け、空調機１−１からの調和空気をゾーンＺ１に、空調機１−２からの調和空気をゾーンＺ２に供給するようにしている。

この空調制御システムにおいて、制御装置２−１は、温度センサ６−１が検出するゾーンＺ１の室内温度Ｔｒ１を入力とし、この室内温度Ｔｒ１が設定温度Ｔｒｓ１に一致するように、冷房の場合には冷水バルブ４−１の開度を制御し、暖房の場合には温水バルブ５−１の開度を制御する。また、空調機１−１の給気ファン１Ｃの回転数を制御する。

制御装置２−２は、温度センサ６−２が検出するゾーンＺ２の室内温度Ｔｒ２を入力とし、この室内温度Ｔｒ２が設定温度Ｔｒｓ２に一致するように、冷房の場合には冷水バルブ４−２の開度を制御し、暖房の場合には温水バルブ５−２の開度を制御する。また、空調機１−２の給気ファン１Ｃの回転数を制御する。

また、ゾーンＺ１にはサーモパイルセンサ７−１が設けられており、ゾーンＺ２にはサーモパイルセンサ７−２が設けられている。空調機１−１に対しては、空調機１−１からのゾーンＺ１への給気温度Ｔｓ１を検出する給気温度センサ８−１と、空調機１−１からのゾーンＺ１への給気風量Ｗ１を検出する給気風量センサ９−１とが設けられている。空調機１−２に対しては、空調機１−２からのゾーンＺ２への給気温度Ｔｓ２を検出する給気温度センサ８−２と、空調機１−２からのゾーンＺ２への給気風量Ｗ２を検出する給気風量センサ９−２とが設けられている。

サーモパイルセンサ７−１は、ゾーンＺ１における現在の熱負荷に関する情報として、ゾーンＺ１内の全体の表面の平均温度Ｔｍ１と、ゾーンＺ１内の全体の表面積Ａ１と、ゾーンＺ１内の全体の表面の対流熱伝達率Ｋ１とを、熱量表示装置１０（１０Ｂ）へ送る。

サーモパイルセンサ７−２は、ゾーンＺ２における現在の熱負荷に関する情報として、ゾーンＺ２内の全体の表面の平均温度Ｔｍ２と、ゾーンＺ２内の全体の表面積Ａ２と、ゾーンＺ２内の全体の表面の対流熱伝達率Ｋ２とを、熱量表示装置１０（１０Ｂ）へ送る。

熱量表示装置１０Ｂには、サーモパイルセンサ７−１，７−２からのゾーンＺ１，Ｚ２における現在の熱負荷に関する情報に加え、温度センサ６−１，６−２が検出するゾーンＺ１，Ｚ２の室内温度Ｔｒ１，Ｔｒ２と、室内温度Ｔｒ１，Ｔｒ２に対して設定される設定温度Ｔｒｓ１，Ｔｒｓ２と、給気温度センサ８−１，８−２が検出する空調機１−１，１−２からゾーンＺ１，Ｚ２への給気温度Ｔｓ１，Ｔｓ２と、給気風量センサ９−１，９−２が検出する空調機１−１，１−２からゾーンＺ１，Ｚ２への給気風量Ｗ１，Ｗ２とが入力される。

なお、熱量表示装置１０Ｂには、空調機１−１，１−２からの給気温度の調整可能範囲と、空調機１−１，１−２からの給気風量の調整可能範囲が設定されている。この実施の形態では、空調機１−１，１−２からの給気温度の調整可能範囲が１５〜３０℃、空調機１−１，１−２からの給気風量の調整可能範囲が６００〜３０００ｍ３／ｈとして設定されている。

以下、図９に示すフローチャートに従って、熱量表示装置１０Ｂが有する本実施の形態特有の機能について説明する。

熱量表示装置１０Ｂは、空調管理者からの表示要求があると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、下記に示す（３）式を用いて、ゾーンＺ１へ供給可能な空調機１−１からの熱量の範囲Ｑ１ｓｍｉｎ〜Ｑ１ｓｍａｘを求める（ステップＳ２０２）。

Ｑ１ｓ＝Ｃ・ρ・Ｗ１・（Ｔｒ１−Ｔｓ１） ・・・・（３）
（３）式において、Ｃは空気の比熱（≒１００６Ｊ（ｋｇ・℃））、ρは空気の密度（≒１．２ｋｇ／ｍ３）、Ｗ１は空調機１−１からの給気風量（ｍ３／ｈ）、Ｔｒ１はゾーンＺ１の室内温度（℃）、Ｔｓ１は空調機１−１からの給気温度（℃）を示す。

この場合、熱量表示装置１０Ｂは、空調機１−１からの給気温度の調整可能範囲の下限値Ｔｓ１ｍｉｎ（１５℃）を給気温度Ｔｓ１とし、空調機１−１からの給気風量の調整可能範囲の下限値Ｗ１ｍｉｎ（６００ｍ３／ｈ）を給気風量Ｗ１とし、このＴｓ１ｍｉｎ，Ｗ１ｍｉｎをゾーンＺ１の室内温度Ｔｒ１と共に上記(３)式に代入して、ゾーンＺ１へ供給可能な空調機１−１からの熱量の下限値Ｑ１ｓｍｉｎを求める。

また、熱量表示装置１０Ｂは、空調機１−１からの給気温度の調整可能範囲の上限値Ｔｓ１ｍａｘ（３０℃）を給気温度Ｔｓ１とし、空調機１−１からの給気風量の調整可能範囲の上限値Ｗ１ｍａｘ（３０００ｍ３／ｈ）を給気風量Ｗ１とし、このＴｓ１ｍａｘ，Ｗ１ｍａｘをゾーンＺ１の室内温度Ｔｒ１と共に上記(３)式に代入して、ゾーンＺ１へ供給可能な空調機１−１からの熱量の上限値Ｑ１ｓｍａｘを求める。

次に、熱量表示装置１０Ｂは、サーモパイルセンサ７−１からのゾーンＺ１における現在の熱負荷に関する情報（ゾーンＺ１内の全体の表面の平均温度Ｔｍ１、ゾーンＺ１内の全体の表面積Ａ１、ゾーンＺ１内の全体の表面の対流熱伝達率Ｋ１）と、設定温度Ｔｒｓ１とから、下記に示す（４）式を用いて、ゾーンＺ１が必要としている現在の熱量Ｑ１ｒを求める（ステップＳ２０３）。
Ｑ１ｒ＝Ｋ１・Ａ１・（Ｔｍ１−Ｔｒｓ１） ・・・・（４）

また、熱量表示装置１０Ｂは、温度センサ６−１が検出しているゾーンＺ１の室内温度Ｔｒ１と、給気温度センサ８−１が検出している空調機１−１からのゾーンＺ１への給気温度Ｔｓ１と、給気風量センサ９−１が検出している空調機１−１からのゾーンＺ１への給気風量Ｗ１とから、上記（３）式を用いて、ゾーンＺ１への空調機１−１からの現在の供給熱量Ｑ１ｓを求める（ステップＳ２０４）。この場合、ゾーンＺ１への空調機１−１からの現在の供給熱量Ｑ１ｓは、空調機１−１からゾーンＺ１へ供給している熱量、又は供給しようとしている熱量として求められる。

次に、熱量表示装置１０Ｂは、下記の（５）式を用いて、ゾーンＺ２へ供給可能な空調機１−２からの熱量の範囲Ｑ２ｓｍｉｎ〜Ｑ２ｓｍａｘを求める（ステップＳ２０５）。

Ｑ２ｓ＝Ｃ・ρ・Ｗ２・（Ｔｒ２−Ｔｓ２） ・・・・（５）
（５）式において、Ｃは空気の比熱（≒１００６Ｊ（ｋｇ・℃））、ρは空気の密度（≒１．２ｋｇ／ｍ３）、Ｗ２は空調機１−２からの給気風量（ｍ３／ｈ）、Ｔｒ２はゾーンＺ２の室内温度（℃）、Ｔｓ２は空調機１−２からの給気温度（℃）を示す。

この場合、熱量表示装置１０Ｂは、空調機１−２からの給気温度の調整可能範囲の下限値Ｔｓ２ｍｉｎ（１５℃）を給気温度Ｔｓ２とし、空調機１−２からの給気風量の調整可能範囲の下限値Ｗ２ｍｉｎ（６００ｍ３／ｈ）を給気風量Ｗ２とし、このＴｓ２ｍｉｎ，Ｗ２ｍｉｎをゾーンＺ２の室内温度Ｔｒ２と共に上記(５)式に代入して、ゾーンＺ２へ供給可能な空調機１−２からの熱量の下限値Ｑ２ｓｍｉｎを求める。

また、熱量表示装置１０Ｂは、空調機１−２からの給気温度の調整可能範囲の上限値Ｔｓ２ｍａｘ（３０℃）を給気温度Ｔｓ２とし、空調機１−２からの給気風量の調整可能範囲の上限値Ｗ２ｍａｘ（３０００ｍ３／ｈ）を給気風量Ｗ２とし、Ｔｓ２ｍａｘ，Ｗ２ｍａｘをゾーンＺ２の室内温度Ｔｒ２と共に上記(５)式に代入して、ゾーンＺ２へ供給可能な空調機１−２からの熱量の上限値Ｑ２ｓｍａｘを求める。

次に、熱量表示装置１０Ｂは、サーモパイルセンサ７−２からのゾーンＺ２における現在の熱負荷に関する情報（ゾーンＺ２内の全体の表面の平均温度Ｔｍ２、ゾーンＺ２内の全体の表面積Ａ２、ゾーンＺ２内の全体の表面の対流熱伝達率Ｋ２）と、設定温度Ｔｒｓ２とから、下記に示す（６）式を用いて、ゾーンＺ２が必要としている現在の熱量Ｑ２ｒを求める（ステップＳ２０６）。
Ｑ２ｒ＝Ｋ２・Ａ２・（Ｔｍ２−Ｔｒｓ２） ・・・・（６）

また、熱量表示装置１０Ｂは、温度センサ６−２が検出しているゾーンＺ２の室内温度Ｔｒ２と、給気温度センサ８−２が検出している空調機１−２からのゾーンＺ２への給気温度Ｔｓ２と、給気風量センサ９−２が検出している空調機１−２からのゾーンＺ２への給気風量Ｗ２とから、上記（５）式を用いて、ゾーンＺ２への空調機１−２からの現在の供給熱量Ｑ２ｓを求める（ステップＳ２０７）。この場合、ゾーンＺ２への空調機１−２からの現在の供給熱量Ｑ２ｓは、空調機１−２からゾーンＺ２へ供給している熱量、又は供給しようとしている熱量として求められる。

そして、熱量表示装置１０Ｂは、ゾーンＺ１，Ｚ２毎に、ゾーンＺ１，Ｚ２の位置関係に合わせて、そのゾーンＺ１，Ｚ２へ供給可能な空調機１−１，１−２からの熱量の範囲Ｑ１ｓｍｉｎ〜Ｑ１ｓｍａｘ，Ｑ２ｓｍｉｎ〜Ｑ２ｓｍａｘと、ゾーンＺ１，Ｚ２が必要としている現在の熱量Ｑ１ｒ，Ｑ２ｒと、ゾーンＺ１，Ｚ２への空調機１−１，１−２からの現在の供給熱量Ｑ１ｓ，Ｑ２ｓとを、画面上に同時に表示する（ステップＳ２０８）。

〔表示例１〕
図１０に熱量表示装置１０Ｂにおける画面上の表示例（表示例１）を示す。図１０において、黒枠１１−１はゾーンＺ１へ供給可能な空調機１−１からの熱量の範囲Ｑ１ｍｉｎ〜Ｑ１ｍａｘを示し、横ライン１２−１はゾーンＺ１が必要としている現在の熱量Ｑ１ｒを示し、縦ライン１３−１はゾーンＺ１への空調機１−１からの現在の供給熱量Ｑ１ｓを示す。また、黒枠１１−２はゾーンＺ２へ供給可能な空調機１−２からの熱量の範囲Ｑ２ｍｉｎ〜Ｑ２ｍａｘを示し、横ライン１２−２はゾーンＺ２が必要としている現在の熱量Ｑ２ｒを示し、縦ライン１３−２はゾーンＺ２への空調機１−２からの現在の供給熱量Ｑ２ｓを示す。

なお、図中、縦軸は熱量を示し、０を中心とする＋方向が冷房に要する熱量を、−方向が暖房に要する熱量を示している。また、横軸は、ゾーンＺ１の窓側の位置Ｓからの距離Ｘを示している。この距離Ｘにより、ゾーンＺ１，Ｚ２の位置関係が示され、ゾーンＺ１，Ｚ２が隣接していることが分かる。

この表示例１では、縦ライン１３−１が＋方向に延びているので、ゾーンＺ１が冷房中であることが分かる。また、横ライン１２−１が黒枠１１−１の外側（＋方向）にあるので、ゾーンＺ１が必要としている現在の熱量Ｑ１ｒが、ゾーンＺ１へ供給可能な空調機１−１からの熱量の範囲の上限値Ｑ１ｍａｘを超えていて、空調機１−１の能力が不足していることが分かる。また、横ライン１２−１と黒枠１１−１の上限ラインとの差から、空調機１−１の能力がどの程度不足しているのかが分かる。また、縦ライン１３−１が黒枠１１−１内の上限に達しているので、ゾーンＺ１への空調機１−１からの現在の供給熱量Ｑ１ｓが、ゾーンＺ１へ供給可能な空調機１−１からの熱量の範囲の上限値Ｑ１ｍａｘに達していることが分かる。

また、この表示例１では、縦ライン１３−２が＋方向に延びているので、ゾーンＺ２が冷房中であることが分かる。また、横ライン１２−２が黒枠１１−２の外側（＋方向）にあるので、ゾーンＺ２が必要としている現在の熱量Ｑ２ｒが、ゾーンＺ２へ供給可能な空調機１−２からの熱量の範囲の上限値Ｑ２ｍａｘを超えていて、空調機１−２の能力が不足していることが分かる。また、横ライン１２−２と黒枠１１−２の上限ラインとの差から、空調機１−２の能力がどの程度不足しているのかが分かる。また、縦ライン１３−２が黒枠１１−２内の上限に達しているので、ゾーンＺ２への空調機１−２からの現在の供給熱量Ｑ２ｓが、ゾーンＺ２へ供給可能な空調機１−２からの熱量の範囲の上限値Ｑ２ｍａｘに達していることが分かる。

さらに、この表示例１では、ゾーンＺ１が必要としている現在の熱量Ｑ１ｒとゾーンＺ１に供給可能な空調機１−１からの熱量Ｑ１ｍａｘとの差が大きく、ゾーンＺ１における発熱（熱負荷）が隣接するゾーンＺ２に影響し、ゾーンＺ２が必要としている現在の熱量Ｑ２ｒに影響を与えている可能性があることが分かる。

〔表示例２〕
図１１に熱量表示装置１０Ｂにおける画面上の表示例２を示す。この表示例２では、縦ライン１３−１が−方向に延びているので、ゾーンＺ１が暖房中であることが分かる。また、横ライン１２−１が黒枠１１−１内に位置しているので、ゾーンＺ１が必要としている現在の熱量Ｑ１ｒが、ゾーンＺ１へ供給可能な空調機１−１からの熱量の範囲内にあり、空調機１−１の能力が足りていることが分かる。また、横ライン１２−１と黒枠１１−１の上限ラインとの差から、空調機１−１の能力がどの程度足りているのかが分かる。また、縦ライン１３−１が横ライン１２−１を超えているので、ゾーンＺ１に必要な熱量以上の熱量を供給していることが分かる。また、縦ライン１３−１が黒枠１１−１内の上限に達しているので、ゾーンＺ１への空調機１−１からの現在の供給熱量Ｑ１ｓが、ゾーンＺ１へ供給可能な空調機１−１からの熱量の範囲の上限値Ｑ１ｍａｘに達していることが分かる。

また、この表示例２では、縦ライン１３−２が＋方向に延びているので、ゾーンＺ２が冷房中であることが分かる。また、横ライン１２−２が黒枠１１−２内に位置しているので、ゾーンＺ２が必要としている現在の熱量Ｑｒ２が、ゾーンＺ２へ供給可能な空調機１−２からの熱量の範囲内にあり、空調機１−２の能力が足りていることが分かる。また、横ライン１２−２と黒枠１１−２の上限ラインとの差から、空調機１−２の能力がどの程度足りているのかが分かる。また、縦ライン１３−２が横ライン１２−２を超えているので、ゾーンＺ２に必要な熱量以上の熱量を供給していることが分かる。また、縦ライン１３−２が黒枠１１−２内の上限に達していないので、ゾーンＺ２への空調機１−２からの現在の供給熱量Ｑ２ｓが、ゾーンＺ２へ供給可能な空調機１−２からの熱量の範囲の上限Ｑ２ｍａｘに対してまだ余裕があることが分かる。

冬季は、この例のように、窓側（ペリメータ）は暖房が必要で、内側（インテリア）は冷房が必要な場合がある。この場合、表示例２のような形で画面上へ熱量の供給状態が表示され、この表示例２の内容を見ることにより、ゾーンＺ１（ペリメータ）では暖房が行われており、ゾーンＺ２（インテリア）では冷房が行われており、ゾーンＺ１，Ｚ２ともに必要な熱量以上の熱量を供給していることが一目で知ることができる。

これは、ゾーンＺ１の暖房給気とゾーンＺ２の冷房給気が打ち消し合う、室内混合損失と呼ばれる現象の可能性が高い。従来、室内混合損失が起きても見逃されることが多かった。表示例２では、ゾーンＺ１，Ｚ２の位置関係に合わせて、そのゾーンＺ１，Ｚ２への空調機１−１，１−２からの熱量の供給状態が表示されているので、室内混合損失の状態を一目で知ることができる。この現象が確認された場合は、室内の快適性の様子をみながら、給気の出力を下げるなどの対策を行うとよい。

〔表示例３〕
図１２に熱量表示装置１０Ｂにおける画面上の表示例３を示す。この表示例３は、表示例２と同じゾーンＺ１，Ｚ２における熱量の供給状態を、建物の平面図に示したものである。この場合、ゾーンＺ１への空調機１−１からの現在の供給熱量Ｑ１ｓを示す縦ライン１３−１は、暖房に要する熱量であることを表すために、例えば赤色で表示する。ゾーンＺ２への空調機１−２からの現在の供給熱量Ｑ２ｓを示す縦ライン１３−２は、冷房に要する熱量であることを表すために、例えば青色で表示するようにする。

なお、この実施の形態２においても、実施の形態１と同様、ゾーンＺ１，Ｚ２への空調機１−１，１−２からの現在の供給熱量Ｑ１ｓ，Ｑ２ｓの表示は行わず、例えば図１３に示すように、ゾーンＺ１，Ｚ２へ供給可能な空調機１−１，１−２からの熱量の範囲Ｑ１ｓｍｉｎ〜Ｑ１ｓｍａｘ，Ｑ２ｓｍｉｎ〜Ｑ２ｓｍａｘと、ゾーンＺ１，Ｚ２が必要としている現在の熱量Ｑ１ｒ，Ｑ２ｒとだけを、すなわち黒枠１１−１，１１−２と横ライン１２−１，１２−２とだけを、画面上に同時に表示するようにしてもよい。

また、この実施の形態２では、大空間を複数のゾーンに分割して空調する空調制御システムとして、ゾーンＺ１，Ｚ２に対して空調機１−１，１−２と制御装置２−１，２−２とを設け、空調機１−１からの調和空気をゾーンＺ１へ、空調機１−２からの調和空気をゾーンＺ２へ供給する例を示したが、図１４に示すような各ゾーンＺ毎に可変給気量調節ユニット（ＶＡＶユニット）１４を設けたＶＡＶ制御システムに本発明に係る熱量表示装置を用いてもよい。

このようなＶＡＶ制御システムにおいても、実施の形態２と同様にして、ゾーンＺ毎に、ゾーンＺの位置関係に合わせて、そのゾーンＺへ供給可能な空調機１からの熱量の範囲と、そのゾーンＺへの空調機１からの現在の供給熱量と、そのゾーンＺが必要としている現在の熱量とを画面上に同時に表示するようにする。

図１５にＶＡＶ制御システムでの表示例１（実施の形態２の表示例１に対応）を示す。ゾーンＺ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５は「必要な熱量」が「供給できる熱量」の範囲になく、対策を考える必要がある。この表示例１の場合、「必要な熱量」と「供給できる熱量」との差が大きいゾーンＺ２とＺ５がそれぞれゾーンＺ３とＺ４に与えている可能性がある。したがって、ゾーンＺ２とＺ５を改善すれば、ゾーンＺ３とＺ４も改善される可能性がある。ゾーンＺ５にサーバなどの発熱体があれば、ゾーンＺ２に移動させれば全体が改善される可能性がある。

図１６にＶＡＶ制御システムでの表示例２（実施の形態２の表示例３に対応）を示す。この表示例２では、ゾーンＺ１〜Ｚ６における熱量の供給状態を建物の平面図に示している。この表示例２において、ゾーンＺ１，Ｚ２への空調機１−１からの現在の供給熱量を示す縦ライン１３−１，１３−２は、暖房に要する熱量であることを表すために、例えば赤色で表示させている。ゾーンＺ３，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ６への空調機１−１からの現在の供給熱量を示す縦ライン１３−３，１３−４，１３−５，１３−６は、冷房に要する熱量であることを表すために、例えば青色で表示させている。

なお、上述した実施の形態では、空調設備を空調機とした例について説明したが、空調設備は空調機に限られるものではない。また、上述した実施の形態では、例えば図１５に示されるように、複数のゾーンＺについて、そのゾーンＺの位置関係に合わせて、ゾーンＺへ供給可能な空調機１からの熱量の範囲と、ゾーンＺが必要としている現在の熱量と、ゾーンＺへの空調機１からの現在の供給熱量とを、画面上に同時に表示するようにしたが、必ずしもゾーンＺの位置関係に合わせて表示するようにしなくてもよい。位置関係に合わせて表示しなくても、複数のゾーンＺについて、同様の表示を行えば、画面上で、一度に、空調機１からの熱量の供給状態を判断することが可能である。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１（１−１，１−２）…空調機、２（２−１，２−２）…制御装置、３…空調制御の対象空間、４（４−１，４−２）…冷水バルブ、５（５−１，５−２）…温水バルブ、６（６−１，６−２）…温度センサ、７（７−１，７−２）…サーモパイルセンサ、８（８−１，８−２）…給気温度センサ、９（９−１，９−２）…給気風量センサ、１０（１０Ａ，１０Ｂ）…熱量表示装置、１１（１１−１〜１１−６）…黒枠、１２（１２−１〜１２−６）…横ライン、１３（１３−１〜１３−６）…縦ライン、Ｚ（Ｚ１〜Ｚ６）…ゾーン。

Claims (6)

1. 空調制御の対象空間への空調設備からの熱量の供給状態を表示する熱量表示装置であって、
   少なくとも、前記対象空間へ供給可能な前記空調設備からの熱量の範囲と、前記対象空間が必要としている現在の熱量とを画面上に同時に表示する熱量表示手段を備え、
   前記熱量表示手段は、
   大空間を分割した複数のゾーンの各々を前記対象空間とし、前記ゾーン毎に、ゾーンの位置関係に合わせて、前記熱量の表示を行う
   ことを特徴とする熱量表示装置。
2. 空調制御の対象空間への空調設備からの熱量の供給状態を表示する熱量表示装置であって、
   少なくとも、前記対象空間へ供給可能な前記空調設備からの熱量の範囲と、前記対象空間が必要としている現在の熱量と、前記対象空間への前記空調設備からの現在の供給熱量を画面上に同時に表示する熱量表示手段を備え、
   前記熱量表示手段は、
   大空間を分割した複数のゾーンの各々を前記対象空間とし、前記ゾーン毎に、ゾーンの位置関係に合わせて、前記熱量の表示を行う
   ことを特徴とする熱量表示装置。
3. 請求項１又は２に記載された熱量表示装置において、
   前記熱量表示手段は、
   暖房に要する熱量と冷房に要する熱量とを区別して表示する
   ことを特徴とする熱量表示装置。
4. 空調制御の対象空間への空調設備からの熱量の供給状態を表示する熱量表示方法であって、
   少なくとも、前記対象空間へ供給可能な前記空調設備からの熱量の範囲と、前記対象空間が必要としている現在の熱量とを画面上に同時に表示する熱量表示ステップを備え、
   前記熱量表示ステップは、
   大空間を分割した複数のゾーンの各々を前記対象空間とし、前記ゾーン毎に、ゾーンの位置関係に合わせて、前記熱量の表示を行う
   ことを特徴とする熱量表示方法。
5. 空調制御の対象空間への空調設備からの熱量の供給状態を表示する熱量表示方法であって、
   少なくとも、前記対象空間へ供給可能な前記空調設備からの熱量の範囲と、前記対象空間が必要としている現在の熱量と、前記対象空間への前記空調設備からの現在の供給熱量を画面上に同時に表示する熱量表示ステップを備え、
   前記熱量表示ステップは、
   大空間を分割した複数のゾーンの各々を前記対象空間とし、前記ゾーン毎に、ゾーンの位置関係に合わせて、前記熱量の表示を行う
   ことを特徴とする熱量表示方法。
6. 請求項４又は５に記載された熱量表示方法において、
   前記熱量表示ステップは、
   暖房に要する熱量と冷房に要する熱量とを区別して表示する
   ことを特徴とする熱量表示方法。

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