JP6698959B2 - コントローラ、輻射空気調和設備、制御方法および制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、コントローラ、輻射空気調和設備、制御方法および制御プログラムに関するものである。

輻射パネルの輻射効果により室内空間を冷暖房する輻射空気調和設備には、ファンにより冷暖気を吹き出して室内空間を冷暖房する対流空気調和設備と比べて、快適性が高いという利点がある。

輻射空気調和設備には、水式と空気式とがある。特許文献１に記載されているように、空気式の輻射空気調和設備には、水式の輻射空気調和設備と比べて、輻射パネルに水配管を敷設する必要がないという利点がある。

特開２００６−１３２８２３号公報

空気式の輻射空気調和設備では、空気調和機が、ファンにより冷暖気を吹き出して天井内空間を冷暖房することで、輻射パネルを冷却または加温し、輻射パネルの輻射効果により室内空間を冷暖房する。輻射パネルの温度は、室内空間の目標温度に応じて調節される必要があるが、どれくらいの温度に調節すべきかは、設備によって異なる。これは、設備ごとに輻射パネルおよび空気調和機の特性が異なるからである。

従来技術では、輻射パネルおよび空気調和機の特性が考慮されていないため、輻射パネルの温度を室内空間の目標温度に対して適切な温度に調節することができない。よって、輻射空気調和設備の運転が非効率的になるおそれがある。

本発明は、空気式の輻射空気調和設備を効率的に運転することを目的とする。

本発明の一態様に係るコントローラは、
輻射パネルによって室内空間から隔てられた空間を空気調和機により冷房または暖房し前記室内空間を前記輻射パネルの輻射効果により冷房または暖房する輻射空気調和設備を制御するコントローラにおいて、
前記室内空間の温度を計測するセンサと、前記輻射パネルの温度を計測するセンサとから、前記室内空間の温度を示す室内環境データと、前記輻射パネルの温度を示すパネル温度データとをそれぞれ収集するデータ収集部と、
前記輻射パネルの特性を示すパネル特性データと、前記空気調和機の特性を示す機器特性データとを取得し、取得したデータと、前記データ収集部により収集されたデータとから、前記空気調和機に処理させる熱量の時系列パターンを決定する熱量決定部と、
前記熱量決定部により決定された時系列パターンに従って前記空気調和機を運転するための指令を前記空気調和機に与える運転指令部と
を備える。

本発明では、空気式の輻射空気調和設備が備える輻射パネルおよび空気調和機の特性を考慮して、処理熱量の時系列パターンが決定されるため、空気式の輻射空気調和設備を効率的に運転することができる。

実施の形態１に係るコントローラの構成を示すブロック図。 実施の形態１に係るコントローラの動作を示すフローチャート。 実施の形態１の変形例に係るコントローラの構成を示すブロック図。 実施の形態２に係るコントローラの構成を示すブロック図。 実施の形態２に係るコントローラの動作を示すフローチャート。 実施の形態３に係るコントローラの動作を示すフローチャート。 実施の形態４に係るコントローラの構成を示すブロック図。 実施の形態４に係るコントローラの動作を示すフローチャート。 実施の形態５に係るコントローラの構成を示すブロック図。 実施の形態５に係るコントローラの動作を示すフローチャート。 実施の形態６に係るコントローラの構成を示すブロック図。 実施の形態６に係るコントローラの動作を示すフローチャート。 実施の形態７に係るコントローラの構成を示すブロック図。 実施の形態７に係るコントローラの動作を示すフローチャート。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、以下に説明する実施の形態のうち、２つ以上の実施の形態が組み合わせられて実施されても構わない。あるいは、以下に説明する実施の形態のうち、１つの実施の形態または２つ以上の実施の形態の組み合わせが部分的に実施されても構わない。

実施の形態１．
本実施の形態について、図１および図２を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の構成を説明する。

コントローラ１０は、有線または無線により空気式の輻射空気調和設備２０と接続され、輻射空気調和設備２０を制御する装置である。なお、コントローラ１０は、本実施の形態では輻射空気調和設備２０から独立しているが、輻射空気調和設備２０に搭載されていてもよい。

輻射空気調和設備２０は、輻射パネル２１と、空気調和機２２とを備える。輻射空気調和設備２０は、輻射パネル２１によって室内空間から隔てられた空間を空気調和機２２により冷房または暖房し、室内空間を輻射パネル２１の輻射効果により冷房または暖房する。空気調和機２２により冷房または暖房される空間は、本実施の形態では天井内空間であるが、壁内空間または床下空間であってもよい。空気調和機２２は、本実施の形態では天井内空間に設置されるが、別の空間に設置され、ダクトを介して天井内空間に冷気または暖気を送り込んでもよい。

コントローラ１０は、有線または無線により室外環境計測センサ３１、室内環境計測センサ３２および輻射パネル計測センサ３３とも接続される。

室外環境計測センサ３１は、室外に設置され、外気の温度を計測するセンサである。室内環境計測センサ３２は、室内空間に設置され、室内空間の温度を計測するセンサである。輻射パネル計測センサ３３は、輻射パネル２１またはその近傍に設置され、輻射パネル２１の温度を計測するセンサである。

コントローラ１０は、コンピュータである。コントローラ１０は、プロセッサ１１を備えるとともに、メモリ１２、通信デバイス１３、入力機器１４およびディスプレイ１５といった他のハードウェアを備える。プロセッサ１１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

コントローラ１０は、機能要素として、データ収集部４１と、熱量決定部４２と、運転指令部４３とを備える。データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能は、ソフトウェアにより実現される。

プロセッサ１１は、制御プログラムを実行する装置である。制御プログラムは、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能を実現するプログラムである。プロセッサ１１は、例えば、ＣＰＵである。「ＣＰＵ」は、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略語である。

メモリ１２は、制御プログラムを記憶する装置である。メモリ１２は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリまたはこれらの組み合わせである。「ＲＡＭ」は、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略語である。

メモリ１２には、後述する室外環境データ５１、室内環境データ５２、パネル温度データ５３、パネル特性データ５４、機器特性データ５５および設定データ５６が記憶される。

通信デバイス１３は、制御プログラムに入力されるデータを受信するレシーバと、制御プログラムから出力されるデータを送信するトランスミッタとを含む。通信デバイス１３は、例えば、通信チップまたはＮＩＣである。「ＮＩＣ」は、Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄの略語である。

入力機器１４は、制御プログラムへのデータの入力のためにユーザにより操作される機器である。入力機器１４は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、または、これらのうちいくつか、もしくは、すべての組み合わせである。

ディスプレイ１５は、制御プログラムから出力されるデータを画面に表示する機器である。ディスプレイ１５は、例えば、ＬＣＤである。「ＬＣＤ」は、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙの略語である。

制御プログラムは、メモリ１２からプロセッサ１１に読み込まれ、プロセッサ１１によって実行される。メモリ１２には、制御プログラムだけでなく、ＯＳも記憶されている。「ＯＳ」は、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略語である。プロセッサ１１は、ＯＳを実行しながら、制御プログラムを実行する。なお、制御プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

制御プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されていてもよい。補助記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリまたはこれらの組み合わせである。「ＨＤＤ」は、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略語である。制御プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されている場合、メモリ１２にロードされ、プロセッサ１１によって実行される。

コントローラ１０は、プロセッサ１１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、制御プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、例えば、ＣＰＵである。

制御プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ１２、補助記憶装置、または、プロセッサ１１内のレジスタまたはキャッシュメモリに記憶される。

制御プログラムは、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３により行われる処理をそれぞれデータ収集処理、熱量決定処理および運転指令処理としてコンピュータに実行させるプログラムである。制御プログラムは、コンピュータ読取可能な媒体に記録されて提供されてもよいし、記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

コントローラ１０は、１台のコンピュータで構成されていてもよいし、複数台のコンピュータで構成されていてもよい。コントローラ１０が複数台のコンピュータで構成されている場合は、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能が、各コンピュータに分散されて実現されてもよい。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の動作を説明する。コントローラ１０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ１０１において、データ収集部４１は、室外環境計測センサ３１と、室内環境計測センサ３２と、輻射パネル計測センサ３３とから、室外環境データ５１と、室内環境データ５２と、パネル温度データ５３とをそれぞれ収集する。室外環境データ５１は、外気の温度を示すデータである。室内環境データ５２は、室内空間の温度を示すデータである。パネル温度データ５３は、輻射パネル２１の温度を示すデータである。

具体的には、ステップＳ１０１において、データ収集部４１は、通信デバイス１３を用いて、室外環境計測センサ３１と、室内環境計測センサ３２と、輻射パネル計測センサ３３とから、室外環境データ５１と、室内環境データ５２と、パネル温度データ５３とをそれぞれ受信する。データ収集部４１は、受信したデータをメモリ１２に書き込む。

ステップＳ１０２からステップＳ１０４において、熱量決定部４２は、パネル特性データ５４と、機器特性データ５５とを取得する。パネル特性データ５４は、輻射パネル２１の特性を示すデータである。パネル特性データ５４には、空気調和機２２により冷房または暖房される空間から室内空間へ空気を送るために輻射パネル２１に形成された開口部の特性を示すデータが含まれている。この開口部の特性を示すデータは、本実施の形態では開口部の開口面積を示すデータである。パネル特性データ５４には、輻射パネル２１の輻射面の面積を示すデータも含まれている。パネル特性データ５４には、輻射パネル２１の放射率を示すデータも含まれている。機器特性データ５５は、空気調和機２２の特性を示すデータである。機器特性データ５５には、空気調和機２２の圧縮機、熱交換器およびファンの少なくともいずれかの特性を示すデータが含まれている。ファンの特性を示すデータには、ファンモータの効率を示すデータが含まれている。熱量決定部４２は、取得したデータと、データ収集部４１により収集されたデータとから、輻射空気調和設備２０に処理させる熱量の時系列パターン５７を決定する。

具体的には、ステップＳ１０２において、熱量決定部４２は、室内環境データ５２と、パネル特性データ５４と、設定データ５６とをメモリ１２から読み取る。室内環境データ５２は、ステップＳ１０１でメモリ１２に書き込まれるが、パネル特性データ５４および設定データ５６は、ステップＳ１０１よりも前にメモリ１２に記憶されているものとする。設定データ５６は、各種設定を示すデータである。設定データ５６には、室内空間の目標温度を示すデータが含まれている。熱量決定部４２は、設定データ５６に示されている目標温度と、室内環境データ５２に示されている温度と、パネル特性データ５４に示されている特性とに応じて、輻射パネル２１の目標温度を決定する。

なお、ユーザが室内空間の目標温度を設定できるようにしてもよい。その場合、データ収集部４１は、入力機器１４を介して、目標温度の設定を受け付ける。データ収集部４１は、設定された目標温度を示すデータを設定データ５６の一部としてメモリ１２に書き込む。このデータは、ステップＳ１０２において、熱量決定部４２により読み取られる。

必須ではないが、ステップＳ１０２において、室内空間の換気を考慮してもよい。その場合、熱量決定部４２は、室外環境データ５１をメモリ１２からさらに読み取る。熱量決定部４２は、設定データ５６に示されている目標温度と、室内環境データ５２に示されている温度と、室外環境データ５１に示されている温度と、パネル特性データ５４に示されている特性とに応じて、輻射パネル２１の目標温度を決定する。

ステップＳ１０３およびステップＳ１０４において、熱量決定部４２は、パネル温度データ５３と、機器特性データ５５とをメモリ１２から読み取る。パネル温度データ５３は、ステップＳ１０１でメモリ１２に書き込まれるが、機器特性データ５５は、ステップＳ１０１よりも前にメモリ１２に記憶されているものとする。熱量決定部４２は、ステップＳ１０２で決定した目標温度と、パネル温度データ５３に示されている温度と、機器特性データ５５に示されている特性とに応じて、時系列パターン５７を決定する。

より具体的には、ステップＳ１０３において、熱量決定部４２は、ステップＳ１０２で決定した目標温度と、パネル温度データ５３に示されている温度とを比較する。すなわち、熱量決定部４２は、輻射パネル２１の目標温度と現在の温度とを比較する。輻射パネル２１の目標温度と現在の温度とが一致していなければ、ステップＳ１０４の処理が行われる。輻射パネル２１の目標温度と現在の温度とが一致していれば、ステップＳ１０６の処理が行われる。

ステップＳ１０４において、熱量決定部４２は、輻射パネル２１の目標温度と、パネル温度データ５３に示されている温度との差から、空気調和機２２に処理させる熱量の合計値を算出する。この合計値は、ステップＳ１０２で輻射パネル２１の目標温度が輻射パネル２１の特性を考慮して決定されているため、すでに輻射パネル２１の特性を反映した値になっている。熱量決定部４２は、算出した合計値に合わせて、時系列パターン５７の複数の候補を設定する。熱量決定部４２は、設定した候補ごとに、機器特性データ５５に示されている特性に応じた成績係数を求める。熱量決定部４２は、求めた成績係数をもとに、１つの候補を選択することで、時系列パターン５７を決定する。

本実施の形態では、設定データ５６には、室内空間の温度を室内空間の目標温度にするまでの目標時間を示すデータも含まれている。熱量決定部４２は、設定データ５６に示されている目標時間と、輻射パネル２１の目標温度と、パネル温度データ５３に示されている温度と、機器特性データ５５に示されている特性とに応じて、時系列パターン５７を決定する。

図２に示した例では、空気調和機２２に処理させる熱量の合計値が５ｋＷ、室内空間の温度を室内空間の目標温度にするまでの目標時間が３０分である。そのため、パターン１およびパターン２といった時系列パターン５７の候補は、いずれも３０分間で５ｋＷの熱量が処理できるように設定されている。この例では、５分ごとに処理熱量が設定されているが、設定の時間単位は５分に限らず、３分または１０分といった任意の時間単位でよい。

なお、熱量決定部４２は、単位時間ごとの処理熱量だけでなく、単位時間ごとの空気調和機２２の風向および風量も設定してよい。具体例として、パターン１を風向および風量が一定のパターンに設定し、パターン２を、最初は下向きの強風を吹き出し、その後は上向きの弱風を吹き出すパターンに設定することができる。

熱量決定部４２は、輻射パネル２１の温度および湿度から、輻射パネル２１の結露を予想し、時系列パターン５７を決定する際に、結露の予想の結果を考慮してもよい。

ユーザが室内空間の温度を室内空間の目標温度にするまでの目標時間を設定できるようにしてもよい。その場合、データ収集部４１は、入力機器１４を介して、目標時間の設定を受け付ける。データ収集部４１は、設定された目標時間を示すデータを設定データ５６の一部としてメモリ１２に書き込む。このデータは、ステップＳ１０２において、熱量決定部４２により読み取られる。

ステップＳ１０５において、運転指令部４３は、熱量決定部４２により決定された時系列パターン５７に従って空気調和機２２を運転するための指令を空気調和機２２に与える。

具体的には、ステップＳ１０５において、運転指令部４３は、通信デバイス１３を用いて、熱量決定部４２により決定された時系列パターン５７の単位時間ごとの処理熱量に応じた運転を指令する信号を空気調和機２２に送信する。

ステップＳ１０６において、運転指令部４３は、輻射パネル２１の温度を空気調和機２２に維持させるための指令を空気調和機２２に与える。

具体的には、ステップＳ１０６において、運転指令部４３は、通信デバイス１３を用いて、輻射パネル２１の温度を維持するよう指令する信号を空気調和機２２に送信する。

運転指令部４３は、輻射パネル２１の結露が検知された場合に、緊急的に結露を回避するための指令を空気調和機２２に与えてもよい。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、空気式の輻射空気調和設備２０が備える輻射パネル２１および空気調和機２２の特性を考慮して、処理熱量の時系列パターン５７が決定されるため、空気式の輻射空気調和設備２０を効率的に運転することができる。

本実施の形態では、データ収集部４１は、室内温度等の室内環境のデータと、外気温度等の室外環境のデータと、パネル温度等の輻射パネル２１のデータとを収集する。熱量決定部４２は、放射率、パネル面積および開口面積といった輻射パネル２１の特性を考慮しながら、室内環境および室外環境のデータから、処理すべき熱量を算出する。熱量決定部４２は、圧縮機特性、熱交換特性およびファンモータ効率といった空気調和機２２の特性を考慮しながら、算出した熱量に応じた、省エネルギーを達成できる処理熱量の計画を立てる。運転指令部４３は、計画に従い、空気調和機２２に適切な指令を与える。

したがって、ヒートポンプを利用した空気式の輻射空気調和設備２０において、目標とする処理熱量から、機器特性と輻射効果とを考慮し、省エネルギー効果の高い制御が可能となる。すなわち、ビル用等の輻射空気調和設備２０の機器特性と、空気を介した放射パネル温度伝達とを考慮し、省エネルギーと快適性との両立が可能となる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能がソフトウェアにより実現されるが、変形例として、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能がハードウェアにより実現されてもよい。この変形例について、主に本実施の形態との差異を説明する。

図３を参照して、本実施の形態の変形例に係るコントローラ１０の構成を説明する。

コントローラ１０は、電子回路１６、入力機器１４、ディスプレイ１５および通信デバイス１３といったハードウェアを備える。

電子回路１６は、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能を実現する専用のハードウェアである。電子回路１６は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、または、これらのうちいくつか、もしくは、すべての組み合わせである。「ＩＣ」は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。「ＧＡ」は、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。「ＦＰＧＡ」は、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。「ＡＳＩＣ」は、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。

コントローラ１０は、電子回路１６を代替する複数の電子回路を備えていてもよい。これら複数の電子回路は、全体としてデータ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能を実現する。それぞれの電子回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、または、これらのうちいくつか、もしくは、すべての組み合わせである。

別の変形例として、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。すなわち、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、残りがソフトウェアにより実現されてもよい。

プロセッサ１１および電子回路１６は、いずれも処理回路である。すなわち、コントローラ１０の構成が図１および図３のいずれに示した構成であっても、データ収集部４１、熱量決定部４２および運転指令部４３の動作は、処理回路により行われる。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図４および図５を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図４を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の構成を説明する。

本実施の形態では、コントローラ１０は、有線または無線により人感センサ３４とも接続される。

人感センサ３４は、室内空間に設置され、室内空間にいる人を感知するセンサである。

本実施の形態では、コントローラ１０のメモリ１２には、後述する在室データ５８も記憶される。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図５を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の動作を説明する。コントローラ１０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ２０１において、データ収集部４１は、ステップＳ１０１と同じ処理を行うとともに、人感センサ３４から、在室データ５８を収集する。在室データ５８は、室内空間の在室状況を示すデータである。

具体的には、ステップＳ２０１において、データ収集部４１は、通信デバイス１３を用いて、人感センサ３４から、在室データ５８を受信する。データ収集部４１は、受信した在室データ５８をメモリ１２に書き込む。

ステップＳ２０２およびステップＳ２０３の処理については、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３のものと同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ２０４において、熱量決定部４２は、在室データ５８に示されている在室状況に応じて、適用する目標時間を補正する。

具体的には、ステップＳ２０４において、熱量決定部４２は、室内空間に人がいないことが在室データ５８に示されている場合、適用する目標時間を、設定データ５６に示されている目標時間よりも長い時間に補正する。熱量決定部４２は、補正後の目標時間と、輻射パネル２１の目標温度と、パネル温度データ５３に示されている温度と、機器特性データ５５に示されている特性とに応じて、時系列パターン５７を決定する。

ステップＳ２０５およびステップＳ２０６の処理については、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６のものと同じであるため、説明を省略する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、在室状況を考慮して処理熱量を定めることができる。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図６を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
本実施の形態に係るコントローラ１０の構成は、図１に示した実施の形態１のものと同じであるため、説明を省略する。ただし、本実施の形態では、室内環境計測センサ３２は、室内空間の湿度を計測するセンサでもある。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図６を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の動作を説明する。コントローラ１０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ３０１において、データ収集部４１は、ステップＳ１０１と同じ処理を行う。ただし、室内環境データ５２には、室内空間の湿度を示すデータが含まれている。すなわち、データ収集部４１は、室内環境計測センサ３２から、室内環境データ５２の一部として、室内空間の湿度を示すデータを収集する。

データ収集部４１は、入力機器１４を介して、目標とする体感温度の設定を受け付ける。データ収集部４１は、設定された体感温度を示すデータを設定データ５６の一部としてメモリ１２に書き込む。なお、ユーザが目標とする体感温度を設定する代わりに、体感温度を示すデータが設定データ５６の一部としてステップＳ１０１よりも前にメモリ１２に記憶されていてもよい。

ステップＳ３０２において、熱量決定部４２は、設定データ５６をメモリ１２から読み取る。熱量決定部４２は、設定データ５６に示されている体感温度に応じて、室内空間の目標温度および目標湿度を設定する。この目標温度は、設定データ５６に示されている目標温度を代替する。よって、本実施の形態では、室内空間の目標温度を示すデータが設定データ５６に含まれている必要はない。

ステップＳ３０３において、熱量決定部４２は、室内環境データ５２と、パネル特性データ５４とをメモリ１２から読み取る。熱量決定部４２は、ステップＳ３０２で設定した目標温度および目標湿度と、室内環境データ５２に示されている温度および湿度と、パネル特性データ５４に示されている特性とに応じて、輻射パネル２１の目標温度を決定する。

ステップＳ３０４からステップＳ２０７の処理については、ステップＳ１０３からステップＳ１０６のものと同じであるため、説明を省略する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、体感温度に基づく処理が可能となる。

実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態３との差異を、図７および図８を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図７を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の構成を説明する。

本実施の形態では、コントローラ１０は、機能要素として、データ収集部４１と、熱量決定部４２と、運転指令部４３とのほかに、温度表示部４４を備える。データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３および温度表示部４４の機能は、ソフトウェアにより実現される。すなわち、本実施の形態では、制御プログラムは、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３および温度表示部４４の機能を実現するプログラムである。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図８を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の動作を説明する。コントローラ１０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ４０１の処理については、ステップＳ３０１のものと同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ４０２において、温度表示部４４は、室内環境データ５２をメモリ１２から読み取る。温度表示部４４は、室内環境データ５２に示されている温度および湿度から、現在の体感温度を算出して表示する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、体感温度を表示することができる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同様に、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３および温度表示部４４の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３および温度表示部４４の機能がハードウェアにより実現されてもよい。あるいは、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３および温度表示部４４の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。

実施の形態５．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図９および図１０を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図９を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の構成を説明する。

本実施の形態では、コントローラ１０のメモリ１２には、後述する躯体特性データ５９も記憶される。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１０を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の動作を説明する。コントローラ１０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ５０１の処理については、ステップＳ１０１のものと同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ５０２からステップＳ５０４において、熱量決定部４２は、躯体特性データ５９をさらに取得する。躯体特性データ５９は、室内空間を形成する躯体の特性を示すデータである。躯体の特性を示すデータには、窓面積、外壁面積および断熱性能の少なくともいずれかを示すデータが含まれている。熱量決定部４２は、取得したデータと、データ収集部４１により収集されたデータとから、輻射空気調和設備２０に処理させる熱量の時系列パターン５７を決定する。

具体的には、ステップＳ５０２において、熱量決定部４２は、室内環境データ５２と、パネル特性データ５４と、設定データ５６とのほかに、躯体特性データ５９をメモリ１２から読み取る。躯体特性データ５９は、ステップＳ５０１よりも前にメモリ１２に記憶されているものとする。熱量決定部４２は、設定データ５６に示されている目標温度と、室内環境データ５２に示されている温度と、パネル特性データ５４に示されている特性と、躯体特性データ５９に示されている特性とに応じて、輻射パネル２１の目標温度を決定する。

なお、ユーザが躯体の特性に関する情報を入力できるようにしてもよい。その場合、データ収集部４１は、入力機器１４を介して、躯体の特性に関する情報の入力を受け付ける。データ収集部４１は、入力された情報をもとに、躯体特性データ５９を生成する。データ収集部４１は、生成した躯体特性データ５９をメモリ１２に書き込む。この躯体特性データ５９は、ステップＳ５０２において、熱量決定部４２により読み取られる。

ステップＳ５０３からステップＳ５０６の処理については、ステップＳ１０３からステップＳ１０６のものと同じであるため、説明を省略する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、躯体情報を入力することができ、より高精度に処理熱量を算出することができる。

実施の形態６．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１１および図１２を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１１を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の構成を説明する。

本実施の形態では、コントローラ１０は、機能要素として、データ収集部４１と、熱量決定部４２と、運転指令部４３とのほかに、パターン表示部４５を備える。データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン表示部４５の機能は、ソフトウェアにより実現される。すなわち、本実施の形態では、制御プログラムは、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン表示部４５の機能を実現するプログラムである。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１２を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の動作を説明する。コントローラ１０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ６０１からステップＳ６０４の処理については、ステップＳ１０１からステップＳ１０４のものと同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ６０５において、パターン表示部４５は、熱量決定部４２により決定された時系列パターン５７を表示する。

具体的には、ステップＳ６０５において、パターン表示部４５は、ディスプレイ１５を介して、熱量決定部４２により決定された時系列パターン５７を画面に表示する。

ステップＳ６０６およびステップＳ６０７の処理については、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６のものと同じであるため、説明を省略する。

なお、ステップＳ６０５において、パターン表示部４５は、パターン１およびパターン２といった時系列パターン５７の候補を表示し、表示した候補の中から１つの候補を選択する操作を受け付けてもよい。その場合、ステップＳ６０６において、運転指令部４３は、パターン表示部４５の操作により選択された時系列パターン５７に従って空気調和機２２を運転するための指令を空気調和機２２に与える。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、どのように熱を処理するかという運用計画をユーザに提示できる。なお、運用計画としては、輻射パネル２１の暖め方または冷やし方、あるいは、空気調和機２２の風速、風向および処理熱量のスケジュールを記載することができる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同様に、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン表示部４５の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン表示部４５の機能がハードウェアにより実現されてもよい。あるいは、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン表示部４５の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。

実施の形態７．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１３および図１４を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１３を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の構成を説明する。

本実施の形態では、コントローラ１０は、機能要素として、データ収集部４１と、熱量決定部４２と、運転指令部４３とのほかに、パターン補正部４６を備える。データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン補正部４６の機能は、ソフトウェアにより実現される。すなわち、本実施の形態では、制御プログラムは、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン補正部４６の機能を実現するプログラムである。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１４を参照して、本実施の形態に係るコントローラ１０の動作を説明する。コントローラ１０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ７０１からステップＳ７０４の処理については、ステップＳ１０１からステップＳ１０４のものと同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ７０５において、パターン補正部４６は、熱量決定部４２により決定された時系列パターン５７を補正する操作を受け付ける。

具体的には、ステップＳ７０５において、パターン補正部４６は、入力機器１４を介して、時系列パターン５７を補正する操作を受け付ける。

ステップＳ７０６において、運転指令部４３は、パターン補正部４６の操作により補正された時系列パターン５７に従って空気調和機２２を運転するための指令を空気調和機２２に与える。

具体的には、ステップＳ７０６において、運転指令部４３は、通信デバイス１３を用いて、パターン補正部４６の操作により補正された時系列パターン５７の単位時間ごとの処理熱量に応じた運転を指令する信号を空気調和機２２に送信する。

ステップＳ７０７の処理については、ステップＳ１０６のものと同じであるため、説明を省略する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、どのように熱を処理するかという運用計画をユーザが修正できる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同様に、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン補正部４６の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン補正部４６の機能がハードウェアにより実現されてもよい。あるいは、データ収集部４１、熱量決定部４２、運転指令部４３およびパターン補正部４６の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。

実施の形態１から実施の形態７のうち、２つ以上の実施の形態を組み合わせることができる。時間帯、季節、年、月、日または週といった単位期間ごとに、異なる実施の形態の制御方法を適用してもよい。

１０ コントローラ、１１ プロセッサ、１２ メモリ、１３ 通信デバイス、１４ 入力機器、１５ ディスプレイ、１６ 電子回路、２０ 輻射空気調和設備、２１ 輻射パネル、２２ 空気調和機、３１ 室外環境計測センサ、３２ 室内環境計測センサ、３３ 輻射パネル計測センサ、３４ 人感センサ、４１ データ収集部、４２ 熱量決定部、４３ 運転指令部、４４ 温度表示部、４５ パターン表示部、４６ パターン補正部、５１ 室外環境データ、５２ 室内環境データ、５３ パネル温度データ、５４ パネル特性データ、５５ 機器特性データ、５６ 設定データ、５７ 時系列パターン、５８ 在室データ、５９ 躯体特性データ。

Claims (18)

1. 輻射パネルによって室内空間から隔てられた空間を空気調和機により冷房または暖房し前記室内空間を前記輻射パネルの輻射効果により冷房または暖房する輻射空気調和設備を制御するコントローラにおいて、
   前記室内空間の温度を計測するセンサと、前記輻射パネルの温度を計測するセンサとから、前記室内空間の温度を示す室内環境データと、前記輻射パネルの温度を示すパネル温度データとをそれぞれ収集するデータ収集部と、
   前記輻射パネルの特性を示すパネル特性データと、前記空気調和機の特性を示す機器特性データとを取得し、取得したデータと、前記データ収集部により収集されたデータとから、前記空気調和機に処理させる熱量の時系列パターンを決定する熱量決定部と、
   前記熱量決定部により決定された時系列パターンに従って前記空気調和機を運転するための指令を前記空気調和機に与える運転指令部と
   を備え、
   前記熱量決定部は、前記室内空間の目標温度と、前記室内環境データに示されている温度と、前記パネル特性データに示されている特性とに応じて、前記輻射パネルの目標温度を決定し、決定した前記輻射パネルの目標温度と、前記パネル温度データに示されている温度との差から、前記空気調和機に処理させる熱量の合計値を算出し、算出した合計値に合わせて、前記時系列パターンの複数の候補を設定し、設定した候補ごとに、前記機器特性データに示されている特性に応じた成績係数を求め、求めた成績係数をもとに、１つの候補を選択することで、前記時系列パターンを決定するコントローラ。
2. 輻射パネルによって室内空間から隔てられた空間を空気調和機により冷房または暖房し前記室内空間を前記輻射パネルの輻射効果により冷房または暖房する輻射空気調和設備を制御するコントローラにおいて、
   前記室内空間の温度を計測するセンサと、前記輻射パネルの温度を計測するセンサとから、前記室内空間の温度を示す室内環境データと、前記輻射パネルの温度を示すパネル温度データとをそれぞれ収集するデータ収集部と、
   前記輻射パネルの特性を示すパネル特性データと、前記空気調和機の特性を示す機器特性データとを取得し、取得したデータと、前記データ収集部により収集されたデータとから、前記空気調和機に処理させる熱量の時系列パターンを決定する熱量決定部と、
   前記熱量決定部により決定された時系列パターンに従って前記空気調和機を運転するための指令を前記空気調和機に与える運転指令部と
   を備え、
   前記熱量決定部は、前記室内空間の目標温度と、前記室内環境データに示されている温度と、前記パネル特性データに示されている特性とに応じて、前記輻射パネルの目標温度を決定し、前記室内空間の温度を前記室内空間の目標温度にするまでの目標時間と、前記輻射パネルの目標温度と、前記パネル温度データに示されている温度と、前記機器特性データに示されている特性とに応じて、前記時系列パターンを決定するコントローラ。
3. 前記データ収集部は、前記室内空間にいる人を感知するセンサから、前記室内空間の在室状況を示す在室データを収集し、
   前記熱量決定部は、前記在室データに示されている在室状況に応じて、前記目標時間を補正する請求項２に記載のコントローラ。
4. 前記データ収集部は、前記室内空間の湿度を計測するセンサから、前記室内環境データの一部として、前記室内空間の湿度を示すデータを収集し、
   前記熱量決定部は、目標とする体感温度に応じて、前記室内空間の目標温度および目標湿度を設定し、設定した目標温度および目標湿度と、前記室内環境データに示されている温度および湿度と、前記パネル特性データに示されている特性とに応じて、前記輻射パネルの目標温度を決定する請求項１から３のいずれか１項に記載のコントローラ。
5. 前記室内環境データに示されている温度および湿度から、現在の体感温度を算出して表示する温度表示部をさらに備える請求項４に記載のコントローラ。
6. 前記熱量決定部は、前記室内空間を形成する躯体の特性を示す躯体特性データをさらに取得し、取得したデータと、前記データ収集部により収集されたデータとから、前記時系列パターンを決定する請求項１から５のいずれか１項に記載のコントローラ。
7. 前記熱量決定部により決定された時系列パターンを表示するパターン表示部をさらに備える請求項１から６のいずれか１項に記載のコントローラ。
8. 前記熱量決定部により決定された時系列パターンを補正する操作を受け付けるパターン補正部をさらに備え、
   前記運転指令部は、前記パターン補正部の操作により補正された時系列パターンに従って前記空気調和機を運転するための指令を前記空気調和機に与える請求項１から７のいずれか１項に記載のコントローラ。
9. 前記パネル特性データには、前記空気調和機により冷房または暖房される空間から前記室内空間へ空気を送るために前記輻射パネルに形成された開口部の特性を示すデータが含まれている請求項１から８のいずれか１項に記載のコントローラ。
10. 前記開口部の特性を示すデータは、前記開口部の開口面積を示すデータである請求項９に記載のコントローラ。
11. 前記パネル特性データには、前記輻射パネルの輻射面の面積を示すデータが含まれている請求項１から１０のいずれか１項に記載のコントローラ。
12. 前記パネル特性データには、前記輻射パネルの放射率を示すデータが含まれている請求項１から１１のいずれか１項に記載のコントローラ。
13. 前記機器特性データには、前記空気調和機の圧縮機、熱交換器およびファンの少なくともいずれかの特性を示すデータが含まれている請求項１から１２のいずれか１項に記載のコントローラ。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載のコントローラが搭載された輻射空気調和設備。
15. 輻射パネルによって室内空間から隔てられた空間を空気調和機により冷房または暖房し前記室内空間を前記輻射パネルの輻射効果により冷房または暖房する輻射空気調和設備を制御する制御方法において、
    データ収集部が、前記室内空間の温度を計測するセンサと、前記輻射パネルの温度を計測するセンサとから、前記室内空間の温度を示す室内環境データと、前記輻射パネルの温度を示すパネル温度データとをそれぞれ収集し、
    熱量決定部が、前記輻射パネルの特性を示すパネル特性データと、前記空気調和機の特性を示す機器特性データとを取得し、取得したデータと、前記データ収集部により収集されたデータとから、前記空気調和機に処理させる熱量の時系列パターンを決定し、
    運転指令部が、前記熱量決定部により決定された時系列パターンに従って前記空気調和機を運転するための指令を前記空気調和機に与える制御方法であって、
    前記熱量決定部が、前記室内空間の目標温度と、前記室内環境データに示されている温度と、前記パネル特性データに示されている特性とに応じて、前記輻射パネルの目標温度を決定し、決定した前記輻射パネルの目標温度と、前記パネル温度データに示されている温度との差から、前記空気調和機に処理させる熱量の合計値を算出し、算出した合計値に合わせて、前記時系列パターンの複数の候補を設定し、設定した候補ごとに、前記機器特性データに示されている特性に応じた成績係数を求め、求めた成績係数をもとに、１つの候補を選択することで、前記時系列パターンを決定する制御方法。
16. 輻射パネルによって室内空間から隔てられた空間を空気調和機により冷房または暖房し前記室内空間を前記輻射パネルの輻射効果により冷房または暖房する輻射空気調和設備を制御する制御方法において、
    データ収集部が、前記室内空間の温度を計測するセンサと、前記輻射パネルの温度を計測するセンサとから、前記室内空間の温度を示す室内環境データと、前記輻射パネルの温度を示すパネル温度データとをそれぞれ収集し、
    熱量決定部が、前記輻射パネルの特性を示すパネル特性データと、前記空気調和機の特性を示す機器特性データとを取得し、取得したデータと、前記データ収集部により収集されたデータとから、前記空気調和機に処理させる熱量の時系列パターンを決定し、
    運転指令部が、前記熱量決定部により決定された時系列パターンに従って前記空気調和機を運転するための指令を前記空気調和機に与える制御方法であって、
    前記熱量決定部が、前記室内空間の目標温度と、前記室内環境データに示されている温度と、前記パネル特性データに示されている特性とに応じて、前記輻射パネルの目標温度を決定し、前記室内空間の温度を前記室内空間の目標温度にするまでの目標時間と、前記輻射パネルの目標温度と、前記パネル温度データに示されている温度と、前記機器特性データに示されている特性とに応じて、前記時系列パターンを決定する制御方法。
17. 輻射パネルによって室内空間から隔てられた空間を空気調和機により冷房または暖房し前記室内空間を前記輻射パネルの輻射効果により冷房または暖房する輻射空気調和設備を制御する制御プログラムにおいて、
    コンピュータに、
    前記室内空間の温度を計測するセンサと、前記輻射パネルの温度を計測するセンサとから、前記室内空間の温度を示す室内環境データと、前記輻射パネルの温度を示すパネル温度データとをそれぞれ収集するデータ収集処理と、
    前記輻射パネルの特性を示すパネル特性データと、前記空気調和機の特性を示す機器特性データとを取得し、取得したデータと、前記データ収集処理により収集されたデータとから、前記空気調和機に処理させる熱量の時系列パターンを決定する熱量決定処理であって、前記室内空間の目標温度と、前記室内環境データに示されている温度と、前記パネル特性データに示されている特性とに応じて、前記輻射パネルの目標温度を決定し、決定した前記輻射パネルの目標温度と、前記パネル温度データに示されている温度との差から、前記空気調和機に処理させる熱量の合計値を算出し、算出した合計値に合わせて、前記時系列パターンの複数の候補を設定し、設定した候補ごとに、前記機器特性データに示されている特性に応じた成績係数を求め、求めた成績係数をもとに、１つの候補を選択することで、前記時系列パターンを決定する熱量決定処理と、
    前記熱量決定処理により決定された時系列パターンに従って前記空気調和機を運転するための指令を前記空気調和機に与える運転指令処理と
    を実行させる制御プログラム。
18. 輻射パネルによって室内空間から隔てられた空間を空気調和機により冷房または暖房し前記室内空間を前記輻射パネルの輻射効果により冷房または暖房する輻射空気調和設備を制御する制御プログラムにおいて、
    コンピュータに、
    前記室内空間の温度を計測するセンサと、前記輻射パネルの温度を計測するセンサとから、前記室内空間の温度を示す室内環境データと、前記輻射パネルの温度を示すパネル温度データとをそれぞれ収集するデータ収集処理と、
    前記輻射パネルの特性を示すパネル特性データと、前記空気調和機の特性を示す機器特性データとを取得し、取得したデータと、前記データ収集処理により収集されたデータとから、前記空気調和機に処理させる熱量の時系列パターンを決定する熱量決定処理であって、前記室内空間の目標温度と、前記室内環境データに示されている温度と、前記パネル特性データに示されている特性とに応じて、前記輻射パネルの目標温度を決定し、前記室内空間の温度を前記室内空間の目標温度にするまでの目標時間と、前記輻射パネルの目標温度と、前記パネル温度データに示されている温度と、前記機器特性データに示されている特性とに応じて、前記時系列パターンを決定する熱量決定処理と、
    前記熱量決定処理により決定された時系列パターンに従って前記空気調和機を運転するための指令を前記空気調和機に与える運転指令処理と
    を実行させる制御プログラム。

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