JP6730536B1 - 空気調和装置、運転制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

高負荷状態においても快適性の低下を抑制することができる装置、方法、プログラムを提供する。この装置は、複数の室内機と１以上の室外機とを備え、複数の室内機に対して予測された負荷に応じて、室内機の使用予定情報に基づき、複数の室内機のうちの少なくとも１つを選択する選択手段と、選択された室内機の運転を制御する制御手段とを含む。【選択図】 図４

Description

本発明は、複数の室内機と１以上の室外機とを備えた空気調和装置、運転制御方法およびその運転制御をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

室内機と室外機とから構成される空気調和装置は、その最大能力を室外機の容量として規定する。室外機の容量は、一般に、被空調空間の最大熱負荷に充分に対応できるように選択される。しかしながら、被空調空間の熱負荷は、事前に想定した最大負荷になることは稀であるため、室外機に対して複数の室内機を接続して空調装置を構成する場合、複数の室内機の合計容量が室外機の容量を超えることがある。

このような場合において稀に発生し得る高負荷状態では、空調能力に不足が発生し、室温が設定温度に達しない可能性や、室温が設定温度に達するまで長時間かかる可能性があった。

能力不足を解消するためには、将来の室内機の負荷を予測して空調装置の制御を行う方法が考えられる。このような技術としては、例えば、少なくとも日射量、外気温度、室内温度の情報を使用し、予め設定された時刻での空調負荷を算出し、その負荷レベルに応じてサーモオフ時間を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３８３３４号公報

しかしながら、上記の従来の技術では、高負荷状態になると、サーモオフ時間が長くなり、快適性が低下するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑み、複数の室内機と１以上の室外機とを備えた空気調和装置であって、
複数の室内機に対して予測された負荷に応じて、室内機の使用予定情報に基づき、複数の室内機のうちの少なくとも１つを選択する選択手段と、
選択された室内機の運転を制御する制御手段と
を含む、空気調和装置が提供される。

本発明によれば、高負荷状態においても快適性の低下を抑制することができる。

空気調和システムの構成例を示した図。 空気調和装置の構成例を示した図。 室外機が備える制御装置のハードウェア構成を例示した図。 室外機が備える制御装置の機能構成を例示したブロック図。 気象予報情報および使用予定情報の一例を示した図。 室外機が備える制御装置による運転制御の第１の例を示したフローチャート。 制御中である旨を室内機、リモコン、通信端末に表示する例を示した図。 室外機が備える制御装置による運転制御の第２の例を示したフローチャート。 各室内機が設置される空間に対して設定される優先度情報の一例を示した図。

図１は、空気調和システムの構成例を示した図である。空気調和システムは、複数の空間にそれぞれ設置される複数の室内機と、各室内機を操作するための複数の操作手段であるリモートコントローラ（以下、リモコンと略す。）と、それらの空間の外部に設置される１以上の室外機とから構成される空気調和装置と、ネットワークを介して接続される管理装置とを含む。

空気調和システムは、その他の機器を含んでいてもよく、例えば空気調和システムを制御する集中コントローラ等を含むことができる。管理装置は、１つの機器に限られるものではなく、２以上の機器から構成されていてもよい。

図１に例示したシステムは、建屋内に複数に区画された複数の部屋に設置されたｎ台の室内機１０と、室外に設置された１台の室外機１１と、各室内機１０を運転するためのｎ個のリモコン１２と、室外機１１とネットワーク１３を介して接続された管理装置としてのサーバ１４、１５とから構成されている。ｎは２以上の整数であり、室外機１１は１台に限られるものではなく、２台以上であってもよい。また、室内機１０は、各部屋に１台ずつではなく、２台以上設置されてもよい。部屋は、例えばホテル、病院、マンション等の各部屋や、オフィスの会議室、休憩室、廊下、エントランス等である。

複数の室内機１０と室外機１１とは、熱媒体としての冷媒が循環する冷媒配管１６により接続される。また、複数の室内機１０と室外機１１とは、互いに通信を行うために通信ケーブル等により接続される。

室内機１０は、ユーザによるリモコン１２の操作により起動され、温度や風量等が設定される。室内機１０は、室内温度を測定するためのセンサを備える。室内機１０は、リモコン１２からの起動指令を受けて、室外機１１に対して起動を指令し、設定温度、室温、風量等を通知する。室内機１０は、室内の空気を取り込み、取り込んだ空気と冷媒との間で熱交換し、冷却された空気または暖められた空気を吹き出し、室内を設定温度になるように冷却または暖める。

室外機１１は、複数の室内機１０のうちの少なくとも１つからの起動指令を受けて起動し、通知された設定温度、室温、風量等に応じて冷媒の温度、圧力、流量等を制御する。

リモコン１２は、表示部と入力部と通信部とを有する。入力部は、入力ボタン等とされ、温度や風量等の入力や運転モードの選択等を受け付ける。表示部は、入力された温度や風量、測定された室温、選択された運転モード等を表示する。通信部は、室内機１０と有線通信もしくは赤外線等を使用して無線通信を行い、ユーザからの運転開始指令や設定温度等の通知等を行う。

ネットワーク１３は、ＬＡＮ(Local Area Network)やインターネット等であり、有線ネットワークであってもよいし、無線ネットワークであってもよい。

サーバ１４は、ユーザが各部屋を利用する使用予定情報を使用スケジュール情報として記憶し、管理する。サーバ１５は、将来の天気や気温等の気象予報情報を記憶し、管理する。ここでは、使用スケジュール情報と気象予報情報を、管理する情報として例示しているが、これらの情報に限られるものではない。また、使用スケジュール情報と気象予報情報は、別個のサーバ１４、１５で管理されていなくてもよく、１つのサーバで管理されていてもよい。

室外機１１の容量は、一般に、複数の室内機１０が設置される複数の部屋（被空調空間）の最大負荷に充分対応できる容量として選択される。しかしながら、実際に最大負荷になることは稀であるため、複数の室内機１０の合計容量が室外機１１の容量を超える状態で、複数の室内機１０が室外機１１と接続される場合がある。以下、複数の室内機１０がこのような状態で室外機１１と接続されているとして説明する。

室外機１１は、サーバ１４、１５から使用スケジュール情報や気象予報情報を取得し、これらの情報から室内機１０の負荷を予測し、予測した負荷に応じて、室内機１０の運転を制御する。具体的には、室外機１１は、予測した負荷が、上記の最大負荷に近く、複数の室内機１０の合計容量が室外機１１の容量を超える場合、室外機１１の能力に余裕があるうちに、室内機１０に対して運転条件を変更するように指示し、室内機１０の能力を高める等の運転制御を行う。

図２は、空気調和装置の構成例を示した図である。空気調和装置は、複数の室内機１０と、１以上の室外機１１とを含んで構成される。図２に示す例では、空気調和装置が、３台の室内機１０ａ〜１０ｃと、１台の室外機１１とから構成されている。室内機１０ａ〜１０ｃは、冷媒配管１６として使用される接続配管１７と分岐継手１８とによって室外機１１に並列に接続されている。

室外機１１は、圧縮機２０と、四方弁２１と、熱交換器２２と、膨張弁２３と、ファン２４と、制御装置２５とを含む。また、室外機１１は、温度センサや圧力センサ等の各種センサを含む。

圧縮機２０は、冷媒を圧縮し、各室内機１０ａ〜１０ｃと室外機１１との間で冷媒を循環させる。冷媒としては、ハイドロフルオロカーボン（HFC）を使用することができ、ＨＦＣとしては、共沸性の混合冷媒であるＲ４１０Ａや単一冷媒であるＲ３２等を使用することができる。四方弁２１は、空気調和装置を冷房に使用するか、暖房に使用するかに応じて、冷媒を流す方向を切り替える。

ファン２４は、モータにより回転し、外気を取り込み、熱交換器２２により冷媒と熱交換した後の外気を吹き出す。膨張弁２３は、冷媒の圧力を減圧する。

制御装置２５は、センサから取得した各情報に基づき、圧縮機２０が備えるモータの回転数、ファン２４が備えるモータの回転数、膨張弁２３の弁開度等を制御し、所望の温度、圧力、流量で冷媒を室内機１０ａ〜１０ｃへ供給するように制御する。また、制御装置２５は、サーバ１４、１５から使用スケジュール情報や気象予報情報を取得し、これらの情報から負荷を予測し、予測した負荷に応じて室内機１０ａ〜１０ｃを制御する。

ここでは、使用スケジュール情報等の取得や負荷の予測を、室外機１１が備える制御装置２５が行っているが、制御装置２５に限らず、ネットワーク１３に接続されたサーバ１４、１５や他の機器等が行い、予測結果を制御装置２５が受け取る構成であってもよい。

室内機１０ａ〜１０ｃは、いずれも同じ構成であるため、ここでは室内機１０ａを取り上げて説明する。室内機１０ａは、膨張弁３０と、熱交換器３１と、ファン３２と、冷媒入口温度センサ３３と、冷媒出口温度センサ３４と、吸込空気温度センサ３５と、制御装置３６とを含む。

膨張弁３０は、膨張弁２３と同様、冷媒の圧力を減圧する。ファン３２は、室内の空気を取り込み、熱交換器３１により冷媒と熱交換した後の空気を吹き出す。冷媒入口温度センサ３３は、冷房運転時に、熱交換器３１へ入る冷媒の温度を測定する。冷媒出口温度センサ３４は、冷房運転時に、熱交換器３１から出た冷媒の温度を測定する。このため、暖房運転時には、冷媒は冷房運転時とは反対の方向に流れるため、冷媒入口温度センサ３３で熱交換器３１から出た冷媒の温度を測定し、冷媒出口温度センサ３４で熱交換器３１へ入る冷媒の温度を測定する。吸込空気温度センサ３５は、ファン３２により室内機１０ａ内へ取り込まれた空気の温度、すなわち室温を測定する。

制御装置３６は、室外機１１およびリモコン１２との間で通信を行い、ユーザがリモコン１２に入力された温度や風量等を、設定温度や設定風量等として設定し、風量が設定風量になるようにファン３２を制御する。また、制御装置３６は、冷媒入口温度センサ３３、冷媒出口温度センサ３４、吸込空気温度センサ３５により測定された温度を、設定された設定温度や設定風量等とともに室外機１１へ通知する。

図２に示す例では、膨張弁３０が室内機１０ａの内部に設けられているが、それぞれの室内機１０ａ〜１０ｃに対応しているのであれば、室内機１０ａ〜１０ｃの外部の流入配管経路の途中に設けられていてもよい。

ここで、図２を参照して、空気調和装置の冷凍サイクルの基本的動作について説明する。空気調和装置は、冷房運転と暖房運転の両方を行うことができ、暖房運転は冷房運転の逆の動作となるだけである。このため、ここでは冷房運転の場合の動作についてのみ説明する。図２中の矢線は、冷房運転時の冷媒の流れの方向を示している。

圧縮機２０は、ガス状冷媒を圧縮し、四方弁２１を介して熱交換器２２へ吐出する。熱交換器２２は、ファン２４により外気が通風され、内部を流れる冷媒を冷却する。冷媒は、通風される外気に放熱し、凝縮して高圧の液状冷媒となる。液状冷媒は、冷房運転時に開度が全開（１００％）とされた膨張弁３０を通過する。膨張弁３０を通過する際の液状冷媒の圧力低下はわずかであり、冷媒は高圧で液状のまま接続配管１７および分岐継手１８を介して室内機１０ａ〜１０ｃへ供給される。

室内機１０ａ〜１０ｃ内での動作はいずれも同じ動作であるため、室内機１０ａ内の動作についてのみ説明する。室内機１０ａへ流入した高圧の液状冷媒は、膨張弁３０により減圧され、一部が気化し、低温の気液二相状態となって熱交換器３１へ供給される。

熱交換器３１は、ファン３２により通風されており、内部を気液二相状態の冷媒が通過することにより空気の熱を吸熱し、ガス状態の冷媒は温度を一定に保持しながら液状態の冷媒が気化し、単相のガス状冷媒にして流出する。室内機１０ｂ、１０ｃも同様にして単相のガス状冷媒を流出し、接続配管１７および分岐継手１８を通過することにより合流し、室外機１１へ戻る。

ガス状冷媒は、四方弁２１を経由し、圧縮機２０へ戻り、圧縮機２０で再度圧縮される。これを繰り返すことにより、冷媒が系内を循環する。

図３は、室外機１１が備える制御装置２５のハードウェア構成を例示した図である。制御装置２５は、一般的なコンピュータと同様のＣＰＵ４０と、ＲＯＭ４１と、ＲＡＭ４２と、通信部４３と、制御部４４とをハードウェアとして含む。ＣＰＵ４０等は、バス４５に接続され、バス４５を介して情報等のやりとりを行う。

ＲＯＭ４１は、ＣＰＵ４０により実行されるプログラムや各種のデータ等を格納する。ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４０に対して作業領域を提供する。ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４１に格納されたプログラムをＲＡＭ４２に読み出し実行することで、各種の機能を実現する。

通信部４３は、通信Ｉ/Ｆで、室内機１０ａ〜１０ｃと接続し、室内機１０ａ〜１０ｃとの通信を実現する。制御部４４は、制御Ｉ/Ｆで、圧縮機２０、四方弁２１、膨張弁２３、ファン２４と接続し、圧縮機２０、四方弁２１、膨張弁２３、ファン２４の制御を実現する。

図４は、制御装置２５により実現される機能の一例を示したブロック図である。制御装置２５は、各機能を機能手段により実現し、取得手段５０と、演算手段５１と、選択手段５２と、制御手段５３と、記憶手段５４とを備える。なお、外部の機器において使用スケジュール情報等の取得や負荷の予測を行う場合は、取得手段５０、演算手段５１、記憶手段５４は備えていなくてもよい。

取得手段５０は、各室内機１０ａ〜１０ｃから設定温度や室温等の情報を取得する。また、取得手段５０は、サーバ１４、１５から使用スケジュール情報および気象予報情報を取得する。いずれの情報も、一定の時間間隔で取得することができるが、使用スケジュール情報や気象予報情報は、例えば空気調和装置を起動した際や任意の時刻等に取得してもよい。

図５を参照して、使用スケジュール情報および気象予報情報について説明する。使用スケジュール情報は、図５（ａ）に示すような各部屋の利用予定の日時を記載した情報で、使用日、開始時刻、使用時間等を含む。各部屋は、各部屋を識別する部屋識別情報(部屋ID)が割り当てられ、部屋IDと室内機を識別するための機器識別情報（機器ID）とが紐付けられている。使用スケジュール情報は、例えば１日毎の各部屋の予約状況を示すタイムテーブルとされる。

図５（ａ）に示す例は、２０１９年５月２０日１２時から１８時までのスケジュール情報を示し、室内機１０ａが設置される部屋（部屋ID=001）がユーザＡにより１３時から２時間、室内機１０ｂが設置される部屋（部屋ID=002）がユーザＢにより１３時から３時間、室内機１０ｃが設置される部屋（部屋ID＝003）がユーザＣにより１３時から４時間予約されている。使用スケジュール情報は、これらの情報以外に、使用目的、終了時刻、使用人数等の情報を含めてもよい。

気象予報情報は、いわゆる天気予報情報であり、予想される天気や気温等の情報を含む。気象予報情報は、図５（ｂ）に示すような時間毎の天気と気温を示した情報である。図５（ｂ）には、日付が記載されていないが、２０１９年５月２０日の予報であり、各部屋が予約されている時刻の天気は晴れであり、１３時の気温は３３℃、１４時の気温は３６℃、１５時の気温は３４℃、１６時の気温は３１℃、１７時の気温は２８℃と予想されている。

再び図４を参照して、演算手段５１は、設定温度や室温等から現在の負荷を計算する。現在５月２０日１３時２０分である場合、室内機１０ａ〜１０ｃの全てが使用されており、演算手段５１は、設定温度、室温、風量等から室内機１０ａ〜１０ｃの負荷を計算する。制御手段５３は、演算手段５１により計算された負荷に応じて、各部屋の室温を設定温度に近づけるように圧縮機２０やファン２４等を制御する。これは、通常の運転制御である。この段階では、室外機１１に能力不足は発生していないものとする。

記憶手段５４は、負荷を予測するために必要な情報を記憶する。負荷を予測するために必要な情報としては、各部屋の広さ（面積）Ｓ_ｉや、広さに対する負荷係数、日射補正係数、入熱補正係数、立ち上がり補正係数等の係数Ｋ_ｉ等が挙げられる。添字ｉは、各部屋（部屋ID=001〜003）に順に割り当てられた数字である。負荷は、部屋の広さ、日当たり、窓の数や壁の厚さ等により入熱しやすい構造か否か、運転状態が起動直後か設定温度に近い安定した状態であるか等により変化する。係数は、これらの変化を補正するために用いられる。

現在の時刻が１３時３０分になり、３０分毎に負荷を予測する場合、演算手段５１は、取得手段５０が取得した使用スケジュール情報および気象予報情報と、記憶手段５４に記憶された情報とを用い、３０分後の１４時までに発生する負荷を予測する。すなわち、演算手段５１は、１３時４０分、１３時５０分、１４時等における負荷を計算する。

負荷Ｑは、各室内機１０ａ〜１０ｃが必要とする負荷Ｑ_ｉの合計値であり、広さＳ_ｉ、係数Ｋ_ｉ、各部屋に設定されている設定温度Ｔ_{ｓｅｔ，ｉ}、外気温Ｔ_oとすると、次の式１を使用して計算される。係数Ｋ_ｉには、部屋の使用予定の有無を示す数値や、現在運転中かどうかを示す数値等を含めてもよい。なお、外気温は、気象予報情報から得られる気温を、例えば内挿法等を使用して、各時刻における気温として計算し、それを用いることができる。

室外機１１の容量で賄うことができる最大負荷を閾値としてＱ_０とすると、Ｑ＞Ｑ_０の場合、能力不足が発生する可能性が高く、Ｑ≦Ｑ_０の場合、能力不足が発生する可能性が低いことを示す。この例では、外気温が３６℃へと上昇し、日射補正係数や入熱補正係数等の係数も大きい値へ変化するため、計算されたＱの値は１４時に近づくにつれて大きくなっていく。

選択手段５２は、１４時までの予測で能力不足が発生する可能性が高いことを検知した場合、室内機１０ａ〜１０ｃのうちの少なくとも１つを選択する。選択手段５２は、使用スケジュールを確認し、予測した１３時３０分から１４時に運転中である室内機を選択する。１３時３０分から１４時の間に停止している室内機は、この間の負荷の予測に関係しないからである。この例では、室内機１０ａ〜１０ｃの全部が運転中であるため、選択手段５２は室内機１０ａ〜１０ｃの全部を選択する。

なお、演算手段５１により能力がどの程度不足するかを考慮し、全部の室内機１０ａ〜１０ｃではなく、不足分だけ補うように一部の室内機のみを選択することも可能である。この場合、室内機の容量に応じて、出来るだけ制御すべき室内機の台数が少なくなるように選択することができる。また、室内機に優先順位を付与しておき、優先順位に従って選択してもよい。

制御手段５３は、室内機１０ａ〜１０ｃに対して負荷を大きくし、能力を高めるように指示することにより室内機１０ａ〜１０ｃの運転を制御する。制御手段５３は、各室内機１０ａ〜１０ｃが冷房運転をしている場合、能力を高めるために、例えば運転条件の１つである設定温度を１℃下げるように指示する。なお、能力を高めることができれば、設定風量を増加する制御や、設定温度を下げる制御と風量を増加する制御の組み合わせ等であってもよく、設定温度も１℃下げることに限定されるものではない。

このように室内機の負荷を高めておくことで、能力不足が発生すると予想される時刻には、前もって室内が冷却または暖められているので、能力不足が発生する可能性を低減させることができる。また、高負荷状態において能力不足が発生する可能性が低減するので、高負荷状態における快適性の低下を抑制することができる。

図６を参照して、制御装置２５により実行される室内機１０ａ〜１０ｃの運転制御の第１の例について説明する。運転制御は、室外機１１の起動によりステップ１００から開始し、ステップ１０１では、取得手段５０が使用スケジュール情報等を取得するタイミングか否かを判断する。取得するタイミングになったところで、ステップ１０２へ進む。この制御は、一定時間毎に実施されるため、一定時間が経過したか否かを判断することにより、取得するタイミングか否かを判断する。

ステップ１０２では、取得手段５０が使用スケジュール情報等を取得する。取得手段５０は、サーバ１４、１５と通信を行い、サーバ１４、１５に対して取得要求を送信し、サーバ１４、１５から使用スケジュール情報等を受信することにより、それらの情報を取得する。取得要求は、現在の日時、取得する時間間隔の情報を含む。これにより、取得手段５０は、サーバ１４、１５からその日時からその時間間隔で示される時間が経過するまでの情報の提供を受けることができる。ここでは一部の情報のみを取得しているが、使用スケジュール情報等として登録されているその日の任意の時間分あるいは１日分の情報等を取得してもよい。ステップ１０３では、演算手段５１が使用スケジュール情報等を用い、一定時間後までの発生負荷を予測する。

ステップ１０４では、演算手段５１が、予測された負荷に基づき、能力不足が発生する可能性が高いか否かを確認する。能力不足が発生する可能性が低い場合、何も制御を行うことなく、ステップ１０１へ戻り、再び使用スケジュール情報等を取得するタイミングになるまで待つ。能力不足が発生する可能性が高い場合、制御を行うためにステップ１０５へ進む。

ステップ１０５では、選択手段５２が、取得手段５０が取得した使用スケジュール情報に基づき、複数の室内機１０のうち少なくとも１つを選択する。選択手段５２は、使用スケジュール情報に使用予定として登録された部屋IDに紐付けられた機器IDをもつ室内機１０を選択する。そして、ステップ１０６で、制御手段５３が、選択された室内機１０に対して運転条件を変更するように指示し、その室内機の能力を高めるように制御する。制御手段５３は、選択手段５２により選択された機器IDをもつ室内機１０と通信を行い、現在設定されている設定温度を変更する命令を送信し、設定温度を変更させる。

ステップ１０７で、制御手段５３は、選択された室内機に対し、能力を高めることにより通常の運転とは異なる運転になっていることを示す制御中である旨を表示するように指示する。この場合も、制御手段５３は、選択手段５２により選択された機器IDをもつ室内機１０と通信を行い、制御中である旨を表示する命令を送信する。これにより、選択された室内機は、自身の表示部にその旨を表示し、または自身が備えるランプを点灯する。そして、ステップ１０１へ戻る。この制御は、室外機１１が起動してから停止するまで行われる。

このフローでは、ステップ１０１へ戻る制御となっているが、使用スケジュール情報等は、その都度取得するのではなく、空気調和装置の起動時に取得し、それ以降の停止時までは一定時間毎にステップ１０３からステップ１０７までの制御のみを実行してもよい。このように起動時に１回のみ取得することで、制御を簡素化することができる。なお、取得するタイミングは、空気調和装置の起動時に限られるものではなく、負荷が高くなる前の任意の時刻等としてもよい。一方、図６に示したフローのように、使用スケジュール情報等をその都度取得することにより、使用スケジュール情報が空気調和装置の運転中に変更になった場合にも対応することが可能となる。

図７は、室内機１０、リモコン１２、通信端末に表示する例を示した図である。図７（ａ）は、室内機１０が備えるランプ６０を点灯させ、制御中であることを示した図である。通常の運転時は消灯しており、制御中のときに点灯するように構成されている。なお、これに限られるものではなく、通常運転時も点灯するが、点灯する色を変え、制御中であることを表示してもよい。また、室内機１０が文字等を表示することができる画面を有する場合は、文字等により制御中であることを表示してもよい。

図７（ｂ）は、リモコン１２が備える画面に制御中であることを示した図である。リモコン１２の画面６１は、運転モード、設定温度、室温、時刻等を表示するとともに、将来の負荷予測に基づく制御中である旨を表示している。ここでは、画面に文字で「予測制御中」と表示している。なお、制御中であることをユーザに通知できれば、「予測制御中」というメッセージに限定されるものではなく、その他のメッセージや記号等であってもよく、その色も、運転モード等を示す文字の色と同じ色に限定されるものではなく、他の色であってもよい。また、メッセージを表示する位置も、画面上のいずれの位置であってもよいし、文字の大きさも、画面に表示できればいずれの大きさであってもよい。

図７（ｃ）は、通信端末６２が備える画面６３に制御中であることを示した図である。室外機１１から室内機１０への指示は、室内機１０から通信端末６２へ転送される。指示を受け取った通信端末６２は、リモコン１２と同様、運転モード、設定温度等を表示するとともに、将来の負荷予測に基づく制御中である旨を表示することができる。このため、通信端末６２の画面６３には、リモコン１２の画面６１と同様の「予測制御中」というメッセージが表示されている。画面６３も、制御中であることをユーザに通知できれば、その他のメッセージや記号等であってもよく、その色も、運転モード等を示す文字の色と同じ色であってもよいし、他の色であってもよい。また、メッセージを表示する位置も、画面上のいずれの位置であってもよいし、文字の大きさも、画面に表示できればいずれの大きさであってもよい。メッセージは、現在表示している画面の表示に、重畳させて表示させてもよい。

ここでは、室内機１０、リモコン１２、通信端末６２に制御中である旨を表示することでユーザに通知する例を示したが、これに限られるものではなく、音や音声を出力し、ユーザに通知してもよい。音は、操作音やエラー音等の通常の運転で出力される音と区別可能な音であれば、いかなる音であってもよく、音声は、「予測制御中です。」等の制御中であることが認識できる内容であれば、いかなる内容であってもよい。

これまでの例では、室内機１０の全てが運転中で、気温の上昇により室内機１０の合計容量が室外機１１の容量を超えると予測される場合、予め室内機１０の能力を高めることについて説明してきた。これは、気温が低下し、室内機１０を暖房運転する場合も同様である。

室内機１０の合計容量が室外機１１の容量を超えると予測される場合としては、例えばある室内機１０がその時点では運転停止していて、一定時間後に運転開始するような場合も考えられる。

室内機１０が運転を開始する際、室温と設定温度との差が大きく、起動には大きなエネルギーが必要となる。このため、一定時間後に室内機１０を起動する場合、一定時間後の室内機１０の合計容量はより大きい容量となり、室外機１１の容量を超える可能性が高くなる。また、一定時間後の気温が上昇または低下する場合、室温と設定温度との差がさらに広がるため、その可能性がさらに高くなる。

そこで、室外機１１の容量に余裕があるときに起動させ、早めに部屋を冷却または暖めることができれば、能力不足が発生する可能性を低減することができる。

図８を参照して、制御装置２５により実行される室内機１０ａ〜１０ｃの運転制御の第２の例について説明する。第２の例は、図６に示した第１の例とほぼ同様の制御であるため、異なる制御部分のみ説明する。ステップ２００から２０５までの処理は、図６に示したステップ１００からステップ１０５までの処理と同様である。ただし、選択手段５２は、使用スケジュール情報に基づき、複数の室内機のうち少なくとも１つとして、現在停止中であるが、一定時間後には運転中となる室内機を選択する。

ステップ２０６では、制御手段５３が、選択された室内機に対して起動するように指示し、その室内機に運転を開始させる。ステップ２０７で、制御手段５３は、選択された室内機に対し、運転を開始させることにより通常の運転とは異なる運転になっていることを示す制御中である旨を表示するように指示する。制御手段５３は、能力を高めるように制御した場合も、その制御した室内機に対して同様に制御中である旨を表示するように指示する。これにより、選択された室内機は、自身の表示部にその旨を表示し、または自身が備えるランプを点灯する。また、選択された室内機は、自身の運転を操作するためのリモコン１２やユーザが所有する通信端末等にその旨を通知し、リモコン１２や通信端末等の画面に文字等により表示させることもできる。そして、ステップ２０１へ戻る。この制御も、室外機１１が起動してから停止するまで行われる。

このフローでも、ステップ２０１へ戻る制御となっているが、使用スケジュール情報等は、その都度取得するのではなく、空気調和装置の起動時に取得し、それ以降の停止時まではステップ２０２からステップ２０７までの制御のみを実行してもよい。このように起動時に１回のみ取得することで、制御を簡素化することができる。一方、図８に示したフローのように、使用スケジュール情報等をその都度取得することで、使用スケジュール情報等が空気調和装置の運転中に変更になった場合にも対応することが可能となる。

また、停止中の室内機の運転を開始させるだけではなく、室外機１１の能力に余裕がある場合、同時に運転中の室内機の能力を高めてもよい。運転を開始させる室内機は１台に限られるものではなく、２台以上であってもよい。

室外機１１の能力に余裕が充分にある場合は、このようにして室内機の能力を高めることができる。しかしながら、余裕が充分にない場合は、室内機の能力を高めることが難しい。このような場合、各部屋に対して予め優先度を設定しておき、優先度が高い部屋の室内機に対しては能力を高め、優先度が低い部屋の室内機に対しては能力を抑制するように制御することができる。

図９に示すように、部屋として会議室、休憩室、廊下が存在する場合、その重要度に応じて、会議室を最も高い優先度１、休憩室を優先度２、廊下を最も低い優先度３に設定することができる。これにより、会議室に設置される室内機に対しては能力を高め、廊下に設置される室内機に対しては能力を抑制することができる。優先度は、各部屋の部屋IDに対応付けて登録することができる。

具体的な方法としては、冷房運転の場合、会議室に設置される室内機の設定温度を１℃下げ、廊下に設置される室内機の設定温度を１℃上げることができる。すなわち、優先度１の部屋IDに紐付けられた機器IDをもつ室内機の設定温度を１℃下げ、優先度３の部屋IDに紐付けられた機器IDをもつ室内機の設定温度を１℃上げる。ここでは、変更する温度をパラメータとし、各設定温度を１℃変更する例について説明したが、パラメータは温度に限定されるものではなく、その温度も１℃に限定されるものではない。したがって、パラメータは、風量等とすることもでき、また、温度も、会議室は狭いので１℃下げ、廊下は広いので０．５℃上げる等、広さ等に応じて任意に設定することができる。

このように優先度により能力を調整する場合も、室内機１０、リモコン１２、通信端末９１等に制御中である旨を表示させることができる。

室内機１０の負荷は、設定温度および室温のみに依存するものではなく、湿度にも依存する。同じ温度でも、湿度が高いと蒸し暑く感じ、湿度が低いとすずしく感じるからである。このため、室内機１０は、湿度センサや、温度とともに湿度も測定可能な温湿度センサを備え、室温とともに湿度も測定し、制御装置２５は、湿度も考慮して運転制御を行うことができる。

以上のようにして、複数の室内機１０の合計容量が１以上の室外機１１の容量を超えると予測される場合に、室外機１１の能力に余裕があるときに室内機１０の能力を高め、また、停止している室内機１０を運転開始し、早めに空調を開始しておくことで、能力不足が発生する可能性を低減することができる。これにより、高負荷状態においても、快適性の低下を最小限に抑制することができる。

これまで本発明の空気調和装置、運転制御方法およびプログラムについて上述した実施形態をもって詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。したがって、上記のプログラムが記録された記録媒体等のプログラム製品も、本発明の範囲に含まれるものである。

１０、１０ａ〜１０ｃ…室内機
１１…室外機
１２…リモコン
１３…ネットワーク
１４、１５…サーバ
１６…冷媒配管
１７…接続配管
１８…分岐継手
２０…圧縮機
２１…四方弁
２２…熱交換器
２３…膨張弁
２４…ファン
２５…制御装置
３０…膨張弁
３１…熱交換器
３２…ファン
３３…冷媒入口温度センサ
３４…冷媒出口温度センサ
３５…吸込空気温度センサ
３６…制御装置
４０…ＣＰＵ
４１…ＲＯＭ
４２…ＲＡＭ
４３…通信部
４４…制御部
４５…バス
５０…取得手段
５１…演算手段
５２…選択手段
５３…制御手段
５４…記憶手段
６０…ランプ
６１…画面
６２…通信端末
６３…画面

Claims (10)

1. 複数の室内機と１以上の室外機とを備えた空気調和装置であって、
   前記複数の室内機に対して予測された負荷が前記１以上の室外機により賄える最大負荷を超え、将来の能力不足を検知した場合、前記能力不足が発生すると予測される時刻より前に、室内機の使用予定情報に基づき、前記複数の室内機のうちの少なくとも１つを選択する選択手段と、
   前記能力不足が発生すると予測される時刻より前に、選択された前記室内機の運転を制御する制御手段と
   を含む、空気調和装置。
2. 前記制御手段は、選択された前記室内機に対して運転を開始し、または運転条件を変更するように指示する、請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記使用予定情報と気象予報情報とを取得する取得手段と、
   取得された前記使用予定情報と前記気象予報情報とを用いて、一定時間後までの前記複数の室内機により発生する負荷を予測する演算手段と
   をさらに含む、請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 前記取得手段は、前記各室内機が設置された各室内に対して設定された優先度情報を取得し、
   前記制御手段は、取得された前記優先度情報に基づき、選択された前記室内機の運転を制御する、請求項３に記載の空気調和装置。
5. 前記制御手段は、選択された前記室内機に対して運転制御中であることを出力するように指示する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
6. 選択された前記室内機は、前記制御手段からの出力指示を受け付け、運転制御中であることをランプの点灯もしくは画面への表示、または音もしくは音声により出力する、請求項５に記載の空気調和装置。
7. 前記各室内機を操作するために該各室内機と通信を行う１以上の操作手段を含み、
   前記操作手段は、前記制御手段からの出力指示を、前記室内機を介して受け付け、運転制御中であることを画面に表示、または音もしくは音声により出力する、請求項５または６に記載の空気調和装置。
8. 選択された前記室内機は、前記制御手段からの出力指示を通信端末へ転送する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の空気調和装置。
9. 複数の室内機と１以上の室外機とを備えた空気調和装置の運転を制御装置により制御する方法であって、
   前記制御装置が前記複数の室内機に対して予測された負荷が前記１以上の室外機により賄える最大負荷を超え、将来の能力不足を検知した場合、前記能力不足が発生すると予測される時刻より前に、室内機の使用予定情報に基づき、前記複数の室内機のうちの少なくとも１つを選択するステップと、
   前記制御装置が、前記能力不足が発生すると予測される時刻より前に、選択された前記室内機の運転を制御するステップと
   を含む、運転制御方法。
10. 請求項９に記載の運転制御方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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