JP7038896B1 - 空気調和制御装置 - Google Patents

Abstract

開示に係る空気調和制御装置は、室外機および吹出口を有する複数の室内機となる空気調和機器を制御する空気調和制御装置であって、空気調和を行う対象空間に設定される空間設定温度および対象空間の空間位置情報を含む設定入力データを記憶する記憶装置と、設定入力データに基づき、複数の室内機に対し、それぞれの吹出口から送り出される吹出気流を対象空間の真上に位置する空間で衝突させ、空間設定温度の空気を対象空間に到達させる制御を行う演算装置とを備えるものである。

Description

この技術は、空気調和機器の制御を行う空気調和制御装置に関するものである。

従来から、任意の限定された空間のみを空気調和（以下、「空調」という。）する空調制御技術が提案されている。室内の各利用者がいるエリアに対して空調を行うことで、利用者ごとの温熱環境の感じ方などの個人差を空調制御に反映させて、利用者の個々の快適性を向上させつつ、室内全体を空調する場合よりも省エネルギー効果を期待できることが知られている。

ここで、１つの室内機で複数のエリアを空調する場合、風向調節羽根を用いて吹出空気を所定の方向に導く時間を調整すること、各エリアに送る空気の温度自体を異ならせることなどにより、各エリアに対する吹出空気の処理熱量を調節する技術がある。このため、１つの室内機により、１つの室内空間内に温度の異なる複数のエリアを作り出すことができる（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１８－０４０５０２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている制御方法は、利用者より上方に位置する室内機からの吹出空気による気流（以下、吹出気流という）が、斜め方向から利用者に到達するものである。このため、あるエリアの空間に対して送られた吹出気流が風下側の隣接するエリア内の空間にまで到達する。したがって、風下側の隣接するエリア内の空間に他の利用者がいる場合、他の利用者が、あるエリアの空間に対する吹出気流を不快に感じる可能性がある。また、隣接するエリア内の空間にいる複数の利用者が、それぞれ異なる設定温度を設定した場合、それぞれの吹出気流が風下側の隣接するエリア内の空間に到達すると、各利用者は、自分が設定した設定温度での空間を実現し難くなる。

このような課題を解決するため、あるエリアの空間に対する吹出気流が隣接する他のエリアの空間に到達することを抑制する吹出気流の制御を行う空気調和制御装置を得ることを目的とする。

この開示に係る空気調和制御装置は、室外機および吹出口を有する複数の室内機となる空気調和機器を制御する空気調和制御装置であって、空気調和を行う対象空間に設定される空間設定温度および対象空間の空間位置情報を含む設定入力データを記憶する記憶装置と、設定入力データに基づき、複数の室内機に対し、それぞれの吹出口から送り出される吹出気流を対象空間の真上に位置する空間で衝突させ、空間設定温度の空気を対象空間に到達させる制御を行う演算装置とを備え、記憶装置は、設定入力データと複数の吹出口から送り出される吹出気流の風向と、それぞれの吹出気流に係る物理量をパラメータとして有する計算式とをモデル化した運動量計算モデル並びにそれぞれの吹出口から送り出される吹出気流の風速および風向の設定値、設定入力データに含まれる空間設定温度および複数の対象空間を有する室内における各点の環境との関係をモデル化した室内環境分布モデルをデータとして記憶し、演算装置は、運動量計算モデルに基づいて、吹出気流を送り出す複数の吹出口を決定し、決定した吹出口を有する室内機および室内機に熱供給する室外機の運転状態を決定して運転状態データを出力する気流経路決定部と、気流経路決定部が出力した運転状態データを、空気調和機器に指示を行う制御指令データに変換する制御指令変換部とを有し、気流経路決定部は、設定入力データと複数の室内機が有する吹出口の吹出口位置情報を含む運転条件データとを用いて、複数の室内機が有する吹出口から送り出す吹出気流の風向を決定する空間情報処理部と、室内環境分布モデルを用いて各点の環境に係る計算を行う計算実行部と、計算実行部の計算結果を用いて、複数の室内機における室内機設定温度を選択する設定温度選択部と、複数の吹出口から送り出される吹出気流の風向および風速並びに設定温度選択部が選択した室内機設定温度を、空気調和機器の運転条件データとして決定する運転条件決定部とを有し、設定温度選択部は、複数の対象空間における空間設定温度を実現する室内機設定温度を選択する処理を行うものである。

この開示に係る空気調和制御装置は、記憶装置が記憶する設定入力データに基づき、複数の室内機に対し、それぞれの吹出口から送り出される吹出気流を対象空間の真上に位置する空間で衝突させ、空間設定温度の空気を対象空間に到達させる制御を行う。このため、吹出気流の風下側の隣接した空間に存在する他の利用者に、吹出気流が到達することを極力抑えることができる。

実施の形態１に係る空調制御装置１を含む空調システムの構成を示す図である。 実施の形態１に係る空調システムによって空調を行う室内の一例を示す平面図である。 実施の形態１の空調制御装置１の制御による効果を説明する模式図（その１）である。 実施の形態１の空調制御装置１の制御による効果を説明する模式図（その２）である。 実施の形態１に係る空調制御装置１の構成例を示す図である。 実施の形態１に係る複数の吹出気流の合計運動量および気流衝突点における運動量の保存について説明する図である。 実施の形態１に係る複数の吹出気流における水平方向の運動量の釣り合いについて説明する図である。 実施の形態１に係る空間情報処理部１２ａおよび運動量計算部１２ｂが行う処理について説明する図である。 実施の形態１に係る空調制御装置１における処理の流れを説明する図である。 実施の形態２において想定する状況を説明する模式図（その１）である。 実施の形態２において想定する状況を説明する模式図（その２）である。 実施の形態２において想定する状況を説明する模式図（その３）である。 実施の形態２に係る空調制御装置１の構成例を示す図である。 実施の形態２に係る空調制御装置１における処理の流れを説明する図である。 実施の形態３において想定する状況を説明する模式図である。 実施の形態３に係る空調制御装置１の構成例を示す図である。 実施の形態３に係る計算実行部１２ｇが実行する計算において、境界条件として用いる空調の設定値例を示す図である。 実施の形態３に係る空調制御装置１における処理の流れを説明する図である。

以下、空気調和制御装置（以下、空調制御装置という）に係る実施の形態について、図面を参照しつつ、説明する。ここで、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、明細書全文に示されている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適宜、適用することができる。そして、温度などの高低については、特に絶対的な値との関係で高低が定まっているものではなく、システム、装置などにおける状態、動作などにおいて相対的に定まるものとする。また、添字で区別などしている複数の同種の機器などについて、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字などを省略して記載する場合がある。そして、空調が行われる室内における高さ方向については、上下方向またはＺ軸方向と記載する場合がある。また、室内における水平方向については、左右方向と記載する場合がある。そして、水平方向は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向となる。

実施の形態１．
＜空調システムの構成＞
図１は、実施の形態１に係る空調制御装置１を含む空調システムの構成を示す図である。空調制御装置１は、電気通信回線である制御ネットワーク６を介して、室外機２、リモコン４およびセンサ５と通信可能に接続され、信号の送受信を行うことができる。また、実施の形態１では、室内機３は、室外機２を介して、空調制御装置１と通信可能に接続している。空調制御装置１は、空気調和装置を構成する空気調和機器（以下、空調機器という）となる室外機２および室内機３を制御する装置である。空調制御装置１については、後述する。

室外機２は、冷媒、水などの熱媒体を冷却または加熱して室内機３に送って熱を搬送する空調機器である。室内機３は、室外機２から送られた熱媒体と室内の空気との間で熱交換を行い、室内の温度などを調整して、室内の空調を行う空調機器である。ここで、実施の形態１の室内機３は、複数の室内機３１、室内機３２、室内機３３および室内機３４を１つの室内に有する。室内機３は、高さ方向においては、後述するように室内において最も高い位置にある天井面２００の位置に配置される。天井面２００は、水平方向に平行な面である。また、そして、室内機３１は、複数の吹出口３１ａ、吹出口３１ｂ、吹出口３１ｃおよび吹出口３１ｄを有する。同様に、室内機３２は、吹出口３２ａ、吹出口３２ｂ、吹出口３２ｃおよび吹出口３２ｄを有する。また、室内機３３は、吹出口３３ａ、吹出口３３ｂ、吹出口３３ｃおよび吹出口３３ｄを有する。そして、室内機３４は、複数の吹出口３４ａ、吹出口３４ｂ、吹出口３４ｃおよび吹出口３４ｄを有する。以下、室内機３１～室内機３４を区別しなくてもよい場合には、室内機３とし、吹出口３０として説明する。

リモートコントローラ（以下、リモコンという）４は、後述する利用者１００が各種設定などをデータとして入力する装置である。リモコン４は、入力に係る設定値などのデータを含む信号を空調制御装置１に送って記憶させる。利用者１００が入力するデータとしては、たとえば、室内機３のオンまたはオフの切り替え、空間設定温度など、後述する吹出口３０からの吹出風向（以下、風向という）および吹出風速（以下、風速という）を除いた空調に関する設定値に関するデータである。また、空調を行うエリアまたは対象空間（以下、対象空間という）に関するデータである。ただし、たとえば、リモコン４が自身の位置に関するデータを取得できるなどの場合は、利用者１００は、対象空間に関するデータを入力しなくてもよい。利用者１００は、リモコン４を用いて、空調を行う対象空間を選択し、選択した対象空間における空間設定温度などの設定を手動で入力する。ここで、リモコン４の機能が、個人のコンピュータ、タブレット端末などに内蔵されている場合は、個人のコンピュータ、タブレット端末などがリモコン４として機能する。

センサ５は、物理量を計測などする検出装置である。実施の形態１のセンサ５は、複数のセンサ５ａおよびセンサ５ｂを有する。センサ５は、たとえば、温度、湿度、放射温度、熱画像、気流速度などの室内外の環境に関する物理量を計測などする。室外機２または室内機３に内蔵されている温度検出などに用いる装置をセンサ５としてもよい。さらに、物理量を計測するだけでなく、室内の形状情報などのデータを取得するためのカメラ、在室者を検出するための人感センサなどの装置をセンサ５としてもよい。ここで、室内外の環境において、室外の温度については、外部の装置から電気通信回線経由で取得した天気予報などの情報を用いてもよい。

制御ネットワーク６は、前述したように、空調制御装置１、室外機２、リモコン４およびセンサ５を接続する通信用の電気通信回線である。ここで、制御ネットワーク６は、ケーブルの種類、通信プロトコルなどを、特に限定するものではない。たとえば、制御ネットワーク６は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。また、制御ネットワーク６は、一般に公開されている汎用プロトコルを用いたネットワークであってもよい。さらに、制御ネットワーク６は、室外機２または室内機３の製造会社によって規定された専用線と専用プロトコルなどであってもよい。

＜対象空間＞
図２は、実施の形態１に係る空調システムによって空調を行う室内の一例を示す平面図である。図２の室内は、空調を行う対象空間を含む。図２は、室内機３１～室内機３４、室内機３１～室内機３４の吹出口３１ａ～吹出口３４ｄ、室内を利用する利用者１００ａ～利用者１００ｘおよび利用者１００ａ～利用者１００ｘが入力用に用いるリモコン４ａ～リモコン４ｘの位置関係の例を示す。室内には、複数の吹出口３０を有する室内機３が複数設置される。また、利用者１００ａ～利用者１００ｘは、室内に設置された机などを介して隣接し、リモコン４ａ～リモコン４ｘをそれぞれ近くに置いている。

＜想定する状況＞
図３および図４は、実施の形態１の空調制御装置１の制御による効果を説明する模式図である。図３は、高さ方向において天井面２００に位置する１台の室内機３の１つの吹出口３０から吹出気流を送り出して、利用者１００ｂがいる対象空間の空調を行う場合を示す模式図である。ここでは、利用者１００ａ～利用者１００ｃが在室しており、利用者１００ｂがいる対象空間を含むエリアに隣接するエリアに利用者１００ａと利用者１００ｃとがいるものとする。

利用者１００ｂが、自身の位置を対象空間に対して所望する空間設定温度を設定する。１台の室内機３の１つの吹出口３０から利用者１００ｂがいる対象空間に送った場合、吹出気流は、斜め上となる方向から対象空間に送られる。このため、吹出気流は、対象空間だけでなく、隣接する利用者１００ａおよび利用者１００ｃがいる空間にも到達する。したがって、利用者１００ａおよび利用者１００ｃは、自身が所望する温度と異なる温度の空気が到達することで、不快に感じやすい状態となる。

そこで、図４のように、実施の形態１の空調制御装置１は、複数の室内機３における吹出口３０から送り出される吹出気流を、利用者１００ｂがいる対象空間の真上に位置する空間で衝突させ、空間設定温度の空気が対象空間に到達するように空調機器を制御する。空間設定温度の空気が、利用者１００ｂに真上の方向から当たることで、隣接する空間にいる利用者１００ａおよび利用者１００ｃに、周辺気流が到達することを極力抑えるようにする。これにより、利用者１００ａおよび利用者１００ｃは、図３に示す場合と比較して、不快に感じにくい状態となる。

＜空調制御装置１の構成＞
図５は、実施の形態１に係る空調制御装置１の構成例を示す図である。前述した空調制御装置１は、メモリなどを有する記憶装置１１、プロセッサなどを有する演算装置１２、各種信号を受ける受信装置１３および各種信号を送る送信装置１４を備える。以下、図５を用いて、空調制御装置１の構成の詳細について説明する。

＜記憶装置１１＞
記憶装置１１は、設定入力データ１１ａ、運動量計算モデル１１ｂ、運転条件データ１１ｃ、空調機器運転状態データ１１ｄおよび制御指令データ１１ｅなどを記憶する装置である。記憶装置１１は、たとえば、データを一時的に記憶できるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの揮発性記憶装置（図示せず）、ハードディスクなど、データを長期的に記憶できる不揮発性の補助記憶装置（図示せず）などの装置で構成されている。

記憶装置１１に記憶される運転条件データ１１ｃは、演算装置１２に含まれる各部が処理を行う際に、必要となる各種条件に関するデータである。たとえば、室外機２および室内機３の台数並びに接続関係などの空気調和装置を構成する空調機器の構成に係る情報が、空調機器に係る運転条件データ１１ｃとなる。他にも、室外機２の制御仕様、各室内機３の室内機設定温度、吹出口３０から送られる吹出気流の風速、風向および温度などの制御仕様、各室内機３の吹出口３０の吹出口位置情報などが、空調機器に係る運転条件データ１１ｃとなる。また、室内に置かれた机、座席となる椅子などの什器の位置情報、内壁、外壁および窓などの室内の形状情報およびこれらの相対的な距離情報などが室内状況に係る運転条件データ１１ｃとなる。ここで、運転条件データ１１ｃは、複数の室内機３がそれぞれ担当するエリアに基づくゾーン分割に関する情報をデータとして含んでもよい。実施の形態１においては、各室内機３の吹出口３０から送り出される吹出気流の温度は同じであるため、室内機設定温度は空間設定温度となる。

また、記憶装置１１に記憶される設定入力データ１１ａは、リモコン４から送られた信号に含まれる空間設定温度、吹出口３０からの吹出気流の風向および風速を除いた室内機３に係る設定値、空調を行う対象空間の空間位置情報などを含むデータである。ここで、設定入力データ１１ａは、個人のコンピュータ、タブレット端末装置などの機器をリモコン４として用いて入力された設定値をデータとしてもよい。

また、記憶装置１１は、空調機器運転状態データ１１ｄおよび制御指令データ１１ｅを有する。空調機器運転状態データ１１ｄおよび制御指令データ１１ｅは、それぞれ後述する運転条件決定部１２ｃが決定した空調機器運転状態と、空調機器運転状態を制御指令変換部１２ｅが変換した制御指令とに関するデータである。

＜運動量計算モデル１１ｂ＞
記憶装置１１に記憶される運動量計算モデル１１ｂは、運転条件データ１１ｃに含まれるデータ、設定入力データ１１ａに含まれるデータおよび吹出気流の運動量を計算する計算式の関係をモデル化したデータである。具体的には、運転条件データ１１ｃは、前述したように、室内機３の台数および吹出口位置情報などの空調機器の構成に関する情報、室内機３の吹出口３０から送り出される吹出気流の風速および風向などの制御仕様である。また、運転条件データ１１ｃは、室内に設置された什器の位置情報、室内の形状情報およびこれらの相対的な距離情報などである。そして、設定入力データ１１ａは、対象空間の空間設定温度、空調を行う対象空間の位置情報などである。運動量計算モデル１１ｂは、運転条件データ１１ｃおよび設定入力データ１１ａのデータと吹出気流の運動量を計算する計算式との関係をモデル化してデータにしたものである。

運転条件データ１１ｃおよび設定入力データ１１ａを用いて吹出気流の運動量を計算する方法として、たとえば、複数の吹出口３０の吹出気流における運動量の総和が吹出時、衝突時および対象空間の到達時において保存される関係に基づいて求める方法がある。さらに、複数の吹出口３０から送り出された吹出気流の風速が吹出口３０からの距離が大きくなるにつれて減少することを加えて考慮した演算により求める方法などがある。さらに、複数の吹出口３０から送り出された吹出気流の風速が、衝突により減少することを加えて考慮した演算によって求める方法などがある。

複数の吹出口３０から送り出された吹出気流の吹出時と衝突時および対象空間に到達した空気における運動量の保存の関係を考慮した計算は、たとえば、次に示す式（１）～式（４）を用いる。式（１）～式（４）は、吹出気流の風速と運動量の関係、各吹出気流の運動量の水平方向の成分の釣り合い並びに各吹出気流の吹出時における合計運動量と衝突時および対象空間への到達時における運動量の保存との関係を表す。

式（１）は、風速と吹出気流の運動量との関係を表す式である。また、式（２）は、天井面２００と垂直な方向において、複数の吹出気流の合計運動量と気流衝突点ｍにおける気流の運動量および気流衝突点ｍの直下にある対象空間内の点ｎにおける気流の運動量が保存されることを表す式である。

ここで、Ｊ_iは、吹出口３０ｉから単位時間あたりに吹き出される気流の運動量［ｋｇ・ｍ／ｓ^２］である。また、Ｓ_ｉは、吹出口ｉの面積［ｍ^２］、ρ_ｉは吹出口３０ｉからの吹出気流の空気密度［ｋｇ／ｍ^３］である。さらに、ｖ_ｉは、吹出口３０ｉからの風速［ｍ／ｓ］である。そして、ｐ_ｉは、位置ｉにおける静圧［Ｐａ］である。

Ｊ_ｍは、気流衝突点ｍにおける気流の運動量である。また、Ｊ_ｎは、気流衝突点ｍの直下にある対象空間内の点ｎにおける気流の運動量である。運動量Ｊ_ｍは、風速ｖ_ｍ、吹出気流の空気密度ρ_ｍ、気流衝突点ｍを中心とする天井面２００に平行な気流が到達した面の面積Ｓ_ｍおよび気流衝突点ｍにおける静圧ｐ_ｍを用いて、式（１）から表すことができる。また、運動量Ｊ_ｎは、風速ｖ_ｎ、空気密度ρ_ｎ、点ｎを中心とする天井面２００に平行な気流が到達した面の面積Ｓ_ｎおよび点ｎにおける静圧ｐ_ｎを用いて、式（１）から表すことができる。気流衝突点ｍおよび対象空間内の点ｎの高さ方向の位置である室内高さは、利用者１００の頭部の位置を代表値とする、一般的に用いられる作業面高さの位置などを用いる。対象空間内の点ｎにおける風速ｖ_ｎは、利用者１００に到達する空気の風速である。風速ｖ_ｎには、たとえば、事前の実験の結果などで得られた、人が一般に快適と感じる風速の値を用いる。また、空気密度ρ_ｍおよび空気密度ρ_ｎ、面積Ｓ_ｍおよび面積Ｓ_ｎ、静圧ｐ_ｍおよび静圧ｐ_ｎは、たとえば、温度などの他の物理量との関係式などにより決定してもよい。また、事前の実験の結果などに基づいて決定してもよい。そして、φ_ｉは、吹出口３０ｉからの吹出気流が天井面２００に平行な面となす角である。θ_ｉは吹出口３０ｉからの吹出気流がＸ軸方向（天井面２００に平行な面内の任意の方向）となす角である。

図６は、実施の形態１に係る複数の吹出気流の合計運動量および気流衝突点における運動量の保存について説明する図である。図６は、２箇所の吹出口３０－１および吹出口３０－２から吹出気流を送り出す場合を示している。Ｊ_１およびＪ_２は、それぞれ吹出口３０－１および吹出口３０－２から風速ｖ_１およびｖ_２、天井面２００から吹出気流が上下風向φ_１および上下風向φ_２で送り出されたときの単位時間あたりの運動量である。天井面２００と垂直な高さ方向（Ｚ軸方向）の成分であるＪ_１ｓｉｎφ_１およびＪ_２ｓｉｎφ_２を含めた複数の吹出気流の運動量の和は、Ｚ軸方向における合計運動量となる。Ｚ軸方向における合計運動量は、理論上の最大速度線ｌを中心軸として気流衝突点ｍおよび気流衝突点ｍの直下にある対象空間内の点ｎまで保存される。ここで、保存されたＺ軸方向の合計運動量（Ｊ_１ｓｉｎφ_１＋Ｊ_２ｓｉｎφ_２）が、対象空間内の点ｎにおける空気の運動量Ｊ_ｎ（このとき、風速ｖ_ｎである）と等しくなるように、式（２）中のＪ_ｉが、式（３）および式（４）との連立によって求められる。

図７は、実施の形態１に係る複数の吹出気流における水平方向の運動量の釣り合いについて説明する図である。図７は、３箇所の吹出口３０－１、吹出口３０－２および吹出口３０－３から吹出気流を送り出す場合を示している。図７に基づき、式（３）および式（４）について説明する。式（３）は、水平方向において、吹出気流の運動量のＸ軸方向における釣り合いを表す式である。また、式（４）は、水平方向において、吹出気流の運動量のＹ軸方向における釣り合いを表す式である。

Ｊ_１’、Ｊ_２’およびＪ_３’は、それぞれ吹出口３０－１、吹出口３０－２および吹出口３０－３から風速ｖ_ｉ、ｖ_２およびｖ_３、天井面２００からの上下風向φ_１、φ_２およびφ_３で吹き出された気流の単位時間あたりのＸＹ平面上における気流の運動量である。ここでは、複数の吹出口３０からの吹出気流は気流衝突点ｍで衝突し、衝突した空気が真下に位置する対象空間内の点ｎに向かって流れる前提とする。このため、吹出気流のＸ軸方向における合計運動量（図７中のＪ_１’ｃｏｓθ_１＋Ｊ_２’ｃｏｓθ_２＋Ｊ_３’ｃｏｓθ_３，ただし、Ｊ_２’ｃｏｓθ_２＜０）は釣り合う。また、吹出気流のＹ軸方向における合計運動量（図７中のＪ_１’ｓｉｎθ_１＋Ｊ_２’ｓｉｎθ_２＋Ｊ_３’ｓｉｎθ_３，ただし、Ｊ_３’ｓｉｎθ_３＜０）についても釣り合う。したがって、それぞれの総和は、ともに０となる。

＜演算装置１２＞
実施の形態１の演算装置１２は、気流経路決定部１２ｄおよび制御指令変換部１２ｅを備える。演算装置１２は、ハードウェアとしては、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの制御演算処理装置、アナログ回路、デジタル回路などを有するマイクロコンピュータなどの装置で構成されている。

＜気流経路決定部１２ｄ＞
気流経路決定部１２ｄは、空調を行う対象空間の真上から吹出気流が到達するように吹出気流の経路を決定する。実施の形態１では、気流経路決定部１２ｄは、空間情報処理部１２ａ、運動量計算部１２ｂおよび運転条件決定部１２ｃなどを有する。

図８は、実施の形態１に係る空間情報処理部１２ａおよび運動量計算部１２ｂが行う処理について説明する図である。図８は、空間情報処理部１２ａおよび運動量計算部１２ｂが複数の吹出気流の風向および風速をそれぞれ出力する過程を具体的に説明する室内の平面図の例を示す。図８では、利用者１００ｊが、自身の位置を対象空間とし、対応するリモコン４ｊを用いて所望の空間設定温度を入力した場合を例として示している。

＜空間情報処理部１２ａ＞
空間情報処理部１２ａは、利用者１００から空間設定温度が入力された対象空間の空間位置情報、室内機３および吹出口３０の吹出口位置情報、室内の什器および形状情報などを用いて、制御に用いる複数の吹出口３０を複数の室内機３から選定する。そして、空間情報処理部１２ａは、各吹出口３０について、吹出口３０から送り出される吹出気流の風向を決定し、出力する。実施の形態１では、空間情報処理部１２ａは、利用者１００によるリモコン４からの入力などに基づいて、１箇所の対象空間に対する吹出口３０の選定および吹出気流の風向決定を行う。

図８では、利用者１００ｊがいる対象空間の対象位置情報、吹出口３０の吹出口位置情報、室内の什器や形状情報などを用いて、以下の手順で、対象空間の空調に用いる複数の吹出口３０を、異なる室内機３から選定する。そして、選定した各吹出口３０の吹出気流の風向を決定し、出力する。まず、空間情報処理部１２ａは、利用者１００ｊがいる対象空間の空間位置情報に基づき、利用者１００ｊがいる対象空間の真上の空間に、複数の吹出気流による気流衝突点を１点設定する。次に、空間情報処理部１２ａは、設定した気流衝突点の衝突点位置情報、運転条件データ１１ｃに含まれる室内機３および吹出口３０の吹出口位置情報などを用いて、設定した気流衝突点に最も近い吹出口３０を、２箇所または３箇所以上選定する。図８の例では、利用者１００ｊがいる対象空間に対して、吹出口３１ａ、吹出口３２ｃおよび吹出口３４ｃの３箇所を選定している。そして、空間情報処理部１２ａは、選定した各吹出口３０から見て、気流衝突点に向かう上下および左右の風向を、各吹出口３０について決定し、出力する。

たとえば、異なる２つの吹出口３０を結ぶ線上に気流衝突点を設定できる場合、空間情報処理部１２ａは、２箇所の吹出口３０を選定する。また、気流衝突点をそれ以外の位置に設定する場合は、３箇所以上の吹出口３０を選定する。また、例外として、空調を行う対象空間の風下側に、壁面や他の障害物が近く存在する場合などのように、風下側へ吹出気流が到達しても問題ない場合には、１箇所の吹出口３０を用いた空調など、気流衝突点を設定しない空調を行ってもよいものとする。

＜運動量計算部１２ｂ＞
運動量計算部１２ｂは、空間情報処理部１２ａによる吹出口３０からの吹出気流の風向に基づき、記憶装置１１に記憶された運動量計算モデル１１ｂを用いて、各吹出口３０から送り出される吹出気流の風速を決定し、出力する。

図８は、空間情報処理部１２ａが選定および決定した吹出口３１ａ、吹出口３２ｃおよび吹出口３４ｃの風向および運動量計算部１２ｂが決定した風速の吹出気流が、利用者１００ｊがいる対象空間の真上の空間に位置する気流衝突点で衝突することを示す。その後、各吹出気流が衝突した空気が利用者１００ｊがいる対象空間に到達する。対象空間は、利用者１００ｊが所望する温度となる。また、同時に利用者１００ｊの周囲に存在する他の利用者１００への空気の流れが抑えられ、他の利用者１００が感じる不快感が最小限に抑えられる。

＜運転条件決定部１２ｃ＞
運転条件決定部１２ｃは、設定入力データ１１ａに含まれる空間設定温度、空間情報処理部１２ａおよび運動量計算部１２ｂが出力した複数の吹出口３０からの吹出気流の風向および風速を、空調機器運転状態データ１１ｄとして記憶装置１１に記憶させる。ここでは、空間設定温度は、室内機３に設定される室内機設定温度と同じ温度になる。

＜制御指令変換部１２ｅ＞
制御指令変換部１２ｅは、記憶装置１１が記憶した空調機器運転状態データ１１ｄを、制御対象の空調機器となる室外機２および室内機３に対して実際に与える指示となる制御指令データ１１ｅに変換する。

＜受信装置１３および送信装置１４＞
受信装置１３は、リモコン４およびセンサ５から各種データを含む信号を受信する。受信装置１３が受信したデータは、記憶装置１１に記憶される。また、送信装置１４は、記憶装置１１に記憶された制御指令データ１１ｅを含む信号を、室外機２および室内機３に送信する。

図９は、実施の形態１に係る空調制御装置１における処理の流れを説明する図である。空調制御装置１が行う処理は、主として演算装置１２が行う。ここでは、空調制御装置１の処理を空調システム全体の流れとともに説明する。

ステップＳＴ１で、利用者１００がリモコン４から設定を入力した空調を行う対象空間における空間設定温度が空調制御装置１に送られ、受信装置１３が受信する。そして、空間設定温度のデータが設定入力データ１１ａとして記憶装置１１に記憶される（ステップＳＴ１）。

ステップＳＴ２で、演算装置１２は、室内機３の制御仕様、台数、位置情報、室内の形状情報などの運転条件データ１１ｃおよび空間設定温度などを含む設定入力データ１１ａを、記憶装置１１から読み込む（ステップＳＴ２）。

ステップＳＴ３で、演算装置１２の空間情報処理部１２ａが、ステップＳＴ２で取得した運転条件データ１１ｃおよび設定入力データ１１ａに基づいて、気流衝突点を設定する。空間情報処理部１２ａは、さらに、設定した気流衝突点の位置情報のデータに基づいて、対象空間の空調を行う複数の室内機３の吹出口３０を選定する。そして、空間情報処理部１２ａは、各吹出口３０からの気流衝突点に対する上下および左右の風向をそれぞれ演算する（ステップＳＴ３）。

ステップＳＴ４で、演算装置１２の運動量計算部１２ｂが、記憶装置１１に記憶された運動量計算モデル１１ｂを用いて、複数の吹出口３０からの吹出気流の運動量を演算する。さらに、運動量計算部１２ｂは、各吹出口３０から送り出される吹出気流の風速を演算する（ステップＳＴ４）。

ステップＳＴ５で、演算装置１２の運転条件決定部１２ｃが、ステップＳＴ３で決定した各吹出口３０からの風向、ステップＳＴ４で決定した各吹出口３０からの風速および設定入力データ１１ａに含まれる空間設定温度を新たな空調の設定値として決定する。そして、運転条件決定部１２ｃは、決定した空調の設定値を、空調機器運転状態データ１１ｄとして、記憶装置１１に記憶する（ステップＳＴ５）。

ステップＳＴ６で、演算装置１２の制御指令変換部１２ｅが、空調機器運転状態データ１１ｄとして記憶装置１１に記憶された設定値を変換する。また、制御指令変換部１２ｅは、変換した制御指令データ１１ｅを記憶装置１１に記憶する。そして、送信装置１４が制御指令データ１１ｅを含む信号を室外機２および室内機３に送り、空調機器運転状態を更新する（ステップＳＴ６）。

このように、実施の形態１の空調制御装置１は、設定入力データ１１ａ、運動量計算モデル１１ｂ、運転条件データ１１ｃ、空調機器運転状態データ１１ｄおよび制御指令データ１１ｅを記憶する記憶装置１１を備える。また、空間情報処理部１２ａ、運動量計算部１２ｂおよび運転条件決定部１２ｃを有する気流経路決定部１２ｄ並びに制御指令変換部１２ｅを含む演算装置１２を備える。そして、実施の形態１の空調制御装置１は、空間設定温度を設定入力した利用者１００が存在する空間などの１箇所の対象空間に対して、吹出気流が対象空間の真上から当たるように複数の吹出気流を制御する。このため、吹出気流の風下側の隣接した空間に存在する他の利用者１００に対して、吹出気流が到達することを極力抑えることができる。したがって、空調制御装置１は、吹出気流が到達することによって他の利用者１００に生じる不快感を少なくする制御を行うことができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２の空調制御装置１について説明する。実施の形態１の空調制御装置１は、１箇所の対象空間に対する空調制御を行うものあった。実施の形態２の空調制御装置１は、２箇所以上の対象空間に対する空調制御を行うものである。そして、実施の形態２の空調制御装置１は、実施の形態１における吹出気流の制御を、２箇所以上の対象空間に対して、１箇所ずつ、所定の順序に従って順番に行う。

これにより、隣接する複数の利用者１００が所望する温度がそれぞれ異なっている場合でも、それぞれの吹出気流が風下側の隣接空間に到達しにくくなることを利用して、各利用者１００が所望する温度による対象空間をそれぞれ個別に実現することができる。ここで、実施の形態２では、全ての利用者１００が異なる空間設定温度である必要はなく、一部または全ての利用者１００が、リモコン４を介して同じ空間設定温度を入力してもよい。

図１０、図１１および図１２は、実施の形態２において想定する状況を説明する模式図である。図１０は、利用者１００ｂおよび利用者１００ｃが、それぞれ自身の位置を対象として、利用者１００ｂ、利用者１００ｃの順で異なる空間設定温度を入力し、それぞれ単一の吹出口３０から空調を行った場合の図である。図１０では、各利用者１００に向けて吹出気流が斜め方向から当たることで、それぞれの周辺気流が、風下側に隣接する利用者１００まで到達する。これにより、吹出気流が風下側に存在する他の利用者１００に不快感を与える。また、それぞれの対象空間は互いの気流の影響を受けて、所望の温度空間が実現されにくい状態となる。特に、隣接する利用者１００同士における設定値の乖離が大きいほど、両者は不快に感じやすい状態となる。ここで、設定値の乖離とは、冷房または暖房などのモードの違い、空間設定温度の差などのことである。

一方、図１１および図１２は、利用者１００ｂおよび利用者１００ｃがそれぞれ自身の位置を対象として、利用者１００ｂ、利用者１００ｃの順で異なる空間設定温度を入力し、実施の形態２の空調制御装置１による空調を行った場合を示す。図１１に示すように、リモコン４ｂから空間設定温度を先に入力した利用者１００ｂの真上で複数の吹出口３０からの気流を衝突させ、その後、気流が利用者１００ｂに真上から当たるようにして、対象空間を利用者１００ｂが所望する空間設定温度にする。所定の時間経過後、図１２に示すように、利用者１００ｃを対象に利用者１００ｂと同様の手順で、利用者１００ｃに真上から気流が当たるようにして、対象空間を利用者１００ｃが所望する空間設定温度にする。図１１および図１２に示すように、それぞれの吹出気流が利用者１００ｂおよび利用者１００ｃの真上からの気流が対象空間に流れることで、互いの気流が他の対象空間に到達することを抑制する。このため、利用者１００ｂと利用者１００ｃとの間の設定値の乖離が大きい場合でも、利用者１００ｂと利用者１００ｃとは、図１０の場合と比較して、不快に感じにくい状態となる。

図１３は、実施の形態２に係る空調制御装置１の構成例を示す図である。図１０において、図５と同じ符号を付している機器などについては、同一または相当部分を示す。図１３に示すように、実施の形態２の空調制御装置１は、演算装置１２が設定情報処理部１２ｆをさらに有する。

＜設定情報処理部１２ｆ＞
設定情報処理部１２ｆは、気流経路決定部１２ｄが有する。設定情報処理部１２ｆは、設定入力データ１１ａに含まれる対象空間の空間設定温度および位置情報のデータに基づき、対象空間における制御の継続時間および複数の対象空間における制御の順番を制御手順として決定する。そして、設定情報処理部１２ｆは、空間情報処理部１２ａに対して、空調を行う対象空間の空間位置情報をデータとして出力する。また、設定情報処理部１２ｆは、運転条件決定部１２ｃに対して、制御の継続時間および空調制御を行う対象空間の順番に係る制御手順に関するデータを出力する。

設定情報処理部１２ｆが行う制御の継続時間の決定方法については、特に限定しない。たとえば、事前に行った実験の結果などによって定めた一定の時間であってもよい。また、対象空間に存在する利用者１００がリモコン４を介して入力した所望の温度空間が実現されるまでの時間にするなど、対象空間毎に異なる時間であってもよい。

また、設定情報処理部１２ｆが行う制御する対象空間の順番の決定方法についても、特に限定するものではない。たとえば、リモコン４などに空間設定温度が入力された時刻が早い順番に決定する、各利用者１００付近の室温を測定するセンサ５と利用者１００が入力した空間設定温度との差が大きい順番に決定するなどの方法がある。

＜実施の形態２における運転条件決定部１２ｃ＞
実施の形態２では、運転条件決定部１２ｃは、実施の形態１で説明した処理に加えて、設定情報処理部１２ｆが出力した空調を行う対象空間の順番および制御の継続時間に基づいて、処理を行う。

運転条件決定部１２ｃは、設定情報処理部１２ｆが出力した対象空間に対する制御の継続時間を入力として、対象空間に対する制御の継続時間が経過後、対象空間に対して制御を終了させる設定値を決定する。運転条件決定部１２ｃは、決定した設定値を、空調機器運転状態データ１１ｄとして、記憶装置１１に記憶する。運転条件決定部１２ｃが記憶装置１１に記憶した空調機器運転状態データ１１ｄは、実施の形態１と同様に、制御指令変換部１２ｅが、室外機２および室内機３に対する制御指令データ１１ｅに変換する。

運転条件決定部１２ｃは、設定情報処理部１２ｆが出力した空調を行う対象空間の順番および対象空間の空間位置情報のデータを入力として、制御を終了させる設定値を決定する。運転条件決定部１２ｃは、決定した設定値を、空調機器運転状態データ１１ｄとして、記憶装置１１に記憶する。運転条件決定部１２ｃは、さらに、選定されていない対象空間が存在するかどうかを判定する。そして、運転条件決定部１２ｃは、選定されていない対象空間が存在すると判定すると、設定情報処理部１２ｆに、次に空調を行う対象空間に関する設定値の決定などを行う。

図１４は、実施の形態２に係る空調制御装置１における処理の流れを説明する図である。実施の形態２の空調制御装置１が行う処理についても、主として演算装置１２が行う。ここでは、空調制御装置１の処理を空調システム全体の流れとともに説明する。

ステップＳＴ１１で、複数の利用者１００がそれぞれリモコン４から入力した空調の対象空間における空間設定温度が空調制御装置１に送られ、受信装置１３が受信する。そして、空間設定温度のデータが設定入力データ１１ａとして記憶装置１１に記憶される（ステップＳＴ１１）。

ステップＳＴ１２で、演算装置１２は、室内機３の制御仕様、台数、位置情報、室内の形状情報などの運転条件データ１１ｃおよび空間設定温度などを含む設定入力データ１１ａを、記憶装置１１から読み込む（ステップＳＴ１２）。

ステップＳＴ１３で、設定情報処理部１２ｆが、各対象空間における制御の継続時間および複数の対象空間における制御の順番を決定する（ステップＳＴ１３）。

ステップＳＴ１４で、設定情報処理部１２ｆが、空間情報処理部１２ａに、空調を行う対象空間の空間位置情報のデータを出力する。また、設定情報処理部１２ｆは、運転条件決定部１２ｃに、制御の継続時間および制御対象とする空間の順番に係るデータを出力する（ステップＳＴ１４）。

ステップＳＴ１５で、演算装置１２の空間情報処理部１２ａが、ステップＳＴ１２で取得した運転条件データ１１ｃおよび設定入力データ１１ａに基づいて、気流衝突点を設定する。空間情報処理部１２ａは、さらに、設定した気流衝突点の位置情報のデータに基づいて、対象空間の空調を行う複数の室内機３の吹出口３０を選定する。そして、空間情報処理部１２ａは、各吹出口３０からの気流衝突点に対する上下および左右の風向をそれぞれ演算する（ステップＳＴ１５）。

ステップＳＴ１６で、演算装置１２の運動量計算部１２ｂが、記憶装置１１に記憶された運動量計算モデル１１ｂを用いて、複数の吹出口３０からの吹出気流の運動量を演算する。さらに、運動量計算部１２ｂは、各吹出口３０から送り出される吹出気流の風速を演算する（ステップＳＴ１６）。

ステップＳＴ１７で、演算装置１２の運転条件決定部１２ｃが、ステップＳＴ１５で決定した各吹出口３０からの風向、ステップＳＴ１６で決定した各吹出口３０からの風速および設定入力データ１１ａに含まれる空間設定温度を新たな空調の設定値として決定する。そして、運転条件決定部１２ｃは、決定した空調の設定値を、空調機器運転状態データ１１ｄとして、記憶装置１１に記憶する（ステップＳＴ１７）。

ステップＳＴ１８で、演算装置１２の制御指令変換部１２ｅが、空調機器運転状態データ１１ｄとして記憶装置１１に記憶された設定値を変換する。また、制御指令変換部１２ｅは、変換した制御指令データ１１ｅを記憶装置１１に記憶する。そして、送信装置１４が制御指令データ１１ｅを含む信号を室外機２および室内機３に送り、空調機器運転状態を更新する（ステップＳＴ１８）。

ステップＳＴ１９で、運転条件決定部１２ｃは、ステップＳＴ１３で決定した制御の継続時間が経過した後、対象空間に対して制御を終了させる設定値を決定する。運転条件決定部１２ｃは、決定した設定値を、空調機器運転状態データ１１ｄとして、記憶装置１１に記憶する。運転条件決定部１２ｃが記憶装置１１に記憶した空調機器運転状態データ１１ｄは、実施の形態１と同様に、制御指令変換部１２ｅが、室外機２および室内機３に対する制御指令データ１１ｅに変換する。送信装置１４は、対応する室外機２および室内機３に制御指令データ１１ｅを含む信号を送信し、対象空間を空調している空調機器の制御を終了する（ステップＳＴ１９）。

ステップＳＴ２０で、運転条件決定部１２ｃが、選定されていない対象空間が存在するかどうかを判定する（ステップＳＴ２０）。運転条件決定部１２ｃは、選定されていない対象空間が存在すると判定すると、演算装置１２においては、ステップＳＴ１４に戻る。そして、設定情報処理部１２ｆは、他の対象空間に対する空調機器の制御に係る処理を行わせる（ステップＳＴ１４）。

一方、ステップＳＴ２０で、運転条件決定部１２ｃが、選定されていない対象空間が存在しない（全ての対象空間が選定された）と判定すると、空調制御装置１の演算装置１２は、処理を終了する。

このように、実施の形態２の空調制御装置１では、演算装置１２は、空調を行う対象空間における制御の継続時間および複数の対象空間における制御の順番を決定する設定情報処理部１２ｆをさらに有する。このため、実施の形態２の空調制御装置１は、空調を行う２箇所以上の対象空間に対し、所定の順番に１箇所ずつ空調を行うように空調機器を制御することができる。したがって、複数の利用者１００がそれぞれ異なる空間で異なる温度を設定しても、複数の利用者１００が所望する温度で、複数の対象空間を空調することができる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３の空調制御装置１について説明する。実施の形態２の空調制御装置１は、２箇所以上の対象空間に対して、１箇所ずつ所定の順番に従って吹出気流を送り出し、対象空間毎に空調の制御を行うものであった。実施の形態３の空調制御装置１は、２箇所以上の対象空間の真上に位置する空間において、室内機設定温度が異なる吹出気流をそれぞれ衝突させ、衝突により混合した空気を対象空間に到達させて、複数の対象空間を一度に空調するものである。ここで、実施の形態３では、各室内機３の室内機設定温度が空間設定温度と異なる場合がある。

これにより、２箇所以上の対象空間で異なる空間設定温度が設定された場合でも、各吹出気流が隣接する空間まで到達することを極力防ぎつつ、各対象空間を空間設定温度にする空調を一度に行うことができる。

たとえば、実施の形態２で説明した図１１および図１２のように、複数の利用者１００ｂおよび利用者１００ｃが、それぞれ異なる空間に対して異なる空間設定温度を同時に入力して設定した場合について考える。実施の形態２のように、１箇所ずつ順番に対象空間の空調を行うと、対象空間の数が極端に多い場合など、一部の利用者１００周辺の温度と空間設定温度との差が著しく大きい場合などに、すべての対象空間を空間設定温度にするために多くの時間を要する。このような状況では、一部の利用者１００においては、所望する空間設定温度による空間を得ることが難しくなる可能性がある。

図１５は、実施の形態３において想定する状況を説明する模式図である。図１５は、利用者１００ａおよび利用者１００ｂが、それぞれ自身の位置を対象として同時に異なる空間設定温度を設定した場合を示す。実施の形態３においては、室内機３は、複数の吹出口３０から吹出気流を送り出すことにより、複数の対象空間に対して同時に空調を行うものである。

図１５のように、実施の形態３の空調制御装置１は、利用者１００ａがいる対象空間および利用者１００ｂがいる対象空間を空調する吹出気流を送り出す共通の室内機３を１台選定する。さらに、共通の室内機３の周辺の室内機３から、各対象空間に対応して吹出気流を送り出す複数の室内機３を選定する。

次に、利用者１００ａがいる対象空間および利用者１００ｂがいる対象空間に対する空調制御として、共通の室内機３と各対象空間に対応した室内機３から、室内機設定温度の異なる吹出気流を、各対象空間の真上に位置する気流衝突点で衝突させ、混合させる。このとき、各室内機３における室内機設定温度は、吹出気流を混合した空気の温度が、各利用者１００が対象空間の温度として設定した空間設定温度となるように決定される。衝突した空気が各利用者１００に真上から到達することで、対象空間は、各利用者１００が所望する温度となる。このとき、共通の室内機３の室内機設定温度は同じであるため、吹出気流は同じ温度となる。そして、空調制御装置１は、各対象空間の真上に位置する気流衝突点において、共通の室内機３の吹出気流と衝突し、混合した空気の温度が空間設定温度となるように、各対象空間に対応した室内機３の室内機設定温度を決定する。

空調を行う対象空間および空調に用いる室内機３の決定は、後述するように、空間情報処理部１２ａが行う。また、共通の室内機３と各対象空間に対応した室内機３とにおける室内機設定温度は、後述するように、記憶装置１１が有する室内環境分布モデル１１ｆを用いて、設定温度選択部１２ｈが決定する。

図１６は、実施の形態３に係る空調制御装置１の構成例を示す図である。図１６において、図５および図１３と同じ符号を付している機器などについては、同一または相当部分を示す。図１６に示すように、実施の形態３の空調制御装置１では、記憶装置１１が、室内環境分布モデル１１ｆをさらに有する。また、演算装置１２が、設定温度選択部１２ｈをさらに有する。

＜実施の形態３における空間情報処理部１２ａ＞
実施の形態３の空間情報処理部１２ａは、実施の形態１および実施の形態２で行う処理に加えて、設定入力データ１１ａに含まれる利用者１００が設定した空間設定温度、対象空間の位置情報などから、空調を同時に行う複数の対象空間を選定する処理を行う。空間情報処理部１２ａが行うその他の処理は、実施の形態１および実施の形態２で説明した処理と同様である。

ここで、空間情報処理部１２ａが複数の対象空間を選定する方法については、特に限定しない。たとえば、空間設定温度が比較的近い対象空間同士を選定する方法、距離が比較的近い対象空間同士を選定する方法などがある。

＜室内環境分布モデル１１ｆ＞
室内環境分布モデル１１ｆは、室内機３からの吹出気流の風向、風速などの値、設定入力データ１１ａに含まれる空間設定温度、センサ５が計測したデータおよび運転条件データ１１ｃなどと、室内各点における環境との関係をモデル化したデータである。室内各点における環境としては、温度、放射温度、相対湿度および風速などがある。

室内各点における環境の計算方法は、たとえば、あらかじめ室の形状情報に基づいて室内の空間を複数領域に分割し、各領域における温度や流速をＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ：数値流体力学）解析して求める方法がある。ＣＦＤ解析に用いる流体の支配方程式は、たとえば、式（５）～式（７）で表すことができる。

ここで、ｕは、３次元の速度ベクトル［ｍ／ｓ］である。また、ｔは、時間［ｓ］、ｐは、圧力［Ｐａ］、ρは、密度［ｋｇ／ｍ^３］およびμは、粘性係数［Ｐａ・ｓ］、ρ_０は、基準密度［ｋｇ／ｍ^３］およびｇは、重力加速度［ｍ／ｓ^２］である。そして、Ｃ_ｐは、定圧比熱［Ｐａ・ｓ］または［（Ｗ・ｓ）／（ｋｇ・℃）］、Ｔは、温度［℃］、ｋは、熱伝導率［Ｗ／（ｍ・℃）］およびＱは、内部発熱量［Ｗ／ｍ^３］である。

式（５）は、流体の質量保存を表す連続の式である。また、式（６）は、運動量保存を表す非圧縮性ナビエ・ストークス方程式である。そして、式（７）は、エネルギー方程式である。計算実行部１２ｇは、式（５）～式（７）を、適当な初期値、境界条件の下で解くことにより、分割した各領域の温度、風速などを算出する。この場合、室内機３の設定値、運転条件データ１１ｃ、設定入力データ１１ａ、センサ５の計測に係るデータを、解析における初期値および境界条件値として用いる。

＜計算実行部１２ｇ＞
計算実行部１２ｇは、気流経路決定部１２ｄが有する。計算実行部１２ｇは、室内環境分布モデル１１ｆを用いて、各室内機３から送り出される室内機設定温度の吹出気流の衝突および混合後における空気の温度を、空調を行う対象空間毎に計算する。計算実行部１２ｇが行う計算には、運転条件データ１１ｃに含まれる室内機３の室内機設定温度などの制御仕様が用いられる。また、設定入力データ１１ａに含まれる各利用者１００がリモコン４を介して入力した対象空間における空間設定温度が用いられる。また、空間情報処理部１２ａおよび運動量計算部１２ｂが出力した複数の吹出口３０から送り出される吹出気流の風向および風速などの条件が用いられる。

図１７は、実施の形態３に係る計算実行部１２ｇが実行する計算において、境界条件として用いる空調の設定値例を示す図である。図１７は、各室内機３の使用可能な室内機設定温度、吹出気流の風速および風向の値を示している。吹出気流の風向および風速については、それぞれ空間情報処理部１２ａおよび運動量計算部１２ｂが出力した値を用いる。図１７では、風速ｖ_１～風速ｖ_３、上下風向φ_１～上下風向φ_３、左右風向θ_１～左右風向θ_３で表される。また、各室内機３の室内機設定温度をパラメータとして、各室内機３の室内機設定温度の組合せ１つに対して、吹出気流の衝突および混合後における空気の温度の計算結果を、各対象空間で１つ計算する。図１７の最後列に示す値は、各条件において出力された対象空間における空気の温度である。図１７では、例として、利用者１００ａがいる対象空間Ａおよび利用者１００ｂがいる対象空間Ｂの計算結果を示している。

＜設定温度選択部１２ｈ＞
設定温度選択部１２ｈは、気流経路決定部１２ｄが有する。設定温度選択部１２ｈは、計算実行部１２ｇが計算した各対象空間における温度の結果から、複数の対象空間における所望の空間設定温度をそれぞれ実現する室内機３の室内機設定温度の組合せを１つ選択する。設定温度選択部１２ｈは、各室内機３の室内機設定温度の組合せを選択した後、選択後の室内機設定温度を運転条件決定部１２ｃに出力する。

各室内機３の室内機設定温度の選択方法には、各対象空間における温度計算結果の値と各利用者１００が入力した空間設定温度の差が最も小さくなるように、各室内機３の室内機設定温度を選択するなどの方法がある。

図１８は、実施の形態３に係る空調制御装置１における処理の流れを説明する図である。空調制御装置１が行う処理は、主として演算装置１２が行う。ここでは、空調制御装置１の処理を空調システム全体の流れとともに説明する。

ステップＳＴ２１で、利用者１００がリモコン４から入力した空調の対象空間における空間設定温度が空調制御装置１に送られ、受信装置１３が受信する。そして、空間設定温度のデータが設定入力データ１１ａとして記憶装置１１に記憶される（ステップＳＴ２１）。

ステップＳＴ２２で、演算装置１２は、室内機３の制御仕様、台数、位置情報、室内の形状情報などの運転条件データ１１ｃおよび空間設定温度などを含む設定入力データ１１ａを、記憶装置１１から読み込む（ステップＳＴ２２）。

ステップＳＴ２３で、設定情報処理部１２ｆが、空調を行う対象空間における制御の継続時間および複数の対象空間における制御の順番を決定する（ステップＳＴ２３）。

ステップＳＴ２４で、設定情報処理部１２ｆが、空間情報処理部１２ａに、空調を行う対象空間におけるそれぞれの空間位置情報のデータを出力する。また、設定情報処理部１２ｆは、運転条件決定部１２ｃに、制御の継続時間および制御対象とする空間の順番に係るデータを出力する（ステップＳＴ２４）。

ステップＳＴ２５で、演算装置１２の空間情報処理部１２ａが、ステップＳＴ２２で取得した運転条件データ１１ｃおよび設定入力データ１１ａに基づいて、気流衝突点を設定する。空間情報処理部１２ａは、さらに、設定した気流衝突点の位置情報のデータに基づいて、対象空間の空調を行う複数の室内機３の吹出口３０を選定する。そして、空間情報処理部１２ａは、各吹出口３０からの気流衝突点に対する上下および左右の風向をそれぞれ演算する（ステップＳＴ２５）。

ステップＳＴ２６で、演算装置１２の運動量計算部１２ｂが、記憶装置１１に記憶された運動量計算モデル１１ｂを用いて、複数の吹出口３０からの吹出気流の運動量を演算する。さらに、運動量計算部１２ｂは、各吹出口３０から送り出される吹出気流の風速を演算する（ステップＳＴ２６）。

ステップＳＴ２７で、演算装置１２の計算実行部１２ｇが、室内環境分布モデル１１ｆを用いて、各室内機３の使用可能な室内機設定温度に基づき、吹出気流を衝突および混合させた後における空気の温度を空調を行う対象空間毎に計算する（ステップＳＴ２７）。

ステップＳＴ２８で、演算装置１２の設定温度選択部１２ｈが、計算実行部１２ｇが計算した各対象空間の空気の温度から、複数の対象空間の空間設定温度をそれぞれ実現するような複数の室内機３の室内機設定温度の組合せを１つ選択する（ステップＳＴ２８）。

ステップＳＴ２９で、演算装置１２の運転条件決定部１２ｃが、ステップＳＴ２５で決定した各吹出口３０からの吹出気流の風向、ステップＳＴ２６で決定した各吹出口３０からの吹出気流の風速および室内機設定温度を新たな空調の設定値として決定する。そして、運転条件決定部１２ｃは、決定した空調の設定値を、空調機器運転状態データ１１ｄとして、記憶装置１１に記憶する（ステップＳＴ２９）。

ステップＳＴ３０で、演算装置１２の制御指令変換部１２ｅが、空調機器運転状態データ１１ｄとして記憶装置１１に記憶された設定値を変換する。また、制御指令変換部１２ｅは、変換した制御指令データ１１ｅを記憶装置１１に記憶する。そして、送信装置１４が制御指令データ１１ｅを含む信号を室外機２および室内機３に送り、空調機器運転状態を更新する（ステップＳＴ３０）。

ステップＳＴ３１で、運転条件決定部１２ｃは、ステップＳＴ２３で決定した制御の継続時間が経過した後、対象空間に対して制御を終了させる設定値を決定する。運転条件決定部１２ｃは、決定した設定値を、空調機器運転状態データ１１ｄとして、記憶装置１１に記憶する。運転条件決定部１２ｃが記憶装置１１に記憶した空調機器運転状態データ１１ｄは、実施の形態１と同様に、制御指令変換部１２ｅが、室外機２および室内機３に対する制御指令データ１１ｅに変換する。送信装置１４は、対応する室外機２および室内機３に制御指令データ１１ｅを含む信号を送信し、対象空間を空調している空調機器の制御を終了する（ステップＳＴ３１）。

ステップＳＴ３２で、運転条件決定部１２ｃが、選定されていない対象空間が存在するかどうかを判定する（ステップＳＴ３２）。運転条件決定部１２ｃは、選定されていない対象空間が存在すると判定すると、演算装置１２においては、ステップＳＴ２４に戻る。そして、設定情報処理部１２ｆは、他の対象空間に対する空調機器の制御に係る処理を行わせる（ステップＳＴ２４）。

一方、ステップＳＴ３２で、運転条件決定部１２ｃが、選定されていない対象空間が存在しない（全ての対象空間が選定された）と判定すると、空調制御装置１の演算装置１２は、処理を終了する。

このように、実施の形態３の空調制御装置１では、記憶装置１１が室内環境分布モデル１１ｆをさらに有する。また、演算装置１２は、計算実行部１２ｇおよび設定温度選択部１２ｈをさらに有する。このため、実施の形態３の空調制御装置１は、空調を行う２箇所以上の対象空間に対し、複数の室内機３から温度の異なる吹出気流を送り出し、各対象空間の真上に位置する空間で衝突および混合させ、空間設定温度の空気を送る。これにより、一度に空調を行うことができる。したがって、複数の利用者１００がそれぞれ異なる空間で異なる温度を設定しても、複数の利用者１００が所望する温度で、複数の対象空間を一度に空調することができる。

１ 空調制御装置、２ 室外機、３，３１，３２，３３，３４ 室内機、４，４ａ～４ｘ リモコン、５，５ａ，５ｂ センサ、６ 制御ネットワーク、１１ 記憶装置、１１ａ 設定入力データ、１１ｂ 運動量計算モデル、１１ｃ 運転条件データ、１１ｄ 空調機器運転状態データ、１１ｅ 制御指令データ、１１ｆ 室内環境分布モデル、１２ 演算装置、１２ａ 空間情報処理部、１２ｂ 運動量計算部、１２ｃ 運転条件決定部、１２ｄ 気流経路決定部、１２ｅ 制御指令変換部、１２ｆ 設定情報処理部、１２ｇ 計算実行部、１２ｈ 設定温度選択部、１３ 受信装置、１４ 送信装置、３０，３０－１，３０－２，３０－３，３０ｉ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ 吹出口、１００，１００ａ～１００ｘ 利用者、２００ 天井面。

Claims (1)

1. 室外機および吹出口を有する複数の室内機となる空気調和機器を制御する空気調和制御装置であって、
   空気調和を行う対象空間に設定される空間設定温度および前記対象空間の空間位置情報を含む設定入力データを記憶する記憶装置と、
   前記設定入力データに基づき、複数の前記室内機に対し、それぞれの前記吹出口から送り出される吹出気流を前記対象空間の真上に位置する空間で衝突させ、前記空間設定温度の空気を前記対象空間に到達させる制御を行う演算装置とを備え、
   前記記憶装置は、
   前記設定入力データと複数の前記吹出口から送り出される前記吹出気流の風向と、それぞれの前記吹出気流に係る物理量をパラメータとして有する計算式とをモデル化した運動量計算モデル並びにそれぞれの前記吹出口から送り出される前記吹出気流の風速および風向の設定値、前記設定入力データに含まれる前記空間設定温度および複数の前記対象空間を有する室内における各点の環境との関係をモデル化した室内環境分布モデルをデータとして記憶し、
   前記演算装置は、
   前記運動量計算モデルに基づいて、前記吹出気流を送り出す複数の前記吹出口を決定し、決定した前記吹出口を有する前記室内機および前記室内機に熱供給する前記室外機の運転状態を決定して運転状態データを出力する気流経路決定部と、前記気流経路決定部が出力した前記運転状態データを、前記空気調和機器に指示を行う制御指令データに変換する制御指令変換部とを有し、
   前記気流経路決定部は、
   前記設定入力データと複数の前記室内機が有する前記吹出口の吹出口位置情報を含む運転条件データとを用いて、複数の前記室内機が有する前記吹出口から送り出す前記吹出気流の風向を決定する空間情報処理部と、
   前記室内環境分布モデルを用いて前記各点の環境に係る計算を行う計算実行部と、
   前記計算実行部の計算結果を用いて、複数の前記室内機における室内機設定温度を選択する設定温度選択部と、
   複数の前記吹出口から送り出される前記吹出気流の風向および風速並びに前記設定温度選択部が選択した前記室内機設定温度を、前記空気調和機器の運転条件データとして決定する運転条件決定部とを有し、
   前記設定温度選択部は、
   複数の前記対象空間における前記空間設定温度を実現する前記室内機設定温度を選択する処理を行う空気調和制御装置。

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