JP7089963B2 - 制御装置、空調システム及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、空調システム及び制御方法に関する。

特許文献１には、空気調和機により温度制御された空調エアを床面に配置されたパネルボードに送り、パネルボードを冷却または加熱して、該パネルボードからの冷気または暖気を室内に放射する床放射冷暖房システムが開示されている。この床放射冷暖房システムでは、パネルボードを通過した空調エアをパネルボード端部のグリルより室内へ吹き出す。これにより、パネルボードからの熱放射だけでなく、空調エアによっても室内を冷暖房することができる。また、特許文献１には、室内へ吹き出した空調エアが、再び空気調和機に吸引され再利用されることが記載されている。

空調システムに対しては、一般的に室内の温度をなるべく早く設定温度にすることが求められる。特許文献２には、熱源機で加温した温水を床下に配置した温水パイプに通して室内を暖房する床暖房装置において、必要以上に早期に床面温度を上昇させることなく、且つ、正確に設定温度に上昇させるための制御が記載されている。特許文献２に記載の床暖房装置は、運転開始から時系列的に記憶した床面温度と熱源機の消費熱量から運転開始時点での床面の「暖まりやすさ指数」を算出し、この「暖まりやすさ指数」に基づいて熱源機の立ち上がりを制御する。

特開２００４－２３２９８９号公報 特開平０８－３０３７９８号公報

また、空調システムに対して、予定した時刻に室内温度が設定温度となるよう空調を行うスケジュール運転に対するニーズが存在する。特に特許文献１、２に記載されているような放射式の空調システムでは、空間の温度だけではなく、床面温度も快適な温度となるように制御されることが好ましい。しかし、特許文献１、２には、床面温度を予定時刻までに適切な温度に制御する方法は開示されていない。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる制御装置、空調システム及び制御方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、制御装置は、空調対象となる空間の空気を吸入して前記空気の温度を制御する空気調和機と、前記空間に接する面に配置された放射パネルモジュールと、前記空気調和機によって温度制御された前記空気を前記放射パネルモジュールへ送出するファンと、前記放射パネルモジュールを通過した前記空気を前記空間へ吹き出す吹出口と、を含む空調システムにおいて、前記放射パネルモジュールの放射面の表面温度に基づいて、所定の設定時刻に前記空間が所定の設定温度となるように前記空気調和機の運転を開始する。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、冷房運転を行う場合、前記放射面の表面温度が所定の第１閾値以上のときに前記空気調和機の運転開始時刻を早める。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、冷房運転を行う場合、前記放射面の表面温度が所定の第２閾値以下のときに前記空気調和機の運転開始時刻を遅らせる。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、暖房運転を行う場合、前記放射面の表面温度が所定の第３閾値以下のときに前記空気調和機の運転開始時刻を早める。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、暖房運転を行う場合、前記放射面の表面温度が所定の第４閾値以上のときに前記空気調和機の運転開始時刻を遅らせる。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記放射面の表面温度に代えて、前記放射面の表面温度と前記設定温度との温度差に基づいて、前記空気調和機の運転開始時刻を決定する。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、所定時間ごとの前記放射面の表面温度と前記設定温度との温度差に基づいて前記空気調和機の運転開始時刻を決定する。

本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記設定時刻における前記放射面の表面温度に基づいて、次回の前記空気調和機の運転開始時刻を調整する。

本発明の一態様によれば、空調システムは、空調対象となる空間の空気を吸入して、前記空気の温度を制御する空気調和機と、前記空間に接する面に配置された放射パネルモジュールと、前記空気調和機によって温度制御された前記空気を前記放射パネルモジュールへ送出するファンと、前記放射パネルモジュールを通過した前記空気を前記空間へ吹き出す吹出口と、前記放射パネルモジュールの放射面の表面温度を計測するセンサと、上記の何れかに記載の制御装置と、を備える。

本発明の一態様によれば、制御方法は、空調対象となる空間の空気を吸入して前記空気の温度を制御する空気調和機と、前記空間に接する面に配置された放射パネルモジュールと、前記空気調和機によって温度制御された前記空気を前記放射パネルモジュールへ送出するファンと、前記放射パネルモジュールを通過した前記空気を前記空間へ吹き出す吹出口と、を含む空調システムにおいて、前記放射パネルモジュールの放射面の表面温度に基づいて、所定の設定時刻に前記空間が所定の設定温度となるように前記空気調和機の運転を開始する。

本発明によれば、放射式と対流式を組み合わせた空調システムにおいて、設定時刻までに放射パネルの表面温度を快適な温度に制御することができる。

本発明の一実施形態における空調システムの一例を示す概略図である。 本発明の一実施形態における放射パネルとその配置例を示す図である。 本発明の一実施形態における冷媒回路の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における制御装置の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるスケジュール運転の一例を示す第１のフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるスケジュール運転の一例を示す第２のフローチャートである。 本発明の一実施形態における学習処理の一例を示すフローチャートである。

＜実施形態＞
以下、本実施形態の空調システムについて図を参照しつつ説明を行う。
図１は、本発明の一実施形態における空調システムの一例を示す概略図である。
空調システム１００は、室内機１０と、室外機２０と、放射パネルモジュール４０Ａ，４０Ｂと、ダクト１３と、を備える。以下、放射パネルモジュール４０Ａ，４０Ｂ等を総称して放射パネルモジュール４０と記載する場合がある。
室内機１０は、空調対象となる室内の空間Ｗ０の天井裏などに設置され、吸込口Ｗ１から空間Ｗ０の空気Ｗを吸入し、この空気Ｗを適切な温度に調節してダクト１３へ送出する。空間Ｗ０の床、壁面、天井などには、少なくとも１つの放射パネルモジュール４０が配置され、ダクト１３へ送出された温度制御済みの空気は、放射パネルモジュール４０へ供給される。放射パネルモジュール４０は、ふく射熱を空間Ｗ０へ放射する放射パネルと、室内機１０から供給される空気Ｗが通過する風路を備える。放射パネルは空間Ｗ０と接するように床、壁、天井などの表面にその放射面（放射パネル）が空間Ｗ０側を向くように配置され、放射パネルの裏面を通過する温度制御済みの空気Ｗが放射パネルを冷却または加熱する。放射パネルが冷却または加熱されることにより、放射パネルを介してふく射熱が空間Ｗ０へ伝達し、空間Ｗ０を冷房または暖房する。なお、放射パネルモジュール４０Ａ、放射パネルモジュール４０Ｂは、配管等で接続されていて、放射パネルモジュール４０Ａを通過した空気Ｗは、放射パネルモジュール４０Ｂへ供給される。室内機１０から供給される空気Ｗは、放射パネルモジュール４０Ａ、放射パネルモジュール４０Ｂを通過し、吹出口Ｗ２Ａから空間Ｗ０へ吹き出され、空間Ｗ０を冷却または加熱する。このように空調システム１００は、放射式および対流式の２方式による空調を行って空間Ｗ０の冷暖房を行う。

空調システム１００は、放射パネルモジュール４０の放射面の温度を計測する温度センサ１６を備える。放射面の温度を計測する温度センサ１６とは、例えば、赤外線温度センサ１４である。あるいは、温度センサ１６は、放射パネルモジュール４０Ａ、４０Ｂの放射面に設けられた熱電対１５Ａ，１５Ｂでもよい。図１の例のように放射パネルモジュール４０を床面に配置する場合、温度センサ１６は、床面温度を計測する。

次に放射パネルモジュール４０の構成および配置の一例について説明する。
図２は本発明の一実施形態における放射パネルモジュールとその配置例を示す図である。図２に放射パネルモジュール４０の平面図を示す。図２に示す例では、空間Ｗ０の床面に４つの放射パネルモジュール４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが配置されている。放射パネルモジュール４０Ａを例に放射パネルモジュール４０の構成を説明する。放射パネルモジュール４０Ａは、ダンパー４２Ａと、流路形成部材４１Ａ１，４１Ａ２，４１Ａ３，４１Ａ４，４１Ａ５，４１Ａ６と、ダンパー制御部４３Ａと、入口部４４Ａと、出口部４５Ａと、を備えている。また、放射パネルモジュール４０Ａの上側の面（空間Ｗ０の床面）は、図示しない放射パネルで形成されている。ダンパー制御部４３Ａは、制御装置３０の指示に基づいてダンパー４２Ａの開閉動作を制御する。ダンパー４２Ａが実線で示す位置にあるとき（開状態とする）、入口部４４Ａから流入した空気Ｗは、実線矢印が示す方向にバイパス流路４６Ａを通過し、出口部４５Ａから送り出される。一方、ダンパー制御部４３Ａの制御によりダンパー４２Ａが破線で示す位置にあるとき（閉状態とする）、入口部４４Ａから流入した空気Ｗは、破線矢印が示す方向に熱交換流路４７Ａ１，４７Ａ２，４７Ａ３，４７Ａ４，４７Ａ５，４７Ａ６，４７Ａ７を通過し、出口部４５Ａから送り出される。

空気Ｗが、熱交換流路４７Ａ１等を通過すると、放射パネルモジュール４０Ａからのふく射熱が増大し、暖房時には床（放射パネル）が暖かくなる。反対に空気Ｗがバイパス流路４６Ａを通過した場合には、放射パネルモジュール４０Ａが配置された領域の床の温度上昇は抑えられ、暖かい空気Ｗは対流式の空調で利用される。例えば、ユーザが、放射パネルモジュール４０Ａが配置された領域で過ごす場合、リモートコントローラ等によって、放射パネルモジュール４０Ａのダンパー４２Ａを切り替える指示を行い、空気Ｗが熱交換流路４７Ａ１等を通過するように制御することができる。あるいは、冷房運転時にユーザが、放射パネルモジュール４０Ａが配置された領域で過ごす場合、足元が冷えるのを抑えるためにリモートコントローラにより、ダンパー４２Ａを切り替える指示を行い、空気Ｗがバイパス流路４６Ａを通過するように制御することができる。放射パネルモジュール４０Ｂ～４０Ｄについても同様に構成されている。

図示するように放射パネルモジュール４０Ａと放射パネルモジュール４０Ｂは配管５０Ａで接続されている。同様に放射パネルモジュール４０Ｃと放射パネルモジュール４０Ｄは配管５０Ｃで接続されている。ダクト１３は２つに分岐して、入口部４４Ａ，４４Ｃと接続している。室内機１０からダクト１３を介して温度制御済みの空気Ｗが放射パネルモジュール４０Ａの入口部４４Ａと放射パネルモジュール４０Ｃの入口部４４Ｃへ供給される。放射パネルモジュール４０Ａへ供給された空気Ｗは、バイパス流路４６Ａ又は熱交換流路４７Ａ１等を通過して出口部４５Ａから配管５０Ａを介して放射パネルモジュール４０Ｂの入口部４４Ｂへ供給される。同様に放射パネルモジュール４０Ｃへ供給された空気Ｗは、放射パネルモジュール４０Ｃの内部を通過して出口部４５Ｃから配管５０Ｃを介して放射パネルモジュール４０Ｄの入口部４４Ｄへ供給される。放射パネルモジュール４０Ｂ，４０Ｄについても同様である。放射パネルモジュール４０Ｂ，４０Ｄがそれぞれ出口部４５Ｂ，４５Ｄから送り出した空気Ｗは、吹き出し口Ｗ２Ａ～Ｗ２Ｄから空間Ｗ０へ吹き出される。

放射パネルモジュール４０Ａ～４０Ｄのダンパー４２Ａ～４２Ｄは、各々独立して制御することができるので、例えば、放射パネルモジュール４０Ａのみ空気Ｗが熱交換流路４７Ａ１等を流れるようにダンパー４２Ａを閉状態とし、放射パネルモジュール４０Ｂ～４０Ｄについては、それぞれダンパー４２Ｂ～４２Ｄを開状態に制御することができる。

吹き出し口Ｗ２Ａ～Ｗ２Ｄから空間Ｗ０へ吹き出された空気Ｗは、空間Ｗ０を冷房または暖房して、再び吸込口Ｗ１から室内機１０へ吸入される。図１、図２に例示するように、天井の吸入口Ｗ１と吹出口Ｗ２Ａ～Ｗ２Ｄとを離れた位置に設け、その間に複数の放射パネルモジュール４０を並べて配置することができる。例えば、吸入口Ｗ１と吹出口Ｗ２Ａ等とが、空調対象の部屋の両端に近い位置に設けられていれば、対流式の空調において部屋全体を偏りなく空調することができる。また、複数の放射パネルモジュール４０を、配管５０を介して任意の方向に接続することで２次元平面状に放射パネルを配置することができる。これにより、放射式の空調によっても部屋全体を空調することができる。

なお、ダンパー４２Ａの切り替えは、完全な開状態と閉状態との間で切り替える制御に限定されない。例えば、ステッピングモータを用いて、開状態と閉状態との間を多段階に切り替えられるように制御してもよい。これにより、熱交換流路４７Ａ１等に流入する空気Ｗの流量とバイパス流路４６Ａに流入する空気Ｗの流量とを調整し、より細やかな温度制御を行うことができる。例えば、暖房中に床の温度が高いと感じた場合、ユーザの指示によりダンパー制御部４３Ａは、ダンパー４２Ａの位置を開状態と閉状態の中間の位置に制御してもよい。すると、閉状態に制御した場合よりは少ない量の空気Ｗが熱交換流路４７Ａ１等へ流入するため、床の温度上昇を抑えることができる。

図１に戻り、吸込口Ｗ１から吸入された空気Ｗは、室内機１０が備える室内熱交換器２との間で熱交換を行い、適切な温度に制御され、ファン９によって再びダクト１３へ送出される。室内機１０は、室内熱交換器２、ファン９、温度センサ１１、湿度センサ１２、制御装置３０を備える。また、制御装置３０は、温度センサ１６と接続されている。温度センサ１１は、吸込口Ｗ１から吸入された空気Ｗの温度を計測する。湿度センサ１２は、吸込口Ｗ１から吸入された空気Ｗの湿度（相対湿度）を計測する。制御装置３０は、温度センサ１１および湿度センサ１２の計測値に基づいて、ファン９の回転数を制御し、空気Ｗをダクト１３へ送出する。室内機１０は、室外機２０と冷媒配管６、図示しない通信線等で接続される。室内機１０と室外機２０は、冷凍サイクルを構成しており、冷媒を冷凍サイクル内で循環させることによって冷媒の加熱・冷却を行い、室内熱交換器２を通じて空気Ｗを所望の温度に制御する。

ここで、図３を用いて、室内機１０と室外機２０による冷凍サイクルの運転について説明する。図３は、本発明の一実施形態における冷媒回路の一例を示す図である。
図３に示すように室内機１０は、室内熱交換器２、ファン９を備える。室外機２０は、圧縮機１、膨張弁３、室外熱交換器４、四方弁５を備える。圧縮機１、室内熱交換器２、膨張弁３、室外熱交換器４、四方弁５は冷媒配管６で接続される。
圧縮機１は、冷媒を圧縮し、圧縮後の高温、高圧の冷媒を吐出する。暖房運転では、冷媒は矢印８の方向に循環する。つまり、圧縮機１が吐出した冷媒は、四方弁５を介して室内熱交換器２に供給される。冷媒は、室内熱交換器２にて、吸込口Ｗ１から吸入した空気Ｗへ放熱し、凝縮して液化する。凝縮した冷媒は、膨張弁３によって減圧され、低圧の冷媒となる。低圧の冷媒は、室外熱交換器４へ供給され、外気からの吸熱により気化する。気化した冷媒は、四方弁５を通過して圧縮機１へ吸入される。圧縮機１は低圧の冷媒を圧縮して高圧の冷媒を吐出する。

また、冷房運転では、冷媒は矢印７の方向に循環する。つまり、圧縮機１が吐出した高圧の冷媒は、四方弁５を介して室外熱交換器４に供給され外気へ放熱し凝縮する。凝縮した冷媒は膨張弁３によって減圧される。低圧の冷媒は、室内熱交換器２へ供給され、空気Ｗから吸熱して空気Ｗを冷却し、気化する。気化した冷媒は、四方弁５を通過して圧縮機１へ吸入される。圧縮機１は低圧の冷媒を圧縮して高圧の冷媒を吐出する。

室外機２０の制御装置２１は、暖房と冷房に応じた四方弁５の切り替えや、温度センサ１１が計測した空気Ｗの温度と設定温度との差に応じた回転数で圧縮機１を駆動するなどして、空間Ｗ０の温度が、ユーザが設定した設定温度となるように冷凍サイクルの運転を行う。空気Ｗと冷媒は、室内熱交換器２で熱交換する。制御装置３０は、所定の回転数でファン９を制御して、所望の温度に制御された熱交換後の空気Ｗをダクト１３へ送出する。また、制御装置３０は、温度センサ１６が計測する放射面の温度に基づいてファン９の回転数を制御してもよい。

図４は、本発明の一実施形態における制御装置の一例を示すブロック図である。
制御装置３０は、例えばマイコン等のコンピュータ装置である。図示するように制御装置３０は、センサ情報取得部３１と、設定情報取得部３２と、タイマ３３と、記憶部３４と、制御部３５と、通信部３６と、運転計画部３７とを備えている。なお、制御装置３０は、室内機１０に関して種々の制御を行うが、本明細書では、ユーザが指定した設定時刻に、空間Ｗ０が設定温度となり、且つ、その時の床面温度が快適な温度となるよう冷房運転や暖房運転を開始する制御を中心に説明する。なお、ユーザが設定した設定時刻までに空間Ｗ０の温度を設定温度とし、床面温度も快適な温度に温調済みとなるようにする運転をスケジュール運転と呼ぶ。

センサ情報取得部３１は、温度センサ１１から空気Ｗの温度の計測値、湿度センサ１２から空気Ｗの湿度の計測値、温度センサ１６から床面温度（放射面の表面温度）を取得する。
設定情報取得部３２は、ユーザがリモートコントローラ等から入力した各種設定情報を取得する。例えば、設定情報取得部３２は、運転の開始と停止の指示、冷房・暖房の設定、室温の設定、風量の設定、床のどのエリア（放射パネルモジュール４０Ａ～４０Ｄの何れか）を温めるか（又は冷却するか）、スケジュール運転の設定情報等を取得する。スケジュール運転の設定情報とは、空間Ｗ０の温度が何時（設定時刻）に何℃（設定温度）となるように空調を行うか、あるいは床面温度を何℃に温度制御するか、その時の運転は冷房か暖房か等の情報である。
タイマ３３は、時間を計測する。
記憶部３４は、センサ情報取得部３１が取得した温度や湿度の計測値、設定情報取得部３２が取得した各種設定情報など種々の情報を記憶する。また、記憶部３４は、制御装置３０の機能を実現する各種プログラムを記憶する。

制御部３５は、室内機１０の制御、室外機２０と連携して空調システム１００の制御を行う。例えば、設定情報取得部３２が、冷房の運転開始指示、冷房時の設定温度を取得すると、室外機２０の制御装置２１へ、温度センサ１１の計測値と共にそれらの設定情報を通知する。制御装置２１は、温度センサ１１の計測値と設定温度の差に基づいて、圧縮機１を駆動し、空気Ｗが所望の温度となるよう冷凍サイクルを運転する。また、例えば、設定情報取得部３２が、所定の風量の設定情報を取得すると、制御部３５は、ダクト１３へ供給される空気Ｗの風量が所定の風量となるようファン９の回転数を制御する。例えば、風量が強、中、弱の３段階で設定できる場合、それらの設定ごとにファン９の回転数が定められていて、制御部３５は、ユーザが設定した風量の設定に対応する回転数でファン９を駆動する。また、例えば、冷房時にユーザが、放射パネルモジュール４０Ａのエリアをあまり冷やさないように設定した場合、制御部３５は、ダンパー制御部４３Ａへ、ダンパー４２Ａを開状態とするよう指示する。

通信部３６は、制御装置２１との間の通信を行う。例えば、設定情報取得部３２が、運転停止指示を取得すると、通信部３６は、その運転停止指示を室外機２０の制御装置２１へ送信する。また、通信部３６は、ダンパー制御部４３Ａ等と通信を行う。例えば、制御部３５が、ダンパー４２Ａを閉状態にするよう指示した場合、通信部３６は、その指示情報を、ダンパー制御部４３Ａへ送信する。

運転計画部３７は、空間Ｗ０の温度が、ユーザが指定した設定時刻にユーザが指定した設定温度となるよう事前に空調システム１００の運転を開始する。例えば、ユーザが指定した設定時刻に対して、所定時間だけ前（例えば６０分前）の時刻が標準的な空調開始時刻（標準開始時刻）と定められている場合、運転計画部３７は、標準開始時刻が到来すると空調を開始する。

また、運転計画部３７は、設定時刻より所定時間だけ前（例えば９０分前）の時刻（開始タイミング決定時刻）における温度センサ１６による床面温度に基づいて、標準開始時刻を補正してもよい。例えば、冷房のスケジュール運転が設定されている場合、開始タイミング決定時刻における床面温度が所定の第１閾値より高いときには標準開始時刻より運転開始時刻を早め、床面温度が所定の第２閾値より低いときには標準開始時刻より運転開始時刻を遅らせる。運転開始時刻を早めたり遅らせたりする程度は、床面温度に応じて設定してもよいし、一律に同じ時間だけ早めたり遅らせたりしてもよい。床面温度により標準開始時刻を補正するのは、床面温度の高低によって、床面温度を快適な温度に制御できるまでの時間に差があると考えられるためである。なお、床面温度が第２閾値より低い場合、省エネのため運転開始を遅らせることが好ましいが、設定時刻に快適な床面温度を達成するという観点からは、必ずしも運転開始時刻を遅らせる必要はない。

同様に暖房のスケジュール運転が設定されている場合、運転計画部３７は、開始タイミング決定時刻における床面温度が所定の第３閾値より高いときには標準開始時刻より運転開始時刻を遅らせ、床面温度が所定の第４閾値より低いときには標準開始時刻より運転開始時刻を早める。なお、第１閾値～第４閾値の値は、ユーザによる設定温度に基づいて決定される。例えば、冷房の設定温度（空間Ｗ０の目標温度）が２５℃であれば、第１閾値は、冷房運転時で室温が２５℃のときに快適とされる標準的な床面温度より所定値だけ高い温度（空調に要する時間に影響が出る程度に高い温度）であり、第２閾値は、当該標準的な床面温度より所定値だけ低い温度である。

または、運転計画部３７は、例えば、冷房のスケジュール運転が設定されている場合、開始タイミング決定時刻における床面温度と設定温度との温度差に基づいて、温度差が所定の第５閾値より高いときには標準開始時刻より運転開始時刻を早め、温度差が所定の第６閾値より低いときには標準開始時刻より運転開始時刻を遅らせてもよい。暖房についても同様に温度センサ１６が計測する床面温度と設定温度の温度差が大きい場合には運転開始を早め、温度差が小さい場合には運転開始時刻を遅らせる。床面温度に加え、設定温度を用いて、それらの温度差に基づいて運転開始タイミングを決定することで、より実態に合った制御が可能になる。

また、運転計画部３７は、ユーザの設定時刻から所定時間（例えば、５時間など）だけ遡った時刻（監視開始時刻）から、温度センサ１６の計測値を継続的に監視し、所定時間ごとの床面温度の推移に基づいて運転開始時刻を決定してもよい。例えば、運転計画部３７は、冷房のスケジュール運転が設定されている場合、所定の第１閾値より高い状態の床面温度が計測された累積時間に応じて標準開始時刻より運転開始時刻を早める程度を決定し、床面温度が所定の第２閾値より低い状態の累積時間に応じて標準開始時刻より運転開始時刻を遅らせる程度を決定してもよい。例えば、監視開始時刻から開始タイミング決定時刻までの間、常に床面温度が第１閾値より高い状態であれば、運転計画部３７は、直ちに（開始タイミング決定時刻に）運転を開始すると決定し、監視開始時刻から開始タイミング決定時刻までの間の半分の時間帯で床面温度が第１閾値より高い状態であれば、標準開始時刻より２０分前に運転を開始すると決定してもよい。暖房のスケジュール運転が設定されている場合も同様に、運転計画部３７は、床面温度が所定の第３閾値より高い状態の累積時間に応じて標準開始時刻より運転開始時刻を遅らせ、床面温度が所定の第４閾値より低い状態の累積時間に応じて標準開始時刻より運転開始時刻を早めてもよい。床面温度が閾値を超えた累積時間により標準開始時刻を補正するのは、例えば、床面温度がより長い時間に渡って第一閾値より高温な場合、放射パネルモジュール４０の蓄熱量がそれだけ多く、その分、冷房運転で床面温度を低下させるために時間が掛かると考えられるためである。

また、運転計画部３７は、監視開始時刻以降の床面温度と設定温度との温度差の推移を監視して、温度差が所定値以上となっている時間の長さに基づいて運転開始時刻を調整してもよい。例えば、冷房のスケジュール運転が設定されている場合、床面温度と設定温度との温度差が所定の第５閾値より高い状態の累積時間が大部分を占めていれば、標準開始時刻より３０分運転開始時刻を早め、第５閾値より高い状態がほとんどなければ、標準開始時刻に運転を開始すると決定する。また、温度差が所定の第６閾値より低い状態が大部分を占めていれば、標準開始時刻より３０分運転開始時刻を遅らせ、第６閾値より低い状態がほとんどなければ、標準開始時刻に運転を開始すると決定してもよい。暖房についても同様である。床面温度と設定温度の温度差に基づいて運転開始タイミングを決定することで、目標温度に応じたより正確な制御が可能になる。

また、運転計画部３７は、決定した運転開始時刻に対して、実際に設定時刻に設定温度を達成できたかどうかを判定し、運転開始時刻が適切であったかどうかを検証し、設定時刻に設定温度が達成できていなければ、次回の運転開始時刻の決定処理では、より前の時刻に運転を開始するよう調整する学習機能を有していてもよい。なお、運転計画部３７は、設定時刻より前に設定温度が達成できてれば、次回の運転開始時刻の決定処理では、より後の時刻に運転を開始するよう学習してもよい。

次にスケジュール運転の開始タイミングを、設定温度と床面温度の温度差に基づいて決定する場合を例に、本実施形態のスケジュール運転の処理の流れについて説明する。
図５は、本発明の一実施形態におけるスケジュール運転の一例を示す第１のフローチャートである。
前提として、設定時刻、設定温度、冷房または暖房の何れかの運転を行うか等のスケジュール運転に関する事項（例えば、朝６：００に空間Ｗ０の温度が２８℃となるように暖房する等）は設定済みである。また、これらの設定情報は、室内機１０と室外機２０の間で共有されている。

まず、運転計画部３７は、開始タイミング決定時刻が到来したかどうかを判定する（ステップＳ１１）。より具体的には、運転計画部３７は、タイマ３３を参照してユーザが設定した設定時刻を基準として所定時間だけ前の開始タイミング決定時刻が到来したかどうかを判定する。到来していない場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、運転計画部３７は、開始タイミング決定時刻が到来するまで待機する。開始タイミング決定時刻が到来した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、運転計画部３７は、温度センサ１６が計測した現在の床面温度（放射面の表面温度）を、センサ情報取得部３１から取得する（ステップＳ１２）。運転計画部３７は、設定温度とステップＳ１２で取得した床面温度の温度差に基づいて、運転開始時刻を決定する（ステップＳ１３）。例えば、記憶部３４に設定温度および床面温度の温度差と空調に要する運転時間（設定温度を達成しつつ、床面温度を快適な温度にするために必要な時間）との対応関係を定めた設定テーブルが登録されていて、運転計画部３７は、算出した温度差とこの設定テーブルから空調に要する時間を算出する。運転計画部３７は、ユーザが指定した設定時刻から、算出した空調に要する時間だけ遡った時刻を運転開始時刻として決定する。あるいは、設定テーブルには、設定温度および床面温度の温度差と標準開始時刻に対する補正量が登録されていて、運転計画部３７は、標準開始時刻に補正量を加算して運転開始時刻を決定してもよい。

次に運転計画部３７が、タイマ３３を参照して、ステップＳ１３で決定した運転開始時刻が到来したかどうかを判定する（ステップＳ１４）。運転開始時刻が到来していない場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、運転計画部３７は、運転開始時刻が到来するまで待機する。運転開始時刻が到来すると（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、運転計画部３７は、制御部３５と制御装置２１へ冷房運転または暖房運転の開始を指示する（ステップＳ１５）。制御装置２１は、圧縮機１を起動し、温度センサ１１が計測した温度と設定温度との差に基づいて圧縮機１の回転数を制御する。制御部３５は、ファン９を所定の回転数で運転する。例えば、設定温度と温度センサ１６が計測した床面温度の温度差が所定の閾値以上の場合、運転開始から所定時間は、ファン９を低速にして運転してもよい。ファン９の回転数を低速にすることで、室内熱交換器２を通過する風量が低下し、その分、室内熱交換器２にて空気Ｗに対する熱交換が多く行われる。その結果、暖房であればより高温の空気Ｗがダクト１３へ送出される。同様に冷房であればより冷却された空気Ｗがダクト１３へ送出される。これにより、暖房であれば床面温度はより温められ、冷房であればより冷却される。これにより、設定温度と床面温度の乖離を速やかに小さくすることができる。

運転開始後、ユーザが設定した設定時間が到来すると、運転計画部３７は、設定時刻に設定温度を達成できたかどうか運転結果を記録する（ステップＳ１６）。具体的には、運転計画部３７は、設定時刻における温度センサ１１が計測した空間Ｗ０の温度、温度センサ１６が計測した床面温度、設定温度を対応付けて記録する。

次に監視開始時刻以降の床面温度を所定時間ごとに計測して、放射パネルモジュール４０の蓄熱量に応じて予熱または予冷する制御方法について説明する。
図６は、本発明の一実施形態におけるスケジュール運転の一例を示す第２のフローチャートである。
前提条件は、図５の場合と同様である。また、図５と同様の処理については簡単に説明する。まず、監視開始時刻が到来すると、運転計画部３７は、所定時間ごとに床面温度（放射面の表面温度）を、センサ情報取得部３１から取得する（ステップＳ２１）。監視開始時刻とは、ユーザがスケジュール運転に関する設定情報を設定した時刻であってもよいし、指定された設定時間より十分に長い所定時間だけ遡った時刻であってもよい。運転計画部３７は、所定時間ごとの床面温度の取得を継続する。

運転計画部３７は、所定時間ごとに床面温度を取得しつつ、開始タイミング決定時刻の到来を待機する。開始タイミング決定時刻が到来した場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、運転計画部３７は、所定時間ごとに取得した床面温度と設定温度の温度差の傾向に基づいて運転開始時刻を決定する（ステップＳ２３）。具体的には、運転計画部３７は、温度差が所定の閾値以上となっている時間の長さに応じて運転開始時刻を決定する。例えば、記憶部３４に設定温度および床面温度の温度差が所定の閾値以上となっている時間の長さに応じた空調に要する運転時間（設定温度を達成しつつ、床面温度を快適な温度にするために必要な時間）が規定された設定テーブルが登録されている。この設定テーブルには、温度差が所定の閾値以上となっている時間が長い程、長い運転時間が登録されている。そして、運転計画部３７は、例えば、冷房運転が予定されている場合、温度差が所定の閾値以上となる累積時間を計算し、計算した時間に応じた運転時間を設定テーブルから算出する。温度差が所定の閾値以上となっている時間が長い程、運転時間が長いのは、放射パネルへの蓄熱量が多く冷却に時間を要すためである。運転計画部３７は、ユーザが指定した設定時刻を基準に、算出した空調に要する時間だけ遡った時刻を運転開始時刻として決定する。あるいは、設定テーブルには、設定温度および床面温度の温度差が所定の閾値以上となっている時間の長さと対応付けて標準開始時刻に対する補正量が登録されていて、運転計画部３７は、標準開始時刻に補正量を加算して運転開始時刻を決定してもよい。

次に運転計画部３７が、決定した運転開始時刻が到来するのを待機する。運転開始時刻が到来すると（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、運転計画部３７は、制御部３５と制御装置２１へ運転開始を指示する（ステップＳ２５）。次にユーザが設定した設定時間が到来すると、運転計画部３７は、設定時刻に設定温度を達成できたかどうか運転結果を記録する（ステップＳ２６）。

図５、図６に例示するスケジュール運転によれば、ユーザが指定した設定時間までに空間Ｗ０の温度が設定温度となるよう制御し、且つ、床面温度も空間温度に応じた快適な温度に制御することができる。
なお、スケジュール運転中に放射面の表面温度が目標値と乖離する場合、制御部３５は、ファン９の回転数を変化させることにより表面温度を制御してもよい。例えば、暖房時に床面温度が低い場合や冷房時に床面温度が高い場合には、ファン９の回転数を低下させ、暖房時に床面温度が高い場合や冷房時に床面温度が低い場合には、ファン９の回転数を上昇させる。

次に運転計画部３７の学習機能について説明する。
図７は、本発明の一実施形態における学習処理の一例を示すフローチャートである。
まず、運転計画部３７は、ステップＳ１６、ステップＳ２６で記録した結果、つまり設定時刻における温度センサ１１が計測した温度、温度センサ１６が計測した床面温度を取得する（ステップＳ３１）。運転計画部３７は、設定温度を達成できたかどうかを判定する（ステップＳ３２）。設定温度等を達成できた場合（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、運転計画部３７は、運転開始時刻の変更が必要ないと判断し、図５、図６で説明した運転開始時刻の決定処理を維持する。ここで、設定温度等とは、設定時刻に温度センサ１１が計測した温度と設定温度との差が許容範囲内であること、および、設定時刻に温度センサ１６が計測した床面温度と所定の目標温度との差が許容範囲内であることである。なお、所定の目標温度とは、空間Ｗ０に対する設定温度に応じて定められた快適な床面温度である。所定の目標温度は、設定温度と対応付けて記憶部３４に登録されている。

設定温度等を達成できなかった場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）、運転計画部３７は、運転開始時間を早めるよう学習する。例えば、図５のステップＳ１３で説明した設定テーブルにおいて、空調に要する時間を所定時間だけ長くした値で更新する。あるいは、今回、運転を開始してから空間Ｗ０の温度が設定温度となるまでに実際に要した時間を設定してもよい。同様に、運転計画部３７は、図６のステップＳ２３で説明した設定テーブルにおいて、設定温度と床面温度の温度差が所定の閾値以上となっている時間の長さに対して設定された運転時間のそれぞれをより長い時間で更新する。これにより、今回、計画通りに設定時間に設定温度を達成できなかった場合でも、次回のスケジュール運転時には、計画通り、設定時間に設定温度となるよう制御することができる。

従来、スケジュール運転を行う場合、放射パネルの表面温度を考慮することが無い。このような運転では、表面温度が低い状態で暖房運転を開始し、空気温度が設定温度の許容範囲内に制御できても、床面温度が暖まっておらず、快適性に欠ける可能性がある。冷房の場合も、スケジュール運転開始時の床面温度が上昇しているような場合、設定時間までに空間の温度は快適な温度に冷却することができても、床面温度が高いままで、快適性を損なう可能性がある。これに対し、本実施形態のスケジュール運転であれば、放射パネルの表面温度が快適な温度となるのに必要な時間を含めて運転開始時刻を決定するので、設定時間までに空間Ｗ０の温度だけではなく、床面温度も所望の温度に制御することができる。また、実際のスケジュール運転後の床面温度等の達成具合に応じて、次回以降のスケジュール運転御開始時刻を調整するので、室外機２０の能力の個体差や、運転環境、運転条件の違いなどに対応し、確実に所望の空調環境を実現することができる。

本実施形態によれば、空調対象となる空間Ｗ０の空気Ｗを吸入して、空気Ｗの温度を制御する空気調和機（室内機１０、室外機２０）と、空間Ｗ０に接する面に配置された放射パネルモジュール４０と、空気調和機によって温度制御された空気Ｗを放射パネルモジュール４０へ送出するファン９と、放射パネルモジュール４０を通過した空気Ｗを空間Ｗ０へ吹き出す吹出口Ｗ２Ａ等とを備える空調システム１００において、所望の時刻に空間Ｗ０の温度だけでなく、放射パネルの表面温度も適切な温度に温調することができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施形態では、ファン９を冷房運転終了後に継続して運転するよう制御したが、同様の制御を、空調システム１００における除湿運転後に行ってもよい。また、上記実施例では、放射パネルモジュール４０等を床面に配置する例を挙げたが、天井や壁面に配置してもよい。

１・・・圧縮機
２・・・室内熱交換器
３・・・膨張弁
４・・・室外熱交換器
５・・・四方弁
６・・・冷媒配管
９・・・ファン
１０・・・室内機
１１・・・温度センサ
１２・・・湿度センサ
１３・・・ダクト
１４・・・赤外線温度センサ
１５・・・熱電対
１６・・・温度センサ
２０・・・室外機
２１・・・制御装置
３０・・・制御装置
３１・・・センサ情報取得部
３２・・・設定情報取得部
３３・・・タイマ
３４・・・記憶部
３５・・・制御部
３６・・・通信部
３７・・・運転計画部
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ・・・放射パネルモジュール
４１Ａ１，４１Ａ２，４１Ａ３，４１Ａ４，４１Ａ５，４１Ａ６・・・流路形成部材
４２Ａ・・・ダンパー
４３Ａ・・・ダンパー制御部
４４Ａ・・・入口部
４５Ａ・・・出口部
４６Ａ・・・バイパス流路
４７Ａ１，４７Ａ２，４７Ａ３，４７Ａ４，４７Ａ５，４７Ａ６，４７Ａ７・・・熱交換流路
５０Ａ、５０Ｃ・・・配管
１００・・・空調システム
Ｗ・・・空気
Ｗ０・・・空間
Ｗ１・・・吸込口
Ｗ２Ａ、Ｗ２Ｂ、Ｗ２Ｃ、Ｗ２Ｄ・・・吹出口

Claims (10)

1. 空調対象となる空間の空気を吸入して前記空気の温度を制御する空気調和機と、前記空間に接する面に配置された放射パネルモジュールと、前記空気調和機によって温度制御された前記空気を前記放射パネルモジュールへ送出するファンと、前記放射パネルモジュールを通過した前記空気を前記空間へ吹き出す吹出口と、を含む空調システムにおいて、
   前記放射パネルモジュールの放射面の表面温度に基づいて、所定の設定時刻に前記空間が所定の設定温度となるように前記空気調和機の運転を開始する、
   制御装置。
2. 前記制御装置は、冷房運転を行う場合、前記放射面の表面温度が所定の第１閾値以上のときに前記空気調和機の運転開始時刻を早める、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御装置は、冷房運転を行う場合、前記放射面の表面温度が所定の第２閾値以下のときに前記空気調和機の運転開始時刻を遅らせる、
   請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記制御装置は、暖房運転を行う場合、前記放射面の表面温度が所定の第３閾値以下のときに前記空気調和機の運転開始時刻を早める、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の制御装置。
5. 前記制御装置は、暖房運転を行う場合、前記放射面の表面温度が所定の第４閾値以上のときに前記空気調和機の運転開始時刻を遅らせる、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御装置。
6. 前記制御装置は、前記放射面の表面温度に代えて、前記放射面の表面温度と前記設定温度との温度差に基づいて、前記空気調和機の運転開始時刻を決定する、
   請求項２から請求項５の何れか１項に記載の制御装置。
7. 前記制御装置は、所定時間ごとの前記放射面の表面温度と前記設定温度との温度差に基づいて前記空気調和機の運転開始時刻を決定する、
   請求項１に記載の制御装置。
8. 前記制御装置は、前記設定時刻における前記放射面の表面温度に基づいて、次回の前記空気調和機の運転開始時刻を調整する、
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載の制御装置。
9. 空調対象となる空間の空気を吸入して、前記空気の温度を制御する空気調和機と、
   前記空間に接する面に配置された放射パネルモジュールと、
   前記空気調和機によって温度制御された前記空気を前記放射パネルモジュールへ送出するファンと、
   前記放射パネルモジュールを通過した前記空気を前記空間へ吹き出す吹出口と、
   前記放射パネルモジュールの放射面の表面温度を計測するセンサと、
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載の制御装置と、
   を備える空調システム。
10. 空調対象となる空間の空気を吸入して前記空気の温度を制御する空気調和機と、前記空間に接する面に配置された放射パネルモジュールと、前記空気調和機によって温度制御された前記空気を前記放射パネルモジュールへ送出するファンと、前記放射パネルモジュールを通過した前記空気を前記空間へ吹き出す吹出口と、を含む空調システムにおいて、
    前記放射パネルモジュールの放射面の表面温度に基づいて、所定の設定時刻に前記空間が所定の設定温度となるように前記空気調和機の運転を開始する、
    制御方法。

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