JP7147989B2 - 空調制御装置および空調制御システム - Google Patents

Description

本願は、空調機器を制御する空調制御装置および空調制御システムに関するものである。

従来、空調機器が設置された部屋を作業者が利用開始する利用開始時刻を予測し、その利用開始時刻に快適な室温となるよう、利用開始時刻の前から空調機器を稼働させる空調制御システムが知られている。

特許文献１の空調制御システムは、作業者の部屋の利用開始時刻を含む予定情報を取得し、利用開始時刻には部屋が設定温度に到達するよう空調機器を運転させる。

特許文献２の空調制御システムは、作業者の部屋への移動経路の情報と、作業者が経路を通過した情報を取得し、作業者の部屋への到着予測時刻を求めて、到着予測時刻に部屋が設定温度に到達するよう空調機器を運転させる。

特開２０１６－１７６６４４号公報 特開２０１２－１０９６８０号公報

上記のような空調制御システムは、作業者の予定開始時刻または到着予測時刻における在室人数に関わらず、予定開始時刻または到着予測時刻までに、室温が設定温度に到達するよう空調機器に予備運転をさせる。したがって、在室人数が少ない場合でも、空調機器の消費電力が在室人数が多い場合と同程度になり、エネルギー効率が悪いという課題があった。

本願は、上記のような課題を解決するためのもので、空調機器を効率的に稼働させることができる空調制御装置および空調制御システムを得ることを目的とする。

本願の空調制御装置および空調制御システムは、部屋に設置された空調機器に設定温度を指示する時刻である設定時刻の所定時間後の部屋の在室人数である予測在室人数を算出する予測在室人数算出部と、予測在室人数算出部が算出した予測在室人数に基づいて、予測在室人数が少ないほど空調機器の消費電力が小さくなるよう前記設定時刻に対応する設定温度を算出する設定温度算出部と、設定温度算出部が算出した設定温度を空調機器に指示する設定温度指示部と、予測在室人数算出部が予測在室人数を算出するために必要な情報を取得する予測用情報取得部と、備え、予測在室人数算出部は、予測用情報取得部が取得した情報に基づいて、予測在室人数を算出し、予測用情報取得部は、部屋の在室率が１００％となる将来の時刻の情報を取得し、予測在室人数算出部は、予測用情報取得部が取得した在室率が１００％となる時刻の情報から、０人から部屋の収容可能人数まで、時刻によって線形按分する値として予測在室人数を算出することを特徴とする。

本願に係る空調制御装置および空調制御システムは、設定温度が指示される設定時刻の所定時間後の部屋の在室人数である予測在室人数に基づいて、予測在室人数が少ないほど空調機器の消費電力が小さくなるよう前記設定時刻に対応する設定温度を算出し、その設定温度を空調機器に指示する。したがって空調機器のエネルギー効率の向上を図ることができる。

実施の形態１、３の空調制御システムの全体概略図 実施の形態１、３の空調制御装置の機能ブロック図 実施の形態の空調制御装置の動作を示すフローチャート 実施の形態の予測在室人数算出部が記憶する時刻ｔ_ｎに対応する実際の時刻を示す表 実施の形態１の予測用情報取得部が取得した将来の時刻に対応する予定の在室人数の情報を示す表 実施の形態１の予測在室人数算出部が算出した設定時刻の所定時間後の予測在室人数を示す表 実施の形態１、３の設定温度算出部が設定温度の算出に用いる予測在室人数Ｐ_ｎ＋１に対応する設定温度Ｔ_ｎを示す表 実施の形態１の設定温度算出部が算出した設定温度を示す表 実施の形態２の空調制御システムの全体概略図 実施の形態２の空調制御装置の機能ブロック図 実施の形態２の過去のある稼働日１日について入退室情報記憶部が記憶する情報 実施の形態２の予測用情報取得部が取得した稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報を示す表 実施の形態２の予測在室人数算出部が算出した設定時刻の所定時間後の予測在室人数を示す表 実施の形態３の予測在室人数算出部が算出した設定時刻の所定時間後の予測在室人数を示す表 実施の形態３の設定温度算出部が算出した設定温度を示す表 実施の形態１から３の空調制御装置と入退室管理装置のハードウェア構成図

実施の形態１．
以下、本願の実施の形態１の空調制御システムについて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、本願の実施の形態１にかかる空調制御システム１の全体構成を説明する。図１は実施の形態１の空調制御システム１の全体概略図である。

図１は、実施の形態１の空調制御システム１を、部屋２に適用した場合の図を示す。

作業者３Ａ～３Ｄは部屋２内で作業を行う人である。部屋２の内部には、部屋２の室温および湿度などを調整する空調機器１０が設置されている。空調機器１０は部屋２の外部から空調制御装置１００によって運転時の設定温度または運転の開始・停止等が制御されている。空調制御装置１００は、空調機器１０の内部に設けられてもよく、部屋２を備える建物の電気室に設置される空調機器１０の起動と停止も制御することができる制御盤としてもよい。または、ネットワーク経由で建物全体の設備をコントロールできるソフトウェアがインストールされたパソコン等の情報端末としてもよい。空調制御装置１００は、予定記憶装置２００と接続されている。

予定記憶装置２００は、部屋２内で作業を行う作業者３の在室人数の予定を記憶する装置である。具体的には将来の時刻に対応する在室人数を記憶する。予定記憶装置２００は、情報を記憶することができるＨＤＤまたはＳＤカード等の記憶媒体としても、他の建物に設置されたサーバとしてもよい。

続いて、図２を用いて本願の実施の形態１の空調制御システム１のより詳細な構成を説明する。図２は本願の実施の形態１の空調制御システム１の機能ブロック図である。図１にて図示しなかった構成を図２で示しているが、図１と図２は同じ空調制御システム１を示す。

空調制御装置１００は、取得部１１０と、演算部１２０と、制御部１３０と、を備える。空調制御装置１００はこれらの構成を以下で説明する用途以外に用いてもよい。また、空調制御装置１００は図２には記載されていない構成を備えていてもよい。以下では空調制御装置１００に関係する構成についてのみ説明する。

取得部１１０は演算部１２０が演算に用いる情報を取得する。取得部１１０は快適温度取得部１１１と、外気温取得部１１２と、予測用情報取得部１１３とを備える。

快適温度取得部１１１は、空調機器１０の快適温度を情報入力端末１２から取得する。快適温度とは、空調機器１０の設定温度として設定される温度のうち、冷房運転時には最も低く、暖房運転時には最も高い温度である。この快適温度は空調機器１０の情報入力端末１２によって管理者が予め設定することができる。情報入力端末１２は、空調制御装置１００と通信できればよい。例えば、空調管理用ＰＣまたは部屋２内のリモコンとしてもよい。なお、快適温度取得部１１１と情報入力端末１２とを設けず、予め空調制御装置１００に快適温度を記憶させる形態としてもよい。

外気温取得部１１２は、温度計１１が測定した外気温を取得する。空調機器１０の消費電力は、設定温度が外気温に近いほど小さくなることが一般的に知られている。したがって、外気温取得部１１２が、空調機器１０が取り入れる外気の温度に近い温度の情報を取得することができれば、取得する情報は必ずしも外気温でなくてもよい。例えば、温度計１１の代わりにインターネット接続により天気予報から気温を取得してもよい。

予測用情報取得部１１３は、空調機器１０が設置された部屋２の設定温度を指示する時刻である設定時刻の所定時間後の在室人数である予測在室人数を算出するために必要な情報を取得する。実施の形態１の予測用情報取得部１１３は、設定時刻の所定時間後の在室人数である予測在室人数を算出するために必要な情報として予定記憶装置２００から将来の時刻に対応する在室人数の予定を取得する。

演算部１２０は、予測在室人数算出部１２１と、設定温度算出部１２２とを備える。

予測在室人数算出部１２１は予測用情報取得部１１３が取得した将来の時刻に対応する在室人数の情報を用いて、ある設定時刻の所定時間後に部屋２に在室していると予測される作業者３の人数である予測在室人数を算出する。なお、実施の形態１では予測在室人数算出部１２１が算出する予測在室人数は、予測用情報取得部１１３が予定記憶装置２００から取得した将来の時刻に対応する予定の在室人数と同じ人数であるとする。

設定温度算出部１２２は予測在室人数算出部１２１が算出した予測在室人数に基づいて、当該設定時刻に対応する設定温度を算出する。設定温度の算出方法は後述する。

制御部１３０は、空調機器１０に設定温度を指示したり、運転開始と停止、または冷房と暖房の運転切り替えなどの制御をしたりする。制御部１３０は空調機器１０に設定温度を指示する設定温度指示部１３１を備える。

設定温度指示部１３１は、設定温度算出部１２２が算出した設定温度を空調機器１０に指示する。言い換えれば、設定温度指示部１３１は、設定温度算出部１２２によって算出された設定温度に対応する設定時刻が到来したときにその設定温度で運転するよう空調機器１０に指示する制御信号を送る。空調機器１０は、制御信号を受信すると、制御信号にて指示された設定時刻が到来したときに当該設定温度にて運転を開始する。

次に、本願の実施の形態１の空調制御装置１００の動作について図３を用いて説明する。図３は本願の実施の形態１の空調制御装置１００の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１の空調制御装置１００は、空調機器１０を稼働させる稼働日に図３のフローで示す動作をステップＳ１０１から開始する。図３のフローは空調機器１０の運転開始と同時に開始させても、空調機器１０を運転させる可能性がある時刻の開始時刻と同時に自動的に開始させてもよい。ステップＳ１０１では、予測在室人数算出部１２１が予測在室人数を算出する前の初期化動作を行う。この初期化動作により予測在室人数算出部１２１は記憶しているカウンタｎの値を１に設定する。カウンタｎとは説明の便宜のために用いる正の整数であり、必ずしも予測在室人数算出部１２１はカウンタｎを用いなくてもよい。

ステップＳ１０１の後ステップＳ１０２に進み、予測在室人数算出部１２１が現在の時刻が設定時刻である時刻ｔ_ｎとなったか否かを判断する。ここで時刻ｔ_ｎについて説明する。図４は時刻ｔ_ｎに対応する実際の時刻を示す表である。図４では時刻ｔ_ｎは空調機器１０を稼働させる可能性がある実際の開始時刻から終了時刻まで、１５分間隔で時刻ｔ_１～ｔ_ｘとして定義されている。したがって、終了時刻２２：００は実際はｔ５５であるが説明の便宜上、時刻ｔ_ｘと示す。なお、時刻ｔ_１は空調制御装置１００の電源を入れた時刻としても、空調機器の電源を入れた時刻としてもよいが、時刻ｔ_１は予測在室人数を予測在室人数算出部１２１が算出可能である時刻とする。時刻ｔ_ｘも同様に空調制御装置１００の電源を切る時刻としても、空調機器の電源を切る時刻としてもよいが、時刻ｔ_ｘは予測在室人数算出部１２１が算出可能である時刻とする。実施の形態１では時刻ｔ_１を開始時刻８：３０、時刻ｔ_ｘを終了時刻２２：００とする。予測在室人数算出部１２１は、図４に示す時刻ｔ_ｎに対応する実際の時刻の情報を記憶する。

ステップＳ１０１の後の、最初のステップＳ１０２ではカウンタｎは１であり、ステップＳ１０２では時刻ｔ_１、すなわち空調機器１０を稼働させる開始時刻８：３０となったか否かを予測在室人数算出部１２１が判断する。

ステップＳ１０２にて予測在室人数算出部１２１が現在の時刻が時刻ｔ_ｎとなったと判断すると、ステップＳ１０３に進み、将来の時刻ｔ_ｎ＋１における、予測在室人数Ｐ_ｎ＋１を予測在室人数算出部１２１が算出する。カウンタｎが１のときはステップＳ１０３では時刻ｔ_２、つまり８：４５における予測在室人数Ｐ_２を算出する。

ここで、予測在室人数算出部１２１がステップＳ１０３にて予測在室人数を算出する方法を説明する。まず、予測用情報取得部１１３が取得した情報を図５に示す。図５は実施の形態１の予測用情報取得部１１３が予定記憶装置２００から取得した、将来の時刻に対応する予定の在室人数の情報を示す表である。図５によれば、例えば時刻ｔ_１における予定の在室人数は０人であり、時刻ｔ_４における予定の在室人数は６人である。

続いて、予測用情報取得部１１３が取得した情報に基づいて予測在室人数算出部１２１が算出した予測在室人数を図６に示す。図６は実施の形態１の予測在室人数算出部１２１が時刻ｔ_ｎに算出した将来の時刻ｔ_ｎ＋１に対応する予測在室人数Ｐ_ｎ＋１を示す表である。実施の形態１の予測在室人数算出部１２１は、設定時刻の所定時間後の予測在室人数を、予測用情報取得部１１３が取得した予定の在室人数と同じ人数として算出する。図６によれば、例えばカウンタｎが１のとき、時刻は８：３０であり、時刻８：４５における予測在室人数Ｐ_２を時刻８：４５における予定の在室人数と同じ数である０人と算出する。カウンタｎが３のとき、時刻は９：００であり、時刻９：１５における予測在室人数Ｐ_４を、時刻９：１５における予定の在室人数と同じ数である６人として算出する。

なお、予測用情報取得部１１３が予定の在室人数以外の情報、例えば当日の欠席者数または過去の在室人数等の追加の情報を取得できる場合には、予測在室人数算出部１２１は予定の在室人数を、これらの追加の情報に基づいて加減して算出してもよい。

ステップＳ１０３の後、ステップＳ１０４に進み、設定温度算出部１２２が予測在室人数算出部１２１が算出した予測在室人数Ｐ_ｎ＋１に基づいて、設定時刻ｔ_ｎにおける空調機器１０の設定温度Ｔ_ｎを算出する。ここで、設定温度算出部１２２による設定温度の算出方法を図７を用いて説明する。

図７は設定温度算出部１２２が設定温度の算出に用いる予測在室人数Ｐ_ｎ＋１に対応する設定温度Ｔ_ｎを示す表である。設定温度算出部１２２は、快適温度取得部１１１が取得した快適温度から外気温取得部１１２が取得した外気温までの温度の範囲で、予測在室人数が少ないほど空調機器１０の消費電力が小さくなるよう、設定温度を算出する。
図７は快適温度が２５℃、外気温が３２℃であり、空調機器１０が冷房運転をする場合の在室人数Ｐ_ｎ＋１に対応する設定温度Ｔ_ｎを示す。図７では設定温度Ｔ_ｎの上限値を外気温から所定のオフセット値を減算した値としている。ここでは所定のオフセット値は２℃であるとし、設定温度Ｔ_ｎの上限値は外気温３２℃から２℃を減算した３０℃としている。また、設定温度Ｔ_ｎの下限値は快適温度としている。設定温度算出部１２２は、外気温または快適温度が更新されると図７の表を更新する。

なお、図７に示す予測在室人数Ｐ_ｎ＋１に対応する設定温度Ｔ_ｎは部屋毎に変えてもよい。例えば、オフセット値を部屋２の情報によって変更し、ＶＩＰ（Ｖｅｒｙ Ｉｍｐｏｒｔａｎｔ Ｐｅｒｓｏｎ）がいるような役員エリアでは、設定温度が快適温度に近い値として設定されるよう図７の表を変更することで、役員エリアにて優先的に空調機器１０を稼働させることができる。
また、図７では予測在室人数に対応する設定温度を定義したが、在室率に対応する設定温度を定義してもよい。在室率は、予測在室人数を部屋２の収容可能人数で割ることで算出することができる。部屋毎に設定を変える場合、または在室率を用いる場合は、空調制御装置１００が、部屋の情報を記憶または取得できるようにする。部屋２の収容可能人数は建物、エリア、部屋ごとに予め設定され、例えば、部屋の席数に設定される。ただし、これに限定されず、建物、エリア、部屋の少なくともいずれかの面積から求めるようにしても良い。

また、設定温度算出部１２２は設定温度の算出のために図７のような、予測在室人数Ｐ_ｎ＋１に対応する設定温度Ｔ_ｎを示す表を用いる代わりに、予測在室人数Ｐ_ｎ＋１と設定温度Ｔ_ｎの関係式から設定温度Ｔ_ｎを算出してもよい。図７で示す予測在室人数Ｐ_ｎ＋１と設定温度Ｔ_ｎの関係式は部屋の収容可能人数Ｐ_ｍａｘを用いて下記数式１でも同様に算出することができる。

上記数式１は、予測在室人数Ｐ_ｎ＋１が収容可能人数Ｐ_ｍａｘ以下である場合に用いる。予測在室人数Ｐ_ｎ＋１が収容可能人数Ｐ_ｍａｘより大きくなる場合は、設定温度算出部１２２は上記数式１を用いずに、設定温度を快適温度の値として算出する。なお、予測在室人数Ｐ_ｎ＋１と設定温度Ｔ_ｎの関係を示す関係式も図７同様に部屋毎に変更してもよい。

図８は実施の形態１における設定温度算出部１２２が算出する設定温度を示す表である。例えば、カウンタｎが１の時は、将来の時刻ｔ_２、つまり８：４５の予測在室人数は０人であり、予測在室人数０人に対応する設定温度は図７によると３０℃である。したがって設定温度算出部１２２は、設定温度Ｔ_１を３０℃と算出する。カウンタｎが３の時は、将来の時刻ｔ_４、つまり９：１５の予測在室人数は６人であり、予測在室人数６人に対応する設定温度は図７によると２７℃である。したがって設定温度算出部１２２は、設定温度Ｔ_３を２７℃と算出する。

ステップＳ１０４の後、ステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０４にて設定温度算出部１２２が算出した設定温度Ｔ_ｎで運転するよう空調機器１０に指示する制御信号を送る。

ステップＳ１０５の後、ステップＳ１０６に進み予測在室人数算出部１２１がカウンタｎに１を加算する。ステップＳ１０６のあと、ステップＳ１０７に進み、予測在室人数算出部１２１が時刻ｔ_ｎ＋１が稼働終了時刻か否かを確認する。カウンタｎがｘ－１の場合、時刻ｔ_ｘは稼働終了時刻の２２：００であるので、空調制御装置１００による設定温度の制御動作を終了し、時刻ｔ_ｘとなるまで、ステップＳ１０４にて算出した設定温度Ｔ_ｘ－１にて空調機器１０を運転させる。その後、空調機器１０に運転を停止するよう制御部１３０が指示をしてもよい。

カウンタｎがｘ－１未満である場合にはステップＳ１０２に戻り、カウンタｎがｘ－１になるまでステップＳ１０２からステップＳ１０７の動作を繰り返す。

以上の動作により、空調制御システム１および空調制御装置１００は、設定時刻の所定時間後の部屋の在室人数である予測在室人数に基づいて、予測在室人数が少ないほど、空調機器１０の消費電力が小さくなるよう設定時刻に空調機器１０に指示する設定温度を算出する。したがって空調機器のエネルギー効率の向上を図ることができる。

実施の形態１では、空調機器１０が冷房運転の場合で説明したが、暖房運転を行うものとしても構わない。暖房運転時に設定温度算出部１２２が設定温度の算出のために用いる予測在室人数Ｐ_ｎ＋１と収容可能人数Ｐ_ｍａｘと設定温度Ｔ_ｎの関係式の例を下記数式２で示す。

上記数式２は、快適温度が３０℃、外気温が２３℃、所定のオフセット値が２℃である場合の、暖房運転時に設定温度算出部１２２が設定温度の算出に用いる関係式である。設定温度Ｔ_ｎの下限値は外気温２３℃から２℃を加算した２５℃としている。また、設定温度Ｔ_ｎの上限値は快適温度としている。上記数式２は、予測在室人数Ｐ_ｎ＋１が収容可能人数Ｐ_ｍａｘ以下である場合に用いる。予測在室人数Ｐ_ｎ＋１が収容可能人数Ｐ_ｍａｘより大きくなる場合は、設定温度算出部１２２は上記数式２を用いずに、設定温度を快適温度の値として算出する。上記数式２を用いることで設定温度算出部１２２は、暖房運転時に予測在室人数が少ないほど空調機器１０の消費電力が小さくなる設定温度を算出することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２の空調制御システム１について説明する。実施の形態１の空調制御システム１は、予測在室人数を算出するために、予定記憶装置２００から将来の時刻に対応する在室人数の予定を取得した。実施の形態２の空調制御システム１は、予測在室人数を算出するために、入退室管理装置３００から稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報を取得する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、実施の形態２の全体構成を説明する。図９は実施の形態２の空調制御システム１の全体概略図である。

図９は、実施の形態２の空調制御システム１を、部屋２に適用した場合の図を示す。実施の形態２の空調制御システム１は、空調制御装置１００と入退室管理装置３００とを備える。部屋２はゲート３０で作業者３Ａ～３Ｄの入退室を管理している。部屋２の外の作業者３Ａはゲート３０に設置された入室側のカードリーダ３１Ａに作業者３Ａの識別情報を記憶させたカードを読み取らせて部屋２に入室する。部屋２の内部の作業者３Ｂ、３Ｂが部屋２から退室する場合は、退室側のカードリーダ３１Ｂにカードを読み取らせて部屋２から退室する。作業者３の識別情報とは作業者３を識別するために一意に割り振られた情報であり社員ナンバーまたは氏名等である。カードリーダ３１の代わりにタグ、またはそれらの機能を搭載した携帯端末から、作業者３の識別情報を読み取る装置を設置してもよい。入退室管理装置３００はカードリーダ３１が読み取った情報を取得し、作業者３の入室時刻を記録するとともに、ゲート３０を解放するよう制御する。

なお、ゲート３０およびカードリーダ３１は部屋２の出入口に限らず、建物、エリアの出入口に設置してもよい。

続いて、図１０を用いて本願の実施の形態２の空調制御システム１のより詳細な構成を説明する。図１０は本願の実施の形態２の空調制御システム１の機能ブロック図である。図９にて図示しなかった構成を図１０で示しているが、図９と図１０は同じ空調制御システム１を示す。

まず入退室管理装置３００について説明する。入退室管理装置３００は、取得部３１０と、記憶部３２０と、制御部３３０と、を備える。入退室管理装置３００はこれらの構成を以下で説明する用途以外に用いてもよい。また、入退室管理装置３００は図１０には記載されていない構成を備えていてもよい。

取得部３１０は部屋情報取得部３１１と、入退室情報取得部３１２とを備える。

部屋情報取得部３１１は、部屋２の収容可能人数を取得する。収容可能人数とは部屋２が収容することができる最大の作業者３の人数である。この収容可能人数は情報入力端末３２によって管理者が予め設定することができる。情報入力端末３２は、入退室管理装置３００と通信できればよい。例えば、入退室管理用のＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）または施設の情報を管理するサーバとしてもよい。なお、情報入力端末３２を設けず、予め記憶部３２０に収容可能人数を記憶させておき、記憶部３２０に記憶した収容可能人数を部屋情報取得部３１１が取得してもよい。

入退室情報取得部３１２は、カードリーダ３１が読み取った作業者３の識別情報と、識別情報を取得した時刻と入退室の情報を取得して入退室情報記憶部３２２に送る。なお、時刻はカードリーダ３１から取得しても、入退室管理装置３００内の時計から取得してもよい。入退室の情報とは、作業者３が部屋２に入室と退室のどちらを行ったかという情報である。入室と退室は、例えば、カードリーダ３１に作業者３の進行方向を検知するセンサを設け、作業者３が入室する方向と退室する方向のどちらの方向に進んだかを検知することで判別してもよい。または、入室側と退室側でカードリーダ３１をそれぞれ設けておき、どちら側のカードリーダ３１を作業者３が用いたかによって判別してもよい。
入室側と退室側でカードリーダ３１をそれぞれ設けておく場合、カードリーダ３１は、カードリーダ３１の識別情報を付加して入退室情報記憶部３２２に情報を送ることで、作業者３の入室と退室を識別できる。

記憶部３２０は部屋情報記憶部３２１と、入退室情報記憶部３２２とを備える。

部屋情報記憶部３２１は、部屋情報取得部３１１が取得した部屋２の収容可能人数を記憶する。なお、情報入力端末３２を設けない場合は、部屋情報記憶部３２１に予め収容可能人数を記憶させておく。

入退室情報記憶部３２２は、少なくとも入退室情報取得部３１２が取得した、作業者３の識別情報と、識別情報を取得した時刻と、入退室の情報とを対応付けて記憶する。この際、在室人数と、在室率とを記憶してもよい。

入退室情報記憶部３２２に在室人数を記憶させる方法を説明する。まず、入退室情報記憶部３２２に部屋２に作業者３がいないときの在室人数０人と記憶させておく。作業者３がいないときとは、例えば全ての作業者３の作業時間外である。その後、入退室情報記憶部３２２は、入退室情報取得部３１２から作業者３が入室した旨の情報を取得する度に記憶している在室人数を１カウントアップさせ、作業者３が退室したという情報を取得する度に記憶している在室人数を１カウントダウンさせる。

ここで、部屋２に適用された入退室情報記憶部３２２が記憶する情報を図１１を用いて説明する。図１１は過去のある稼働日１日について入退室情報記憶部３２２が記憶する情報の例である。作業者３の識別情報は、作業者３Ａは０００１、作業者３Ｂは０００２のように、作業者３に対して一意の数字で設定されている。カードリーダ３１Ａの識別情報は、入室側のカードリーダ３１Ａの識別情報が０００１、退室側のカードリーダ３１Ｂの識別情報が０００２のようにカードリーダ３１に対して一意の数字で設定されている。なお、部屋２の収容可能人数は１０人として、部屋情報記憶部３２１が記憶している。

入退室情報記憶部３２２が記憶する時刻８：４５における情報は、作業者３の識別情報が０００１で、カードリーダ３１の識別情報が０００１である。この情報は作業者３Ａのカードを入室側のカードリーダ３１Ａが読み取ったことを示す。したがって、入退室情報記憶部３２２は、記憶する在室人数を０から１にカウントアップする。時刻８：５０における情報は、作業者３の識別情報が０００２で、カードリーダ３１の識別情報が０００１である。この情報は作業者３Ｂのカードを入室側のカードリーダ３１Ａが読み取ったことを示す。したがって、入退室情報記憶部３２２は、記憶する在室人数を１から２にカウントアップする。時刻９：０５における情報は、作業者３の識別情報が０００３で、カードリーダ３１の識別情報が０００１である。この情報は作業者３Ｃのカードを入室側のカードリーダ３１Ａが読み取ったことを示す。したがって、入退室情報記憶部３２２は、記憶する在室人数を２から３にカウントアップする。時刻８：５０における情報は、作業者３の識別情報が０００２で、カードリーダ３１の識別情報が０００１である。この情報は作業者３Ｄのカードを入室側のカードリーダ３１Ａが読み取ったことを示す。したがって、入退室情報記憶部３２２は、記憶する在室人数を３から４にカウントアップする。

このように、カードリーダ３１の識別情報が０００１であり、作業者３のカードを入室側のカードリーダ３１Ａが読み取った場合、入退室情報記憶部３２２は記憶する在室人数を１ずつカウントアップする。

入退室情報記憶部３２２が記憶する時刻１７：００における情報は、作業者３の識別情報が０００１で、カードリーダ３１の識別情報が０００２である。この情報は作業者３Ａのカードを退室側のカードリーダ３１Ｂが読み取ったことを示す。したがって、入退室情報記憶部３２２は、記憶する在室人数を４から３にカウントダウンする。時刻１７：１５における情報は、作業者３の識別情報が０００３で、カードリーダ３１の識別情報が０００２である。この情報は作業者３Ｃのカードを退室側のカードリーダ３１Ｂが読み取ったことを示す。したがって、入退室情報記憶部３２２は、記憶する在室人数を３から２にカウントダウンする。時刻１８：１５における情報は、作業者３の識別情報が０００２で、カードリーダ３１の識別情報が０００２である。この情報は作業者３Ｂのカードを退室側のカードリーダ３１Ｂが読み取ったことを示す。したがって、入退室情報記憶部３２２は、記憶する在室人数を２から１にカウントダウンする。時刻１８：５０における情報は、作業者３の識別情報が０００１で、カードリーダ３１の識別情報が０００２である。この情報は作業者３Ａのカードを退室側のカードリーダ３１Ｂが読み取ったことを示す。したがって、入退室情報記憶部３２２は、記憶する在室人数を４から３にカウントダウンする。

なお、入退室情報記憶部３２２は、入退室情報取得部３１２から作業者３の識別情報を取得する度に、必ずしも記憶する在室人数をカウントアップまたはカウントダウンしなくてもよい。たとえば、入退室情報取得部３１２から、作業者３Ａの識別情報と対応付けられた入室側のカードリーダ３１Ａの識別情報を取得した後、作業者３Ａの識別情報と対応付けられた退室側のカードリーダ３１Ｂの識別情報とを取得する前に、再度作業者３Ａの識別情報と対応付けられた入室側のカードリーダ３１Ａの識別情報を取得した場合は、作業者３Ａが誤ってカードリーダ３１Ａに複数回カードを読み取らせたと想定される。このような場合には、入退室情報記憶部３２２は、在室人数を２回カウントアップせずに、１回のみカウントアップさせてもよい。

以上の動作により、入退室情報記憶部３２２に、稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報を記憶させることができる。在室率は、入退室情報記憶部３２２が、部屋情報記憶部３２１から取得した部屋の収容可能人数を取得し、在室人数を収容可能人数１０人で割った値を記憶する。

制御部３３０は、ゲート制御部３３１を備える。ゲート制御部３３１はゲート３０の解放、施錠を制御する。

次に、空調制御装置１００について説明する。実施の形態２の空調制御装置１００は、実施の形態１の空調制御装置１００と構成上の差異はない。ただし、予測用情報取得部１１３が取得する予測在室人数を算出するために必要な情報が異なる。実施の形態１の空調制御システム１の予測用情報取得部１１３は、予定記憶装置２００から将来の時刻に対応する在室人数の予定を取得した。実施の形態２の空調制御システム１の予測用情報取得部１１３は、予測在室人数を算出するために必要な情報として、入退室管理装置３００の入退室情報記憶部３２２から稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報を取得する。

次に、本願の実施の形態２の空調制御装置１００の動作について説明する。本願の実施の形態２の空調制御装置１００の動作は、図３で示した実施の形態１の空調制御装置１００の動作と同様である。ただし、ステップＳ１０３での予測在室人数算出部１２１による予測在室人数の算出方法が異なる。

ここで、実施の形態２の予測在室人数算出部１２１がステップＳ１０３にて予測在室人数を算出する方法を説明する。まず、予測用情報取得部１１３が入退室情報記憶部３２２から取得した稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報を図１２に示す。図１２は実施の形態２の予測用情報取得部１１３が入退室情報記憶部３２２から取得した稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報を示す表である。なお、図１１で示した過去の稼働日について入退室情報記憶部３２２が記憶する情報と、在室人数などの情報は異なる。

入退室情報記憶部３２２から取得する過去の稼働日の在室人数は、過去の稼働日の時刻ｔ_ｎに対応する在室人数の平均値である。入退室情報記憶部３２２から取得する稼働日当日の在室人数は、稼働日当日の時刻ｔ_ｎの在室人数である。図１２によれば、例えば時刻ｔ_１における過去の稼働日の在室人数は０人であり、当日の稼働日の在室人数も０人である。しかし、稼働日当日の時刻ｔ_ｎの在室人数は、過去の稼働日の時刻ｔ_ｎに対応する在室人数の平均値と異なる場合もある。例えば、時刻ｔ_３における過去の稼働日の在室人数は２人だが、当日の稼働日の在室人数は４人である。

なお、過去の稼働日の在室人数の情報を取得するとき、直近の数日分の時刻に対応する在室人数の情報を取得してもよい。または、直近の数日分よりも長期間の過去の在室人数の情報を用い、稼働日と季節、月、曜日のいずれかが一致する過去の稼働日の在室人数の情報を用いてもよい。これにより、稼働日当日と同じ傾向の過去の稼働日の在室人数の情報を用い、より正確に予測在室人数を算出することができる。正確に予測在室人数を算出することができれば、空調機器１０の消費電力を効率化できる。

続いて、予測用情報取得部１１３が取得した情報に基づいて、予測在室人数算出部１２１が算出した予測在室人数を図１３に示す。図１３は実施の形態２の予測在室人数算出部１２１が算出した将来の時刻ｔ_ｎ＋１に対応する予測在室人数Ｐ_ｎ＋１を示す表である。実施の形態２の予測在室人数算出部１２１は、設定時刻の所定時間後の予測在室人数を、予測用情報取得部１１３が取得した、稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報に基づいて算出する。図１３によれば、例えばカウンタｎが１のとき、時刻ｔ_１における過去の稼働日の在室人数は０人であり、当日の稼働日の在室人数も０人である。したがって、予測在室人数算出部１２１は、予測在室人数Ｐ_２を０人と算出する。しかし、カウンタｎが２のとき、時刻ｔ_２における当日の稼働日の在室人数は４人となった。したがって、予測在室人数算出部１２１は、予測在室人数を過去の稼働日の時刻ｔ_３の在室人数２人ではなく、４人と算出する。

予測在室人数稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報から設定時刻の所定時間後の在室人数を予測するプログラムを予測在室人数算出部１２１に備えさせることで、設定時刻の所定時間後の予測在室人数を、稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報から算出することができる。

ステップＳ１０３以外の空調制御装置１００のステップＳ１０１からステップＳ１０７の動作は、実施の形態１の空調制御装置１００の動作と同様である。

以上の動作により、空調制御システム１および空調制御装置１００は、ある設定時刻の所定時間後の部屋の在室人数である予測在室人数に基づいて、予測在室人数が少ないほど空調機器１０の消費電力が小さくなるよう当該設定時刻に対応する設定温度を算出し、この算出された設定温度を空調機器１０に指示する。したがって空調機器のエネルギー効率の向上を図ることができる。さらに、実施の形態２では、実施の形態１のように将来の時刻に対応する在室人数の予定が取得できない場合でも、予測用情報取得部１１３によって過去の稼働日と当日の稼働日の在室人数の情報を取得することで、予測在室人数算出部１２１が予測在室人数を算出することができる。

実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２では、予測在室人数算出部１２１が予測在室人数を、将来の時刻に対応する在室人数の予定または、稼働日当日および過去の稼働日の時刻に対応する在室人数を用いて算出した。実施の形態３では、予測在室人数算出部１２１が予測在室人数を在室率が１００％となる将来の時刻の情報を用いて算出する。

実施の形態３の空調制御システム１の全体概略図は実施の形態１で示した図１と同様とする。実施の形態３の空調制御装置の機能ブロック図は実施の形態１で示した図２と同様とする。実施の形態３の空調制御装置の動作を示すフローチャートは実施の形態１で示した図３と同様とする。ただし、ステップＳ１０３での予測在室人数算出部１２１による予測在室人数の算出方法が異なる。

ここで、実施の形態３の予測在室人数算出部１２１がステップＳ１０３にて予測在室人数を算出する方法を説明する。まず、予測用情報取得部１１３は在室率が１００％となる将来の時刻の情報を予定記憶装置２００から取得する。予測用情報取得部１１３は、在室率が１００％となる将来の時刻の情報を、予定記憶装置２００に記憶された作業者３の将来の時刻に対応する予定から、作業者３全員が部屋２にて作業する時刻を探して取得する。なお、在室率が１００％となる将来の時刻の情報を予定記憶装置２００から取得する代わりに、作業者３全員が部屋２にいる時刻または時間帯を定める作業者３の就業規則から取得しても、または入退室管理装置３００の入退室情報記憶部３２２が記憶する過去の稼働日の在室人数の情報から作業者３全員が部屋２にて作業する可能性が高い時刻から取得してもよい。予定記憶装置２００に記憶された在室率が１００％となる将来の時刻の情報は実施の形態３では１０：００～１７：００であるとする。したがって予測用情報取得部１１３は在室率が１００％となる時刻は１０：００～１７：００であるという情報を取得する。ここで、実施の形態３の部屋２の収容可能人数は１０人とし、在室率が１００％のときの在室人数は１０人とする。

続いて、予測在室人数算出部１２１が予測在室人数を算出する方法を説明する。予測在室人数算出部１２１は、予測用情報取得部１１３から在室率が１００％となる時刻の情報を取得する。予測在室人数算出部１２１は、在室率が０％である時刻から在室率が１００％となる時刻までの時間帯と、在室率が１００％である時刻の終了時刻から在室率が０％となる時刻までの時間帯の在室人数を、０人から部屋２の収容可能人数を時刻で線形按分した値であるとして算出する。

時刻で線形按分した値とは、開始時刻ｔ_１から在室率が１００％となる時刻まで時間帯では時間帯を一定の時間単位で分割したとき、その時間単位毎に単調増加する値である。また、在室率が１００％である時刻の終了時刻から終了時刻ｔ_ｘとなるまで時間帯では、時間帯を一定の時間単位で分割したとき、時間単位毎に単調減少する値である。在室率が１００％となる時刻は１０：００～１７：００であるという情報から、予測在室人数算出部１２１が算出した将来の時刻ｔ_ｎ＋１に対応する予測在室人数Ｐ_ｎ＋１を示す表を図１４に示す。なお、実施の形態３では開始時刻ｔ_１を８：３０、終了時刻ｔ_ｘを１８：１５とする。図１４では、予測在室人数算出部１２１は、時間単位１５分毎に時間帯を区切り、予測在室人数は０人から１０人まで１５分ごとに２人ずつ変動する値として算出する。

ステップＳ１０３以外の空調制御装置１００のステップＳ１０１からステップＳ１０７の動作は、実施の形態１、２の空調制御装置１００の動作と同様である。

図１５は実施の形態３の設定温度算出部１２２が算出した設定温度を示す表である。設定温度算出部１２２は実施の形態１で示した図７の予測在室人数Ｐ_ｎ＋１に対応する設定温度Ｔ_ｎを示す表を用いて算出した。

以上の動作により、空調制御システム１および空調制御装置１００は、設定時刻の所定時間後の部屋の在室人数である予測在室人数に基づいて、予測在室人数が少ないほど、空調機器１０の消費電力が小さくなるよう設定時刻に空調機器１０に指示する設定温度を算出する。したがって空調機器のエネルギー効率の向上を図ることができる。さらに、実施の形態３では、予測用情報取得部１１３によって在室率が１００％となる将来の時刻の情報さえ取得することができれば、予測在室人数算出部１２１が予測在室人数を算出することができるため、予測用情報取得部１１３が取得すべき情報量が少なくてすみ、情報の通信コストおよび情報を記憶するコスト等を削減することができる。

以下、図１６を用いて実施の形態１から３に係る空調制御装置１００と入退室管理装置３００のハードウェア構成について説明する。図１６は、実施の形態１から３の空調制御装置１００と入退室管理装置３００のハードウェア構成図である。空調制御装置１００と入退室管理装置３００は入力装置９０１、出力装置９０２、記憶装置９０３、及び処理装置９０４を備える。

入力装置９０１は、空調制御装置１００の取得部１１０と入退室管理装置３００の取得部が備える、情報が入力されるインターフェースである。このネットワークはＬＡＮケーブルまたは同軸ケーブル等の有線通信ネットワークでも、無線通信技術を用いた無線通信ネットワークでもよい。

出力装置９０２は、空調制御装置１００の制御部１３０と入退室管理装置３００の制御部３３０が備える、制御の信号または情報を出力するインターフェースである。このネットワークはＬＡＮケーブルまたは同軸ケーブル等の有線通信ネットワークでも、無線通信技術を用いた無線通信ネットワークでもよい。

記憶装置９０３は、入退室管理装置３００の記憶部３２０が備える、ワーキングメモリなどに該当し、部屋２の情報と入退室の情報を記憶する装置である。例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク等が該当する。

処理装置９０４は、空調制御装置１００の演算部１２０が備える。処理装置９０４は専用のハードウェアであっても、記憶装置９０３に記録されるプログラムを実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）であってもよい。

処理装置９０４が専用のハードウェアである場合、処理装置９０４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ー、並列プログラム化したプロセッサー、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

処理装置９０４がＣＰＵの場合、空調制御装置１００の演算部１２０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置９０３に記録される。処理装置９０４は記憶装置９０３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。

なお、空調制御装置１００の演算部１２０の各機能は、一部をハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

例えば、予測在室人数算出部１２１は専用のハードウェアとし、設定温度算出部１２２は記憶装置９０３に記録されたプログラムとして記述してその機能を実現してもよい。

このように、処理装置９０４はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上のようにして、本発明の空調制御装置および空調制御システムによれば、予測される在室人数が少ない程外気温に近く、予測される在室人数が多い場合は設定温度に近く空調制御を行うことにより、空調の消費電力を削減することができる空調制御システムを得ることができる。

１ 空調制御システム
２ 部屋
３、３Ａ～３Ｄ 作業者
１０ 空調機器
１２ 情報入力端末
３０ ゲート
３１、３１Ａ、３１Ｂ カードリーダ
３２ 情報入力端末
１００ 空調制御装置
１１０ 取得部
１１１ 快適温度取得部
１１２ 外気温取得部
１１３ 予測用情報取得部
１２０ 演算部
１２１ 予測在室人数算出部
１２２ 設定温度算出部
１３０ 制御部
１３１ 設定温度指示部
２００ 予定記憶装置
３００ 入退室管理装置
３１０ 取得部
３１１ 部屋情報取得部
３１２ 入退室情報取得部
３２０ 記憶部
３２１ 部屋情報記憶部
３２２ 入退室情報記憶部
３３０ 制御部
３３１ ゲート制御部
９０１ 入力装置
９０２ 出力装置
９０３ 記憶装置
９０４ 処理装置

Claims (7)

1. 部屋に設置された空調機器に設定温度を指示する時刻である設定時刻の所定時間後の前記部屋の在室人数である予測在室人数を算出する予測在室人数算出部と、
   前記予測在室人数算出部が算出した前記予測在室人数に基づいて、前記予測在室人数が少ないほど前記空調機器の消費電力が小さくなるよう前記設定時刻に対応する設定温度を算出する設定温度算出部と、
   前記設定温度算出部が算出した設定温度を前記空調機器に指示する設定温度指示部と、
   前記予測在室人数算出部が前記予測在室人数を算出するために必要な情報を取得する予測用情報取得部と、備え、
   前記予測在室人数算出部は、前記予測用情報取得部が取得した情報に基づいて、前記予測在室人数を算出し、
   前記予測用情報取得部は、前記部屋の在室率が１００％となる将来の時刻の情報を取得し、
   前記予測在室人数算出部は、前記予測用情報取得部が取得した前記在室率が１００％となる時刻の情報から、０人から前記部屋の収容可能人数まで、時刻によって線形按分する値として前記予測在室人数を算出する
   ことを特徴とする空調制御装置。
2. 前記設定温度算出部は、前記予測在室人数算出部が算出した前記予測在室人数が少ないほど外気温に近い温度となるよう前記設定温度を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の空調制御装置。
3. 前記予測用情報取得部は、将来の時刻に対応する在室人数の予定を取得する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の空調制御装置。
4. 前記予測用情報取得部は、前記空調機器を稼働させる稼働日当日の時刻に対応する在室人数の情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空調制御装置。
5. 前記予測用情報取得部は、過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空調制御装置。
6. 前記予測在室人数算出部は、前記予測用情報取得部が取得した前記過去の稼働日の時刻に対応する在室人数の情報のうち、季節、月、曜日のいずれかが稼働日当日と一致する過去の稼働日の情報を用いて前記予測在室人数を算出する
   ことを特徴とする請求項５に記載の空調制御装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の空調制御装置と、
   前記部屋への入退室を管理する入退室管理装置と、
   を備え、
   前記予測用情報取得部は、前記入退室管理装置から前記予測在室人数算出部が前記予測在室人数を算出するために必要な情報を取得する
   ことを特徴とする空調制御システム。

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