JP7393613B2 - 空調機の予冷運転又は予暖運転の運転条件決定システム - Google Patents

Description

建物の躯体の情報を参考にして、空調機の予冷運転又は予暖運転の運転条件を決定するシステム。

特許文献１（特許６２７０９９６号公報）には、空気調和対象の空間にユーザがいない時間に空調機を制御する不在制御が開示されている。この不在制御は、空気調和対象の空間にユーザが帰ってきた時に快適性を向上させる目的で行われる。不在制御においては、空調機を動作させる時間の長さ、及び、空調機の負荷処理量を決定するために、不在時間の長さ、空気調和対象の空間を持つ建物の躯体性能、及び在室開始時の空調負荷が参照される。

上述の特許文献においては、建物の躯体性能について、類似物件との比較によりデータを収集することは観念されていない。

第１観点に係るシステムは、空調機の予冷運転又は予暖運転の運転条件を決定するシステムである。システムは、登録部と、記憶部と、決定部と、を備える。登録部は、異なる場所に設置される複数の空調機を、当該場所に相当する建物の躯体の部分の情報に関連づけて登録する。記憶部は、複数の空調機の各々の予冷運転又は予暖運転時の運転データを取得して記憶する。決定部は、複数の空調機の１つに対して、躯体の部分の情報が類似する複数の空調機の他の少なくとも１つを抽出し、記憶部に記憶された他の少なくとも１つの予冷運転又は予暖運転時の運転データに基づいて、１つの運転条件を決定する。

この構成によれば、空調機を設置する場合などに、他の空調機の予冷運転又は予暖運転の運転データに基づいて、設置される空調機の予冷運転又は予暖運転の運転条件が決定される。したがって、予冷運転又は予暖運転の運転条件を効果的なものにできる。

第２観点に係るシステムは、第１観点に係るシステムにおいて、運転条件は、運転開始時刻を含む。

第３観点に係るシステムは、第１観点又は第２観点に係るシステムにおいて、運転条件は、空調機出力及び風量を含む。

第４観点に係るシステムは、第１観点から第３観点のいずれか１つに係るシステムにおいて、躯体の部分の情報が、躯体の部分の蓄熱特性、躯体の部分に隣接する空間の内容、躯体の部分が有する窓の面積、躯体の部分が有する外に面した壁又は窓の向き、
の少なくとも１つを含む。

第５観点に係るシステムは、第１観点から第４観点のいずれか１つに係るシステムにおいて、複数の空調機の１つの予冷運転又は予暖運転時について所定量以上の運転データを記憶部が取得した場合には、決定部は、複数の空調機の１つの予冷運転又は予暖運転時についての運転データに基づいて、複数の空調機の１つの運転条件を決定する、

システム１００を示す模式図である。 コンピュータ１０を示す模式図である。 空調機２０を示す模式図である。 制御部３０を示す模式図である。 空調機２０Ｅを新規に設置する場合に行われる処理のフローチャートである。

（１）全体構成
図１は、空調機の予冷運転又は予暖運転の運転条件を決定するシステム１００を示す。システム１００は、ネットワークＮに接続されたコンピュータ１０を有する。システム１００は、ネットワークＮに接続された複数の空調機２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを有する。加えて、ネットワークＮには、空調機２０Ｅが接続される予定である。

空調機２０Ａは建物５１に設置されている。空調機２０Ｂは建物５２に設置されている。空調機２０Ｃは建物５３の部分５３Ａに設置されている。空調機２０Ｄは建物５３の部分５３Ｂに設置されている。空調機２０Ｅは建物５４に設置される予定である。

空調機２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅは、不在制御を行うことができる。不在制御とは、空気調和対象の空間にユーザがいない時間に行う空調機２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅの制御である。不在制御において行う冷房運転を予冷運転という。不在制御において行う暖房運転を予暖運転という。

（２）詳細構成
（２－１）コンピュータ１０
図２はコンピュータ１０を示す。コンピュータ１０は、専用のプログラムを実行することによって、登録部１１、記憶部１２、決定部１３として機能する。

（２－１－１）登録部１１
登録部１１は、異なる場所に設置される複数の空調機２０Ａ～２０Ｅを、当該場所に相当する建物５１～５４の躯体の部分の情報に関連づけて登録する。具体的には、登録部１１では、空調機２０Ａと建物５１の躯体情報が関連付けて登録される。空調機２０Ｂと建物５２の躯体情報が関連付けて登録される。空調機２０Ｃと建物５３の躯体の部分５３Ａの情報が関連付けて登録される。空調機２０Ｄと建物５３の躯体の部分５３Ｂの情報が関連付けて登録される。空調機２０Ｅと建物５４の躯体情報が関連付けて登録される。

（２－１－２）記憶部１２
記憶部１２は、複数の空調機２０Ａ～２０Ｄの各々の予冷運転又は予暖運転時の運転データを取得して記憶する。運転データはどのようなフォーマットであってもよい。例えば運転データは、空調機２０の圧縮機の回転速度、空調機２０のファンの回転速度、空調機２０の膨張弁の開度などの情報を含む。

（２－１－３）決定部１３
決定部１３は、設置される予定の空調機２０Ｅ（以下、「制御対象空調機」という。）に対して、躯体の部分の情報が類似する空調機２０Ａ～２０Ｄの１つ（以下、「参照空調機」という。）を抽出する。この例では、建物５１の躯体情報が建物５４の躯体情報と類似するとする。この時、決定部１３は、参照空調機として空調機２０Ａを抽出する。次いで、抽出された参照空調機（空調機２０Ａ）に関する、予冷運転又は予暖運転時の運転データを、決定部１３は記憶部１２から呼び出す。次いで、呼び出された運転データに基づいて、決定部１３は制御対象空調機（空調機２０Ｅ）の運転条件を決定する。

（２－２）空調機２０
図１の空調機２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅは、いずれも図３に示す空調機２０の構成を有する。空調機２０は、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、室外ファン２４、膨張弁２５、室内熱交換器２６、室内ファン２７、制御部３０を有する。空調機２０は、さらに図示しない温度センサ、圧力センサなどを有する。冷房運転の場合には、冷媒は実線の矢印の方向に循環する。暖房運転の場合には、冷媒は破線の矢印の方向に循環する。

図３の構成では、１台の室外熱交換器２３と１台の室内熱交換器２６が接続されている。これに代えて、１台の室外熱交換器２３（室外機）に複数の室内熱交換器２６（室内機）が接続される構成を採用してもよい。

図４は制御部３０を示す。制御部３０は、例えばマイクロコンピュータからなる。制御部３０は、専用のプログラムを実行することによって、圧縮機制御部３１、四路切換弁制御部３２、室外ファン制御部３３、膨張弁制御部３４、室内ファン制御部３５、温度情報取得部３６、不在情報取得部３７、躯体情報取得部３８、運転データ取得部３９、演算部４０、通信部４１として機能する。

圧縮機制御部３１は圧縮機２１を制御する。四路切換弁制御部３２は、四路切換弁２２を制御する。室外ファン制御部３３は、室外ファン２４を制御する。膨張弁制御部３４は、膨張弁２５を制御する。室内ファン制御部３５は、室内ファン２７を制御する。

温度情報取得部３６は、室温、圧縮機２１の吸入側又は吐出側の温度、室外熱交換器２３の温度、などの温度情報を取得する。不在情報取得部３７は、ユーザの不在時間に関する情報を取得する。躯体情報取得部３８は、空調機２０が取り付けられる建物の躯体の部分についての情報を取得する。躯体の部分についての情報とは、具体的には、躯体の部分の断熱性能、躯体の部分の日射遮蔽性能などである。運転データ取得部３９は、参照空調機の運転データをコンピュータ１０から取得する。演算部４０は、温度情報、不在情報、コンピュータ１０が決定した運転条件などに基づいて、予冷運転又は予暖運転の制御パラメータを演算する。通信部４１は、ネットワークＮを通じて外部と通信を行う。

（３）空調機２０Ｅの設置時の処理
図５は、空調機２０Ｅを新規に設置する場合の処理を示すフローチャートである。建物５４に新規に設置された空調機２０Ｅ（Ｓ０）は、まず温度情報を取得する（Ｓ１）。次いで、空調機２０Ｅは、不在情報の取得を行う（Ｓ２）。次いで、空調機２０Ｅは、建物５４の躯体情報の取得を行う（Ｓ３）。次いで、空調機２０Ｅは、建物５４の躯体情報をコンピュータ１０に送信する。コンピュータ１０の登録部１１は、空調機２０Ｅを建物５４の躯体情報と関連付けて登録する（Ｓ４）。次いで、コンピュータ１０の決定部１３は、制御対象空調機である空調機２０Ｅの建物５４の躯体情報と類似する躯体情報を有する建物５１を特定する。なお、この時、建物の躯体の部分（たとえば５３Ａ）が選ばれる可能性もある。次いで、決定部１３は、建物５１に設置されている空調機２０Ａを参照空調機として抽出する（Ｓ５）。次いで、決定部１３は、空調機２０Ａの予冷運転又は予暖運転時の運転データを、決定部１３は記憶部１２から取得する（Ｓ６）。決定部１３は、取得した運転データに基づいて、制御対象空調機である空調機２０Ｅの運転条件を決定し、その運転条件を空調機２０Ｅに送信する（Ｓ７）。空調機２０Ｅは、その運転条件に従って予冷運転又は予暖運転を行う（Ｓ８）。

（４）処理の詳細
（４－１）運転条件
Ｓ７で決定される運転条件は、典型的には運転開始時刻を含む。換言すれば、空調機２０Ｅが予冷運転又は予暖運転を開始する時刻が、ユーザが空調対象空間に帰ってくる時刻の何時間前か、ということが運転条件に含まれる。

運転条件には、運転開始時刻に代えて又は運転開始時刻に加えて、予冷運転又は予暖運転における空調機出力及び風量の少なくとも一方が含まれてもよい。

（４－２）躯体情報
建物の躯体の全体又は部分の情報は、具体的には下記の要素の少なくとも１つを含んでいてもよい。
－躯体の全体又は部分の蓄熱特性、
－躯体の全体又は部分に隣接する空間の内容、
－躯体の全体又は部分が有する窓の面積、
－躯体の全体又は部分が有する外に面した壁又は窓の向き。

（４－３）運転条件決定のタイミング
決定部１３が、参照空調機の運転データに基づいて運転条件を決定するタイミングは、制御対象空調機の予冷運転又は予暖運転時について所定量以上の運転データを記憶部が取得した時であってもよい。

（５）特徴
空調機２０Ｅを設置する場合などに、他の空調機２０Ａの予冷運転又は予暖運転の運転データに基づいて、設置される空調機２０Ｅの予冷運転又は予暖運転の運転条件が決定される。したがって、空調機２０Ｅの予冷運転又は予暖運転の運転条件を効果的なものにできる。

（６）変形例
（６－１）
図５のステップＳ５において、１つの空調機を選択して参照空調機とする代わりに、複数の空調機を選択して、それらの空調機すべてを参照空調機としてもよい。このとき、ステップＳ６において、複数の参照空調機についての平均的な運転データを算出してもよい。

（６－２）
図５のステップＳ５において、複数の空調機２０Ａ～２０Ｄに関して統計的なクラスタリングを行うことにより、参照空調機の選択を行ってもよい。このとき、ステップＳ６において、当該クラスタに属する複数の参照空調機についての平均的な運転データを算出してもよい。

（７）むすび
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１０ ：コンピュータ
１１ ：登録部
１２ ：記憶部
１３ ：決定部
２０、２０Ａ～２０Ｅ ：空調機
３０ ：制御部
４０ ：演算部
４１ ：通信部
５１～５４ ：建物
５３Ａ ：建物の躯体の部分
５３Ｂ ：建物の躯体の部分
１００ ：システム
Ｎ ：ネットワーク

特許６２７０９９６号公報

Claims (5)

1. 空調機の予冷運転又は予暖運転の運転条件を決定するシステム（１００）であって、
   異なる場所に設置される複数の空調機（２０Ａ～２０Ｅ）を、当該場所に相当する建物の躯体の部分（５１、５２、５３Ａ、５３Ｂ、５４）の情報に関連づけて登録する登録部（１１）と、
   前記複数の空調機の各々の予冷運転又は予暖運転時の運転データを取得して記憶する記憶部（１２）と、
   前記複数の空調機の１つ（２０Ｅ）に対して、躯体の部分の情報が類似する前記複数の空調機の他の少なくとも１つ（２０Ａ）を抽出し、前記記憶部に記憶された前記他の少なくとも１つ（２０Ａ）の予冷運転又は予暖運転時の運転データに基づいて、前記１つの前記運転条件を決定する決定部（１３）と、
   を備える、システム（１００）。
2. 前記運転条件は、運転開始時刻を含む、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記運転条件は、空調機出力及び風量を含む、
   請求項１又は請求項２に記載のシステム。
4. 前記躯体の前記部分の前記情報が、
   前記躯体の前記部分の蓄熱特性、
   前記躯体の前記部分に隣接する空間の内容、
   前記躯体の前記部分が有する窓の面積、
   前記躯体の前記部分が有する外に面した壁又は窓の向き、
   の少なくとも１つを含む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記複数の空調機の前記１つの予冷運転又は予暖運転時について所定量以上の前記運転データを前記記憶部が取得した場合には、前記決定部は、前記複数の空調機の前記１つの予冷運転又は予暖運転時についての前記運転データに基づいて、前記１つの前記運転条件を決定する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。

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