JPH01291046A - 空調システム制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、室内環境が居住者にとって快適になるよう
に自動制御する空調システムｉｌＪ　Ｉｊ装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来の室内住居者の快適環境を考える方法として、特開
昭６１−２９６３８号公報で開示された環境要素として
空気温度、湿瓜、輻射温度を検出し、更に、人間の着衣
量と活動量を設定器により設定して、快適範囲にするた
めに環境制御機器を制御する方法を挙げることができる
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来例では、人間の活動量を設定器に設定している
。しかし、人間の活動量を設定するとなると、活動量を
どのような値に決めるのか判断が難しく、また、設定器
による設定の煩わしい操作が必要となる。

そこで、この発明は、煩わしい判断及び設定操作を行う
ことなしに活動量を決定でき快適環境を得られる空調シ
ステム制御装置の提供を課題とするものである。

［課題を解決するための手段コ この発明にかかる空調システム制御装置は、室内に設置
され室内の環境要素を調節する冷暖房機、換気装置、加
湿器、天井扇、床暖房器のうちの２以上からなる空調関
係機器と、室内の光検出器、温度検出器、湿度検出器、
輻射温度検出器、室外の外気温度検出器からの出力信号
が供給される環境要素の検出入力手段と、着衣量と気流
速の設定手段と、前記光検出器の検出値により示される
明るさ設定区分域またはタイマーの時刻による活動間の
スケジュールにより決定される活動量の決定手段と、前
記環境要素の検出入力手段の検出値と前記着衣量と気流
速の設定手段の設定値と前記活動量の決定手段の決定値
から快適度を演算する快適度の演算手段と、所定の快適
範囲の設定手段と、前記快適度の演算手段からの演亦値
が前記快適度の設定範囲にづるように、その設定範囲内
で空調関係機器毎の快適度の設定範囲を個別に設け、結
果的に前記空調関係機器の運転優先順位に従って前記空
調関係Ｉｉ器の運転または停止を決定する運転選択手段
と、前記運転選択手段の決定により前記空調関係機器の
運転指示を行う機器制御手段を設けたものである。

［作用］ この発明の空調システム制御装置においては、室内の光
、温度、湿度、輻射温度及び学外の外気温度からなる環
境要素を検出する検出手段からの検出値と、着衣量と気
流速の設定手段による設定値と、光検出器の検出値によ
り示される明るさ設定区分域またはタイマーの時刻によ
る活動間のスケジュールにより決定される活ｖＪωの決
定手段からの決定値とから、室内の快適度を快適度の演
算手段により求め、この快適度の演算値が、快適範囲の
設定手段による快適度の設定範囲になるようにするため
に、運転選択手段ではその設定範囲内で室内に設置され
た冷暖房機、換気装置、加湿器、天井扇、床暖房器から
なる空調関係機器毎の快適度の設定範囲、即ち、快適度
の設定上限値と設定下限値を個別に設け、空調関係機器
の運転優先順位に従って、空調関係は器の運転または停
止を決定し、この決定により、機器制御手段から空調関
係機器の運転または停止指示を出力して、空調関係機器
を制御づるものである。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である空調システム制６１
１装置の仝休の概略構成図を示すブロック図で、第２図
は第１図に示すこの発明の一実施例の空調システム制御
装置の仝体構成図でおる。

図において、（１）〜（５）は室内（１９〉に設置され
、室内（１９）の環境要素を調節する空調関係機器であ
り、（１）は冷房・暖房機能を僅えた冷暖房機、（２）
は外気を室内（１９）に導入する機能を備えた換気装置
、（３）は加湿機能を備えた加湿器、（４）は気流によ
る冷却効果を生じざぜる機能を備えた天井扇、（５）は
輻射による暖房機能を備えた床暖房器である。（６）は
室内（１９）の空気温度を検出する温度検出器、（７）
は室内（１９）の湿度を検出する湿度検出器、（８）は
室内（１９）の輻射温度を検出する幅！）１温度検出器
、（９）は外気の温度を検出する外気温度検出器、（１
０）は室内の光検出器、（１１）は前記温度検出器（６
）、湿度検出器（７）、輻射温度検出器（８）、外気温
度検出器（９）、光検出器（１０）からの出力信号によ
り室内の温度、湿度、輻１ｊ温度、明るさと外気温度を
検出する環境要素の検出入力手段、（１２）は居住者の
着衣量及び室内の気流速を設定する着衣ｍと気流速の設
定手段、（１３）は人間の活動値を決定する活動値の設
定手段、（１４）は前記環境要素の検出入力手段（１１
）からの検出値と前記着衣量と気流速の設定手段（１２
）による設定値から室内の快適度を演算する快適度の演
算手段、（１５）は快適範囲を設定する快適範囲の設定
手段、（１６）は前記快適範囲の設定手段（１５）によ
り設定される快適範囲を必要に応じて変更する快適範囲
の設定変更手段、（１７）は前記快適度の演算手段（１
４）より求められた快適度の演拝値が、前記快適範囲の
設定手段（１５）または快適範囲の設定変更手段（１６
）により設定された設定範囲になるようにするもので、
その快適設定範囲内で前記冷暖房機（１）、換気装置（
２）、加湿器（３）、天井扇（４）、床暖房器（５）の
各空調関係機器毎の快適度の設定範囲、即ち、快適度の
設定上限値と設定下限値を個別に設け、結果的に各空調
関係機器の運転優先順位に従って選る運転選択手段、（
１８）は前記運転選択手段（１７）の決定により前記冷
暖房機（１）、換気装置（２）、加湿器（３）、天井扇
（４）、床暖房器（５）の各空調関係機器へ運転または
停止指示を出力する機器制御手段である。

（１９）は室内で、天井（２０）に前記冷暖房機（１）
、換気装置（２）、加２ｉｉｌ器（３）、天井扇（４）
が設置され、床には床暖房器（５）が設置されている。

（２１）、（２２）は前記換気装＠（２）の吸気ダクト
、排気ダクトである。（２３）は室内（１９）の壁面等
に設置され、前記環境要素の検出入力手段（１１）、着
衣量と気流速の設定手段（１２）、活動量の決定手段（
１３）、快適度の演算手段（１４）、快適範囲の設定手
段（１５）、快適範囲の設定変更手段（１６）、運転選
択手段（１７）、機器制御手段（１８）を内蔵し、前記
温度検出器（６）、湿度検出器（７）、輻ｔＡ温度検出
器（８）、外気温度検出器（９）、光検出５（１０）及
び前記快適範囲の設定変更手段（１６）の設定変更スイ
ッチ（２４）を備えた制御装置である。（２５）〜（２
９）は天井裏等に設置され、前記制Ｗ装置（２３）の機
器制御手段（１８）からの運転または停止指示の出力信
号を受けて、前記冷暖房機（１）、換気装置（２）、加
湿器（３）、天井扇（４）、床暖房器（５）の各空調関
係機器を制御するリレー等の制御器、（３０）は前記各
制御器（２５）〜（２９）を介して、各空調関係機器（
１）〜（５）に電力を供給する電源である。

上記制６１１装置（２３）の快適度の演算手段（１４）
で算出される快適度としては、国際標準化機構（）ｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｏｒｇａｎ＋ｚａｔｔｏｎ　ｆ
ｏｒ　５ｔａｎｄａｒｄｉｔｉｏｎ；１３０）の国際規
格１３０−７７３０に記載されているＰＭＶ　（Ｐｒｅ
ｄｉｃｔｅｄ　）ｉｅａｎ　Ｖｏｔｅ）といわれるもの
を使用する。

この快適度ＰＭＶは、室内の多くの環境要素である室温
ｔａ、湿度Ｐａ、輻射温度ｔｖ、気流速ｖａｒ、着衣１
Ｉｃｌ　、活動量Ｍ等の関数であって、これらの値から
上記ｌ５Ｏ−７７３０に記載の算式によって求めること
ができ、次にあげる熱的感覚尺度で示される。

＋３・・・暑い、＋２・・・暖かい、＋１・・・少し暖
かい０・・・どちらでもない −１・・・少し涼しい、−２・・・涼しい、−３・・・
寒いこの算式並びに演算方法は、前記１３０−７７３０
によって周知であり、本発明の要旨とは直接関係しない
のでモの詳述は省略する。

第３図は第１図に示した実施例の空調シスデム制御装置
のハードウェア構成を示すブロック図でおる。

第３図において、（３］）は制御装置（２３）内のマイ
クロコンピュータでおり、中央＠σ回路のＣＰＬＪ（３
２）、メモリ（３３）、タイマ（３４）、入力回路（３
５）、出力回路（３６）を有している。（３７）は前記
各検出器温度検出器（６）、湿度検出器（７）、輻９Ａ
温度検出器（８〉、外気温度検出器（９）、光検出器（
１０）の検出出力が入力されるアナログマルチプレクサ
、（３８）はアナログマルチプレクサ（３７）で選択さ
れた出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器であ
り、その出力は入力回路（３５）に与えられる。上記設
定変更スイッチ（２４）は、例えば、「寒い」スイッチ
（２４ａ）と「暑い」スイッチ（２４ｂ）で構成され、
この「寒い」スイッチ（２４ａ）と１暑い」スイッチ（
２４ｂ）の各スイッチの状態信号も前記入力回路（３５
）に与えられる。前記各制御器（２５）〜（２９）は前
記出力回路（３６）に接続されている。この各制御Ｉ器
（２５）〜（２９）には、前記冷暖房機（１）、換気装
置（２）、加湿器（３）、天井扇（４）、床暖房器（５
）の各空調関係機器が各々接続されている。前記ＣＰＵ
　（３２）には、着衣量と気流速の設定手段（１２）、
活動ωの決定手段（１３）、快適度の演算手段（１４）
、快適範囲の設定手段（１５）、快適範囲の設定変更手
段（１６）、運転選択手段（１７）、機器制御手段（１
８）等の機能を実行するようプログラミングされている
。

この実施例の空調システム開部装置は上記のように構成
されており、その動作について、第４図の制御フローヂ
ャート、第５図のこの実施例の活動量の決定手段を示す
説明図、また、第６図及び第７図のこの実施例の各空調
関係Ｉｉ器の運転選択手段を示す説明図を用いて詳述す
る。

まず、制御装置（２３）の電源投入によりスタートし、
ステップＳ１で運転開始に必要な項目や快適度ＰＭＶ値
の快適範囲等の初期値の設定を行い、ステップ＄２で住
居者の着衣量の設定、ステップＳ３で室内気流速の設定
を行う（第１図の着衣量と気流速の設定手段（１２）に
対応）。次に、ステップＳ４で、温度検出器（６）、湿
度検出器（７）、輻射温度検出器（８）、外気温度検出
器（９）、光検出器（１０）からの出力がアナログマル
チプレク＋ｊ（３７）とＡ／Ｄ変換器（３８）を介して
入力回路（３５）に入力されることにより、室内の温度
、湿度、輻射温度、外気温度、室内の明るさの検出を行
う（第１図の環境要素の検出入力手段（１１）に対応）
。

ステップＳ５では前記ステップＳ４で検出された室内の
明るさが、どの明るさ設定区域にあるかの判断を行なう
。例えば、第５図（ａ）に示すように、光検出器（１０
）からの検出値が所定値以上であるか否かにより活動ｍ
を決定する方法、または、第５図（ｂ）に示すようにタ
イマ（３４）の時刻とメモリ（３３）に記憶されている
活動量のスケジュールにより活動量を決定する。なお、
活動量の単位［ｍｅｔＪとは人間の新陳代謝率であり、
１　、０　［ｍｅｔｌ＝５８　［Ｗ／　ｒｄ　］でおる
。ステップＳ６では前記ステップＳ２．３の設定値とス
テップＳ４の検出値から快適１１ｕＰＭＶ値の演ｑを行
う（第１図の快適度の演亦手段（１４）に対応）。

次に、ステップＳ７で快適範囲の設定変更スイッチ（２
４）が操作されたか判断し、操作されていないとき、ス
テップＳ９で前記ステップＳ６で算出されたＰＭＶ値と
各空調関係機器のＰＭＶ値設定範囲（第１図の快適範囲
の設定手段（１５）に対応）との比較を行い、また、室
内外の空気温度差の条件により、第６図の各空調関係機
器の運転選択手段（第１図の運転選択手段（１７）に対
応）に示すように、各空調関係機器の運転または停止の
決定がなされる。

例えば、夏期または中間期の冷房は、上述した各機能を
有する各空調関係機器の中で、冷房機能を備えた冷暖房
機（１）、外気を室内（１９）に導入する機能を祿えた
換気装置（２）、気流による冷却効果を生じさせる機能
を備えた天井扇（４）を制御対象機器とし、ステップＳ
６で求められた現在の快適度ＰＭＶ値が天井扇（４）の
Ｐ　Ｍ　Ｖ　ｇＵ定定限限値＋０５以上であって、かつ
、室内外温度差が３℃以下の場合は、天井扇（４）のオ
ンが決定される。この天井扇（４）の運転による気流の
冷却効果により、ＰＭＶ値の上昇の抑制ができる。この
とぎ、室内外温度差が３℃以上であった場合は、換気装
＠（２）のオンも決定される。この換気装置（２）の運
転により外気を導入して外気冷房を行う。そして、冷房
負荷が大きくなり、ＰＭＶ値が、冷暖房機（１）のＰＭ
Ｖ設定上限値士１．０以上になると、冷暖房機（１）の
オンが決定される。冷暖房ｔｌ（１）の運転によりＰＭ
Ｖ値が下降し、冷暖房機（１）のＰＭＶ設定下限値十０
．５以下になると、まず、冷暖房機（１）のオフが決定
される。更に、ＰＭＶ値が下降し、天井扇（４）のＰＭ
Ｖ設定設定下限値下以下ると、天井扇（４）のオフが決
定される。

このように、夏期等の冷房においては、室内外温度差が
３℃以上あるときは、換気装置（２）のオンも決定され
、積極的に外気を導入して外気冷房を行い、室内外温度
差が３℃以下の場合は、まず、天井扇（４）のオンが決
定され、その後、必要により、冷暖房機（１）のオンが
決定される。

逆に、ＰＭＶ値が下降してきた場合は、最初に、冷暖房
機（１）のオフが決定され、その後、天井扇（４）のオ
フが決定される制御となる。

冬期の暖房は、暖房機能を備えた冷暖房＠（１）、加湿
機能を備えた加湿器（３）、輻射による暖房機能を備え
た床暖房器（５）を制御対象機器とし、例えば、ＰＭＶ
値が冷暖房機（１）のＰＭＶ設定下限値−１，０以下の
ときは、床暖房器（５）と冷暖房機（１）のオンが決定
される。ＰＭＶ値が上昇して、冷暖房機（１）のＰＭＶ
設定上限値−０，５以上になると、まず、冷暖房＠（１
）のオフが決定され、暖房は床暖房器（５）による輻射
暖房のみとなり、更に、ＰＭＶ値が上昇して、床暖房器
（５）のＰ　Ｍ　Ｖ　ｉ！！定上眼上限値０以上ると、
床暖房器（５）のオフが決定される。逆に、この状態か
らＰＭＶ値が下降し、床暖房器（５）のＰＭＶＩ定下限
値下限値５以下になると、まず、床暖ｒｊ′Ｊ器（５）
のオンが決定され、更に、ＰＭＶ値が下降して、冷暖房
機（１）のＰＭＶ設定下限Ｉ−１，０以下になると、冷
！！１房機（１）のオンが決定されるような制御となる
。また、ＰＭＶｆｆｉが冷暖房機（１）のＰＭＶ設定下
限値−１，０以上で、かつ、相対湿度が相対湿度設定下
限値３０％以下であれば、ステップＳ１０において、加
湿器（３）のオンが決定され、相対湿度が相対湿度設定
上限値４０％以上になると、加湿器（３）のオフが決定
されるような制御となる。

このように、ステップＳ９とステップ３１０で各空調関
係機器のオン・オフ決定がなされると、ステップ８１１
では、前記ステップＳ９とステップ３１０の各空調関係
機器のオン・オフ決定に基づいて、出力回路（３６）を
介して各制御器（２５）〜（２９）にオン・オフの制御
信号が出力される（第１図の機器制御手段（１８）に対
応）。

そして、オン信号であれば、該当の制御器（２５）〜（
２９）を介して、各空調関係機器に電源（３０）から電
力が供給される。そして、ステップＳ１２では、タイマ
（３４）によって、−・定の周期毎に、ステップＳ４か
らステップＳ１１のルーチンを繰返し実行する。

次に、快適範囲の設定変更スイッチ（２４）の「寒い」
スイッチ（２４ａ＞または「暑い」スイッチ（２’ｌｂ
）が住居者により操作されると、ステップＳ７でそれを
判断し、ステップＳ８で快適範囲の設定変更がなされ、
快適範囲のＰＭＶ設定上限値と設定下限値が上または下
にスライド変化し、その結果、各空調関係機器毎に設定
した、ＰＭ　Ｖ　ｆｆ１ｕ定−上限値と設定下限値も、
同様にスライド変化する（第１図の快適範囲の設定変更
手段（１６）に対応）。

第７図にその「寒い」スイッチ（２４ａ）、「２い」ス
イッチ（２４ｂ）の操作によるＰＭＶ股定上限値とＰＭ
Ｖ設定下限値のスライド変化の一例による各空調関係機
器の運転選択手段を示す。

例えば、居住者が「寒い」スイッチ（２４ａ）を操作し
たとぎは、ステップＳ８で＋０．５スライド変化した値
に、また「暑い」スイッチ（２４ｂ＞を操作したときは
、−０，５スライド変化した値に変更し、ステップＳ９
でそれを用いることにより、各空調関係機器のオン・オ
フを決定するものである。

以上の説明においては、特定の空調関係機器を例として
説明したが、本発明を実施する場合には、必ずしもこれ
に限られるものではなく、少くとも複数台以上使用する
ものでおれば、同様な制御を行うことができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の空調システム制御装首によれ
ば、室内の光、温度、湿度、輻射温度、室外の外気温度
からなる環境要素を検出する検出手段からの検出値と、
着衣量と気流速の設定手段による設定値と、光検出器の
検出値により示される明るさ設定区分域またはタイマー
の時刻による活動ｍのスケジュールにより決定される活
動ｍの決定手段からの決定値とから、室内の快適度を快
適度の演算手段により求め、この快適度の演算値が、快
適範囲の設定手段による快適度の設定範囲にすべく、運
転選択手段でその設定範囲内で室内に設置された冷暖房
機、換気装置、加湿器、天井扇、床Ｉ！！房器からなる
空調関係機器毎の快適度の設定範囲を個別に設け、空調
関係機器の運転優先順位に従って、空調関係機器の運転
または停止を決定し、この決定により、機器制御手段か
ら空調関係機器の運転または停止指示を出力して、空調
関係機器を制御するものである。

したがって、人間の活動量の決定に光検出器の検出値に
より示される明るさ設定区分域、またはタイマーの時刻
による活動量のスケジュールにより、活動量を決定プる
ものでおり、煩わしい判断や設定操作を行うことなしに
、空調機器を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である空調システム制御装
置の全体の概略構成図を示すブロック図、第２図は第１
図に示す実施例の空調システム制御装置の全体構成図、
第３図は第１図に示す実施例の空調システム制御装置の
ハードウェア構成を示すブロック回路図、第４図は第１
図の実施例の空調システム制御装置の制御フローチャー
ト、第５図は第１図に示した実施例の活動量の決定手段
を示す説明図、第６図及び第７図は第１図に示した実施
例の各空調関係機器の運転選択手段を示す説明図である
。 図において、 １：冷暖房機、　　　　２：換気装置、３：加湿器、　
　　　　４：天井扇、 ５：床暖房器、　　　　６：温度検出器、７：湿度検出
器、　　　８：輻射温度検出器、９：外気温度検出器、
１０：光検出器、１１：環境要素の検出入力手段、 １２：着衣四と気流速の設定手段、 １３：活動ｑの決定手段、 １４：快適度の演算手段、 １５：快適範囲の設定手段、 １６：快適範囲の設定変更手段、 １７：運転選択手段、１８：ａ器制御手段、である。 なお、図中、同−符号及び同−記＠二同−または相当部
分を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　室内に設置され室内の環境要素を調節する冷暖房機、
   換気装置、加湿器、天井扇、床暖房器のうちの２以上か
   らなる空調関係機器と、室内の光検出器、温度検出器、
   湿度検出器、輻射温度検出器、室外の外気温度検出器か
   らの出力信号が供給される環境要素の検出入力手段と、
   着衣量及び気流速の設定手段と、前記光検出器の検出値
   により決定された明るさ設定区分域またはタイマーの時
   刻による活動量のスケジュールにより決定された活動量
   の決定手段と、前記環境要素の検出入力手段の検出値と
   前記着衣量及び気流速の設定手段の設定値と前記活動量
   の決定手段の決定値から快適度を演算する快適度の演算
   手段と、所定の快適範囲の設定手段と、前記快適度の演
   算手段からの演算値が前記快適度の設定範囲内とすべく
   、その設定範囲内で空調関係機器毎の快適度の設定範囲
   を個別に設け、前記空調関係機器の運転優先順位に従っ
   て前記空調関係機器の運転または停止を決定する運転選
   択手段と、前記運転選択手段の決定により前記空調関係
   機器の運転指示を行う機器制御手段とを具備することを
   特徴とする空調システム制御装置。