JPH02242037A - 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】 （産業上の利用分野ン この発明は、室内環境を居住者が快適になるように自動
的に制御する空調システム制御装置に関するものである
。

（従来の技術） 従来、室内の居住者が快適な環境を得るには、空調機に
備え付けた検出器により室温を検出して温度１１Ｊｌｊ
を行う第１の方法（特開昭５８−２６９４６号公報参照
）、室内の温度及び湿度を検出して温湿度制御を行う第
２の方法（特開昭５７−１２７７３９号公報参照）、室
温及び輻射温度を検出して温度制御を行う第３の方法（
特公昭５８−７９０１号公報参照）、輻射と対流を検出
して温度制御を行う第４の方法（特開昭５６−２０９４
８号公報参照）などがある、このような方法は、何れも
環境要素として多くて２種類の要素を考慮して制御する
ものである。また、室内居住１の快適な環境を考える際
、環境要素として室内空気の温度及び湿度、輻射温度、
気流速、その他空気の汚れなどを考慮して、快適範囲に
するために各環境制御機器を制御する第５の方法（特開
昭６１−２９６３８号公報参照）も提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような第１．第２．第３及び第４
の従来方法では、快適環境を得るために、設定値による
温度制御か温湿度制御を行っているのみであり、このよ
うな２種類の環境要素の制御のみでは充分な快適環境を
得ることは難しい等の問題点があった。

また、第５の方法では、居住者の個人差や室内の環境要
素の分布などに対応するための設定値の変更が難しく、
各空調機器の制御方法については運転モードの決定によ
るだけであり、さらに、各機器の制御条件を機器ごとに
設定するわずられしい操作が必要であるという問題点が
あった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、充分な快適環境を得ることができ、各空調
機器ごとの快適度の設定値の変更も容易で、また、わず
られしい設定操作を行うことなく、省エネルギー運転が
可能な空調システム制御装置を得ることを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る空調システム制御装置は、室内に環境要
素調節用の冷暖房機、加湿器、換気装置、天井扇及び床
暖房器を備えた空調システムにおいて、室内の温度、湿
度、輻射温度及び室外の外気温度を検出する各検出器と
、これらの各検出器からの信号により環境要素を検知す
る検知手段と、室内居住者の着衣量、活動量及び室内の
気流速を設定する設定手段と、前記検知手段の検出値と
前記設定手段の設定値から室内環境要素の快適度を演算
する演算手段と、快適範囲を設定する設定手段と、必要
に応じてその快適範囲の設定を変更する設定変更手段と
、前記快適度の演算値が設定範囲になるようにその設定
範囲内で各機器ごとの快適度の設定範囲を個別に設けて
各機器の運転または停止を決定する運転選択手段と、そ
の選択手段の決定により各機器の運転制御を行う機器制
御手段とを備えたものである。

〔作用〕

この発明の空調システム制御装置においては、室内の温
度、湿度及び輻射温度の環境要素を検出する検知手段か
らの検出値と、着衣量、活動量及び気流速の設定手段に
よる設定値とから、室内の快適度が演算手段により求め
られ、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
段によりその設定範囲内で室内に設置された各機器ごと
の快適度の設定範囲、即ち快適度の設定上限値と設定下
限値が個別に設けられ、結果的に各機器の運転優先順位
が選択されて各機器の運転または停止が決定される。そ
して、この決定により、機器制御手段から各機器への運
転または停止指示が出力され、各機器が自動的に制御さ
れる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例による空調システム制御装
置の概略構成を示すブロック図である。

図において、１〜５は室内に設置され、室内の環境要素
を調節する空調機器であり、１は冷房及び暖房機能を備
えた冷暖房機、２は外気を室内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
る冷却効果を生じさせ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は室内の空
気温度を検出する温度検出器、７は室内の湿度を検出す
る湿度検出器、８は室内の輻射温度を検出する輻射温度
検出器、９は室外の外気温度を検出する外気温度検出器
、１０は前記温度検出１ｊ１６．湿度検出器７．輻射温
度検出器８及び外気温度検出器９からの出力信号により
室内の温度、湿度、輻射温度及び外気温度を検知する環
境要素の検知手段、１１は室内の居住者の着衣量、活動
量及び室内の気流速度を設定する着衣量と活動量と気流
速の設定手段、１２は前記環境要素の検知手段１０から
の検出値と前記設定手段１１による設定値とから室内環
境要素の快適度を演算する快適度の演算手段、１３は快
適範囲を設定する快適範囲の設定手段、１４は前記快適
範囲の設定手段１３により設定された快適範囲を必要に
応じて変更する快適範囲の設定変更手段、１５は前記快
適度の演算手段１２より求められた快適度の演算値が前
記快適範囲の設定手段１３または快適範囲の設定変更手
段１４により設定された設定範囲になるようにするため
に、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及び床暖房器５の各機
器ごと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、結果的に各機器の運転優先順
位を選択し、各機器の運転または停止を決定する運転選
択手段、１６はその運転選択手段１５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及び床暖
房器５の各機器の運転、停止制御を行う機器ＩＩ御平手
段ある。

第２図は第１図の実施例の空調システムの全体構成を示
す図である０図中、１７は室内であり、天井１８には前
述の冷暖房機１．換気装置２．加湿器３及び天井扇４が
設置され、床には床暖房器５が設置されている。１９．
２０はそれぞれ前記換気装置２の吸気ダクト、排気ダク
ト、２１は室内１７の壁面等に設置された主制御装置で
、前記環境要素の検知手段１０１着衣量と活動量と気流
速の設定手段１１．快適度の演算手段１２．快適範囲の
設定手段１３．快適範囲の設定変更手段１４、運転選択
手段１５及び機器制御手段１６を内蔵し、また前記温度
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及び前記快適範囲の設定変更手段１４の設定変
更スイッチ２２を備えている。２３〜２７は天井裏等に
設置されたリレー等の制御器で、前記制御装置２１の機
器制御手段１６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及び床暖房器５の各機器を制御するためのものである
。２８は前記各制御器２３〜２７を介して各機器１〜５
に電力を供給する電源である。

前記主制御装置２１の快適度の演算手段１２で算出され
る快適度としては、例えば米国＾ＳＨＲＡＥ（Ａｍｅｒ
ｉｃａｎ　　５ｏｃｉｅｔｙ　　ｏｆ　　Ｈｅａｔｉｎ
ｇ、Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｎｇａｎｄ　Ａｉｒ−ｃｏ
ｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、ｉｎｃ、
）Ｈａｎｄｂｏｏｋｏｆ　Ｆｕｎｄａｇｅｅｎｔａｌｓ
、１９７２に記載されている新有効温度（Ｅ　Ｔ　”）
が使用される。この快適度ＥＴ”は、室内１７の多くの
環境要素である室温ｔ、。

湿度ｐ、、輻射温度ｔ１．気流速Ｖ　ａ　Ｐ　＋着衣量
Ｉ　ｃｌ＋活動量Ｍ等の関数であり、これらの値から前
記＾５）ＩＲＡＥ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｆｕｎｄ
ａｍｅｎｔａｌｓに記載の算式によって求めることがで
きる。なお、この算式および演算方法については省略す
る。

また、第３図は第１図の実施例のハードウェア構成を示
すブロック回路図である。図中、２９は第２図の主制御
装置２１に内蔵されたマイクロコンピュータであり、Ｃ
ＰＵ３０．メモリ３１．タイマ３２．入力回路３３及び
出力回路３４を有している。３５は各検出器６〜９の検
出出力が入力されるアナログマルチプレクサ、３６はア
ナログマルチプレクサ３５の出力をディジタル値に変換
するＡ／Ｄ変換器であり、その出力は入力回路３３に与
えられる。

ここで、前述の設定変更スイッチ２２は、例えば寒い時
に操作する「寒い」スイッチ２２ａと暑い時に操作する
「暑い」スイッチ２２ｂとで構成され、これらの各スイ
ッチ２２ａ、２２ｂの状態信号も前記入力回路３３に与
えられる。また、各制御器２３〜２７は出力回路３４に
接続されており、これらの各１！１Ｊ御器２３〜２７に
はまた各機器１〜５が各々接続されている。そして、Ｃ
ＰＵ３０は、前記各手段、即ち着衣量と活動量と気流速
の設定手段１１．快適度の演算手段１２．快適範囲の設
定手段１３．快適範囲の設定変更手段１４、運転選択手
段１５９機器制御手段１６等の制御を実行するようにプ
ログラミングされている。

次に、上記構成の空調システム制御装置の動作について
、第４図の制御フローチャート及び第５図の各空調機器
の選択運転動作の説明図をもとに説明する。

先ず、主制御装置２１の電源投入により空調システムの
制御動作がスタートし、ステップ３７で運転開始に必要
な項目や快適度のＰＭＶ値の快適範囲等の初期値の設定
を行い、ステップ３８゜３９．４０で室内居住者の着衣
量の設定と活動量の設定と室内気流速の設定を行う。次
に、ステップ４１で温度検出器６．湿度検出器７．輻射
温度検出器８及び外気温度の検出器９からの出力信号を
アナログマルチプレクサ３５とＡ／Ｄ変換器３６を介し
て入力回路３３に人力し、室内の温度、ｉ度、輻射温度
及び外気温度の検出を行う。

そして、ステップ４２で前記ステップ３８゜３９．４０
で設定した設定値とステップ４１で検出した検出値から
快適度のＰＭＶ値の演算を行う。

次にステップ４３では、前コ己ステップ４２で算出され
たＥＴ’値と各機器のＥＴ”値の設定範囲との比較を行
い、また室内外の空気温度差の条件により、第５図の各
機器の運転の選択動作に示すように、各機器の運転また
は停止の決定が行われる。例えば、夏期または中間期の
冷房においては、上述した各機能を有する各機器の中で
冷房機能を備えた冷暖房機１と外気を室内に導入する機
能を備えた換気装置２と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、上記ステ
ップ４２で求められた現在のＥＴ’値が天井扇４のＥＴ
’値の設定上限値２６．０［℃］以上である場合は天井
扇４のオン（運転ンが決定される。そして、この天井扇
４の運転による気流の冷却効果によってＥＴ”値の上昇
が抑制される。ここで、室内外の温度差が設定温度差以
上の場合には、換気装置２のオンも決定され、この換気
装置２の運転により外気が導入されて外気冷房が行われ
る。また、冷戻負荷が大きくなってＥＴ”値が冷暖房機
１のＥＴ”値の設定上限値２８．０　［’ｅコ以上にな
ると、冷暖房機ｌのオンが決定される。そして、冷暖房
機１の運転によりＥＴ”値が下降し、冷暖房機１のＥＴ
”値の設定下限値２６．０　［”Ｃ］以下になると、冷
暖房機１のオフ（停止）が決定される。さらにＥＴ’値
が下降し、天井扇４のＥＴ”値の設定下限値２４．０　
［’Ｃ］以下になると、天井扇４のオフが決定される。

このように、夏期冷房においては先ず天井扇４のオンが
決定され、室内外の温度差が設定温度差以上の場合には
換気装置２のオンも決定され、外気冷房が行われる。そ
して、最後に冷暖房機１のオンが決定される。その後、
ＥＴ’値が下降してきた場合は、最初に冷暖房機ｌのオ
フが決定され、最後に天井扇４のオフが決定されるよう
な運転となる。

次に、冬期の暖房においては、媛房機能を備えた冷暖房
機１と加湿機能を備えた加湿器３と輻射による暖房機能
を備えた床暖房器５を制御対象機器とする。そして、例
えばＥＴ”値が冷ＢＩｉ房機１のＥＴ”値の設定下限値
２２．０　［℃］以下の場合には、床暖房器５と冷暖房
機１のオンが決定される。ＥＴ”値が上昇して冷暖房機
１のＥＴ”値の設定上限値２４．０　［℃］以上になる
と、冷暖房機１のオフが決定され、床暖Ｎ器５による輻
射暖房のみとなる。さらにＥＴ”値が上昇して床暖Ｎ器
５のＥＴ”値の設定上限値２６．ＯＥＣ：３以上になる
と、床暖房器５のオフが決定される。その後、ＥＴｓ値
が下降して床暖房器５のＥＴ”値の設定下限値２４．０
　［’Ｃ］以下になると、先ず床暖房器５のオンが決定
され、さらにＥＴ”値が下降して冷ｌＩ！房ａ１のＥＴ
”値の設定下限値２２、Ｏ［’ｅコ以下になると、冷暖
房機１のオンも決定されるような運転となる。また、Ｅ
Ｔ”値が冷暖房機１のＥＴ”値の下限値２２．Ｏ［”Ｃ
］以上の時、室内の相対湿度が設定下限値３０［％］以
下の場合は、ステップ４４で加湿器３のオンが決定され
、相対湿度が設定上限値４゜［％］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。

以上のように、ステップ４３及びステップ４４で各機器
のオン、オフ決定がされると、次にステップ４５で前記
ステップ４３．４４での各機器のオン、オフの決定に基
づき、出力回路３４を介して各制御器２３〜２７にオン
、オフの制御信号が出力される。そして、オン信号であ
れば該当制御器を介して各機器に電源２８から電力が供
給される。次にステップ４６て、タイマ３２によって設
定されたインターバル時間を経過したか否かがチエツク
され、一定の周期ごとにステップ４１からステップ４５
のルーチンを繰返し実行する。

ここで、前述の快適範囲の設定変更スイッチ２２の「寒
い」スイッチ２２ａまたは「暑い」スイッチ２２ｂが居
住者により操作されると、ステップ４７で快適範囲の設
定変更がなされ、各機器のＥＴ’値の設定上限値と設定
下限値が上または下にスライド変化する。第６図にその
「寒い」、「暑い」スイッチ１９ａ、１９ｂの操作によ
るＥＴ″値の設定上限値と設定下限値のスライド変化の
一例を各機器ごとに示す。例えば、居住者が「寒い」ス
イッチ２２ａを操作した時は＋ｘ、０［’ｅ］スライド
変化した値を、また「暑い」スイッチ２２ｂを操作した
時は−１，０［℃］スライド変化した値をそれぞれステ
ップ４３での制御に用い、各機器のオン、オフを決定す
る。

なお５以上の説明においては特定の機器を例として説明
したが、必ずしもこれに限られるものではなく、同機能
を備えたものであれば同様な制御を行うことができる。

また、各機器のＥＴ”値の設定上限値及び設定下限値と
ＥＴ“値の設定値のスライド変化量についても一例につ
いて説明した゛ものであり、これに限られるものではな
い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、室内の複数の環境要
素を検出及び設定し、これらの環境要素から算出された
快適度と各空調機器ごとに個別に設けた快適度の設定範
囲とを比較して各空調機器の運転または停止を行うよう
にしたので、結果的に各空調機器の運転の優先順位が選
択され、省エネルギー的に室内の快適度を充分保つこと
ができ、また、各空調機器ごとの快適度の設定変更はス
イッチ等により行うことができるので、各空調機器ごと
にその快適度設定範囲を変更するというわずられしい設
定操作が不要になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による空調システム制御装
置の概略構成を示すブロック図、第２図は第１図の空調
システムの全体構成図、箪３図は第１図の実施例のハー
ドウェア構成を示すブロック回路図、第４図はそのＩＩ
Ｊ御動作を示すフローチャート、第５図及び第６図は第
１図の各機器の運転の選択動作を示す説明図である。 図中、１は冷暖房機、２は換気装置、３は加湿器、４は
天井扇、５は床暖房器、６は温度検出器、７は湿度検出
器、８は輻射温度検出器、９は外気温度検出器、１５は
運転選択手段、１６は機器制御手段、２１は制御装置、
２２は設定変更スイッチである。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　室内に環境要素調節用の冷暖房機、加湿器、換気装置
   、天井扇及び床暖房器を備えた空調システムにおいて、
   室内の温度、湿度、輻射温度及び室外の外気温度を検出
   する各検出器と、これらの各検出器からの信号により環
   境要素を検知する検知手段と、室内居住者の着衣量、活
   動量及び室内の気流速を設定する設定手段と、前記検知
   手段の検出値と前記設定手段の設定値から室内環境要素
   の快適度を演算する演算手段と、快適範囲を設定する設
   定手段と、必要に応じてその快適範囲の設定を変更する
   設定変更手段と、前記快適度の演算値が設定範囲になる
   ようにその設定範囲内で各機器ごとの快適度の設定範囲
   を個別に設けて各機器の運転または停止を決定する運転
   選択手段と、その選択手段の決定により各機器の運転制
   御を行う機器制御手段とを備えたことを特徴とする空調
   システム制御装置。