JPH02275236A - 空調制御装置 - 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、室内環境を居住者が快適になるように自動
的に制御・表示する空調制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来１例えば特開昭６２−９１７３５号公報に示された
ように、温熱感覚を表わすスイッチ入力部として暑いと
感じた時に入力する“′暑いとき“スイッチと、寒いと
感じた時に入力するパ寒いとき”スイッチおよび快適と
感じた時に入力する゛快適“スイッチを設けて、検出器
で室温を検出しながら。

前記３つのスイッチによシ設定温度を変更して温度制御
する方法、ちるいは特開昭６１−２９６３８号公報に示
されたように、室内居住者の快適環境を考えるときに環
境要素として空気温度、湿度、輻射温度５気流速、そし
て空気汚れなどがあげられるとして、快適範囲にするた
めに環境制御機器を制御する方法が提案される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前者の従来例では、快適環境を得るために室温を検知し
ながら“暑いとき″スイッチ、“寒いとき′スイッチお
よび１快適′スイツチによって設定温度を変更している
が、この方法は、環境要素として空気温度のみを考慮し
て設定値による温度制御を行っているのみでアシ、温度
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。

また後者の従来例では、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手段
のみ記述しておシ、各機器の具体的な制御方法について
は示されていす、さらに各機器の制御条件を機器ごとに
設定する煩わしい操作が必要であるという問題点もあっ
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、快適環境を得る上で、最も省エネルギー運
転となるように各空調機器ごとに快適度の設定範囲を設
けて各空調機器を自動的に運転又は停止させ、また、煩
わしい設定操作を行うことなしに快適環境を得られる空
調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制御装置は、室内の複数の環境要素
を検出する検知手段又は設定手段、これらの検出手段又
は設定手段からの検出値と設定値から室内環境の快適度
を演算する快適度の演算手段、快適範囲の設定手段、必
要に応じてその快適範囲を変更するための快適範囲の変
更手段、前記快適範囲の設定手段によシ設定された設定
範囲内で各空調機器の運転又は停止を決定する運転選択
手段、各機器への運転指示を行う機器制御手段を有し、
室内環境状態を前記快適度の度合いにより表示する表示
手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、室内の複数の環境要素を検出する
検知手段又は設定手段からの検出値と設定値から室内の
快適度を快適度演算手段によシ求め、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、その設定範囲内で各空調機器ごとの
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て各機器の運転又は停止を決定し、
この決定によシ機器制御手段から各機器への運転又は停
止指示を出力して各機器を制御する。そして表示手段で
は、快適度の度合いにより「寒」・「涼」・「快適」・
「暖」　・「暑」の５段階で表わした快適度表示モニタ
で現在の室内環境状態を表示するものである。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例による空調制御装置の全体
の概略構成図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機器であシ、（１）は冷房・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）は外気の温度
を検出する外気温度検出器、（ｌ〔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）からの出力信号により室内の温度。

湿度、輻射温度と外気温度を検知する環境要素の検知手
段、α９は居住者の着衣量と活動量および室内の気流速
を設定する着衣量・活動量・気流速の設定手段、　＜１
３は前記環境要素の検知手段Ｑｌからの検出値と、前記
着衣量・活動量・気流速の設定手段α９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、（Ｉ３は
快適範囲を設定する快適範囲の設定手段、α４は前記快
適範囲の設定手段α３によシ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、αりは前記
快適度の演算手段ａ３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αｊ又は快適範囲の設定変更手
段ａ４１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）、床暖房器（
５）の各機器ごとの快適度の設定範硼、即ち快適度の設
定上限値と設定下限値を面別に設け、結果的に各機器の
運転優先頭付を選択し、各機器の運転又は停止を決定す
る運転の選択手段、　（ＩＩは前記運転の選択手段α９
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）の各機器
へ運転又は停止指示を出力する機器制御手段、０ηは、
前記快適度の演算手段（１３で求められた現在の室内環
境状態が、前記快適範囲の設定手段Ｉ又は快適範囲の設
定変更手段Ｉによ＃）設定された快適度設定範囲のどの
快適度にあるのかを表示する快適度の表示手段である。

第２図は第１図の実砲例の空調システム制御装置の全体
構成図を示す図である。図中（ｌ・は、室内で天井α９
に前記冷暖房機（１）、換気装置（２）、加湿器（３）
、天井、１（４１が設置され、床には床暖房器（５）が
設置されている。■、Ｑカは前記換気装置（２）の吸気
ダクト、排気ダクトである。翰は室内αａの壁面等に設
置され、前記環境要素の検知手段αＱ９着衣量・活動量
・気流速の設定手段αυ、快適度の演算手段ａＺ、快適
範囲の設定手段α３．快適範囲の設定変更手段α４，７
！転選択手段（ｌＳ、および機器制御手段ａＳを内蔵し
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）、前記快適範囲の設
定変更手段α瘤の設定変更スイッチ（至）および前記快
適度表示手段αＤの快適度表示モニタ（財）を備えた制
御装置である。（ハ）〜（イ）は天井裏等に設置され前
記制御装置のの機器制御手段Ｏｅからの運転又は停止指
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）の各機器を制御するリレー等の制御器、（至）
は前記各制御器（ト）〜四を介して各機器（１）〜（５
）に電力を供給する電源である。

前記制御装置器の快適度の演算手段Ｏ２で算出される快
適度としては１国際標準化機構（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　５ｔａｎ
ｄａｙｄｉｚａｔｉｏｎ　：ｌ５Ｏ）の国際規格Ｉ　５
Ｏ−７７３０に記載されているＰ　ＭＶ　（Ｐｒｅｄｉ
ｃｔｅｄ　Ｍｅａｎ　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ｔｒ、　　気流速Ｖａｒ　、
着衣量Ｉｅｌ、活動量活動量間数であって。

これらの値から前記ｌ５Ｏ−７７３０に記載の算式によ
って求めることができ１次にあげる熱的感覚尺度で示さ
れる。

＋３＝暑い、＋２＝暖い、＋１＝少し暖い。

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ｌ５Ｏ−７７３０によって周知で
あるので、ここでの詳述は省略する。

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Ｇυは制御装置口内のマイクロコンピュータで４、
ｊ２．ＣＰＵ（至）、メモリ（至）、タイマ（ロ）、入
力回路（至）、出力回路（至）を有している。（ロ）は
前記各検出器（６）、　＋７）、　（８）、　（９１の
検出出力が入力されるアナログマルチプレクサ、＠はそ
の出力をディジタルに変換するＡ／Ｄ変換器であシ、そ
の出力は入力回路（至）Ｋ与えられる。前記設定変更ス
イッチ（至）は１例えば「寒い」スイッチ（２３ａ）と
「暑い」スイッチ（２３ｂ）で構成されこの（２＋ａ）
　、　（２３ｂ）の各スイッチの状態信号も前記入力回
路（至）に与えられる。前記快適度表示モニタ＠は２例
えばＬＥＤ等で構成される表示ランプであり前記出力回
路（至）に接続されている。

前記各制御器（ハ）〜（至）は前記出力回路（ト）に接
続され、この各制御器（ハ）〜（ハ）には前記各機器（
１）〜（５）が各々接続されている。

前記ＣＰＵ（至）には、前記各手段部ち着衣量・活動量
・気流速の設定手段Ｕ、快適度の演算手段α２゜快適範
囲の設定手段（Ｉ３．快適範囲の設定変更手段Ｉ、運転
選択手段（１９１機器制御手段（ＩＱ、快適度表示手段
αη等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制御装置は上記のように構成
されておシ、その動作について第４図の制御フローチャ
ート及び第５図の各機器の運転の選択手段テーブルをも
とに説明する。まず、制御装置（社）の電源投入によジ
スタートし、ステップ０１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（４Ｇ、（４υ。

（４７Ｊで居住者の着衣量の設定と活ｊＪ量の設定と室
内気流速の設定を行う。次に、ステップ！４３では、温
度検出器（６）、湿度検出器（７）、輻射温度検出器（
８）。

外気温度の検出器（９）からの出力がアナログマルチプ
レクサ（ロ）とＡ　／　Ｄ変換器（至）を介１７て入力
回路（至）に入力されることにより、温度・湿度・輻射
温度・外気温度の検知を行う。ステップ（４４では、前
記ステップ＠＊、（４υ、（４力の設定値とステップ（
ハ）の検出値から快適度ＰＭＶ値の演算を行う。

次にステップ（ハ）では前記ステップ（４４で算出され
たＰＭＶ値と各機器のＰＭＶ値設定範囲との比較を行な
い、また室内外の空気温度差の東件により。

第５図の各機器の運転の選択手段テーブルに示すように
、各機器の運転又は停止の決定がされる。

例えば、夏期又は中間期の冷房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）、外気
を室内に導入する機能を備えた換気装置（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２例えばステップ（財）で求められた
現在のＰＭＶ値が天井扇（４）のＰＭＶ設定上限値＋０
．５以上であって、かつ室内外温度差が３　ｄｅｇ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
昇の抑制できる。ここで例えば室内外温度差が３　ｄｅ
ｇ以上であった場合は、換気装置（２）のオンも決定さ
れる。この換気装置（２）の運転によシ外気を導入して
外気冷房を行なう。

そして冷房負荷が大きくなりＰＭＶ値が冷暖房機（１）
のＰＭＶ設定上限値＋１．０以上になると冷暖房機（１
）のオンが決定される。冷暖房機（１）の運転によりＰ
ＭＶ値が下降し、冷暖房機（１）のＰＭＶ　　設定下限
値＋０．５以下になるとまず冷暖房機（１）のオフが決
定される。さらにＰＭＶ値が下降し、天井扇（４）のＰ
ＭＶ設定下限値０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室内外温度
差が３　ｄｅｇ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　ｄｏｇ以下の場合はまず天井扇（４）の
オンが決定され最後に冷暖房機（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）のオフが決定され最後に天井扇（４）のオフ
が決定されるような制御となる。

冬期の暖房は、暖房機能を備えた冷暖房機（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１例えばＰＭ
Ｖ値が冷暖房機（１）（７）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ＰＭ
Ｖ設定上限値−０，５以上になると、まず冷暖房機（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、さらにＰＭＶ値が上昇して床暖房器（
５）のＰＭＶ設定上限値θ以上になると床暖房器（５）
のオフが決定される。逆に、ＰＭＶ値が下降し床暖房器
（５）のＰＭＶ設定下限値−０，５以下になるとまず床
暖房器（５）のオンが決定され、さらにＰＭＶ値が下降
し、冷暖房機（１）のＰＭＶ設定下限値−１，０以下に
なると冷暖房機（１１のオンが決定されるような制御と
なる。またＰＭＶ値が冷暖房機（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％以下でちれば、ステップム０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４
０％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。

以上のようにステップ（ハ）とステップ（ハ）で各機器
のオン・オフ決定がされると、ステップＣ？）では前記
ステップ（４ｓ、ｈ［９の各機器のオン・オフ決定に基
づいて出力回路（７）を介して各制御器（ハ）〜翰にオ
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（７）から電力が
供給される。ステップ０棒では、第７図（ａ）に示すよ
うな境界ＰＭＶ設定値によシ「寒」　・「涼」・「快適
」　・「暖」　・「暑」の５段階で表わす快適度表示モ
ニタで前記ステップ（４４で求められた現在の快適度（
ＰＭＶ値）を表示する。表示動作を説明するとまず冷房
時においては、初期境界ＰＭＶ設定値が第７図（ｂ）に
示すようになっており、最初室内のＰＭＶ値が＋１．５
以上あるときは「暑」が表示され、そして前記ステップ
（４つの決定に基づいて機器が運転されることによｐ、
ｐＭｖ値が低下していき次に「暖」そして「快適」と表
示が変化する。次に暖房時においては、初期境界ＰＭＶ
設定値が第７図（ｃ）に示すようになっており最初室内
のＰＭＶ値が−１，５以下の時は「寒」が表示されそし
て前記ステップ（ハ）の決定に基づいて機器が運転され
ることによ、９ＰＭＶ値が上昇していき次に「涼」そし
て「快適」と表示が変化する。冷房時又は暖房時におい
ても常に「快適」範囲を目標としさらに、この「快適」
範囲を維持するように前記ステップ（ハ）においては各
機器の運転又は停止が決定される。

次にステップ四では、タイマ（ロ）によって一定の周期
ごとにステップ（４３からステップ０ηのルーチンを繰
シ返し実行する。

次に快適範囲の設定変更スイッチ（ハ）の「寒い」スイ
ッチ（２３ａ）又は「暑い」スイッチ（２３ｂ）カ居住
者によシ操作されると、ステップ（至）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
限値が上又は下にスライド変化し、その結果各機器ごと
に設定したＰＭＶ設定上限値と設定下限値も同様にスラ
イド変化する。第６図にその「寒い」　・「暑い」スイ
ッチの操作にょるＰＭＶ設定上限値と、ＰＭＶ設定下限
値のスライド変化の一例による各機器の運転選択手段を
示し。

また第８図、第９図に冷房時又に暖房時における前記「
寒い」　・「暑い」スイッチの操作による境界ＰＭＶ設
定値のスライド変化の一例を示す。

例えば、居住者が「寒い」スイッチ（２３ａ）を操作し
た時は＋０．５スライド変化した値を、また。

暑い」スイッチ（２３ｂ）を操作した時は−０，５スラ
イド変化した値をステップ（ハ）で用いることにより、
各機器のオン・オフを決定する。また例えば第８図に示
すように、冷房時において前記「暑い」スイッチ（２５
ｂ）を操作した時は初期境界ＰＭＶ設定値も同様に第８
図（ｂ）Ｋ示すように−０，５スライド変化した値が新
たな境界値となシ今まで「快適」の範囲にあった状態が
「暖」に変わる。そして−〇、５スライド変化した値に
よる前記ステップ（ハ）の決定に基づく機器の運転によ
シ第８図（Ｃ）に示すように再び「快適」範囲に移行す
る。また第９図に示すように暖房時において前記「寒い
」スイッチ（２３ａ）を操作した時は、第９図（、）に
示すような初期境界ＰＭＶ設定値が＋０．５スライド変
化して第９図（ｂ）に示すような新たな境界値となシ今
まで「快適」の範囲にあった状態が「涼」に変わる。

そして＋０．５スライド変化した値による前記ステップ
（ハ）の決定に基づく機器の運転によシ再び第９図（ｅ
）に示すように「快適」範囲に移行するものである。

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有するも
のであ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によれば、室内の複数の環境要素
を検出又は設定し、これらの環境要素から算出された室
内環境の快適度をこの快適度の度合によシ「寒」　・「
涼」　・「快適」　・「暖」「暑」の５段階で視覚的に
表示したので、現在の環境状態を居住者が容易に理解す
ることができ。

また、快適度の設定変更は「暑い」スイッチ又は「寒い
」スイッチによう簡便に行うことができるので煩わしい
設定操作が不要となシ、見易さ、使い易さの大幅な向上
が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による空調制御装置の一実施例の全体
概略構成図を示すブロック図、第２図は第１図の実施例
の全体構成図、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。 第４図はその制御フローチャート、第５図、第６図は第
１図の実施例の各機器の運転選択手段テーブル、第７図
は第１図の実施例の快適度表示手段。 第８図、第９図は第７図の快適度表示手段の境界ＰＭＶ
設定値の変化例を示す図である。 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、α１は環境要素の
検知手段、α２は快適度の演算手段、１１３は快適範囲
の設定手段、α９は運転選択手段、αηは快適度表示手
段。 （ハ）は制御装置、（ハ）は設定変更スイッチ、　Ｑ４
は快適度表示モニタである。 なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）室内の環境要素を調節する複数の空調機器と室内
   の複数の環境要素を検出するための検知手段又は設定手
   段、これらの検知手段又は設定手段からの検出値と設定
   値から室内環境の快適度を演算する快適度の演算手段、
   快適範囲の設定手段、必要に応じてその快適範囲を変更
   するための快適範囲の変更手段、前記快適度の演算値が
   前記快適度の設定範囲になるようにその設定範囲内で前
   記複数の空調機器の機器ごとの快適度の設定範囲を個別
   に設け、各機器の運転又は停止を決定する運転選択手段
   、この運転選択手段からの決定により各機器への運転指
   示を行う機器制御手段を有する空調システム制御装置に
   おいて、環境状態を前記快適度の度合いにより表示する
   表示手段を設けたことを特徴とする空調制御装置。