JPH08152175A - 空調システムにおける温度ゆらぎ制御方法 - Google Patents
空調システムにおける温度ゆらぎ制御方法Info
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- JPH08152175A JPH08152175A JP6291704A JP29170494A JPH08152175A JP H08152175 A JPH08152175 A JP H08152175A JP 6291704 A JP6291704 A JP 6291704A JP 29170494 A JP29170494 A JP 29170494A JP H08152175 A JPH08152175 A JP H08152175A
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】空調機から空調室内に供給される空気の温度に
“ゆらぎ”を与える。 【構成】空調機から空調室内に供給される送風空気の温
度制御に係り、乱数発生器９からの信号をデジタル調節
器８に取り込み、この乱数信号に基づいて冷水制御弁３
を開閉制御して、温度一定制御を基本としながら不規則
な時間周期および温度変動量にて局部的な温度変化をも
たせる。
“ゆらぎ”を与える。 【構成】空調機から空調室内に供給される送風空気の温
度制御に係り、乱数発生器９からの信号をデジタル調節
器８に取り込み、この乱数信号に基づいて冷水制御弁３
を開閉制御して、温度一定制御を基本としながら不規則
な時間周期および温度変動量にて局部的な温度変化をも
たせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空調機から空調室内に
供給される空気の温度に“ゆらぎ”を与える温度ゆらぎ
制御方法に関する。
供給される空気の温度に“ゆらぎ”を与える温度ゆらぎ
制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、空気調和においては、常に室内を
快適な状態に保つために、空気の吸込路部分にサーモス
タットなどの自動温度調節器が設備されており、室内空
気の温度を一定にする働きを担っている。このサーモス
タットは、バイメタルという温度によって膨張率の違う
二種類の金属を張り合わせたもので、温度変化に応じて
バイメタルが撓むことを利用して電気的に接点を接触・
離間させる電気回路のスイッチの役目をし、夏の場合
は、室内が暑ければ冷凍機を動かし、寒くなれば冷凍機
の働きを停止させる。また、冬の場合は、寒ければ電気
ヒータを入れ、暑くなれば電気ヒータを切る働きをす
る。また、前記制御はオンオフ制御であるが、さらに温
度制御精度を高めた高級温度制御方式としては、室内の
温度を計測してこれを目標値と比較し、両者の偏差を零
にするように機器を運転するフィードバック制御や、一
次調節器の出力によって他の２次調節器の目標値を変更
して行うカスケード制御などが採用されている。
快適な状態に保つために、空気の吸込路部分にサーモス
タットなどの自動温度調節器が設備されており、室内空
気の温度を一定にする働きを担っている。このサーモス
タットは、バイメタルという温度によって膨張率の違う
二種類の金属を張り合わせたもので、温度変化に応じて
バイメタルが撓むことを利用して電気的に接点を接触・
離間させる電気回路のスイッチの役目をし、夏の場合
は、室内が暑ければ冷凍機を動かし、寒くなれば冷凍機
の働きを停止させる。また、冬の場合は、寒ければ電気
ヒータを入れ、暑くなれば電気ヒータを切る働きをす
る。また、前記制御はオンオフ制御であるが、さらに温
度制御精度を高めた高級温度制御方式としては、室内の
温度を計測してこれを目標値と比較し、両者の偏差を零
にするように機器を運転するフィードバック制御や、一
次調節器の出力によって他の２次調節器の目標値を変更
して行うカスケード制御などが採用されている。
【０００３】いずれにしても、従来より存在する空調機
においては、室温を一定にするべく送風空気の温度が制
御されている。
においては、室温を一定にするべく送風空気の温度が制
御されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】他方、近年、空調機ま
たは扇風機などの家電機器においては、モータの回転数
に“１／ｆゆらぎ”をかけて自然風に近い風速を創出
し、涼風感を生み出したものが開発されている。前記
“１／ｆゆらぎ”とは、変化のパワースペクトルが周波
数の逆数に比例する“ゆらぎ”と定義されるもので、こ
れまでの研究の結果、前記“１／ｆゆらぎ”は、自然現
象や芸術作品や人体の生理信号等に基本リズムとして存
在し、人の快適感と深い関係があることが判っている。
たとえば、生体の電気的信号である人間の脳波のα波
（８Hz〜12Hz) や心拍数などの生物電気現象の変動にも
“１／ｆゆらぎ”が存在することが判明している。ま
た、人の五感に作用する芸術の分野においても、クラシ
ック音楽の音響パワーやリズムの変動に、ジャズやロッ
クなどのリズム変動に、また書道や水墨画などの濃淡の
空間分布の変化にも存在することが判明している（参考
文献：電学誌１１３巻９３年１月号、「１／ｆゆらぎ」
武者利光著、「１／ｆの回転ゆらぎを持つ送風システ
ム」信学論誌Ｃ昭和６０年）。
たは扇風機などの家電機器においては、モータの回転数
に“１／ｆゆらぎ”をかけて自然風に近い風速を創出
し、涼風感を生み出したものが開発されている。前記
“１／ｆゆらぎ”とは、変化のパワースペクトルが周波
数の逆数に比例する“ゆらぎ”と定義されるもので、こ
れまでの研究の結果、前記“１／ｆゆらぎ”は、自然現
象や芸術作品や人体の生理信号等に基本リズムとして存
在し、人の快適感と深い関係があることが判っている。
たとえば、生体の電気的信号である人間の脳波のα波
（８Hz〜12Hz) や心拍数などの生物電気現象の変動にも
“１／ｆゆらぎ”が存在することが判明している。ま
た、人の五感に作用する芸術の分野においても、クラシ
ック音楽の音響パワーやリズムの変動に、ジャズやロッ
クなどのリズム変動に、また書道や水墨画などの濃淡の
空間分布の変化にも存在することが判明している（参考
文献：電学誌１１３巻９３年１月号、「１／ｆゆらぎ」
武者利光著、「１／ｆの回転ゆらぎを持つ送風システ
ム」信学論誌Ｃ昭和６０年）。
【０００５】これらの文献によれば、人が快適さを感ず
る場合には“ゆらぎ”が大きく関係しており、一般的に
人間の五感に関するすべてに“ゆらぎ”の効果が期待さ
れ得るものであるらしい。換言すれば、人が快適と思う
その影には“ゆらぎ”が存在するものと考えられる。本
願発明者等は、このような視点に立ち、個々のファクタ
ー毎に“ゆらぎ”の要素を加えることにより、より快適
な空調システムの開発を試みた。
る場合には“ゆらぎ”が大きく関係しており、一般的に
人間の五感に関するすべてに“ゆらぎ”の効果が期待さ
れ得るものであるらしい。換言すれば、人が快適と思う
その影には“ゆらぎ”が存在するものと考えられる。本
願発明者等は、このような視点に立ち、個々のファクタ
ー毎に“ゆらぎ”の要素を加えることにより、より快適
な空調システムの開発を試みた。
【０００６】そこで本発明の課題は、より快適な空調シ
ステムを構築するために、空調機から空調室内に供給さ
れる空気の温度に“ゆらぎ”を与える温度制御方法を提
供するものである。
ステムを構築するために、空調機から空調室内に供給さ
れる空気の温度に“ゆらぎ”を与える温度制御方法を提
供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、空調機から空調室内に供給される送風空気
の温度制御に係り、温度一定制御を基本としながら、不
規則な時間周期および温度変動量により局部的な温度変
化をもたせるようにすることを特徴とするものである。
に本発明は、空調機から空調室内に供給される送風空気
の温度制御に係り、温度一定制御を基本としながら、不
規則な時間周期および温度変動量により局部的な温度変
化をもたせるようにすることを特徴とするものである。
【０００８】またこの場合、前記時間周期は１５〜３０
分の間でランダム値を採るのが望ましく、また前記温度
変動幅は±０．５〜３℃の間でランダム値を採るのが望
ましい。さらに、前記温度ゆらぎと同調させながらまた
は逆サイクルとしながら送風量に“１／ｆゆらぎ”を与
えることもできる。
分の間でランダム値を採るのが望ましく、また前記温度
変動幅は±０．５〜３℃の間でランダム値を採るのが望
ましい。さらに、前記温度ゆらぎと同調させながらまた
は逆サイクルとしながら送風量に“１／ｆゆらぎ”を与
えることもできる。
【０００９】
【作用】過去に、空調機からの送風量に“１／ｆゆら
ぎ”を与えた例は存在するが、温度に対して“ゆらぎ”
を与えた例はない。本来であれば、送風温度に対しても
“１／ｆゆらぎ”を与えたいのであるが、温度の場合に
は時定数が大きいため適用することができない。そこ
で、本発明では、送風空気の温度に対してランダムな温
度変動を与えるようにした。これにより、なぜ快適さを
増すかについては理論的な理由付けは今後の研究を待つ
ほかはないが、本発明者等による後述実験例の結果によ
れば、主観的ではあるが、一定温度制御の場合や一定周
期的温度変化制御の場合に比べて、快適さを増すことが
実証されている。
ぎ”を与えた例は存在するが、温度に対して“ゆらぎ”
を与えた例はない。本来であれば、送風温度に対しても
“１／ｆゆらぎ”を与えたいのであるが、温度の場合に
は時定数が大きいため適用することができない。そこ
で、本発明では、送風空気の温度に対してランダムな温
度変動を与えるようにした。これにより、なぜ快適さを
増すかについては理論的な理由付けは今後の研究を待つ
ほかはないが、本発明者等による後述実験例の結果によ
れば、主観的ではあるが、一定温度制御の場合や一定周
期的温度変化制御の場合に比べて、快適さを増すことが
実証されている。
【００１０】さらに、前記温度ゆらぎと同調させながら
送風量に“１／ｆゆらぎ”を与える場合には、体感刺激
を強くすることができるし、前記温度ゆらぎに逆サイク
ルとしながら送風量に“１／ｆゆらぎ”を与える場合に
は、体感刺激を緩和させることができる。
送風量に“１／ｆゆらぎ”を与える場合には、体感刺激
を強くすることができるし、前記温度ゆらぎに逆サイク
ルとしながら送風量に“１／ｆゆらぎ”を与える場合に
は、体感刺激を緩和させることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る空調機の制御概略図である。空調機
１においては、還気ダクト６より流入する室内空気（二
次空気）が空調機を通過する過程で、冷却コイル２によ
り冷やされ、送風機４により給気ダクト７に押し込まれ
ることにより、再び室内に供給される。なお、図１は簡
略化のため冷却コイル２および送風機４を示し、加熱コ
イル、加湿器など他の機器類は省略されている。
図１は本発明に係る空調機の制御概略図である。空調機
１においては、還気ダクト６より流入する室内空気（二
次空気）が空調機を通過する過程で、冷却コイル２によ
り冷やされ、送風機４により給気ダクト７に押し込まれ
ることにより、再び室内に供給される。なお、図１は簡
略化のため冷却コイル２および送風機４を示し、加熱コ
イル、加湿器など他の機器類は省略されている。
【００１２】本発明においては、乱数データを得るため
に乱数発生器９を備えており、この乱数発生器９からの
デジタル信号がデジタル調節器８に入力される。デジタ
ル調節器８においては、乱数発生器９からの信号に基づ
いて、具体的には前記乱数データを強度信号として、周
期Ｓｉおよび変動量ΔＴを定め、これに従って冷水制御
弁３の開閉調節することにより送風空気の冷却度を増減
し、送風される空気に局部的な温度変化を与える。
に乱数発生器９を備えており、この乱数発生器９からの
デジタル信号がデジタル調節器８に入力される。デジタ
ル調節器８においては、乱数発生器９からの信号に基づ
いて、具体的には前記乱数データを強度信号として、周
期Ｓｉおよび変動量ΔＴを定め、これに従って冷水制御
弁３の開閉調節することにより送風空気の冷却度を増減
し、送風される空気に局部的な温度変化を与える。
【００１３】ところで、図２に示されるように、前記制
御による周期Ｓｉ、変動量ΔＴなどの制御量は、概ね以
下のように決定する。温度変動を与える周期Ｓｉは、あ
る程度現状の温度に慣れた頃に刺激を与える温度変動を
与える観点より、１５〜３０分の間でランダム値を採る
のが望ましく、また前記温度変動量ΔＴはその値が大き
過ぎるとその温度変動時に不快感を感じるため、±０．
５〜３℃、好ましくは±１〜２℃の間でランダム値を採
るのが望ましい。また、一回の温度変動時間Ｓｔは、時
定数が大きいことから温度変化を明確に知覚できる時間
として、６〜１０分程度の間で固定値を採用する。
御による周期Ｓｉ、変動量ΔＴなどの制御量は、概ね以
下のように決定する。温度変動を与える周期Ｓｉは、あ
る程度現状の温度に慣れた頃に刺激を与える温度変動を
与える観点より、１５〜３０分の間でランダム値を採る
のが望ましく、また前記温度変動量ΔＴはその値が大き
過ぎるとその温度変動時に不快感を感じるため、±０．
５〜３℃、好ましくは±１〜２℃の間でランダム値を採
るのが望ましい。また、一回の温度変動時間Ｓｔは、時
定数が大きいことから温度変化を明確に知覚できる時間
として、６〜１０分程度の間で固定値を採用する。
【００１４】なお、図２の温度推移図の場合には、冷房
状態を示しているため、変動量ΔＴはプラス温度変化で
あるが、暖房時の場合にはマイナス温度変化となる。
状態を示しているため、変動量ΔＴはプラス温度変化で
あるが、暖房時の場合にはマイナス温度変化となる。
【００１５】他に、好ましい態様としては、前記送風機
４に対してモータ回転数の制御のためにインバータ回路
５を設け、図示されない“１／ｆゆらぎ”発生装置から
の制御信号に基づいてモータ回転数を変化させ、送風量
（風速）に“１／ｆゆらぎ”をかけることもできる。こ
の場合、この送風量に対する“１／ｆゆらぎ”を前記温
度ゆらぎとを同調させるか逆サイクルとして与えるのが
望ましい。図４に示すように、前記温度ゆらぎと同調さ
せながら送風量に“１／ｆゆらぎ”を与える場合には、
体感刺激を強くすることができるし、図５に示すよう
に、前記温度ゆらぎに逆サイクルとしながら送風量に
“１／ｆゆらぎ”を与える場合には、体感刺激を緩和さ
せることができる。
４に対してモータ回転数の制御のためにインバータ回路
５を設け、図示されない“１／ｆゆらぎ”発生装置から
の制御信号に基づいてモータ回転数を変化させ、送風量
（風速）に“１／ｆゆらぎ”をかけることもできる。こ
の場合、この送風量に対する“１／ｆゆらぎ”を前記温
度ゆらぎとを同調させるか逆サイクルとして与えるのが
望ましい。図４に示すように、前記温度ゆらぎと同調さ
せながら送風量に“１／ｆゆらぎ”を与える場合には、
体感刺激を強くすることができるし、図５に示すよう
に、前記温度ゆらぎに逆サイクルとしながら送風量に
“１／ｆゆらぎ”を与える場合には、体感刺激を緩和さ
せることができる。
【００１６】〔実験例１〕大学生１４人を被検者として
大学の教室内に着席してもらい、空調条件の異なるパタ
ーンＡ〜Ｃの状態下にそれぞれ１時間おかれた状態で、
適宜の時間間隔毎（１０分間毎）に申告表の質問に答え
てもらった。前記空調条件は、図３に示されるように、
前記パターンＡは室温を継続的に２６．４℃の一定値と
した場合であり、パターンＢは温度変動を１４分１周期
のＳｉｎカーブにより温度変動幅±１．１℃の周期的温
度変動を与えた場合であり、本発明に係るパターンＣ
は、ランダム周期かつランダム変動量により一回当り８
分間の一時的な温度変動を与えた場合である。
大学の教室内に着席してもらい、空調条件の異なるパタ
ーンＡ〜Ｃの状態下にそれぞれ１時間おかれた状態で、
適宜の時間間隔毎（１０分間毎）に申告表の質問に答え
てもらった。前記空調条件は、図３に示されるように、
前記パターンＡは室温を継続的に２６．４℃の一定値と
した場合であり、パターンＢは温度変動を１４分１周期
のＳｉｎカーブにより温度変動幅±１．１℃の周期的温
度変動を与えた場合であり、本発明に係るパターンＣ
は、ランダム周期かつランダム変動量により一回当り８
分間の一時的な温度変動を与えた場合である。
【００１７】また、前記申告は、快適性について快適〜
不快の間の５段階評価欄の一つに○を記入してもらい、
温熱感についても同様に暑い〜寒いの間の５段階評価欄
の一つに○を記入してもらうようにした。さらに、項目
別快適性については、自然な〜人工的な、快適な〜不快
な、疲れる〜疲れないなどの６項目について（思う、思
わない）、（やや思う、やや思う）、（どちらでもな
い）の５段階評価欄の一つに○をしてもらうようにし
た。
不快の間の５段階評価欄の一つに○を記入してもらい、
温熱感についても同様に暑い〜寒いの間の５段階評価欄
の一つに○を記入してもらうようにした。さらに、項目
別快適性については、自然な〜人工的な、快適な〜不快
な、疲れる〜疲れないなどの６項目について（思う、思
わない）、（やや思う、やや思う）、（どちらでもな
い）の５段階評価欄の一つに○をしてもらうようにし
た。
【００１８】以上の申告結果を整理したグラフを図６〜
図８に示す。図６は快適性についての頻度分布であり、
図７は温熱管についての頻度分布であり、図８は項目別
快適性についての平均評価値である。以上の試験結果を
総括すると、多くの人が、一定温度のＡパターンに比べ
て、温度を局部的に変動させたＣパターンが快適である
と感じていることが判明される。ただし、この場合でも
極少数の人は、ＢまたはＣパターンの方を不快と答えて
いる。また、図８の結果より、全体的にＣパターンがＡ
およびＢパターンよりも、自然である、快適である、疲
れないと感じ、ランダム変動のＣパターンが自然な印象
で受け入れられていることが判明している。
図８に示す。図６は快適性についての頻度分布であり、
図７は温熱管についての頻度分布であり、図８は項目別
快適性についての平均評価値である。以上の試験結果を
総括すると、多くの人が、一定温度のＡパターンに比べ
て、温度を局部的に変動させたＣパターンが快適である
と感じていることが判明される。ただし、この場合でも
極少数の人は、ＢまたはＣパターンの方を不快と答えて
いる。また、図８の結果より、全体的にＣパターンがＡ
およびＢパターンよりも、自然である、快適である、疲
れないと感じ、ランダム変動のＣパターンが自然な印象
で受け入れられていることが判明している。
【００１９】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、空
調機から空調室内に供給される空気の温度に“ゆらぎ”
を与えたため、従来に比して、より快適さを増す環境作
りができるようになる。
調機から空調室内に供給される空気の温度に“ゆらぎ”
を与えたため、従来に比して、より快適さを増す環境作
りができるようになる。
【図１】本発明に係る空調器の制御機構図である。
【図２】本発明に係る温度制御による室内温度の温度推
移図である。
移図である。
【図３】実験例１における各温度制御パターン図であ
る。
る。
【図４】温度ゆらぎと風速ゆらぎとを同調させた場合の
温度推移および風速推移図である。
温度推移および風速推移図である。
【図５】温度ゆらぎと風速ゆらぎとを逆サイクルとした
場合の温度推移および風速推移図である。
場合の温度推移および風速推移図である。
【図６】実験例１における快適性についての申告結果集
計図である。
計図である。
【図７】実験例１における温熱感についての申告結果集
計図である。
計図である。
【図８】実験例１における項目別快適性についての申告
結果集計図である。
結果集計図である。
１…空調機、２…冷却コイル、３…冷水制御弁、４…送
風機、５…インバータ回路、６…還気ダクト、７…給気
ダクト、８…デジタル調節器、９…乱数発生器
風機、５…インバータ回路、６…還気ダクト、７…給気
ダクト、８…デジタル調節器、９…乱数発生器
Claims (4)
- 【請求項１】空調機から空調室内に供給される送風空気
の温度制御に係り、温度一定制御を基本としながら、不
規則な時間周期および温度変動量により局部的な温度変
化をもたせるようにすることを特徴とする空調システム
における温度ゆらぎ制御方法。 - 【請求項２】前記時間周期は１５〜３０分の間でランダ
ム値とする請求項１記載の空調システムにおける温度ゆ
らぎ制御方法。 - 【請求項３】前記温度変動幅は±０．５〜３℃の間でラ
ンダム値とする請求項１、２記載の空調システムにおけ
る温度ゆらぎ制御方法。 - 【請求項４】前記温度ゆらぎと同調させながらまたは逆
サイクルとしながら送風量に“１／ｆゆらぎ”を与える
請求項１〜３記載の温度ゆらぎ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6291704A JPH08152175A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 空調システムにおける温度ゆらぎ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6291704A JPH08152175A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 空調システムにおける温度ゆらぎ制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152175A true JPH08152175A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17772325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6291704A Pending JPH08152175A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 空調システムにおける温度ゆらぎ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08152175A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020056563A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 送風装置 |
| JPWO2020090640A1 (ja) * | 2018-11-02 | 2021-09-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 環境制御システム、及び、環境制御方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5672715A (en) * | 1979-11-16 | 1981-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Temperature controller |
| JPH0355607A (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-11 | Toshimitsu Musha | 室内環境の快適化方法 |
| JPH0355452A (ja) * | 1989-07-25 | 1991-03-11 | Taisei Corp | 空調装置の制御方法 |
| JPH03164644A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-16 | Fujitsu General Ltd | 空気調和機の制御装置 |
-
1994
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