JPWO2018179320A1 - 空気調和装置、空気調和システム、および、制御方法 - Google Patents

Abstract

空調運転制御部（42）は、集中力指標データ（432）を基に、入退室回数に基づいて、在室者の集中力を算出する。空調運転制御部（42）は、揺らぎ時間・温度データ（431）から在室者の集中力に応じたＴ１及びΔｔ１を読み出し、空調機の目標温度を、設定温度よりもΔｔ１だけ下げる。その後、集中力に応じたＴ１時間が経過すると、空調運転制御部（42）は、揺らぎ時間・温度データ（431）から在室者の集中力に応じたＴ２及びΔｔ２を読み出し、空調機の目標温度を、設定温度よりもΔｔ２だけ上げる。その後、集中力に応じたＴ２時間が経過すると、空調運転制御部（42）は、空調機の目標温度を、設定温度と等しくする。

Description

本発明は、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることのできる空気調和装置、空気調和システム、および、制御方法に関する。

従来より、家庭やオフィスには、空気調和装置（空気調和システム）が導入されている。通常、空気調和装置は、ユーザによってリモコンから入力された空調設定（一例として、設定温度、設定湿度、設定風量等）に従って、室内の空気調和を行う。

このような空気調和装置の先行技術として、例えば、特許文献１には、室内温度をゆらぎ制御することを特徴とした空気調和装置（空気調和機）の発明が開示されている。この特許文献１の発明では、比較的細かな１／ｆゆらぎの室温変動を実現し、人体に不快感を与えることなく涼感効果を得て省エネルギーを図ることを目的としている。

特開平９−３１８１３５号公報

上述した特許文献１の発明では、１／ｆゆらぎとなるように室温を変動させているが、画一的な制御であるため、在室者（空調対象空間に在室するユーザ）の快適性を損なう場合があった。例えば、オフィス内の在室者は、時間の経過と共に集中力が徐々に低下し、ある程度まて集中力が低下すると温度の変化（特に温度上昇）に敏感になる。そのような状況で、１／ｆゆらぎにより室温を上げてしまうと、在室者が不快に感じてしまうことになる。つまり、特許文献１の発明では、１／ｆゆらぎ制御のために、室温の上昇及び低下を定期的に繰り返すため、やがて、在室者の集中力が低下した状況で、室温を上昇させてしまうことになる。

すなわち、特許文献１の発明では、人体に不快感を与えることなく涼感効果を得て省エネルギーを図ることを目的としているものの、現実には、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることができていなかった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る空気調和装置は、
空調対象となる室内に在室するユーザの集中力を算出する集中力算出手段と、
設定温度よりも低い温度に室温を維持する低温運転、又は、設定温度よりも高い温度に室温を維持する高温運転を行う運転制御手段と、を備え、
前記運転制御手段は、前記集中力に基づいて、前記高温運転と前記低温運転とを切り換える。

本発明によれば、設定温度よりも低い温度に室温を維持する低温運転、又は、設定温度よりも高い温度に室温を維持する高温運転を行う運転制御手段は、集中力算出手段により算出された集中力に基づいて、これら高温運転と低温運転とを切り換える。例えば、運転制御手段は、在室者の集中力が低いときに低温運転を行うことで、在室者の集中力を向上させる。やがて、在室者の集中力が高まると、運転制御手段は、低温運転から高温運転に切り換え、省エネルギー性を向上させる。このとき、集中力が高まっている在室者は、温度の変化が気にならない（温度変化に鈍感な状況である）ため、高温運転に切り換えても快適性が損なわれない。やがて、在室者の集中力が低くなると、再び、高温運転から低温運転に切り換え、在室者の集中力を向上させる。このように、在室者の集中力に基づいて、高温運転と低温運転とを適宜切り換えることにより、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることができる。

本発明の実施形態１に係る空気調和システムの全体構成の一例を示す模式図 空調制御装置の構成の一例を示すブロック図 揺らぎ時間・温度データの具体例を示す模式図 揺らぎ温度制御を説明するための模式図 空調機の構成の一例を示すブロック図 空調制御処理の一例を示すフローチャート 本発明の実施形態２に係る空調制御装置の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施形態２に係る揺らぎ時間・温度データの具体例を示す模式図 集中力指標データの具体例を示す模式図 本発明の実施形態２に係る空調機の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施形態２に係る空調制御処理の一例を示すフローチャート 本発明の実施形態３に係る空調機の構成の一例を示すブロック図 他の実施形態に係る揺らぎ時間・温度データの具体例を示す模式図 暖房時における揺らぎ温度制御を説明するための模式図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。以下では、具体例として、本発明がビルに代表される建物に設置される空気調和システムに適用される場合について説明するが、後述するように、一般家屋に設置され単独で使用される空気調和装置（空調機）においても同様に本発明を適用することができる。また、以下では、夏期の冷房時における空調制御を一例として説明するが、後述するように、冬期の暖房時における空調制御においても、適宜適用することができる。すなわち、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素又は全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本発明の範囲に含まれる。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る空気調和システム１の全体構成の一例を示すブロック図である。この空気調和システム１は、例えば、ビルに代表される建物に設置されており、図示するように、空調制御装置２、及び、空調機３（一例として、複数の空調機３）を備えており、空調制御装置２と空調機３とが空調ネットワークＮを介して通信可能に接続されている。なお、空調ネットワークＮは、例えば、有線又は無線の通信ネットワークであり、予め定められたプロトコルに沿ったデータ通信が行われる。

空調制御装置２は、空気調和システム１全体を制御する。例えば、空調制御装置２は、図２に示すように、空調通信部２１と、運転制御手段としての空調運転制御部２２と、データ管理部２３とを備える。

空調通信部２１は、空調ネットワークＮを通じて、空調機３と通信可能な通信インタフェースである。空調通信部２１は、例えば、空調運転制御部２２が生成した制御コマンド（一例として、目標温度の指令）を、空調ネットワークＮを通じて空調機３に送信する。

空調運転制御部２２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、空調制御装置２全体を制御する。空調運転制御部２２は、機能的には、以下に説明する揺らぎ温度制御実行部２２１を備えている。なお、空調運転制御部２２は、この他にも、空調機３に対して一般的な運転管理を行う機能も備えているが、本発明の特徴ではないため説明を省略する。これらの機能は、例えば、ＣＰＵが、ＲＡＭをワークメモリとして用い、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムを適宜実行することにより実現される。

揺らぎ温度制御実行部２２１は、空調機３に対して目標温度の指令を適宜発することで、揺らぎ温度制御を行う。なお、揺らぎ温度制御の詳細は、後述するデータ管理部２３（揺らぎ時間・温度データ２３２）と共に説明する。

データ管理部２３は、例えば、ハードディスクに代表される補助記憶デバイスであり、空調機３の制御に必要な種々のデータを管理する。一例として、データ管理部２３は、揺らぎ温度制御開始条件データ２３１と、揺らぎ時間・温度データ２３２とを記憶する。

揺らぎ温度制御開始条件データ２３１は、揺らぎ温度制御を開始するための条件を規定するデータである。例えば、揺らぎ温度制御開始条件データ２３１には、在室者についての条件人数（一例として、閾値となる１０人）が規定されている。なお、在室者とは、空調機３による空調対象空間（一例として、フロア内）に在室するユーザである。

揺らぎ時間・温度データ２３２は、揺らぎ温度制御における低温運転及び高温運転を規定するデータである。なお、低温運転とは、設定温度よりも低い温度に室温を維持することで、在室者の集中力を向上させる運転である。一方、高温運転とは、設定温度よりも高い温度に室温を維持することで、省エネルギー性を向上させる運転である。揺らぎ時間・温度データ２３２の具体例を、図３に示す。

図３の揺らぎ時間・温度データ２３２において、Ｔ１は、低温運転の時間を示している。つまり、Ｔ１は、在室者の集中力を向上させるための時間を規定している。また、Δｔ１は、低温運転における下降温度（下げる温度）を示している。つまり、Δｔ１は、低温運転において、設定温度よりどのくらいの温度を下げるかを規定している。また、Ｔ２は、高温運転の時間を示している。つまり、Ｔ２は、省エネルギー性を向上させるための時間を規定している。そして、Δｔ２は、高温運転における上昇温度（上げる温度）を示している。つまり、Δｔ２は、高温運転において、設定温度よりどのくらいの温度を上げるかを規定している。

図３の揺らぎ時間・温度データ２３２では、時間帯に応じて、これらＴ１、Δｔ１、Ｔ２、及び、Δｔ２の値が適切となるように規定されている。例えば、午前（00:00:00〜11:59:59）と午後（12:00:00〜23:59:59）とでは、一般に、午前の方が、集中力が向上し易く、また、向上した集中力が持続し易い。そのため、午前の方は、午後よりも、Ｔ１，Δｔ１が小さく、また、Ｔ２，Δｔ２が大きく規定されている。また、午前、午後共に、Ｔ２は、１時間以下となるように規定されている。これは、集中力が持続するのは一般的に１時間以下であるとの実験結果に沿っている。また、Δｔ１については、設定温度からΔｔ１を減じた値が２６℃よりも低い温度となるように、Δｔ１を規定するのが望ましい。これは、集中力が向上するのは２５℃付近であるという以下の文献に沿っている。

クールビズ「２８度では能率低下」・・・日本建築学会調査
2008年7月18日 読売新聞夕刊

Linking Environmental Conditions to Productivity
http://ergo.human.cornell.edu/Conferences/EECE_IEQ%20and%20Productivity_ABBR.pdf

このような揺らぎ時間・温度データ２３２に基づいて、上述した揺らぎ温度制御実行部２２１は、図４に示すような揺らぎ温度制御を行う。つまり、時間軸上のＰ１において、揺らぎ温度制御を開始するための条件が満たされると（一例として、在室者が１０人より多くなると）、揺らぎ温度制御実行部２２１は、揺らぎ時間・温度データ２３２から時間帯（現在時刻が含まれる時間帯）に応じたＴ１，Δｔ１を読み出し、設定温度よりもΔｔ１だけ下げた目標温度の指令を、空調通信部２１を通じて空調機３に発する。そして、揺らぎ温度制御実行部２２１は、Ｔ１時間が経過するのを待機する。

揺らぎ温度制御実行部２２１は、Ｔ１時間が経過したＰ２において、揺らぎ時間・温度データ２３２から時間帯に応じたＴ２，Δｔ２を読み出し、設定温度よりもΔｔ２だけ上げた目標温度の指令を、空調機３に発する。そして、揺らぎ温度制御実行部２２１は、Ｔ２時間が経過するのを待機する。

揺らぎ温度制御実行部２２１は、Ｔ２時間が経過したＰ３において、揺らぎ温度制御を行うための条件が満たされなくなると（一例として、在室者が１０人以下になると）、設定温度と等しい目標温度の指令を、空調機３に発する。これ以降は同様に、例えば、時間軸上のＰ４において、揺らぎ温度制御を行うための条件が満たされると、揺らぎ温度制御実行部２２１は、揺らぎ時間・温度データ２３２から時間帯に応じたＴ１，Δｔ１を読み出し、設定温度よりもΔｔ１だけ下げた目標温度の指令を、空調機３に発する。

このような揺らぎ温度制御では、図３の揺らぎ時間・温度データ２３２において「Ｔ１＜Ｔ２」に規定されているため、図４のように、低温運転の時間（つまり、Ｔ１）よりも高温運転の時間（つまり、Ｔ２）の方が長くなり、全体として消費電力の低減を実現することができる。

次に、空調機３の詳細について、図５を参照して説明する。図５は、空調機３の構成の一例を示すブロック図である。図示するように、空調機３は、空調通信部３１と、空調機制御部３２と、目標温度保持部３３と、在室者検出手段としての在室者検出部３４とを備える。

空調通信部３１は、例えば、空調ネットワークＮを通じて、空調制御装置２と通信可能な通信インタフェースである。空調通信部３１は、例えば、空調制御装置２から送られた制御コマンド（一例として、目標温度の指令）を、空調ネットワークＮを通じて受信する。

空調機制御部３２は、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、空調機３全体を制御する。例えば、空調機制御部３２は、図示せぬ室外機との間で冷媒を循環させる冷媒回路３２１、送風方向を整えるルーバー３２２、及び、送風を行うファン３２３を制御して、空気調和を行う。具体的に空調機制御部３２は、空調制御装置２からの目標温度の指令に応じた室温に維持するように、空気調和を行う。

目標温度保持部３３は、空調通信部３１が受信した目標温度の指令に応じた目標温度データを保持する。

在室者検出部３４は、例えば、カメラに代表される撮像素子と画像認識装置とを含んでいる。在室者検出部３４は、例えば、フロア内のうち、空調機３の設置位置に応じた検出範囲内にいるユーザの人数を検出する。つまり、各空調機３において、検出範囲が適宜区分けされており、各空調機３の在室者検出部３４が同時期に検出した人数を集計することで、フロア内に在室するユーザの人数（つまり、在室者人数）を求めることが可能となっている。

以下、本発明の実施形態１に係る空気調和システム１における空調制御装置２の動作について、図６を参照して説明する。図６は、空調制御装置２（空調運転制御部２２）が実行する空調制御処理の一例を示すフローチャートである。この空調制御処理は、一般的な空調制御とは異なる揺らぎ温度制御を行う際に実行される。

まず、空調運転制御部２２は、在室者人数を取得する（ステップＳ１０１）。すなわち、空調運転制御部２２は、同時期に各空調機３の在室者検出部３４か検出した人数を集計して、在室者人数を取得する。

空調運転制御部２２は、在室者人数が条件人数よりも多いか否かを判別する（ステップＳ１０２）。つまり、空調運転制御部２２は、ステップ１０１にて取得された在室者人数が、揺らぎ温度制御開始条件データ２３１にて規定される条件人数（一例として、閾値となる１０人）を超えているかどうかを判別する。空調運転制御部２２は、在室者人数が条件人数よりも多くない（以下である）と判別すると（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に処理を戻す。

一方、在室者人数が条件人数よりも多いと判別した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）に、空調運転制御部２２は、時間帯からＴ１，Δｔ１を決定する（ステップＳ１０３）。すなわち、空調運転制御部２２は、図３に示すような揺らぎ時間・温度データ２３２から時間帯に応じたＴ１及びΔｔ１を読み出す。

空調運転制御部２２は、空調機３の目標温度を、設定温度よりもΔｔ１だけ下げる（ステップＳ１０４）。つまり、空調運転制御部２２は、設定温度よりもΔｔ１だけ下げた目標温度の指令を、空調通信部２１を通じて空調機３に発する。

空調運転制御部２２は、Ｔ１時間が経過するのを待機する（ステップＳ１０５）。つまり、空調運転制御部２２は、Ｔ１時間が経過していないと判別すると（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、後続処理を実行せずに待機する。

一方、Ｔ１時間が経過したと判別した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）に、空調運転制御部２２は、時間帯からＴ２，Δｔ２を決定する（ステップＳ１０６）。すなわち、空調運転制御部２２は、図３に示すような揺らぎ時間・温度データ２３２から時間帯に応じたＴ２及びΔｔ２を読み出す。

空調運転制御部２２は、空調機３の目標温度を、設定温度よりもΔｔ２だけ上げる（ステップＳ１０７）。つまり、空調運転制御部２２は、設定温度よりもΔｔ２だけ上げた目標温度の指令を、空調通信部２１を通じて空調機３に発する。

空調運転制御部２２は、Ｔ２時間が経過するのを待機する（ステップＳ１０８）。つまり、空調運転制御部２２は、Ｔ２時間が経過していないと判別すると（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、後続処理を実行せずに待機する。

一方、Ｔ２時間が経過したと判別した場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）に、空調運転制御部２２は、空調機３の目標温度を、設定温度と等しくする（ステップＳ１０９）。つまり、空調運転制御部２２は、設定温度に戻すための目標温度の指令を、空調通信部２１を通じて空調機３に発する。

そして、空調運転制御部２２は、上述したステップＳ１０１に処理を戻す。

このような空調制御処理において、ステップＳ１０１，Ｓ１０２にて揺らぎ温度制御の開始を判定する。この際、条件人数を超える在室者がいることを開示条件としているため、より多くの在室者の集中力を向上させ、維持することができる。次に、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５にて、設定温度よりも低い温度に室温を維持する低温運転に切り換え、在室者の集中力を向上させる。やがて、在室者の集中力が高まると、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８にて、設定温度よりも高い温度に室温を維持する高温運転に切り換え、省エネルギー性を向上させる。このとき、集中力が高まっている在室者は、温度の変化が気にならない（温度変化に鈍感な状況である）ため、高温運転に切り換えても快適性が損なわれない。このように、高温運転と低温運転とを適宜切り換えることにより、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることができる。

（実施形態２）
上記の実施形態１では、図３に示すような揺らぎ時間・温度データ２３２に基づいて、高温運転と低温運転とを適宜切り換える場合について説明したが、在室者の集中力を算出し、算出した集中力に基づいて、高温運転と低温運転とを切り換えてもよい。以下、本発明の実施形態２について説明する。

図７は、本発明の実施形態２に係る空調制御装置２の構成の一例を示すブロック図である。図示するように、空調制御装置２は、空調通信部２１と、運転制御手段としての空調運転制御部４２と、データ管理部４３とを備える。なお、空調通信部２１は、上述した図２の空調制御装置２における空調通信部２１と同じ構成である。

空調運転制御部４２は、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、空調制御装置２全体を制御する。空調運転制御部４２は、機能的には、揺らぎ温度制御実行部２２１、及び、在室者集中力算出部４２１（集中力算出手段としての在室者集中力算出部４２１）を備えている。これらの機能は、例えば、ＣＰＵが、ＲＡＭをワークメモリとして用い、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムを適宜実行することにより実現される。なお、揺らぎ温度制御実行部２２１は、上述した図２の空調制御装置２における揺らぎ温度制御実行部２２１と同じ構成である。

在室者集中力算出部４２１は、例えば、入退室回数に基づいて、在室者の集中力を算出する。具体的には、後述する動作検出部５１（図１０に示す空調機３）にて、現在を基準として予め定められた一定時間前までにおけるユーザの入退室回数（延べ人数）が検出されるため、在室者集中力算出部４２１は、この入退室回数に基づいて、在室者の集中力を算出する。なお、このようにして集中力を算出するのは、一例であり、他の手法により、在室者の集中力を算出してもよい。例えば、在室者集中力算出部４２１は、動作検出部５１にて、在室者がキーボードをタイプするタイピング動作を検出する場合、そのタイピング数に基づいて在室者の集中力を算出してもよい。この他にも、例えば、在室者集中力算出部４２１は、動作検出部５１にて、在室者が瞬きする動作を検出する場合、その瞬き数に基づいて在室者の集中力を算出してもよい。

データ管理部４３は、例えば、ハードディスクに代表される補助記憶デバイスであり、空調機３の制御に必要な種々のデータを管理する。一例として、データ管理部４３は、揺らぎ温度制御開始条件データ２３１と、揺らぎ時間・温度データ４３１と、集中力指標データ４３２とを記憶する。なお、揺らぎ温度制御開始条件データ２３１は、上述した図２の空調制御装置２における揺らぎ温度制御開始条件データ２３１と同じ構成である。

揺らぎ時間・温度データ４３１は、実施形態２における低温運転及び高温運転を規定するデータである。揺らぎ時間・温度データ４３１の具体例を、図８に示す。図８の揺らぎ時間・温度データ４３１においても、Ｔ１は、低温運転の時間を示し、Δｔ１は、低温運転における下降温度を示し、Ｔ２は、高温運転の時間を示し、そして、Δｔ２は、高温運転における上昇温度を示している。図８の揺らぎ時間・温度データ４３１では、在室者集中力に応じて、これらＴ１、Δｔ１、Ｔ２、及び、Δｔ２の値が適切となるように規定されている。なお、在室者集中力は、以下に説明するように、在室者の集中力を指標する値である。

集中力指標データ４３２は、事象と、在室者の集中力を指標する値とを対応付けたデータである。集中力指標データ４３２の具体例を、図９に示す。図９の集中力指標データ４３２では、入退室回数と、在室者集中力とを対応付けたデータを示している。なお、上述したように、在室者集中力算出部４２１が在室者のタイピング数に基づいて在室者の集中力を算出する場合、集中力指標データ４３２は、タイピング数と、在室者集中力とを対応付けたデータとなる。同様に、在室者集中力算出部４２１が在室者の瞬き数に基づいて在室者の集中力を算出する場合、集中力指標データ４３２は、瞬き数と、在室者集中力とを対応付けたデータとなる。

次に、本発明の実施形態２に係る空調機３について、図１０を参照して説明する。図示するように、空調機３は、空調通信部３１と、空調機制御部３２と、目標温度保持部３３と、在室者検出手段としての在室者検出部３４と、動作検出手段としての動作検出部５１とを備える。なお、空調通信部３１〜在室者検出部３４は、上述した図５の空調機３における空調通信部３１〜在室者検出部３４と同じ構成である。

動作検出部５１は、例えば、カメラに代表される撮像素子と画像認識装置とを含んでいる。動作検出部５１は、ユーザの入退室動作を検出し、その数を時間情報と対応付けて蓄積する。そして、動作検出部５１は、現在を基準として予め定められた一定時間前までにおけるユーザの入退室回数（延べ人数）を集計し、その情報を空調通信部３１を通じて空調制御装置２に送信する。なお、動作検出部５１が検出する動作は、このようなユーザの入退室に限られず任意である。例えば、動作検出部５１は、在室者のタイピング動作を検出し、その数を時間情報と対応付けて蓄積する。そして、動作検出部５１は、現在を基準として予め定められた一定時間前までにおけるタイピング数を集計し、その情報を空調通信部３１を通じて空調制御装置２に送信してもよい。この他にも、例えば、動作検出部５１は、在室者の瞬き動作を検出し、その数を時間情報と対応付けて蓄積する。そして、動作検出部５１は、現在を基準として予め定められた一定時間前までにおける瞬き数を集計し、その情報を空調通信部３１を通じて空調制御装置２に送信してもよい。

以下、本発明の実施形態２に係る空調制御装置２の動作について、図１１を参照して説明する。図１１は、空調制御装置２（空調運転制御部４２）が実行する空調制御処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１１の空調制御処理において、上述した図６の空調制御処理と同じ処理には、同じ参照符号を付している。以下では、同じ処理について、簡単に記載している。

まず、空調運転制御部４２は、在室者人数を取得し（ステップＳ１０１）、在室者人数が条件人数よりも多いか否かを判別する（ステップＳ１０２）。空調運転制御部４２は、在室者人数が条件人数よりも多くないと判別すると（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に処理を戻す。

一方、在室者人数が条件人数よりも多いと判別した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）に、空調運転制御部４２は、集中力からＴ１，Δｔ１を決定する（ステップＳ２０３）。すなわち、空調運転制御部４２は、例えば、図９に示すような集中力指標データ４３２を基に、在室者集中力を算出する。より詳細に、在室者集中力算出部４２１は、動作検出部５１が検出した入退室回数に基づいて、図９の集中力指標データ４３２を参照し、在室者集中力を算出する。そして、空調運転制御部４２は、図８の揺らぎ時間・温度データ４３１から在室者集中力に応じたＴ１及びΔｔ１を読み出す。

空調運転制御部４２は、空調機３の目標温度を、設定温度よりもΔｔ１だけ下げる（ステップＳ１０４）。

空調運転制御部４２は、集中力に応じたＴ１時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ２０５）。空調運転制御部４２は、集中力に応じたＴ１時間が経過していないと判別すると（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、上述したステップＳ２０３に処理を戻す。すなわち、在室者の集中力が変化していれば、再度、ステップＳ２０３にて、新たな集中力からＴ１，Δｔ１が決定されることになる。なお、Ｔ１が変化しても、起点は変化しない。つまり、最初にステップＳ２０３を実行した際に、計時を開始しており、集中力の変化に伴いＴ１が変化した場合でも、終点（終了時期）が変化するだけである。そのため、例えば、入退室回数が増えることにより在室者の集中力が低下した場合、図９の集中力指標データ４３２から参照する在室者集中力が低くなり、それに応じて、図８の揺らぎ時間・温度データ４３１から読み出すＴ１の値が増加して、ステップＳ２０３で判別する終点が延びることになる。

一方、集中力に応じたＴ１時間が経過したと判別した場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）に、空調運転制御部４２は、集中力からＴ２，Δｔ２を決定する（ステップＳ２０６）。すなわち、空調運転制御部４２は、図９の集中力指標データ４３２を基に、在室者集中力を算出する。そして、空調運転制御部４２は、図８の揺らぎ時間・温度データ４３１から在室者集中力に応じたＴ２及びΔｔ２を読み出す。

空調運転制御部４２は、空調機３の目標温度を、設定温度よりもΔｔ２だけ上げる（ステップＳ１０７）。

空調運転制御部４２は、集中力に応じたＴ２時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ２０８）。空調運転制御部４２は、集中力に応じたＴ２時間が経過していないと判別すると（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、上述したステップＳ２０６に処理を戻す。すなわち、在室者の集中力が変化していれば、再度、ステップＳ２０６にて、新たな集中力からＴ２，Δｔ２が決定されることになる。なお、Ｔ２が変化しても、上記と同様に起点は変化しない。つまり、最初にステップＳ２０６を実行した際に、計時を開始しており、集中力の変化に伴いＴ２が変化した場合でも、終点が変化するだけである。そのため、例えば、入退室回数が増えることにより在室者の集中力が低下した場合、図９の集中力指標データ４３２から参照する在室者集中力が低くなり、それに応じて、図８の揺らぎ時間・温度データ４３１から読み出すＴ２の値が低下して、ステップＳ２０８で判別する終点が短縮されることになる。

一方、集中力に応じたＴ２時間が経過したと判別した場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）に、空調運転制御部４２は、空調機３の目標温度を、設定温度と等しくする（ステップＳ１０９）。そして、空調運転制御部４２は、上述したステップＳ１０１に処理を戻す。

このような空調制御処理において、ステップＳ１０１，Ｓ１０２にて揺らぎ温度制御の開始を判定する。この際、条件人数を超える在室者がいることを開示条件としているため、より多くの在室者の集中力を向上させ、維持することができる。次に、ステップＳ２０３，Ｓ１０４，Ｓ２０５にて、設定温度よりも低い温度に室温を維持する低温運転に切り換え、在室者の集中力を向上させる。この間、集中力に応じて、Ｔ１，Δｔ１が適宜見直される。やがて、在室者の集中力が高まると、ステップＳ２０６，Ｓ１０７，Ｓ２０８にて、設定温度よりも高い温度に室温を維持する高温運転に切り換え、在室者の集中力を向上させる。このとき、集中力が高まっている在室者は、温度の変化が気にならないため、高温運転に切り換えても快適性が損なわれない。しかも、この間、集中力に応じて、Ｔ２，Δｔ２が適宜見直されるため、例えば、集中力が低下してきたらＴ２も短くなり、高温運転が早期に終了する。このため、在室者の集中力が下がりきる前に（つまり、不快を感じさせる前に）、低温運転に切り換えることが可能となる。このように、在室者の集中力に応じて、高温運転と低温運転とを適宜切り換えることにより、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることができる。

（実施形態３）
上記の実施形態１，２では、空調制御装置２が空調機３を制御してフロア内の空気調和を行う場合について説明したが、このような空調制御装置２の機能を空調機３側に持たせることで、空調機３が単独で揺らぎ温度制御を行えるようにしてもよい。以下、本発明の実施形態３について説明する。

図１２は、本発明の実施形態３に係る空調機３の構成の一例を示すブロック図である。図示するように、空調機３は、空調通信部３１と、運転制御手段としての空調機制御部６２と、データ管理部６３と、在室者検出手段としての在室者検出部３４と、動作検出手段としての動作検出部５１とを備える。なお、空調通信部３１、在室者検出部３４、及び、動作検出部５１は、上述した図１０の空調機３における空調通信部３１、在室者検出部３４、及び、動作検出部５１と同じ構成である。

空調機制御部６２は、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、空調機３全体を制御する。空調機制御部６２は、機能的には、揺らぎ温度制御実行部６２１、及び、在室者集中力算出部６２２（集中力算出手段としての在室者集中力算出部６２２）を備えている。これらの機能は、例えば、ＣＰＵが、ＲＡＭをワークメモリとして用い、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムを適宜実行することにより実現される。なお、空調機制御部６２は、上記と同様に、図示せぬ室外機との間で冷媒を循環させる冷媒回路３２１、送風方向を整えるルーバー３２２、及び、送風を行うファン３２３を制御して、空気調和を行う。

揺らぎ温度制御実行部６２１は、在室者の集中力に応じて、高温運転と低温運転とを適宜切り換える。

在室者集中力算出部６２２は、例えば、ユーザの入退室回数に基づいて、在室者の集中力を算出する。この他にも、在室者集中力算出部６２２は、在室者のタイピング数、又は、在室者の瞬き数に基づいて、在室者の集中力を算出してもよい。

データ管理部６３は、例えば、ハードディスクに代表される補助記憶デバイスであり、種々のデータを管理する。一例として、データ管理部６３は、揺らぎ温度制御開始条件データ６３１と、揺らぎ時間・温度データ６３２と、集中力指標データ６３３と、目標温度データ６３４を記憶する。

揺らぎ温度制御開始条件データ６３１は、揺らぎ温度制御を開始するための条件を規定するデータである。例えば、揺らぎ温度制御開始条件データ６３１には、在室者についての条件人数が規定されている。

揺らぎ時間・温度データ６３２は、低温運転及び高温運転を規定するデータであり、例えば、上述した図８の揺らぎ時間・温度データ４３１と同様のデータである。

集中力指標データ６３３は、事象と、在室者の集中力を指標する値とを対応付けたデータであり、例えば、上述した図９の集中力指標データ４３２と同様のデータである。

目標温度データ６３４は、揺らぎ温度制御実行部６２１により求められた目標温度のデータである。

このような構成の空調機３においても、上述した図１１の空調制御処理が空調機制御部６２により実行され、揺らぎ温度制御が実現される。すなわち、ステップＳ１０１，Ｓ１０２にて揺らぎ温度制御の開始を判定する。この際、条件人数を超える在室者がいることを開示条件としているため、より多くの在室者の集中力を向上させ、維持することができる。次に、ステップＳ２０３，Ｓ１０４，Ｓ２０５にて、設定温度よりも低い温度に室温を維持する低温運転に切り換え、在室者の集中力を向上させる。この間、集中力に応じて、Ｔ１，Δｔ１が適宜見直される。やがて、在室者の集中力が高まると、ステップＳ２０６，Ｓ１０７，Ｓ２０８にて、設定温度よりも高い温度に室温を維持する高温運転に切り換え、在室者の集中力を向上させる。このとき、集中力が高まっている在室者は、温度の変化が気にならないため、高温運転に切り換えても快適性が損なわれない。しかも、この間、集中力に応じて、Ｔ２，Δｔ２が適宜見直されるため、例えば、集中力が低下してきたらＴ２も短くなり、高温運転が早期に終了する。このため、在室者の集中力が下がりきる前に（つまり、不快を感じさせる前に）、低温運転に切り換えることが可能となる。このように、在室者の集中力に応じて、高温運転と低温運転とを適宜切り換えることにより、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることができる。

（他の実施形態）
上記の実施形態２，３では、図１１のような制御処理において、ステップＳ２０５，ステップＳ２０８では、逐次見直される集中力に応じたＴ１，Ｔ２時間が経過すると、低温運転と高温運転とを切り換える場合について説明したが、見直される集中力の指標値が変化したタイミングで、低温運転と高温運転とを切り換えてもよい。例えば、図１３に示すような揺らぎ時間・温度データ７３１が用いられる。この揺らぎ時間・温度データ７３１は、上述した図８の揺らぎ時間・温度データ４３１から、Ｔ１及びＴ２を省いたデータである。また、在室者集中力の「３」と「１」に対応するΔｔ１及びΔｔ２の値は、揺らぎ時間・温度データ４３１のものとは異なっているが、説明を容易にするためであり、揺らぎ時間・温度データ４３１と同じであってもよい。

このような揺らぎ時間・温度データ７３１を用いる場合、切り換えの基準とする２つの値として、第１の値と第２の値を規定しておく。例えば、第１の値として、「４」を規定し、第２の値として、「２」を規定する。つまり、「第１の値＞第２の値」となるように規定される。そして、図１１のような制御処理において、ステップＳ２０５では、在室者の集中力（在室者集中力）が、第１の値（「４」）となったか否かを判別する。つまり、在室者の集中力が十分に向上したかどうかが判別される。ここで、在室者の集中力が、第１の値となると、ステップＳ２０６に進み、高温運転となる。また、同様に、ステップＳ２０８では、在室者の集中力（在室者集中力）が、第２の値（「２」）となったか否かを判別する。つまり、在室者の集中力が低下してきたかどうかが判別される。ここで、在室者の集中力が、第２の値となると、ステップＳ１０９、そして、ステップＳ１０１に戻った後に再びステップＳ２０３へと進み、低温運転となる。

この場合でも、在室者の集中力に応じて、高温運転と低温運転とを適宜切り換えることにより、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることができる。

上記の実施形態２，３では、在室者集中力算出部４２１，６２２が、在室者の動作（入退室回数、タイピング数、瞬き数等）から、在室者の集中力を算出する場合について説明したが、他の手法により、在室者の集中力を算出してもよい。例えば、在室者集中力算出部４２１，６２２は、在室者の生体情報から在室者の集中力を算出してもよい。具体的に在室者集中力算出部４２１，６２２は、在室者の心拍変動（ＨＲＶ）を収集して交感神経の活性度を測定することにより、在室者の集中力を算出してもよい。また、在室者集中力算出部４２１，６２２は、在室者の脳波を収集してα波を測定することにより、在室者の集中力を算出してもよい。

上記の実施形態１〜３では、夏期の冷房時における空調制御を一例として説明したが、冬期の暖房時における空調制御においても、適宜適用することができる。暖房時では、例えば、図１４に示すような揺らぎ温度制御を行う。つまり、時間軸上のＰ５において、揺らぎ温度制御を開始するための条件が満たされると、揺らぎ温度制御実行部２２１，６２１は、空調機３の目標温度を、設定温度よりもΔｔ３だけ下げた温度にする。そして、揺らぎ温度制御実行部２２１，６２１は、例えば、Ｔ１時間が経過するのを待機する。

揺らぎ温度制御実行部２２１，６２１は、Ｔ１時間が経過したＰ６において、空調機３の目標温度を、設定温度よりもΔｔ４だけ下げた温度にする。そして、揺らぎ温度制御実行部２２１，６２１は、例えば、Ｔ２時間が経過するのを待機する。

揺らぎ温度制御実行部２２１，６２１は、Ｔ２時間が経過したＰ７において、揺らぎ温度制御を行うための条件が満たされなくなると、空調機３の目標温度を、設定温度と等しい温度にする。これ以降は同様に、例えば、時間軸上のＰ８において、揺らぎ温度制御実行部２２１，６２１は、空調機３の目標温度を、設定温度よりもΔｔ３だけ下げた温度にする。

このような暖房時における揺らぎ温度制御では、冷房時と異なり、高温運転の場合でも、設定温度よりもΔｔ４だけ下げた温度に維持する。なお、「Δｔ３＞Δｔ４」に規定されており、設定温度よりもΔｔ３だけ下げる低温運転よりは高温となる。この場合も、高温運転と低温運転とを適宜切り換えることにより、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることができる。

また、上記実施形態１，２では、専用の空調制御装置２を用いる場合について説明したが、空調制御装置２の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器等に適用することで、当該パーソナルコンピュータを空調制御装置２として機能させることも可能である。

また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットといった通信ネットワークを介して配布してもよい。

本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明は、在室者の快適性と省エネルギー性とを両立させることのできる空気調和装置、空気調和システム、および、制御方法に採用され得る。

１ 空気調和システム、２ 空調制御装置、２１，３１ 空調通信部、２２，４２ 空調運転制御部、２２１，６２１ 揺らぎ温度制御実行部、４２１，６２２ 在室者集中力算出部、２３，４３ データ管理部、２３１、６３１ 揺らぎ温度制御開始条件データ、２３２，４３１，６３２，７３１ 揺らぎ時間・温度データ、４３２，６３３ 集中力指標データ、６３４ 目標温度データ、３ 空調機、３２，６２ 空調機制御部、３２１ 冷媒回路、３２２ ルーバー、３２３ ファン、３３ 目標温度保持部、３４ 在室者検出部、５１ 動作検出部

上記目的を達成するため、本発明に係る空気調和装置は、
空調対象となる室内に在室するユーザの集中力を算出する集中力算出手段と、
設定温度よりも低い温度に室温を維持する低温運転、又は、設定温度よりも高い温度に室温を維持する高温運転を行う運転制御手段と、を備え、
前記集中力算出手段は、集中力を指標する指標値を算出し、
前記運転制御手段は、前記指標値が、第１の値以上になると、前記低温運転から前記高温運転に切り換え、前記指標値が、前記第１の値よりも小さい第２の値以下になると、前記高温運転から前記低温運転に切り換える。

Claims (9)

1. 空調対象となる室内に在室するユーザの集中力を算出する集中力算出手段と、
   設定温度よりも低い温度に室温を維持する低温運転、又は、設定温度よりも高い温度に室温を維持する高温運転を行う運転制御手段と、を備え、
   前記運転制御手段は、前記集中力に基づいて、前記高温運転と前記低温運転とを切り換える、
   空気調和装置。
2. 前記運転制御手段は、前記高温運転において維持すべき温度、及び、前記低温運転において維持すべき温度のうち、少なくとも一方の温度を、前記集中力に基づいて変更する、
   請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記集中力算出手段は、集中力を指標する指標値を算出し、
   前記運転制御手段は、前記指標値が、第１の値以上になると、前記低温運転から前記高温運転に切り換え、前記指標値が、前記第１の値よりも小さい第２の値以下になると、前記高温運転から前記低温運転に切り換える、
   請求項１に記載の空気調和装置。
4. 在室者の動作を検出する動作検出手段を更に備え、
   前記集中力算出手段は、前記在室者の動作に基づいて集中力を算出する、
   請求項１に記載の空気調和装置。
5. 前記集中力算出手段は、在室者の生体情報に基づいて集中力を算出する、
   請求項１に記載の空気調和装置。
6. 在室者の人数を検出する在室者検出手段を更に備え、
   前記運転制御手段は、前記在室者の人数が閾値を超えたときに、前記高温運転又は前記低温運転を行う揺らぎ温度制御を開始する、
   請求項１に記載の空気調和装置。
7. 前記運転制御手段は、前記低温運転の時間よりも、前記高温運転の時間の方が長くなるように、前記高温運転と前記低温運転とを切り換える、
   請求項１に記載の空気調和装置。
8. 空調制御装置と空気調和装置とを含んで構成される空気調和システムであって、
   前記空調制御装置は、
   空調対象となる室内に在室するユーザの集中力を算出する集中力算出手段と、
   設定温度よりも低い温度に室温を維持させる低温運転、又は、設定温度よりも高い温度に室温を維持させる高温運転を、前記空気調和装置に行わせる運転制御手段と、を備え、
   前記運転制御手段は、前記集中力に基づいて、前記高温運転と前記低温運転とを切り換える、
   空気調和システム。
9. 空気調和装置が実行する制御方法であって、
   空調対象となる室内に在室するユーザの集中力を算出する集中力算出ステップと、
   設定温度よりも低い温度に室温を維持する低温運転、又は、設定温度よりも高い温度に室温を維持する高温運転を行う運転制御ステップと、を備え、
   前記運転制御ステップは、前記集中力に基づいて、前記高温運転と前記低温運転とを切り換える、
   制御方法。

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