JPWO2020183639A1 - 制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このため、従来システムでは、吹出空気温度の下がりすぎによる過度の冷風感又は吹出空気温度の上がりすぎによる過度の温風感により、快適性が低下するという課題がある。
空気調和機からの空気が吹き出される複数の吹出口の各々での吹出空気の温度を吹出空気温度として取得する吹出空気温度取得部と、
前記吹出空気温度取得部により取得された吹出空気温度に基づき、前記複数の吹出口の中から代表吹出口を選択する代表選択部と、
前記代表吹出口の吹出空気温度に基づき、前記空気調和機の運転を制御する運転制御部とを有する。
***構成の説明***
図1は、本実施の形態に係る空気調和システムの構成例を示す。
本実施の形態に係る空気調和システムは、室外機10と、外気処理ユニット20と、制御装置100で構成される。室外機10と外気処理ユニット20とを合せて空気調和機ともいう。
また、外気処理ユニット20は、ダクト81及びダクト82により室外空間と接続されている。外気処理ユニット20は、ダクト81により室内空気の吹き出しを行う。また、外気処理ユニット20は、ダクト82により室外空気の取り込みを行う。
更に、外気処理ユニット20は、ダクト40により室内空間90と接続されている。
ダクト40は、分岐しており、それぞれの分岐先に吹出口が設けられている。各吹出口からは、外気処理ユニット20からの空気が吹き出される。つまり、本実施の形態に係る外気処理ユニット20には、各吹出口の吹出空気の温度を個別に制御する機構は設けられていない。
図1の構成では、ダクト40の分岐先に吹出口41A、吹出口41B及び吹出口41Cが設けられている。なお、以下では、吹出口41A、吹出口41B及び吹出口41Cを区別する必要がない場合は、吹出口41A、吹出口41B及び吹出口41Cをまとめて吹出口41という。
また、各吹出口41には、温度計測装置50が設けられている。つまり、吹出口41Aには温度計測装置50Aが設けられている。吹出口41Bには温度計測装置50Bが設けられている。吹出口41Cには温度計測装置50Cが設けられている。温度計測装置50A、温度計測装置50B及び温度計測装置50Cを区別する必要がない場合は、温度計測装置50A、温度計測装置50B及び温度計測装置50Cをまとめて温度計測装置50という。各温度計測装置50は、対応する吹出口41での吹出空気の温度(吹出空気温度)を計測する。温度計測装置50は、例えば、温度センサである。
また、外気処理ユニット20は、ダクト43により室内空間90と接続されている。43には吸込口42が設けられている。外気処理ユニット20は、吸込口42により室内空気の取り込みを行う。
制御装置100により行われる動作は制御方法に相当する。
制御装置100は、ハードウェアとして、プロセッサ901、主記憶装置902、補助記憶装置903及び通信装置904を備える。
また、制御装置100は、機能構成として、図3に示す吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103及び運転制御部104を備える。
補助記憶装置903には、吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103及び運転制御部104の機能を実現するプログラムが記憶されている。
これらプログラムは、補助記憶装置903から主記憶装置902にロードされる。そして、プロセッサ901がこれらプログラムを実行して、後述する吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103及び運転制御部104の動作を行う。
図2では、プロセッサ901が吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103及び運転制御部104の機能を実現するプログラムを実行している状態を模式的に表している。
例えば、室内空間90が複数の部屋に区切られており、部屋ごとに吹出口41が設けられている場合は、設定温度取得部102は、吹出口41が設けられている部屋ごとの設定温度を取得する。例えば、各部屋を利用する利用者がリモートコントローラを用いて設定温度を設定する場合は、設定温度取得部102は、リモートコントローラからの無線電波を受信して、設定温度を取得する。
より具体的には、代表選択部103は、吹出口41ごとに吹出空気温度と設定温度との温度差を算出し、算出した温度差に基づき、代表吹出口を選択する。例えば、空気調和機が冷房運転をしている場合は、代表選択部103は、吹出空気温度が設定温度よりも低く、吹出空気温度と設定温度との温度差がもっと大きい吹出口41を代表吹出口に選択する。また、空気調和機が暖房運転をしている場合は、代表選択部103は、吹出空気温度が設定温度よりも高く、吹出空気温度と設定温度との温度差がもっと大きい吹出口吹出口41を代表吹出口に選択する。
図4に示すように、室外機10は、圧縮機11、四方弁12、室外熱交換器13、室外機ファン14を有する。また、外気処理ユニット20は、膨張弁21および外気処理熱交換器22を有する。
四方弁12は、空気調和機の運転モード、例えば、冷房運転又は暖房運転に応じて冷媒の流れを切り替える。
室外熱交換器13は、冷媒回路を流れる冷媒と、室外空気との間で熱交換を行う。
室外熱交換器13には、室外機ファン14が隣接される。室外機ファン14は、室外熱交換器13へ送風を行う。室外機ファン14の回転数を制御することにより、送風量を調整することができる。
膨張弁21は、開度が可変に制御可能な弁、例えば、電子式膨張弁で構成される。膨張弁21の開度が制御されることで、冷媒の減圧量が制御される。
外気処理熱交換器22は、冷媒回路を流れる冷媒と、室外から取り込んだ空気との間で熱交換を行う。
図5に示す給気用送風手段24のファンの回転数を制御することにより、外気処理熱交換器22への送風量を調整することができる。
外気処理ユニット20は、外気処理熱交換器22と、全熱交換器23と、室外空気を室内空間90に供給するための給気用送風手段24と、室内空気を室外に排出する排気用送風手段25とを搭載している。
以下では、空気調和機が冷房運転を行っている場合の制御装置100の動作を説明する。
冷房運転では、室外から取り込まれた空気が外気処理熱交換器22で冷却され、室内空間90へ吹き出される。
また、設定温度取得部102が、制御周期ごとに、各吹出口41の吹出先の領域の設定温度を取得する。
そして、運転制御部104が、代表吹出口の吹出空気温度Tsa_rの値に応じて、空気調和機の制御を行う。
なお、図6では、説明に直接関係のない構成要素の図示は省略している。
例えば、図6では、室外機10、温度計測装置50及び制御装置100の図示は省略している。
また、吹出口41Aの吹出空気温度Tsaは12℃である。また、吹出口41Bの吹出空気温度Tsaは15.5℃である。また、吹出口41Cの吹出空気温度Tsaは12℃である。
この場合は、吹出口41AのΔTsaは−1℃である。また、吹出口41BのΔTsaは+2.5℃である。また、吹出口41CのΔTsaは−2℃である。
代表選択部103は、代表吹出口として、吹出口41Cを選択する。
そして、運転制御部104は、代表吹出口の吹出空気温度Tsa_rが設定温度Tsa_setを上回る場合に、吹出空気温度Tsa_rを下げるように、室外機10と外気処理ユニット20の運転を制御する。
例えば、運転制御部104は、膨張弁の開度を上げる、圧縮機の周波数を上げる、ファンの風量を下げる、あるいは、これらを組み合わせて、吹出空気温度Tsa_rを下げることができる。
なお、運転制御部104は、これら以外の方法により室外機10と外気処理ユニット20の運転を制御してもよい。
前述したように、冷房運転時では、代表選択部103は、Tsa<Tsa_setであって、ΔTsaが最も大きい吹出口41を代表吹出口として選択する。一方、暖房運転時であれば、代表選択部103は、Tsa>Tsa_setであって、ΔTsaが最も大きい吹出口41を代表吹出口として選択する。
運転制御部104は、例えば、膨張弁の開度を下げる、圧縮機の周波数を下げる、ファンの風量を上げる等の制御を行う。
運転制御部104は、例えば、膨張弁の開度を上げる、圧縮機の周波数を上げる、ファンの風量を下げる等の制御を行う。
つまり、代表選択部103が、Tsa_rと(Tsa_set+ε)とを比較するようにしてもよい。この場合は、Tsa_rが(Tsa_set+ε)よりも大きい場合に、ステップST5が行われる。
また、ステップST6でも、代表選択部103は、代表吹出口の吹出空気温度Tsa_rと代表吹出口の設定温度Tsa_setとを比較しているが、許容幅εを任意に設定するようにしてもよい。
つまり、代表選択部103が、Tsa_rと(Tsa_set−ε)とを比較するようにしてもよい。この場合は、Tsa_rが(Tsa_set−ε)よりも小さい場合に、ステップST7が行われる。
このようにすることにより、制御のハンチングを緩やかにすることができる。
このように、本実施の形態に係る制御装置100は、全ての吹出口の吹出空気温度を取得した上で、吹出空気温度を調整する。このため、本実施の形態によれば、吹出空気温度の下がりすぎによる快適性の低下、結露の発生などの問題を防ぐことができる。
この場合は、設定温度取得部102は、例えば、室内空間90の設定温度を一元的に管理している管理装置から設定温度を取得する。
更に、この場合は、各吹出口41のΔTsaの算出処理(図7のステップST2)が省略される。つまり、代表選択部103は、冷房運転時であれば、設定温度よりも低い吹出空気温度Tsaの中で最も低温の吹出空気温度Tsaが計測された吹出口41を代表吹出口として選択する。また、暖房運転時であれば、代表選択部103は、設定温度よりも高い吹出空気温度Tsaの中で最も高温の吹出空気温度Tsaが計測された吹出口41を代表吹出口として選択する。
本実施の形態では、主に実施の形態1との差異を説明する。
なお、以下で説明していない事項は、実施の形態1と同様である。
図8は、本実施の形態に係る空気調和システムの構成例を示す。
図1と比較すると、図8では、温度計測装置51が設けられている。つまり、図1では、吹出口41ごとに温度計測装置50が設けられていたが、図8では、1つの温度計測装置51で複数の吹出口41の吹出空気温度を計測する。温度計測装置51は、例えば、赤外線センサである。温度計測装置51は、全ての吹出口41の吹出空気温度を計測できる位置に配置されている。
温度計測装置51は、吹出空気温度の計測を目的とする専用機器で実現されてもよい。また、温度計測装置51は、他の目的(他の要素の温度の計測、在室人数の計数等)のために設けられている機器で実現されてもよい。
図8に示す他の構成は、図1に示したものと同様であるため、説明を省略する。
温度計測装置51は、各吹出口41の吹出空気温度として、各吹出口41の表面温度を計測する。
そして、温度計測装置51は、計測した各吹出口41の吹出空気温度を制御装置100に通知する。以降の制御装置100の動作は、実施の形態1で示したものと同様であるため、説明を省略する。
本実施の形態では、温度計測装置51を設けることにより、吹出口41ごとに温度計測装置を設ける必要が無くなる。
また、本実施では、他の目的のために設けられている機器により温度計測装置51を実現することができる。このため、本実施の形態によれば、コストを抑えることができる。
本実施の形態では、主に実施の形態1及び実施の形態2との差異を説明する。
なお、以下で説明していない事項は、実施の形態1及び実施の形態2と同様である。
図9は、本実施の形態に係る空気調和システムの構成例を示す。
図8と比較すると、図9では、吹出口41Aの吹出空気の吹出先の領域は領域60Aとして扱われる。また、吹出口41Bの吹出空気の吹出先の領域は領域60Bとして扱われる。また、吹出口41Cの吹出空気の吹出先の領域は領域60Cとして扱われる。領域60A、領域60B及び領域60Cは、それぞれ対応する吹出口41からの吹出空気が届く領域である。なお、以下では、領域60A、領域60B及び領域60Cを区別する必要がない場合は、領域60A、領域60B及び領域60Cをまとめて領域60という。
また、図9では、利用者検出装置52が設けられている。利用者検出装置52は、空気調和の客体、具体的には、室内空間90を利用する利用者が各領域60に存在するか否かを検出する。そして、利用者検出装置52は、領域60ごとの検出結果を制御装置100に通知する。利用者検出装置52は、例えば、人感センサである。
利用者検出装置52は、吹出空気温度の調整のために利用者の存否を検出する専用機器で実現してもよい。また、利用者検出装置52は、温度計測装置51により実現してもよい。図9では、利用者検出装置52は専用機器である。
図9に示す他の構成は、図8に示したものと同様であるため、説明を省略する。
図10では、図3と比較して、検出結果取得部105が追加されている。
検出結果取得部105も吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103及び運転制御部104と同様にプログラムで実現される。そして、検出結果取得部105を実現するプログラムはプロセッサ901により実行される。
本実施の形態では、代表選択部103は、代表吹出口の選択にあたり、利用者検出装置52による検出結果を解析し、客体(室内空間90の利用者)がいない領域60に対応する吹出口41は代表吹出口の候補から除外する。
なお、図11では、説明に直接関係のない構成要素の図示は省略している。
例えば、図11では、室外機10及び制御装置100の図示は省略している。
また、吹出口41Aの吹出空気温度Tsaは12℃である。また、吹出口41Bの吹出空気温度Tsaは15.5℃である。また、吹出口41Cの吹出空気温度Tsaは12℃である。
図11の例では、吹出口41AのΔTsaは−1℃である。また、吹出口41BのΔTsaは+2.5℃である。また、吹出口41CのΔTsaは−2℃である。
領域60A及び領域60Bには利用者がいるが、領域60Cには利用者がない。このため、代表選択部103は、利用者がいない領域60Cに対応する吹出口41Cを代表吹出口の候補から除外する。
この結果、代表選択部103は、Δtsaがマイナスである吹出口41Aを代表吹出口として選択する。
より具体的には、代表選択部103は、利用者がいない領域60に対応する吹出口41を除外した後の代表吹出口の候補の中から代表吹出口を選択する。
以上のように、本実施の形態では、利用者がいない領域に対応する吹出口は代表吹出口の候補から除外される。このため、利用者がいる領域では過度な冷風感による快適性の低下を防ぐことができ、一方で、室内空間90全体としては、冷却能力の低下及び除湿量の低下による快適性の低下を防ぐことができる。
以上では、空気調和の客体として人である利用者を例にして説明を行った。空気調和の客体は人に限らず、動物又は物品であってもよい。
本実施の形態では、主に実施の形態3との差異を説明する。
なお、以下で説明していない事項は、実施の形態3と同様である。
本実施の形態でも、空気調和システムの構成例は図9に示す通りである。
また、制御装置100の機能構成例は図10に示す通りである。
本実施の形態では、設定温度Tsa_setが2つ用意される。より具体的には、領域60に利用者がいる場合の有人設定温度Tsa_set1と領域60に利用者がいない場合の無人設定温度Tsa_set2とが用意される。
そして、本実施の形態では、代表選択部103は、利用者検出装置52による検出結果に基づき、利用者がいる領域60では有人設定温度Tsa_set1を選択する。一方、利用者がいない領域60では、代表選択部103は、無人設定温度Tsa_set2を選択する。有人設定温度Tsa_set1には、利用者に過度な冷風感を与えない温度を設定することが考えられる。また、無人設定温度Tsa_set2には、結露が発生しないような温度を設定することが考えられる。
なお、有人設定温度Tsa_set1は、第1の設定温度に相当する。また、無人設定温度Tsa_set2は、第2の設定温度に相当する。
代表選択部103は、選択した有人設定温度Tsa_set1又は無人設定温度Tsa_set2に基づき、代表吹出口を選択する。
なお、図13では、説明に直接関係のない構成要素の図示は省略している。
例えば、図13では、室外機10及び制御装置100の図示は省略している。
また、吹出口41Aの吹出空気温度Tsaは12℃である。また、吹出口41Bの吹出空気温度Tsaは15.5℃である。また、吹出口41Cの吹出空気温度Tsaは12℃である。
領域60Aには利用者がいるため、代表選択部103は、吹出口41Aに対しては、有人設定温度Tsa_set1である13℃を選択する。また、領域60Bにも利用者がいるため、代表選択部103は、吹出口41Bに対しては、有人設定温度Tsa_set1である13℃を選択する。一方、領域60Cには利用者がいないため、代表選択部103は、吹出口41Cに対しては、無人設定温度Tsa_set2である11℃を選択する。
この結果は、吹出口41AのΔTsaは−1℃である。また、吹出口41BのΔTsaは+2.5℃である。また、吹出口41CのΔTsaは+1℃である。
この結果、代表選択部103は、Δtsaがマイナスである吹出口41Aを代表吹出口として選択する。
図13の例では、代表選択部103は、吹出口41Aと吹出口41Bに対しては有人設定温度Tsa_set1を利用する。一方、吹出口41Cに対しては、代表選択部103は無人設定温度Tsa_set2を利用する。
以上のように、本実施の形態では、有人設定温度Tsa_set1と無人設定温度Tsa_set2とが用意される。そして、本実施の形態では、領域ごとに、利用者の有無により有人設定温度Tsa_set1及び無人設定温度Tsa_set2のうちのいずれかが選択される。無人設定温度Tsa_set2を結露が発生しないような温度に設定することで、実施の形態3の効果に加えて、結露の発生を防ぐことができる。
また、これらの実施の形態のうち、2つ以上を組み合わせて実施しても構わない。
あるいは、これらの実施の形態のうち、1つを部分的に実施しても構わない。
あるいは、これらの実施の形態のうち、2つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。
最後に、制御装置100のハードウェア構成の補足説明を行う。
図2に示すプロセッサ901は、プロセッシングを行うIC(Integrated Circuit)である。
プロセッサ901は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等である。
図2に示す主記憶装置902は、RAM(Random Access Memory)である。
図2に示す補助記憶装置903は、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等である。
図2に示す通信装置904は、データの通信処理を実行する電子回路である。
通信装置904は、例えば、通信チップ又はNIC(Network Interface Card)である。
そして、OSの少なくとも一部がプロセッサ901により実行される。
プロセッサ901はOSの少なくとも一部を実行しながら、吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103、運転制御部104及び検出結果取得部105の機能を実現するプログラムを実行する。
プロセッサ901がOSを実行することで、タスク管理、メモリ管理、ファイル管理、通信制御等が行われる。
また、吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103、運転制御部104及び検出結果取得部105の処理の結果を示す情報、データ、信号値及び変数値の少なくともいずれかが、主記憶装置902、補助記憶装置903、プロセッサ901内のレジスタ及びキャッシュメモリの少なくともいずれかに記憶される。
また、吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103、運転制御部104及び検出結果取得部105の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD等の可搬記録媒体に格納されていてもよい。そして、吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103、運転制御部104及び検出結果取得部105の機能を実現するプログラムが格納された可搬記録媒体を商業的に流通させてもよい。
また、制御装置100は、処理回路により実現されてもよい。処理回路は、例えば、ロジックIC(Integrated Circuit)、GA(Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)である。
この場合は、吹出空気温度取得部101、設定温度取得部102、代表選択部103、運転制御部104及び検出結果取得部105は、それぞれ処理回路の一部として実現される。
なお、本明細書では、プロセッサと処理回路との上位概念を、「プロセッシングサーキットリー」という。
つまり、プロセッサと処理回路とは、それぞれ「プロセッシングサーキットリー」の具体例である。
Claims (8)
- 空気調和機からの空気が吹き出される複数の吹出口の各々での吹出空気の温度を吹出空気温度として取得する吹出空気温度取得部と、
前記吹出空気温度取得部により取得された吹出空気温度に基づき、前記複数の吹出口の中から代表吹出口を選択する代表選択部と、
前記代表吹出口の吹出空気温度に基づき、前記空気調和機の運転を制御する運転制御部とを有する制御装置。 - 前記制御装置は、更に、
吹出口ごとに、吹出空気の吹出先での設定温度を取得する設定温度取得部を有し、
前記代表選択部は、
吹出口ごとに吹出空気温度と設定温度との温度差を算出し、算出した温度差に基づき、前記代表吹出口を選択し、
前記運転制御部は、
前記代表吹出口の吹出空気温度と設定温度との温度差に基づき、前記空気調和機の運転を制御する請求項1に記載の制御装置。 - 前記代表選択部は、
前記空気調和機が冷房運転をしている場合は、吹出空気温度が設定温度よりも低く、吹出空気温度と設定温度との温度差がもっと大きい吹出口を前記代表吹出口に選択し、
前記空気調和機が暖房運転をしている場合は、吹出空気温度が設定温度よりも高く、吹出空気温度と設定温度との温度差がもっと大きい吹出口を前記代表吹出口に選択する請求項2に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、更に、
吹出口ごとに、吹出空気の吹出先に空気調和の客体が存在するか否かの検出結果を取得する検出結果取得部を有し、
前記代表選択部は、
前記客体が存在する吹出口の吹出空気温度に基づき、前記客体が存在する吹出口の中から前記代表吹出口を選択する請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、更に、
吹出口ごとに、吹出空気の吹出先での設定温度を取得する設定温度取得部を有し、
前記代表選択部は、
前記客体が存在する吹出口の吹出空気温度と設定温度との温度差を算出し、算出した温度差に基づき、前記客体が存在する吹出口の中から前記代表吹出口を選択し、
前記運転制御部は、
前記代表吹出口の吹出空気温度と設定温度との温度差に基づき、前記空気調和機の運転を制御する請求項4に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、更に、
吹出口ごとに、吹出空気の吹出先に空気調和の客体が存在するか否かの検出結果を取得する検出結果取得部と、
吹出口ごとに、吹出空気の吹出先に前記客体が存在する場合の設定温度である第1の設定温度と吹出空気の吹出先に前記客体が存在しない場合の設定温度である第2の設定温度とを取得する設定温度取得部とを有し、
前記代表選択部は、
前記客体が存在する吹出口では、吹出空気温度と第1の設定温度との温度差を算出し、前記客体が存在しない吹出口では、吹出空気温度と第2の設定温度との温度差を算出し、算出した温度差に基づき、前記代表吹出口を選択し、
前記運転制御部は、
前記代表吹出口が前記客体が存在する吹出口である場合は、前記代表吹出口の吹出空気温度と第1の設定温度との温度差に基づき、前記空気調和機の運転を制御し、前記代表吹出口が前記客体が存在しない吹出口である場合は、前記代表吹出口の吹出空気温度と第2の設定温度との温度差に基づき、前記空気調和機の運転を制御する請求項1に記載の制御装置。 - 前記吹出空気温度取得部は、
単一の温度計測装置により計測された、前記複数の吹出口の各々での吹出空気の温度を吹出空気温度として取得する請求項1に記載の制御装置。 - コンピュータが、空気調和機からの空気が吹き出される複数の吹出口の各々での吹出空気の温度を吹出空気温度として取得し、
前記コンピュータが、取得された吹出空気温度に基づき、前記複数の吹出口の中から代表吹出口を選択し、
前記コンピュータが、前記代表吹出口の吹出空気温度に基づき、前記空気調和機の運転を制御する制御方法。
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