KR101187519B1

KR101187519B1 - 공조 조작 장치 및 공조 조작 방법

Info

Publication number: KR101187519B1
Application number: KR1020100084152A
Authority: KR
Inventors: 마사토 다나카; 료우타 다자이
Original assignee: 아즈빌주식회사
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-10-02
Also published as: US20110082602A1; CN102032645A; JP5373532B2; JP2011080656A; KR20110037837A; US8805589B2; CN102032645B

Abstract

(과제) 거주자가 외기 냉방으로 전환할지의 여부를 판단하기 쉽게 한다.
(해결수단) 공조 조작 장치는, 외기 온도 계측치를 취득하는 외기 온도 정보 취득부(10)와, 실온 계측치를 취득하는 실온 정보 취득부(11)와, 열교환식 공조기 및 외기 냉방기의 상태 정보를 취득하는 공조기 상태 정보 취득부(12)와, 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터, 열교환식 공조기를 정지시켜 외기 냉방기의 효과만을 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 완전 외기 냉방 모드로 전환한 후의 실온 추정치를 산출하는 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)와, 실온 추정치를 거주자가 인식할 수 있도록 제시하는 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)와, 거주자로부터의 완전 외기 냉방으로 전환하는 조작을 접수하는 전환 지시 입력부(15)와, 거주자로부터의 전환 지시 입력에 따라서 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 전환부(16)를 포함한다.

Description

공조 조작 장치 및 공조 조작 방법{AIR CONDITIONING OPERATING APPARATUS AND AIR CONDITIONING OPERATING METHOD}

본 발명은, 열교환식 공조기와 외기 냉방기가 병용되는 공조 시스템에서, 열교환식 공조기와 외기 냉방기의 공통화된 조작부로서 사용되는 공조 조작 장치에 관한 것이다.

공조 제어에서는, 예를 들어 도 12에 나타낸 바와 같이, 방마다 개별 공조기(예를 들어 빌딩용 멀티 공조기 등)를 설치하고, 거주자가 리모콘 등의 조작 수단을 이용하여, 거주자의 판단으로 개별 공조기를 조작하는 공조 시스템이 실용화되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 도 12의 예에서는, 각각의 방(100-1, 100-2)에 열교환식 개별 공조기(101-1, 101-2)가 설치되어 있다. 도 12에서, 102-1, 102-2는 방(100-1, 100-2)으로부터 개별 공조기(101-1, 101-2)로 공기(환기)를 되돌리는 배관, 103-1, 103-2는 개별 공조기(101-1, 101-2)에 의해 냉각 또는 가열된 공기(급기)를 방(100-1, 100-2)에 공급하는 배관, 104-1, 104-2는 급기의 분출구이다. 이러한 공조 시스템에서는, 거주자가 개별 공조기를 조작하게 되므로, 조작 수단이나 조작을 위한 표시 방법에는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 많은 개량이나 기능 추가가 행해져 오고 있다.

개별 공조기용 HMI(Human-Machine Interface)는 진화하고 있고, 센트럴 공조용 공조 인터페이스를 이용하여, 개별 공조를 실현하고자 하는 것도 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2003-148790호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2008-l01897호 공보

센트럴 공조 시스템에서는, 외기 온도가 낮은 동절기에는, 외기를 이용한 냉방(외기 냉방)을 행할 수 있도록 구성되어 있다.

사무실 빌딩 등에서는, 거주자나 컴퓨터류가 실질적으로 실내의 발열물이 되기 때문에, 동절기에도 낮에는 냉방을 해야 한다. 차가운 외기를 도입하여 냉방을 행하는 외기 냉방에 의해, 공조기 등에 의해 공기를 냉각시키기 위한 에너지를 절약할 수 있기 때문에, 외기 냉방을 이용하는 것은 에너지 절약이라는 관점에서는 매우 유효하다.

따라서, 도 13에 나타낸 바와 같이 개별 공조기와 외기 냉방기를 병용하여, 각각의 장점을 활용하고자 하는 구성을 생각할 수 있다. 도 13에서, 105는 외기를 실내에 도입하는 외기 냉방기, 106은 외기의 도입구, 107-1, 107-2는 외기 냉방기(105)로부터 송출되는 외기를 방(100-1, 100-2)에 공급하는 배관, 108-1, 108-2는 외기의 공급량을 조절하는 외기 댐퍼, 109-1, 109-2는 외기의 분출구, 110-1, 110-2는 방(100-1, 100-2)의 실온을 계측하는 실온 센서, 111은 외기 온도를 계측하는 외기 온도 센서이다.

단, 개별 공조기용 HMI는, 외기 냉방기와 병용하기 위한 HMI는 되지 않는다. 따라서, 거주자가 적극적으로 외기 냉방을 이용하여 에너지 절약에 힘쓰고자 해도, 냉방 상태와의 트레이드 오프가 발생할 가능성을 판단할 수 없기 때문에, 거주자로서는 외기 냉방으로의 전환을 선택할 수 없는 경우가 있어, 거주자의 의사로 자주적으로 외기 냉방이 이용되는 빈도가 저하될 가능성이 있다.

센트럴 공조 시스템에서 AHU(Air Handling Unit)와 외기 냉방기를 병용하는 경우도 마찬가지이다. AHU나 개별 공조기는, 공기에 대한 열교환 작용을 수반하는 공조기이기 때문에, 이하에서는 이들을 외기 냉방기와 구별하여 총칭하기 위해, 열교환식 공조기로 기재한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 열교환식 공조기와 외기 냉방기가 병용되는 공조 시스템에서, 거주자가 외기 냉방으로 전환할지의 여부를 종래보다 판단하기 쉽게 할 수 있는 공조 조작 장치 및 공조 조작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 열교환식 공조기와 외기 냉방기가 병용되는 공조 시스템에서의 공조 조작 장치로서, 외기 온도 계측치를 취득하는 외기 온도 정보 취득 수단과, 실온 계측치를 취득하는 실온 정보 취득 수단과, 열교환식 공조기 및 외기 냉방기의 상태 정보를 취득하는 공조기 상태 정보 취득 수단과, 주로 열교환식 공조기의 효과를 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터, 열교환식 공조기를 정지시켜 외기 냉방기의 효과만을 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 완전 외기 냉방 모드로 전환한 후의 실온 추정치를, 상기 외기 온도 계측치와 실온 계측치와 열교환식 공조기의 상태 정보와 외기 냉방기의 상태 정보에 기초하여 산출하는 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단과, 상기 실온 추정치를 거주자가 인식할 수 있도록 제시하는 외기 냉방시 실온 추정치 제시 수단과, 거주자가 설정하는 조건에 기초한 전환 가부 판단의 결과 또는 거주자로부터의 전환 지시 입력에 따라서, 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 전환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 공조 조작 장치의 일구성예에서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각이며, 상기 전환 수단은, 거주자로부터의 상기 전환 시각의 설정을 접수하는 전환 시각 설정 수단과, 상기 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 공조 조작 장치의 일구성예에서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 상기 완전 외기 냉방 모드로 전환하기까지의 지연 시간인 전환 딜레이이며, 상기 전환 수단은, 거주자로부터의 상기 전환 딜레이의 설정을 접수하는 전환 딜레이 설정 수단과, 상기 전환 딜레이의 설정이 행해진 시각에 상기 전환 딜레이를 더한 시각을 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각으로 하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 공조 조작 장치의 일구성예에서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 실온의 허용 온도와, 거주자가 실온을 허용 온도 이하로 하기를 원하는 시간대의 최종 시각이며, 상기 전환 수단은, 거주자로부터의 상기 최종 시각의 설정을 접수하는 최종 시각 설정 수단과, 거주자로부터의 상기 허용 온도의 설정을 접수하는 허용 온도 설정 수단과, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단의 산출 결과에 기초하여, 상기 허용 온도 이하의 실온을 상기 최종 시각까지 유지할 수 있는 것을 조건으로 하여 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각을 설정하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 공조 조작 장치의 일구성예에서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단은, 상기 완전 외기 냉방 모드에서 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기가 도입되는 경우를 상정하여 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 공조 조작 장치의 일구성예에서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단은, 단위시간당 실온 변화를 차례대로 산출하는 수식에 기초하여, 시뮬레이션에 의해 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 공조 조작 장치의 일구성예에서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단은, 상기 완전 외기 냉방 모드에서의 실온 변화의 시정수와 실내의 수렴 온도를, 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기가 도입되는 경우를 상정하여 산출하고, 이 시정수와 수렴 온도에 기초하여, 임의의 시간에서의 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 공조 조작 방법은, 외기 온도 계측치를 취득하는 외기 온도 정보 취득 과정과, 실온 계측치를 취득하는 실온 정보 취득 과정과, 열교환식 공조기 및 외기 냉방기의 상태 정보를 취득하는 공조기 상태 정보 취득 과정과, 주로 열교환식 공조기의 효과를 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터, 열교환식 공조기를 정지시켜 외기 냉방기의 효과만을 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 완전 외기 냉방 모드로 전환한 후의 실온 추정치를, 상기 외기 온도 계측치와 실온 계측치와 열교환식 공조기의 상태 정보와 외기 냉방기의 상태 정보에 기초하여 산출하는 외기 냉방시 실온 추정치 산출 과정과, 상기 실온 추정치를 거주자가 인식할 수 있도록 제시하는 외기 냉방시 실온 추정치 제시 과정과, 거주자가 설정하는 조건에 기초한 전환 가부 판단의 결과 또는 거주자로부터의 전환 지시 입력에 따라서, 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 전환 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터 완전 외기 냉방 모드로 전환한 후의 실온 추정치를 산출하여, 산출한 실온 추정치를 거주자에게 제시함으로써, 완전 외기 냉방으로 전환하기 위한 판단 지표를 제시하게 되어, 거주자에게 있어서는 완전 외기 냉방으로 전환할지의 여부의 판단이 종래보다 용이해지므로, 거주자가 자주적인 판단에 의한 에너지 절약 행동을 촉진할 수 있다. 본 발명에서는, 거주자가 열교환식 공조기를 적극적으로 정지하기 쉬워지도록 유도하는 공조 조작 장치를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 거주자로부터 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각의 설정을 접수하여, 전환 시각에 도달했을 때 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행함으로써, 거주자가 적당하다고 판단한 전환 시각에 제어 모드를 자동적으로 완전 외기 냉방 모드로 전환할 수 있어, 거주자가 실온 추정치를 몇번이나 확인하는 번거로움을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 거주자로부터 완전 외기 냉방 모드로의 전환 딜레이의 설정을 접수하여, 전환 딜레이의 설정이 행해진 시각에 전환 딜레이를 더한 시각을 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각으로 하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행함으로써, 거주자가 실온 추정치를 몇번이나 확인하는 번거로움을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 거주자로부터 최종 시각의 설정을 접수하고 허용 온도의 설정을 접수하여, 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단의 산출 결과에 기초하여, 허용 온도 이하의 실온을 최종 시각까지 유지할 수 있는 것을 조건으로 하여 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각을 설정하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행함으로써, 거주자가 실온 추정치를 몇번이나 확인하는 번거로움을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 완전 외기 냉방 모드에서 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기가 도입되는 경우를 상정하여 실온 추정치를 산출함으로써, 산출하는 실온 추정치는 최대한의 온도 상승 억제가 행해지는 경우의 실온 추정치가 되기 때문에, 거주자에게 있어서 가장 유효한 판단 지표를 제시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 공조 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 공조 조작 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태의 실온 추정치 산출 방법에 기초한 실온 변화의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 실온 추정치 산출 방법에 기초한 실온 변화의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 공조 조작 장치의 표시ㆍ조작 패널의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 공조 조작 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 공조 조작 장치의 표시ㆍ조작 패널의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 공조 조작 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 공조 조작 장치의 표시ㆍ조작 패널의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 공조 조작 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 공조 조작 장치의 표시ㆍ조작 패널의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 열교환식 공조기에만 의한 종래의 공조 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 열교환식 공조기와 외기 냉방기를 병용하는 공조 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

[발명의 원리 1]

열교환식 공조기를 정지하여 완전히 외기 냉방만인 상태(완전 외기 냉방)로 하는 경우, 실내의 발열물이나 외기 온도의 조건에 따라서는, 외기 냉방만으로의 냉방 능력이 부족하여, 곧바로 열교환식 공조기를 재기동해야 하게 될 가능성이 있다. 즉, 완전 외기 냉방을 활용한 에너지 절약 행동 자체가, 그 성질상, 열교환식 공조기측의 개시와 정지를 수반할 가능성을 높이는 것이다. 따라서, 발명자는, 완전 외기 냉방 소비 에너지를 저감한다고 하는 거주자의 의도에 반하여 열교환식 공조기를 재기동해야 할 가능성을 저감하기 위해, 거주자의 판단으로 완전 외기 냉방을 행하는 경우에, 실온 추정치가 표시되는 것이 바람직하다는 것에 착안했다.

구체적으로는, 외기의 도입이 최대(외기 댐퍼가 최대 개방도)인 상태에서, 열교환식 공조기를 정지하여 완전히 외기 냉방만인 상태(완전 외기 냉방)로 한 경우의 실온 추정치를, 거주자가 파악할 수 있도록 표시하는 것에 이르렀다. 이에 따라, 열교환식 공조기를 정지하여 에너지 절약 행동을 취할 때의, 사실상의 냉방 능력의 여유를 거주자가 파악할 수 있다.

[발명의 원리 2]

실내에 있는 거주자가, 예를 들어 회의 목적으로 방을 이용하고 있는 경우에, 완전 외기 냉방으로 전환한 후에 어느 정도의 시간동안 회의를 계속하는지에 따라서, 완전 외기 냉방으로 할지의 여부의 판단도 달라진다. 따라서, 실온 추정치의 표시는, 단순히 최종적인 실온의 상승폭만을 추정하여 표시하는 것이 아니라, 시간의 경과에 맞춰 실온이 어떻게 추이하는지를 추정하여 표시할 수 있는 것이 바람직하다.

실온 추정치의 표시의 용도를 고려하면, 연속적인 시계열의 실온 변화일 필요는 없고, 또 고정밀도의 실온 추정치일 필요도 없다. 완전 외기 냉방으로 전환했을 때부터, 예를 들어 30분후, 60분후, 90분후 등의 주요 기준이 되는 시간에 있어서, 실온 추정의 개산(槪算)치를 얻을 수 있는 것만으로 충분하다. 거주자가 대충 고정되어 있다면, 완전 외기 냉방으로 할지의 여부를 실온 추정치에 기초하여 판단하는 기준도 각자가 터득해 나가게 되므로, 어쨌든 일정한 산출 방법에 의해, 시간의 경과에 맞춘 실온의 추이의 예상을 제시하는 것에 의의가 있다.

[발명의 원리 3]

예를 들어, 완전 외기 냉방으로 전환하면 30분후의 실온 추정치가 약 28℃, 60분후의 실온 추정치가 약 31℃, 90분후의 실온 추정치가 약 33℃가 되는 것으로 실온 추정치가 표시되어 있다고 가정한다. 회의가 현시점으로부터 60분 계속할 예정일 때, 30분후에 실온이 약 28℃가 되었다고 해도 거주자는 허용할 수 있지만, 60분후에 실온이 약 31℃가 되면 허용할 수 없는 것으로 가정한다. 이 경우, 실온 추정치의 확인 시점에서 완전 외기 냉방으로 할지의 여부를 판단해야 하기 때문에, 거주자는, 소비 에너지를 저감하고자 하는 의욕이 있다 하더라도, 완전 외기 냉방으로 하는 조작을 선택할 수 없다.

따라서, 회의가 끝나는 예정 시각의 30분전을 전환 시각으로서 설정할 수 있다면, 거주자가 실온 추정치를 몇번이나 확인하는 번거로움을 저감할 수 있다. 즉, 완전 외기 냉방으로 전환했을 때의 실온 추정치를 확인한 시각이, 예를 들어 14시이고, 회의가 끝나는 예정 시각이 15시이고, 실온 추정치가 30분후에 약 28℃, 60분후에 약 31℃이면, 14시의 시점에서 전환 시각을 14시 30분으로 설정하면, 지정된 전환 시각에 열교환식 공조기를 정지하여 완전 외기 냉방으로 자동적으로 전환한다. 이에 따라, 거주자는, 실온 추정치를 14시의 시점에서 한번 확인하면 된다. 전환 시각은, 14시 30분이 아니라, 예를 들어 14시 35분이어도 되고, 임의이면 되는 것은 물론이다.

또, 동일한 효과를 얻기 위해, 처음부터 실온의 허용 온도와 회의 종료 시각을 설정할 수 있도록 해도 된다. 즉, 허용 온도를 28℃로 설정하고, 회의 종료 시각을 15시로 설정해 두고, 이 때 실온 추정치가 30분후에 약 28℃이고, 60분후에 약 31℃이면, 14시 30분 정도에 열교환식 공조기를 정지하여 완전 외기 냉방으로 자동적으로 전환한다. 이에 따라, 거주자는, 설정시에 실온 추정치를 일단 한번 확인하면 된다.

[제1 실시형태]

이하, 본 발명의 실시형태에 관해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 공조 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시형태는, 상기 발명의 원리 1, 2에 대응하는 것이다. 공조 시스템의 각 구성의 배치는 도 13에 나타낸 바와 같기 때문에, 도 13의 부호를 이용하여 본 실시형태의 공조 시스템에 관해 설명한다.

공조 조작 장치(1-1, 1-2)는, 각각 도 13에 나타낸 방(100-1, 100-2)의 내부에 설치되어, 거주자에 의한 조작 또는 자동적인 처리에 의해 제어 장치(2)에 지시를 하거나, 제어 장치(2)로부터 정보를 취득하거나 한다.

제어 장치(2)는, 예를 들어 열교환식 공조기(101-1)의 열교환기에 공급되는 냉수의 양 및 외기 댐퍼(108-1)의 개방도 등을 제어함으로써, 방(100-1)의 실온이 공조 조작 장치(1-1)에 의해 설정된 실온 설정치가 되도록 제어한다. 마찬가지로, 제어 장치(2)는, 열교환식 공조기(101-2)의 열교환기에 공급되는 냉수의 양 및 외기 댐퍼(108-2)의 개방도 등을 제어함으로써, 방(100-2)의 실온이 공조 조작 장치(1-2)에 의해 설정된 실온 설정치가 되도록 제어한다.

공조 시스템의 냉방 모드에는, 주로 열교환식 공조기의 효과를 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드와, 외기 냉방기의 효과만을 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 완전 외기 냉방 모드의 2개가 방마다 존재한다. 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드에서는, 외기 냉방기도 동작하고 있지만, 완전 외기 냉방 모드에서는, 외기 냉방기만 동작하고, 열교환식 공조기는 정지해 있다.

제어 장치(2)는, 공조 조작 장치(1-1, 1-2)에 의해 설정된 실온 설정치, 외기 온도, 방(100-1, 100-2)의 실온 등을 고려하여, 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드 또는 완전 외기 냉방 모드 중 어느 한쪽의 제어 모드를 방마다 선택하여, 방마다 개별 공조를 행한다. 제어 장치(2)가 어느 쪽의 제어 모드를 선택하는지는, 발명의 본질에는 관계없고, 적절하게 실현 가능하기 때문에, 제어 모드의 자동 선택에 관한 상세한 설명은 생략한다. 또, 제어 장치(2)는, 방(100-1, 100-2)의 거주자로부터의 전환 지시를 공조 조작 장치(1-1, 1-2)를 통해 접수하여, 거주자로부터의 전환 지시가 있을 때, 거주자가 선택한 제어 모드로의 전환을 행한다.

도 2는 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 구성을 나타내는 블록도이다. 공조 조작 장치(1-1, 1-2)는, 각각 외기 온도 계측치를 취득하는 외기 온도 정보 취득부(10)와, 실온 계측치를 취득하는 실온 정보 취득부(11)와, 열교환식 공조기(101-1, 101-2) 및 외기 냉방기(105)의 상태 정보를 취득하는 공조기 상태 정보 취득부(12)와, 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터 완전 외기 냉방 모드로 전환한 후의 실온 추정치를 산출하는 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)와, 실온 추정치를 거주자가 인식할 수 있도록 제시하는 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)와, 거주자로부터의 완전 외기 냉방으로 전환하는 조작을 접수하는 전환 지시 입력부(15)와, 거주자로부터의 전환 지시 입력에 따라서 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 전환부(16)를 포함한다.

다음으로, 본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 동작에 관해 설명한다. 여기서는, 공조 조작 장치(1-1)의 동작에 관해 설명하지만, 공조 조작 장치(1-2)의 동작도 대상이 되는 방이 변한다는 점을 제외한다면 동일하다.

공조 조작 장치(1-1)의 전환 지시 입력부(15)는, 방(100-1)의 거주자가 완전 외기 냉방으로 전환하는 조작을 접수한다. 공조 조작 장치(1-1)의 전환부(16)는, 전환 지시 입력부(15)가 완전 외기 냉방으로의 전환 지시 조작을 받았을 때, 제어 장치(2)에 대하여 전환 지시 신호를 출력한다. 이 전환 지시 신호에 따라서, 제어 장치(2)는, 방(100-1)의 제어 모드를 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터 완전 외기 냉방 모드로 전환한다.

이하, 거주자가 완전 외기 냉방으로 전환할지의 여부를 판단하기 위한 지표로서, 완전 외기 냉방시의 실온 추정치를 거주자에게 제시하는 동작에 관해 설명한다. 완전 외기 냉방시의 실온 추정치는, 상술한 바와 같이 연속적인 시계열의 실온 변화를 나타낼 필요는 없고, 또 고정밀도의 실온 추정치일 필요도 없기 때문에, 실온 추정치의 산출 방법으로는 여러가지 방법이나 레벨을 생각할 수 있다. 예를 들어, 열수지(熱收支, heat budget)의 물리 모델 수식에 기초한 방법이어도 되고, 일본 특허 공개 평 6-332506호 공보에 개시된 바와 같이, 제어 대상에 대한 입출력 관계를 나타내는 데이터를 퍼지 수량화 II류의 방법으로 분석하여, 결과로서 얻어지는 특성 분포를 근사하는 모델 함수를 산출함으로써 도출한 수식을 이용하는 방법이어도 된다.

하기의 방법은, 어디까지나 하나의 사례에 불과하다. 본 발명의 본질은, 열교환식 공조기를 이용하고 있는 거주자에게, 비록 개산치라 하더라도 완전 외기 냉방시의 실온 추정치를 제시하는 것에 있다.

완전 외기 냉방시의 실온을 추정하는 방법은, 대상으로 하는 방이나 공조 설비의 조건 등에 따라 다르기 때문에, 이해를 쉽게 하기 위해 비교적 단순한 예를 나타낸다.

여기서는, 현시점의 외기 온도 계측치를 A[℃], 현시점의 외기 댐퍼 개방도를 θ, 외기 냉방시의 최대 외기 댐퍼 개방도를 θp, 외기 냉방기의 팬에 의한 공기 반송량을 S(θ)[㎥/min.], 외기 냉방기의 팬에 의한 최대 공기 반송량을 S(θp)[㎥/min.], 방으로부터 열교환식 공조기로 되돌려지는 현시점의 환기의 온도를 B[℃], 열교환식 공조기로부터 공급되는 현시점의 급기(給氣)의 온도를 C[℃], 열교환식 공조기의 팬에 의한 공기 반송량을 V[㎥/min.], 현시점의 실온 계측치를 D[℃], 실내의 발열 에너지량 추정치를 E[℃㎥/min.], 실온 추정치를 F[℃], 실내 용적을 R[㎥]로 한다.

외기 온도 계측치 A는, 외기 온도 센서(111)에 의해 계측된다. 공조 조작 장치(1-1)의 외기 온도 정보 취득부(10)는, 제어 장치(2)를 통해 외기 온도 계측치 A를 취득한다.

방(100-1)의 실온 계측치 D는, 실온 센서(110-1)에 의해 계측된다. 공조 조작 장치(1-1)의 실온 정보 취득부(11)는, 제어 장치(2)를 통해 방(100-1)의 실온 계측치 D를 취득한다.

공조 조작 장치(1-1)의 공조기 상태 정보 취득부(12)는, 제어 장치(2)로부터 방(100-1)용 외기 댐퍼(108-1)의 현시점의 개방도 θ와, 방(100-1)용 열교환식 공조기(101-1)로부터 공급되는 현시점의 급기의 온도 C와, 열교환식 공조기(101-1)의 팬에 의한 공기 반송량 V와, 방(100-1)의 기지의 실내 용적 R의 정보를 취득한다.

또, 공조기 상태 정보 취득부(12)에는, 외기 댐퍼 개방도와 외기 냉방기(105)의 팬에 의한 공기 반송량의 관계가 미리 등록되어 있다. 이 관계에 기초하여, 공조기 상태 정보 취득부(12)는, 현시점의 외기 댐퍼 개방도 θ로부터 현시점의 외기 냉방기(105)의 팬에 의한 공기 반송량 S(θ)를 구할 수 있다. 외기 댐퍼 개방도가 최대값 θp일 때 공기 반송량이 최대값 S(θp)를 취하는 것은 물론이다. 열교환식 공조기(101-1)의 팬에 의한 공기 반송량 V는, 본 실시형태에서는 고정치로 한다.

B≒D로 가정하고, 현시점에서 열평형 상태로 있다고 가정하면, 이하의 관계를 상정할 수 있다.

E=(D-C)V+(D-A)S(θ)ㆍㆍㆍ(1)

완전 외기 냉방으로 변경한 후의 실온 변화에 관해, 공기 혼합 효율을 열전도와 마찬가지로 온도차에 비례하는 것으로 하여 수식 표현하면, 이하의 관계가 된다. ΔF/Δt는 단위시간당 실온 변화량을 의미하는 것이다.

RΔF/Δt=-(F-A)S(θp)+E ㆍㆍㆍ(2)

R(F'-F)/Δt=-(F-A)S(θp)+Eㆍㆍㆍ(3)

F'=F+{-(F-A)S(θp)+E}Δt/Rㆍㆍㆍ(4)

F'=F+{-(F-A)S(θp)+(D-C)V+(D-A)S(θ)}Δt/Rㆍㆍㆍ(5)

식(2)～식(5)에 의해 차례대로 계산했을 때, F의 초기 온도를 D로 하면, 간이 시뮬레이션에 의해 실온 추정치 F'를 산출하는 것이 가능해진다. 식(2)～식(5)에 의하면, 외기 온도 등의 조건 변화 예측도 할 수 있다.

실제로는, 이하와 같이 수식 변환할 수 있기 때문에, 완전 외기 냉방에 의한 실온 변화의 시정수 T와 실내의 수렴 온도 G를 추정할 수 있다.

F'=F+{-(F-A)S(θp)+E}Δt/Rㆍㆍㆍ(6)

F'=F{1-S(θp)Δt/R}+{A+E/S(θp)}{S(θp)Δt/R}ㆍㆍㆍ(7)

F'=F{1-Δt/T}+GΔt/Tㆍㆍㆍ(8)

T=R/S(θp)ㆍㆍㆍ(9)

G=A+E/S(θp)=A+{(D-C)V+(D-A)S(θ)}/S(θp)ㆍㆍㆍ(10)

따라서, 시정수 T와 수렴 온도 G를 이용하여 다음 식에 의해 임의의 시간 t 에서의 실온 추정치 F'(t)를 얻을 수 있다. 식(11)의 경우, 외기 온도 등의 조건 변화 예측은 할 수 없지만, 연산량을 저감할 수 있다.

F'(t)=D+(G-D){1-exp(-t/T)}ㆍㆍㆍ(11)

공조 조작 장치(1-1)의 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)는, 외기 온도 정보 취득부(10)가 취득한 외기 온도 계측치 A와, 실온 정보 취득부(11)가 취득한 실온 계측치 D와, 공조기 상태 정보 취득부(12)가 취득한 급기 온도 C와 외기 냉방기(105)의 팬에 의한 공기 반송량 S(θ)와 열교환식 공조기(101-1)의 팬에 의한 공기 반송량 V로부터, 현시점의 방(100-1) 내의 발열 에너지량 추정치 E를 식(1)에 의해 산출한다.

이어서, 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)는, 공조기 상태 정보 취득부(12)가 취득한 방(100-1)의 실내 용적 R과, 기지의 최대 공기 반송량 S(θp)로부터, 시정수 T를 식(9)에 의해 산출한다. 또, 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)는, 외기 온도 계측치 A와, 기지의 최대 공기 반송량 S(θp)와, 방(100-1) 내의 발열 에너지량 추정치 E로부터, 수렴 온도 G를 식(10)에 의해 산출한다. 마지막으로, 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)는, 실온 계측치 D와, 시정수 T와, 수렴 온도 G로부터, 임의의 시간 t에서의 실온 추정치 F'(t)를 식(11)에 의해 산출한다.

공조 조작 장치(1-1)의 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)는, 산출된 실온 추정치 F'(t)를 방(100-1)의 거주자가 인식할 수 있도록 제시한다.

실용상으로는, 시정수 T 등의 값을, 산출하는 것이 아니라, 실제의 변화에 맞도록 미리 고정치로서 조정해 두도록 해도 된다.

다음으로, 구체적인 수치에 의한 시뮬레이션예를 이하에 나타낸다. 식(1)～식(11)의 추정식을 검증하기 위해, 실내에 발열물이 전혀 없고, 열교환식 공조기에 의한 냉방도 외기의 도입도 행해지지 않은 상태로부터, 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기를 도입하기 시작하는 경우를 확인한다. 이 경우를 시뮬레이션 1로 한다.

시뮬레이션 1에서는, 현시점의 외기 온도 계측치를 A[℃]=18.0[℃], 현시점의 외기 댐퍼 개방도를 θ=0.0, 외기 냉방시의 최대 외기 댐퍼 개방도를 θp=1.0, 외기 냉방기의 팬에 의한 공기 반송량을 S(θ)[㎥/min.]=0.0[㎥/min.], 외기 냉방시의 최대 공기 반송량을 S(θp)[㎥/min.]=1.0[㎥/min.], 열교환식 공조기의 현재의 환기 온도를 B[℃]=25.0[℃], 열교환식 공조기의 현재의 급기 온도를 C[℃]=25.0[℃], 열교환식 공조기의 팬에 의한 공기 반송량을 V[㎥/min.]=2.0[㎥/min.], 현시점의 실온 계측치를 D[℃]=25.0[℃], 실내 용적을 R[㎥]=100.0[㎥](5.0 m×8.0 m×높이 2.5 m), 단위시간을 Δt=1.0[min.]으로 한다.

식(1), 식(9), 식(10), 식(11)에 의해, 발열 에너지량 추정치 E, 시정수 T, 수렴 온도 G, 실온 추정치 F'(t)를 산출하면 이하와 같다.

E=(D-C)V+(D-A)S(θ)=0.0[℃㎥/min.]ㆍㆍㆍ(12)

T=R/S(θp)=100.0[min.]ㆍㆍㆍ(13)

G=A+E/S(θp)=18.0[℃]ㆍㆍㆍ(14)

F'(t)=D+(G-D){1-exp(-t/T)}=25.0-7.0{1-exp(-t/100.0)}ㆍㆍㆍ(15)

식(12)～식(15)에 의해, 시뮬레이션 1의 조건에서는, 완전 외기 냉방으로 전환한 경우, 예를 들어 30분후에 실온이 약 23.2℃로 하강하고, 60분후에 약 21.9℃로 하강하고, 90분후에 약 20.9℃로 하강하는 것을 추정할 수 있다. 또한 약 6시간 후에는, 실온이 외기와 거의 동일한 약 18.2℃까지 하강한다. 시뮬레이션 1의 조건으로 실온 추정치를 산출한 시뮬레이션 결과를 도 3, 도 4에 나타낸다. 도 4는 도 3의 0～50[min.]까지의 범위를 확대한 도면이다. 도 3, 도 4에서, 31은 시뮬레이션 1의 결과에 기초한 실온 변화, 32, 33, 34는 각각 후술하는 시뮬레이션 2, 3, 4의 결과에 기초한 실온 변화이다. 이상의 시뮬레이션 1과 같이, 외기 냉방만으로도 온도 상승은 일어나지 않는다고 추정되는 경우는, 실온 추정치는 25.0℃로서 거주자에게 제시하면 된다.

다음으로, 식(1)～식(11)의 추정식을 검증하기 위해, 실내에 약간의 발열물이 있는 상태에서, 열교환식 공조기와 환기 목적의 외기에 의해 25.0℃로 공조 제어되어 있는 상태로부터, 외기 댐퍼가 최대 개방도인 완전 외기 냉방으로 전환하는 경우를 확인한다. 이 경우를 시뮬레이션 2로 한다.

시뮬레이션 2에서는, 현시점의 외기 온도 계측치를 A[℃]=18.0[℃], 현시점의 외기 댐퍼 개방도를 θ=0.5, 외기 냉방시의 최대 외기 댐퍼 개방도를 θp=1.0, 외기 냉방기의 팬에 의한 공기 반송량을 S(θ)[㎥/min.]=O.5[㎥/min.], 외기 냉방시의 최대 공기 반송량을 S(θp)[㎥/min.]=1.0[㎥/min.], 열교환식 공조기의 현재의 환기 온도를 B[℃]=25.0[℃], 열교환식 공조기의 현재의 급기 온도를 C[℃]=21.75[℃], 열교환식 공조기의 팬에 의한 공기 반송량을 V[㎥/min.]=2.0[㎥/min.], 현시점의 실온 계측치를 D[℃]=25.0[℃], 실내 용적을 R[㎥]=100.0[㎥](5.0 m×8.0 m×높이 2.5 m), 단위시간을 Δt=1.0[min.]으로 한다.

E=(D-C)V+(D-A)S(θ)=10.0[℃㎥/min.]ㆍㆍㆍ(16)

T=R/S(θp)=100.0[min.]ㆍㆍㆍ(17)

G=A+E/S(θp)=28.0[℃]ㆍㆍㆍ(18)

F'(t)=D+(G-D){1-exp(-t/T)}=25.0+3.0{1-exp(-t/100.0)}ㆍㆍㆍ(19)

식(16)～식(19)에 의해, 시뮬레이션 2의 조건에서는, 완전 외기 냉방으로 전환한 경우, 예를 들어 30분후에 실온이 약 25.8℃로 상승하고, 60분후에 약 26.3℃로 상승하고, 90분후에 약 26.8℃로 상승하는 것을 추정할 수 있다. 시뮬레이션 2의 조건으로 실온 추정치를 산출한 시뮬레이션 결과를 도 3, 도 4의 32에 나타낸다.

외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)에 의해 표시된 실온 추정치를 본 거주자가, 예를 들어 회의 목적으로 방(100-1)을 이용하고 있는 경우에, 90분만에 회의를 종료하고 퇴실하기 때문에, 90분후에 실온이 약 1.8℃ 상승해도 문제없다고 판단했다고 가정한다. 이 때, 에너지 절약을 실천하고자 하는 거주자는, 공조 조작 장치(1-1)를 조작하여 스스로의 의지로 완전 외기 냉방 모드로 전환하게 된다.

다음으로, 식(1)～식(11)의 추정식을 검증하기 위해, 실내에 많은 발열물이 있는 상태에서, 열교환식 공조기와 외기 댐퍼가 최대 개방도인 외기 냉방에 의해 25.0℃로 공조 제어되어 있는 상태로부터, 완전 외기 냉방으로 전환하는 경우를 확인한다. 이 경우를 시뮬레이션 3으로 한다.

시뮬레이션 3에서는, 현시점의 외기 온도 계측치를 A[℃]=18.0[℃], 현시점의 외기 댐퍼 개방도를 θ=1.0, 외기 냉방시의 최대 외기 댐퍼 개방도를 θp=1.0, 외기 냉방기의 팬에 의한 공기 반송량을 S(θ)[㎥/min.]=1.0[㎥/min.], 외기 냉방시의 최대 공기 반송량을 S(θp)[㎥/min.]=1.0[㎥/min.], 열교환식 공조기의 현재의 환기 온도를 B[℃]=25.0[℃], 열교환식 공조기의 현재의 급기 온도를 C[℃]=18.5[℃], 열교환식 공조기의 팬에 의한 공기 반송량을 V[㎥/min.]=2.0[㎥/min.], 현시점의 실온 계측치를 D[℃]=25.0[℃], 실내 용적을 R[㎥]=100.0[㎥](5.0 m×8.0 m×높이 2.5 m), 단위시간을 Δt=1.0[min.]으로 한다.

E=(D-C)V+(D-A)S(θ)=20.0[℃㎥/min.]ㆍㆍㆍ(20)

T=R/S(θp)=100.0[min.]ㆍㆍㆍ(21)

G=A+E/S(θp)=38.0[℃]ㆍㆍㆍ(22)

F'(t)=D+(G-D){1-exp(-t/T)}=25.0+13.0{1-exp(-t/100.0)} ㆍㆍㆍ(23)

식(20)～식(23)에 의해, 시뮬레이션 3의 조건에서는, 완전 외기 냉방으로 전환한 경우, 예를 들어 30분후에 실온이 약 28.3℃로 상승하고, 60분후에 약 30.8℃로 상승하고, 90분후에 약 32.7℃로 상승하는 것을 추정할 수 있다. 시뮬레이션 3의 조건으로 실온 추정치를 산출한 시뮬레이션 결과를 도 3, 도 4의 33에 나타낸다.

외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)에 의해 표시된 실온 추정치를 본 거주자가, 예를 들어 회의 목적으로 방(100-1)을 이용하고 있는 경우에, 30분만에 회의를 종료하고 퇴실하기 때문에, 30분후에 실온이 약 3.3℃ 상승하더라도 문제없다고 판단했다고 가정한다. 이 때, 에너지 절약을 실천하고자 하는 거주자는, 공조 조작 장치(1-1)를 조작하여 스스로의 의지로 완전 외기 냉방 모드로 전환하게 된다. 한편, 거주자는, 적어도 60분은 회의가 계속될 때, 60분후에 실온이 약 5.8℃ 상승하는 것은 허용할 수 없다고 판단한 경우, 에너지 절약을 실천하고자 하는 의욕이 있다 하더라도, 열교환식 공조기의 재가동을 피하기 위해 완전 외기 냉방으로 전환하지는 않게 된다.

다음으로, 식(1)～식(11)의 추정식을 검증하기 위해, 실내에 상당히 많은 발열물이 있는 상태로, 2대분의 열교환식 공조기와 외기 댐퍼가 최대 개방도인 외기 냉방에 의해 25.0℃로 공조 제어되어 있는 상태로부터, 완전 외기 냉방으로 전환하는 경우를 확인한다. 이 경우를 시뮬레이션 4로 한다.

시뮬레이션 4에서는, 현시점의 외기 온도 계측치를 A[℃]=18.0[℃], 현시점의 외기 댐퍼 개방도를 θ=1.0, 외기 냉방시의 최대 외기 댐퍼 개방도를 θp=1.0, 외기 냉방기의 팬에 의한 공기 반송량을 S(θ)[㎥/min.]=1.0[㎥/min.], 외기 냉방시의 최대 공기 반송량을 S(θp)[㎥/min.]=1.0[㎥/min.], 열교환식 공조기의 현재의 환기 온도를 B[℃]=25.0[℃], 열교환식 공조기의 현재의 급기 온도를 C[℃]=19.25[℃], 열교환식 공조기 1대당 공기 반송량을 2.0[㎥/min.], 2대의 열교환식 공조기의 팬에 의한 공기 반송량을 V[㎥/min.]=4.0[㎥/min.], 현시점의 실온 계측치를 D[℃]=25.0[℃], 실내 용적을 R[㎥]=100.0[㎥](5.0 m×8.0 m×높이 2.5 m), 단위시간을 Δt=1.0[min.]으로 한다.

E=(D-C)V+(D-A)S(θ)=30.0[℃㎥/min.]ㆍㆍㆍ(24)

T=R/S(θp)=100.0[min.]ㆍㆍㆍ(25)

G=A+E/S(θp)=48.0[℃]ㆍㆍㆍ(26)

F'(t)=D+(G-D){1-exp(-t/T)}=25.0+23.0{1-exp(-t/100.0)}ㆍㆍㆍ(27)

식(24)～식(27)에 의해, 시뮬레이션 4의 조건에서는, 예를 들어 30분후에 실온이 약 30.8℃로 상승하고, 60분후에 약 35.3℃로 상승하고, 90분후에 약 38.6℃로 상승하는 것을 추정할 수 있다. 시뮬레이션 4의 조건으로 실온 추정치를 산출한 시뮬레이션 결과를 도 3, 도 4의 34에 나타낸다.

외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)에 의해 표시된 실온 추정치를 본 거주자가, 예를 들어 회의 목적으로 방(100-1)을 이용하고 있는 경우에, 30분후에 실온이 약 5.8℃ 상승하는 것은 허용할 수 없다고 판단했다고 가정한다. 이 때, 거주자는, 에너지 절약을 실천하고자 하는 의욕이 있다 하더라도, 열교환식 공조기의 재가동을 피하기 위해 완전 외기 냉방으로 전환하지는 않게 된다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 완전 외기 냉방시의 실온 추정치를 산출하여, 산출한 실온 추정치를 거주자에게 제시함으로써, 완전 외기 냉방으로 전환하기 위한 판단 지표를 제시하게 되고, 거주자에게 있어서는 완전 외기 냉방으로 전환할지의 여부의 판단이 종래보다 용이해지므로, 거주자가 자주적인 판단에 의한 에너지 절약 행동을 촉진할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 완전 외기 냉방시에 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기가 도입되는 경우를 상정하여 실온 추정치를 산출함으로써, 산출하는 실온 추정치는 최대한의 온도 상승 억제가 행해지는 경우의 실온 추정치가 되기 때문에, 거주자에게 있어서 가장 유효한 판단 지표를 제시할 수 있다.

실온 추정치를 항상 산출하여 항상 제시하도록 해도 되고, 거주자의 요구에 따라서 산출하여 제시하도록 해도 된다.

본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 표시ㆍ조작 패널의 일례를 도 5에 나타낸다. 도 5에서, 50은 실온 설정치를 표시하는 표시 영역, 51은 공조 ON/OFF 스위치 및 공조 ON/OFF 표시 영역, 52는 실온 설정치의 변경 스위치, 53은 완전 외기 냉방 ON/OFF 스위치 및 완전 외기 냉방 ON/OFF 표시 영역, 54는 실온 추정치를 표시하는 표시 영역이다.

공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)는, 표시 영역(54)에 실온 추정치를 표시한다. 거주자가 완전 외기 냉방으로 전환하는 경우, 완전 외기 냉방 ON/OFF 스위치(53)를 조작하게 된다. 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 전환부(16)는, 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행했을 때, 완전 외기 냉방 모드로 전환된 것을 완전 외기 냉방 ON/OFF 표시 영역(53)에 표시한다.

[제2 실시형태]

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 관해 설명한다. 본 실시형태는, 상기 발명의 원리 3에 대응하는 것이다. 본 실시형태에서도, 공조 시스템의 구성은 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 도 1의 부호를 이용하여 설명한다.

도 6은 본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 구성을 나타내는 블록도이다. 공조 조작 장치(1-1, 1-2)는, 각각 외기 온도 정보 취득부(10)와, 실온 정보 취득부(11)와, 공조기 상태 정보 취득부(12)와, 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)와, 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)와, 거주자로부터의 전환 시각의 설정을 접수하는 전환 시각 설정부(17)와, 전환 시각에 도달했을 때 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환부(18)를 포함한다.

본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 표시ㆍ조작 패널의 일례를 도 7에 나타낸다. 도 5와 동일한 표시 영역이나 스위치에는, 도 5와 동일한 부호를 붙였다. 도 7에서, 55는 완전 외기 냉방으로의 전환 시각을 표시하는 표시 영역, 56은 전환 시각의 설정 스위치이다.

다음으로, 본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 동작에 관해 설명한다. 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 공조 조작 장치(1-1)의 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)는, 표시 영역(54)에 실온 추정치를 표시한다. 여기서, 거주자가 표시 영역(54)에 표시되어 있는 실온 추정치를 14시에 확인한 것으로 가정한다. 방(100-1)에서의 회의가 끝나는 예정 시각은 15시이다. 방(100-1) 및 공조 시스템의 상태가 상기 시뮬레이션 3에서 나타낸 상태라고 하면, 실온 추정치는 25.0℃로부터 30분후에 약 28.3℃로 상승하고, 60분후에 약 30.8℃로 상승하고, 90분후에 약 32.7℃로 상승한다.

거주자는, 30분동안 서서히 약 28℃까지 상승하는 정도를 실온의 허용 범위라고 판단한다. 따라서, 거주자는, 15시의 30분전인 14시 30분에 완전 외기 냉방으로 전환하면 문제없다고 판단하여, 약간 여유를 두고 14시 35분을 완전 외기 냉방으로의 전환 시각으로 하고, 설정 스위치(56)를 조작하여 전환 시각을 설정한다.

공조 조작 장치(1-1)의 전환 시각 설정부(17)는, 설정된 전환 시각을 표시 영역(55)에 표시하고 자동 전환부(18)에 통지한다. 자동 전환부(18)는, 전환 시각인 14시 35분에 도달했을 때, 제어 장치(2)에 대하여 전환 지시 신호를 출력하고, 완전 외기 냉방 모드로 전환된 것을 완전 외기 냉방 ON/OFF 표시 영역(53)에 표시한다. 제어 장치(2)는, 전환 지시 신호에 따라서, 방(100-1)의 제어 모드를 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터 완전 외기 냉방 모드로 전환한다.

이렇게 하여, 본 실시형태에서는, 거주자가 적당하다고 판단한 전환 시각에 제어 모드를 자동적으로 완전 외기 냉방 모드로 전환할 수 있기 때문에, 거주자가 실온 추정치를 몇번이나 확인하는 번거로움을 저감할 수 있다.

[제3 실시형태]

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 관해 설명한다. 본 실시형태는, 상기 발명의 원리 3에 대응하는 것이다. 본 실시형태에서도, 공조 시스템의 구성은 제1 실시형태과 동일하기 때문에, 도 1의 부호를 이용하여 설명한다.

도 8은 본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 구성을 나타내는 블록도이다. 공조 조작 장치(1-1, 1-2)는, 각각 외기 온도 정보 취득부(10)와, 실온 정보 취득부(11)와, 공조기 상태 정보 취득부(12)와, 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)와, 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)와, 거주자로부터의 전환 딜레이의 설정을 접수하는 전환 딜레이 설정부(19)와, 전환 딜레이의 설정이 행해진 시각에 전환 딜레이를 더한 시각을 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각으로 하여, 이 전환 시각에 도달했을 때 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환부(20)를 포함한다.

본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 표시ㆍ조작 패널의 일례를 도 9에 나타낸다. 도 5와 동일한 표시 영역이나 스위치에는, 도 5와 동일한 부호를 붙였다. 도 9에서, 57은 완전 외기 냉방으로 전환하기까지의 지연 시간인 전환 딜레이를 표시하는 표시 영역, 58은 전환 딜레이의 설정 스위치이다.

다음으로, 본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 동작에 관해 설명한다. 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 공조 조작 장치(1-1)의 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)는, 표시 영역(54)에 실온 추정치를 표시한다. 여기서, 거주자가 표시 영역(54)에 표시되어 있는 실온 추정치를 14시에 확인한 것으로 가정한다. 방(100-1)에서의 회의가 끝나는 예정 시각은 15시이다. 방(100-1) 및 공조 시스템의 상태가 상기 시뮬레이션 3에서 나타낸 상태라고 하면, 실온 추정치는 25.0℃로부터 30분후에 약 28.3℃로 상승하고, 60분후에, 약 30.8℃로 상승하고, 90분후에 약 32.7℃로 상승한다.

거주자는, 30분동안 서서히 약 28℃까지 상승하는 정도를 실온의 허용 범위로 판단한다. 따라서, 거주자는, 15시의 30분전인 14시 30분에 완전 외기 냉방으로 전환하면 문제없다고 판단하여, 현재 시각인 14시부터 전환 시각인 14시 30분까지의 30분을 전환 딜레이로 하고, 설정 스위치(58)를 조작하여 전환 딜레이를 설정한다.

공조 조작 장치(1-1)의 전환 딜레이 설정부(19)는, 설정된 전환 딜레이를 표시 영역(57)에 표시하고, 전환 딜레이의 설정이 행해진 시각에 전환 딜레이를 더한 시각을 전환 시각으로 하여, 이 전환 시각을 자동 전환부(20)에 통지한다. 자동 전환부(20)는, 전환 시각인 14시 30분에 도달했을 때, 제어 장치(2)에 대하여 전환 지시 신호를 출력하고, 완전 외기 냉방 모드로 전환된 것을 완전 외기 냉방 ON/OFF 표시 영역(53)에 표시한다. 제어 장치(2)는, 전환 지시 신호에 따라서, 방(100-1)의 제어 모드를 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터 완전 외기 냉방 모드로 전환한다. 이렇게 하여, 본 실시형태에서는, 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

[제4 실시형태]

다음으로, 본 발명의 제4 실시형태에 관해 설명한다. 본 실시형태는, 상기 발명의 원리 3에 대응하는 것이다. 본 실시형태에서도, 공조 시스템의 구성은 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 도 1의 부호를 이용하여 설명한다.

도 10은 본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 구성을 나타내는 블록도이다. 공조 조작 장치(1-1, 1-2)는, 각각 외기 온도 정보 취득부(10)와, 실온 정보 취득부(11)와, 공조기 상태 정보 취득부(12)와, 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)와, 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)와, 거주자로부터의 최종 시각의 설정을 접수하는 최종 시각 설정부(21)와, 거주자로부터의 허용 온도의 설정을 접수하는 허용 온도 설정부(22)와, 외기 냉방시 실온 추정치 제시부(14)의 산출 결과에 기초하여, 허용 온도 이하의 실온을 최종 시각까지 유지할 수 있는 것을 조건으로 하여 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각을 설정하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환부(23)를 포함한다.

본 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)의 표시ㆍ조작 패널의 일례를 도 11에 나타낸다. 도 5와 동일한 표시 영역이나 스위치에는, 도 5와 동일한 부호를 붙였다. 도 11에서, 59는 거주자가 실온을 허용 온도 이하로 하기를 원하는 시간대의 최종 시각을 표시하는 표시 영역, 60은 최종 시각의 설정 스위치, 61은 실온의 허용 온도를 표시하는 표시 영역, 62는 허용 온도의 설정 스위치이다.

거주자는, 회의의 종료 예정 시각이 15시이기 때문에, 15시를 최종 시각으로 하고, 설정 스위치(60)를 조작하여 최종 시각을 설정한다. 공조 조작 장치(1-1)의 최종 시각 설정부(21)는, 설정된 최종 시각을 표시 영역(59)에 표시하고 자동 전환부(23)에 통지한다. 또, 거주자는, 실온의 허용 온도를 28℃로 하고, 설정 스위치(62)를 조작하여 허용 온도를 설정한다. 공조 조작 장치(1-1)의 허용 온도 설정부(22)는, 설정된 허용 온도를 표시 영역(61)에 표시하고 자동 전환부(23)에 통지한다.

공조 조작 장치(1-1)의 자동 전환부(23)는, 외기 냉방시 실온 추정치 산출부(13)가 산출한 결과로부터, 실온 추정치가 30분후에 약 28.3℃로 상승하고, 60분후에 약 30.8℃로 상승하고, 90분후에 약 32.7℃로 상승한다고 인식한다. 따라서, 자동 전환부(23)는, 최종 시각으로서 설정된 15시의 30분전인 14시 30분에 완전 외기 냉방으로 전환하면, 허용 온도로서 설정된 28℃를 최종 시각까지 거의 유지할 수 있다고 판단하여, 14시 30분을 완전 외기 냉방으로의 전환 시각으로 한다. 자동 전환부(23)는, 14시 30분에 도달했을 때, 제어 장치(2)에 대하여 전환 지시 신호를 출력하고, 완전 외기 냉방 모드로 전환된 것을 완전 외기 냉방 ON/OFF 표시 영역(53)에 표시한다. 제어 장치(2)는, 전환 지시 신호에 따라서, 방(100-1)의 제어 모드를 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터 완전 외기 냉방 모드로 전환한다.

이렇게 하여, 본 실시형태에서는, 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 자동 전환부(23)가 설정하는 전환 시각은 대강 설정해도 상관없다. 상기 예에서는, 완전 외기 냉방으로 전환했을 때로부터 30분후에 실온 추정치가 약 28.3℃로 상승하게 되어 있지만, 자동 전환부(23)는, 실온 추정치의 소수점 이하를 무시하고, 14시 30분에 완전 외기 냉방으로 전환하면, 허용 온도로서 설정된 28℃를 최종 시각까지 유지할 수 있다고 판단하고 있다.

제1～제4 실시형태의 공조 조작 장치(1-1, 1-2)와 제어 장치(2)는, 각각 CPU, 기억 장치 및 인터페이스를 갖춘 컴퓨터와, 이들 하드웨어 자원을 제어하는 프로그램에 의해 실현할 수 있다. 각각의 장치의 CPU는, 기억 장치에 저장된 프로그램에 따라서 제1～제4 실시형태에서 설명한 처리를 실행한다.

본 발명은, 열교환식 공조기와 외기 냉방기가 병용되는 공조 시스템에 적용할 수 있다.

1-1, 1-2 : 공조 조작 장치 2 : 제어 장치
10 : 외기 온도 정보 취득부 11 : 실온 정보 취득부
12 : 공조기 상태 정보 취득부 13 : 외기 냉방시 실온 추정치 산출부
14 : 외기 냉방시 실온 추정치 제시부
15 : 전환 지시 입력부 16 : 전환부
17 : 전환 시각 설정부 18, 20, 23 : 자동 전환부
19 : 전환 딜레이 설정부 21 : 최종 시각 설정부
22 : 허용 온도 설정부 100-1, 100-2 : 방
101-1, 101-2 : 열교환식 공조기 105 : 외기 냉방기
108-1, 108-2 : 외기 댐퍼 110-1, 110-2 : 실온 센서
111 : 외기 온도 센서

Claims

열교환식 공조기와 외기 냉방기가 병용되는 공조 시스템에서의 공조 조작 장치로서,
외기 온도 계측치를 취득하는 외기 온도 정보 취득 수단과,
실온 계측치를 취득하는 실온 정보 취득 수단과,
열교환식 공조기 및 외기 냉방기의 상태 정보를 취득하는 공조기 상태 정보 취득 수단과,
주로 열교환식 공조기의 효과를 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터, 열교환식 공조기를 정지시켜 외기 냉방기의 효과만을 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 완전 외기 냉방 모드로 전환한 후의 실온 추정치를, 상기 외기 온도 계측치와 실온 계측치와 열교환식 공조기의 상태 정보와 외기 냉방기의 상태 정보에 기초하여 산출하는 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단과,
상기 실온 추정치를 거주자가 인식할 수 있도록 제시하는 외기 냉방시 실온 추정치 제시 수단과,
거주자가 설정하는 조건에 기초한 전환 가부 판단의 결과 또는 거주자로부터의 전환 지시 입력에 따라서, 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 전환 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 장치.
제1항에 있어서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각이며,
상기 전환 수단은,
거주자로부터의 상기 전환 시각의 설정을 접수하는 전환 시각 설정 수단과,
상기 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 장치.
제1항에 있어서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 상기 완전 외기 냉방 모드로 전환하기까지의 지연 시간인 전환 딜레이이며,
상기 전환 수단은,
거주자로부터의 상기 전환 딜레이의 설정을 접수하는 전환 딜레이 설정 수단과,
상기 전환 딜레이의 설정이 행해진 시각에 상기 전환 딜레이를 더한 시각을 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각으로 하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 장치.
제1항에 있어서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 실온의 허용 온도와, 거주자가 실온을 허용 온도 이하로 하기를 원하는 시간대의 최종 시각이며,
상기 전환 수단은,
거주자로부터의 상기 최종 시각의 설정을 접수하는 최종 시각 설정 수단과,
거주자로부터의 상기 허용 온도의 설정을 접수하는 허용 온도 설정 수단과,
상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단의 산출 결과에 기초하여, 상기 허용 온도 이하의 실온을 상기 최종 시각까지 유지할 수 있는 것을 조건으로 하여 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각을 설정하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단은, 상기 완전 외기 냉방 모드에서 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기가 도입되는 경우를 상정하여 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단은, 단위시간당 실온 변화를 차례대로 산출하는 수식에 기초하여, 시뮬레이션에 의해 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 수단은, 상기 완전 외기 냉방 모드에서의 실온 변화의 시정수와 실내의 수렴 온도를, 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기가 도입되는 경우를 상정하여 산출하고, 이 시정수와 수렴 온도에 기초하여, 임의의 시간에서의 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 장치.
열교환식 공조기와 외기 냉방기가 병용되는 공조 시스템에서의 공조 조작 방법으로서,
외기 온도 계측치를 취득하는 외기 온도 정보 취득 과정과,
실온 계측치를 취득하는 실온 정보 취득 과정과,
열교환식 공조기 및 외기 냉방기의 상태 정보를 취득하는 공조기 상태 정보 취득 과정과,
주로 열교환식 공조기의 효과를 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 열교환식 공조기 주체의 냉방 모드로부터, 열교환식 공조기를 정지시켜 외기 냉방기의 효과만을 증감시킴으로써 실온 제어를 실행하는 완전 외기 냉방 모드로 전환한 후의 실온 추정치를, 상기 외기 온도 계측치와 실온 계측치와 열교환식 공조기의 상태 정보와 외기 냉방기의 상태 정보에 기초하여 산출하는 외기 냉방시 실온 추정치 산출 과정과,
상기 실온 추정치를 거주자가 인식할 수 있도록 제시하는 외기 냉방시 실온 추정치 제시 과정과,
거주자가 설정하는 조건에 기초한 전환 가부 판단의 결과 또는 거주자로부터의 전환 지시 입력에 따라서, 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 전환 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 방법.
제8항에 있어서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각이며,
상기 전환 과정은,
거주자로부터의 상기 전환 시각의 설정을 접수하는 전환 시각 설정 과정과,
상기 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 방법.
제8항에 있어서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 상기 완전 외기 냉방 모드로 전환하기까지의 지연 시간인 전환 딜레이이며,
상기 전환 과정은,
거주자로부터의 상기 전환 딜레이의 설정을 접수하는 전환 딜레이 설정 과정과,
상기 전환 딜레이의 설정이 행해진 시각에 상기 전환 딜레이를 더한 시각을 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각으로 하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 방법.
제8항에 있어서, 상기 거주자가 설정하는 조건은, 실온의 허용 온도와, 거주자가 실온을 허용 온도 이하로 하기를 원하는 시간대의 최종 시각이며,
상기 전환 과정은,
거주자로부터의 상기 최종 시각의 설정을 접수하는 최종 시각 설정 과정과,
거주자로부터의 상기 허용 온도의 설정을 접수하는 허용 온도 설정 과정과,
상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 과정의 산출 결과에 기초하여, 상기 허용 온도 이하의 실온을 상기 최종 시각까지 유지할 수 있는 것을 조건으로 하여 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환 시각을 설정하고, 이 전환 시각에 도달했을 때 상기 완전 외기 냉방 모드로의 전환을 실행하는 자동 전환 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 과정은, 상기 완전 외기 냉방 모드에서 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기가 도입되는 경우를 상정하여 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 과정은, 단위시간당 실온 변화를 차례대로 산출하는 수식에 기초하여, 시뮬레이션에 의해 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외기 냉방시 실온 추정치 산출 과정은, 상기 완전 외기 냉방 모드에서의 실온 변화의 시정수와 실내의 수렴 온도를, 최대 외기 댐퍼 개방도로 외기가 도입되는 경우를 상정하여 산출하고, 이 시정수와 수렴 온도에 기초하여, 임의의 시간에서의 상기 실온 추정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 공조 조작 방법.