WO2016001975A1 - 空調システム - Google Patents

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WO2016001975A1
WO2016001975A1 PCT/JP2014/067384 JP2014067384W WO2016001975A1 WO 2016001975 A1 WO2016001975 A1 WO 2016001975A1 JP 2014067384 W JP2014067384 W JP 2014067384W WO 2016001975 A1 WO2016001975 A1 WO 2016001975A1
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conditioning system
air
temperature
air conditioning
values
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恵美 竹田
正樹 豊島
康敬 落合
伊藤　慎一
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三菱電機株式会社
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    • F24F2140/00—Control inputs relating to system states
    • F24F2140/20—Heat-exchange fluid temperature

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system that controls an environment factor variable device to perform air conditioning.
  • information on human factors (age, height, weight, sex, pre-existing symptoms, amount of clothes, amount of work, fatigue, etc.) that determine the user's comfort, user life patterns and time
  • Information and building-related information (air-conditioning load, ventilation frequency, form factor, location conditions, etc.) can be input, and environmental factors (temperature, humidity, radiation, etc.) that determine user comfort
  • An environmental factor detector that detects at least one of temperature, air velocity, light intensity, volume, suspended dust amount, and certain gas concentration), a target value based on a signal from the input unit and a signal from the environmental factor detector
  • An environmental card having at least one of an IC card for calculating and storing a heating element, a heat absorber, a blower, a dehumidifier or a humidifier, a light source, a sound source, a dust remover, and a specific gas absorber or generator
  • Variable equipment A control unit that controls the environmental factor variable device according to a difference between a detection signal from the environmental factor
  • Patent Document 1 calculates a target value with an IC card based on a signal from an input unit and a signal from an environmental factor detection unit, stores the value, and stores the signal from the environmental factor detection unit and the target in the IC card.
  • the control unit controls the environmental factor variable device according to the difference from the value so that the environment is comfortable.
  • Patent Document 1 In order to obtain environmental comfort, for example, when it is necessary to control a plurality of environmental factors such as the air temperature and the radiation temperature within the comfortable range, in Patent Document 1, only one environmental factor variable device is controlled. In some cases, a plurality of environmental factors could not be controlled within the comfortable range, resulting in a loss of comfort.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has an object to provide an air conditioning system that can be improved without impairing comfort.
  • An air conditioning system includes an input unit that inputs at least information on a human body factor that is an element that identifies a person and an operation mode, a plurality of variable devices that change an environmental factor that is an element that identifies an environment, and the input A control unit that controls a plurality of the variable devices based on information input from the unit and sets a plurality of environmental factors within a comfortable range.
  • the air conditioning system of the present invention by controlling a plurality of variable devices, it is possible to control a plurality of environmental factors within a comfortable range, so that it is possible to improve without impairing comfort.
  • Embodiment 1 is a block diagram of an air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention. It is a figure which shows the initial registration screen displayed on the display part of the operation display terminal of the air conditioning system which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the operation mode selection screen displayed on the display part of the operation display terminal of the air conditioning system which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the heating mode screen displayed on the display part of the operation display terminal of the air conditioning system which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the relationship between the floor temperature of the air conditioning system which concerns on Embodiment 1 of this invention, air temperature, and the comfortable range in age.
  • Embodiment 1 of this invention It is a figure explaining the determination method of the target value of the air temperature and floor temperature of the air conditioning system which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • Embodiment 2 of this invention It is a block diagram of the air conditioning system which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a figure which shows the relationship between the wall temperature of the air conditioning system which concerns on Embodiment 2 of this invention, air temperature, and the comfortable range in age.
  • Embodiment 3 of this invention It is a figure which shows the relationship between the air temperature of the air conditioning system which concerns on Embodiment 3 of this invention, absolute humidity, and the comfortable range in sex.
  • Embodiment 4 of this invention It is a block diagram of the air conditioning system which concerns on Embodiment 4 of this invention.
  • FIG. FIG. 1 is a block diagram of an air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the air conditioning system according to the first embodiment performs air conditioning of an air conditioning target space, and includes an operation display terminal 1, an environmental factor detection unit 2, an information collection unit 3, a plurality of environmental factor variable devices 4, It has.
  • the air conditioning referred to here includes heating, cooling, dehumidification, humidification, air purification, and the like.
  • the operation display terminal 1 is a communication device having a display unit and an input unit, and is a human body factor that determines a user's comfort and is an element for identifying a person, that is, age, height, weight, sex, pre-existing condition, clothes Information on the building such as information on amount, work amount, fatigue, etc., information on user's life pattern, time, air conditioning load, ventilation frequency, form factor, and location conditions are input.
  • the operation display terminal 1 is, for example, a tablet, a remote control, a mobile phone, a smartphone, a personal computer, a television, a car navigation system, or the like.
  • the operation display terminal 1 corresponds to the “input unit” and “display unit” of the present invention.
  • the environmental factor detection unit 2 determines the user's comfort, and is an environmental factor that is an element for specifying the environment, that is, temperature, humidity, radiation temperature, airflow velocity, light quantity, sound volume, amount of dust, and a specific amount. Any one or a plurality of gas concentrations or the like are detected alone or in plural.
  • the environmental factor detection unit 2 may be a sensor built in the environmental factor variable device 4.
  • the environmental factor detection unit 2 corresponds to the “detection unit” of the present invention.
  • the information collecting unit 3 includes a storage unit and a control unit, and information related to a comfortable range corresponding to an environmental factor for each human body factor is stored in the storage unit.
  • the comfortable range is a range of environmental factors determined in advance as being able to maintain a comfortable environment for the user.
  • at least information regarding the comfort range corresponding to the air temperature and floor temperature for each age (age group) is stored in the storage unit.
  • an optimum comfort range is selected based on information from the operation display terminal 1, and a value within the comfort range is determined as a target value. Further, the environmental factor variable device 4 is controlled according to the difference between the target value and the value detected by the environmental factor detection unit 2 so that the value detected by the environmental factor detection unit 2 becomes the target value. .
  • the information collecting unit 3 corresponds to a “control unit” and a “storage unit” of the present invention.
  • the environmental factor variable device 4 changes environmental factors such as a room air conditioner, floor heating, radiant cooling panel, dehumidifier, humidifier, and air purifier.
  • the plurality of environmental factor variable devices 4 include at least a room air conditioner 4a that mainly changes the air temperature and a floor heater 4b that mainly changes the floor temperature.
  • the environmental factor variable device 4 corresponds to the “variable device” of the present invention.
  • the information collection unit 3 refers to the comfortable range of the storage unit based on the information from the operation display terminal 1 and the information from the environmental factor detection unit 2, and the values of a plurality of environmental factors satisfying the comfort of the current user are obtained. Set to each target value. Then, a plurality of environmental factor variable devices 4 are controlled according to the difference between the target value and the value detected by the environmental factor detection unit 2 to keep the environment in a comfortable state.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an initial registration screen displayed on the display unit of the operation display terminal 1 of the air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram of the air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the figure which shows the operation mode selection screen displayed on the display part of the operation display terminal 1 shows the heating mode screen displayed on the display part of the operation display terminal 1 of the air conditioning system which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. Next, an operation method of the operation display terminal 1 when executing the automatic operation mode of the air conditioning system according to the first embodiment will be described.
  • the air conditioning system according to Embodiment 1 has an automatic operation mode, and this automatic operation mode is a mode for automatically controlling the environmental factor variable device 4 so as to provide a comfortable environment for the current user.
  • This automatic operation mode may be set by initial setting, or the air conditioning system may be set for each operation.
  • an initial registration screen shown in FIG. 2 is displayed on the display unit of the operation display terminal 1, so that parameters of human body factors that determine the user's comfort are input according to the screen, Register parameters of human body factors.
  • the ages of three users A, B, and C are registered as shown in FIG.
  • Information regarding the registered human factor is stored in the storage unit of the information collection unit 3.
  • the initial registration screen shown in FIG. 2 may be hidden and the next screen may be displayed when the initial registration has already been performed.
  • the operation mode selection screen is displayed as shown in FIG. 3, so the operation mode is selected.
  • the “heating” mode is selected.
  • the operation mode types are “heating”, “cooling”, “dehumidification”, “humidification”, and “air cleaning”, but are not limited thereto. Other modes may be provided or less.
  • a heating mode screen is displayed as shown in FIG. 4, and the control unit displays information on the registered human factor and information on the environmental factor detected by the environmental factor detection unit 2. Based on this, the value (s) of environmental factors that satisfy the comfort of the current user are set as target values.
  • the environmental factors are the air temperature and the floor temperature, and the comfort of the current user is satisfied. Therefore, as shown in FIG. 4, the air temperature is 20 ° C. and the floor temperature is 28 ° C. as target values. Respectively. Note that the water temperature of the floor heating 4b may be set instead of the floor temperature.
  • the image of the environmental factor variable device 4 to be operated, the air temperature, and the floor temperature are displayed in FIG. 4, other information detected by the environmental factor detection unit 2 may be displayed. Further, the set target value may be changed by the current user.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the floor temperature, the air temperature, and the comfort range in age of the air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the thin line in FIG. 5 has shown the change of the air temperature and floor temperature when controlling the room air conditioner 4a alone, and the thick line shows the air temperature and floor when controlling the room air conditioner 4a and the floor heating 4b. It shows the change in temperature.
  • the target values of the air temperature and the floor temperature are determined based on age priority. As shown in FIG. 5, since the comfortable ranges in the air temperature and the floor temperature differ depending on the age, it is necessary to determine the target values of the air temperature and the floor temperature according to the age of the current user.
  • the target value is determined within the young comfortable range, and the current user is determined to be the old age or multiple current users. If all of them are old, the value within the comfort range of old age is determined as the target value.
  • a priority order is determined in advance, and a value within the comfort range with a higher priority order is determined as a target value according to the priority order. In the first embodiment, the 30s are young and the 70s are old.
  • the current user may be input for each operation of the air conditioning system, or based on the life pattern (time table) of each user preset by the user.
  • the current user may be specified, or the current user may be specified by a single human detection unit (such as an image sensor or an infrared sensor) or a human detection unit incorporated in the environmental factor variable device 4 Good.
  • the method for identifying the current user is not limited to the above.
  • the air temperature and the floor temperature can be changed only on the thin line shown in FIG.
  • the room air conditioner 4a and the floor heating 4b, which are the environmental factor variable device 4 are controlled, the air temperature and the floor temperature can be changed on the thick lines shown in FIG. Therefore, the comfortable range when a plurality of controls is performed is larger than the comfortable range when the environmental factor variable device 4 is controlled alone. Therefore, as in the first embodiment, the environmental factor can be easily controlled within the comfortable range by controlling a plurality of environmental factor variable devices 4.
  • the room air conditioner 4a and the floor heating 4b which are the environmental factor variable device 4 are controlled, and the environmental factor detection unit 2 Both the detected air temperature and floor temperature are set to target values. By doing so, a comfortable environment for the current user can be obtained.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a method for determining target values of air temperature and floor temperature of the air conditioning system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the room air conditioner 4a and the floor heating 4b are controlled. Since the room air conditioner 4a is more efficient than the floor heating 4b, the operating ratio of the room air conditioner 4a is increased as much as possible. Maintaining a comfortable state leads to energy saving.
  • the point P in FIG. 6 indicates the current air temperature and floor temperature (that is, the initial state) of the air-conditioning target space detected by the environmental factor detection unit 2, and the point Q is within the comfort range of the room air conditioner 4a.
  • the position with the highest operation ratio is shown, and the point R shows the position with the lowest operation ratio of the room air conditioner 4a within the comfortable range.
  • the target point is set as the Q point. It is necessary to operate both the floor heating 4b and the room air conditioner 4a. However, by setting the target as the Q point, the operation ratio of the room air conditioner 4a can be increased as much as possible, thereby saving energy.
  • the target point is set as the R point. Since the floor temperature is high from the beginning, there is no need to operate the floor heating 4b, and the room air conditioner 4a only needs to warm up to the minimum required air temperature Ta1. Therefore, a comfortable state can be achieved with minimum power consumption by setting the target point as the R point.
  • the target point is set between the Q point and the R point.
  • the floor temperature at the target point S is set equal to the floor temperature Tf0 in the initial state, and is increased by the air temperature.
  • the floor heating 4b is not required, and only the room air conditioner 4a is operated.
  • the air conditioning system by controlling a plurality of environmental factor variable devices 4, it is possible to easily control a plurality of environmental factors within a comfortable range. It is possible to improve without deteriorating. Moreover, energy saving can be realized by determining the target value of the environmental factor so that the operation ratio of the plurality of environmental factor variable devices 4 having a large power consumption is reduced.
  • a predetermined value for the comfort range is used.
  • the present invention is not limited to this, and a learning function may be provided and changed based on the past usage status of the user. . For example, if the user always sets a higher temperature in the heating mode, the comfort range is also changed to a higher value than the predetermined value, and conversely, a lower temperature is always set. In this case, the comfort range is also changed to be lower than a predetermined value.
  • FIG. 7 is a block diagram of an air conditioning system according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 8 shows a relationship among wall temperature, air temperature, and comfort range in age of the air conditioning system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the thin line in FIG. 8 has shown the change of the air temperature and wall temperature at the time of controlling the room air conditioner 4a independently, and the thick line shows the air temperature at the time of controlling the room air conditioner 4a and the radiation cooling panel 4c. It shows the change in wall temperature.
  • the plurality of environmental factor variable devices 4 include at least a room air conditioner 4a that mainly changes the air temperature and a radiant cooling panel 4c that mainly changes the wall temperature. And Further, the “cooling” mode is selected as the operation mode.
  • target values for air temperature and wall temperature are determined based on age priority. As shown in FIG. 8, since the comfortable ranges in the air temperature and the wall temperature differ depending on the age, it is necessary to determine target values for the air temperature and the wall temperature according to the age of the current user.
  • the target value is determined within the young comfortable range, and the current user is determined to be the old age or multiple current users. If all of them are old, the value within the comfort range of old age is determined as the target value.
  • a priority order is determined in advance, and a value within the comfort range with a higher priority order is determined as a target value according to the priority order.
  • the 30s are young and the 70s are old.
  • the room air conditioner 4a and the radiant cooling panel 4c, which are the environmental factor variable device 4 are controlled to make the environment comfortable. Like that.
  • FIG. 9 is a block diagram of an air conditioning system according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 10 shows the relationship between absolute humidity, air temperature, and comfort range in gender of the air conditioning system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the thin lines in FIG. 10 indicate changes in absolute humidity and air temperature when the room air conditioner 4a is controlled alone, and the thick lines indicate absolute humidity and air when the room air conditioner 4a and the dehumidifier 4d are controlled. It shows the change in temperature.
  • a room air conditioner 4a that mainly changes the air temperature
  • a dehumidifier 4d that mainly changes the absolute humidity
  • the “dehumidification” mode is selected as the operation mode.
  • the absolute humidity and air temperature target values are determined based on gender priority. As shown in FIG. 10, since the comfortable ranges in absolute humidity and air temperature differ depending on gender, it is necessary to determine target values for absolute humidity and air temperature according to the gender of the current user.
  • the value of the comfort range of the woman is determined as the target value, and the current user is male or of the multiple current users.
  • the value of the comfort range of men is determined as the target value.
  • a priority order is determined in advance, and a value within the comfort range having a higher priority order is determined as a target value according to the priority order.
  • the room air conditioner 4a and the dehumidifier 4d that are the environmental factor variable device 4 are controlled so that the environment becomes comfortable.
  • the room air conditioner 4a is controlled alone as shown in FIG. 10, both the absolute humidity and the air temperature cannot be set within the comfortable range.
  • FIG. 11 is a block diagram of an air conditioning system according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 12 shows a relationship between absolute humidity, air temperature, and comfort range in gender of the air conditioning system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. The thin lines in FIG. 12 indicate changes in absolute humidity and air temperature when the room air conditioner 4a is controlled alone, and the thick lines indicate absolute humidity and air when the room air conditioner 4a and the humidifier 4e are controlled. It shows the change in temperature.
  • a room air conditioner 4a that mainly changes the air temperature
  • a humidifier 4e that mainly changes the absolute humidity
  • the “humidification” mode is selected as the operation mode.
  • the floor heating 4b may be used instead of the room air conditioner 4a.
  • target values for absolute humidity and air temperature are determined based on gender priority. As shown in FIG. 12, since the comfortable ranges in absolute humidity and air temperature differ depending on the sex, it is necessary to determine target values of the absolute humidity and air temperature according to the sex of the current user.
  • the value of the comfort range of the woman is determined as the target value, and the current user is male or of the multiple current users.
  • the value of the comfort range of men is determined as the target value.
  • a priority order is determined in advance, and a value within the comfort range having a higher priority order is determined as a target value according to the priority order.
  • the room air conditioner 4a and the humidifier 4e which are the environmental factor variable device 4 are controlled so that the environment becomes comfortable.
  • the room air conditioner 4a is controlled alone, both the absolute humidity and the air temperature cannot be set within the comfortable range.
  • FIG. 13 is a block diagram of an air conditioning system according to Embodiment 5 of the present invention
  • FIG. 14 is a diagram showing a relationship among wind speed, dust concentration, and comfort range in the constitution of the air conditioning system according to Embodiment 5 of the present invention. It is. 14 indicates changes in the dust concentration and wind speed when the room air conditioner 4a is controlled alone, and the thick line indicates the dust concentration and wind speed when the room air conditioner 4a and the air purifier 4f are controlled. Shows changes.
  • a room air conditioner 4a that mainly changes the wind speed (airflow feeling, noise) and an air cleaner 4f that mainly changes the dust concentration. And at least.
  • the “air cleaning” mode is selected as the operation mode.
  • the target values of the wind speed and the dust concentration are determined based on the constitution. As shown in FIG. 14, since the comfortable range in the wind speed and the dust concentration differs depending on the constitution, it is necessary to determine the target values of the wind speed and the dust concentration according to the constitution of the current user.
  • the comfortable range of the person who is not hay fever is determined as the target value, and the current user If all of the present users are hay fever, or the number of current users is determined, the value of the comfortable range of the hay fever is determined as the target value.
  • priorities are determined in advance, and values within the comfort range of the higher priority according to the priorities are determined. Determine the target value.
  • the room air conditioner 4a and the air purifier 4f which are the environmental factor variable device 4 are controlled, and the environment becomes comfortable. Like that.
  • the case where the two environmental factor variable devices 4 are controlled to keep the environment in a comfortable state has been described as an example. It is not limited to the combination of forms 1 to 5, and may be combined as appropriate.
  • the present invention is not limited thereto, and two or more (for example, three) environmental factor variable devices 4 are controlled so that two or more (for example, three) environmental factors are within a comfortable range, thereby keeping the environment in a comfortable state. You may do it.
  • 1 Operation display terminal 2 Environmental factor detector, 3 Information collection unit, 4 Environmental factor variable device, 4a Room air conditioner, 4b Floor heating, 4c Radiant cooling panel, 4d Dehumidifier, 4e Humidifier, 4f Air cleaner.

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Abstract

　人を特定する要素である人体因子および運転モードに関する情報を少なくとも入力する入力部と、環境を特定する要素である環境因子を変更する複数の可変装置と、入力部から入力された情報に基づいて可変装置を複数制御し、複数の環境因子を快適範囲内にする制御部と、を備えたものである。

Description

空調システム
　本発明は、環境因子可変装置を制御して空調を行う空調システムに関するものである。
　従来の空調システムにおいて、使用者の快適感を決定する人体因子（年齢、身長、体重、性別、既述症、着衣量、作業量、疲労度等）の情報、使用者の生活パターンや時間に関する情報、建物に関する情報（冷暖房負荷、換気回数、形態係数、立地条件等）の少なくとも一つを入力することが可能な入力部と、使用者の快適感を決定する環境因子（温度、湿度、輻射温度、気流速度、光量、音量、浮遊粉塵量、ある特定のガス濃度）の少なくとも一つを検知する環境因子検知部と、前記入力部からの信号と前記環境因子検知部からの信号から目標値を演算し記憶するＩＣカードと、発熱体、吸熱体、送風機、除湿機または加湿機、光源、音源、除塵機およびある特定のガスの吸収機または発生機等の少なくとも一つを有した環境因子可変装置と、前記環境因子検知部から検知信号と前記ＩＣカードで記憶された目標値との差により前記環境因子可変装置の制御を行う制御部と、前記ＩＣカードの着脱を可能にしかつ前記入力部、前記環境因子検知部、前記制御部と前記ＩＣカードとの通信を媒介する媒介部とから構成されるものがある（たとえば、特許文献１参照）。
　特許文献１は、入力部からの信号および環境因子検知部からの信号に基づいてＩＣカードで目標値を演算するとともにその値を記憶し、環境因子検知部からの信号とＩＣカードに記憶した目標値との差に応じて制御部で環境因子可変装置の制御を行い、環境が快適となるように制御している。
特公平８－１６５３８号公報
　環境の快適性を得るために、たとえば空気温度と輻射温度など複数の環境因子を快適範囲内に制御する必要が生じた場合、特許文献１では１つの環境因子可変装置の制御しか行っていないため、複数の環境因子を快適範囲内に制御しきれず、快適性を損ねてしまうことがあった。
　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、快適性を損ねずに向上させることができる空調システムを提供することを目的としている。
　本発明に係る空調システムは、人を特定する要素である人体因子および運転モードに関する情報を少なくとも入力する入力部と、環境を特定する要素である環境因子を変更する複数の可変装置と、前記入力部から入力された情報に基づいて前記可変装置を複数制御し、複数の環境因子を快適範囲内にする制御部と、を備えたものである。
　本発明に係る空調システムによれば、可変装置を複数制御することで、複数の環境因子を快適範囲内に制御することができるため、快適性を損ねずに向上させることができる。
本発明の実施の形態１に係る空調システムのブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムの操作表示端末の表示部に表示される初期登録画面を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムの操作表示端末の表示部に表示される運転モード選択画面を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムの操作表示端末の表示部に表示される暖房モード画面を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムの床温度と空気温度と年齢における快適範囲との関係を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る空調システムの空気温度および床温度の目標値の決定方法を説明する図である。 本発明の実施の形態２に係る空調システムのブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る空調システムの壁温度と空気温度と年齢における快適範囲との関係を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る空調システムのブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る空調システムの空気温度と絶対湿度と性別における快適範囲との関係を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る空調システムのブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る空調システムの空気温度と絶対湿度と性別における快適範囲との関係を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る空調システムのブロック図である。 本発明の実施の形態５に係る空調システムの風速と粉塵濃度と体質における快適範囲との関係を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下に登場する「使用者」とは、空調システムを使用する者とする。また、以下に登場する「現使用者」とは、使用者のうち空調システムをまさに使用しようとしている者、または使用している者とする。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る空調システムのブロック図である。
　本実施の形態１に係る空調システムは、空調対象空間の空調を行うものであり、操作表示端末１と、環境因子検知部２と、情報収集ユニット３と、複数の環境因子可変装置４と、を備えている。なお、ここで言う空調とは、暖房、冷房、除湿、加湿、空気清浄等を含むものとする。
　操作表示端末１は、表示部と入力部とを有する通信機器であり、使用者の快適感を決定する、人を特定する要素である人体因子、すなわち年齢、身長、体重、性別、既往症、着衣量、作業量、疲労度等の情報、使用者の生活パターン、時間に関する情報、冷暖房負荷、換気回数、形態係数、および立地条件等の建築物に関する情報が入力される。操作表示端末１は、たとえばタブレット、リモコン、携帯電話、スマートフォン、パソコン、テレビ、カーナビなどである。
　なお、操作表示端末１は本発明の「入力部」および「表示部」に相当する。
　環境因子検知部２は、使用者の快適感を決定する、環境を特定する要素である環境因子、すなわち温度、湿度、輻射温度、気流速度、光量、音量、艀遊粉塵量、およびある特定のガス濃度等のいずれか一つまたは複数を、単体または複数で検知するものである。環境因子検知部２は、環境因子可変装置４に内蔵されたセンサでもよい。
　なお、環境因子検知部２は本発明の「検知部」に相当する。
　情報収集ユニット３は、記憶部と制御部とを有するものであり、人体因子毎の環境因子に対応する快適範囲に関する情報が記憶部に記憶されている。ここで、快適範囲とは、使用者にとって快適な環境を保つことができるとして予め決められた環境因子の範囲である。本実施の形態１では、少なくとも年齢（年齢層）毎の空気温度および床温度に対応する快適範囲に関する情報が記憶部に記憶されている。
　また、操作表示端末１からの情報に基づいて最適な快適範囲を選択し、その快適範囲内の値を目標値に決定する。また、その目標値と環境因子検知部２で検知された値との差に応じて、環境因子可変装置４の制御を行い、環境因子検知部２で検知した値が目標値になるようにする。
　なお、情報収集ユニット３は本発明の「制御部」および「記憶部」に相当する。
　環境因子可変装置４は、ルームエアコン、床暖房、輻射冷房パネル、除湿機、加湿器、空気清浄機等の環境因子を変更するものである。なお、本実施の形態１では、複数の環境因子可変装置４として、主に空気温度を変更するルームエアコン４ａと主に床温度を変更する床暖房４ｂとを少なくとも有するものとする。
　なお、環境因子可変装置４は本発明の「可変装置」に相当する。
　上記構成において、（現）使用者により、人体因子や運転モードなどの各種情報が操作表示端末１により入力され、環境因子検知部２により空調対象空間における現在の複数の環境因子が検知されると、情報収集ユニット３では操作表示端末１からの情報と環境因子検知部２からの情報に基づいて記憶部の快適範囲を参照し、現使用者の快適さを満足する複数の環境因子の値が目標値にそれぞれ設定される。そして、その目標値と環境因子検知部２で検知された値との差に応じて環境因子可変装置４を複数制御し、環境を快適な状態に保つ。
　図２は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの操作表示端末１の表示部に表示される初期登録画面を示す図、図３は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの操作表示端末１の表示部に表示される運転モード選択画面を示す図、図４は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの操作表示端末１の表示部に表示される暖房モード画面を示す図である。
　次に、本実施の形態１に係る空調システムの自動運転モードを実行する際の操作表示端末１の操作方法について説明する。
　本実施の形態１に係る空調システムは自動運転モードを備えており、この自動運転モードは、現使用者にとって快適な環境となるように自動で環境因子可変装置４を制御するモードである。なお、この自動運転モードは、初期設定で設定できるようにしてもよいし、空調システムを操作毎に設定できるようにしてもよい。
　まず、自動運転モードが選択されると、操作表示端末１の表示部に図２に示す初期登録画面が表示されるので、使用者の快適感を決定する人体因子のパラメータを画面に従って入力し、人体因子のパラメータの登録を行う。本実施の形態１では、図２に示すように３名の使用者Ａ、Ｂ、Ｃの各年齢を登録するものとする。この登録された人体因子に関する情報は、情報収集ユニット３の記憶部に記憶される。
　なお、初期登録前における使用者の人体因子のパラメータには、予め決められたデフォルト値を設定するとよい。また、図２に示す初期登録画面は、既に初期登録が行われている場合は非表示として、次の画面を表示してもよい。
　次に、図３に示すように運転モード選択画面が表示されるので、運転モードを選択する。本実施の形態１では、「暖房」モードを選択するものとする。なお、本実施の形態１では、図３に示すように操作モードの種類を、「暖房」、「冷房」、「除湿」、「加湿」、「空気清浄」としているが、それに限定されず、その他のモードを備えていてもよいし、少なくてもよい。
　「暖房」モードが選択されると、図４に示すように暖房モード画面が表示され、制御部は、登録された人体因子に関する情報と環境因子検知部２で検知される環境因子の情報とに基づいて、現使用者の快適さを満足する環境因子の（複数の）値が目標値に設定される。
　本実施の形態１では、環境因子が空気温度および床温度であり、現使用者の快適さを満足するため、図４に示すように、目標値として空気温度が２０℃、床温度が２８℃にそれぞれ設定される。
　なお、床温度ではなく床暖房４ｂの水温が設定されてもよい。また、図４では運転する環境因子可変装置４の画、空気温度、および床温度を表示しているが、その他、環境因子検知部２により検知された情報等を表示してもよい。また、設定された目標値は現使用者によって変更できるようにしてもよい。
　図５は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの床温度と空気温度と年齢における快適範囲との関係を示す図である。なお、図５中の細線は、ルームエアコン４ａを単体で制御した際の空気温度および床温度の変化を示しており、太線は、ルームエアコン４ａおよび床暖房４ｂを制御した際の空気温度および床温度の変化を示している。
　本実施の形態１では、年齢優先によって空気温度および床温度の目標値を決定するものとする。図５に示すように、空気温度および床温度における快適範囲は年齢によって異なっているため、現使用者の年齢に応じて空気温度および床温度の目標値を決定する必要がある。
　現使用者が若年、または複数の現使用者のうち全員が若年であった場合は、若年の快適範囲内の値を目標値に決定し、現使用者が老年、または複数の現使用者のうち全員が老年であった場合は、老年の快適範囲内の値を目標値に決定する。また、複数の現使用者のうち若年と老年がどちらも居た場合は、予め優先順位を決めておき、その優先順位に従って優先順位が高い方の快適範囲内の値を目標値に決定する。
　なお、本実施の形態１では、３０代は若年、７０代は老年とする。
　ここで、現使用者の特定方法について、たとえば空調システムを操作毎に現使用者を入力させるようにしてもよいし、使用者によって予め設定された各使用者の生活パターン（タイムテーブル）に基づいて現使用者を特定してもよいし、単体の人感検知部（画像センサや赤外線センサ等）、または環境因子可変装置４に組み込まれた人感検知部によって現使用者を特定してもよい。
　なお、現使用者の特定方法については上記に限定されない。
　なお、環境因子可変装置４であるルームエアコン４ａを単体で制御した場合、図５に示す細線上にしか空気温度および床温度を変化させることができない。一方、環境因子可変装置４であるルームエアコン４ａおよび床暖房４ｂを制御した場合、図５に示す太線上に空気温度および床温度を変化させることができる。そのため、環境因子可変装置４を単体制御したときの快適範囲よりも、複数制御したときの快適範囲の方が大きい。そのため、本実施の形態１にように、環境因子可変装置４を複数制御することにより、環境因子を快適範囲内に容易に制御することができる。
　そして、上記によって決定した目標値と環境因子検知部２で検知した値との差に応じて、環境因子可変装置４であるルームエアコン４ａおよび床暖房４ｂの制御を行い、環境因子検知部２で検知した空気温度および床温度が、ともに目標値になるようにする。そうすることで、現使用者にとって快適な環境を得ることができる。
　図６は、本発明の実施の形態１に係る空調システムの空気温度および床温度の目標値の決定方法を説明する図である。
　本実施の形態１では、ルームエアコン４ａおよび床暖房４ｂの制御を行うが、ルームエアコン４ａの方が床暖房４ｂに比べ運転効率がよいため、できるだけルームエアコン４ａの運転比率を増加して環境を快適な状態に保つことが省エネにつながる。
　図６中のＰ点は、環境因子検知部２により検知された空調対象空間の現在の空気温度および床温度（つまり初期状態）を示しており、Ｑ点は、快適範囲内においてルームエアコン４ａの運転比率が最も多い位置を示しており、Ｒ点は、快適範囲内においてルームエアコン４ａの運転比率が最も少ない位置を示している。
　初期状態Ｐ点の床温度Ｔｆ０がＱ点の床温度Ｔｆ１未満のときは、目標点をＱ点とする。床暖房４ｂとルームエアコン４ａの両方を運転する必要があるが、目標をＱ点とすることで、できるだけルームエアコン４ａの運転比率を高めることができ、省エネとなる。
初期状態Ｐ点の床温度Ｔｆ０がＲ点の床温度Ｔｆ２以上のときは、目標点をＲ点とする。初めから床温度が高いため、床暖房４ｂを運転する必要がなく、ルームエアコン４ａだけで必要最低限の空気温度Ｔａ１まで暖めればよい。よって、目標点をＲ点とすることで最小限の消費電力で快適な状態にできる。
　初期状態Ｐ点の床温度Ｔｆ０が、Ｔｆ１以上でＴｆ２未満のときは、目標点をＱ点からＲ点の間とする。例えば、目標点Ｓの床温度は初期状態の床温度Ｔｆ０と同等とし、空気温度だけ上昇させる。これにより、床暖房４ｂが不要となり、ルームエアコン４ａだけ運転させるため、最小限の消費電力で快適となる。
　以上のように、本実施の形態１に係る空調システムによれば、環境因子可変装置４を複数制御することで、複数の環境因子を快適範囲内に容易に制御することができるため、快適性を損ねずに向上させることができる。
　また、複数の環境因子可変装置４のうち、消費電力が大きいものの運転比率が減るように環境因子の目標値を決定することにより、省エネを実現することができる。
　なお、本実施の形態１では、快適範囲について予め決められた値を用いているが、それに限定されず、学習機能を設け、使用者の過去の使用状況を基に変更するようにしてもよい。
　たとえば、使用者が暖房モードでいつも高めの温度を設定しているような場合は、快適範囲も予め決められた値よりも高めに変更し、逆にいつも低めの温度を設定しているような場合は、快適範囲も予め決められた値よりも低めに変更する。
　実施の形態２．
　以下、本実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図７は、本発明の実施の形態２に係る空調システムのブロック図、図８は、本発明の実施の形態２に係る空調システムの壁温度と空気温度と年齢における快適範囲との関係を示す図である。なお、図８中の細線は、ルームエアコン４ａを単体で制御した際の空気温度および壁温度の変化を示しており、太線は、ルームエアコン４ａおよび輻射冷房パネル４ｃを制御した際の空気温度および壁温度の変化を示している。
　本実施の形態２では、図７に示すように、複数の環境因子可変装置４として、主に空気温度を変更するルームエアコン４ａと主に壁温度を変更する輻射冷房パネル４ｃとを少なくとも有するものとする。また、運転モードとして、「冷房」モードを選択するものとする。
　本実施の形態２では、年齢優先によって空気温度および壁温度の目標値を決定するものとする。図８に示すように、空気温度および壁温度における快適範囲は年齢によって異なっているため、現使用者の年齢に応じて空気温度および壁温度の目標値を決定する必要がある。
　現使用者が若年、または複数の現使用者のうち全員が若年であった場合は、若年の快適範囲内の値を目標値に決定し、現使用者が老年、または複数の現使用者のうち全員が老年であった場合は、老年の快適範囲内の値を目標値に決定する。また、複数の現使用者のうち若年と老年がどちらも居た場合は、予め優先順位を決めておき、その優先順位に従って優先順位が高い方の快適範囲内の値を目標値に決定する。
　なお、本実施の形態２では、３０代は若年、７０代は老年とする。
　そして、上記によって決定した目標値と環境因子検知部２で検知した値との差に応じて、環境因子可変装置４であるルームエアコン４ａおよび輻射冷房パネル４ｃの制御を行い、環境が快適となるようにする。
　実施の形態３．
　以下、本実施の形態３について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図９は、本発明の実施の形態３に係る空調システムのブロック図、図１０は、本発明の実施の形態３に係る空調システムの絶対湿度と空気温度と性別における快適範囲との関係を示す図である。なお、図１０中の細線は、ルームエアコン４ａを単体で制御した際の絶対湿度および空気温度の変化を示しており、太線は、ルームエアコン４ａおよび除湿機４ｄを制御した際の絶対湿度および空気温度の変化を示している。
　本実施の形態３では、図９に示すように、複数の環境因子可変装置４として、主に空気温度を変更するルームエアコン４ａと主に絶対湿度を変更する除湿機４ｄとを少なくとも有するものとする。また、運転モードとして、「除湿」モードを選択するものとする。なお、ルームエアコン４ａの代わりに輻射冷房パネル４ｃとしてもよい。
　本実施の形態３では、性別優先によって絶対湿度および空気温度の目標値を決定するものとする。図１０に示すように、絶対湿度および空気温度における快適範囲は性別によって異なっているため、現使用者の性別に応じて絶対湿度および空気温度の目標値を決定する必要がある。
　現使用者が女性、または複数の現使用者のうち全員が女性であった場合は、女性の快適範囲の値を目標値に決定し、現使用者が男性、または複数の現使用者のうち全員が男性であった場合は、男性の快適範囲の値を目標値に決定する。また、複数の現使用者のうち女性と男性がどちらも居た場合は、予め優先順位を決めておき、その優先順位に従って優先順位が高い方の快適範囲内の値を目標値に決定する。
　そして、上記によって決定した目標値と環境因子検知部２で検知した値との差に応じて、環境因子可変装置４であるルームエアコン４ａおよび除湿機４ｄの制御を行い、環境が快適となるようにする。
　なお、本実施の形態３では、図１０に示すようにルームエアコン４ａを単体で制御しても、絶対湿度および空気温度の両方を快適範囲内の値にすることはできない。
　実施の形態４．
　以下、本実施の形態４について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図１１は、本発明の実施の形態４に係る空調システムのブロック図、図１２は、本発明の実施の形態３に係る空調システムの絶対湿度と空気温度と性別における快適範囲との関係を示す図である。なお、図１２中の細線は、ルームエアコン４ａを単体で制御した際の絶対湿度および空気温度の変化を示しており、太線は、ルームエアコン４ａおよび加湿機４ｅを制御した際の絶対湿度および空気温度の変化を示している。
　本実施の形態４では、図１１に示すように、複数の環境因子可変装置４として、主に空気温度を変更するルームエアコン４ａと主に絶対湿度を変更する加湿機４ｅとを少なくとも有するものとする。また、運転モードとして、「加湿」モードを選択するものとする。なお、ルームエアコン４ａの代わりに床暖房４ｂとしてもよい。
　本実施の形態４では、性別優先によって絶対湿度および空気温度の目標値を決定するものとする。図１２に示すように、絶対湿度および空気温度における快適範囲は性別によって異なっているため、現使用者の性別に応じて絶対湿度および空気温度の目標値を決定する必要がある。
　現使用者が女性、または複数の現使用者のうち全員が女性であった場合は、女性の快適範囲の値を目標値に決定し、現使用者が男性、または複数の現使用者のうち全員が男性であった場合は、男性の快適範囲の値を目標値に決定する。また、複数の現使用者のうち女性と男性がどちらも居た場合は、予め優先順位を決めておき、その優先順位に従って優先順位が高い方の快適範囲内の値を目標値に決定する。
　そして、上記によって決定した目標値と環境因子検知部２で検知した値との差に応じて、環境因子可変装置４であるルームエアコン４ａおよび加湿機４ｅの制御を行い、環境が快適となるようにする。
　なお、本実施の形態４では、図１２に示すようにルームエアコン４ａを単体で制御しても、絶対湿度および空気温度の両方を快適範囲内の値にすることはできない。
　実施の形態５．
　以下、本実施の形態５について説明するが、実施の形態１と重複するものについては省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図１３は、本発明の実施の形態５に係る空調システムのブロック図、図１４は、本発明の実施の形態５に係る空調システムの風速と粉塵濃度と体質における快適範囲との関係を示す図である。なお、図１４中の細線は、ルームエアコン４ａを単体で制御した際の粉塵濃度および風速の変化を示しており、太線は、ルームエアコン４ａおよび空気清浄機４ｆを制御した際の粉塵濃度および風速の変化を示している。
　本実施の形態５では、図１３に示すように、複数の環境因子可変装置４として、主に風速（気流感、騒音）を変更するルームエアコン４ａと主に粉塵濃度を変更する空気清浄機４ｆとを少なくとも有するものとする。また、運転モードとして、「空気清浄」モードを選択するものとする。
　本実施の形態５では、体質優先によって風速および粉塵濃度の目標値を決定するものとする。図１４に示すように、風速および粉塵濃度における快適範囲は体質によって異なっているため、現使用者の体質に応じて風速および粉塵濃度の目標値を決定する必要がある。
　現使用者が花粉症でない人、または複数の現使用者のうち全員が花粉症でない人であった場合は、花粉症でない人の快適範囲の値を目標値に決定し、現使用者が花粉症の人、または複数の現使用者のうち全員が花粉症の人であった場合は、花粉症の人の快適範囲の値を目標値に決定する。また、複数の現使用者のうち花粉症でない人と花粉症の人がどちらも居た場合は、予め優先順位を決めておき、その優先順位に従って優先順位が高い方の快適範囲内の値を目標値に決定する。
　そして、上記によって決定した目標値と環境因子検知部２で検知した値との差に応じて、環境因子可変装置４であるルームエアコン４ａおよび空気清浄機４ｆの制御を行い、環境が快適となるようにする。
　なお、本実施の形態１～５では、２つの環境因子可変装置４を制御して環境を快適な状態に保つ場合を例に説明したが、環境因子可変装置４の２つの組み合わせは本実施の形態１～５の組み合わせに限定されず、適宜組み合わせてもよい。
　また、本実施の形態１～５では、２つの環境因子可変装置４を制御して２つの環境因子を快適範囲内にすることで、環境を快適な状態に保つ場合を例に説明したが、それに限定されず、２つ以上（たとえば３つ）の環境因子可変装置４を制御して２つ以上（たとえば３つ）の環境因子を快適範囲内にすることで、環境を快適な状態に保つようにしてもよい。
　１　操作表示端末、２　環境因子検知部、３　情報収集ユニット、４　環境因子可変装置、４ａ　ルームエアコン、４ｂ　床暖房、４ｃ　輻射冷房パネル、４ｄ　除湿機、４ｅ　加湿器、４ｆ　空気清浄機。

Claims (13)

  1. 　人を特定する要素である人体因子および運転モードに関する情報を少なくとも入力する入力部と、
    　環境を特定する要素である環境因子を変更する複数の可変装置と、
    　前記入力部から入力された情報に基づいて前記可変装置を複数制御し、複数の環境因子を快適範囲内にする制御部と、を備えた
    　空調システム。
  2. 　環境因子を検知する検知部を備え、
    　前記入力部から入力された情報に基づいて、複数の環境因子の目標値をそれぞれ前記快適範囲内の値に決定し、前記目標値および前記検知部で検知された値に応じて前記可変装置を複数制御し、複数の環境因子の値をそれぞれ前記目標値にする
    　請求項１に記載の空調システム。
  3. 　使用者の人体因子のパラメータの登録画面、運転モードの設定画面、および前記目標値の表示画面を少なくとも表示する表示部を備えた
    　請求項２に記載の空調システム。
  4. 　人体因子毎の環境因子に応じた快適範囲に関する情報が記憶される記憶部を備え、
    　前記入力部から入力される情報に基づいて最適な快適範囲を選択し、その快適範囲内の値を前記目標値に決定する
    　請求項２または３に記載の空調システム。
  5. 　現使用者の人体因子のパラメータに該当した快適範囲を選択する
    　請求項４に記載の空調システム。
  6. 　現使用者の人体因子のパラメータに該当した快適範囲が複数ある場合、
    　予め決められた優先順位に基づいて快適範囲を選択する
    　請求項５に記載の空調システム。
  7. 　前記最適な快適範囲内において、最も消費電力が少なくなる値を前記目標値に決定する
    　請求項４～６のいずれか一項に記載の空調システム。
  8. 　前記最適な快適範囲内において、前記検知部で検知された現在の環境因子の値に応じて前記目標値を決定する
    　請求項４～６のいずれか一項に記載の空調システム。
  9. 　前記運転モードとして暖房モードを備え、
    　前記複数の可変装置としてルームエアコンおよび床暖房を備え、
    　前記検知部として単数または複数で空気温度および床温度を検知する空調システムであって、
    　前記暖房モードが選択されたら、
    　現使用者の人体因子のパラメータに該当した空気温度および床温度に対応する快適範囲を選択し、その快適範囲内の空気温度および床温度の値をそれぞれの目標値に決定し、前記目標値および前記検知部で検知された空気温度および床温度に応じてルームエアコンおよび床暖房を制御し、空気温度および床温度の値をそれぞれ前記目標値にする
    　請求項４～８のいずれか一項に記載の空調システム。
  10. 　前記運転モードとして冷房モードを備え、
    　前記複数の可変装置としてルームエアコンおよび輻射冷房パネルを備え、
    　前記検知部として単数または複数で空気温度および壁温度を検知する空調システムであって、
    　前記冷房モードが選択されたら、
    　現使用者の人体因子のパラメータに該当した空気温度および壁温度に対応する快適範囲を選択し、その快適範囲内の空気温度および壁温度の値をそれぞれの目標値に決定し、前記目標値および前記検知部で検知された空気温度および壁温度に応じてルームエアコンおよび輻射冷房パネルを制御し、空気温度および壁温度の値をそれぞれ前記目標値にする
    　請求項４～９のいずれか一項に記載の空調システム。
  11. 　前記運転モードとして除湿モードを備え、
    　前記複数の可変装置としてルームエアコンまたは輻射冷房パネルおよび除湿機を備え、
    　前記検知部として単数または複数で絶対湿度および空気温度を検知する空調システムであって、
    　前記除湿モードが選択されたら、
    　現使用者の人体因子のパラメータに該当した絶対湿度および空気温度に対応する快適範囲を選択し、その快適範囲内の絶対湿度および空気温度の値をそれぞれの目標値に決定し、前記目標値および前記検知部で検知された絶対湿度および空気温度に応じてルームエアコンまたは輻射冷房パネルおよび除湿機を制御し、絶対湿度および空気温度の値をそれぞれ前記目標値にする
    　請求項４～１０のいずれか一項に記載の空調システム。
  12. 　前記運転モードとして加湿モードを備え、
    　前記複数の可変装置としてルームエアコンまたは床暖房および除湿機を備え、
    　前記検知部として単数または複数で絶対湿度および空気温度を検知する空調システムであって、
    　前記加湿モードが選択されたら、
    　現使用者の人体因子のパラメータに該当した絶対湿度および空気温度に対応する快適範囲を選択し、その快適範囲内の絶対湿度および空気温度の値をそれぞれの目標値に決定し、前記目標値および前記検知部で検知された絶対湿度および空気温度に応じてルームエアコンまたは床暖房および除湿機を制御し、絶対湿度および空気温度の値をそれぞれ前記目標値にする
    　請求項４～１１のいずれか一項に記載の空調システム。
  13. 　前記運転モードとして空気清浄モードを備え、
    　前記複数の可変装置としてルームエアコンおよび空気清浄機を備え、
    　前記検知部として単数または複数で粉塵濃度および風速を検知する空調システムであって、
    　前記空気清浄モードが選択されたら、
    　現使用者の人体因子のパラメータに該当した粉塵濃度および風速に対応する快適範囲を選択し、その快適範囲内の粉塵濃度および風速の値をそれぞれの目標値に決定し、前記目標値および前記検知部で検知された粉塵濃度および風速に応じてルームエアコンおよび空気清浄機を制御し、粉塵濃度および風速の値をそれぞれ前記目標値にする
    　請求項４～１２のいずれか一項に記載の空調システム。
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