WO2019078269A1 - 空気調和制御装置 - Google Patents

空気調和制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019078269A1
WO2019078269A1 PCT/JP2018/038705 JP2018038705W WO2019078269A1 WO 2019078269 A1 WO2019078269 A1 WO 2019078269A1 JP 2018038705 W JP2018038705 W JP 2018038705W WO 2019078269 A1 WO2019078269 A1 WO 2019078269A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
skin temperature
user
comfortable
air conditioning
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/038705
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
福林 王
前田 敏行
Original Assignee
清華大学
ダイキン工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 清華大学, ダイキン工業株式会社 filed Critical 清華大学
Priority to US16/756,071 priority Critical patent/US11248820B2/en
Priority to EP18867587.0A priority patent/EP3699507B1/en
Priority to JP2019549324A priority patent/JPWO2019078269A1/ja
Publication of WO2019078269A1 publication Critical patent/WO2019078269A1/ja
Priority to JP2023160070A priority patent/JP2023166622A/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/50Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/52Indication arrangements, e.g. displays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • F24F11/64Electronic processing using pre-stored data
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20Humidity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2120/00Control inputs relating to users or occupants
    • F24F2120/10Occupancy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2120/00Control inputs relating to users or occupants
    • F24F2120/20Feedback from users

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning control apparatus that controls an air conditioner.
  • An air conditioner that performs indoor air conditioning is controlled by a built-in or separately provided control device.
  • a control device including a CPU, a memory, and the like controls each device of the air conditioner based on the set value.
  • An object of the present invention is to provide an air conditioning control device that improves the degree of user satisfaction.
  • the air conditioning control device includes a control unit, a skin temperature measurement unit, an information acquisition unit, and a determination unit.
  • the control unit controls an air conditioner that air-conditions the space in which the user is present.
  • the skin temperature measurement unit measures the skin temperature of the user.
  • the information acquisition unit acquires thermal sensation information on the user's location space.
  • the determination unit determines a comfortable skin temperature range that the user feels comfortable based on the skin temperature of the user at the time of generation of the heat sensation information. Further, the control unit controls the air conditioner based on the comfortable skin temperature range determined by the determination unit.
  • thermal sensation information of the user such as hot and cold
  • a comfortable skin temperature range that the user feels comfortable is determined based on the skin temperature of the user at the time of generation of the information. Then, since the control of the air conditioner is performed based on the comfortable skin temperature range, the degree of satisfaction with the air conditioning of the user is improved.
  • the control unit preferably controls the air conditioner based on the current skin temperature of the user in addition to the comfortable skin temperature range determined by the determination unit.
  • the air conditioning control apparatus further includes a measurement unit that measures the temperature and / or humidity of the air in the space where the user is present.
  • the control unit preferably further controls the air conditioner based on the measurement value of the measurement unit.
  • the skin temperature measurement unit has infrared thermography that analyzes infrared radiation emitted from the user.
  • the skin temperature measuring unit measures the skin temperature of the user at least once every 5 minutes.
  • the control unit predicts the user's current thermal sensation based on the comfortable skin temperature range determined by the determination unit, the current user's skin temperature, and the rate of change of the user's skin temperature It is preferable to control the air conditioner based on the user's current thermal sensation.
  • the determination unit updates the comfortable skin temperature range that the user feels comfortable when the user's thermal sensation information occurs.
  • the determination unit selects the lower limit of the comfortable skin temperature range that the user feels comfortable from the range of 31 ° C. to 33 ° C., and the upper limit of the comfortable skin temperature range that the user feels comfortable, It is selected from the range of 33 ° C to 35 ° C.
  • the determination unit has an initial value of the comfortable skin temperature range that the user feels comfortable, and changes the initial value according to the season or time.
  • control unit controls the air conditioner based on the comfort skin temperature range of the plurality of users such that the sum of the plurality of users' comfort feeling is high, or the plurality of users. It is preferable to carry out so as to increase the comfort of the user with the lowest comfort among the users, or in accordance with the priorities set for each of the plurality of users.
  • FIG. 1 shows an air conditioning control device 100 that is a control device of an air conditioner 210 that performs cooling, heating, ventilation and the like of a room (space) 200 in which a user is present.
  • the air conditioning control device 100 includes a control unit 150, a skin temperature measurement unit 110, an information acquisition unit 120, a determination unit 140, and a measurement unit 130.
  • the skin temperature measurement unit 110 has an infrared thermography 112 that analyzes the infrared radiation emitted from the user. If infrared thermography 112 is used, an image as shown in FIG. 5 is obtained. From this image, the skin temperature measurement unit 110 measures the skin temperature of the user.
  • the information acquisition unit 120 acquires thermal sensation information of the user.
  • the information acquisition unit 120 is, for example, an input device such as a display (man-machine mutual device) with a touch panel function or a keyboard, and transmits thermal sensation information input by the user to the computer 220 by wire or wirelessly.
  • an input device such as a display (man-machine mutual device) with a touch panel function or a keyboard
  • a plurality of mechanical input buttons are adopted as the information acquisition unit 120 and thermal sensation information such as hot and cold is manually input to the user, it is possible to reduce the cost of the input device.
  • a display with a touch panel function is adopted as the information acquisition unit 120, which doubles as a device for inputting the target value of the temperature of the room or the target value of the humidity by the user.
  • the determination unit 140 and the control unit 150 are functional units that function according to a program executed by the computer 220.
  • the determination unit 140 determines a comfortable skin temperature range in which the user feels comfortable based on the skin temperature at the time of generation of the heat sensation information, that is, the user's skin temperature at the time of input of the heat sensation information by the user here.
  • the control unit 150 also controls the air conditioner 210 based on the comfortable skin temperature range determined by the determination unit 140.
  • the computer 220 includes a CPU, a memory, a storage device storing a program, and the like, and the program for air conditioning control is executed to function as the control unit 150 or a comfortable skin temperature that the user feels comfortable
  • the program for determining the area is executed to function as the determination unit 140 or the like.
  • the program executed by the computer 220 includes a number of logic functions and a module of program code for realizing a process execution command.
  • the measurement unit 130 measures the temperature, humidity, carbon dioxide (CO 2) concentration, and the like of air in the room 200 in which the user is present.
  • a plurality of sensors such as a temperature sensor and a humidity sensor, constitute the measuring unit 130.
  • the measurement value of the measurement unit 130 is used in the control of the air conditioner 210 by the control unit 150. Details will be described later.
  • the determination unit 140 constantly monitors whether thermal sensation information of the user, for example, input information such as hot or cold, has been sent from the information acquisition unit 120 which is an input device (step S31). Then, in step S31, when it is determined that the thermal sensation information of the user is not generated, that is, there is no input, the determination unit 140 stands by as it is. If the determination unit 140 determines in step S31 that the thermal sensation information of the user has been generated, the process proceeds to step S32, and the skin temperature of the user is measured or acquired. The user's skin temperature may be measured immediately before the user's thermal sensation information is generated (entered), or may be measured immediately after the generation.
  • the skin temperature measurement unit 110 measures the skin temperature of the user at least once every 5 minutes, here once once a minute.
  • step S33 the determination unit 140 uses the thermal sensation of the user and the skin temperature of the user according to the online learning method that is one of the algorithms in the machine learning model, and the comfortable skin temperature range that the user feels comfortable Decide. Also, if the comfortable skin temperature range already exists, the determined comfortable skin temperature range is replaced (updated) with the data of the old comfortable skin temperature range up to that point.
  • the online learning method specifically, when the user inputs that he / she feels hot, the upper limit value of the comfortable skin temperature is replaced with the skin temperature of the user at the time when the user inputs. On the other hand, when the user inputs that he / she feels cold, the determination unit 140 replaces the lower limit value of the comfortable skin temperature with the skin temperature of the user at the time of user input.
  • the determination unit 140 selects the lower limit of the comfortable skin temperature range (the lower limit value of the comfortable skin temperature) from the range of 31 ° C. to 33 ° C. . In addition, the determination unit 140 selects the upper limit of the comfortable skin temperature range (upper limit value of the comfortable skin temperature) from the range of 33 ° C. to 35 ° C.
  • the air conditioning control is executed by the control unit 150.
  • the control unit 150 performs air conditioning control based on the comfortable skin temperature range determined by the determination unit 140. Also, the control unit 150 predicts the user's current thermal sensation based on the user's skin temperature and the rate of change of the user's skin temperature in addition to the comfortable skin temperature range, and the predicted user's Control the air based on the current sense of heat.
  • FIG. 3 shows a flow of air conditioning control by the control unit 150.
  • step S41 it is determined whether the comfortable skin temperature range has changed. If the comfortable skin temperature area has changed, the control unit 150 reads the comfortable skin temperature area (step S42). If not, the process proceeds to step S43.
  • step S43 the measurement unit 130 reads the measured values of the temperature, humidity, and CO2 concentration of air in the room 200.
  • step S44 the control unit 150 determines the room temperature, humidity, CO2 concentration, and target values of each room using fuzzy logic, and controls the air conditioner 210 using PID control.
  • the determination method of the target value of the temperature of a room is explained in full detail as an example.
  • FIG. 4 is a table showing the prediction of the user's thermal sensation based on the user's current skin temperature and the adjustment logic of the room temperature setting value (the target value of the room temperature) based thereon.
  • the control unit 150 calculates each coefficient using the upper limit value and the lower limit value of the comfortable skin temperature determined by the determination unit 140 as described above, and further uses the current user's skin temperature (t skin) to The rate of change of skin temperature (dt / d ⁇ ) is determined. Then, control is performed according to the rate of change of the skin temperature and the difference between the skin temperature of the current user and the comfortable skin temperature (the value obtained by dividing the sum of the upper limit value and the lower limit value of the comfortable skin temperature by 2) The part 150 adjusts the room temperature setting value. Then, the control unit 150 performs air conditioning control such as increasing or decreasing the output of the compressor of the air conditioner 210 such that the room temperature approaches the room temperature setting value based on the room temperature setting value and the current room temperature (room temperature). I do.
  • the information acquisition unit 120 acquires thermal sensation information of the user such as hot and cold, and the skin temperature of the user at the time of generation of the information. Based on the comfortable skin temperature range that the user feels comfortable is determined. And since control of the air conditioner 210 based on the comfortable skin temperature range is performed by the control part 150, the satisfaction degree regarding the user's air conditioning improves.
  • the determination unit 140 may change the initial value of the comfortable skin temperature range that the user feels comfortable in accordance with the season or time.
  • the initial value it is conceivable to set the initial value to 31.5 ° C. to 33.5 ° C. in summer, and to set the initial value to 32.5 ° C. to 34.5 ° C. in winter.
  • the time it is possible to set the initial value lower in the rainy season, and set the initial value higher in the dry season.
  • a display with a touch panel function that allows the user to perform manual input is adopted as the information acquisition unit 120, but instead, it measures the user's sweat, heartbeat, vocalization, etc. It is also possible to employ a device for acquiring the thermal sensation information of the user. In this case, the user does not have to do manual input.
  • the measurement unit 130 measures the temperature, humidity, and CO2 concentration, and performs air conditioning control so that each environmental parameter approaches the target value, but measures only the temperature and only the target temperature value. It may be an apparatus that performs air conditioning control to adjust
  • the skin temperature measurement unit 110 measures the user's skin temperature once a minute, but if measurement is performed in real time by the infrared thermography 112, more accurate air conditioning control becomes possible. .
  • the main part of the air conditioning control device 100 is realized by hardware, software, a unit or a combination thereof. That is, a number of processes or methods are stored in the storage device and implemented by appropriate command execution system software or units.
  • a logic gate circuit which realizes a logic function by a data signal, a discrete logic circuit, a dedicated integrated circuit of logic gates, a programmable gate array, a field programmable gate array, etc. .
  • the air conditioning controller After determining the comfortable skin temperature range that each user feels comfortable, the air conditioning controller, for example, scores the user's comfort based on the comfortable skin temperature range (the higher the score, the more comfortable. Control of the air conditioner can be performed such that the sum of the scores of the users in the room is the highest). Other than that, air conditioning control is performed to increase the comfort of the user with the lowest score (lowest comfort) among the users in the room, and the priority is based on the preset priority of each user The air conditioning control can be performed to increase the comfort of the user.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

空気調和制御装置100は、制御部150と、皮膚温度測定部110と、情報取得部120と、決定部140とを備えている。制御部150は、ユーザーが居る部屋200を空気調和する空気調和機210の制御を行う。皮膚温度測定部110は、ユーザーの皮膚温度を測定する。情報取得部120は、ユーザーの所在空間に対する熱感覚情報を取得する。決定部140は、熱感覚情報の発生時点におけるユーザーの皮膚温度に基づいて、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域を決定する。また、制御部150は、決定部140が決定した皮膚温度域に基づいて、空気調和機210の制御を行う。

Description

空気調和制御装置
 本発明は、空気調和機の制御を行う空気調和制御装置に関する。
 室内の空気調和を行う空気調和機は、内蔵あるいは別に設けられる制御装置によって制御される。ユーザーによって室内温度の設定値がセットされると、CPUやメモリ等から成る制御装置は、その設定値に基づいて空気調和機の各機器の制御を行う。
 しかし、室内温度の設定値に基づく空気調和機の制御を行うだけでは、ユーザーの快適性を向上させることができなかったり、無駄にエネルギーを消費してしまったり、いろいろな問題が生じることがある。これらの問題に対処するため、PMV(予測温冷感申告)やSET(標準有効温度)等の室内熱環境に関する指標を使い、空気調和機を制御することもあるが、ユーザーのニーズを十分に満足させるものではない。
 本発明の課題は、ユーザーの満足度合いを向上させる空気調和制御装置を提供することにある。
 本発明に係る空気調和制御装置は、制御部と、皮膚温度測定部と、情報取得部と、決定部とを備えている。制御部は、ユーザーが居る空間を空気調和する空気調和機の制御を行う。皮膚温度測定部は、ユーザーの皮膚温度を測定する。情報取得部は、ユーザーの所在空間に対する熱感覚情報を取得する。決定部は、熱感覚情報の発生時点におけるユーザーの皮膚温度に基づいて、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域を決定する。また、制御部は、決定部が決定した快適皮膚温度域に基づいて、空気調和機の制御を行う。
 本発明によれば、暑い、寒いといったユーザーの熱感覚情報を取得し、その情報の発生時点におけるユーザーの皮膚温度に基づいて、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域が決定される。そして、その快適皮膚温度域に基づいて空気調和機の制御が行われるため、ユーザーの空気調和に関する満足度合いが向上する。
 なお、制御部は、決定部が決定した快適皮膚温度域に加えて、さらに現在のユーザーの皮膚温度に基づいて空気調和機の制御を行うことが好ましい。
 また、空気調和制御装置は、ユーザーが居る空間の空気の温度及び/又は湿度を計測する計測部を、更に備えていることが好ましい。この場合、制御部は、さらに計測部の計測値に基づいて、空気調和機の制御を行うことが好ましい。
 また、好ましくは、皮膚温度測定部は、ユーザーから放射される赤外線を分析する赤外線サーモグラフィーを有する。
 また、好ましくは、皮膚温度測定部は、少なくとも5分間に1回、前記ユーザーの皮膚温度を測定する。この場合、制御部は、決定部が決定した快適皮膚温度域、現在のユーザーの皮膚温度、及び、ユーザーの皮膚温度の変化率に基づいて、ユーザーの現在の熱感覚を予測し、その予測したユーザーの現在の熱感覚に基づいて空気調和機の制御を行うことが好ましい。決定部は、ユーザーの熱感覚情報が発生したときに、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域を更新することが好ましい。
 また、好ましくは、決定部は、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域の下限を、31℃~33℃の範囲から選択し、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域の上限を、33℃~35℃の範囲から選択する。
 また、好ましくは、決定部は、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域の初期値を有しており、初期値を季節あるいは時期に応じて変える。
 また、複数のユーザーが存在する場合に、制御部は、複数のユーザーの快適皮膚温度域に基づく空気調和機の制御を、複数のユーザーの快適感の総和が高くなるように、又は、複数のユーザーのうち快適感が最も低いユーザーの快適感が上がるように、又は、複数のユーザーそれぞれに設定されている優先順位にしたがって、実行することが好ましい。
空気調和制御装置の構成を示す概略ブロック図。 ユーザーが快適だと感じる快適皮膚温度域の決定・更新のフロー。 空調制御のフロー。 ファジー論理を用いた室温設定値の決定方法を示す表。 赤外線サーモグラフィーが撮ったユーザーの皮膚温度を含む画像。
 (1)空気調和制御装置の構成
 図1に、ユーザーが居る部屋(空間)200の冷房、暖房、換気などを行う空気調和機210の制御装置である、空気調和制御装置100を示す。空気調和制御装置100は、制御部150と、皮膚温度測定部110と、情報取得部120と、決定部140と、計測部130とを備えている。
 皮膚温度測定部110は、ユーザーから放射される赤外線を分析する赤外線サーモグラフィー112を有する。赤外線サーモグラフィー112を用いれば、図5に示すような画像が得られる。この画像から、皮膚温度測定部110は、ユーザーの皮膚温度を測定する。
 情報取得部120は、ユーザーの熱感覚情報を取得する。情報取得部120は、例えば、タッチパネル機能付きのディスプレイ(マンマシン相互装置)やキーボードなどの入力機器であって、ユーザーが入力した熱感覚情報を、有線あるいは無線でコンピュータ220に伝える。情報取得部120としてタッチパネル機能付きのディスプレイを採用する場合には、その機器にアプリケーションをインストールさせ、ソフトウェアによってユーザーによる入力を支援することが好ましい。また、情報取得部120として、機械式の複数の入力ボタンを採用し、暑い、寒いといった熱感覚情報をユーザーに手入力させるようにすれば、入力機器の費用を抑制することも可能である。
 なお、ここでは、情報取得部120としてタッチパネル機能付きのディスプレイを採用しており、それが、ユーザーによる部屋の温度の目標値や湿度の目標値を入力する機器を兼ねている。
 決定部140および制御部150は、コンピュータ220が実行するプログラムにより機能する機能部である。決定部140は、熱感覚情報の発生時点の皮膚温度、すなわち、ここではユーザーによる熱感覚情報の入力時点におけるユーザーの皮膚温度に基づいて、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域を決定する。また、制御部150は、決定部140が決定した快適皮膚温度域に基づいて、空気調和機210の制御を行う。
 コンピュータ220は、CPU、メモリ、プログラムを収納した記憶装置、などから成り、空調制御のためのプログラムが実行されることで、制御部150として機能したり、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域を決定するためのプログラムが実行されることで、決定部140として機能したりする。コンピュータ220で実行されるプログラムは、多数のロジック機能や、プロセス執行指令を実現するプログラムコードのモジュールを含む。
 計測部130は、ユーザーが居る部屋200の空気の温度、湿度、二酸化炭素(CO2)濃度などを計測する。具体的には、温度センサーや湿度センサーなど、複数のセンサーが計測部130を構成している。
 計測部130の計測値は、制御部150による空気調和機210の制御において使用される。詳しくは後述する。
 (2)決定部が行う、ユーザーが快適だと感じる快適皮膚温度域の決定・更新
 図2に、決定部140の動作、すなわち、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域の決定、更新に関するフローを示す。
 決定部140は、入力機器である情報取得部120からユーザーの熱感覚情報、例えば暑いとか寒いといった入力情報が送られてきていないか、常に監視している(ステップS31)。そして、ステップS31において、ユーザーの熱感覚情報が発生していない、すなわち入力がないと判断した場合、決定部140は、そのまま待機する。ステップS31で決定部140がユーザーの熱感覚情報が発生したと判断すると、ステップS32に移行し、ユーザーの皮膚温度を測定あるいは取得する。このユーザーの皮膚温度は、ユーザーの熱感覚情報が発生する(入力される)少し前に測定したものを採用してもよいし、発生後すぐに測定したものを用いてもよい。
 なお、皮膚温度測定部110は、少なくとも5分間に1回、ここでは1分に1回、ユーザーの皮膚温度を測定している。
 決定部140は、ステップS33において、機械学習モデルにおけるアルゴリズムの1つであるオンライン学習法によって、ユーザーの熱感覚と、ユーザーの皮膚温度とを使用して、ユーザーが快適だと感じる快適皮膚温度域を決定する。また、既に快適皮膚温度域が存在する場合、その決定した快適皮膚温度域を、それまでの古い快適皮膚温度域のデータと入れ替える(更新する)。
 オンライン学習法により、具体的には、決定部140は、暑いと感じていることをユーザーが入力すると、快適皮膚温度の上限値を、ユーザーが入力した時点におけるユーザーの皮膚温度に置き換える。一方、寒いと感じていることをユーザーが入力すると、決定部140は、快適皮膚温度の下限値を、ユーザーが入力した時点におけるユーザーの皮膚温度に置き換える。
 なお、多数の人間の熱感覚に関する調査結果に基づき、ここでは、決定部140が、快適皮膚温度域の下限(快適皮膚温度の下限値)を、31℃~33℃の範囲から選択している。また、決定部140は、快適皮膚温度域の上限(快適皮膚温度の上限値)を、33℃~35℃の範囲から選択している。
 (3)制御部が行う、空調制御
 上述のように、空調制御は、制御部150により実行される。制御部150は、決定部140が決定した快適皮膚温度域に基づいて、空調制御を行う。また、制御部150は、この快適皮膚温度域に加え、現在のユーザーの皮膚温度と、ユーザーの皮膚温度の変化率とに基づいて、ユーザーの現在の熱感覚を予測し、その予測したユーザーの現在の熱感覚に基づいて空気制御を行う。
 図3は、制御部150による空調制御のフローを示している。まず、ステップS41では、快適皮膚温度域が変化したか否かが判断される。快適皮膚温度域が変わっていれば、その快適皮膚温度域を制御部150が読み込み(ステップS42)、変わっていなければステップS43に移行する。ステップS43では、計測部130によって、部屋200の空気の温度、湿度、CO2の濃度の測定値が読み込まれる。そして、制御部150は、ステップS44において、ファジー論理(ロジック)によって、部屋の温度、湿度、CO2濃度、それぞれの目標値を決定し、PID制御を使って空気調和機210を制御する。以下、一例として、部屋の温度の目標値の決定方法について詳述する。
 図4は、ユーザーの現在の皮膚温度によるユーザーの熱感覚の予測と、それに基づく室温設定値(部屋の温度の目標値)の調整ロジックを示す表である。制御部150は、上述のようにして決定部140が求めた快適皮膚温度の上限値および下限値を用いて各係数を演算し、さらに現在のユーザーの皮膚温度(t skin)を使って、ユーザーの皮膚温度の変化率(dt/dτ)を求める。そして、その皮膚温度の変化率と、現在のユーザーの皮膚温度と快適皮膚温度(快適皮膚温度の上限値と下限値との和を2で除した値)との差と、に応じて、制御部150は室温設定値を調整する。そして、制御部150は、室温設定値と、現在の部屋の温度(室温)とに基づき、室温が室温設定値に近づくように、空気調和機210の圧縮機の出力を増減する等の空調制御を行う。
 (4)空気調和制御装置の特徴
 上述の、空気調和制御装置100によれば、暑い、寒いといったユーザーの熱感覚情報を情報取得部120が取得し、その情報の発生時点におけるユーザーの皮膚温度に基づいて、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域が決定される。そして、その快適皮膚温度域に基づく空気調和機210の制御が制御部150によって行われるため、ユーザーの空気調和に関する満足度合いが向上する。
 (5)空気調和制御装置の変形例
 以上、空気調和制御装置の一例を説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
 例えば、決定部140は、ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域の初期値を、季節あるいは時期に応じて変えてもよい。季節に関しては、夏期には、初期値を31.5℃~33.5℃にセットし、冬期には、初期値を32.5℃~34.5℃にセットすることが考えられる。時期に関しては、雨の多い時期には、初期値を低めにセットし、乾期には、初期値を高めにセットすることが考えられる。
 また、上記実施形態では、情報取得部120として、ユーザーに手動入力を行わせるタッチパネル機能付きのディスプレイを採用しているが、これに代えて、ユーザーの汗、心拍、発声、などを測定してユーザーの熱感覚情報を取得する機器を採用することも可能である。この場合には、ユーザーが手入力を行う手間が省かれる。
 また、上記実施形態では、計測部130が温度、湿度、CO2濃度を測定し、それぞれの環境パラメータが目標値に近づくように空調制御を行っているが、温度だけを測定し、目標温度値だけを調整する空調制御を行う装置であってもよい。
 また、上記実施形態では、1分に1回、皮膚温度測定部110がユーザーの皮膚温度を測定しているが、赤外線サーモグラフィー112によってリアルタイムに測定を行うと、より精密な空調制御が可能となる。
 また、上記実施形態では、図2や図3に示すフローを一例として説明したが、コンピュータ220が実行するプログラムは、各ロジック機能やプログラムコードのモジュールが反対の順序で実施されたり、同時並行で実施されたりしてもよい。このことは、本技術領域の技術者によって理解される。
 また、上記実施形態では、空気調和制御装置100の主要部分が、ハードウェア、ソフトウェア、ユニット又はそれらの組合せにより実現されている。すなわち、多数のプロセス又は方法が、記憶装置に記憶され適切な指令執行システムのソフトウェア又はユニットによって実現されている。しかし、これに代えて、例えば、データ信号によりロジック機能を実現するロジックゲート回路、離散ロジック回路、ロジックゲートの専用集成回路、プログラマブルゲートアレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、等を採用することも可能である。
 また、上記実施形態では、冷房や暖房の対象である部屋に1人のユーザーが存在する場合について説明したが、部屋に複数のユーザーが存在する場合にも1又は複数のユーザーの空気調和に関する満足度合いを向上させることが可能である。それぞれのユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域を決定した後、空気調和制御装置は、それらの快適皮膚温度域に基づいて、例えば、ユーザーの快適感を点数化して(点数が高いほど快適感が高いことを表す)、部屋に居るユーザーの点数の総和が最も高くなるように空気調和機の制御を行うことができる。それ以外にも、部屋に居るユーザーのうち最も点数の低い(快適感が最も低い)ユーザーの快適感が上がるように空調制御を行ったり、予め設定された各ユーザーの優先順位に基づいて優先順位の高いユーザーの快適感が上がるように空調制御を行ったりすることができる。
 100  空気調和制御装置
 110  皮膚温度測定部
 112  赤外線サーモグラフィー
 120  情報取得部
 130  計測部
 140  決定部
 150  制御部
 200  部屋
 210  空気調和機
 220  コンピュータ

Claims (9)

  1.  ユーザーが居る空間(200)を空気調和する空気調和機(210)の制御を行う、制御部(150)と、
     前記ユーザーの皮膚温度を測定する、皮膚温度測定部(110)と、
     前記ユーザーの所在空間に対する熱感覚情報を取得する、情報取得部(120)と、
     前記熱感覚情報の発生時点における前記ユーザーの皮膚温度に基づいて、前記ユーザーが快適であると感じる快適皮膚温度域を決定する、決定部(140)と、
    を備え、
     前記制御部(150)は、前記決定部が決定した前記快適皮膚温度域に基づいて、前記空気調和機の制御を行う、
    空気調和制御装置(100)。
  2.  前記制御部(150)は、さらに現在の前記ユーザーの皮膚温度に基づいて、前記空気調和機の制御を行う、
    請求項1に記載の空気調和制御装置。
  3.  前記ユーザーが居る空間の空気の温度及び/又は湿度を計測する、計測部(130)、
    をさらに備え、
     前記制御部(150)は、さらに前記計測部の計測値に基づいて、前記空気調和機の制御を行う、
    請求項1に記載の空気調和制御装置。
  4.  前記皮膚温度測定部(110)は、前記ユーザーから放射される赤外線を分析する赤外線サーモグラフィー(112)を有する、
    請求項1に記載の空気調和制御装置。
  5.  前記皮膚温度測定部(110)は、少なくとも5分間に1回、前記ユーザーの皮膚温度を測定し、
     前記制御部(150)は、前記決定部が決定した前記快適皮膚温度域、現在の前記ユーザーの皮膚温度、及び、前記ユーザーの皮膚温度の変化率に基づいて、前記ユーザーの現在の熱感覚を予測し、その予測した前記ユーザーの現在の熱感覚に基づいて前記空気調和機の制御を行う、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和制御装置。
  6.  前記皮膚温度測定部(110)は、少なくとも5分間に1回、前記ユーザーの皮膚温度を測定し、
     前記決定部(140)は、前記熱感覚情報を取得したときに、前記快適皮膚温度域を更新する、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和制御装置。
  7.  前記決定部(140)は、
    前記快適皮膚温度域の下限を、31℃~33℃の範囲から選択し、
    前記快適皮膚温度域の上限を、33℃~35℃の範囲から選択する、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和制御装置。
  8.  前記決定部(140)は、前記快適皮膚温度域の初期値を有しており、前記初期値を季節あるいは時期に応じて変える、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の空気調和制御装置。
  9.  前記皮膚温度測定部は、複数の前記ユーザーの皮膚温度を測定し、
     前記情報取得部は、複数の前記ユーザーの前記熱感覚情報を取得し、
     前記決定部は、複数の前記ユーザーの前記快適皮膚温度域を決定し、
     前記制御部は、前記空気調和機が空気調和する前記空間に複数の前記ユーザーが存在する場合に、
      複数の前記ユーザーの前記快適皮膚温度域に基づいて、複数の前記ユーザーの快適感の総和が高くなるように、前記空気調和機の制御を行う、
    又は
      複数の前記ユーザーの前記快適皮膚温度域に基づいて、複数の前記ユーザーのうち快適感が最も低い前記ユーザーの快適感が上がるように、前記空気調和機の制御を行う、
    又は
      複数の前記ユーザーの前記快適皮膚温度域、および、複数の前記ユーザーそれぞれに設定されている優先順位、に基づいて、前記空気調和機の制御を行う、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の空気調和制御装置。
PCT/JP2018/038705 2017-10-18 2018-10-17 空気調和制御装置 WO2019078269A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/756,071 US11248820B2 (en) 2017-10-18 2018-10-17 Air conditioning control device to control air conditioner based on comfortable skin temperature range
EP18867587.0A EP3699507B1 (en) 2017-10-18 2018-10-17 Air-conditioning control device
JP2019549324A JPWO2019078269A1 (ja) 2017-10-18 2018-10-17 空気調和制御装置
JP2023160070A JP2023166622A (ja) 2017-10-18 2023-09-25 空気調和制御装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710978216.9 2017-10-18
CN201710978216 2017-10-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019078269A1 true WO2019078269A1 (ja) 2019-04-25

Family

ID=66172941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/038705 WO2019078269A1 (ja) 2017-10-18 2018-10-17 空気調和制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11248820B2 (ja)
EP (1) EP3699507B1 (ja)
JP (2) JPWO2019078269A1 (ja)
CN (1) CN109682032A (ja)
WO (1) WO2019078269A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022190258A1 (ja) * 2021-03-10 2022-09-15 三菱電機株式会社 環境制御システム、環境制御装置、および環境制御方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11262088B2 (en) * 2017-11-06 2022-03-01 International Business Machines Corporation Adjusting settings of environmental devices connected via a network to an automation hub
JP6760348B2 (ja) 2018-10-11 2020-09-23 株式会社富士通ゼネラル 空気調和機、データ送信方法及び空気調和システム
US11187418B1 (en) 2019-01-04 2021-11-30 Katerra Inc. HVAC system with modular architecture
US11892185B1 (en) * 2019-01-04 2024-02-06 Renu, Inc. HVAC system having learning and prediction modeling
GB2582904B (en) * 2019-03-26 2021-04-14 Atsr Ltd Method and apparatus for controlling access to a vehicle
CN110671798A (zh) * 2019-09-25 2020-01-10 李元亨 一种基于人工智能技术预测热感觉的室内热环境控制系统
US11692750B1 (en) 2020-09-15 2023-07-04 Renu, Inc. Electronic expansion valve and superheat control in an HVAC system
CN113606755B (zh) * 2021-07-30 2022-08-30 浙江容大电力工程有限公司 基于需求响应的空调管理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0532117A (ja) * 1991-07-26 1993-02-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 空調制御装置
JP2003254593A (ja) * 2002-03-01 2003-09-10 Yamatake Corp 室内環境申告システム及びその申告方法
JP2013204965A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Panasonic Corp 機器制御装置、機器制御システムおよびプログラム
JP2015010723A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 パナソニック株式会社 温熱特性推定装置、温熱環境調整装置、温熱設計支援装置、温熱設計評価装置、プログラム
JP2016090176A (ja) * 2014-11-07 2016-05-23 ダイキン工業株式会社 空調制御システム
US20170122615A1 (en) * 2014-08-15 2017-05-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and Apparatus for Controlling Temperature Regulating Device, and Wearable Device

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU568801B1 (en) * 1986-05-21 1988-01-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Control system for room air conditioner
CN87102709A (zh) * 1986-05-23 1987-12-16 三菱电机株式会社 空气调节器
US5145112A (en) * 1990-10-08 1992-09-08 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Air conditioner
JPH05193338A (ja) * 1991-10-16 1993-08-03 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 空調制御装置
JPH0658593A (ja) 1992-08-05 1994-03-01 Sharp Corp 空気調和機
JPH0979642A (ja) * 1995-09-08 1997-03-28 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和装置
KR100504850B1 (ko) * 2001-07-27 2005-07-29 엘지전자 주식회사 공기조화기의 운전제어방법
JP4469869B2 (ja) * 2007-03-27 2010-06-02 株式会社東芝 温冷感判定装置及び方法、及び前記温冷感判定結果を用いた空調制御装置及び方法
JP4993111B2 (ja) * 2007-10-31 2012-08-08 株式会社エクォス・リサーチ 生体情報取得装置
JP5543792B2 (ja) * 2010-01-26 2014-07-09 パナソニック株式会社 空調制御装置、空調システムおよび空調制御方法
JP5085670B2 (ja) * 2010-02-24 2012-11-28 株式会社東芝 空調制御システムおよび空調制御方法
CN103604191B (zh) 2013-11-12 2016-04-06 上海交通大学 基于手机软件平台的多人参与公共空调温度调控系统
WO2015122201A1 (ja) * 2014-02-17 2015-08-20 パナソニック株式会社 空気調和機及び熱画像センサシステム
JPWO2016001974A1 (ja) * 2014-06-30 2017-04-27 三菱電機株式会社 空調システム
US20160136385A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-19 Ruggero Scorcioni System and method for thermally conditioning a sleep environment and managing skin temperature of a user
CN104501369B (zh) 2014-12-02 2018-07-06 广东美的暖通设备有限公司 空调器及其温度调节方法
CN104633860A (zh) * 2015-01-29 2015-05-20 上海翰临电子科技有限公司 一种基于用户人体体温变化的室温调节方法
JP6090383B2 (ja) * 2015-07-31 2017-03-08 ダイキン工業株式会社 空調制御システム
CN106225164B (zh) 2016-07-29 2019-08-16 广东美的制冷设备有限公司 空调器运行控制方法及装置
CN106524402A (zh) * 2016-10-25 2017-03-22 美的集团武汉制冷设备有限公司 空调器及其冷热感修正方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0532117A (ja) * 1991-07-26 1993-02-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 空調制御装置
JP2003254593A (ja) * 2002-03-01 2003-09-10 Yamatake Corp 室内環境申告システム及びその申告方法
JP2013204965A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Panasonic Corp 機器制御装置、機器制御システムおよびプログラム
JP2015010723A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 パナソニック株式会社 温熱特性推定装置、温熱環境調整装置、温熱設計支援装置、温熱設計評価装置、プログラム
US20170122615A1 (en) * 2014-08-15 2017-05-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and Apparatus for Controlling Temperature Regulating Device, and Wearable Device
JP2016090176A (ja) * 2014-11-07 2016-05-23 ダイキン工業株式会社 空調制御システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022190258A1 (ja) * 2021-03-10 2022-09-15 三菱電機株式会社 環境制御システム、環境制御装置、および環境制御方法
JP7150187B1 (ja) * 2021-03-10 2022-10-07 三菱電機株式会社 環境制御システム、環境制御装置、および環境制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019078269A1 (ja) 2020-10-22
EP3699507B1 (en) 2023-12-13
EP3699507A4 (en) 2021-07-14
US20200256581A1 (en) 2020-08-13
US11248820B2 (en) 2022-02-15
JP2023166622A (ja) 2023-11-21
CN109682032A (zh) 2019-04-26
EP3699507A1 (en) 2020-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019078269A1 (ja) 空気調和制御装置
US10126010B2 (en) Controlling system for environmental comfort degree and controlling method of the controlling system
JP6782744B2 (ja) 空調制御装置
CN105571048B (zh) 群动态环境控制
JP6334299B2 (ja) 空調制御装置、空調制御方法、及びプログラム
CN105717960A (zh) 环境舒适度控制系统及其控制方法
JP2013526696A (ja) 建物占有者の熱的快適性のカスタマイズ制御
JP2013245934A (ja) 自動運転室環境制御
JP6668010B2 (ja) 空調制御装置、空調制御方法、および空調制御プログラム
JP2022161933A (ja) 体感温度に基づいた自動スイッチオーバーサーモスタットシステム、及び空調された空間の体感温度を判定して自動制御する方法
JP2022515972A (ja) 空気調和機器の制御方法、制御装置及び空気調和機器
JP6473937B2 (ja) 扇風機制御システムおよび扇風機制御プログラム
JP2022509162A (ja) 空気調和機器の制御方法、制御装置及び空気調和機器
JP2009264608A (ja) 空気調和機
JP2015017753A (ja) 空気調和機の制御装置および空気調和機の制御方法
CN108332350A (zh) 一种空调器及其控制方法
JP2009109034A (ja) 空調制御支援データ生成装置および空調制御支援データ生成方法
JP6091722B1 (ja) 室内環境制御装置および空調システム
JP2019207060A (ja) 空調制御装置、空調制御システム、空調制御方法及びプログラム
JP2017180941A (ja) 空気調和機
JP6233744B2 (ja) 環境制御装置および環境制御システム
JP2021134973A (ja) 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラム
WO2015151294A1 (ja) 空気調和機
JP2020112337A (ja) 空気調和機
JPH05306827A (ja) 空気調和機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18867587

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019549324

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018867587

Country of ref document: EP

Effective date: 20200518