WO2020189737A1 - 空調機の予冷運転又は予暖運転の運転条件決定システム - Google Patents

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prewarming
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吉見　学
西村　忠史
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ダイキン工業株式会社
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Definitions

  • a system that determines the operating conditions for precooling operation or prewarming operation, in which at least one of the air conditioner and the ventilation device is used in combination with the air conditioner.
  • Patent Document 1 Patent No. 6270996 discloses an absence control that controls an air conditioner when there is no user in the space to be air-conditioned. This absence control is performed for the purpose of improving comfort when the user returns to the space to be air-conditioned.
  • the absence control the length of the absence time, the skeleton performance of the building having the space to be air-conditioned, and the presence of the room are determined in order to determine the length of time for operating the air conditioner and the load processing amount of the air conditioner. Refer to the air conditioning load at the start.
  • the pre-cooling operation or pre-warming operation control device includes an air conditioner, a ventilation device, a first control unit, a second control unit, and an operation content determination unit.
  • the air conditioner exchanges heat between the air in the target space for precooling or preheating and the heat medium.
  • the ventilation system replaces a part of the air in the target space with the outside air outside the building.
  • the first control unit controls the air conditioner.
  • the second control unit controls the ventilation device.
  • the operation content determination unit determines the operation content of the air conditioner and the operation content of the ventilation device in the precooling operation or prewarming operation based on the set temperature of the target space at the specified time and the amount related to the outside air temperature. ..
  • the ventilation device is controlled in the precooling operation or the prewarming operation. Therefore, the precooling operation or the prewarming operation is performed more efficiently.
  • the operation content determination unit precools the precooling operation or prewarming operation control device according to the second aspect based on the room temperature of the target space at the designated time. Determine the operation content of the air conditioner and the operation content of the ventilation device in the operation or prewarming operation.
  • the precooling operation or prewarming operation control device is the precooling operation or prewarming operation control device according to the first or second viewpoint, and the operation content determination unit also determines the CO2 concentration in the target space at the designated time. Further, based on this, the operation content of the air conditioner and the operation content of the ventilation device in the precooling operation or the prewarming operation are determined.
  • the precooling operation or prewarming operation control device is the operation of the air conditioner in the precooling operation or prewarming operation control device according to any one of the first to third viewpoints. Includes start time.
  • the operation content of the ventilation device includes the operation start time of the ventilation device.
  • the operation content determination unit determines the operation start time of the air conditioner and the operation start time of the ventilation device. Is determined independently.
  • the precooling operation or prewarming operation control device includes an air conditioner, a light shielding device, a first control unit, a second control unit, and an operation content determination unit.
  • the air conditioner exchanges heat between the air in the target space for precooling or preheating and the heat medium.
  • the shading device blocks the light from outside the building into the target space.
  • the first control unit controls the air conditioner.
  • the second control unit controls the shading device.
  • the operation content determination unit determines the operation content of the air conditioner and the operation content of the light shielding device in the precooling operation or prewarming operation based on the set temperature of the target space at the designated time and the amount related to the outside air temperature.
  • the shading device is controlled in the precooling operation or the prewarming operation. Therefore, the precooling operation or the prewarming operation is performed more efficiently.
  • the precooling operation or prewarming operation control device is the precooling operation or prewarming operation control device according to the sixth aspect, and the operation content determination unit precools based on the room temperature of the target space at the designated time. Determine the operation content of the air conditioner and the operation content of the shading device in the operation or prewarming operation.
  • the pre-cooling operation or pre-warming operation control device is the pre-cooling operation or pre-warming operation control device according to the sixth or seventh viewpoint, and the operation content determination unit determines the amount of solar radiation at the designated time. Further, the operation content of the air conditioner and the operation content of the shading device in the precooling operation or the prewarming operation are determined.
  • the operation content of the air conditioner is the operation of the air conditioner in the precooling operation or prewarming operation control device according to any one of the sixth to eighth viewpoints. Includes start time.
  • the operation content of the shading device includes the operation start time of the shading device.
  • the precooling operation or prewarming operation control device is the precooling operation or prewarming operation control device according to the ninth aspect, and the operation content determination unit is the operation start time of the air conditioner and the operation start time of the shading device. And are determined independently.
  • the precooling operation or prewarming operation control device is a curtain or blind in which the light shielding device electrically opens and closes in the precooling operation or prewarming operation control device according to any one of the sixth to tenth viewpoints. Is.
  • the precooling operation or prewarming operation control device is an optical sensor for confirming the state of the light shielding device in the precooling operation or prewarming operation control device according to any one of the sixth to eleventh viewpoints. Further prepare.
  • the operation content determination unit determines the operation content of the air conditioner and the operation content of the light shielding device in the precooling operation or the prewarming operation based on the output of the optical sensor.
  • the operation content determining unit performs the precooling operation or prewarming.
  • the operation content of the air conditioner and the operation content of the ventilation device in operation are determined by machine learning.
  • Machine learning is reinforcement learning in the precooling operation or prewarming operation control device according to the 14th viewpoint in the precooling operation or prewarming operation control device according to the 13th viewpoint.
  • the operation content determination unit determines the operation content of the air conditioner and the operation content of the ventilation device by a value function based on the state variable and the reward.
  • State variables include outside air temperature.
  • the reward is determined based on the error between the room temperature and the set temperature and the amount of electric power required for the precooling operation or the prewarming operation.
  • the pre-cooling operation or pre-warming operation control device is the pre-cooling operation or pre-warming operation control device according to any one of the sixth to twelfth viewpoints, and the operation content determining unit is the pre-cooling operation or the pre-warming operation.
  • the operation content of the air conditioner and the operation content of the shading device in the warm operation are determined by machine learning.
  • Machine learning is reinforcement learning in the precooling operation or prewarming operation control device according to the 16th viewpoint in the precooling operation or prewarming operation control device according to the 15th viewpoint.
  • the operation content determination unit determines the operation content of the air conditioner and the operation content of the light shielding device by a value function based on the state variable and the reward.
  • State variables include outside air temperature.
  • the reward is determined based on the error between the room temperature and the set temperature and the amount of electric power required for the precooling operation or the prewarming operation.
  • FIG. 1 shows a precooling operation or prewarming operation control device 100.
  • the precooling operation or prewarming operation control device 100 includes an air conditioner 10, a ventilation device 20, a light shielding device 30, and a control unit 40.
  • the air conditioner 10, the ventilation device 20, and the light-shielding device 30 are installed in the room R to be air-conditioned.
  • the pre-cooling operation or pre-warming operation control device 100 can perform absence control. Absence control is control of the air conditioner 10, the ventilation device 20, and the light-shielding device 30 that are performed when there is no user in the space to be air-conditioned.
  • the cooling operation performed in the absence control is called the precooling operation.
  • the heating operation performed in the absence control is called the prewarming operation.
  • FIG. 2 shows the configuration of the air conditioner 10.
  • the air conditioner 10 includes a compressor 11, a four-way switching valve 12, an outdoor heat exchanger 13, an outdoor fan 14, an expansion valve 15, an indoor heat exchanger 16, and an indoor fan 17.
  • the air conditioner 10 further includes a temperature sensor, a pressure sensor, and the like (not shown).
  • the refrigerant circulates in the direction of the solid arrow.
  • the refrigerant circulates in the direction of the dashed arrow.
  • one outdoor heat exchanger 13 and one indoor heat exchanger 16 are connected.
  • a configuration may be adopted in which a plurality of indoor heat exchangers 16 (indoor units) are connected to one outdoor heat exchanger 13 (outdoor unit).
  • Ventilation device 20 The ventilation device 20 shown in FIG. 1 ventilates the room R.
  • the ventilation device 20 is, for example, an electric ventilation fan. Further, the ventilation device 20 may be accompanied by a CO2 sensor 21 for measuring the CO2 concentration in the room R.
  • the shading device 30 is installed in the window W of the room R, and adjusts the degree of incident of sunlight incident on the room R from the outside of the room R.
  • the shading device 30 is, for example, an electric curtain or an electric blind.
  • the shading device 30 may be accompanied by at least one of a solar radiation sensor 31 for detecting the amount of solar radiation and an optical sensor 32 for confirming the state of the light shielding device.
  • Control unit 40 controls the air conditioner 10, the ventilation device 20, and the light-shielding device 30.
  • the control unit 40 is, for example, a microcomputer.
  • FIG. 3 is a block diagram of the control unit 40.
  • the control unit 40 functions as an air conditioner control unit 41, a ventilation device control unit 42, a light shielding device control unit 43, a room information acquisition unit 44, and an operation content determination unit 45 by executing a dedicated program.
  • the air conditioner control unit 41 controls the air conditioner 10. Specifically, as shown in FIG. 2, the air conditioner control unit 41 controls the compressor 11, the four-way switching valve 12, the outdoor fan 14, the expansion valve 15, and the indoor fan 17. Further, the air conditioner control unit 41 includes various temperature sensors (room temperature sensor, outside temperature sensor, discharge side temperature sensor of the compressor 11, suction side temperature sensor of the compressor 11, and outdoor heat exchanger temperature) included in the air conditioner 10. Obtain temperature information from sensors, indoor heat exchanger temperature sensors, etc.). Further, the air conditioner control unit 41 holds the set temperature input by the user. Further, the air conditioner control unit 41 grasps the power consumption of the air conditioner 10.
  • various temperature sensors room temperature sensor, outside temperature sensor, discharge side temperature sensor of the compressor 11, suction side temperature sensor of the compressor 11, and outdoor heat exchanger temperature
  • the ventilation device control unit 42 shown in FIG. 3 controls the ventilation device 20. Further, the ventilation device control unit 42 acquires information on the CO2 concentration from the CO2 sensor 21. Further, the ventilation device control unit 42 grasps the power consumption of the ventilation device 20.
  • the shading device control unit 43 controls the shading device 30. Further, the light shielding device control unit 43 acquires information on the amount of solar radiation from the solar radiation sensor 31, and acquires information on the light shielding state from the optical sensor 32. Further, the light-shielding device control unit 43 grasps the power consumption of the light-shielding device 30.
  • the occupancy information acquisition unit 44 acquires information about the time when the user leaves the room R and the time when the user returns to the room R, for example, based on the statistical result of the motion sensor output. Alternatively, the occupancy information acquisition unit 44 may manually input information about the time when the user leaves the room R and the time when the user returns to the room R.
  • the operation content determination unit 45 comprehensively determines how to operate the air conditioner 10, the ventilation device 20, and the light shielding device 30 in the precooling operation or the prewarming operation to be executed.
  • FIG. 4 is a block diagram of the precooling operation or prewarming operation control device 100.
  • the operation content determination unit 45 includes a state observation unit 451 and a learning unit 452.
  • the state observation unit 451 acquires the outputs of various temperature sensors of the air conditioner 10, the outputs of the solar radiation sensor 31 and the optical sensor 32, the output of the occupancy information acquisition unit 44, and other signals as state variables.
  • the learning unit 452 learns how to control the precooling operation or the prewarming operation according to the training data set composed of the state variables.
  • the learning unit 452 has a reward calculation unit 453 and a function update unit 454.
  • the reward calculation unit 453 calculates the reward based on the following values when the precooling operation or the prewarming operation is performed. -(A) Error between room temperature and set temperature at the time when the user returns to room R. -(B) Amount of electric energy required for precooling operation or prewarming operation.
  • the reward calculation unit 453 gives a large reward when the "(A) error” is small, and gives a small reward when the "(A) error” is large.
  • the reward calculation unit 453 gives a large reward when the "(B) electric energy” is small, and gives a small reward when the "(B) electric energy” is large.
  • the function update unit 454 is a function (action value) for calculating how to control the precooling operation or the prewarming operation based on the state variable acquired by the state observation unit 451 and the reward calculated by the reward calculation unit 453. Function) is updated.
  • the function referred to here also includes a numerical value (action value table) expressed in the form of a table.
  • the learning unit 452 may update the function in real time. Further, for that purpose, the learning unit 452 may calculate the state variables acquired from the state observation unit 451 by the multi-layer neural network. At this time, preferably, the learning unit 452 performs reinforcement learning.
  • the operation content determination unit 45 determines the operation content of the air conditioner 10. Further, the operation content determination unit 45 determines at least one of the operation content of the ventilation device 20 and the operation content of the light shielding device 30.
  • the operation content of the air conditioner 10 may include the operation start time of the air conditioner 10.
  • the operation content of the ventilation device 20 may include the operation start time of the ventilation device 20.
  • the operation content of the light-shielding device 30 may include the operation start time of the light-shielding device 30.
  • the operation start times of the air conditioner 10, the ventilation device 20, and the light shielding device 30 may be determined independently.
  • FIG. 5 is a flowchart showing processing of the precooling operation or prewarming operation control device 100.
  • the initial value of "behavior" of reinforcement learning may be randomly selected.
  • step S1 the control parameters of the air conditioner 10, the ventilation device 20, and the light-shielding device 30 are randomly selected.
  • the state observation unit 451 acquires the state variable.
  • the state variables include the output of various temperature sensors of the air conditioner 10, the output of the CO2 sensor 21, the output of the solar radiation sensor 31 and the optical sensor 32, the output of the occupancy information acquisition unit 44, and other signals.
  • the state variables are the room temperature at the time of step S2, the outside air temperature, the intensity of solar radiation, the power consumption of the air conditioner 10, the ventilation device 20, and the shading device 30, and the time until the user returns to the room R. , Etc. are included.
  • step S3 when the reward calculation unit 453 performs a certain precooling operation or prewarming operation, whether or not the magnitude of the error between the room temperature and the set temperature at the time when the user returns to the room R is less than the specified value. To determine. If it is determined that the magnitude of the error is less than the specified value, the reward calculation unit 453 increases the reward in step S4. On the other hand, if it is determined that the magnitude of the error is equal to or greater than the specified value, the reward calculation unit 453 reduces the reward in step S5.
  • step S6 when the reward calculation unit 453 performs a certain precooling operation or prewarming operation, if it is determined that the magnitude of the electric energy required for the precooling operation or the prewarming operation is less than the specified value, In step S7, the reward calculation unit 453 increases the reward. On the other hand, when it is determined that the magnitude of the electric energy is equal to or larger than the specified value, the reward calculation unit 453 reduces the reward in step S8.
  • step S9 the function update unit 454 updates the function for calculating the control parameter based on the state variable and the reward.
  • step S10 it is determined whether or not the determination condition is satisfied.
  • the determination condition may be a command input by the user. Alternatively, the determination condition may be the event that a given relational expression is satisfied. If the determination condition is satisfied, the process proceeds to step S11. If the determination condition is not satisfied, the process returns to step S2.
  • step S11 the function update unit 454 determines the control parameters of the pre-cooling operation or the pre-warming operation from which the most reward is obtained based on the function.
  • the ventilation device 20 or the light shielding device 30 is controlled in the precooling operation or the prewarming operation. Therefore, the precooling operation or the prewarming operation is performed more efficiently.
  • Air conditioner 20 Ventilation device 21: CO2 sensor 30: Shading device 31: Solar radiation sensor 32: Optical sensor 40: Control unit 41: Air conditioner control unit (first control unit) 42: Ventilation device control unit (second control unit) 43: Shading device control unit (second control unit) 44: Room occupancy information acquisition unit 45: Operation content determination unit 100: Preheating operation control device 451: State observation unit 452: Learning unit 453: Reward calculation unit 454: Function update unit R: Room (target space)

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Abstract

予冷運転又は予暖運転制御装置（１００）は、空調機（１０）と、換気装置（２０）と、第１制御部（４１）と、第２制御部（４２）と、運転内容決定部（４５）と、を備える。空調機（１０）は、予冷又は予暖の対象空間（Ｒ）の空気と熱媒体との間で熱交換を行う。換気装置（２０）は、対象空間（Ｒ）の空気の一部と建物外の外気を入れ替えさせる。運転内容決定部（４５）は、指定時刻における対象空間（Ｒ）の設定温度と、外気温に関連する量と、に基づいて、予冷運転又は予暖運転における空調機（１０）の運転内容と換気装置（２０）の運転内容とを決定する。

Description

空調機の予冷運転又は予暖運転の運転条件決定システム
　空調機、及び換気装置の少なくとも一方を空調機と併用して実行する予冷運転又は予暖運転の運転条件を決定するシステム。
　特許文献１（特許６２７０９９６号公報）には、空気調和対象の空間にユーザがいない時間に空調機を制御する不在制御が開示されている。この不在制御は、空気調和対象の空間にユーザが帰ってきた時に快適性を向上させる目的で行われる。不在制御においては、空調機を動作させる時間の長さ、及び、空調機の負荷処理量を決定するために、不在時間の長さ、空気調和対象の空間を持つ建物の躯体性能、及び在室開始時の空調負荷が参照される。
　上述の特許文献においては、換気量を制御に用いる旨の記載がある。しかし、不在制御において積極的に換気装置を制御している旨の記載はない。
　第１観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、空調機と、換気装置と、第１制御部と、第２制御部と、運転内容決定部と、を備える。空調機は、予冷又は予暖の対象空間の空気と熱媒体との間で熱交換を行う。換気装置は、対象空間の空気の一部と建物外の外気を入れ替えさせる。第１制御部は、空調機を制御する。第２制御部は、換気装置を制御する。運転内容決定部は、指定時刻における対象空間の設定温度と、外気温に関連する量と、に基づいて、予冷運転又は予暖運転における空調機の運転内容と換気装置の運転内容とを決定する。
　この構成によれば、予冷運転又は予暖運転において、換気装置が制御される。したがって、予冷運転又は予暖運転がより効率的に行われる。
　第２観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第１観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、運転内容決定部が、指定時刻における対象空間の室温にもさらに基づいて、予冷運転又は予暖運転における空調機の運転内容と換気装置の運転内容とを決定する。
　第３観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第１観点又は第２観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、運転内容決定部は、指定時刻における対象空間のＣＯ２濃度にもさらに基づいて、予冷運転又は予暖運転における空調機の運転内容と換気装置の運転内容とを決定する。
　第４観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、空調機の運転内容が、空調機の運転開始時刻を含む。換気装置の運転内容は、換気装置の運転開始時刻を含む。
　第５観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第４観点係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、運転内容決定部が、空調機の運転開始時刻と、換気装置の運転開始時刻とを独立に決定する。
　第６観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、空調機と、遮光装置と、第１制御部と、第２制御部と、運転内容決定部と、を備える。空調機は、予冷又は予暖の対象空間の空気と熱媒体との間で熱交換を行う。遮光装置は、対象空間への建物外からの光の入射を遮る。第１制御部は、空調機を制御する。第２制御部は、遮光装置を制御する。運転内容決定部は、指定時刻における対象空間の設定温度、および外気温に関連する量、に基づいて、予冷運転又は予暖運転における空調機の運転内容と遮光装置の運転内容とを決定する。
　この構成によれば、予冷運転又は予暖運転において、遮光装置が制御される。したがって、予冷運転又は予暖運転がより効率的に行われる。
　第７観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第６観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、運転内容決定部は、指定時刻における対象空間の室温にもさらに基づいて、予冷運転又は予暖運転における空調機の運転内容と遮光装置の運転内容とを決定する。
　第８観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第６観点又は第７観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、運転内容決定部は、指定時刻における日射量の関連する量にもさらに基づいて、予冷運転又は予暖運転における空調機の運転内容と遮光装置の運転内容とを決定する。
　第９観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第６観点から第８観点のいずれか１つに係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、空調機の運転内容が、空調機の運転開始時刻を含む。遮光装置の運転内容は、遮光装置の運転開始時刻を含む。
　第１０観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第９観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、運転内容決定部は、空調機の運転開始時刻と、遮光装置の運転開始時刻とを独立に決定する。
　第１１観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第６観点から第１０観点のいずれか１つに係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、遮光装置が、電動で開閉するカーテン又はブラインドである。
　第１２観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第６観点から第１１観点のいずれか１つに係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、遮光装置の状態を確認する光センサ、をさらに備える。運転内容決定部は、光センサの出力に基づいて、予冷運転又は予暖運転における空調機の運転内容と遮光装置の運転内容とを決定する。
　第１３観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第１観点から第５観点のいずれか１つに係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、運転内容決定部が、予冷運転又は予暖運転における空調機の運転内容と換気装置の運転内容とを、機械学習によって決定する。
　第１４観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第１３観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、機械学習が強化学習である。運転内容決定部は、強化学習において、状態変数及び報酬に基づいて価値関数によって空調機の運転内容と換気装置の運転内容と、を決定する。状態変数は、外気温、を含む。報酬は、室温と設定温度の誤差と、予冷運転又は予暖運転に要した電力量と、に基づいて決定される。
　第１５観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第６観点から第１２観点のいずれか１つに係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、運転内容決定部は、予冷運転又は前記予暖運転における空調機の運転内容と遮光装置の運転内容とを、機械学習によって決定する。
　第１６観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置は、第１５観点に係る予冷運転又は予暖運転制御装置において、機械学習が強化学習である。運転内容決定部は、強化学習において、状態変数及び報酬に基づいて価値関数によって空調機の運転内容と遮光装置の運転内容とを決定する。状態変数は、外気温、を含む。報酬は、室温と設定温度の誤差と、予冷運転又は前記予暖運転に要した電力量と、に基づいて決定される。
予冷運転又は予暖運転制御装置１００を示す模式図である。 空調機１０示す模式図である。 制御部４０を示すブロック図である。 予冷運転又は予暖運転制御装置１００を示すブロック図である。 予冷運転又は予暖運転制御装置１００の処理を示すフローチャートである。
　（１）全体構成
　図１は、予冷運転又は予暖運転制御装置１００を示す。予冷運転又は予暖運転制御装置１００は、空調機１０、換気装置２０、遮光装置３０、制御部４０を有する。空調機１０、換気装置２０、遮光装置３０は、空気調和対象の部屋Ｒに設置される。
　予冷運転又は予暖運転制御装置１００は、不在制御を行うことができる。不在制御とは、空気調和対象の空間にユーザがいない時間に行う空調機１０、換気装置２０、遮光装置３０の制御である。不在制御において行う冷房運転を予冷運転という。不在制御において行う暖房運転を予暖運転という。
　（２）詳細構成
　（２－１）空調機１０
　空調機１０は、部屋Ｒの空気を調和する。図２は空調機１０の構成を示す。空調機１０は、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外熱交換器１３、室外ファン１４、膨張弁１５、室内熱交換器１６、室内ファン１７を有する。空調機１０は、さらに図示しない温度センサ、圧力センサなどを有する。冷房運転の場合には、冷媒は実線の矢印の方向に循環する。暖房運転の場合には、冷媒は破線の矢印の方向に循環する。
　図２の構成では、１台の室外熱交換器１３と１台の室内熱交換器１６が接続されている。これに代えて、１台の室外熱交換器１３（室外機）に複数の室内熱交換器１６（室内機）が接続される構成を採用してもよい。
　（２－２）換気装置２０
　図１に示す換気装置２０は、部屋Ｒの換気を行う。換気装置２０は、例えば電動換気扇である。さらに、換気装置２０には、部屋ＲのＣＯ２濃度を測定するＣＯ２センサ２１が付随していてもよい。
　（２－３）遮光装置３０
　遮光装置３０は、部屋Ｒの窓Ｗに設置され、部屋Ｒの外から部屋Ｒの中へ入射する日射の入射の度合いを調節する。遮光装置３０は、例えば電動カーテン又は電動ブラインドである。さらに、遮光装置３０には、日射量を感知する日射センサ３１、及び遮光装置の状態を確認するための光センサ３２の少なくとも一方が付随してもよい。
　（２－４）制御部４０
　制御部４０は、空調機１０、換気装置２０、遮光装置３０を制御する。制御部４０は、例えばマイクロコンピュータである。図３は制御部４０のブロック図である。制御部４０は、専用のプログラムを実行することにより、空調機制御部４１、換気装置制御部４２、遮光装置制御部４３、在室情報取得部４４、運転内容決定部４５として機能する。
　空調機制御部４１は、空調機１０を制御する。具体的には、図２に示すように、空調機制御部４１は、圧縮機１１、四路切換弁１２、室外ファン１４、膨張弁１５、室内ファン１７を制御する。さらに、空調機制御部４１は、空調機１０が有する図示しない各種温度センサ（室温センサ、外気温センサ、圧縮機１１の吐出側温度センサ、圧縮機１１の吸入側温度センサ、室外熱交換器温度センサ、室内熱交換器温度センサ、など）から温度情報を取得する。さらに、空調機制御部４１は、ユーザにより入力された設定温度を保持する。さらに、空調機制御部４１は、空調機１０の消費電力を把握する。
　図３に示す換気装置制御部４２は、換気装置２０を制御する。さらに、換気装置制御部４２は、ＣＯ２センサ２１からＣＯ２濃度の情報を取得する。さらに、換気装置制御部４２は、換気装置２０の消費電力を把握する。
　遮光装置制御部４３は、遮光装置３０を制御する。さらに、遮光装置制御部４３は、日射センサ３１から日射量の情報を取得し、光センサ３２から遮光状態に関する情報を取得する。さらに、遮光装置制御部４３は、遮光装置３０の消費電力を把握する。
　在室情報取得部４４は、部屋Ｒからユーザが出て行く時刻、及び部屋Ｒにユーザが戻ってくる時刻についての情報を、例えば人感センサ出力の統計結果に基づいて取得する。代替的に、在室情報取得部４４は、部屋Ｒからユーザが出て行く時刻、及び部屋Ｒにユーザが戻ってくる時刻についての情報を、マニュアル入力により受け取ってもよい。
　運転内容決定部４５は、実行すべき予冷運転又は予暖運転において、空調機１０、換気装置２０、遮光装置３０をそれぞれどのように運転させるかを総合的に決定する。
　（３）運転内容決定部４５の詳細
　（３－１）構成
　図４は、予冷運転又は予暖運転制御装置１００のブロック図である。運転内容決定部４５は、状態観測部４５１、学習部４５２を有する。
　状態観測部４５１は、空調機１０の各種温度センサの出力、日射センサ３１及び光センサ３２の出力、在室情報取得部４４の出力、その他の信号を状態変数として取得する。
　学習部４５２は、状態変数によって構成される訓練データセットに従って、予冷運転又は予暖運転の制御の仕方を学習する。学習部４５２は、報酬計算部４５３、関数更新部４５４を有する。
　報酬計算部４５３は、予冷運転又は予暖運転を行ったときに次の値に基づいて報酬を計算する。
－（Ａ）部屋Ｒにユーザが戻ってくる時刻における室温と設定温度の誤差。
－（Ｂ）予冷運転又は予暖運転に要した電力量。
　具体的には、報酬計算部４５３は、「（Ａ）誤差」が小さいときは大きな報酬を与え、「（Ａ）誤差」が大きいときは小さな報酬を与える。加えて、報酬計算部４５３は、「（Ｂ）電力量」が小さいときは大きな報酬を与え、「（Ｂ）電力量」が大きいときは小さな報酬を与える。
　関数更新部４５４は、状態観測部４５１によって取得された状態変数、及び報酬計算部４５３によって計算された報酬に基づいて、予冷運転又は予暖運転の制御の仕方を計算するための関数（行動価値関数）を更新する。ここで言う関数には、テーブルの形で表現された数値（行動価値テーブル）も含まれる。
　学習部４５２は、関数をリアルタイムで更新してもよい。さらに、そのために、学習部４５２は、状態観測部４５１から取得される状態変数を多層ニューラルネットワークによって演算してもよい。この時、好ましくは、学習部４５２は強化学習を行う。
　（３－２）運転内容
　運転内容決定部４５は、空調機１０の運転内容を決定する。さらに、運転内容決定部４５は、換気装置２０の運転内容、及び遮光装置３０の運転内容の少なくとも一方を決定する。
　ここで、空調機１０の運転内容は、空調機１０の運転開始時刻を含んでもよい。換気装置２０の運転内容は、換気装置２０の運転開始時刻を含んでもよい。遮光装置３０の運転内容は、遮光装置３０の運転開始時刻を含んでもよい。空調機１０、換気装置２０、遮光装置３０の運転開始時刻は、それぞれ独立に決定されてもよい。
　（４）処理
　図５は、予冷運転又は予暖運転制御装置１００の処理を示すフローチャートである。強化学習の「行動」の初期値はランダムに選択されることがある。ステップＳ１において、空調機１０、換気装置２０、遮光装置３０の制御パラメータがランダムに選択される。
　ステップＳ２において、状態観測部４５１が状態変数を取得する。ここで、状態変数は、空調機１０の各種温度センサの出力、ＣＯ２センサ２１の出力、日射センサ３１及び光センサ３２の出力、在室情報取得部４４の出力、その他の信号を含む。具体的には、状態変数は、ステップＳ２の時点の室温、外気温度、日射の強さ、空調機１０、換気装置２０、遮光装置３０の消費電力、ユーザが部屋Ｒに帰ってくるまでの時間、などを含む。
　ステップＳ３において、報酬計算部４５３は、ある予冷運転又は予暖運転を行ったときに、部屋Ｒにユーザが戻ってくる時刻における室温と設定温度の誤差の大きさが規定値未満であるか否かを判別する。誤差の大きさが規定値未満であると判定された場合は、ステップＳ４において、報酬計算部４５３は報酬を増やす。一方、誤差の大きさが規定値以上であると判定された場合は、ステップＳ５において、報酬計算部４５３は報酬を減らす。
　ステップＳ６において、報酬計算部４５３は、ある予冷運転又は予暖運転を行ったときに、予冷運転又は予暖運転に要した電力量の大きさが規定値未満であると判定された場合は、ステップＳ７において、報酬計算部４５３は報酬を増やす。一方、電力量の大きさが規定値以上であると判定された場合は、ステップＳ８において、報酬計算部４５３は報酬を減らす。
　ステップＳ９において、関数更新部４５４は、状態変数及び報酬に基づいて、制御パラメータを計算するための関数を更新する。
　ステップＳ１０において、決定条件が満足されるか否かを判別する。決定条件は、ユーザによるコマンドの入力であってもよい。代替的に、決定条件は、所定の関係式が満足されるという事象であってもよい。決定条件が満足される場合、処理はステップＳ１１に進む。決定条件が満足されない場合は、処理はステップＳ２に戻る。
　ステップＳ１１において、関数更新部４５４は、関数に基づき、報酬が最も多く得られることになる予冷運転又は予暖運転の制御パラメータを決定する。
　（５）特徴
　予冷運転又は予暖運転において、換気装置２０又は遮光装置３０が制御される。したがって、予冷運転又は予暖運転がより効率的に行われる。
　（６）むすび
　以上、本開示の実施形態を説明したが、請求の範囲に記載された本開示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。
１０　　：空調機
２０　　：換気装置
２１　　：ＣＯ２センサ
３０　　：遮光装置
３１　　：日射センサ
３２　　：光センサ
４０　　：制御部
４１　　：空調機制御部（第１制御部）
４２　　：換気装置制御部（第２制御部）
４３　　：遮光装置制御部（第２制御部）
４４　　：在室情報取得部
４５　　：運転内容決定部
１００　：予暖運転制御装置
４５１　：状態観測部
４５２　：学習部
４５３　：報酬計算部
４５４　：関数更新部
Ｒ　　　：部屋（対象空間）
特許６２７０９９６号公報

Claims (16)

  1. 　予冷又は予暖の対象空間（Ｒ）の空気と熱媒体との間で熱交換を行う空調機（１０）と、
    　前記対象空間の空気の一部と建物外の外気を入れ替えさせる換気装置（２０）と、
    　前記空調機を制御する第１制御部（４１）と、
    　前記換気装置を制御する第２制御部（４２）と、
    　指定時刻における前記対象空間の設定温度と、外気温に関連する量と、に基づいて、予冷運転又は予暖運転における前記空調機の運転内容と前記換気装置の運転内容とを決定する運転内容決定部（４５）と、
    を備える、
    予冷運転又は予暖運転制御装置。
  2. 　前記運転内容決定部は、前記指定時刻における前記対象空間の室温にもさらに基づいて、前記予冷運転又は前記予暖運転における前記空調機の前記運転内容と前記換気装置の前記運転内容とを決定する、
    請求項１の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  3. 　前記運転内容決定部は、前記指定時刻における前記対象空間のＣＯ２濃度にもさらに基づいて、前記予冷運転又は前記予暖運転における前記空調機の前記運転内容と前記換気装置の前記運転内容とを決定する、
    請求項１又は請求項２の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  4. 　前記空調機の前記運転内容は、前記空調機の運転開始時刻を含み、
    　前記換気装置の前記運転内容は、前記換気装置の運転開始時刻を含む、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  5. 　前記運転内容決定部は、前記空調機の前記運転開始時刻と、前記換気装置の前記運転開始時刻とを独立に決定する、
    請求項４に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  6. 　予冷又は予暖の対象空間（Ｒ）の空気と熱媒体との間で熱交換を行う空調機（１０）と、
    　前記対象空間への建物外からの光の入射を遮る遮光装置（３０）と、
    　前記空調機を制御する第１制御部（４１）と、
    　前記遮光装置を制御する第２制御部（４２）と、
    　指定時刻における前記対象空間の設定温度、および外気温に関連する量、に基づいて、予冷運転又は予暖運転における前記空調機の運転内容と前記遮光装置の運転内容とを決定する運転内容決定部（４５）と、
    を備える、
    予冷運転又は予暖運転制御装置。
  7. 　前記運転内容決定部は、前記指定時刻における前記対象空間の室温にもさらに基づいて、前記予冷運転又は前記予暖運転における前記空調機の前記運転内容と前記遮光装置の前記運転内容とを決定する、
    請求項６の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  8. 　前記運転内容決定部は、前記指定時刻における日射量の関連する量にもさらに基づいて、前記予冷運転又は前記予暖運転における前記空調機の前記運転内容と前記遮光装置の前記運転内容とを決定する、
    請求項６又は請求項７の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  9. 　前記空調機の前記運転内容は、前記空調機の運転開始時刻を含み、
    　前記遮光装置の前記運転内容は、前記遮光装置の運転開始時刻を含む、
    請求項６から８のいずれか１項に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  10. 　前記運転内容決定部は、前記空調機の前記運転開始時刻と、前記遮光装置の前記運転開始時刻とを独立に決定する、
    請求項９に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  11. 　前記遮光装置は、電動で開閉するカーテン又はブラインドである、
    請求項６から１０のいずれか１項に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  12. 　前記遮光装置の状態を確認する光センサ（３２）、
    をさらに備え、
    　前記運転内容決定部は、前記光センサの出力にもさらに基づいて、前記予冷運転又は前記予暖運転における前記空調機の前記運転内容と前記遮光装置の前記運転内容とを決定する、
    請求項６から１１のいずれか１項に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  13. 　前記運転内容決定部は、前記予冷運転又は前記予暖運転における前記空調機の前記運転内容と前記換気装置の前記運転内容とを、機械学習によって決定する、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  14. 　前記機械学習は強化学習であり、
    　前記運転内容決定部は、前記強化学習において、状態変数及び報酬に基づいて価値関数によって前記空調機の前記運転内容と前記換気装置の前記運転内容と、を決定し、
    　前記状態変数は、外気温、を含み、
    　前記報酬は、
    　　前記室温と設定温度の誤差と、
    　　前記予冷運転又は前記予暖運転に要した電力量と、
    に基づいて決定される、
    請求項１３に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  15. 　前記運転内容決定部は、前記予冷運転又は前記予暖運転における前記空調機の前記運転内容と前記遮光装置の前記運転内容とを、機械学習によって決定する、
    請求項６から１２のいずれか１項に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
  16. 　前記機械学習は強化学習であり、
    　前記運転内容決定部は、前記強化学習において、状態変数及び報酬に基づいて価値関数によって前記空調機の前記運転内容と前記遮光装置の前記運転内容とを決定し、
    　前記状態変数は、外気温、を含み、
    　前記報酬は、
    　　前記室温と設定温度の誤差と、
    　　前記予冷運転又は前記予暖運転に要した電力量と、
    に基づいて決定される、
    請求項１５に記載の予冷運転又は予暖運転制御装置。
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