WO2023112137A1 - 空調システムおよび空調管理システム - Google Patents

Abstract

空調システムは、空調対象空間が分割された複数の区画のうちの一部または全部の区画に設置され、調和空気を吹き出す１または複数の空調機器と、それぞれの区画に設置され、空調対象空間を形成する壁面または天井面の温度である壁面温度を計測する複数の温度センサと、それぞれの区画に設置され、区画内の空気温度および空気湿度を計測する複数の温湿度センサと、壁面温度と、空気温度および空気湿度に対応する露点温度とに基づき、空調機器を制御する制御装置とを備え、制御装置は、壁面温度と露点温度との関係からそれぞれの区画の結露状態を判断し、結露状態に応じて空調機器を制御する。

Description

空調システムおよび空調管理システム

　本開示は、空調対象空間の空調を行う空調システムおよび空調管理システムに関するものである。

　近年、室内の換気需要が高まっている。室内を換気する場合には、外気を室内に流入させる必要があるが、高温高湿の外気が室内に流入した場合、壁面あるいは天井面等に結露が発生し、カビ等が増殖して衛生的環境が悪化する可能性がある。

　例えば、天井裏に室内ユニットが設けられた空気調和機では、室内ユニットによって吸い込まれた室内空気を室内熱交換器で熱交換して冷却し、天井裏に配置された通気ダクトを介して、冷却された空気を室内に供給する。このような空気調和機では、天井裏の環境が高温高湿となった場合に、冷却された空気が通過する通気ダクトの表面に結露が発生することがある。そして、発生した露は、通気ダクトから落下して天井を濡らし、天井のシミとなったり、室内に漏洩したりする可能性がある。

　そこで、最近では、結露の発生による衛生的環境の悪化を抑制することができる種々の空調機器が提案されている。例えば、特許文献１には、天井裏に温度センサおよび湿度センサを設置し、天井裏の空気の温度および湿度に応じて圧縮機の運転周波数を制御する空気調和機が開示されている。この空気調和機は、温度センサおよび湿度センサで検出された温度および湿度が設定値よりも高い場合に、通気ダクトを通過する空気の温度を高くして通気ダクトの外面温度を上げる。これにより、天井裏の空気が高温高湿であっても、通気ダクト表面への結露の発生を抑制することができる。

特開２００６－３３６８８８号公報

　ところで、特許文献１に記載の空気調和機では、天井裏等の通気ダクトが設置された箇所に発生する結露を抑制することはできる。しかしながら、この空気調和機では、室内全体等の温度センサおよび湿度センサで温度および湿度を検出しにくい局所的な箇所での結露の発生を抑制することは困難である。

　本開示は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、空調対象空間における結露の発生を抑制することができる空調システムおよび空調管理システムを提供することを目的とする。

　本開示に係る空調システムは、空調対象空間が分割された複数の区画のうちの一部または全部の区画に設置され、調和空気を吹き出す１または複数の空調機器と、それぞれの前記区画に設置され、前記空調対象空間を形成する壁面または天井面の温度である壁面温度を計測する複数の温度センサと、それぞれの前記区画に設置され、前記区画内の空気温度および空気湿度を計測する複数の温湿度センサと、前記壁面温度と、前記空気温度および前記空気湿度に対応する露点温度とに基づき、前記空調機器を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記壁面温度と前記露点温度との関係からそれぞれの前記区画の結露状態を判断し、前記結露状態に応じて前記空調機器を制御するものである。

　本開示に係る空調管理システムは、複数の前記空調対象空間にそれぞれ設けられた上記の空調システムと、複数の前記空調システムを一元管理する集中管理装置とを備えるものである。

　本開示によれば、空調対象空間が分割された複数の区画のそれぞれにおける壁面温度および露点温度との関係から結露状態が判断され、判断結果に応じて空調機器が制御される。これにより、結露が発生している区画または結露の発生する可能性が高い区画に対して空調機器からの送風が行われ、対象の区画における空気の循環が促される。そのため、結露が発生している区画または結露の発生する可能性が高い区画を含む空調対象空間における結露の発生を抑制することができる。

実施の形態１に係る空調システムの設置例を示す概略図である。 空調対象空間について説明するための概略図である。 図１の制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図３の制御装置の構成の一例を示すハードウェア構成図である。 図３の制御装置の構成の他の例を示すハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る空調機器である空気調和機の構成の一例を示す回路図である。 露点温度の取得について説明するためのグラフである。 露点温度と壁面温度との関係について説明するためのグラフである。 実施の形態１に係る結露抑制処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 結露可能性領域発生率について説明するためのグラフである。 実施の形態３に係る空調管理システムの構成の一例を示すブロック図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本開示は、以下の各実施の形態に示す構成のうち、組合せ可能な構成のあらゆる組合せを含むものである。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。

実施の形態１．
　本実施の形態１に係る空調システムについて説明する。本実施の形態１に係る空調システムは、空調対象空間における結露の発生を抑制するものである。

［空調システム１００の構成］
　図１は、本実施の形態１に係る空調システムの設置例を示す概略図である。図２は、空調対象空間について説明するための概略図である。図１に示すように、空調システム１００は、１または複数の空調機器１、複数の温度センサ２、複数の温湿度センサ３および制御装置４を含んで構成されている。空調システム１００を構成する各機器は、店舗または倉庫等の壁面および天井面等によって形成される空調対象空間５０に設置されている。

　図２に示すように、本実施の形態１では、店舗または倉庫等の空調対象空間５０は、幅方向、高さ方向および奥行き方向に複数の区画に分割される。図１では、空調対象空間５０が４つの区画である空調対象空間５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃおよび５０Ｄに分割された場合の例が示されている。

　空調機器１は、例えば、空気調和機、冷凍機および除湿機等の調和空気を吹き出す機器であり、空調対象空間５０の空気調和を行う。空調機器１は、分割された区画のうちの一部または全部の区画に設置されている。図１に示す例では、空調機器１として２つの空調機器１Ａおよび１Ｂが空調対象空間５０に設置されている。空調機器１Ａは、例えば空気調和機であり、空調対象空間５０Ａ内に設置されている。空調機器１Ｂは、例えば除湿機であり、空調対象空間５０Ｄ内に設置されている。

　空調機器１は、室内空気を吸い込む吸込口と、調和空気を吹き出す吹出口とが設けられている。吹出口には、吹き出される調和空気の吹出方向を上下左右方向に変更するルーバーが設けられている。ルーバーの動作は、空調制御装置１０によって制御される。

　温度センサ２は、空調対象空間５０の分割された各区画において、結露が最も発生しやすい箇所に設けられている。例えば、区画内にショーケースが設置されている場合、結露が最も発生しやすい箇所は、ショーケース近傍の局所的に温度が上昇しやすい壁面、あるいは、ショーケース上の天井面等である。温度センサ２は、このように壁面または天井面に設けられる。また、温度センサ２は、例えば、ショーケースの側面等の外周面に設けられてもよい。

　温度センサ２は、設置された壁面または天井面の温度である壁面温度を計測する。図１に示す例では、分割された空調対象空間５０Ａ～５０Ｄのそれぞれに、温度センサ２Ａ～２Ｄが設けられている。なお、分割された区画内にショーケース等が設置されておらず、また、壁面および天井面が存在しない場合、このような区画には温度センサ２が設けられていなくてもよい。

　温湿度センサ３は、空調対象空間５０の分割された各区画にそれぞれ設けられている。温湿度センサ３は、設置された空間の温度である空気温度と、当該空間の湿度である空気湿度とを計測する。図１に示す例では、分割された空調対象空間５０Ａ～５０Ｄのそれぞれに、温湿度センサ３Ａ～３Ｄが設けられている。

　制御装置４は、この空調システム１００における各機器を制御する。特に、本実施の形態１において、制御装置４は、温度センサ２で計測された壁面温度と、温湿度センサ３で計測された空気温度および空気湿度とに基づき、空調対象空間５０での結露の発生を抑制する結露抑制処理を行う。結露抑制処理の詳細については、後述する。

　図３は、図１の制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。図３に示すように、制御装置４は、情報取得部４１、演算部４２、領域判断部４３、空調制御部４４、カウンタ４５および記憶部４６を備えている。制御装置４は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。なお、ここでは、制御装置４が有する機能のうち、本実施の形態１において特徴的な処理に関連する機能についてのみ説明する。

　情報取得部４１は、温度センサ２で計測された各区画の壁面温度を取得する。また、情報取得部４１は、温湿度センサ３で計測された各区画の空気温度および空気湿度を取得する。

　演算部４２は、情報取得部４１で取得された空気温度および空気湿度に基づき、露点温度を取得する。具体的には、演算部４２は、予め設定された設定計測時間の間に、温湿度センサ３によって予め設定された設定時間間隔で計測された空気温度および空気湿度から、平均空気温度および平均空気湿度を算出する。そして、演算部４２は、算出された平均空気温度および平均空気湿度に基づき、記憶部４６に記憶されたマップデータを参照して、露点温度を取得する。マップデータは、空気温度および空気湿度と、露点温度との関係がマッピングされたデータである。

　なお、以下では、説明が容易となるように、「設定時間間隔で設定時間の間計測された空気温度および空気湿度から算出される平均空気温度および平均空気湿度に基づき、露点温度を取得する」ことを、単に「空気温度および空気湿度に基づき、露点温度を取得する」のように記載するものとする。

　領域判断部４３は、情報取得部４１で取得された壁面温度と、演算部４２で取得された露点温度とに基づき、各区画における結露状態を判断する。結露状態は、結露が発生しているか、あるいは、結露の発生する可能性があるかといった、対象の区画における結露の可能性を示すものである。

　空調制御部４４は、領域判断部４３で判断された結露状態に基づき、区画内の結露を緩和させる結露緩和制御の際に、対象となる空調機器１を制御する。例えば、空調制御部４４は、空調機器１に設けられた送風機の風速が結露状態に適した風速となるように、空調機器１を制御する。

　カウンタ４５は、各種の時間をカウントする。本実施の形態１において、カウンタ４５は、結露抑制処理における結露緩和制御が設定時間だけ行われるように、カウントする。

　記憶部４６は、制御装置４の各部で用いられる各種の値等を記憶する。例えば、本実施の形態１において、記憶部４６は、演算部４２で露点温度を取得する際に用いられるマップデータを予め格納している。

　図４は、図３の制御装置の構成の一例を示すハードウェア構成図である。制御装置４の各種機能がハードウェアで実行される場合、図３の制御装置４は、図４に示すように、処理回路２１で構成される。図３の情報取得部４１、演算部４２、領域判断部４３、空調制御部４４、カウンタ４５および記憶部４６の各機能は、処理回路２１により実現される。

　各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路２１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。情報取得部４１、演算部４２、領域判断部４３、空調制御部４４、カウンタ４５および記憶部４６の各部の機能それぞれを処理回路２１で実現してもよいし、各部の機能を１つの処理回路２１で実現してもよい。

　図５は、図３の制御装置の構成の他の例を示すハードウェア構成図である。制御装置４の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図３の制御装置４は、図５に示すように、プロセッサ２２およびメモリ２３で構成される。情報取得部４１、演算部４２、領域判断部４３、空調制御部４４、カウンタ４５および記憶部４６の各機能は、プロセッサ２２およびメモリ２３により実現される。

　各機能がソフトウェアで実行される場合、情報取得部４１、演算部４２、領域判断部４３、空調制御部４４、カウンタ４５および記憶部４６の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２３に格納される。プロセッサ２２は、メモリ２３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。

　メモリ２３として、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmable ROM）およびＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ等が用いられる。また、メモリ２３として、例えば、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）およびＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。

（空調機器１）
　空調機器１の一例について、概略的に説明する。ここでは、空調機器１Ａである空気調和機を例にとって、その構成について説明する。図６は、本実施の形態１に係る空調機器である空気調和機の構成の一例を示す回路図である。図６に示すように、空気調和機は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、蒸発器１４、第１送風機１５、第２送風機１６および空調制御装置１０を備えている。圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３および蒸発器１４が冷媒配管で接続されることにより、冷媒が循環する冷媒回路が形成されている。

　圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１１は、例えば、運転周波数が空調制御装置１０によって変化することにより、単位時間あたりの冷媒の送出量である容量が制御されるインバータ圧縮機等からなる。

　凝縮器１２は、第１送風機１５によって供給される空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒の熱を空気に放熱して冷媒を凝縮させる。第１送風機１５は、図示しないモータによって駆動され、凝縮器１２に対して空気を供給する。第１送風機１５の回転数は、空調制御装置１０によって制御されることにより、凝縮器１２に対する送風量が調整される。

　膨張弁１３は、冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁１３は、例えば、電子式膨張弁などの開度の制御を行うことができる弁で構成される。膨張弁１３の弁開度は、空調制御装置１０によって制御される。

　蒸発器１４は、第２送風機１６によって供給される空調対象空間５０の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により室内空気を冷却する。第２送風機１６は、図示しないモータによって駆動され、蒸発器１４に対して室内空気を供給する。第２送風機１６の回転数は、空調制御装置１０によって制御されることにより、蒸発器１４に対する送風量が調整される。

　空調制御装置１０は、図示しない各種のセンサで検出された情報、ならびに、ユーザによって設定された設定室内温度等に基づき、空気調和機全体を制御する。例えば、空調制御装置１０は、センサ等から受け取った情報に基づき、室内温度が設定室内温度となるように、圧縮機１１、膨張弁１３、第１送風機１５および第２送風機１６を制御する。空調制御装置１０は、マイクロコンピュータなどの演算装置上でソフトウェアを実行することにより各種機能が実現され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。

［結露抑制処理］
　結露抑制処理について説明する。空調対象空間５０の壁面または天井面等の温度である壁面温度が、内部の空気の露点温度よりも低い場合、結露が発生する。そこで、本実施の形態１に係る空調システム１００は、空調対象空間５０における空気の攪拌を促し、結露を抑制する結露抑制処理を行う。

（露点温度の算出）
　図７は、露点温度の取得について説明するためのグラフである。図７において、横軸は相対湿度［％］を示し、縦軸は露点温度［℃］を示す。また、この図には、空気温度［℃］に対応するグラフが設定温度間隔で示されている。ここでは、設定温度間隔が５℃である場合が示されているが、この設定温度間隔は、任意に変更することができる。

　それぞれのグラフにおいて、空気湿度が１００％である場合の空気温度は、露点温度と一致している。すなわち、空気湿度が１００％である場合は、空気温度がそのまま露点温度となる。そして、空気湿度が１００％から低下するに従って、露点温度も低下する。具体的には、例えば、空気温度が２５℃であり、空気湿度が７０％である場合、露点温度は、グラフに基づき、約１９℃となる。また、例えば、空気温度が２５℃であり、空気湿度が４０％である場合、露点温度は、グラフに基づき、約１０℃となる。

　このようなグラフに相当するマップデータが制御装置４の記憶４６部に予め格納されている。演算部４２は、温湿度センサ３で計測された空気温度および空気湿度に基づき、記憶部４６に格納されたマップデータを参照して露点温度を算出する。なお、露点温度の導出方法は、この例に限られず、露点温度は、例えば公知の近似式を用いて、温湿度センサ３で計測された空気温度および空気湿度に基づき算出されるようにしてもよい。

（結露状態の判断）
　空調対象空間５０の各区画における結露状態の判断について説明する。各区画における結露状態は、区画内の空気の露点温度と、当該区画の壁面または天井面の壁面温度との関係から判断することができる。本実施の形態１では、露点温度および壁面温度の関係に基づき、対象区画の結露状態を複数に分類する。

　図８は、露点温度と壁面温度との関係について説明するためのグラフである。図８の横軸は露点温度［℃］を示し、縦軸は壁面温度［℃］を示す。このグラフでは、露点温度および壁面温度の関係に応じた空調対象空間５０の結露状態を表す領域が示されている。

　図８において、境界線Ｘは、壁面温度が露点温度と等しい点を結んだ直線である。露点温度および壁面温度の関係が境界線Ｘ以下の領域に含まれる場合には、対象の区画において結露が発生する。この結露が発生する領域を「結露発生領域」と称する場合、結露発生領域は、以下の式（１）で示される。
　　　結露発生領域：壁面温度≦露点温度　・・・（１）

　境界線Ｙは、壁面温度が露点温度よりもα［℃］だけ高い点を結んだ直線である。αは、結露状態を分類するための第１分類値であり、任意に設定可能な値である。第１分類値αは、制御装置４の記憶部４６に予め記憶されている。露点温度および壁面温度の関係が境界線Ｘと境界線Ｙとによって囲まれた領域に含まれる場合には、対象の区画において結露が発生する可能性が高い。この結露発生の可能性が高い領域を「第１結露可能性領域」と称する場合、第１結露可能性領域は、以下の式（２）で示される。
　第１結露可能性領域：露点温度＜壁面温度≦露点温度＋α　・・・（２）

　境界線Ｚは、壁面温度が露点温度よりもα＋β［℃］だけ高い点を結んだ直線である。βは、結露状態を分類するための第２分類値であり、任意に設定可能な値である。第２分類値βは、制御装置４の記憶部４６に予め記憶されている。露点温度および壁面温度の関係が境界線Ｙと境界線Ｚとによって囲まれた領域に含まれる場合には、対象の区画において結露が発生する可能性がやや高い。この結露発生の可能性がやや高い領域を「第２結露可能性領域」と称する場合、第２結露可能性領域は、以下の式（３）で示される。
　第２結露可能性領域：露点温度＋α＜壁面温度≦露点温度＋α＋β
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）

　また、露点温度および壁面温度の関係が境界線Ｚよりも上の領域に含まれる場合には、結露が発生する可能性は低い。この結露発生の可能性が低い領域を「第３結露可能性領域」と称する場合、第３結露可能性領域は、以下の式（４）で示される。
　　　第３結露可能性領域：壁面温度＞露点温度＋α＋β　・・・（４）

　本実施の形態１に係る結露抑制処理では、区画毎に露点温度および壁面温度が導出され、露点温度と壁面温度との関係が上記のどの分類に含まれているかにより、区画毎の結露状態が判断される。そして、結露状態に応じて、結露の発生を抑制する結露緩和制御が行われる。

　具体的には、それぞれの区画における露点温度と壁面温度との関係が、結露発生領域、第１結露可能性領域および第２結露可能性領域に含まれる場合に、当該区画における結露の発生を抑制する結露緩和制御が行われる。より具体的には、露点温度と壁面温度との関係が、結露発生領域または第１結露可能性領域に含まれる場合、制御装置４は、当該区画に対して第１の結露緩和制御を行う。第１の結露緩和制御では、空調機器１の室内に設けられた送風機が、例えば全速で運転するように制御される。

　また、露点温度と壁面温度との関係が、第２結露可能性領域に含まれる場合、制御装置４は、当該区画に対して第２の結露緩和制御を行う。第２の結露緩和制御では、空調機器１の室内に設けられた送風機が、全速よりも遅い速度、例えば全速の８０％で運転するように制御される。なお、露点温度と壁面温度との関係が第３結露可能性領域に含まれる場合、制御装置４は、空調機器１における現在の動作を維持するように制御する。すなわち、制御装置４は、空調機器１における送付機の現在の風速を維持する。

　第１の結露緩和制御または第２の結露緩和制御が行われる場合、制御装置４は、結露緩和制御を行うべき区画と、空調対象空間５０に設置されたそれぞれの空調機器１との位置関係を確認する。そして、制御装置４の空調制御部４４は、結露緩和制御を行うべき区画に最も近い空調機器１を見つけ、当該空調機器１から対象となる区画に向けて送風するように吹出口のルーバーを制御し、調和空気の風向を制御する。また、空調制御部４４は、当該空調機器１の送風機の風量を増速させる。

　このように、結露緩和制御によって空調機器１における送風機の運転が制御されることにより、区画内の空気の循環が促される。そのため、空調対象空間５０の壁面温度が空気の露点温度以下になるような環境であっても、結露を抑制することができる。

　なお、第１分類値αおよび第２分類値βは、ユーザが任意の値を設定できるが、例えば、重視する性能に応じて設定されるとよい。例えば、結露発生の抑制を重視する場合には、第２分類値βが第１分類値αよりも大きくなる（β＞α）ように、第１分類値αおよび第２分類値βが設定されると好ましい。また、例えば、快適性または省エネ性を重視する場合には、第１分類値αが第２分類値βよりも大きくなる（α＞β）ように、第１分類値αおよび第２分類値βが設定されると好ましい。

　また、第１分類値αおよび第２分類値βは、区画内の温度状態に応じて可変とすることもできる。
　例えば、第１分類値αおよび第２分類値βにそれぞれ基準値を予め設定しておき、区画内の温度変化が設定範囲内に含まれるように安定している場合、制御装置４は、第１分類値αおよび第２分類値βのうち、少なくとも一方を基準値よりも小さくする。また、例えば、区画内の温度変化が設定範囲を超えるなど不安定な場合、制御装置４は、第１分類値αおよび第２分類値βのうち、少なくとも一方を基準値よりも大きくする。これは、区画内の温度変化が安定している場合には、結露が急激に進行することがないためである。

　具体的には、空調対象空間５０が店舗内の空間である場合で、店舗が開店中、特に、顧客または物品の出入りまたは移動が多い時間帯であるときにおいては、空調対象空間５０内の温度変化が不安定となる。したがって、このような場合、制御装置４は、第１分類値αおよび第２分類値βのうち、少なくとも一方を基準値よりも大きくする。

　一方、店舗が開店中であっても、夜間または出入りまたは移動が少ない時間帯である場合には、空調対象空間５０（区画）内の温度変化が安定する。したがって、このような場合、制御装置４は、第１分類値αおよび第２分類値βのうち、少なくとも一方を基準値よりも小さくする。

　図９は、本実施の形態１に係る結露抑制処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０において、制御装置４の情報取得部４１は、温度センサ２で計測された、分割された各区画の壁面温度を取得する。また、情報取得部４１は、温湿度センサ３で計測された、各区画の空気温度および空気湿度を取得する。

　ステップＳ１１において、演算部４２は、情報取得部４１で取得された空気温度および空気湿度に基づき、記憶部４６に記憶されたマップデータを参照して露点温度を取得する。ステップＳ１２において、領域判断部４３は、取得した壁面温度および露点温度に基づき、各区画における結露状態を判断する。

　ステップＳ１３において、領域判断部４３は、第２結露可能性領域以上の区画が存在するか否かを判断する。判断の結果、第２結露可能性領域以上の区画が存在する場合、すなわち、結露発生領域、第１結露可能性領域または第２結露可能性領域の区画が存在する場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１４に移行する。一方、第２結露可能性領域以上の区画が存在しない場合、すなわち、すべての区画が第３結露可能性領域である場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、一連の処理が終了する。

　ステップＳ１４において、領域判断部４３は、ステップＳ１２で抽出された区画について、第１結露可能性領域以上の区画が存在するか否かを判断する。判断の結果、第１結露可能性領域以上の区画が存在する場合、すなわち、結露発生領域または第１結露可能性領域の区画が存在する場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５において、制御装置４は、第１の結露緩和制御を行う。すなわち、空調制御部４４は、送風機が例えば全速で運転するように、空調機器１を制御し、対象の区画に向けて調和空気を送風する。

　一方、ステップＳ１４において、第１結露可能性領域以上の区画が存在しない場合、すなわち、第２結露可能性領域以上の区画のうちのすべての区画が第２結露可能性領域である場合（ステップＳ１４：ＮＯ）には、処理がステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６において、制御装置４は、第２の結露緩和制御を行う。すなわち、空調制御部４４は、送風機が全速より遅い速度、例えば全速の８０％で運転するように、空調機器１を制御し、対象の区画に向けて調和空気を送風する。

　次に、ステップＳ１７において、制御装置４は、カウンタ４５によるカウントに基づき、設定時間が経過するまで待機する。ステップＳ１８において、領域判断部４３は、ステップＳ１１で抽出された区画について、第３結露可能性領域であるか否かを判断する。

　判断の結果、ステップＳ１３で抽出されたすべての区画が第３結露可能性領域である場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、領域判断部４３は、結露発生の可能性が低いと判断する。そして、一連の処理が終了する。一方、ステップＳ１３で抽出されたすべての区画が第３結露可能性領域でない場合、すなわち、少なくとも１つの区画が第２結露可能性領域以上である場合（ステップＳ１８：ＮＯ）には、処理がステップＳ１３に戻る。

　なお、結露緩和制御によって結露が発生している区画または結露の可能性がある区画に対して空調機器１による送風が行われても、当該区画に調和空気を十分に供給できず、結露の発生を抑制できない場合があることが考えられる。この場合には、図９に示すフローチャートにおけるステップＳ１２～ステップＳ１７の処理が巡回的に繰り返されることになる。そこで、制御装置４は、このような場合に、別の処理を行って対象の区画の空気を攪拌するようにしてもよい。

　具体的には、制御装置４は、結露緩和制御または繰り返される処理の回数等をカウントする。そして、処理回数が予め設定された設定回数を超えても、対象の区画の結露状態が第３結露可能性領域とならない場合に、制御装置４は、空調機器１の設定温度を高くする等の設定変更を行い、当該区画の空気を攪拌する。

　なお、例えば夏場に設定温度を高くしたり、暖房運転に切り替えたりする等の設定変更が行われると、結露発生の抑制が優先される一方で、快適性を損なう可能性がある。そのため、区画内の設定温度を変更する等の設定変更を行う場合には、設定変更の可否をユーザに対して報知すると好ましい。この場合、例えば、空調システム１００に表示装置等のユーザに対して区画内の状態を報知するための報知手段が設けられ、この報知手段により、設定変更を行うかどうかが報知される。そして、設定変更がユーザによって認められた場合に、制御装置４は、設定温度の変更または運転モードの切り替え等の当該区画に対する設定変更を行う。

　また、設定変更を行っても結露の発生を抑制できない場合、あるいは、設定変更がユーザによって認められない場合、制御装置４は、結露の発生を抑制できないことをユーザに対してさらに報知してもよい。ここで、結露の発生を抑制できない場合とは、設定変更を行っても対象の区画が第１結露可能性領域または第２結露可能性領域に含まれる場合である。この場合、例えば、制御装置４は、報知手段により、結露の発生を抑制できないことをユーザに対して報知する。その際、制御装置４は、例えば、結露の発生を抑制できない区画あるいはセンサの位置を示す情報を表示させたり、送風機の追加または湿気吸着材の設置等を提案したりすると好ましい。

　ここで、図９のフローチャートは、複数の区画のうちの特定の区画で行われる処理の流れについて説明しているが、この処理はそれぞれの区画において行われる。そのため、第２結露可能性領域以上の結露状態が複数の区画で同時に存在した場合には、通常、対象の区画に対して同時に結露緩和制御が行われる。

　しかしながら、空調機器１が一部の区画にのみ設けられている場合には、１つの空調機器１で複数の区画に向けて送風する必要が生じ、結露の発生を適切に抑制することができなくなる可能性がある。そこで、このような場合、制御装置４は、第２結露可能性領域以上の結露状態であると判断された複数の区画に対して優先度を設定し、優先度の高い区画から順に結露緩和制御を行うとよい。

　優先度は、例えば、露点温度と壁面温度との差である温度差が小さいほど高くなるように設定される。また、例えば、温度差と優先度ランクとが対応付けられたテーブルを予め用意し、優先度は、このテーブルに基づいて決定されるようにしてもよい。また、優先度は、例えば、図８のグラフで示される露点温度と壁面温度との関係が右下に近づくに従って、より高く設定される。すなわち、第１結露可能性領域の区画の優先度が第２結露可能性領域の区画の優先度よりも高く設定される。

　なお、優先度が同じ区画が複数存在する場合には、例えば、制御装置４は、一方の区画に対して空調機器１による送風を優先的に行い、温度差が大きくなることによって優先度が低下した段階で、他方の区画に対して空調機器１による送風を行ってもよい。

　以上のように、本実施の形態１に係る空調システム１００では、空調対象空間５０が分割された複数の区画のそれぞれにおける壁面温度および露点温度との関係から結露状態が判断され、判断結果に応じて空調機器１が制御される。これにより、結露が発生している区画または結露の発生する可能性が高い区画に対して空調機器１からの送風が行われ、対象の区画における空気の循環が促されるため、当該区画における結露の発生を抑制することができる。

実施の形態２．
　本実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る空調システム１００は、結露抑制処理を行うタイミングおよび対象区画を学習する点で、実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態２において、実施の形態１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

　本実施の形態２に係る空調システム１００の構成は、図１に示す実施の形態１と同様である。なお、本実施の形態２では、制御装置４の一部の機能が実施の形態１と相違している。

　図１０は、本実施の形態２に係る制御装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。図１０に示すように、制御装置４は、実施の形態１と同様に、情報取得部４１、演算部４２、領域判断部４３、空調制御部４４、カウンタ４５および記憶部４６を備えている。また、本実施の形態２において、制御装置４は、解析部４７をさらに備えている。

　本実施の形態２において、演算部４２は、領域判断部４３の判断結果に基づき、すべての区画について、単位期間での結露可能性領域発生率を演算する。結露可能性領域発生率は、単位期間あたりで結露発生領域、第１結露可能性領域および第２結露可能性領域に含まれる結露状態が発生する割合を示す。期間の単位は、例えば、時刻単位および月日単位である。

　記憶部４６は、すべての区画について、領域判断部４３での判断結果を日時と対応付けて記憶する。また、記憶部４６は、演算部４２で演算された結露可能性領域発生率を日時と対応付けて記憶する。解析部４７は、記憶部４６に記憶された結露可能性領域発生率に基づき、単位期間での結露可能性領域発生率を学習する。

　制御装置４は、解析部４７による学習結果に基づいて結露抑制処理を実施する。このとき、制御装置４は、例えば、図１１に示すように結露可能性領域発生率に対して閾値ＴＨを設定し、閾値ＴＨ以上の結露可能性領域発生率となった月日および時刻で、対象の区画に対して結露抑制処理を実施する。

　図１１は、結露可能性領域発生率について説明するためのグラフである。図１１の上図は、時刻単位での結露可能性領域発生率の一例であり、横軸は時刻を示し、縦軸は結露可能性領域発生率を示す。この図において、ＴＨ１は時刻単位での結露可能性領域発生率に対する第１閾値である。

　また、図１１の下図は、時刻単位での結露可能性領域発生率の一例であり、横軸は月を示し、縦軸は結露可能性領域発生率を示す。この図において、ＴＨ２は月単位での結露可能性領域発生率に対する第２閾値である。

　図１１に示す例において、制御装置４は、学習結果に基づき、結露可能性領域発生率が第２閾値ＴＨ２以上となる月において、結露可能性領域発生率が第１閾値ＴＨ１以上となる時刻に、結露抑制処理を実施する。これにより、それぞれの区画における結露の発生を事前に予防することができる。

　以上のように、本実施の形態２に係る空調システム１００では、それぞれの区画における単位期間での結露可能性領域発生率が演算されて記憶部４６に蓄積され、蓄積された結露可能性領域発生率に基づき、単位期間での結露可能性領域発生率が学習される。これにより、結露が発生する、または結露の発生の可能性がある区画および期間を推定することができるため、推定結果に基づいて結露抑制処理が行われることにより、それぞれの区画における結露の発生を事前に予防することができる。

実施の形態３．
　本実施の形態３について説明する。本実施の形態３では、それぞれが空調システム１００を備えた複数の店舗または倉庫等の空調対象空間５０における結露発生の抑制を管理する空調管理システムについて説明する。なお、本実施の形態３において、実施の形態１および２と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

［空調管理システム２００の構成］
　図１２は、本実施の形態３に係る空調管理システムの構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、空調管理システム２００は、集中管理装置２０１と、複数の店舗または倉庫等の空調対象空間５０にそれぞれ設けられた空調システム１００とがネットワーク上のクラウド２０２を介して接続されて構成されている。

　本実施の形態３に係る空調システム１００の構成は、実施の形態１または２と同様である。なお、本実施の形態３において、空調システム１００の制御装置４は、取得した露点温度および壁面温度を含む結露状態の判断結果、ならびに、学習した結露可能性領域発生率等の解析情報を、集中管理装置２０１に送信する構成となっている。また、制御装置４は、空調システム１００が設置された店舗または倉庫等の空調対象空間５０に関する情報である管理情報を、集中管理装置２０１に送信する。管理情報は、例えば、店舗に陳列されている内容物または倉庫は保管されている内容物についての情報、店舗の業態、および稼働時間等である。

　集中管理装置２０１は、クラウド２０２を介して接続された複数の空調システム１００を管理する。集中管理装置２０１は、複数の空調システム１００から受け取った解析情報および管理情報を解析し、結露が発生しやすい区画および時間等の状況を抽出する。そして、集中管理装置２０１は、解析結果をそれぞれの空調システム１００に対してフィードバックし、解析結果に基づく結露抑制処理を実施させる。

　このように、本実施の形態３では、集中管理装置２０１が複数の空調システム１００から受け取った解析情報および管理情報に基づく解析結果を、それぞれの空調システム１００にフィードバックする。そのため、それぞれの空調システム１００は、異なる空調システム１００での結露の発生状況等を参考にして、結露抑制処理をより適切に実施することができる。

　以上、本実施の形態１～３について説明したが、本開示は、上述した実施の形態１～３に限定されるものではなく、本開示要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、本実施の形態２および３では、制御装置４の解析部４７は、結露可能性領域発生率を学習したが、これに限られず、例えば、解析部４７は、区画毎の露点温度および壁面温度に応じた送風機の風速制御を学習するようにしてもよい。

　この場合、解析部４７は、露点温度および壁面温度を入力データとし、送風機の風速を変更する結露緩和制御を行った場合の結露発生の抑制状態を教師データとして、区画毎に、結露緩和制御の際の最適な風速制御を学習する。このようにして学習した結果に基づいて結露緩和制御が行われることにより、露点温度および壁面温度に応じた最適な送風機の風速が設定されるため、結露発生を適切に抑制することができる。また、複数の区画において結露緩和制御を行う必要が生じた場合でも、それぞれの区画に対する結露緩和制御の優先度を適切に設定することができる。

　１、１Ａ、１Ｂ　空調機器、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ　温度センサ、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ　温湿度センサ、４　制御装置、１０　空調制御装置、１１　圧縮機、１２　凝縮器、１３　膨張弁、１４　蒸発器、１５　第１送風機、１６　第２送風機、２１　処理回路、２２　プロセッサ、２３　メモリ、４１　情報取得部、４２　演算部、４３　領域判断部、４４　空調制御部、４５　カウンタ、４６　記憶部、４７　解析部、５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ　空調対象空間、１００　空調システム、２００　空調管理システム、２０１　集中管理装置、２０２　クラウド。

Claims (10)

1. 　空調対象空間が分割された複数の区画のうちの一部または全部の区画に設置され、調和空気を吹き出す１または複数の空調機器と、
   　それぞれの前記区画に設置され、前記空調対象空間を形成する壁面または天井面の温度である壁面温度を計測する複数の温度センサと、
   　それぞれの前記区画に設置され、前記区画内の空気温度および空気湿度を計測する複数の温湿度センサと、
   　前記壁面温度と、前記空気温度および前記空気湿度に対応する露点温度とに基づき、前記空調機器を制御する制御装置と
   を備え、
   　前記制御装置は、
   　前記壁面温度と前記露点温度との関係からそれぞれの前記区画の結露状態を判断し、
   　前記結露状態に応じて前記空調機器を制御する
   空調システム。
2. 　前記制御装置は、
   　前記空気温度および前記空気湿度に基づき、前記露点温度を取得する演算部と、
   　前記壁面温度および前記露点温度に基づき、それぞれの前記区画の前記結露状態を判断する領域判断部と、
   　前記結露状態に基づき、前記空調機器を制御して結露を緩和させる結露緩和制御を行う空調制御部と
   を有する
   請求項１に記載の空調システム。
3. 　前記領域判断部は、
   　前記壁面温度が前記露点温度以下である場合に、対象の前記区画が結露発生領域に含まれると判断し、
   　前記壁面温度が前記露点温度より高く、前記露点温度に第１分類値を加算した温度以下である場合に、対象の前記区画が第１結露可能性領域に含まれると判断し、
   　前記壁面温度が前記露点温度に前記第１分類値を加算した温度より高く、前記露点温度に前記第１分類値および第２分類値を加算した温度以下である場合に、対象の前記区画が第２結露可能性領域に含まれると判断し、
   　前記空調制御部は、
   　前記結露発生領域、前記第１結露可能性領域または前記第２結露可能性領域に含まれる場合に、
   　前記対象の区画に向けて前記空調機器から前記調和空気を吹き出す前記結露緩和制御を行う
   請求項２に記載の空調システム。
4. 　前記空調制御部は、
   　前記対象の区画が前記結露発生領域または前記第１結露可能性領域に含まれる場合に、前記空調機器から前記調和空気を全速で吹き出す第１の結露緩和制御を行い、
   　前記対象の区画が前記第２結露可能性領域の場合に、前記空調機器から前記調和空気を全速よりも遅い速度で吹き出す第２の結露緩和制御を行う
   請求項３に記載の空調システム。
5. 　前記領域判断部は、
   　前記壁面温度が前記露点温度に第１分類値および第２分類値を加算した温度より高い場合に、対象の前記区画が第３結露可能性領域に含まれると判断し、
   　前記空調制御部は、
   　前記対象の区画が前記第３結露可能性領域に含まれる場合に、前記空調機器から吹き出される前記調和空気の風速を維持する
   請求項２～４のいずれか一項に記載の空調システム。
6. 　前記区画内の状態を報知する報知手段をさらに備え、
   　前記制御装置は、
   　対象の前記区画が前記第１結露可能性領域または前記第２結露可能性領域に含まれなくなるまで前記結露緩和制御を繰り返し行い、
   　前記結露緩和制御の回数が設定回数を超えた場合に、前記区画内における設定温度の変更の可否を前記報知手段によって報知する
   請求項３、４、または、請求項３または４に従属する請求項５のいずれか一項に記載の空調システム。
7. 　前記制御装置は、
   　前記設定温度の変更を行っても対象の前記区画が前記第１結露可能性領域または前記第２結露可能性領域に含まれる場合に、結露の発生を抑制できないことを前記報知手段によって報知する
   請求項６に記載の空調システム。
8. 　前記演算部は、
   　前記領域判断部での判断結果に基づき、それぞれの前記区画における単位期間での結露可能性領域発生率を演算し、
   　前記制御装置は、
   　演算された前記結露可能性領域発生率に基づき、それぞれの前記区画における前記単位期間での前記結露可能性領域発生率を学習する解析部をさらに有する
   請求項２～７のいずれか一項に記載の空調システム。
9. 　前記演算部は、
   　前記露点温度および前記壁面温度を入力データとし、前記結露緩和制御を行った場合の結露発生の抑制状態を教師データとして、前記区画毎において前記空調機器から吹き出される前記調和空気の風速を学習する
   請求項８に記載の空調システム。
10. 　複数の前記空調対象空間にそれぞれ設けられた請求項１～９のいずれか一項に記載の空調システムと、
    　複数の前記空調システムを一元管理する集中管理装置と
    を備える
    空調管理システム。

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