WO2024106414A1 - 空調システム、制御方法及びプログラム - Google Patents

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WO2024106414A1
WO2024106414A1 PCT/JP2023/040867 JP2023040867W WO2024106414A1 WO 2024106414 A1 WO2024106414 A1 WO 2024106414A1 JP 2023040867 W JP2023040867 W JP 2023040867W WO 2024106414 A1 WO2024106414 A1 WO 2024106414A1
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WO
WIPO (PCT)
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humidity
temperature
unit
air
control
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/040867
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English (en)
French (fr)
Inventor
弘憲 服部
康介 立田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • 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
    • F24F11/56Remote control
    • 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
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50Air quality properties
    • F24F2110/62Tobacco smoke
    • 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
    • F24F2110/50Air quality properties
    • F24F2110/65Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70Carbon dioxide

Definitions

  • This disclosure relates to an air conditioning system, a control method, and a program.
  • Air conditioners including home air conditioners, automatically control the temperature and humidity of the indoor environment to ensure the comfort of those in the room.
  • Patent Document 1 describes an air conditioning control device that includes an acquisition unit, an operation mode determination unit, a temperature setting calculation unit, and a setting transmission unit, and the operation mode determination unit performs at least one of the following: a process of determining the operation mode of the air conditioner to be cooling when the indoor temperature value and indoor humidity value acquired by the acquisition unit are not included in the temperature and humidity range corresponding to the comfort range and the indoor temperature value is higher than the range; and a process of determining the operation mode of the air conditioner to be heating when the indoor temperature value and indoor humidity value acquired by the acquisition unit are not included in the temperature and humidity range corresponding to the comfort range and the indoor temperature value is lower than the range; and the setting transmission unit transmits the operation mode determined by the operation mode determination unit.
  • the air conditioning control device described in Patent Document 1 can make the indoor temperature reach a target value by performing cooling or heating operation when the indoor temperature and indoor humidity values are not within the comfort range.
  • the process along the way to reaching the target value i.e., the transient response
  • This disclosure has been made in consideration of such problems, and aims to provide an air conditioning system, control method, and program that can maintain user comfort by adjusting the temperature and humidity in the conditioned area, taking into account the transient response until the temperature or humidity reaches the target value.
  • the air conditioning system includes a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the area to be air conditioned, a humidity adjustment unit that adjusts the humidity of the area to be air conditioned, a sensor that acquires environmental information including the temperature or humidity of the area to be air conditioned, and a control unit.
  • the control unit includes an estimation unit that estimates the time changes in temperature and humidity in the area to be air conditioned based on the environmental information acquired by the sensor, target values for temperature and humidity, and a control schedule that indicates the time changes in the output of the temperature adjustment unit and the humidity adjustment unit, a control determination unit that optimally calculates the control schedule based on the time changes in temperature and humidity estimated by the estimation unit and the target values, and determines an optimal control schedule, and a regulation unit control unit that controls the temperature adjustment unit and the humidity adjustment unit based on the optimal control schedule determined by the control determination unit.
  • an air conditioning system, control method, and program that can maintain user comfort by adjusting the temperature and humidity in the conditioned area taking into account the transient response until the temperature or humidity reaches the target value.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an air conditioning system according to a first embodiment; A block diagram showing a configuration of an air conditioning system according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a heat load balance of a room in which an air conditioning system according to a first embodiment is installed;
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of indoor environment control executed by an air conditioning system according to a first embodiment;
  • FIG. 1 is a diagram showing temperature and absolute humidity in an air-conditioned area according to the first embodiment.
  • Flowchart showing air conditioning processing according to the first embodiment A block diagram showing a configuration of an air conditioning system according to a second embodiment.
  • the air conditioning system 1 is an air conditioning system that adjusts the temperature or humidity of air in a conditioned area.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an air conditioning system 1 according to the first embodiment.
  • the air conditioning system 1 is installed in a room 100, and includes an air conditioner 10 that adjusts the temperature and humidity inside the room 100, i.e., the area to be conditioned.
  • the air conditioner 10 includes a temperature adjustment unit 11 that adjusts the temperature inside the room, a humidity adjustment unit 12 that adjusts the humidity inside the room, a control unit 13 that controls the temperature adjustment unit 11 and the humidity adjustment unit 12, and an input unit 14 that accepts user operations.
  • the air conditioning system 1 includes an indoor temperature sensor 21 that detects the indoor temperature, an indoor humidity sensor 22 that detects the indoor humidity, an outlet temperature sensor 23 that detects the temperature of the air blown out from the air conditioner, an outlet humidity sensor 24 that detects the humidity of the air blown out from the air conditioner, an outdoor temperature sensor 25 that detects the outdoor temperature, and an outdoor humidity sensor 26 that detects the outdoor humidity.
  • the temperature adjustment unit 11 of the air conditioner 10 adjusts the temperature inside the room by transporting heat and raising or lowering the temperature inside the room.
  • the temperature adjustment unit 11 may be a heat pump type heating and cooling device that performs a vapor compression refrigeration cycle. In other words, it may be equipped with a refrigerant circuit (not shown) in which a refrigerant circulates to perform a refrigeration cycle.
  • the humidity adjustment unit 12 adjusts the humidity inside the room by absorbing or releasing moisture in the air to increase or decrease the humidity inside the room.
  • the humidity adjustment unit 12 may be equipped with a solid moisture absorbent to adjust the humidity inside the room.
  • the humidity inside the room may be adjusted by absorbing moisture from the air either inside or outside the room and releasing moisture to the other side.
  • the control unit 13 controls the temperature adjustment unit 11 and the humidity adjustment unit 12 to bring the indoor temperature or humidity closer to the target temperature or target humidity, respectively.
  • the control unit 13 may include, but is not limited to, a processor including a central control device and a storage device. The process by which the control unit 13 controls the temperature adjustment unit 11 and the humidity adjustment unit 12 will be described later.
  • the input unit 14 accepts operations by the user indicating turning the power of the air conditioning system 1 on and off, setting target values for temperature or humidity, and starting and ending indoor environment control, and transmits these to the control unit 13.
  • the input unit 14 is connected to the control unit 13 by wire or wirelessly.
  • the input unit 14 can be, but is not limited to, a remote controller, or a smartphone or tablet on which an app is installed.
  • the indoor temperature sensor 21, the outlet temperature sensor 23, and the outdoor temperature sensor 25 are temperature sensors that are respectively placed indoors, at the outlet of the air conditioner 10, and outdoors, and measure the surrounding temperature.
  • the indoor temperature sensor 21, the outlet temperature sensor 23, and the outdoor temperature sensor 25 are each connected to the control unit 13.
  • the indoor humidity sensor 22, the outlet humidity sensor 24, and the outdoor humidity sensor 26 are humidity sensors that are respectively placed indoors, at the air outlet of the air conditioner 10, and outdoors, and measure the surrounding humidity.
  • the indoor humidity sensor 22, the outlet humidity sensor 24, and the outdoor humidity sensor 26 are each connected to the control unit 13.
  • the indoor temperature sensor 21, the indoor humidity sensor 22, the outlet temperature sensor 23, the outlet humidity sensor 24, the outdoor temperature sensor 25, and the outdoor humidity sensor 26 are collectively referred to as a sensor group.
  • control unit 13 controls the temperature adjustment unit 11 and the humidity adjustment unit 12 .
  • the control unit 13 creates an optimal control schedule that represents the output of the temperature adjustment unit 11 or the humidity adjustment unit 12 from the start of control to the end of control, and controls the temperature adjustment unit 11 or the humidity adjustment unit 12 based on the optimal control schedule to perform indoor environment control.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the air conditioning system 1.
  • the control unit 13 is connected to the temperature adjustment unit 11, the humidity adjustment unit 12, the input unit 14, the indoor temperature sensor 21, the indoor humidity sensor 22, the blown temperature sensor 23, the blown humidity sensor 24, the outdoor temperature sensor 25, and the outdoor humidity sensor 26 via a bus.
  • the control unit 13 includes an estimation unit 31 that estimates the time changes in the indoor temperature and indoor humidity, a control determination unit 32 that determines an optimal control schedule, a storage unit 33 that stores model information 34, a model correction unit 35 that corrects the model information 34, and a control unit control unit 36 that controls the temperature adjustment unit 11 and humidity adjustment unit 12 to adjust the temperature and humidity.
  • the estimation unit 31 estimates the changes in indoor temperature and humidity over time when indoor environment control is performed based on the control schedule.
  • the estimation unit 31 acquires a value indicating the target value of temperature or humidity from the input unit 14 operated by the user, and sets the target value of temperature or humidity based on the acquired value.
  • the estimation unit 31 acquires environmental information indicating the indoor and outdoor temperatures or humidity from the indoor temperature sensor 21, the indoor humidity sensor 22, the outdoor temperature sensor 25, and the outdoor humidity sensor 26.
  • the estimation unit 31 creates a control schedule that indicates the time changes in the outputs of the temperature adjustment unit 11 and the humidity adjustment unit 12 from the start of control to the end of control.
  • the process by which the estimation unit 31 creates the control schedule is described below.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the heat load balance of a room 100 in which an air conditioning system 1 according to embodiment 1 is installed.
  • the temperature adjustment unit 11 is assumed to be a room air conditioner equipped with an air conditioner indoor unit 15 and an air conditioner outdoor unit 16 connected to each other by refrigerant piping 17, and performs heating operation.
  • the humidity adjustment unit 12 is assumed to be a humidifier 18.
  • the air conditioning system 1 is equipped with an air conditioner indoor unit 15, which is a heater, and a humidifier 18, and performs heating and humidification operation.
  • Q is the sensible heat radiated from the air conditioner indoor unit 15, i.e., the heater output.
  • H is the latent heat radiated from the humidifier 18, i.e., the humidifier output or humidification amount.
  • q is the amount of outdoor air, which may include ventilation or drafts.
  • C is the heat capacity of the conditioned area
  • R is the thermal resistance between the indoor air and the outdoor air
  • Tin is the indoor temperature
  • Xin the indoor absolute humidity
  • Tout is the outdoor temperature
  • Xout is the outdoor absolute humidity. Note that in reality, other heat balances occur, including solar radiation heat, heat loads due to occupants 40, and heat loads due to lighting or other equipment, but for simplicity, they are not considered here.
  • the sensible heat load balance and latent heat load balance can be expressed by the following differential equations (1) and (2), respectively.
  • Lw represents the latent heat of vaporization of water.
  • the heat capacity C of the area to be air-conditioned can be expressed by the following equation (3) using the air density ⁇ , the air specific heat Cp, and the volume V of the area to be air-conditioned.
  • C ⁇ ⁇ Cp ⁇ V (3)
  • Equation (1)-(3) The information shown in equations (1)-(3) is stored in the memory unit 33 as model information 34.
  • the estimation unit 31 substitutes the indoor temperature, indoor humidity, outdoor temperature, and outdoor humidity at the start of control acquired from the sensor group, i.e., the environmental information at the start of control, into the formula included in the model information 34 acquired from the storage unit 33. In other words, the environmental information at the start of control is input into the model information 34.
  • the estimation unit 31 substitutes the heating capacity Q(t) and humidification capacity H(t), which change over time, into the formula included in the model information 34. In other words, the control schedule for heating and humidification is input into the model information 34.
  • the estimation unit 31 estimates the change over time of the indoor temperature and indoor humidity, i.e., the transient response, when the input control schedule is executed by approximating the numerical solution of the differential equation included in the model information 34 with discrete values. In other words, the estimation unit 31 outputs information indicating the transient response of the indoor temperature and indoor humidity from the model information 34 to which the environmental information at the start of control and the control schedule have been input.
  • the control determination unit 32 determines an optimal control schedule, which is one of the control schedules, based on the target values of the indoor temperature and indoor humidity and the time changes in the indoor temperature and indoor humidity output by the estimation unit 31.
  • Methods by which the control determination unit 32 determines the optimal control schedule may include, but are not limited to, optimal calculation.
  • FIG 4 is a diagram showing an example of indoor environment control executed by air conditioning system 1.
  • the configuration of air conditioning system 1 is assumed to be the same as the example in Figure 3.
  • the horizontal axis of Figure 4 represents time, and the vertical axis represents the output (W) from air conditioner indoor unit 15, which is a heater, i.e., heating capacity, the output (mLh) from humidifier 18, i.e., humidification amount, the change in indoor temperature over time (°C), and the change in indoor humidity over time (%).
  • T set °C is the target value of the indoor temperature set by the user via the input unit 14
  • RH set % is the target value of the indoor humidity
  • (T set - ⁇ ) °C is the indoor temperature at 0 min, which is the start of control. It is assumed that the indoor humidity at the start of control is close to the target value.
  • the optimal control schedule is the output of the air conditioner indoor unit 15 and the humidifier 18 that quickly makes the indoor temperature follow the target value while maintaining the indoor humidity close to the target value.
  • the control unit 13 determines an optimal control schedule that will provide indoor temperature and humidity responses that are comfortable for the occupants 40 before 0 min, which is the start time of control.
  • solid line 41 indicates the heater output according to the optimal control schedule determined by the control determination unit 32 of the control unit 13
  • dotted line 43 indicates the humidifier output
  • solid line 44 indicates the time progression of the indoor temperature
  • dotted line 46 indicates the time progression of the indoor humidity.
  • the heater is started and the indoor air is heated by the heater from 0 min to 20 min, so that the indoor temperature rises from (T set - ⁇ ) ° C. to T set ° C. as shown by solid line 44.
  • the heating capacity decreases as shown by solid line 41, and after 20 min, the heater output balances with the sensible heat load and the indoor temperature stabilizes.
  • the heater increases its output to bring the indoor temperature closer to the target value, as shown by the solid line 41, and the humidifier also increases its output, as shown by the dotted line 43.
  • the indoor temperature increases its output to bring the indoor temperature closer to the target value, as shown by the solid line 41
  • the humidifier also increases its output, as shown by the dotted line 43. This allows the indoor temperature to approach the target value, as shown by the solid line 44, while the indoor humidity can be maintained at the target value, as shown by the dotted line 46.
  • solid line 41 indicates the heater output
  • solid line 42 indicates the humidifier output
  • solid line 44 indicates the time progression of indoor temperature
  • solid line 45 indicates the time progression of indoor humidity.
  • the indoor humidity drops to (RH set - ⁇ )% as shown by solid line 45.
  • the humidifier increases its output to bring the indoor humidity closer to the target value as shown by solid line 42, and the indoor humidity approaches the target value as shown by solid line 45. That is, according to the conventional control example, while the indoor temperature approaches the target value, the indoor humidity deviates from the target value.
  • Figure 5 is a diagram showing the temperature and absolute humidity of the air-conditioned area.
  • Point 47 in Figure 5 indicates the temperature and humidity of the air-conditioned area at the start of control
  • point 48 indicates the target values of the temperature and humidity of the air-conditioned area
  • dotted line 51 indicates the time progression of temperature and humidity when indoor environment control is performed according to the optimal control schedule.
  • one optimal control schedule is a control schedule that changes the indoor temperature and indoor humidity along the isohumidity line. Optimal control schedules are not limited to this.
  • Solid lines 49 and 50 in Figure 5 show the time progression of temperature and humidity when indoor environment control is performed according to a conventional control example.
  • the memory unit 33 stores information about the heat capacity of the conditioned area, i.e., the air density ⁇ , the air specific heat Cp, and the volume V of the conditioned area.
  • the memory unit 33 stores the information shown in equations (1)-(3) as model information 34.
  • the adjustment unit control unit 36 controls the temperature adjustment unit 11 and humidity adjustment unit 12 based on the optimal control schedule created by the control decision unit 32 to adjust the temperature and humidity, i.e., to control the indoor environment.
  • the model correction unit 35 corrects the model information 34 stored in the memory unit 33 at every correction interval ⁇ t using the time series data of the indoor temperature and indoor humidity, i.e., the response data of the indoor temperature and indoor humidity, acquired by the adjustment unit control unit 36 performing indoor environment control based on the optimal control schedule, and updates the model information 34 to the latest information.
  • the model correction unit 35 acquires response data including time series data T in (t) of indoor temperature, time series data X in (t) of indoor humidity, time series data T out (t) of outdoor temperature, and time series data X out (t) of outdoor absolute humidity obtained by executing indoor environment control.
  • the model correction unit 35 estimates the time series data Q(t) of the sensible heat load and the time series data H(t) of the latent heat load output from the air conditioner 10 when the control unit 13 executes indoor environment control, by acquiring the data output from the outlet temperature sensor 23 and the outlet humidity sensor 24, respectively.
  • the model correction unit (35) corrects the model information 34 using the acquired time series data T in (t), X in (t), T out (t), X out (t), Q(t), and H(t). Specifically, it calculates model parameters that make the indoor temperature and humidity responses calculated from equations (1) and (2) match the acquired actual responses, and replaces the parameters included in the model information 34 with the calculated model parameters, thereby updating the model information 34.
  • the calculated model parameters may include, but are not limited to, thermal resistance R between the indoor air and the outdoor air and/or the outdoor air volume q.
  • the estimation unit 31 estimates the transient response of the indoor temperature and humidity using the model information 34, a difference may occur between the estimated value and the actual response.
  • a change in the indoor heat load environment including a change in the number of occupants 40, opening and closing of windows by occupants 40 for ventilation purposes, and the generation of heat load due to cooking, but the causes of changes in the indoor heat load environment are not limited to this. There may also be causes other than changes in the indoor heat load environment, including errors in the heater or output.
  • the model correction unit 35 corrects the model information 34, thereby eliminating the difference between the estimated value and the actual response.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the air conditioning process executed by the air conditioning system 1 according to the first embodiment. The air conditioning process executed by the air conditioning system 1 will be described with reference to the flowchart in FIG. 6.
  • the estimation unit 31 of the control unit 13 of the air conditioning system 1 acquires values indicating the target values of temperature and humidity from the input unit 14 operated by the user, and sets the target values of temperature and humidity based on the acquired values (step S101).
  • the estimation unit 31 acquires environmental information including the indoor temperature, indoor humidity, outdoor temperature, and outdoor humidity at the start of control from the sensor group (step S102).
  • the estimation unit 31 inputs the acquired environmental information and the heating and humidification control schedule into the model information 34, and estimates the changes in the indoor temperature and indoor humidity over time (step S103).
  • the control decision unit 32 decides an optimal control schedule for heating and humidification based on the target values of the indoor temperature and indoor humidity and the time-dependent changes in the indoor temperature and indoor humidity output by the estimation unit 31 (step S104).
  • the adjustment unit control unit 36 controls the temperature adjustment unit 11 and the humidity adjustment unit 12 based on the optimal control schedule, and performs environmental control (step S105).
  • the model correction unit 35 determines whether the correction interval ⁇ t has elapsed (step S106).
  • step S106 If it is determined that the time has not elapsed (step S106: NO), the process returns to step S105 and environmental control continues.
  • the model correction unit 35 acquires time series data of the indoor temperature, indoor humidity, outdoor temperature, and outdoor humidity at the start of control from the sensor group, as well as time series data of the sensible heat load and latent heat load, and corrects the model information 34 based on the acquired data (step S107).
  • step S108 determines whether or not a command to stop controlling the indoor temperature and indoor humidity has been input by the user via the input unit 14 (step S108). If it is determined that no command has been input (step S108: NO), the process returns to step S102.
  • step S108 If it is determined that the information has been input (step S108: YES), the air conditioning process ends.
  • the air conditioning system 1 can adjust the temperature and humidity in the conditioned area taking into account the transient response until the temperature or humidity reaches the target value, thereby maintaining the comfort of the user.
  • the characteristics of the conditioned area may change due to frequently changing factors, including the number of occupants 40 or the number of ventilations.
  • the air conditioning system 1 according to the first embodiment corrects the model information 34 at each correction interval ⁇ t, thereby creating an optimal control schedule that tracks the changes in the characteristics of the conditioned area, and is able to adjust the temperature and humidity of the conditioned area.
  • the air conditioning system 1 estimates the sensible heat load and latent heat load from the data output by the outlet temperature sensor 23 and outlet humidity sensor 24, respectively, thereby reducing the error between the actual value and the estimated value in the controlled area and enabling accurate control.
  • the air conditioning system 1 according to the second embodiment includes a server 2 having the functions of a control unit 13.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an air conditioning system 1 according to embodiment 2.
  • the air conditioning system 1 according to embodiment 2 includes a server 2.
  • the server 2 includes the functions of a control unit 13. That is, the server 2 includes an estimation unit 31, a control decision unit 32, a storage unit 33, a model correction unit 35, and an adjustment unit control unit 36.
  • Server 2 may be a server installed in the same building in which air conditioning system 1 is installed and which controls multiple air conditioning systems including air conditioning system 1, or it may be a cloud server connected to multiple air conditioning systems including air conditioning system 1 via the Internet.
  • the server 2 is a cloud server connected to the air conditioning system 1 via the Internet, the environmental information detected by the sensor group and the information input by the user via the input unit 14 are transmitted to the server 2 via the Internet. Based on the transmitted information, the server 2 determines an optimal control schedule in the same manner as the control unit 13 in the first embodiment. The determined optimal control schedule is transmitted from the server 2 to the temperature adjustment unit 11 or humidity adjustment unit 12 via the Internet, and the temperature adjustment unit 11 or humidity adjustment unit 12 is controlled according to the optimal control schedule.
  • the air conditioning system 1 according to the second embodiment achieves the same effects as the air conditioning system 1 according to the first embodiment.
  • the air conditioning system 1 is equipped with a server 2, which makes it possible to acquire data or model information 34 from multiple air conditioning systems and utilize a large amount of data, thereby generating an optimal control schedule that leads to greater user comfort and adjusting temperature and humidity.
  • the air conditioning system 1 according to the third embodiment includes a server 2 including artificial intelligence.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of an air conditioning system 1 according to embodiment 3.
  • the air conditioning system 1 according to embodiment 3 includes a server 2, and the server 2 includes a learning device 61 that generates a trained model, and an inference device 62 that generates an optimal control schedule using the trained model.
  • the learning device 61 generates a learned model that infers an optimal control schedule from environmental information and target values based on the environmental information acquired from the group of sensors given as input, the target values acquired from the input unit 14, and the time series data of sensible heat load and latent heat load given as output.
  • the inference device 62 receives the environmental information acquired from the sensor group and the target value acquired from the input unit 14, and infers an optimal control schedule using the trained model generated by the learning device 61.
  • the air conditioning system 1 according to the third embodiment achieves the same effects as the air conditioning system 1 according to the first embodiment.
  • the air conditioning system 1 can generate a trained model and infer an optimal control schedule, making it possible to use trained models created by other air conditioning systems, thereby making it possible to further improve user comfort even with short operating hours.
  • FIG. 9 An air conditioning system 1 according to a fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 9.
  • the configuration of the air conditioning system 1 according to the fourth embodiment is similar to that of the air conditioning system 1 according to the first embodiment.
  • the air conditioning system 1 according to the fourth embodiment determines a correction interval ⁇ t of the model information 34 after correcting the model information 34.
  • the model correction unit 35 of the fourth embodiment calculates the time average value of the difference between the time change of the estimated indoor temperature and indoor humidity and the time change of the indoor temperature and indoor humidity obtained from the environmental information, and stores the calculated time average value in the storage unit 33.
  • Each time the model correction unit 35 corrects the model information 34 it compares the time average value of the difference calculated after the previous correction of the model information 34 stored in the storage unit 33 with the time average value of the difference calculated after the current correction of the model information 34, and determines the correction interval ⁇ t until the next correction of the model information 34 based on the result of the comparison.
  • the model correction unit 35 may set at least one of an upper limit and a lower limit for the correction interval ⁇ t of the model information 34.
  • the model correction unit 35 may compare the time average value of the difference calculated after the current correction of the model information 34 with the time average value of the difference calculated after the previous correction of the model information 34.
  • the model correction unit 35 may reduce the correction interval ⁇ t. By the model correction unit 35 reducing the correction interval ⁇ t, the accuracy of the model information 34 can be improved.
  • the model correction unit 35 may increase the correction interval ⁇ t. By the model correction unit 35 increasing the correction interval ⁇ t, the calculation load can be reduced. The accuracy of the model information 34 can be improved.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the air conditioning process executed by the air conditioning system 1 according to the fourth embodiment.
  • the air conditioning process executed by the air conditioning system 1 will be described with reference to the flowchart in FIG. 9.
  • Steps S101 to S108 in the flowchart in FIG. 9 are the same as steps S101 to S108 in the flowchart in FIG. 6 according to the first embodiment.
  • step S107 when the model correction unit 35 corrects the model information 34, the model correction unit 35 calculates the time average value of the difference between the time changes of the estimated indoor temperature and indoor humidity and the time changes of the indoor temperature and indoor humidity obtained from the environmental information, compares the time average value of the difference calculated after the previous correction of the model information 34 with the time average value of the difference calculated after the current correction of the model information 34, and determines the correction interval ⁇ t until the next correction of the model information 34 based on the result of the comparison (step S109), and proceeds to step S108.
  • the air conditioning system 1 according to the fourth embodiment achieves the same effects as the air conditioning system 1 according to the first embodiment.
  • the air conditioning system 1 determines the correction interval ⁇ t of the model information 34 based on the time average value of the difference between the time changes of the estimated indoor temperature and indoor humidity and the time changes of the indoor temperature and indoor humidity obtained from the environmental information, thereby improving the accuracy of the model information 34 or reducing the calculation load.
  • An example of a case in which the correction interval ⁇ t of the model information 34 should be made smaller is when the heat load of the room 100 in which the air conditioning system 1 is installed fluctuates while the air conditioner 10 is in operation. This can occur when ventilation starts or stops, or when the number of people in the room 100 increases or decreases.
  • the amount of moisture held in the air conditioner indoor unit 15 is the sum of the amount of moisture attached at the start of operation and the amount of moisture condensed on the heat exchanger minus the amount of moisture discharged outdoors through the drain hose, and while the amount of moisture condensed on the heat exchanger can be calculated from environmental information, it is difficult to calculate from environmental information the amount of moisture attached at the start of operation and the amount of moisture discharged outdoors.
  • the air conditioning system 1 determines the correction interval ⁇ t of the model information 34 based on the time average value of the difference between the time changes in the estimated indoor temperature and indoor humidity and the time changes in the indoor temperature and indoor humidity obtained from the environmental information, thereby making it possible to reduce the correction interval ⁇ t of the model information 34 and improve the accuracy of the model information 34 without having to estimate the amount of moisture held in the air conditioner indoor unit 15 and estimate the time changes in the indoor temperature and indoor humidity taking into account humidity return.
  • the air conditioning system 1 is described as including the humidity adjustment unit 12, but is not limited to this.
  • the humidity adjustment unit 12 at least one of a humidifier including an ultrasonic type or an evaporative type and a dehumidifier including an adsorption type may be provided.
  • the control unit 13 is described as including a model correction unit 35, but is not limited to this. It is also possible not to include a model correction unit 35 and not to correct the model information 34.
  • the memory unit 33 is described as storing information related to the heat capacity of the conditioned area, i.e., the air density ⁇ , the air specific heat Cp, and the volume V of the conditioned area, but is not limited to this. Multiple candidates for the volume V of the conditioned area corresponding to the capacity band of the air conditioner 10 may be stored, and correction or selection may be made by the user's input via the input unit 14.
  • the indoor humidity response may be estimated in units of relative humidity rather than absolute humidity.
  • the transient response RH(t) of the indoor relative humidity can be obtained from the indoor temperature T in (T) and the indoor absolute humidity X in (t). Specifically, it can be derived using a psychrometric chart or an approximation equation that imitates the information of the psychrometric chart shown in equation (4).
  • the memory unit 33 stores the psychrometric chart or equation (4) as model information 34.
  • RH in (t) f ( T in (t), X in (t)) (4)
  • the model information shown in equations (1)-(4) may be stored in the storage unit 33 as a model discretized by the control period.
  • the control period is, for example, 1 second, but is not limited to this.
  • the user operating the input unit 14 does not have to be present in the room, and there may be other people 40 in the room other than the user operating the input unit 14.
  • the air conditioning system 1 has been described as performing heating and humidification operation using a heater and a humidifier, but this is not limited to this, and the same effect can be obtained in any of heating and dehumidification operation, cooling and humidification operation, cooling and dehumidification operation, and any combination of these.
  • the air conditioning system 1 according to the second embodiment is described as including a server 2 having the functions of a control unit 13, but is not limited to this.
  • the air conditioning system 1 may include a control unit 13 and the air conditioning system 1 may also include a server 2.
  • the air conditioning system 1 may also have a control unit 13 including artificial intelligence. That is, the control unit 13 may include a learning device 61 and an inference device 62.
  • the air conditioning system 1 may also have a control unit 13 that does not include artificial intelligence and a server 2 that includes artificial intelligence, or a control unit 13 that includes artificial intelligence and a server 2 that does not include artificial intelligence.
  • the server 2 may learn based on learning data transmitted from multiple air conditioning systems operating in conditioned areas other than the room in which the air conditioning system 1 is installed. Also, the server 2 may infer an optimal control schedule using learned models transmitted from other air conditioning systems.
  • a temperature control unit that controls the temperature of the conditioned area; A humidity adjusting unit that adjusts the humidity of the conditioned area; A sensor for acquiring environmental information including a temperature or humidity of the air-conditioned area; A control unit, The control unit is an estimation unit that estimates the time changes in temperature and humidity of the conditioned area based on the environmental information acquired by the sensor, target values of temperature and humidity, and a control schedule indicating the time changes in the output of the temperature adjustment unit and the humidity adjustment unit; a control determination unit that optimally calculates the control schedule based on the time variations in temperature and humidity estimated by the estimation unit and the target values, and determines an optimal control schedule; An adjustment unit control unit that controls the temperature adjustment unit and the humidity adjustment unit based on the optimal control schedule determined by the control determination unit.
  • Air conditioning system (Appendix 2) the estimation unit inputs the environmental information, the target value, and the control schedule into model information indicating a relationship between the environmental information, the target value, and the control schedule to estimate a time change in temperature and humidity in the conditioned area;
  • the control unit is A storage unit that stores the model information;
  • a model correction unit that corrects the model information stored in the storage unit. 2.
  • the air conditioning system of claim 1. (Appendix 3) the model correction unit corrects the model information stored in the storage unit at each correction interval by using time-series data of the environmental information acquired by the sensor. 3.
  • the environmental information further includes at least one of the temperature of the air blown out from the temperature adjustment unit, the humidity of the air blown out from the humidity adjustment unit, the temperature outside the air conditioned area, and the humidity outside the air conditioned area. 4.
  • An air conditioning system according to any one of claims 1 to 3. (Appendix 5) A server including the control unit, The server is connected to the temperature adjustment unit, the humidity adjustment unit, and the sensor. 5.
  • An air conditioning system according to any one of claims 1 to 4. (Appendix 6)
  • the control unit generates a trained model from the environmental information, the target value, and the control schedule, and generates the optimal control schedule using the trained model. 6.
  • the control unit is a learning device that receives the environmental information and the target value as inputs, receives the control schedule as an output, and generates the trained model that infers the optimal control schedule from the environmental information and the target value; an inference device that infers the optimal control schedule based on the trained model generated by the learning device, the environmental information, and the target value; 7.
  • the air conditioning system of claim 6. After correcting the model information, the model correction unit calculates a time average value of the difference between the time change of the temperature or humidity of the air-conditioned area estimated by the estimation unit and the time change of the temperature or humidity of the air-conditioned area acquired from the environmental information acquired by the sensor, and stores the calculated time average value in the storage unit.
  • (Appendix 9) Acquire environmental information including temperature or humidity of the area to be air-conditioned; Based on the environmental information, the target values of temperature and humidity, and a control schedule showing time changes in the output of a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the air-conditioned area and a humidity adjustment unit that adjusts the humidity of the air-conditioned area, estimates time changes in the temperature and humidity of the air-conditioned area; determining an optimal control schedule by optimally calculating the control schedule based on the estimated time changes of temperature and humidity and the target values; controlling the temperature adjustment unit and the humidity adjustment unit based on the optimal control schedule; Control methods.
  • This disclosure can be suitably used as an air conditioning system, a control method, and a program.
  • Air conditioning system 10 Air conditioner, 11 Temperature adjustment unit, 12 Humidity adjustment unit, 13 Control unit, 14 Input unit, 15 Air conditioner indoor unit, 16 Air conditioner outdoor unit, 17 Refrigerant connection pipe, 18 Humidifier, 21 Indoor temperature sensor, 22 Indoor humidity sensor, 23 Outlet temperature sensor, 24 Outlet humidity sensor, 25 Outdoor temperature sensor, 26 Outdoor humidity sensor, 31 Estimation unit, 32 Control decision unit, 33 Memory unit, 34 Model information, 35 Model correction unit, 36 Adjustment unit control unit, 40 Occupant, 41 Heater output, 42, 43 Humidifier output, 44 Time transition of indoor temperature, 45, 46 Time transition of indoor humidity, 47 Temperature and humidity at the start of control, 48 Target values of temperature and humidity, 49-51 Time transition of temperature and humidity, 61 Learning device, 62 Inference device, 100 Room, C Heat capacity, H Humidifier output, Q heater output, q outdoor air volume, R thermal resistance, T in indoor temperature, T out outdoor temperature, X in indoor absolute humidity, X out outdoor absolute humidity.

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Abstract

空調システム(1)は、被空調域の温度を調節する温度調節部(11)と、被空調域の湿度を調節する湿度調節部(12)と、被空調域の温度又は湿度を含む環境情報を取得するセンサと、制御部(13)と、を備える。制御部(13)は、センサが取得した環境情報と温度及び湿度の目標値と温度調節部(11)及び湿度調節部(12)の出力の時間変化を示す制御スケジュールとを元に被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定する推定部(31)と、推定部(31)が推定した温度及び湿度の時間変化と目標値とに基づいて制御スケジュールを最適計算して最適制御スケジュールを決定する制御決定部(32)と、制御決定部(32)が決定した最適制御スケジュールに基づいて温度調節部(11)及び湿度調節部(12)を制御する調節部制御部(36)と、を含む。

Description

空調システム、制御方法及びプログラム
 本開示は、空調システム、制御方法及びプログラムに関する。
 家庭用エアコンを含む空気調和機は、在室者の快適性を確保するため、室内環境の温度及び湿度を自動制御する。
 特許文献1には、取得部と、運転モード決定部と、温度設定演算部と、設定送信部とを備え、運転モード決定部は、取得部が取得した室内温度の値及び室内湿度の値が快適性範囲に対応した温度及び湿度の範囲に含まれておらず、かつ、室内温度の値が前記範囲よりも高い場合に空調機の運転モードを冷房と判断する処理と、取得部が取得した室内温度の値及び室内湿度の値が快適性範囲に対応した温度及び湿度の範囲に含まれておらず、かつ、室内温度の値が前記範囲よりも低い場合に空調機の運転モードを暖房と判断する処理との少なくともいずれか一方を行い、設定送信部は、運転モード決定部が決定した運転モードを送信する、空調制御装置が記載されている。
特開2016-17656号公報
 特許文献1に記載の空調制御装置によれば、室内温度の値及び室内湿度の値が快適性範囲に含まれていない場合に冷房または暖房運転を行うことで、室内温度を目標値に到達させることができる。しかし、目標値に到達するまでの途中経過即ち過渡応答が考慮されていないため、室内温度を目標値に到達させる過程において在室者が快適性の低下を感じる場合があるという課題があった。
 本開示はかかる課題に鑑みてなされたものであって、被空調域の温度又は湿度が目標値に到達するまでの過渡応答を考慮して温度及び湿度を調節することで、ユーザの快適性の維持が可能な空調システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本開示に係る空調システムは、被空調域の温度を調節する温度調節部と、被空調域の湿度を調節する湿度調節部と、被空調域の温度又は湿度を含む環境情報を取得するセンサと、制御部と、を備える。制御部は、センサが取得した環境情報と、温度及び湿度の目標値と、温度調節部及び湿度調節部の出力の時間変化を示す制御スケジュールと、を元に、被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定する推定部と、推定部が推定した温度及び湿度の時間変化と、目標値と、に基づいて、制御スケジュールを最適計算して最適制御スケジュールを決定する制御決定部と、制御決定部が決定した最適制御スケジュールに基づいて、温度調節部及び湿度調節部を制御する調節部制御部と、を含む。
 本開示によれば、被空調域の温度又は湿度が目標値に到達するまでの過渡応答を考慮して温度及び湿度を調節することで、ユーザの快適性の維持が可能な空調システム、制御方法及びプログラムを提供できる。
実施の形態1に係る空調システムを示す模式図 実施の形態1に係る空調システムの構成を示すブロック図 実施の形態1に係る空調システムが設置された部屋の熱負荷収支を示す模式図 実施の形態1に係る空調システムが実行する室内環境制御の一例を示す図 実施の形態1の被空調域の温度と絶対湿度とを示す図 実施の形態1の空気調和処理を示すフローチャート 実施の形態2に係る空調システムの構成を示すブロック図 実施の形態3に係る空調システムの構成を示すブロック図 実施の形態4の空気調和処理を示すフローチャート
(実施の形態1)
 本開示の実施の形態1に係る空調システム1について、図1-図6を参照して説明する。図中同一又は相当する部分には同一符号を付す。実施の形態1に係る空調システム1は、被空調域の空気の温度又は湿度を調節する空気調和システムである。
 図1は、実施の形態1に係る空調システム1を示す模式図である。図1に示すように、空調システム1は部屋100に設置され、部屋100の室内即ち被空調域の温度及び湿度を調節する空気調和機10を備える。空気調和機10は、室内の温度を調節する温度調節部11と、室内の湿度を調節する湿度調節部12と、温度調節部11及び湿度調節部12を制御する制御部13と、ユーザの操作を受け付ける入力部14と、を含む。
 空調システム1は、室内の温度を検出する室内温度センサ21と、室内の湿度を検出する室内湿度センサ22と、空気調和機から吹き出される空気の温度を検出する吹出温度センサ23と、空気調和機から吹き出される空気の湿度を検出する吹出湿度センサ24と、室外の温度を検出する室外温度センサ25と、室外の湿度を検出する室外湿度センサ26と、を備える。
 空気調和機10の温度調節部11は、熱を運搬して室内の温度を上昇又は下降させて室内の温度を調節する。温度調節部11は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うヒートポンプ式の冷暖装置であって良い。即ち、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う図示しない冷媒回路を備えても良い。
 湿度調節部12は、空気中の水分を吸収または放出して室内の湿度を上昇又は下降させ室内の湿度を調節する。湿度調節部12は、固体吸湿剤を備え、室内の湿度を調節しても良い。室内及び室外の一方で空気から水分を吸収し、他方に水分を放出することにより室内の湿度を調節してもよい。
 制御部13は、温度調節部11及び湿度調節部12を制御して、室内の温度又は湿度をそれぞれ目標温度又は目標湿度に近づけさせる。制御部13は、中央制御装置を含むプロセッサと、記憶装置と、を含み得るが、これらに限られるものではない。制御部13が温度調節部11及び湿度調節部12を制御する処理については後述する。
 入力部14は、ユーザによる空調システム1の電源のオンオフ、温度又は湿度の目標値の設定、室内環境制御の開始並びに終了を示す操作を受け付け、制御部13に伝達する。入力部14は、制御部13と有線又は無線で接続される。入力部14は、リモートコントローラ、アプリをインストールされたスマートフォン又はタブレットであり得るが、これに限られるものではない。
 室内温度センサ21、吹出温度センサ23、及び室外温度センサ25は、それぞれ室内、空気調和機10の吹き出し口、及び室外に配置され、周囲の温度を測定する温度センサである。室内温度センサ21、吹出温度センサ23、及び室外温度センサ25は、それぞれ制御部13に接続される。
 室内湿度センサ22、吹出湿度センサ24、及び室外湿度センサ26は、それぞれ室内、空気調和機10の吹き出し口、及び室外に配置され、周囲の湿度を測定する湿度センサである。室内湿度センサ22、吹出湿度センサ24、及び室外湿度センサ26は、それぞれ制御部13に接続される。室内温度センサ21、室内湿度センサ22、吹出温度センサ23、吹出湿度センサ24、室外温度センサ25、及び室外湿度センサ26をまとめてセンサ群ともいう。
 制御部13が温度調節部11及び湿度調節部12を制御する処理について説明する。制御部13は、制御開始時から制御終了時までの温度調節部11又は湿度調節部12の出力を表す最適制御スケジュールを作成し、最適制御スケジュールに基づいて温度調節部11又は湿度調節部12を制御することで室内環境制御を実行する。
 図2は、空調システム1の構成を示すブロック図である。図2に示すように、制御部13は、温度調節部11、湿度調節部12、入力部14、室内温度センサ21、室内湿度センサ22、吹出温度センサ23、吹出湿度センサ24、室外温度センサ25、及び室外湿度センサ26とバスを介して接続される。
 制御部13は、室内温度及び室内湿度の時間変化を推定する推定部31と、最適制御スケジュールを決定する制御決定部32と、モデル情報34を記憶する記憶部33と、モデル情報34を修正するモデル修正部35と、温度調節部11及び湿度調節部12を制御して温度及び湿度を調整する調節部制御部36と、を備える。
 推定部31は、制御スケジュールに基づいて室内環境制御を行った場合の室内温度及び室内湿度の時間変化を推定する。
 推定部31は、ユーザによって操作された入力部14から温度又は湿度の目標値を示す値を取得し、取得した値に基づいて温度又は湿度の目標値を設定する。
 推定部31は、室内温度センサ21、室内湿度センサ22、室外温度センサ25、及び室外湿度センサ26から、室内及び室外の温度又は湿度を示す環境情報を取得する。
 推定部31は、制御開始時から制御終了時までの、温度調節部11及び湿度調節部12の出力の時間変化を示す制御スケジュールを作成する。推定部31が制御スケジュールを作成する処理について、以下に説明する。
 図3は、実施の形態1に係る空調システム1が設置された部屋100の熱負荷収支を示す模式図である。説明のため、温度調節部11は、冷媒配管17で互いに接続されたエアコン室内機15及びエアコン室外機16を備えるルームエアコンであるとし、暖房運転を行うものとする。湿度調節部12は加湿器18であるとする。即ち、空調システム1は加熱器であるエアコン室内機15と加湿器18とを備え暖房加湿運転を行う。
 図3において、Qはエアコン室内機15から放熱される顕熱、即ち加熱器出力である。Hは加湿器18から放熱される潜熱、即ち加湿器出力又は加湿量である。qは外気量であり、換気又は隙間風を含み得る。Cは被空調域の熱容量、Rは室内空気と室外空気間の熱抵抗、Tinは室内温度、Xinは室内絶対湿度、Toutは室外温度、Xoutは室外絶対湿度である。なお、実際は太陽放射熱、在室者40による熱負荷、照明又は他の機器による熱負荷を含む他の熱収支が発生するが、簡単のためここでは考慮しないものとする。
 顕熱負荷の収支及び潜熱負荷の収支は、それぞれ以下の微分方程式(1)及び(2)により表現できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、Lは水の蒸発潜熱を示す。
 被空調域の熱容量Cは、空気の密度ρ、空気比熱Cp、被空調域の容積Vを用いて以下の式(3)により表現できる。
 C=ρ×Cp×V   (3)
 式(1)-(3)で示される情報は、モデル情報34として記憶部33に記憶される。
 推定部31は、センサ群から取得した制御開始時の室内温度、室内湿度、室外温度及び室外湿度、即ち制御開始時の環境情報を、記憶部33から取得したモデル情報34に含まれる式に代入する。言い換えれば、制御開始時の環境情報をモデル情報34に入力する。推定部31は、時間変化する加熱能力Q(t)及び加湿能力H(t)をモデル情報34に含まれる式に代入する。言い換えれば、加熱及び加湿の制御スケジュールをモデル情報34に入力する。推定部31は、モデル情報34に含まれる微分方程式の数値解を離散値で近似して得ることで、入力した制御スケジュールを実行した場合の、室内温度及び室内湿度の時間変化、即ち過渡応答を推定する。言い換えれば、推定部31は、制御開始時の環境情報及び制御スケジュールを入力されたモデル情報34から室内温度及び室内湿度の過渡応答を示す情報を出力する。
 制御決定部32は、室内温度及び室内湿度の目標値と、推定部31の出力する室内温度及び室内湿度の時間変化とに基づいて、制御スケジュールの一つである最適制御スケジュールを決定する。制御決定部32が最適制御スケジュールを決定する方法として最適計算が含まれ得るが、これに限られるものではない。
 最適制御スケジュールについて説明する。図4は、空調システム1が実行する室内環境制御の一例を示す図である。空調システム1の構成は図3の例と同様であるものとする。図4の横軸は時間、縦軸はそれぞれ加熱器であるエアコン室内機15からの出力(W)即ち暖房能力、加湿器18からの出力(mLh)即ち加湿量、室内温度の時間推移(℃)、及び室内湿度の時間推移(%)を示す。
 Tset℃はユーザによって入力部14を介して設定される室内温度の目標値、RHset%は室内湿度の目標値、(Tset-α)℃は制御開始時である0minにおける室内温度である。制御開始時における室内湿度は目標値の近傍にあるとする。この場合、室内湿度を目標値近傍に維持しつつ、室内温度を迅速に目標値に追従させるエアコン室内機15及び加湿器18の出力が最適制御スケジュールとなる。
 制御部13は、制御開始時である0minの前に、在室者40にとって快適である室内温度及び湿度の応答を得られる最適制御スケジュールを決定する。図4の実線41は制御部13の制御決定部32が決定した最適制御スケジュールによる加熱器の出力を、点線43は加湿器の出力を、実線44は室内温度の時間推移を、点線46は室内湿度の時間推移を示す。
 制御決定部32が決定した最適制御スケジュールによれば、実線41で示されるように、加熱器が起動して0minから20minにかけて加熱器により室内空気が加熱されることで、実線44で示されるように室内温度が(Tset-α)℃からTset℃に向けて上昇する。室内温度が目標値に近づくにつれて実線41で示されるように加熱能力が低下し、20min以降は加熱器の出力が顕熱負荷とつり合って室内温度が安定する。
 最適制御スケジュールによれば、実線41で示されるように加熱器が室内温度を目標値に近づけるために出力を増大させると共に、点線43で示されるように加湿器も出力を増大させる。これにより、実線44で示されるように室内温度が目標値に近づいていく一方で、点線46で示されるように室内湿度は目標値に保たれたままにすることができる。
 在室者40の快適性を低下させる従来の制御の一例として、室内温度と湿度とを個別に制御した場合について説明する。図4の実線41は加熱器の出力を、実線42は加湿器の出力を、実線44は室内温度の時間推移を、実線45は室内湿度の時間推移を示す。比較のため、加熱器の出力及び室内温度の時間推移は制御決定部32が決定した最適制御スケジュールによるものと同じであるとする。
 従来の制御例によれば、実線44で示されるように室内温度が目標値に近づいていく一方で、実線45で示されるように室内湿度が(RHset-β)%まで低下する。20minに室内温度が目標値に到達した後に、実線42で示されるように加湿器が室内湿度を目標値に近づけるために出力を増大させ、実線45で示されるように室内湿度が目標値に近づく。即ち、従来の制御例によると室内温度が目標値に近づく一方で室内湿度が目標値から離れることになる。
 最適制御スケジュールに従って室内環境制御を行った場合の室内環境について説明する。図5は、被空調域の温度と絶対湿度とを示す図である。図5の点47は制御開始時の被空調域の温度及び湿度、点48は被空調域の温度及び湿度の目標値、点線51は最適制御スケジュールに従って室内環境制御を行った場合の温度及び湿度の時間推移を示す。
 図5の点線51で示されるように、加熱器の制御による顕熱変化及び加湿器の制御による潜熱変化並びに湿度変化が同時に起こり、点47から点48にかけて、室内温度及び室内湿度を示す線は等湿度線上をたどる軌道となる。言い換えれば、最適制御スケジュールの一つは室内温度及び室内湿度を等湿度線上に沿って変化させる制御スケジュールである。最適制御スケジュールはこれに限られるものではない。
 従来の制御例に従って室内環境制御を行った場合の室内環境について説明する。図5の実線49,50は、従来の制御例に従って室内環境制御を行った場合の温度及び湿度の時間推移を示す。
 図5の実線49で示されるように、制御開始時からは加熱器の制御による顕熱変化が現れる。換気を含む外気量がないとすると絶対湿度は一定である一方、室内温度が上昇することで飽和水蒸気量が上昇し、単位体積当たりの空気中に含まれる水蒸気量が相対的に低下する。よって、室内温度がTset℃に到達した時点で、相対湿度である室内湿度は(RHset-β)%に低下する。室内湿度を目標値に到達させるには、相対湿度をβ%上昇させる必要があり、実線50で示されるように加湿器の制御による潜熱変化が現れる。
 従来の制御例に従って室内環境制御を行った場合、室内環境が初期状態から目標値に到達するまでに一時的な湿度低下が発生し、在室者40が喉の乾き又は肌の乾燥を含む不快感を得ることにつながってしまう。
 記憶部33は、被空調域の熱容量に関する情報、即ち空気の密度ρ、空気比熱Cp、及び被空調域の容積Vを記憶する。記憶部33は、式(1)-(3)で示される情報を、モデル情報34として記憶する。
 調節部制御部36は、制御決定部32が作成した最適制御スケジュールに基づいて、温度調節部11及び湿度調節部12を制御して温度及び湿度を調整する、即ち室内環境制御を行う。
 モデル修正部35は、調節部制御部36が最適制御スケジュールに基づいて室内環境制御を行うことで取得された、室内温度及び室内湿度の時系列データ、即ち室内温度及び室内湿度の応答データを用いて、記憶部33に記憶されたモデル情報34を修正間隔Δt毎に修正し、モデル情報34を最新のものに更新する。
 モデル修正部35は、室内環境制御を実行して得られた室内温度の時系列データTin(t)、室内湿度の時系列データXin(t)、室外温度の時系列データTout(t)、及び室外絶対湿度の時系列データXout(t)を含む応答データを取得する。
 モデル修正部35は、制御部13が室内環境制御を実行して空気調和機10から出力された顕熱負荷の時系列データQ(t)及び潜熱負荷の時系列データH(t)を、それぞれ吹出温度センサ23及び吹出湿度センサ24が出力したデータを取得しデータから推定する。
 モデル修正部(35)は、取得した各時系列データTin(t)、Xin(t)、Tout(t)、Xout(t)、Q(t)、及びH(t)を用いてモデル情報34を修正する。具体的には、式(1)及び式(2)から計算される室内温度及び湿度の応答が、取得された実際の応答に合うモデルパラメータを算出し、モデル情報34に含まれていたパラメータを算出したモデルパラメータで置換することで、モデル情報34を更新する。算出するモデルパラメータは室内空気と室外空気間の熱抵抗R又は及び外気量qを含み得るが、これに限られるものではない。
 モデル情報34の修正間隔Δtは、小さくするほど室内熱負荷環境の変化に細やかに追従できる。例えば、温度調節部11又は湿度調節部12の制御周期と、モデル情報の修正間隔Δtとが同一である場合、室内熱負荷環境に対応した制御スケジュールを毎回決定できるので、正確な室内温度及び湿度の応答が得られやすくなる。一方、Δtを小さくするほど計算負荷も大きくなる。即ち、制御性能と計算負荷とのトレードオフ関係によってΔtが決定される。Δtはユーザの入力部14を介した入力によって変更されても良い。
 推定部31がモデル情報34を用いて室内温度及び湿度の過渡応答を推定する際に、推定値と実際の応答との間に差が発生する場合がある。これは在室者40の数の変化、換気を目的とした在室者40による窓の開閉、料理による熱負荷の発生を含む、室内熱負荷環境が変化することが原因の一つであるが、室内熱負荷環境が変化する原因はこれに限られるものではない。加熱器または出力の誤差を含む、室内熱負荷環境の変化以外の原因もあり得る。
 推定値と実際の応答とのズレが発生した場合、制御決定部32で決定される最適制御スケジュールを実行しても、室内温度及び湿度の応答が想定したものにならず、在室者40の快適性の低下につながる場合がある。モデル修正部35がモデル情報34を修正することで、推定値と実際の応答との間の差を解消することができる。
 図6は、実施の形態1に係る空調システム1が実行する空気調和処理を示すフローチャートである。空調システム1が実行する空気調和処理について、図6のフローチャートを参照して説明する。
 空気調和処理が開始されると、空調システム1の制御部13の推定部31が、ユーザによって操作された入力部14から温度及び湿度の目標値を示す値を取得し、取得した値に基づいて温度及び湿度の目標値を設定する(ステップS101)。
 目標値を設定すると、推定部31が、センサ群から制御開始時の室内温度、室内湿度、室外温度及び室外湿度を含む環境情報を取得する(ステップS102)。
 環境情報を取得すると、推定部31が、取得した環境情報と加熱及び加湿の制御スケジュールをモデル情報34に入力し、室内温度及び室内湿度の時間変化を推定する(ステップS103)。
 推定部31が室内温度及び室内湿度の時間変化を推定すると、制御決定部32が、室内温度及び室内湿度の目標値及び推定部31の出力する室内温度及び室内湿度の時間変化に基づいて、加熱及び加湿の最適制御スケジュールを決定する(ステップS104)。
 制御決定部32が最適制御スケジュールを決定すると、調節部制御部36が、最適制御スケジュールに基づいて温度調節部11及び湿度調節部12を制御し、環境制御を実行する(ステップS105)。
 環境制御を実行すると、モデル修正部35が、修正間隔Δtが経過したかどうか判断する(ステップS106)。
 経過していないと判断した場合(ステップS106:NO)、ステップS105に戻り、環境制御を継続する。
 経過したと判断した場合(ステップS106:YES)、モデル修正部35が、センサ群から制御開始時の室内温度、室内湿度、室外温度及び室外湿度の時系列データと、顕熱負荷及び潜熱負荷の時系列データとを取得し、取得したデータに基づいてモデル情報34を修正する(ステップS107)。
 モデル修正部35がモデル情報34を修正すると、制御部13が、ユーザによって入力部14を介して室内温度及び室内湿度の制御を停止する指示が入力されたかどうか判断する(ステップS108)。入力されていないと判断した場合(ステップS108:NO)、ステップS102に戻る。
 入力されたと判断した場合(ステップS108:YES)、空気調和処理を終了する。
 以上の構成を備え、空気調和処理を実行することで、実施の形態1に係る空調システム1は、被空調域の温度又は湿度が目標値に到達するまでの過渡応答を考慮して温度及び湿度を調節し、ユーザの快適性を維持することができる。
 被空調域の特性は、在室者40の人数又は換気の回数を含む頻繁に変化する要因によって変化してしまう可能性がある。実施の形態1に係る空調システム1は、修正間隔Δt毎にモデル情報34を修正することで、被空調域の特性の変化に追従した最適制御スケジュールを作成し、被空調域の温度及び湿度を調節することができる。
 空気調和機10から出力された顕熱負荷又は潜熱負荷を電圧又は周波数のみから推定すると、室内機と室外機との間の配管が長い場合、被制御域における実際の顕熱負荷又は潜熱負荷と推定値との誤差が大きくなる場合がある。実施の形態1に係る空調システム1は、顕熱負荷及び潜熱負荷をそれぞれ吹出温度センサ23及び吹出湿度センサ24が出力したデータから推定することで、被制御域における実際の値と推定値との誤差を小さくし、正確な制御を行うことができる。
(実施の形態2)
 本開示の実施の形態2に係る空調システム1について、図7を参照して説明する。実施の形態2に係る空調システム1は、制御部13の機能を有するサーバ2を備える。
 図7は、実施の形態2に係る空調システム1の構成を示すブロック図である。図7に示すように、実施の形態2に係る空調システム1はサーバ2を備える。サーバ2は制御部13の機能を備える。即ち、サーバ2は推定部31と、制御決定部32と、記憶部33と、モデル修正部35と、調節部制御部36と、を備える。
 サーバ2は、空調システム1が設置された建築物と同じ建築物に設置され、空調システム1を含む複数の空調システムを制御するサーバであっても良いし、インターネットを介して空調システム1を含む複数の空調システムと接続されたクラウドサーバであっても良い。
 サーバ2がインターネットを介して空調システム1と接続されたクラウドサーバである場合、センサ群によって検出された環境情報及びユーザによって入力部14を介して入力された情報は、インターネットを介してサーバ2に送信される。サーバ2は、送信された情報に基づいて、実施の形態1の制御部13と同様に最適制御スケジュールを決定する。決定された最適制御スケジュールはインターネットを介してサーバ2から温度調節部11又は湿度調節部12に送信され、温度調節部11又は湿度調節部12は最適制御スケジュールによって制御される。
 以上の構成を備え、空気調和処理を実行することで、実施の形態2に係る空調システム1は、実施の形態1に係る空調システム1と同様の効果を奏する。
 実施の形態2に係る空調システム1は、サーバ2を備えることで、複数の空調システムのデータ又はモデル情報34を取得して多くのデータを利用することが可能になり、よりユーザの快適性につながる最適制御スケジュールを生成し、温度及び湿度を調節することができる。
(実施の形態3)
 本開示の実施の形態3に係る空調システム1について、図8を参照して説明する。実施の形態3に係る空調システム1は人工知能を含むサーバ2を備える。
 図8は、実施の形態3に係る空調システム1の構成を示すブロック図である。図8に示すように、実施の形態3に係る空調システム1はサーバ2を備え、サーバ2は、学習済モデルを生成する学習装置61と、学習済モデルを用いて最適制御スケジュールを生成する推論装置62と、を含む。
 学習装置61は、入力として与えられるセンサ群から取得した環境情報及び入力部14から取得した目標値と、出力として与えられる顕熱負荷及び潜熱負荷の時系列データと、に基づいて、環境情報及び目標値から最適制御スケジュールを推論する学習済モデルを生成する。
 推論装置62は、センサ群から取得した環境情報と、入力部14から取得した目標値とを入力されることで、学習装置61が生成した学習済モデルを用いて最適制御スケジュールを推論する。
 以上の構成を備え、空気調和処理を実行することで、実施の形態3に係る空調システム1は、実施の形態1に係る空調システム1と同様の効果を奏する。
 実施の形態3に係る空調システム1は、学習済モデルを生成し最適制御スケジュールを推論することで、他の空調システムが作成した学習済モデルを利用することもでき、稼働時間が短くてもユーザの快適性をより高めることが可能になる。
(実施の形態4)
 本開示の実施の形態4に係る空調システム1について、図9を参照して説明する。実施の形態4に係る空調システム1の構成は、実施の形態1に係る空調システム1と同様である。実施の形態4に係る空調システム1は、モデル情報34を修正した後にモデル情報34の修正間隔Δtを決定する。
 実施の形態4のモデル修正部35は、モデル情報34を修正した後に、推定した室内温度及び室内湿度の時間変化と、環境情報から取得した室内温度及び室内湿度の時間変化と、の差の時間平均値を算出し、記憶部33に記憶させる。モデル修正部35は、モデル情報34を修正する毎に、記憶部33が記憶する前回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値と、今回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値と、を比較し、比較の結果に基づいて次のモデル情報34を修正するまでの修正間隔Δtを決定する。モデル修正部35は、モデル情報34の修正間隔Δtに上限または下限の少なくとも一方を設けても良い。モデル修正部35は、今回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値を、前回よりも前のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値と比較しても良い。
 今回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値が、前回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値より大きい場合、推定部31における室内温度及び室内湿度の時間変化の推定精度が低くなっている可能性がある。この場合、モデル修正部35は、修正間隔Δtを小さくしても良い。モデル修正部35が修正間隔Δtを小さくことで、モデル情報34の制度を上げることができる。
 今回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値が、前回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値より小さい場合、推定部31は十分な精度で室内温度及び室内湿度の時間変化の推定を行っていると見なすことができる。この場合、モデル修正部35は、修正間隔Δtを大きくしても良い。モデル修正部35が修正間隔Δtを大きくことで、計算負荷を低減することができる。モデル情報34の制度を上げることができる。
 図9は、実施の形態4に係る空調システム1が実行する空気調和処理を示すフローチャートである。空調システム1が実行する空気調和処理について、図9のフローチャートを参照して説明する。図9のフローチャートのステップS101-ステップS108は、実施の形態1における図6のフローチャートのステップS101-ステップS108と同様である。
 ステップS107において、モデル修正部35がモデル情報34を修正すると、モデル修正部35が、推定した室内温度及び室内湿度の時間変化と、環境情報から取得した室内温度及び室内湿度の時間変化と、の差の時間平均値を算出し、前回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値と、今回のモデル情報34の修正後に算出した差の時間平均値と、を比較し、比較の結果に基づいて次のモデル情報34を修正するまでの修正間隔Δtを決定し(ステップS109)、ステップS108に進む。
 以上の構成を備え、空気調和処理を実行することで、実施の形態4に係る空調システム1は、実施の形態1に係る空調システム1と同様の効果を奏する。
 実施の形態4に係る空調システム1は、推定した室内温度及び室内湿度の時間変化と、環境情報から取得した室内温度及び室内湿度の時間変化と、の差の時間平均値に基づいてモデル情報34の修正間隔Δtを決定することで、モデル情報34の精度を向上させる、又は計算負荷を低減することができる
 モデル情報34の修正間隔Δtを小さくすべき場合の例として、空気調和機10の運転中に空調システム1が設置された部屋100の熱負荷が変動した場合がある。これは換気を開始終了したとき、部屋100にいる人数が増減したときに起こり得る。
 モデル情報34の修正間隔Δtを小さくすべき場合の別の例として、空気調和機10の冷房運転時に湿度戻りが発生した場合がある。空気調和機10の冷房運転時の停止時又は圧縮機周波数低下時には、湿度戻りと呼ばれる湿度が上昇する現象が発生することがある。空気調和機10の冷房運転中にエアコン室内機15の熱交換器に結露した水分は、熱交換器を伝ってエアコン室内機15の内底面に落下し、排水ホースにより室外へ排出される。水分の排出には時間がかかるため、空気調和機10の冷房運転時の停止時又は圧縮機周波数低下時を含む室内熱交換器の温度が上昇する場合に、飽和水蒸気量が増加して熱交換器に付着していた水分が蒸発し、高湿度の空気が室内へ吹き出される湿度戻りが発生する。
 空気調和機10の冷房運転時に除湿した部屋100の湿度が再び上昇する湿度戻りが発生すると、在室者40の不快感及び省エネ性能の悪化につながる可能性がある。したがって、空気調和機10の冷房運転時に湿度戻りが起こった場合、湿度調節部12の除湿能力を増加させることが望ましい。
 湿度戻りを考慮した室内温度及び室内湿度の時間変化を推定するためには、エアコン室内機15で保持している水分量を推定する必要がある。エアコン室内機15で保持している水分量は、運転の開始時に付着している水分量と熱交換器に結露した水分量との和から排水ホースで室外へ排出された水分量を引いた量であり、熱交換器に結露する水分量は環境情報から算出することができるが、運転開始時に付着している水分量及び室外へ排出される水分量は環境情報から算出することが難しい。
 実施の形態4に係る空調システム1は、推定した室内温度及び室内湿度の時間変化と、環境情報から取得した室内温度及び室内湿度の時間変化と、の差の時間平均値に基づいてモデル情報34の修正間隔Δtを決定することで、エアコン室内機15で保持している水分量を推定して湿度戻りを考慮した室内温度及び室内湿度の時間変化を推定しなくても、モデル情報34の修正間隔Δtを小さくしてモデル情報34の精度を向上させることができる。
 (変形例)
 本開示の実施の形態は上述のものに限られるものではなく、変形が可能である。例えば、空調システム1は湿度調節部12を備えるとしたが、これに限られるものではない。湿度調節部12に代えて、超音波式、蒸発式を含む加湿器と、吸着式を含む除湿機と、の少なくとも一方を備えてもよい。
 制御部13はモデル修正部35を備えるものとしたが、これに限られるものではない。モデル修正部35を備えず、モデル情報34の修正を行わなくても良い。
 記憶部33は、被空調域の熱容量に関する情報、即ち空気の密度ρ、空気比熱Cp、及び被空調域の容積Vを記憶するとしたが、これに限られるものではない。空気調和機10の能力帯に対応する被空調域の容積Vの候補を複数記憶しておき、ユーザの入力部14を介した入力により補正又は選択ができるようにしても良い。
 室内湿度の応答を推定する際に、絶対湿度ではなく相対湿度を単位として推定しても良い。室内相対湿度の過渡応答RH(t)は、室内温度Tin(T)及び室内絶対湿度Xin(t)得ることができる。具体的には、湿り空気線図、又は式(4)に示す湿り空気線図の情報を模した近似式を用いて導出することができる。記憶部33は、湿り空気線図又は式(4)をモデル情報34として記憶する。
 RHin(t)=f(Tin(t),Xin(t))   (4)
 式(1)-(4)で示されるモデル情報は、制御周期で離散化されたモデルとして記憶部33に記憶されても良い。制御周期は例えば1秒であるが、これに限られるものではない。
 ユーザが被空調域である室内に存在し、入力部14を操作するものとして説明したが、これに限られるものではない。入力部14を操作するユーザが室内にいなくても良く、入力部14を操作するユーザ以外の在室者40が室内にいても良い。
 実施の形態1において、空調システム1が加熱器と加湿器による暖房加湿運転を行うものとして説明したが、これに限られるものではなく、暖房除湿運転、冷房加湿運転、冷房除湿運転及びこれらの任意の組み合わせのいずれにおいても、同様の効果を得ることができる。
 実施の形態2に係る空調システム1は、制御部13の機能を有するサーバ2を備えるとしたが、これに限られるものではない。空調システム1が制御部13を備えると共に、空調システム1がサーバ2を備えてもよい。
 実施の形態3に係る空調システム1は人工知能を含むサーバ2を備えるとしたが、これに限られるものではない。空調システム1は人工知能を含む制御部13を備えてもよい。即ち、制御部13が学習装置61と推論装置62とを含んでも良い。また、空調システム1は人工知能を含まない制御部13と人工知能を含むサーバ2とを備えても良いし、人工知能を含む制御部13と人工知能を含まないサーバ2とを備えても良い。
 実施の形態3において、サーバ2は、空調システム1が設置されている部屋とは異なる被空調域で動作する複数の空調システムから伝達される学習用データに基づいて学習してもよい。また、他の空調システムから伝達される学習済モデルを用いて最適制御スケジュールを推論しても良い。
 以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
 (付記1)
 被空調域の温度を調節する温度調節部と、
 前記被空調域の湿度を調節する湿度調節部と、
 前記被空調域の温度又は湿度を含む環境情報を取得するセンサと、
 制御部と、を備え、
 前記制御部は、
 前記センサが取得した前記環境情報と、温度及び湿度の目標値と、前記温度調節部及び前記湿度調節部の出力の時間変化を示す制御スケジュールと、を元に、前記被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定する推定部と、
 前記推定部が推定した温度及び湿度の時間変化と、前記目標値と、に基づいて、前記制御スケジュールを最適計算して最適制御スケジュールを決定する制御決定部と、
 前記制御決定部が決定した前記最適制御スケジュールに基づいて、前記温度調節部及び前記湿度調節部を制御する調節部制御部と、を含む、
 空調システム。
 (付記2)
 前記推定部は、前記環境情報と前記目標値と前記制御スケジュールとを、前記環境情報と前記目標値と前記制御スケジュールとの関係を示すモデル情報に入力して前記被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定し、
 前記制御部は、
 前記モデル情報を記憶する記憶部と、
 前記記憶部が記憶する前記モデル情報を修正するモデル修正部と、を更に含む、
 付記1に記載の空調システム。
 (付記3)
 前記モデル修正部は、前記センサが取得した前記環境情報の時系列データを用いて、前記記憶部が記憶する前記モデル情報を修正間隔毎に修正する、
 付記2に記載の空調システム。
 (付記4)
 前記環境情報は、前記温度調節部から吹き出される空気の温度、前記湿度調節部から吹き出される空気の湿度、前記被空調域の外の温度、前記被空調域の外の湿度、の少なくとも一つを更に含む、
 付記1から3の何れか一つに記載の空調システム。
 (付記5)
 前記制御部を含むサーバを備え、
 前記サーバは、前記温度調節部、前記湿度調節部、及び前記センサと接続される、
 付記1から4の何れか一つに記載の空調システム。
 (付記6)
 前記制御部は、前記環境情報と前記目標値と前記制御スケジュールとから学習済モデルを生成し、前記学習済モデルを用いて前記最適制御スケジュールを生成する、
 付記1から5の何れか一つに記載の空調システム。
 (付記7)
 前記制御部は、
 入力として前記環境情報と前記目標値とを取得し、出力として前記制御スケジュールを取得し、前記環境情報と前記目標値とから前記最適制御スケジュールを推論する前記学習済モデルを生成する学習装置と、
 前記学習装置が生成した前記学習済モデルと前記環境情報と前記目標値とに基づいて前記最適制御スケジュールを推論する推論装置と、を含む、
 付記6に記載の空調システム。
 (付記8)
 前記モデル修正部は、前記モデル情報を修正した後に、前記推定部が推定した前記被空調域の温度又は湿度の時間変化と、前記センサが取得した前記環境情報から取得した前記被空調域の温度又は湿度の時間変化と、の差の時間平均値を算出して前記記憶部に記憶させ、
 直前の前記モデル情報を修正した後に算出した前記時間平均値と、直前の前記モデル情報の修正より前の前記モデル情報の修正後に算出した前記時間平均値と、を比較し、比較した結果に基づいて前記モデル情報の修正間隔を決定する、
 付記3に記載の空調システム。
 (付記9)
 被空調域の温度又は湿度を含む環境情報を取得し、
 前記環境情報と、温度及び湿度の目標値と、前記被空調域の温度を調節する温度調節部及び前記被空調域の湿度を調節する湿度調節部の出力の時間変化を示す制御スケジュールと、を元に、前記被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定し、
 推定した温度及び湿度の時間変化と、前記目標値と、に基づいて、前記制御スケジュールを最適計算して最適制御スケジュールを決定し、
 前記最適制御スケジュールに基づいて、前記温度調節部及び前記湿度調節部を制御する、
 制御方法。
 (付記10)
 コンピュータに、
 被空調域の温度又は湿度を含む環境情報を取得させ、
 前記環境情報と、温度及び湿度の目標値と、前記被空調域の温度を調節する温度調節部及び前記被空調域の湿度を調節する湿度調節部の出力の時間変化を示す制御スケジュールと、を元に、前記被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定させ、
 推定した温度及び湿度の時間変化と、前記目標値と、に基づいて、前記制御スケジュールを最適計算して最適制御スケジュールを決定させ、
 前記最適制御スケジュールに基づいて、前記温度調節部及び前記湿度調節部を制御させる、
 プログラム。
 本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
 本出願は、2022年11月14日に出願された日本国特許出願2022-182120号に基づく。本明細書中に日本国特許出願2022-182120号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
 本開示は、空調システム、制御方法及びプログラムとして好適に利用することができる。
 1 空調システム、10 空気調和機、11 温度調節部、12 湿度調節部、13 制御部、14 入力部、15 エアコン室内機、16 エアコン室外機、17 冷媒接続配管、18 加湿器、21 室内温度センサ、22 室内湿度センサ、23 吹出温度センサ、24 吹出湿度センサ、25 室外温度センサ、26 室外湿度センサ、31 推定部、32 制御決定部、33 記憶部、34 モデル情報、35 モデル修正部、36 調節部制御部、40 在室者、41 加熱器の出力、42,43 加湿器の出力、44 室内温度の時間推移、45,46 室内湿度の時間推移、47 制御開始時の温度及び湿度、48 温度及び湿度の目標値、49-51 温度及び湿度の時間推移、61 学習装置、62 推論装置、100 部屋、C 熱容量、H 加湿器出力、Q 加熱器出力、q 外気量、R 熱抵抗、Tin 室内温度、Tout 室外温度、Xin 室内絶対湿度、Xout 室外絶対湿度。

Claims (10)

  1.  被空調域の温度を調節する温度調節部と、
     前記被空調域の湿度を調節する湿度調節部と、
     前記被空調域の温度又は湿度を含む環境情報を取得するセンサと、
     制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記センサが取得した前記環境情報と、温度及び湿度の目標値と、前記温度調節部及び前記湿度調節部の出力の時間変化を示す制御スケジュールと、を元に、前記被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定する推定部と、
     前記推定部が推定した温度及び湿度の時間変化と、前記目標値と、に基づいて、前記制御スケジュールを最適計算して最適制御スケジュールを決定する制御決定部と、
     前記制御決定部が決定した前記最適制御スケジュールに基づいて、前記温度調節部及び前記湿度調節部を制御する調節部制御部と、を含む、
     空調システム。
  2.  前記推定部は、前記環境情報と前記目標値と前記制御スケジュールとを、前記環境情報と前記目標値と前記制御スケジュールとの関係を示すモデル情報に入力して前記被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定し、
     前記制御部は、
     前記モデル情報を記憶する記憶部と、
     前記記憶部が記憶する前記モデル情報を修正するモデル修正部と、を更に含む、
     請求項1に記載の空調システム。
  3.  前記モデル修正部は、前記センサが取得した前記環境情報の時系列データを用いて、前記記憶部が記憶する前記モデル情報を修正間隔毎に修正する、
     請求項2に記載の空調システム。
  4.  前記環境情報は、前記温度調節部から吹き出される空気の温度、前記湿度調節部から吹き出される空気の湿度、前記被空調域の外の温度、前記被空調域の外の湿度、の少なくとも一つを更に含む、
     請求項1から3の何れか1項に記載の空調システム。
  5.  前記制御部を含むサーバを備え、
     前記サーバは、前記温度調節部、前記湿度調節部、及び前記センサと接続される、
     請求項1から4の何れか1項に記載の空調システム。
  6.  前記制御部は、前記環境情報と前記目標値と前記制御スケジュールとから学習済モデルを生成し、前記学習済モデルを用いて前記最適制御スケジュールを生成する、
     請求項1から5の何れか1項に記載の空調システム。
  7.  前記制御部は、
     入力として前記環境情報と前記目標値とを取得し、出力として前記制御スケジュールを取得し、前記環境情報と前記目標値とから前記最適制御スケジュールを推論する前記学習済モデルを生成する学習装置と、
     前記学習装置が生成した前記学習済モデルと前記環境情報と前記目標値とに基づいて前記最適制御スケジュールを推論する推論装置と、を含む、
     請求項6に記載の空調システム。
  8.  前記モデル修正部は、前記モデル情報を修正した後に、前記推定部が推定した前記被空調域の温度又は湿度の時間変化と、前記センサが取得した前記環境情報から取得した前記被空調域の温度又は湿度の時間変化と、の差の時間平均値を算出して前記記憶部に記憶させ、
     直前の前記モデル情報を修正した後に算出した前記時間平均値と、直前の前記モデル情報の修正より前の前記モデル情報の修正後に算出した前記時間平均値と、を比較し、比較した結果に基づいて前記モデル情報の修正間隔を決定する、
     請求項3に記載の空調システム。
  9.  被空調域の温度又は湿度を含む環境情報を取得し、
     前記環境情報と、温度及び湿度の目標値と、前記被空調域の温度を調節する温度調節部及び前記被空調域の湿度を調節する湿度調節部の出力の時間変化を示す制御スケジュールと、を元に、前記被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定し、
     推定した温度及び湿度の時間変化と、前記目標値と、に基づいて、前記制御スケジュールを最適計算して最適制御スケジュールを決定し、
     前記最適制御スケジュールに基づいて、前記温度調節部及び前記湿度調節部を制御する、
     制御方法。
  10.  コンピュータに、
     被空調域の温度又は湿度を含む環境情報を取得させ、
     前記環境情報と、温度及び湿度の目標値と、前記被空調域の温度を調節する温度調節部及び前記被空調域の湿度を調節する湿度調節部の出力の時間変化を示す制御スケジュールと、を元に、前記被空調域の温度及び湿度の時間変化を推定させ、
     推定した温度及び湿度の時間変化と、前記目標値と、に基づいて、前記制御スケジュールを最適計算して最適制御スケジュールを決定させ、
     前記最適制御スケジュールに基づいて、前記温度調節部及び前記湿度調節部を制御させる、
     プログラム。
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