JP2011158156A - 空調制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度上昇を抑制しつつ、空気調和機の消費電力を削減可能な空気調和機制御装置を提供する。
【解決手段】被調和空間における複数の区画のうちの所定の区画の温度が設定温度となるように、被調和空間に調和空気を供給する空気調和機を制御する空調制御装置において、所定の区画内の人数を判断する検出装置と、人数が増加すると調和空気の供給量が増加し、人数が減少すると供給量が低下するよう空気調和機を制御する制御装置と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調制御装置に関する。

例えば、オフィスビルにおける事務所等においては、事務所内の空気を調和するために複数の空気調和機が設けられることがある。このような事務所では、空気調和機の消費電力を抑制するために、例えば、人のいる領域と人のいない領域とで夫々の領域の空気調和機の動作条件が変更されることがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３１１４３７号公報

ところで、人のいる領域の人数が変化すると、人のいる領域における発熱量も変化する。このため、例えば、ある領域の人数が減少して発熱量が減少した際に、人数が減少する前と同じ条件で空気調和機が動作していると、無駄な電力が消費されることがある。また、ある領域の人数が増加して発熱量が増加した際には、ある領域の温度が上昇することがある。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、温度上昇を抑制しつつ、空気調和機の消費電力を削減可能な空気調和機制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一つの側面に係る空気調和機制御装置は、被調和空間における複数の区画のうちの所定の区画の温度が設定温度となるように、前記被調和空間に調和空気を供給する空気調和機を制御する空調制御装置において、前記所定の区画内の人数を判断する検出装置と、前記人数が増加すると前記調和空気の供給量が増加し、前記人数が減少すると前記供給量が低下するよう前記空気調和機を制御する制御装置と、を備える。

温度上昇を抑制しつつ、空気調和機の消費電力を削減可能な空気調和機制御装置を提供できる。

本発明の一実施形態である空調システム１０の構成を示す図である。 事務所１５の区画を示す平面図である。 事務所１５における区画１の側面図である。 コンピュータ２１の構成を示す図である。 ＣＰＵ７１が実現する機能ブロックを示す図である。 コンピュータ２１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

図１は、本発明の一実施形態であり、例えばオフィスビルにおける事務所１５の空気を調和するための空調システム１０の構成を示す図である。図２は、事務所１５内の空間（被調和空間）の区画を示す平面図である。なお、事務所１５は、例えば、区画１〜１６の１６個の仮想的な区画に区切られている。図３は、事務所１５における区画１の側面図である。

空調システム１０は、コントローラ２０、コンピュータ２１、カメラ３０，３１、通信用アダプタ４０、インターフェース（ＩＦ：Interface）装置４１，４２、室外機４５、空気調和機（室内機）Ａ１〜Ａ１６、吸気装置Ｂ１〜Ｂ１６、排気装置Ｃ１〜Ｃ１６、及び照明Ｄ１〜Ｄ１６含んで構成される。なお、コンピュータ２１、カメラ３０，３１は、空調制御装置に相当する。

コントローラ２０は、例えば、空気調和機Ａ１〜Ａ１６のオンオフ、冷暖房の選択、温度、及び風量等を利用者が設定するためのいわゆる操作パネルである。また、コントローラ２０が操作されると、吸気装置Ｂ１〜Ｂ１６の吸気量、排気装置Ｃ１〜Ｃ１６の排気量、さらに、照明Ｄ１〜Ｄ１６のオンオフ及び照度が設定される。なお、コントローラ２０の操作結果は、コンピュータ２１へと送信される。

コンピュータ２１（制御装置）は、空調システム１０を統括制御する装置である。具体的には、コンピュータ２１は、コントローラ２０の操作結果や、後述するカメラ３０，３１で撮影された映像に基づいて、空気調和機Ａ１〜Ａ１６、吸気装置Ｂ１〜Ｂ１６、排気装置Ｃ１〜Ｃ１６、及び照明Ｄ１〜Ｄ１６を制御する。なお、コンピュータ２１の詳細については後述する。

カメラ３０は、区画１の天井に設けられ、事務所１５の内の空間を撮影する。カメラ３１は、例えば、区画１６の天井に設けられ、事務所１５の内の空間を撮影する。なお、カメラ３０，３１により、事務所１５の全ての領域が撮影されることとする。また、コンピュータ２１及びカメラ３０，３１は、検出装置に相当する。

通信用アダプタ４０は、コンピュータ２１が空気調和機Ａ１〜Ａ１６及び室外機４５を制御できるよう、コンピュータ２１と、空気調和機Ａ１〜Ａ１６及び室外機４５を接続する。
インターフェース装置（ＩＦ装置）４１は、コンピュータ２１が吸気装置Ｂ１〜Ｂ１６及び排気装置Ｃ１〜Ｃ１６を制御できるよう、コンピュータ２１と、吸気装置Ｂ１〜Ｂ１６及び排気装置Ｃ１〜Ｃ１６を接続する。
インターフェース装置４２は、コンピュータ２１が照明Ｄ１〜Ｄ１６を制御できるよう、コンピュータ２１と、照明Ｄ１〜Ｄ１６を接続する。
室外機４５は、空気調和機Ａ１〜Ａ１６に接続され、空気調和機Ａ１〜Ａ１６が調和空気を供給する際に空気調和機Ａ１〜Ａ１６とともに動作する。

空気調和機Ａ１は、図３に示すように、区画１の天井に設けられ、コンピュータ２１の制御に応じて、送風口を介して区画１に調和空気を供給する。なお、空気調和機Ａ１には、設定温度、風量等に関する情報を記憶する記憶装置（不図示）や、温度センサ（不図示）、が設けられている。そして、空気調和機Ａ１は、温度センサの温度及び設定温度を示す情報に基づいて、区画１の温度（温度センサの温度）が設定温度となるように調和空気を供給する。また、空気調和機Ａ１は、記憶装置に記憶され、風量（供給量）を示す風量情報（風量データ）で定まる風量を送風口から供給する。
空気調和機Ａ２〜Ａ１６は、区画２〜１６の天井に夫々設けられ、空気調和機Ａ１と同様に、区画２〜１６に調和空気を供給する。

吸気装置Ｂ１は、区画１の天井に設けられ、コンピュータ２１の制御に応じて、吸気口を介して事務所１５の外部の空気を区画１へと吸気する。
吸気装置Ｂ２〜Ｂ１６は、区画２〜１６の天井に夫々設けられ、吸気装置Ｂ１と同様に、外部の空気を区画２〜１６へと吸気する。なお、吸気装置Ｂ１〜Ｂ１６の夫々には、外部の空気を吸気するためのファン（不図示）が設けられている。

排気装置Ｃ１は、区画１の天井に設けられ、コンピュータ２１の制御に応じて、排気口を介して事務所１５の空気を外部へと排気する。
排気装置Ｃ２〜Ｃ１６は、区画２〜１６の天井に夫々設けられ、排気装置Ｃ１と同様に、事務所の空気を外部へと排気する。なお、排気装置Ｃ１〜Ｃ１６の夫々には、事務所の空気を排気するためのファン（不図示）が設けられている。

照明Ｄ１は、区画１の天井に設けられ、コンピュータ２１の制御に応じた照度で発光する。照明Ｄ２〜Ｄ１６は、区画２〜１６の天井に夫々設けられ、照明Ｄ１と同様である。

このように、本実施形態では、区画ｋ（ｋは１〜１６までの自然数）の天井には、空気調和機Ａｋ、吸気装置Ｂｋ、排気装置Ｃｋ、及び照明Ｄｋが設置されている。

＝＝コンピュータ２１の詳細＝＝
コンピュータ２１は、図４に示すように、メモリ７０、及びＣＰＵ７１を含んで構成される。
メモリ７０は、ＣＰＵ７１が実行するためのプログラムデータや、ＣＰＵ７１が処理を実行する際に用いられる各種データを記憶する。
ＣＰＵ７１は、メモリ７０に記憶されたプログラムデータを実行することにより、各種機能を実現する。具体的には、ＣＰＵ７１は、図５に示すような、計時部８０、判別部８１，８３、人数判断部８２、及び制御部８４の機能を実現する。

計時部８０（タイマー）は、日時を示す日時情報を生成するとともに、時間を計時する。
判別部８１は、日時情報に基づいて、現在の時刻が、所定の時間帯に含まれるか否かを判別する。なお、本実施形態における所定の時間帯は、例えば、事務所１５内に勤務する従業者の昼休みの時間帯（１２時〜１３時）であることとする。このため、判別部９１は、例えば、現在の時刻が昼休みの時間帯に含まれるか否かを判別する。なお、昼休みの時間帯が第１の時間帯に相当し、昼休みの時間帯とは異なる時間帯が第２の時間帯に相当する。

人数判断部８２は、カメラ３０，３１からの映像に基づいて、事務所１５のどの区画に何人いるかを所定時間（例えば３分）ごとに判断する。具体的には、人数判断部８２は、例えば、１分ごとに各区画の人数を取得する。そして、人数判断部８２は、３分経過する度に各区画の人数の平均を算出し、各区画に何人いるかを判断する。

判別部８３は、人数判断部８２の判断結果に基づいて、所定時間（例えば３分）ごとに各区画における人数の増減が所定の値より大きいか否かを判別する。具体的には、判別部８３は、所定時間ごとの増加人数が、“ｎ”（第１の値）より大きいか否かを判別するとともに、所定時間ごとの減少人数が、“ｍ” （第２の値）より大きいか否かを判別する。なお、ここでは、判別部８３は、減少人数を正の値として処理する。

制御部８４は、コントローラ２０が操作されると、操作結果に応じて空気調和機Ａ１〜Ａ１６、吸気装置Ｂ１〜Ｂ１６、排気装置Ｃ１〜Ｃ１６、及び照明Ｄ１〜Ｄ１６を制御する。また、制御部８４は、コントローラ２０が操作されない場合、計時部８０の出力と、判別部８３の判別結果とに基づいて、空気調和機Ａ１〜Ａ１６を制御する。具体的には、制御部８４は、昼休みの時間帯には、空気調和機Ａ１〜Ａ１６の風量が維持されるよう、空気調和機Ａ１〜Ａ１６を制御する。また、制御部８４は、昼休みでは無い時間帯において、ある区画における増加人数が“ｎ”より大きい場合、所定期間ｔａ（第１期間）だけ、ある区画における空気調和機の風量を増加させる。また、制御部８４は、ある区画における減少人数が“ｍ”より大きい場合、所定期間ｔｂ（第２期間）だけ、ある区画における空気調和機の風量を低下させる。なお、制御部８４が、対象とする空気調和機の風量を変化させる際には、対象とする空気調和機の記憶装置に記憶される風量情報、すなわち、風量データの値を補正する。

＝＝コンピュータ２１が実行する処理の一例＝＝
ここで、コントローラ２０が操作されない場合におけるコンピュータ２１が実行する処理の一例を、図６を参照しつつ説明する。なお、図６は、区画ｉについて実施される処理であり、コンピュータ２１は、図６に示す処理を区画１〜１６の全ての区画に対して実行する。

まず、判別部８１は、計時部８０で生成される日時情報に基づいて、現在の時刻が例えば、昼休みの時間帯に含まれるか否かを判別する（Ｓ１００）。そして、現在の時刻が、昼休みの時間帯に含まれると（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御部８４は、風量が維持されるよう、空気調和機Ａｉを制御する（Ｓ２００）。そして、処理Ｓ２００が実行されると、再び処理Ｓ１００が実行される。

一方、現在の時刻が、昼休みの時間帯に含まれないと（Ｓ１００：ＮＯ）、人数判断部８２は、所定時間ごとに区画ｉの人数を判断する（Ｓ１０１）。そして、判別部８３は、所定時間ごとに得られる人数判断部８２の判断結果に基づいて、所定時間ごとの増加人数が、“ｎ”より大きいか否かを判別する（Ｓ１０２）。所定時間ごとの増加人数が、“ｎ”より大きい場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御部８４は、所定期間ｔａだけ、区画ｉにおける空気調和機ｉの風量を増加させる（Ｓ１０３）。なお、処理Ｓ１０３が実行されると、再び処理Ｓ１００が実行される。

また、所定時間ごとの増加人数が、“ｎ”より大きく無い場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、判別部８３は、所定時間ごとの減少人数が、“ｍ”より大きいか否かを判別する（Ｓ１０４）。そして、減少人数が“ｍ”より大きい場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部８４は、所定期間ｔｂだけ、区画ｉにおける空気調和機ｉの風量を低下させる（Ｓ１０５）。なお、処理Ｓ１０５が実行されると、再び処理Ｓ１００が実行される。また、所定時間ごとの減少人数が、“ｍ”より大きく無い場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、処理Ｓ１００が実行される。

このように、コンピュータ２１は、昼休みの時間帯には、空気調和機Ａｉの風量を維持し、昼休みでない時間帯には、事務所１５にいる人の数に基づいて空気調和機Ａｉを制御する。また、本実施形態では、区画ｉにおける人数が変化しても、その変化が、“ｎ”または“ｍ”より大きく無い場合、空気調和機ｉの風量は維持される。

＝＝空調システム１０の動作＝＝
ここで、例えば、区画７における人数が変化した場合における空調システム１０の動作について説明する。ここでは、例えば、１０時に区画７の人数が３人から２０人に増加し、昼休み（１２時）となると、区画７の人数が２０人から２人に減少した場合を想定する。なお、コントローラ２０は予め操作され、事務所１５全体の設定温度、すなわち全ての空気調和機の設定温度は、例えば２６℃（冷房）に設定されていることとする。また、全ての空気調和機の風量は、例えば最大風量の６０％の風量に設定されていることとする。さらに、前述した“ｎ”，“ｍ”は、例えば“５”であることとし、所定期間ｔａ，ｔｂは、例えば３０分であることとする。

まず、昼休み前の時間帯においては、人数判断部８２は、処理Ｓ１０１を実行し、３分ごとに区画７の人数を判断する。このため、例えば、１０時から３分経過すると、人数判断部８２は、区画７の人数が３人から２０人へと増加したことを判断する。そして、判別部８３は、処理Ｓ１０２を実行し、区画７の増加人数が“１７”であり、所定の値である“５”より大きいことを判別する。この結果、制御部８４は、処理Ｓ１０３を実行し、３０分だけ空気調和機Ａ７の風量を、例えば１０％増加させる。したがって、例えば、１０時０３分から１０時３３分までは、区画７における空気調和機Ａ７の風量は、７０％となる。

そして、時刻が１０時３３分を過ぎると、制御部８４は、空気調和機Ａ７の風量を、当初の６０％に変更する。その後、時刻が１２時となると、区画７の人数は、２０人から２人へと減少するが、前述の様に、昼休みの時間帯においては、風量が変更されることは無い。つまり、１２時となり、区画７の人数が減少しても、空気調和機Ａ７の風量は変更されることは無い。

なお、ここでは、１０時に区画７の人が１７人増加した場合の空調システム１０の動作について説明した。例えば１１時に、区画７の人が６人以上減少した場合においても、空気調和機Ａ７の風量が、例えば１０％低下される以外は１０時の場合と同様である。つまり、この場合には、１１時０３分から１１時３３分までは、区画７における空気調和機Ａ７の風量は、５０％となり、その後６０％に変更される。

以上、本実施形態の空調システム１０について説明した。コンピュータ２１は、カメラ３０，３１からの映像に基づいて、各区画における人数を判断する。また、コンピュータ２１は、例えば、区画７の人数が増加すると、区画７における空気調和機Ａ７の風量が増加するように、空気調和機Ａ７を制御する。このため、区画７の温度の上昇を防ぐことができる。また、コンピュータ２１は、例えば、区画７の人数が減少すると、区画７における空気調和機Ａ７の風量が低下するように、空気調和機Ａ７を制御する。区画７の人数が減少すると、区画７における発熱量は減少する。このため、例えば、人数が減少する前と同じ条件で空気調和機Ａ７を動作させると、無駄な電力が消費されることがある。本実施形態では、人数が減少すると、空気調和機Ａ７の風量が低下されるため、空気調和機Ａ７が消費する消費電力を抑制することができる。したがって、本実施形態では、区画１〜１６の温度上昇を抑制しつつ、空気調和機Ａ１〜Ａ１６の消費電力を抑制できる。

また、コンピュータ２１は、３分ごとに区画７における人数を判別し、区画７の３分間の増加人数が、例えば“５”人より大きくなった場合にのみ空気調和機Ａ７の風量を増加させる。一般に、区画７の人数の増加が、例えば１〜２人と少ない場合、区画７における発熱量は大きく増加することは無い。このような場合、コンピュータ２１は、空気調和機Ａ７の風量を変更しないため、コンピュータ２１の処理を減らすことができる。

また、コンピュータ２１は、区画７の３分間の減少人数が、例えば“５”人より大きくなった場合にのみ空気調和機Ａ７の風量を低下させる。一般に、区画７の人数の減少が、例えば１〜２人と少ない場合、区画７における発熱量は大きく減少することは無い。このような場合、コンピュータ２１は、空気調和機Ａ７の風量を変更しないため、コンピュータ２１の処理を減らすことができる。

また、例えば、区画７の人数が増加すると、発熱量も増加するため、区画７の温度が上昇してしまうことがある。コンピュータ２１は、区画７の人数が増加して発熱量が増加すると、空気調和機Ａ７の風量を３０分だけ増加させる。このため、本実施形態では、空気調和機Ａ７の風量を増加し続ける場合と比較すると、より消費電力を削減できる。

また、例えば、区画７の人数が減少すると、発熱量も低下する。コンピュータ２１は、区画７の人数が減少して発熱量が低下すると、空気調和機Ａ７の風量を３０分だけ低下させる。このため、本実施形態では、例えば、空気調和機Ａ７の風量を変化させない場合と比較すると、消費電力を削減しつつ、区画７を所望の設定温度とすることができる。

また、一般に、昼休みが開始すると事務所１５の人数は減少し、昼休みが終了すると人数は増加する。このため、例えば、昼休みが開始された際の人数の減少に基づいて、空気調和機Ａ１〜Ａ１６の風量を低下させると、昼休み終了後の人数の増加のタイミングで、事務所１５の温度が急激に上昇することがある。この結果、空気調和機Ａ１〜Ａ１６の消費電力は増加する。コンピュータ２１は、昼休みの時間帯には、空気調和機Ａ１〜Ａ１６の風量を維持し、昼休みでない時間帯には、事務所１５にいる人の数に基づいて空気調和機Ａ１〜Ａ１６を制御する。このため、コンピュータ２１は、効率良く空気調和機Ａ１〜Ａ１６を動作させることが可能となる。

なお、上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

１０ 空調システム
１５ 事務所
２０ コントローラ
２１ コンピュータ
３０，３１ カメラ
４０ 通信用アダプタ
４１ インターフェース（ＩＦ）装置
４５ 室外機
７０ メモリ
７１ ＣＰＵ
８０ 計時部
８１，８３ 判別部
８２ 人数判断部
８４ 制御部
Ａ１〜Ａ１６ 空気調和機
Ｂ１〜Ｂ１６ 吸気装置
Ｃ１〜Ｃ１６ 排気装置
Ｄ１〜Ｄ１６ 照明

Claims (6)

1. 被調和空間における複数の区画のうちの所定の区画の温度が設定温度となるように、前記被調和空間に調和空気を供給する空気調和機を制御する空調制御装置において、
   前記所定の区画内の人数を判断する検出装置と、
   前記人数が増加すると前記調和空気の供給量が増加し、前記人数が減少すると前記供給量が低下するよう前記空気調和機を制御する制御装置と、
   を備えることを特徴とする空調制御装置。
2. 請求項１に記載の空調制御装置であって、
   前記検出装置は、
   所定時間ごとに前記人数を判断し、
   前記制御装置は、
   前記所定時間に増加する前記人数が第１の値より大きくなると、前記供給量が増加するよう前記空気調和機を制御すること、
   を特徴とする空調制御装置。
3. 請求項２に記載の空調制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記所定時間に減少する前記人数が第２の値より小さくなると、前記供給量が低下するよう前記空気調和機を制御すること、
   を特徴とする空調制御装置。
4. 請求項１に記載の空調制御装置であって、
   時間を計時するタイマーを更に備え、
   前記制御装置は、
   前記人数が増加すると、前記タイマーの計時結果に基づいて第１の期間だけ前記供給量が増加するよう前記空気調和機を制御すること、
   を特徴とする空調制御装置。
5. 請求項４に記載の空調制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記人数が減少すると、前記計時結果に基づいて第２の期間だけ前記供給量が低下するよう前記空気調和機を制御すること、
   を特徴とする空調制御装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の空調制御装置であって、
   前記制御装置は、
   日時を示す情報に基づいて、第１の時間帯においては、前記供給量が変化しないよう前記空気調和機を制御し、前記第１の時間帯とは異なる第２の時間帯においては、前記人数に応じて前記供給量が変化するよう前記空気調和機を制御すること、
   を特徴とする空調制御装置。

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