JP2018109460A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサから空調領域の温度を取得することができない場合でも、熱源機が停止せず、空調領域の温度変化の抑制を可能にする。【解決手段】空調システム１０は、熱源機１１と分配装置１０２と複数の温度センサ１８と制御装置３０とを備える。制御装置３０は、複数の空調領域２１それぞれについて、所定の時間間隔で現在温度と目標温度との相違の程度に基づいて熱源機１１及び分配装置１０２の動作を制御する。また、制御装置３０は、複数の温度センサ１８のうちの少なくとも１つから現在温度を取得できないという事象が起こることを条件に含む異常条件が成立すると、熱源機１１と分配装置１０２とに以下のように指示する。すなわち、制御装置３０は、所定の代表温度を設定温度として熱源機１１に指示し、複数の空調領域２１それぞれに配分される冷気又は暖気の供給量を等しくするように分配装置１０２に指示する。【選択図】図２

Description

本発明は、空調システムに関し、詳しくは、冷気又は暖気を供給する空調システムに関する。

特許文献１には、一つの空調ユニット（熱源機）で家屋の複数の部屋を空調するセントラル空調ユニットが開示されている。このセントラル空調ユニットは、制御装置を備えており、制御装置は、温度センサが検出した各部屋の現在の温度と、目標温度である通常設定温度との温度差を算出する。また、制御装置は、所定の間隔で各部屋の熱容量を算出し、現在の温度と目標温度との温度差から、当該部屋の温度を制御するために必要な熱量を算出している。そして、制御装置は、算出した熱量に応じて空調ユニットから各部屋へ熱量に応じた冷気または暖気を配分している。

特開２０１１−２５７０５７号公報

特許文献１に記載された制御装置の動作は、温度センサが正常に動作している場合の動作であり、温度センサに異常が生じた場合の対応については記載されていない。したがって、温度センサに異常が生じた場合に、空調ユニットが停止する可能性があり、結果的に部屋の温度が大幅に変動する可能性がある。

本発明は、部屋に配置された温度センサから正常に温度を取得することができない場合でも、熱源機が停止せず、空調空間の温度変化の抑制を可能にした空調システムを提供することを目的とする。

本発明に係る一態様の空調システムは、熱源機と分配装置と複数の温度センサと制御装置とを備える。前記熱源機は、建物の内部から回収した空気の温度を設定温度に維持するように冷気又は暖気を生成する。前記分配装置は、前記熱源機が生成した前記冷気又は前記暖気を前記建物の複数の空調領域に配分する。前記複数の温度センサは、前記複数の空調領域それぞれの温度を現在温度として計測する。前記制御装置は、前記複数の空調領域それぞれについて、所定の時間間隔で前記現在温度と目標温度との相違の程度に基づいて前記熱源機及び前記分配装置の動作を制御する。さらに、前記制御装置は、前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つから前記現在温度を取得できないという事象が起こることを条件に含む異常条件が成立したときに、前記熱源機と前記分配装置とに以下の指示を行う。すなわち、前記制御装置は、所定の代表温度を設定温度として前記熱源機に指示し、前記複数の空調領域それぞれに配分される前記冷気又は前記暖気の供給量を等しくするように前記分配装置に指示する。

本発明の構成では、制御装置が温度センサから現在温度を取得できない場合でも、制御装置は、熱源機に代表温度で運転するように指示し、分配装置に複数の空調領域に供給する冷気又は暖気の供給量を等しくするように指示する。したがって、本発明の空調システムは、制御装置が温度センサから現在温度を取得できない場合でも、熱源機が停止せず、空調領域の温度変化の抑制が可能である。また、複数の空調領域への冷気又は暖気の供給量を等しくするから、複数の空調領域それぞれでは温度に変化が生じることがあるが、変化の程度は比較的小さく、結果的に空調領域の温度変化の抑制が可能である。

図１は実施形態の全体構成を示す概略構成図である。 図２は実施形態における制御装置を示すブロック図である。 図３は実施形態における制御装置の動作を示すフローチャートである。

以下に説明する実施形態においては、建物が戸建て住宅である場合を想定し、空調システムが全館空調システムである場合を想定している。この全館空調システムは、熱源機が生成した熱エネルギーを冷気あるいは暖気として建物のほぼ全体に供給する構成である。また、この全館空調システムは、空調と換気とを行うように構成されている。

図１に示す空調システム１０は、建物２０に設置されており、熱源機１１と、エアフィルタ１２と、２台の搬送ファン１３とを備える。また、図１に示す空調システム１０は、１台の搬送ファン１３に対して３個以上のダンパ１４と、３個以上の吹出口１５とを備えている。ダンパ１４及び吹出口１５の個数は、望ましくは５個以上７個以下である。ダンパ１４と吹出口１５とは一対一に対応しているため、ダンパ１４と吹出口１５との個数は同数である。ここでのダンパ１４は、ＶＡＶユニット（VAV：Variable Air Volume）で実現される。搬送ファン１３の台数と、ダンパ１４及び吹出口１５の個数とは、熱源機１１の容量、建物２０の構成及び規模などに応じて適宜に定められる。以下では説明を簡単にするために、ダンパ１４と吹出口１５が、１台の搬送ファン１３に対して５個ずつである場合を例として説明する。

また、空調システム１０は、熱源機１１から空気を送り出す給気ダクト１６と、熱源機１１に空気を導入する外気ダクト１７１とを備える。熱源機１１には、建物２０の内部の空気も導入される。図１では、建物２０の内部の空気を熱源機１１に導入する経路を符号１７２で表している。この経路１７２は、空気の流れを模式的に表しており、建物２０の内部におけるドアの隙間、換気口のように空気が流通する箇所を含む。また、経路１７２は、還流用のダクトを備えていてもよい。

熱源機１１が給気ダクト１６に送り出す空気には、熱源機１１の運転状態に応じて、熱源機１１が冷却した冷気と、熱源機１１が加熱した暖気と、熱源機１１が冷却と加熱とのいずれも行っていない空気とがある。さらに、図１に示す空調システム１０は制御装置３０及び複数個の温度センサ１８を備えている。ここでは、熱源機１１とエアフィルタ１２と２台の搬送ファン１３とは、建物２０に設置される単一の筐体１０１に収納され、ユニット化されている。したがって、熱源機１１からエアフィルタを通り２台の搬送ファン１３に至る経路（図１に破線で示している）は、筐体１０１の内部に形成されている。

この空調システム１０は、熱源機１１が生成した熱エネルギーを１０個の吹出口１５に配分するために、２台の搬送ファン１３、及び１０個のダンパ１４を備えている。搬送ファン１３が送り出した空気は、給気ダクト１６を通して吹出口１５に送られる。すなわち、２台の搬送ファン１３と１０個のダンパ１４と給気ダクト１６とは、熱源機１１が生成した熱エネルギーを１０個の吹出口１５に配分する分配装置１０２を構成している。熱源機１１が生成した熱エネルギーを１０個の吹出口１５に配分する割合は、２台の搬送ファン１３それぞれの風量と、１０個のダンパ１４それぞれの開度とにより決まる。すなわち、制御装置３０が分配装置１０２を制御することにより、熱源機１１が生成した熱エネルギーを１０個の吹出口１５に配分する割合が決まる。そして、複数の空調領域２１それぞれに単位時間に供給される熱量は、吹出口１５から空調領域２１に供給される空気の温度及び流量により決まる。

ここでの空調領域２１は、吹出口１５に一対一に対応するように仮想的に定めた空間領域である。空調の対象である空調空間としての単一の部屋２３に複数の吹出口１５から冷気又は暖気を供給する場合、単一の部屋２３に複数個の空調領域２１が存在する。空調空間は、部屋２３に限らず廊下あるいは階段などでもよい。図１に示す空調システム１０では、１つの部屋２３に２つの空調領域２１が存在する場合を例示している。部屋２３に示す破線は、空調領域２１を実空間で仕切っているわけではなく、２つの空調領域２１が存在することを示すために仮に設定した線である。

制御装置３０は、複数個の温度センサ１８それぞれが計測した温度を所定時間ごとに現在温度として取得し、現在温度に基づいて熱源機１１と分配装置１０２とを制御し、１０個の吹出口１５への単位時間当たりの熱量の配分量を調節する。複数個の温度センサ１８それぞれは、輻射熱の影響を受けずに気温を計測するように、通気口を有したケースに収納されていることが望ましい。

建物２０は内部に複数の空調領域２１を備える。空調領域２１は、空調の対象となる空間である。複数の空調領域２１それぞれは、一般的には、建物２０の部屋２３に一対一に対応している。ただし、単一の部屋２３に複数の空調領域２１が存在する場合があり、また単一の空調領域２１が複数の部屋２３に跨がる場合がある。空調領域２１は、部屋２３に限らず、廊下あるいは階段であってもよい。複数の空調領域２１には、それぞれ吹出口１５が配置される。すなわち、複数の空調領域２１それぞれには、吹出口１５から空気が供給される。

温度センサ１８と部屋２３（廊下あるいは階段でもよい）は、原則として一対一に対応し、温度センサ１８は、部屋２３の温度を計測する。したがって、単一の部屋２３に複数の空調領域２１が存在する場合、部屋２３に１個の温度センサ１８が配置される。図１に示す空調システム１０では、２つの空調領域２１がある単一の部屋２３に、１個の温度センサ１８が配置された例が示されている。したがって、図１に示す空調システム１０は、１０個の吹出口１５に対して９個の温度センサ１８を備える。単一の部屋２３に複数の空調領域２１が存在する場合、部屋２３に配置された１個の温度センサ１８が計測した温度は、複数の空調領域２１で共用される。すなわち、空調領域２１はダンパ１４に一対一対応しているが、部屋２３がダンパ１４に一対多対応する場合、複数のダンパ１４の開度は１個の温度センサ１８が計測した温度により決まる。ただし、単一の部屋２３に複数の空調領域２１が存在する場合に、２個以上の温度センサ１８が配置されていてもよい。

温度センサ１８が配置される場所は、吹出口１５が吹き出した空気が温度センサ１８に直接当たることがないように定められる。温度センサ１８の位置は、空調領域２１を囲む壁面であって、例えば床から１１０［ｃｍ］以上１２０［ｃｍ］以下の高さとなるように定められる。このような温度センサ１８の位置は、適宜に変更することが可能である。温度センサ１８の位置は一例に過ぎず、適宜に変更することが可能である。

熱源機１１は、１台の室内機１１１と１台の室外機１１２とを備えたヒートポンプ式のエアコンであって、室内機１１１からの空気は給気ダクト１６を通して空調領域２１に供給される。また、室内機１１１が取り込む空気は、建物２０の床下２２から外気ダクト１７１を通して取り込まれる屋外の空気と、建物２０の内部から経路１７２を通して回収される屋内の空気とである。外気ダクト１７１は、床下２２の空気を取り込む換気ファン１９に接続されている。

熱源機１１は、夏季には室内機１１１から冷気を送り出す冷房運転を行い、冬季には室内機１１１から暖気を送り出す暖房運転を行う。熱源機１１の冷房運転と暖房運転との切替は、春季あるいは秋季のような中間期に行う。冷房運転と暖房運転との違いは、熱源機１１の設定温度を、上限値として用いるか、下限値として用いるかの相違である。熱源機１１は、冷房運転の際は、室内機１１１から送り出す冷気の温度が上限値である熱源機１１の設定温度を上回らないように動作し、暖房運転の際は、室内機１１１から送り出す暖気の温度が下限値である熱源機１１の設定温度を下回らないように動作する。すなわち、熱源機１１は、建物２０の内部から回収した空気の温度を計測し、計測した温度を設定温度に維持するように、冷気又は暖気を生成する。以下の説明において、暖房運転の際の熱量は暖気の熱量を意味し、冷房運転の際の熱量は冷気の熱量を意味する。

室内機１１１からの空気は、エアフィルタ１２を通して搬送ファン１３に送られる。エアフィルタ１２は、ＨＥＰＡフィルタ（HEPA：High Efficiency Particulate Air）であることが望ましい。エアフィルタ１２がＨＥＰＡフィルタであれば、微小粒子状物質の除去が可能である。ここに、サイズが比較的大きい塵埃及び昆虫などは、換気ファン１９と外気ダクト１７１と室内機１１１とを含む経路内の１箇所以上に配置されたフィルタによって、空気をエアフィルタ１２に導入する前に除去される。そのため、エアフィルタ１２の目詰まりが抑制される。

この空調システム１０では、給気ダクト１６は、２台の搬送ファン１３が送り出した空気がそれぞれ導入される２系統の分岐ダクト１６１を備える。すなわち、室内機１１１から送り出されエアフィルタ１２を通過した後に２台の搬送ファン１３に送られた空気が、搬送ファン１３ごとに異なる分岐ダクト１６１に導入される。２台の搬送ファン１３はそれぞれ室内機１１１からの空気を加速する。この空調システム１０では、２系統の分岐ダクト１６１それぞれが、更に５系統以上の末端ダクト１６２に分岐している。つまり、室内機１１１からの空気は１０系統の末端ダクト１６２に導入される。

１０系統の末端ダクト１６２のそれぞれにはダンパ１４が配置される。ダンパ１４は、開度が調節可能であり、開度の変化により末端ダクト１６２を通る空気の流量を変化させる。末端ダクト１６２の末端には吹出口１５が接続されている。したがって、室内機１１１からの空気は、搬送ファン１３を通してダンパ１４に送られ、ダンパ１４で流量が調節された後、吹出口１５を通して空調領域２１に吹き出す。

上述した空調システム１０は、建物２０の換気を常時行う。そのため、原則として、搬送ファン１３は常に運転を行う。また、空調システム１０は、冷房運転あるいは暖房運転を必要としない場合、熱源機１１を停止させる。すなわち、外気ダクト１７１から室内機１１１に導入される外気は、熱源機１１が冷却あるいは加熱を行わない場合でも、換気のために搬送ファン１３により空調領域２１に送り込まれる。ただし、メンテナンスなどの必要に応じて搬送ファン１３を停止させることは可能である。また、換気扇などによる換気を行う場合、搬送ファン１３を停止させる場合もある。

以下では、制御装置３０について詳述する。制御装置３０は、図２に示すように、処理部３１と制御部３２とを備える。処理部３１は、複数の空調領域２１のそれぞれに供給する熱量の配分量を定める。制御部３２は、熱源機１１と搬送ファン１３とダンパ１４との制御を行う。また、制御装置３０は、操作表示装置４０との間で情報の入力及び出力を行うためのインターフェイス部３３を備える。

操作表示装置４０は、表示装置とタッチパッドとを含むタッチパネルを備え、ユーザインターフェイス（GUI：Graphic User Interface）として機能する。すなわち、制御装置３０は、操作表示装置４０が備える表示装置に情報を出力し、操作表示装置４０が備えるタッチパッドから入力される情報を受け付ける。操作表示装置４０には、必要に応じて様々な画面が表示される。操作表示装置４０は、専用でなくても、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータなどであってもよい。また、操作表示装置４０ではなく、表示装置と操作装置とを個別に備えていてもよい。

操作表示装置４０に表示される１つの画面は、ユーザの操作による入力情報として、複数の部屋２３それぞれのユーザ希望温度を受け付ける。制御装置３０は、操作表示装置４０が受け付けたユーザ希望温度を記憶部３４に格納する。記憶部３４には、複数の部屋２３それぞれについてユーザ希望温度が格納される。

図２に示す制御装置３０の処理部３１は、複数の温度センサ１８それぞれと通信する取得部３１０を備える。この空調システム１０では、取得部３１０は、温度センサ１８との間で有線通信を行い、複数の温度センサ１８に対して定期的に現在温度を問い合わせるように構成されている。すなわち、取得部３１０は、複数の温度センサ１８に対してポーリングを行うことにより、個々の温度センサ１８から現在温度を取得する。取得部３１０が複数の温度センサ１８それぞれに現在温度を問い合わせる周期は、１分以上１５分以下の範囲、望ましくは５分以上１０分以下の範囲に定められている。この周期は、温度センサ１８の計測精度、部屋２３の温度が変化する速さなどにより決まる。

取得部３１０が温度センサ１８から取得した現在温度は、取得部３１０が温度センサ１８に問い合わせたときに温度センサ１８が計測した温度である。ただし、温度センサ１８が取得部３１０からの問い合わせを受けた時点付近に定めた所定期間での温度の平均値であってもよい。この所定期間は、温度センサ１８が取得部３１０から問い合わせを受けた時点の前と後とのどちらか、あるいは、その時点を跨ぐ。この所定期間は、例えば１０秒以上３分以下の範囲、望ましくは３０秒以上１分以下の範囲に定められている。

制御装置３０の処理部３１は、取得部３１０に加えて、計算部３１１、決定部３１２を備える。ここで、説明のために、取得部３１０が取得する現在温度の時系列に順序を表す正の整数値ｉを対応付け、複数の部屋２３を互いに区別するための識別情報をｊで表す。識別情報ｊは、例えば正の整数値で表される。

計算部３１１は、複数の部屋２３それぞれについて、記憶部３４に格納されているユーザ希望温度に基づいて目標温度を定める。制御装置３０の動作によっては、目標温度がユーザ希望温度と異なる場合があるが、ここでは、目標温度がユーザ希望温度と同じである場合について説明する。第１計算部３１１は、取得部３１０が取得した現在温度とを入力として、所定時間ごとに取得した現在温度と目標温度との温度差を計算する。識別情報がｊである部屋２３について、取得部３１０が取得した現在温度をθｊ１（ｉ）で表し、目標温度をθｊ２で表すと、計算部３１１は、温度差Δθｊ（ｉ）を、Δθｊ（ｉ）＝θｊ１（ｉ）−θｊ２という計算で求め、正負の符号付きで出力する。計算部３１１は、複数の部屋２３それぞれについて温度差Δθｊ（ｉ）を求める。計算部３１１が求めた温度差Δθｊ（ｉ）は、部屋２３の識別情報ｊに対応付けて記憶部３４に一時的に格納される。記憶部３４に格納された温度差Δθｊ（ｉ）は、取得部３１０が現在温度θｊ１（ｉ）を取得するたびに更新される。

決定部３１２は、複数の部屋２３それぞれについて、計算部３１１が求めたｉ番目の温度差Δθｊ（ｉ）を用いて、複数の部屋２３それぞれに熱源機１１から供給する熱量の配分量を定める。複数の部屋２３それぞれに配分される熱量は、複数のダンパ１４それぞれの開度と、２台の搬送ファン１３それぞれの風量と、熱源機１１が単位時間当たりに生成する熱量とにより定まる。すなわち、決定部３１２は、複数の部屋２３それぞれの温度差Δθｊ（ｉ）に基づいて、複数のダンパ１４それぞれの開度を定めた後に、２台の搬送ファン１３それぞれの風量及び熱源機１１が単位時間当たりに生成する熱量を定める。

建物２０の１つの部屋２３に着目すると、決定部３１２は、空調システム１０が冷房期間には、温度差Δθｊ（ｉ）の符号が正であって絶対値が大きいほど、開度が大きくなるようにダンパ１４の開度を定める。一方、空調システム１０が暖房期間には、決定部３１２は、温度差Δθｊ（ｉ）の符号が負であって絶対値が大きいほど、開度が大きくなるようにダンパ１４の開度を定める。ダンパ１４の開度は、複数段階から選択される。決定部３１２は、温度差Δθｊ（ｉ）を複数の区間に区分し、温度差Δθｊ（ｉ）の各区間にダンパ１４の開度を対応付けている。したがって、決定部３１２は、温度差Δθｊ（ｉ）に応じたダンパ１４の開度を定めることができる。

取得部３１０が複数の部屋２３それぞれの現在温度を取得すると、決定部３１２は複数の部屋２３それぞれに対応するダンパ１４の開度を求める。決定部３１２は、複数の部屋２３それぞれに配分する単位時間当たりの熱量を決めるために、ダンパ１４の開度を求めた後には、２台の搬送ファン１３それぞれの風量を求める。２台の搬送ファン１３の風量は、それぞれ複数段階から選ぶことが可能であり、この空調システム１０では、２台の搬送ファン１３の風量がそれぞれ４段階から選ばれる。

この空調システム１０では１台の搬送ファン１３に５個のダンパ１４を対応させているから、決定部３１２は、１台の搬送ファン１３の風量を、搬送ファン１３に対応した５個のダンパ１４の開度に基づいて定める。搬送ファン１３の風量は、ダンパ１４の開度とあらかじめ対応付けてある。決定部３１２は、１台の搬送ファン１３に対応した５個のダンパ１４それぞれの開度を決めた後、搬送ファン１３の風量を定める。また、決定部３１２は、１０個のダンパ１４の開度に基づいて２台の搬送ファン１３の風量を決めた後、熱源機１１の風量を定める。搬送ファン１３の風量と熱源機１１の風量とは、あらかじめ対応付けられている。

熱源機１１の設定温度は、空調システム１０が冷房運転であれば、複数の部屋２３の目標温度のうちの最低温度よりも低い温度に設定され、空調システム１０が暖房運転であれば、複数の部屋２３の目標温度のうちの最高温度よりも高い温度に設定される。例えば、暖房運転であれば熱源機１１の設定温度は、複数の部屋２３の目標温度のうちの最高温度に、適宜の温度を加算した値に定められる。最高温度に加算する温度は、１［℃］以上７［℃］未満の範囲から選択され、一例として４［℃］に設定される。冷房運転であれば、同程度の温度が上述した最低温度から減算される。熱源機１１の設定温度が決まると、熱源機１１が単位時間当たりに供給する熱量は、風量によって調節される。決定部３１２は、熱源機１１の風量を、２台の搬送ファン１３の風量の合計に近くなるように決定する。

ところで、上述した空調システム１０では、制御装置３０が、複数の空調領域２１それぞれの温度を計測する複数の温度センサ１８と通信を行い、複数の空調領域２１それぞれの現在温度に基づいて熱源機１１及び分配装置１０２を制御している。したがって、制御装置３０は、複数の温度センサ１８のいずれかとの通信ができないと、その温度センサ１８に対応する空調領域２１の現在温度を取得することができない。制御装置３０は、現在温度を取得できない空調領域２１については、冷気又は暖気の供給量を決定することができない。言い換えると、分配装置１０２は、熱源機１１が生成した冷気又は暖気を、複数の空調領域２１それぞれの現在温度及び目標温度に合うように適切に配分することができない。

制御装置３０が複数の温度センサ１８の少なくとも１つから現在温度を取得できないという事象が生じた場合に、熱源機１１及び分配装置１０２を停止させるように制御装置３０を設計することが考えられる。しかしながら、空調システム１０は、全館空調システムであるから、冷気又は暖気を空調領域２１に供給するように動作しているときに、熱源機１１及び分配装置１０２が停止すると、複数の空調領域２１のすべてで冷気又は暖気の供給が停止する。そのため、空調システム１０の動作が回復するまでに、建物２０における複数の空調領域２１の温度が大きく変化し、建物２０内の人にとっての快適性が損なわれる可能性がある。また、気温が非常に高い時期であれば、冷気が停止すると、建物２０内の人が熱中症になる可能性があり、気温が非常に低い時期であれば、暖気が急に停止すると、建物２０内の人にヒートショックが生じる可能性がある。

そのため、本実施形態の空調システム１０では、制御装置３０が、複数の温度センサ１８のうちの少なくとも１つから現在温度を取得できない場合でも、熱源機１１および分配装置１０２を動作させ、冷気又は暖気を空調領域２１に供給する構成を採用している。具体的には、複数の温度センサ１８のうちの少なくとも１つから現在温度を取得できないという事象が起こることを条件に含む異常条件が定められ、制御装置３０は、異常条件が成立したときに、熱源機１１及び分配装置１０２を以下に説明するように動作させる。

制御装置３０は、複数の空調領域２１すべてについて現在温度を取得可能であるときの熱源機１１の設定温度とは別に、異常条件が成立した場合に指示する設定温度が定められている。異常条件が成立したときの設定温度は、空調システム１０が冷房運転である期間と、空調システム１０が暖房運転である期間とでは、個別に設定されていることが望ましい。

ところで、制御装置３０には、冷房運転の期間と暖房運転の期間とのそれぞれに対して「代表温度」が定められている。代表温度は、建物２０の基準となる温度である。制御装置３０に代表温度が決められていることにより、複数の空調領域２１それぞれの目標温度は、代表温度に対して補正値を加算又は減算することにより設定される。言い換えると、代表温度は、複数の空調領域２１それぞれの目標温度に対して補正値分の温度差であり、目標温度との温度差は比較的小さいと言える。

本実施形態の空調システム１０では、制御装置３０は、異常条件が成立したときに、熱源機１１に設定温度を代表温度とするように指示する。熱源機１１の設定温度が代表温度であれば、建物２０の複数の空調領域２１それぞれの目標温度が異なっていたとしても、代表温度に対しては補正値分の温度差であるから、熱源機１１が生成する冷気又は暖気の温度との差異は比較的少ない。熱源機１１の風量は、大きいほうが望ましいが、調節可能範囲の最大値である必要はない。熱源機１１の風量が停止を除いて５段階に設定できるとすれば、異常条件が成立したときの風量は、上位２段階のいずれかに設定されることが望ましい。

さらに、制御装置３０は、異常条件が成立したときに、建物２０のすべての空調領域２１への冷気又は暖気の供給量を等しくするように、分配装置１０２に指示する。具体的には、すべての空調領域２１に対応したダンパ１４の開度を最大にする。また、制御装置３０は、異常条件が成立したときに、搬送ファン１３に対して、風量の調節可能範囲における中央値以上の風量になるように指示を与える。搬送ファン１３は、風量を４段階から選択可能である構成を想定しているから、異常条件が成立したときの風量は、上位の２段階のいずれかに定める。なお、搬送ファン１３の４段階の風量は、搬送ファン１３の停止を含まない。

上述のように制御装置３０は、異常条件が成立すると、熱源機１１の設定温度を代表温度とし、建物２０のすべての空調領域２１への冷気又は暖気の供給量がほぼ等しくなるように分配装置１０２を制御する。この動作により、異常条件が成立した後でも、熱源機１１および分配装置１０２の動作は停止せず、しかも熱源機１１の設定温度が代表温度であるから、各空調領域２１の目標温度に対する温度変化が抑制される。また、制御装置３０は、異常条件が成立すると、ダンパ１４の開度を最大にし、熱源機１１の風量および搬送ファン１３の風量を比較的大きくすることで、建物２０のすべての空調領域２１に単位時間当たりに供給する冷気又は暖気の体積を比較的大きくしている。そのため、建物２０の内部に供給される冷気又は暖気が混ざりやすくなる。

異常条件は、上述したように、制御装置３０が複数の温度センサ１８の少なくとも１つから現在温度を取得できないという事象が起こることを条件に含んでいる。このような事象は、温度センサ１８の動作が異常である場合、あるいは制御装置３０と温度センサ１８との間の通信が成立しなかった場合に起こる可能性がある。温度センサ１８の動作が異常である場合には、温度センサ１８から前回取得した現在温度との温度差が所定値を超えている場合、温度センサ１８が異常信号を通知した場合などを含む。また、通信が成立しない場合には、温度センサ１８が動作しない場合、通信の干渉あるいはノイズの影響によって通信エラーが生じる場合などを含む。制御装置３０と温度センサ１８との間の通信が成立しなければ、通信のリトライを行うことが可能であるが、短時間で解消しない異常が生じている場合には、通信のリトライを行っても現在温度を取得することは難しい。そのため、異常条件は、現在温度を取得できないという事象が連続して起こる回数が判定回数に達するという条件を含むことが望ましい。

この場合、いずれかの空調領域２１について現在温度を取得できないという事象が連続して起こる回数が判定回数に達するまでは、制御装置３０は、当該空調領域２１の現在温度を過去に取得した現在温度で代用することが望ましい。ここで、事象が連続して起こる回数は、空調領域２１ごとにカウントされる。たとえば、判定回数が３回であり、現在温度を取得できないという事象が居間と寝室とで起こる場合には、居間と寝室とのそれぞれで事象が起こる回数が判断される。

この動作のために、制御装置３０は、建物２０のすべての空調領域２１について、過去の所定個数の現在温度を記憶部３４に記憶させる。また、制御装置３０は、いずれかの空調領域２１の現在温度を取得できないという事象が起こると、当該空調領域２１の現在温度を、記憶部３４に格納されている最新の現在温度で代用する。上述のように、判定回数が３回であれば、制御装置３０は、事象が１回生じた時点では、現在温度を１回前に取得した現在温度で代用し、その事象が２回連続して生じた時点では、現在温度を２回前に取得した現在温度で代用する。また、制御装置３０は、事象が３回連続して生じた場合は、上述したように、熱源機１１には設定温度を代表温度とするように指示し、分配装置１０２にはダンパ１４の開度を最大とし、搬送ファン１３の風量を比較的大きくするように指示する。制御装置３０が現在温度を１０分に１回取得するとすれば、制御装置３０は、現在温度を取得できない状態が３０分継続した場合に、異常条件が成立したと判断する。

上述した制御装置３０の動作を図３にまとめて示す。制御装置３０は、温度センサ１８からの現在温度θ（ｉ）の取得を試み（Ｓ１１）、すべての温度センサ１８から現在温度θ（ｉ）を取得できたときには（Ｓ１２：Ｙ）、取得した現在温度θ（ｉ）を採用する。熱源機１１の設定温度は、冷房運転時には、建物２０の部屋２３の目標温度のうちの最低温度から適宜の温度を減算し、暖房運転時には、建物２０の部屋２３の目標温度のうちの最高温度に適宜の温度を加算した値に定める（Ｓ１３）。

また、ステップＳ１２において、複数の温度センサ１８のいずれかから現在温度θ（ｉ）を取得できないという事象が起これば（Ｓ１２：Ｎ）、制御装置３０は、その事象が連続して起こった回数が判定回数に達したか否かを判定する（Ｓ１４）。判定回数に達していなければ（Ｓ１４：Ｎ）、制御装置３０は、現在温度として、記憶部３４に格納されている過去の現在温度（θ（ｉ−１）など）を採用する。この場合も、熱源機１１の設定温度は、冷房運転時には、建物２０の部屋２３の目標温度のうちの最低温度から適宜の温度を減算し、暖房運転時には、建物２０の部屋２３の目標温度のうちの最高温度に適宜の温度を加算した値に定める（Ｓ１５）。

一方、ステップＳ１４において、判定回数に達していれば（Ｓ１４：Ｙ）、代表温度を熱源機１１の設定温度として採用する（Ｓ１６）。制御装置３０は、ステップＳ１３、Ｓ１５、Ｓ１６のいずれかで定めた設定温度を熱源機１１に指示する（Ｓ１７）。なお、図３では、分配装置１０２の制御に関する記述は省略している。

上述した制御装置３０は、プログラムを実行するプロセッサを備えるデバイスを主なハードウェア構成として実現される。プロセッサを備えるデバイスは、半導体メモリを別に設けるＭＰＵ（Micro Processing Unit）のほか、半導体メモリと合わせて単一のパッケージに収納したマイクロコントローラ（Micro-Controller）でもよい。制御装置３０は、メモリとして、少なくともＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、他にＲＯＭ（Read-Only Memory）とＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）との少なくとも一方を備えることが望ましい。

プログラムは、ＲＯＭに書き込まれた状態で提供されるほか、光学記録ディスクのような記録媒体あるいはフラッシュメモリを備える記録媒体であって、コンピュータ読取可能な記録媒体によって提供されてもよい。また、プログラムは、インターネット、移動体通信網などの電気通信回線を通して提供されてもよい。記録媒体あるいは電気通信回線により提供されるプログラムは、書換可能な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）に格納されることが望ましい。

建物２０は、戸建て住宅に限らず、集合住宅、店舗などの他の建物であってもよい。空調システム１０として、ヒートポンプ式の熱源機１１を備える構成を例示したが、空調システム１０は、温水あるいは冷水を複数のファンコイルユニットに通す構成などであってもよい。また、熱源機１１が生成した冷気又は暖気を複数の空調領域２１に分配する場合を例として説明したが、単一の空調領域２１に１台の熱源機１１が配置されている場合でも、熱源機１１を通年で運転する場合には、上述した技術を採用することが可能である。

上述した空調システム１０では、エアフィルタ１２としてＨＥＰＡフィルタを採用しているが、他の構成のエアフィルタ１２を用いることを妨げない。上述した搬送ファン１３の台数、ダンパ１４及び吹出口１５の個数、温度センサ１８の個数、部屋２３の個数などは一例であり、適宜に変更される。また、搬送ファン１３は空調システム１０の必須構成ではない。すなわち、空調システム１０は、熱源機１１が生成した冷気又は暖気が、加速されることなくダンパ１４を通って吹出口１５から吹き出す構成であってもよい。

上述した空調システム１０において、取得部３１０は、温度センサ１８との間で有線通信を行っているが、無線通信を行ってもよく、建物２０において有線通信と無線通信とが混在していてもよい。取得部３１０と温度センサ１８との間の通信規約にはとくに制限はない。また、上述した空調システム１０では、取得部３１０が複数の温度センサ１８それぞれに現在温度を問い合わせる構成であるが、複数の温度センサ１８が適宜のタイミングで現在温度を取得部３１０に送信する構成であってもよい。

さらに、上述した空調システム１０では、現在温度θ１（ｉ）と目標温度θ２との相違の程度が温度差Δθ（ｉ）で表されており、制御装置３０は、温度差Δθ（ｉ）に基づいてダンパ１４の開度を決めている。これに対して、現在温度θ１（ｉ）と目標温度θ２との相違の程度は、目標温度θ２に対する現在温度θ１（ｉ）の比で表してもよい。

以上説明したように、空調システム１０は、熱源機１１と分配装置１０２と複数の温度センサ１８と制御装置３０とを備える。熱源機１１は、建物２０の内部から回収した空気の温度を設定温度に維持するように冷気又は暖気を生成する。分配装置１０２は、熱源機１１が生成した冷気又は暖気を建物２０の複数の空調領域２１に配分する。複数の温度センサ１８は、複数の空調領域２１それぞれの温度を現在温度θ１（ｉ）として計測する。制御装置３０は、複数の空調領域２１それぞれについて、所定の時間間隔で現在温度θ１（ｉ）と目標温度θ２との相違の程度に基づいて熱源機１１及び分配装置１０２の動作を制御する。また、制御装置３０は、複数の温度センサ１８のうちの少なくとも１つから現在温度θ１（ｉ）を取得できないという事象が起こることを条件に含む異常条件が成立したときに、熱源機１１と分配装置１０２とに以下のように指示する。すなわち、制御装置３０は、所定の代表温度を設定温度として熱源機１１に指示し、複数の空調領域２１それぞれに配分される冷気又は暖気の供給量を等しくするように分配装置１０２に指示する。

したがって、空調システム１０は、制御装置３０が温度センサ１８から現在温度θ１（ｉ）を取得できない場合でも、熱源機１１が停止せず、空調領域２１の温度変化の抑制が可能である。また、複数の空調領域２１への冷気又は暖気の供給量を等しくするから、複数の空調領域２１それぞれでは温度に変化が生じることがあるが、変化の程度は比較的小さく、空調領域２１の温度変化の抑制が可能である。なお、代表温度を熱源機１１の設定温度として指示する場合、複数の空調領域２１への冷気又は暖気の単位時間当たりの供給量ができるだけ多くなるように、熱源機１１及び分配装置１０２の上限付近に設定することが望ましい。この場合、複数の空調領域２１への冷気又は暖気の供給量が多くなることによって、建物２０の内部の空気が攪拌され、建物２０内の温度差が抑制される。

異常条件は、制御装置３０が、複数の温度センサ１８のうちの少なくとも１つの温度センサ１８から現在温度θ１（ｉ）を取得できないという事象が連続して起こる回数が所定の複数回である判定回数に達することであることが望ましい。

すなわち、制御装置３０が温度センサ１８から現在温度θ１（ｉ）を取得できないという事象が偶発的に起こったとしても、ただちに異常条件とみなさず、熱源機１１及び分配装置１０２の運転を継続させることが可能である。

制御装置３０は、複数の温度センサ１８のうちの少なくとも１つの温度センサ１８から現在温度θ１（ｉ）を取得できないという事象が連続して起こる回数が判定回数に達するまでは、以下の動作を行うことが望ましい。すなわち、制御装置３０は、異常条件が成立する前には、現在温度θ１（ｉ）として、当該温度センサ１８から過去に取得した現在温度（θ１（ｉ−１）など）を代用することが望ましい。

この動作によって、制御装置３０が温度センサ１８から現在温度θ（ｉ）を取得できない場合であっても、空調領域２１への冷気又は暖気の供給量が急激に変動することがないから、空調領域２１の温度が維持される。

制御装置３０は、処理部３１と制御部３２と記憶部３４とを備えることが望ましい。処理部３１は、複数の空調領域２１それぞれについて、複数の温度センサ１８それぞれから取得した現在温度θ（ｉ）と目標温度θ２とに基づいて冷気又は暖気の供給量を定める。制御部３２は、処理部３１が定めた供給量に基づいて熱源機１１及び分配装置１０２を制御する。記憶部３４は、複数の空調領域２１それぞれの現在温度θ１（ｉ）を複数個ずつ格納する。処理部３１は、以下の２つの機能を有することが望ましい。第１の機能は、複数の温度センサ１８のうちの少なくとも１つの温度センサ１８から現在温度θ１（ｉ）を取得できないという事象が連続して起こる回数が判定回数に達したか否かを判断する機能である。第２の機能は、この事象が連続して起こる回数が判定回数に達するまでは、現在温度θ１（ｉ）に代えて、記憶部３４に格納されている当該温度センサ１８の過去の１つの現在温度（θ（ｉ−１）など）を用いる機能とを有する。

この構成は、制御装置３０の具体例であり、通常の動作では、複数の空調領域２１それぞれの現在温度θ１（ｉ）と目標温度θ２とに基づいて、複数の空調領域２１それぞれへの冷気又は暖気の供給量を決めている。また、制御装置３０は、上述の事象が連続して起こる回数が判定回数に達するまでは、記憶部３４に格納された過去の現在温度（θ１（ｉ−１）など）を、今回の現在温度θ１（ｉ）に代えて用いるから、空調領域２１の急激な温度変化を回避できる。

分配装置１０２は、給気ダクト１６と複数のダンパ１４とを備えることが望ましい。給気ダクト１６は、熱源機１１からの冷気又は暖気を複数の空調領域２１それぞれに配分するように複数系統に分岐している。複数のダンパ１４は、給気ダクト１６の複数系統それぞれから複数の空調領域２１に吹き出す冷気又は暖気の流量を調節する。この場合、制御装置３０は、異常条件が成立すると、複数のダンパ１４すべての開度を最大にするように、分配装置１０２に指示する。

したがって、異常条件が成立すると、建物２０のすべての空調領域２１に供給される冷気又は暖気が混ざりやすくなる。そのため、建物２０の全体の温度が均一化されやすくなる。

分配装置１０２は、熱源機１１が供給する冷気又は暖気を複数のダンパ１４に送る搬送ファン１３を備えていてもよい。この場合、制御装置３０は、異常条件が成立すると、搬送ファン１３の風量を調節可能範囲の中央値以上とするように、分配装置１０２に指示する。

すなわち、搬送ファン１３の風量を比較的大きくすることにより、建物２０のすべての空調領域２１に供給される冷気又は暖気が更に混ざりやすくなる。

以上説明した実施形態は、本発明の様々な実施形態の一部に過ぎない。また、上述した実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

１０ 空調システム
１１ 熱源機
１３ 搬送ファン
１４ ダンパ
１６ 給気ダクト
１８ 温度センサ
２０ 建物
２１ 空調領域
３０ 制御装置
３１ 処理部
３２ 制御部
３４ 記憶部
１０２ 分配装置
θ１（ｉ）、θｊ１（ｉ） 現在温度
θ２ 目標温度

Claims (6)

1. 建物の内部から回収した空気の温度を設定温度に維持するように冷気又は暖気を生成する熱源機と、
   前記熱源機が生成した前記冷気又は前記暖気を前記建物の複数の空調領域に配分する分配装置と、
   前記複数の空調領域それぞれの温度を現在温度として計測する複数の温度センサと、
   前記複数の空調領域それぞれについて、所定の時間間隔で前記現在温度と目標温度との相違の程度に基づいて前記熱源機及び前記分配装置の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つから前記現在温度を取得できないという事象が起こることを条件に含む異常条件が成立したときに、所定の代表温度を設定温度として前記熱源機に指示し、前記複数の空調領域それぞれに配分される前記冷気又は前記暖気の供給量を等しくするように前記分配装置に指示する
   ことを特徴とする空調システム。
2. 前記異常条件は、
   前記制御装置が、前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つの温度センサから前記現在温度を取得できないという事象が連続して起こる回数が所定の複数回である判定回数に達することである
   請求項１記載の空調システム。
3. 前記制御装置は、
   前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つの温度センサから前記現在温度を取得できないという事象が連続して起こる回数が前記判定回数に達するまでは、前記現在温度として、当該温度センサから過去に取得した現在温度を代用する
   請求項２記載の空調システム。
4. 前記制御装置は、
   前記複数の空調領域それぞれについて、前記複数の温度センサそれぞれから取得した前記現在温度と前記目標温度とに基づいて前記冷気又は前記暖気の供給量を定める処理部と、
   前記処理部が定めた前記供給量に基づいて前記熱源機及び前記分配装置を制御する制御部と、
   前記複数の空調領域それぞれの前記現在温度を複数個ずつ格納する記憶部とを備え、
   前記処理部は、
   前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つの温度センサから前記現在温度を取得できないという事象が連続して起こる回数が前記判定回数に達したか否かを判断する機能と、
   前記事象が連続して起こる回数が前記判定回数に達するまでは、前記現在温度に代えて、前記記憶部に格納されている当該温度センサの過去の１つの現在温度を用いる機能とを有する
   請求項３記載の空調システム。
5. 前記分配装置は、
   前記熱源機からの前記冷気又は前記暖気を前記複数の空調領域それぞれに配分するように複数系統に分岐した給気ダクトと、
   前記給気ダクトの前記複数系統それぞれから前記複数の空調領域に吹き出す前記冷気又は前記暖気の流量を調節する複数のダンパとを備え、
   前記制御装置は、
   前記異常条件が成立すると、前記複数のダンパすべての開度を最大にするように、前記分配装置に指示する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調システム。
6. 前記分配装置は、
   前記熱源機が供給する冷気又は暖気を複数のダンパに送る搬送ファンを更に備え、
   前記制御装置は、
   前記異常条件が成立すると、前記搬送ファンの風量を調節可能範囲の中央値以上とするように、前記分配装置に指示する
   請求項５記載の空調システム。

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