JPH06331201A - 空気調和機の室内環境設定装置 - Google Patents

空気調和機の室内環境設定装置

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JPH06331201A
JPH06331201A JP5119726A JP11972693A JPH06331201A JP H06331201 A JPH06331201 A JP H06331201A JP 5119726 A JP5119726 A JP 5119726A JP 11972693 A JP11972693 A JP 11972693A JP H06331201 A JPH06331201 A JP H06331201A
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JP
Japan
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set temperature
room
candidates
calculating
sensor
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Application number
JP5119726A
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English (en)
Inventor
Shigeaki Matsubayashi
成彰 松林
Shogo Hamazaki
省吾 濱崎
Masataka Iwasaki
昌隆 岩崎
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH06331201A publication Critical patent/JPH06331201A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷房および暖房をおこなう空気調和機におい
て、快適性と省エネルギの双方に最適な室内環境設定値
を与える室内環境設定装置に関するものであり、人体情
報センサを用いて居住者の状態を検出することで、管理
者の負担軽減、正確な快適指標を得ることを目的とす
る。 【構成】 人体情報センサにより居住者の状態を常に検
出し、この検出値をもとに活動量演算手段で活動量を演
算し快適指数演算手段に入力するために、管理者の負担
が軽減され、さらに常に正確な快適指数を得ることがで
きる。また在室人数演算手段で在室人数も演算するの
で、空調負荷演算の精度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、事務所ビルおよび一般
住宅に冷房および暖房をおこなう空気調和機に対して、
最適な室内環境設定値を与える空気調和機の室内環境設
定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、事務所ビルおよび一般住宅の空気
調和に対しては快適性に関するニーズが高まり、室内温
度に代表する室内環境を定められた設定値に保つように
空気調和機の能力を調整する高性能な制御装置と同様
に、居住者が最も快適と感じる室内環境設定値を自動的
に演算する空気調和機の室内環境設定値演算装置が多く
使われている。また一方では、一般家庭からオフィスま
での幅広い範囲でエネルギの使用量が大きな社会問題と
なり、省エネルギが叫ばれている。このような社会情勢
のもとでは多くのエネルギを必要とする空気調和機の省
エネルギ対策が重要視されており、快適性とともに省エ
ネルギも考えた環境設定が必要となってきている。
【0003】このような背景のもとで、本発明者らは既
に特願平4−115682で複数個の設定温度に対して
快適指数と空調機コストを計算し、その両方を表示しな
がら設定温度を選択することで、居住者にとって最適な
快適性と省エネルギの両立を実現することのできる空気
調和機の室内環境設定装置を提案している。
【0004】以下図面を用いて、従来の空気調和機の室
内環境設定装置について説明する。図2は代表的な空気
調和機であるエアハンドリングユニットとその制御装置
の概略図である。図2において、エアハンドリングユニ
ット101には冷温水コイル102と、冷温水コイル1
02により熱交換された空気を室内に送る送風機103
を有しており、給気ダクト104を介して室内105へ
送風する。エアハンドリングユニット101と室内10
5は、還気ダクト106により接続されている。室内1
05には室内の温度を計測する室内温度センサ107が
設置されている。
【0005】制御装置108は、与えられた設定温度T
setをもとに室内温度センサ107の信号を取り込み冷
温水コイル102に流れる温水あるいは冷水の量を変化
させるバルブ109の開度および送風機103の送風量
を変化させるインバータ110の周波数を変化させて室
内105へ供給される熱量Qを調整し、室内の温度を所
望の一定値に保っている。
【0006】図3は従来の空気調和機の室内環境設定装
置の構成図である。図3において、室内105には室内
の温度を計測する室内温度センサ107のほかに、室内
の湿度を計測する室内湿度センサ111、室内の風速を
計測する室内風速センサ112、室内の輻射温度を計測
する輻射温度センサ113、居住者の活動量を入力する
活動量入力手段114、居住者の着衣量を入力する着衣
量入力手段115が設置されている。また室外には外気
温度センサ4、外気湿度センサ5、日射量センサ6が設
置されている。さらに、10℃〜30℃まで1℃刻みで
21種類の設定温度候補Tmを出力する設定温度メモリ
3が設置されている。
【0007】なお、設定温度候補の刻みを小さくするこ
とによってより精度の高い室内温度設定が可能となる
し、また設定温度候補の上下限値を大きくすることによ
ってより幅広い環境にも対応できる。
【0008】快適指数演算手段7は設定温度メモリ3の
出力値である複数個の設定温度候補Tm、室内湿度セン
サ111の測定値H、室内風速センサ112の測定値
V、輻射温度センサ113の測定値Tr、活動量入力手
段114の入力値Mと着衣量入力手段115の入力値l
cから次式を使ってそれぞれの設定温度候補Tmに対応
した複数個の快適指数pmvを演算する。
【0009】
【数1】
【0010】PMV指標は、国際規格ISO7730に
定められた温熱環境評価指標であり、上記のように室内
温度、室内湿度、室内風速、輻射温度、居住者の活動
量、居住者の着衣量を入力として計算され、その値が0
の時に快適と感じる居住者が最も多く、その値が正の数
で大きくなるにつれて暑いと感じる居住者が増加し、そ
の値が負の数で小さくなるにつれて寒いと感じる居住者
が増加する傾向にあり、一般にPMVの値が−0.5か
ら0.5の範囲内にある場合は、90%の人が快適と感
じると言われている。
【0011】空調負荷演算手段8は設定温度メモリ3の
複数の出力値Tm、外気温度センサ4の測定値To、外
気湿度センサ5の測定値Ho、日射量センサ6の測定値
Sからそれぞれの設定温度候補に対応した複数個の空調
負荷予測値QL を演算する。空調負荷予測値の演算は例
えば、オーム社(財団法人 空気調和・衛生工学会編)
発行の「空気調和設備の実務と知識」の第3章空気調和
負荷に記載されている方法をもとにして行う。
【0012】コスト演算手段9はそれぞれの空調負荷予
測値QL に対応したコスト予測値EL を演算する。コス
ト予測値EL の演算方法について説明すると、(表1)
に示す「空調負荷−ランニングコストテーブル」を参照
して、それぞれの空調負荷予測値QL に対応するランニ
ングコストEL を線形補間で求める。
【0013】
【表1】
【0014】ここで、(表1)に示したテーブルの値は
管理者が設定するものである。こうして演算された複数
個の快適指数pmvと複数個のコスト予測値EL はそれ
ぞれに対応する設定温度候補とともに表示手段10で表
示される。この表示例を図4に示す。図4では設定温度
メモリから出力された21種類の設定温度候補Tmのう
ち、PMV快適指標により最適と判断される設定温度と
その前後2℃の合計5種類の設定温度候補についてそれ
ぞれに対応する省エネルギ効果と快適性を表示している
例である。この実施例は冷房時の場合であり、居住者が
最も快適と感じる室内設定温度が20.0℃であること
を示している。さらに設定温度を2℃上げると、快適性
は95%から45%に落ちるが、省エネルギー効果は1
日あたり4万円の節約になることを示している。管理者
はこれらを参考にしながら、快適性をとるか省エネルギ
ーを取るかの判断をし、設定温度選択手段11で設定温
度Tsetを選択する。選択された設定温度Tsetは制御装
置108に与えられる。前記一連の動作は空調機を動作
させる前(一般には毎朝)に行う。
【0015】このように、従来の実施例では快適指数の
みに着目して設定温度を決定するのではなく、エネルギ
使用量に直接関係があるコスト予測値にも着目し快適性
と省エネルギの両立した設定温度を設定できる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに従来の空気調和機の室内環境設定装置では、快適指
数を計算するのに必要な活動量を空調管理者などが各部
屋の居住者の状態を見て直接入力しなければならなかっ
た。また、活動量は居住者の働く状況で変化するので、
その度に管理者が判断し入力しなければ正確な快適指数
が得られず、管理者の負担が大きくなるという問題を有
していた。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の空気調和機の室内環境設定装置は、室内環
境を計測する複数個の室内センサと、室内の居住者の状
況を検出する人体情報センサと、前記人体情報センサか
ら居住者の活動量を演算する活動量演算手段と、前記人
体情報センサから在室している人数を演算する在室人数
演算手段と、複数個の設定温度候補を保持しておく設定
温度メモリと、前記複数個の室内センサの計測値と前記
活動量演算手段で演算された活動量と、前記設定温度メ
モリから取り出した複数個の設定温度候補を取り込み複
数個の設定温度候補それぞれに対応した複数個の快適指
数を演算する快適指数演算手段と、外気環境を計測する
複数個の外気センサと、前記複数個の外気センサの計測
値と前記在室人数演算手段で演算された在室人数と前記
設定温度メモリから取り出した複数個の設定温度候補を
取り込んで複数個の設定温度候補それぞれに対応した複
数個の空調負荷を演算する空調負荷演算手段と、前記空
調負荷演算手段の複数個の演算値それぞれに対応する複
数個の空調機運転コストを演算するコスト演算手段と、
前記設定温度メモリから取り出した複数個の設定温度候
補とそれぞれの設定温度候補に対応した前記快適指数演
算手段の複数個の演算値と前記コスト演算手段の複数個
の演算値を表示する表示手段と、前記表示装置の表示を
もとに室内の設定温度を選択する設定温度選択手段を備
えたものである。
【0018】
【作用】本発明は上記した構成によって、人体情報セン
サにより居住者の状態を検出し、この検出値をもとに活
動量演算手段で活動量を演算し快適指数演算手段に入力
するために、以前のように管理者が入力する必要がなく
なる。さらに常時、居住者の状態を検出し続けることが
できるので、常に正確な快適指数を得ることができる。
【0019】
【実施例】以下は、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。ただし従来例と同じ部分については
同一の番号を記し説明は省略する。図1は本発明の実施
例である空気調和機の室内環境設定装置である。図1に
おいて、室内105には室内の温度を計測する室内温度
センサ107のほかに、室内の湿度を計測する室内湿度
センサ111、室内の風速を計測する室内風速センサ1
12、室内の輻射温度を計測する輻射温度センサ11
3、居住者の着衣量を入力する着衣量入力手段115が
設置されている。また室外には外気温度センサ4、外気
湿度センサ5、日射量センサ6が設置されている。さら
に、人体情報センサ120と活動量演算手段121と在
室人数演算手段122が設置されている。人体情報セン
サ120としては、赤外線の発光部と受光部を持ち、室
内全体に発光と受光を繰り返し、受光した情報を出力す
るものが一般的に使われる。また、10℃〜30℃まで
1℃刻みで21種類の設定温度候補Tmを出力する設定
温度メモリ3が設置されている。活動量演算手段121
は人体情報センサ120からの信号を連続的に受け、居
住者の活動量Mを演算する。快適指数演算手段7は設定
温度メモリ3の出力値である複数個の設定温度候補T
m、室内湿度センサ111の測定値H、室内風速センサ
112の測定値V、輻射温度センサ113の測定値T
r、活動量演算手段121の出力値Mと着衣量入力手段
115の入力値lcから(数1)式を使ってそれぞれの
設定温度候補Tmに対応した複数個の快適指数pmvを
演算する。
【0020】空調負荷演算手段8は設定温度メモリ3の
複数の出力値Tm、外気温度センサ4の測定値To、外
気湿度センサ5の測定値Ho、日射量センサ6の測定値
S、在室人数演算手段122の出力値Kからそれぞれの
設定温度候補に対応した複数個の空調負荷予測値QL を
演算する。空調負荷予測値の演算方法は、従来例と同じ
である。
【0021】コスト演算手段9はそれぞれの空調負荷予
測値QL に対応したコスト予測値ELを演算する。コス
ト予測値EL の演算方法についても従来例と同様であ
る。こうして演算された複数個の快適指数pmvと複数
個のコスト予測値EL はそれぞれに対応する設定温度候
補とともに表示手段10で表示される。管理者は表示手
段10を参考にし、設定温度選択手段11を用いて設定
温度Tsetを入力する。設定温度Tsetは制御装置108
に与えられる。
【0022】このように、本発明によれば、室内に人体
情報センサ120を設置し、常に居住者の状態を検出
し、活動量演算手段121と在室人数演算手段122で
居住者の活動量と人数を常に把握しておくことができ
る。したがって、従来の実施例に比べて、管理者の負担
を大きく軽減することができる。
【0023】なお、本実施例では、環境設定値として設
定温度を求める場合を例に上げたが、設定温度の代わり
に設定湿度など他の環境設定値を求める場合でも同様で
ある。また、これら実施例は一般的な住宅の1つの部屋
を対象としていることを前提とするが、さらに規模の大
きいビルの1つのオフィスや1つのフロアーを対象とし
ても、その効果は同様である。
【0024】
【発明の効果】以上、本発明によれば、人体情報センサ
により居住者の状態を検出し、この検出値をもとに活動
量演算手段で活動量を演算し快適指数演算手段に入力す
るために、以前のように管理者が入力する必要がなくな
る。さらに常時、居住者の状態を検出し続けることがで
きるので、常に正確な快適指数を得ることができる。ま
た、人体情報センサから在室人数を演算し、これを含め
て空調負荷演算を行うので、負荷演算の精度を向上させ
ることができる。これは、在室人数は空調負荷に大きな
影響を与えるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の空気調和機の室内環境設定
装置の構成図
【図2】エアハンドリングユニットとその制御装置の概
略図
【図3】従来の空気調和機の室内環境設定装置の構成図
【図4】本発明の一実施例の空気調和機の室内環境設定
装置の表示部分を示した構成図
【符号の説明】
3 設定温度メモリ 4 外気温度センサ 5 外気湿度センサ 6 日射量センサ 7 快適指数演算手段 8 空調負荷演算手段 9 コスト演算手段 10 表示手段 11 設定温度選択手段 101 空調機 107 室内温度センサ 111 室内湿度センサ 112 室内風速センサ 113 輻射温度センサ 120 人体情報センサ 121 活動量演算手段 122 在室人数演算手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】室内環境を計測する複数個の室内センサ
    と、室内の居住者の状況を検出する人体情報センサと、
    前記人体情報センサから居住者の活動量を演算する活動
    量演算手段と、前記人体情報センサから在室している人
    数を演算する在室人数演算手段と、複数個の設定温度候
    補を保持しておく設定温度メモリと、前記複数個の室内
    センサの計測値と前記活動量演算手段で演算された活動
    量と、前記設定温度メモリから取り出した複数個の設定
    温度候補を取り込み複数個の設定温度候補それぞれに対
    応した複数個の快適指数を演算する快適指数演算手段
    と、外気環境を計測する複数個の外気センサと、前記複
    数個の外気センサの計測値と前記在室人数演算手段で演
    算された在室人数と前記設定温度メモリから取り出した
    複数個の設定温度候補を取り込んで複数個の設定温度候
    補それぞれに対応した複数個の空調負荷を演算する空調
    負荷演算手段と、前記空調負荷演算手段の複数個の演算
    値それぞれに対応する複数個の空調機運転コストを演算
    するコスト演算手段と、前記設定温度メモリから取り出
    した複数個の設定温度候補とそれぞれの設定温度候補に
    対応した前記快適指数演算手段の複数個の演算値と前記
    コスト演算手段の複数個の演算値を表示する表示手段
    と、前記表示装置の表示をもとに室内の設定温度を選択
    する設定温度選択手段から構成される空気調和機の室内
    環境設定装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0914720A (ja) * 1995-06-30 1997-01-17 Takenaka Komuten Co Ltd 温熱環境制御支援システム
JP2001041531A (ja) * 1999-07-30 2001-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 環境制御機器およびケア住宅
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