JPH09105545A

JPH09105545A - 空調装置

Info

Publication number: JPH09105545A
Application number: JP7259758A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Kitamura; 知子北村; Shigeaki Matsubayashi; 成彰松林; Yasuyuki Shintani; 保之新谷; Hisashi Kodama; 久児玉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1997-04-22
Anticipated expiration: 2015-10-06
Also published as: JP3214317B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はビル及び一般住宅などの空気調和を
行う空気調和機に関するもので、居住者の申告をもとに
不満者率と温熱条件の関数を演算し複数居住者の集団と
しての体質、好みにあった空調空間の環境設定値を演算
することを目的とする。【解決手段】申告値入力手段から入力された温熱感覚
から不満者率を算出する不満者率算出手段と、不満者率
を室内温熱条件とともに記憶するデータ記憶部と、記憶
データに応じて温熱条件と不満者率の関数を演算する更
新手段と、入力された制御情報を温熱条件と不満者率の
関数に代入することにより環境設定値を算出する予測温
熱条件算出手段を設けることによって居住者の不満申告
を集団としての温熱感覚の特徴に換算し直接空調制御に
反映することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、事務所ビル及び
一般住宅に冷房及び暖房を行う空気調和機であって、特
に最適な室温設定値を居住者の温冷感申告を反映して演
算する機能を備えた空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、居住者が快適であるために室内条
件をセンシングして温熱６要素を考慮するために総合的
な温熱条件を示す指標であるＰＭＶ(Predicted Mean Vo
te、予測平均申告）に基づき制御を行う空調装置が提案
されている。ＰＭＶは空気温度、放射温度、湿度、気流
速などの環境要因と衣服や活動状態のような人間側の要
因も考慮して人体と環境の熱平衡式であるＰＭＶ方程式
より算出される。出力は居住者が感じるであろう平均的
な温冷感を予測したものであり、個人の差違を把握する
ものではなく、温熱環境を人体側の影響を考慮して計測
する指標と考えることもできる。そこで、個人の好みな
どに対応することを目的として各居住者の申告によって
ＰＭＶ方程式を更新する装置が提案されている。

【０００３】例えば、特開平6-94292号公報に見られる
ように居住者の温熱感の変化に追従して空気調和機器類
を制御する装置が発明されている。以下図を参照しつ
つ、この従来の温熱感対応空調装置について説明する。

【０００４】図９はこの温熱感対応空調装置の基本構成
を表す説明図である。図９において温冷感申告対応空調
手段２、空気調和機６、コントローラー５、ニューラル
ネットワーク部８、センサ３、マンマシンインターフェ
ース４−１を主な要素として構成している。

【０００５】次に上記従来装置の動作について概略を説
明する。中央管理室１は空調の設定値の入力を行ったり
運転状況を監視したりする。空気調和機６は調和空気量
を空調空間７の空調負荷に比例して増減でき、これを制
御するのがコントローラー５である。コントローラー５
は、居住者の温熱申告を検出するマンマシンインターフ
ェース部４−１から検出した申告に基づいて温冷感申告
対応空調制御手段２で居住者の申告に応じたＰＭＶ方程
式を演算し、このＰＭＶ方程式から算出されるＰＭＶに
基づいて空気調和機６を制御するようになっている。温
冷感申告対応空調制御手段２ではＰＭＶ方程式教師信号
作成部８３にて従来提案されているＰＭＶ方程式により
標準的な空調条件の範囲で空気温度、気流速、湿度、放
射温度、着衣量、活動量の組み合わせを考え、ＰＭＶ値
を算出し、これらの結果を教師信号として、学習部８１
にて標準となるＰＭＶ方程式を学習させる。居住者より
申告がない場合、センサ３で検出した空気温度、気流
速、湿度、放射温度の値からこの標準的なＰＭＶ方程式
により算出されるＰＭＶ値をフィードバックする。居住
者が空調に不満を持った場合はマンマシンインターフェ
ース４より申告値が居住者対応教師信号作成部８２に入
力され、次にセンサ３から、空気温度、気流速、湿度、
放射温度が居住者対応教師信号作成部に入力され、この
組み合わせで学習部にて再学習させて個人の温熱感を反
映したＰＭＶ方程式を再構築し、この方程式から算出さ
れるＰＭＶ値が設定値になるようにコントローラ５で空
気調和機６を制御するようになっている。

【０００６】他にも、特開平5-322258号公報に見られる
ようにＰＭＶ方程式の係数を申告に応じて直接変化させ
ることで温熱感覚の個人差を考慮する空気調和機が発明
されている。これは個人差の要因を”１”：暑がりまた
は寒がり、および”２”：温度変化を敏感に感じるか否
かの２つであるという推測し、”１”は不感蒸せつ量を
計算するのに用いる皮膚の透過係数（ａ）を変化させる
ことで、”２”はＰＭＶと人体熱負荷の関係係数（ｍ）
を変化させて個人差を考慮している。ただし、ＰＭＶと
実際の申告値との差が”１”と”２”のどちらがどの程
度原因して生じているかは推測不可能なため、両者を一
定の幅で徐々に係数を変化させて個人にあったＰＭＶ方
程式に更新する方法である。

【０００７】図１０はこの温冷感申告対応空調装置の基
本構成を示す説明図である。以下の図面において共通す
る要素には同一番号を付し一部説明を省略する。図１０
において空調空間７には各種センサ３の他に居住者が室
内環境に関し暑い、寒い、快適等の申告を行う申告値入
力手段４が設置されている。申告値入力手段４に入力さ
れた申告は修正手段１２へ入力される。修正手段１２に
おいて係数記憶部１２１にはＰＭＶ演算係数の中でその
値を修正する係数（ａ、ｍ）の値が記憶されている。Ｐ
ＭＶ演算手段１３は係数記憶部１２１に記憶されたＰＭ
Ｖ演算式の係数、室内の各種センサ３の情報、各種入力
手段の値を読み込んでＰＭＶ値を演算する。修正手段１
２にて係数修正手段１２２は申告及び室内温熱指標算出
手段１５で算出されたＰＭＶ値をもとに係数（ａ、ｍ）
の値を、申告とＰＭＶ値に基づいて修正モード決定手段
１２３で決定された修正手法に従って修正する。このと
き申告値とＰＭＶ演算手段で算出した空調空間７の設定
値に差がないときにはスイッチ１４は閉じず修正されな
い。修正された係数は係数記憶部１２１に記憶され、Ｐ
ＭＶ演算手段１３及び、設定値算出手段１６に入力さ
れ、センサ３で検出された温熱条件の情報と初期設定入
力手段１３から入力された着衣量、活動量を修正が行わ
れたＰＭＶ方程式に入力することで設定温度を算出し、
快適空調範囲から冷房温度設定手段１７にて冷房温度設
定が行われるようになっている。

【０００８】図９及び図１０においてスイッチ９は温冷
感覚を代表者一人に絞っている回路であり、複数の居住
者が居る場合には平均するなど何らかの手段を経て居住
者の温冷感の代表値を入力する必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
温熱感対応の空気調和機では、温冷感申告が個人毎に得
られるため集団を対象とした空調には適用できないとい
う課題を有する。即ち個人の申告を集団としての申告に
変換するためには個人の申告を数値化し、総合して平均
する等の必要が生じる。このためには、例えばＰＭＶ値
と同じように「寒い」：”−３”、「涼しい」：”−
２”、「やや涼しい」：”−１”、「どちらでもな
い」：”０”、「やや暖かい」：”１”、「暖か
い」：”２”、「暑い」：”３”、の７段階など複数の
段階で得られたカテゴリ尺度に等間隔性を保証する必要
がある。ところが、言語による尺度を用いる場合には個
人毎にその言語に対する感性が違うことから、等間隔性
の保証ができず、演算を行うことができない。したがっ
て、集団としての温冷感申告に換算することができず、
集団を対象とはできないことになる。

【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、温熱
条件と予測不満者率の関数であるＰＰＤ曲線を居住者の
不満申告によって更新することで、確率モデルで集団と
しての温熱感覚を求めることにより、集団の特徴を反映
した空調装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する空
調装置において、申告値入力手段はマンマシンインター
フェースであり、空調空間から居住者が暑い、寒いなど
の温熱感覚に対する不満を居住者が入力し、不満者率算
出手段で前記申告値入力手段から得られた不満申告か
ら、温熱感覚的に不満を感じている居住者の割合である
不満者率を暑くて不満の人の割合と寒くて不満の人の割
合の２変数に分けて不満者率を算出し、室内温熱条件算
出手段は、空調空間内に設けられた各種センサからの温
熱条件の状態情報を例えばＰＭＶやET^*のような温熱環
境評価指標に換算した温熱条件を算出し、前記不満者率
算出手段から得られた実際の不満者率と前記室内温熱条
件算出手段から得られた空調空間の温熱条件をデータ記
憶部で記憶し、前記データ記憶部に新しいデータが入力
されるとデータが読み出され新しいデータを含めて更新
手段に入力され、前記更新手段は不満者率と温熱条件の
関数をＷａｒｍ−ＰＰＤ曲線とＣｏｌｄ−ＰＰＤ曲線の
各々に近似し、予測温熱条件算出手段では、制御情報入
力手段から入力された制御したい不満者の割合である設
定不満者率を前記更新手段で算出された最新のＰＰＤ曲
線（不満者率と温熱条件の関数）に代入することで環境
設定値を算出し、コントローラーは前記予測温熱条件算
出手段で算出された環境の設定値を空調空間内の制御温
度として空調装置の制御を行うことにより、前記課題を
解決する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
説明するが、実施例の前に本発明の基盤となっている技
術について説明する。

【００１３】ＰＰＤはP.O.Fangerの著書「Thermal Comf
ort」に述べられており、詳細は省略する。ISO7730によ
れば、「・・・・・・ＰＰＤ指標は熱的に不満足な人の数を定
量的に予測する方法を確立するものである。ＰＰＤは熱
的に不快に感じる人の割合（百分率）を示すものであ
る。すなわち、hot(+3),warm(+2),slightly warm(+1),n
eutral(0),slightly cool(-1),cool(-2),cold(-3)の７
段階の熱感覚スケールでhot(+3),warm(+2),cool(-2),co
ld(-3)と回答するものである。ＰＭＶ値がきまるとＰＰ
Ｄは同文献131ppFig.27または次式から求めることがで
きる。

【００１４】

【数１】

【００１５】ＰＰＤ指標は多人数の中で熱的に不満足と
感じる人数を示す。残りのグループは熱的にneutralかs
lightly coolまたはslightly warmと感じている。・・・・・
・」と規格されているが、一温熱条件に対する申告が正
規分布するという仮定のもとで、hot(+3)およびwarm(+
2)が暑くて不満であるとし、cold(-3)およびcool(-2)が
寒くて不満であるとしてそれぞれプロビットを読むとい
う統計的演算により算出した値であり、それぞれの合計
を得たものである。本発明ではＰＰＤ指標をFangerの算
出した２つの暑くて不満（Warm-PPD）と寒くて不満（Co
ld-PPD）に分けて考えている。

【００１６】本発明の環境評価値とはＰＭＶやET^*に代
表される温熱環境条件と温冷感覚との関係を人体の熱収
支をふまえて評価する温熱環境評価指標を示すが、本実
施例ではET^*を用いた制御方法について説明する。ET^*に
ついてはASHRAE Transactions 76(1971)に説明されてお
り、他に多くの文献が出回っているのここでの詳細な説
明は省略するが、環境の物理因子から熱刺激量を求めて
人の生理的状態値ならびに感覚を感覚温度として理論的
に予測しようとするもので、温熱の主要因である空気温
度、放射温度、気流、湿度、着衣量、代謝量の６要素を
変数として含む。

【００１７】次に不満者指数について説明する。本発明
の不満者指数は不満者率（ＰＰＤ値）とET^*などの温熱
条件の関係を表す関数を意味する。すなわち温熱感覚的
に不満を感じている人の割合を予測する関数である。こ
れは、暑くて不満と寒くて不満それぞれについてプロビ
ットを読むことで算出された値であるが、この関数を居
住者の好み等に応じて更新するためには単純に更新でき
る式で近似する必要がある。プロビットは確率積分の表
現の一手段であるため、飽和水準（１００％）を持つ成
長曲線で変曲点を中心に左右対称であるという特徴を有
し、これはロジスティック回帰式の特徴と一致する。そ
こで、ロジスティック回帰式でＰＰＤ曲線をあてはめる
ことで更新を容易にした。関数の記憶は次式のロジステ
ィック回帰線の係数αw、βw、αc、βcの記憶とする。

【００１８】

【数２】

【００１９】ロジスティック回帰した関数を不満者指数
に用いることで、好みや体質などの特徴を不満者指数に
反映することが容易になった。すなわち、不満なとき居
住者が訴えることでこの指数を更新することが容易にな
った。

【００２０】以下本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は第１の発明の一実施例であるビ
ル用アンダーフロア空調装置の構成図である。図１にお
いて、３０は空調空間７で不満を訴える人の割合である
不満者率の設定値を入力したりする制御情報入力手段、
３１はその情報に基づいて制御したときに各空調空間７
で設定した不満者率に応じて予測された制御情報などを
表示する制御情報表示手段、１０は季節により初期値の
変更をおこなったり空調空間７の人員等の大幅な変更に
伴うデータのリセット等の情報を入力したり、例えば着
衣量、活動量などのセンシングできなかった温熱要素を
入力したりする初期設定入力手段、１９は申告値入力手
段４から得られた複数の、温度を下げたい、あるいは上
げたいといった室温に対する不満の申告を総合してそれ
ぞれ暑くて不満に感じている居住者の全居住者に対する
割合である暑くて不満者率、寒くて不満に感じている居
住者の全居住者に対する割合である寒くて不満者率を算
出する不満者率算出手段、２０は室内に設けられたセン
サー３で得られた室温、相対湿度、放射温度、風速など
の値と初期設定入力手段１０から入力された温熱要素で
ある着衣量、活動量の値から空調空間７の温熱条件を算
出する室内温熱条件算出手段、２１は不満者率算出手段
１９から入力された不満者率と室内温熱条件算出手段２
０から入力されたＰＭＶおよび他の温熱要素が入力され
るとこれらの値を記憶するデータ記憶部、２２は不満者
率と空調空間７の温熱条件がデータ記憶部２１から入力
されるとこれら記憶データ群を最もよく表すようなＰＰ
Ｄ曲線を演算する、すなわち不満者指数を求める更新手
段、２２１は更新手段２２を構成する要素であり、直前
の不満者指数であるＰＰＤ曲線上の関数であるかを統計
的に判断することによって不満者指数をおきかえる必要
の有無を判断する更新判断部、２２２は更新判断部２２
１で不満者指数をおきかえると判断された場合にデータ
記憶部２１から過去の記憶データ群を読み込みロジステ
ィック回帰を行う回帰部、２２３は回帰部２２２で算出
された最新のロジスティック関数を前述のαw、βw、α
c、βcの係数で記憶する関数記憶部、２２４はデフォル
ト関数から複数の初期値を算出する初期値記憶部、デフ
ォルト関数記憶部２２６はＩＳＯ７７３０などで一般的
に公開されている環境評価値と予測不満率（ＰＰＤ）の
データを用いた近似の関数が係数で記憶されている。２
３は制御情報入力手段１８から入力された設定不満率を
関数記憶部２２３から読み出した不満者指数に代入して
設定温熱条件を算出する予測温熱条件算出手段である。
２４は、予測温熱条件算出手段２３で得られた設定ＰＭ
Ｖと空調空間７でセンシングまたは入力した温熱要素を
ET^*算出式に代入して設定室温を算出する室温算出手段
であり、算出された設定室温はコントローラー５に出力
され、冷水コイル２９のバルブの開閉制御及びファン２
６の回転数の制御がなされ空調空間７が設定室温に保た
れるよう空調制御がなされる。

【００２１】以上のように構成された空調装置について
その動作を説明する。初めて運転を開始するときや季節
の変わり目にモードを変更して運転するときは初期設定
入力手段１０より信号が出力される。出力された信号は
デフォルト関数記憶部２２６及びスイッチ２２５に入力
され、デフォルト関数記憶部２２６に記憶されている不
満者率指数である暑くて不満回帰線の係数αw、βw、寒
くて不満回帰線の係数αc、βc、及び最低不満率γを初
期値記憶部に出力する。最低不満率γは空調空間７の設
定を変えてもγ以下には不満が小さくならない値であ
り、一般に暑くて不満回帰線（Warm-PPD）と寒くて不満
回帰線（Cold-PPD）の交点が最低不満率を得る温熱条件
である。デフォルト関数記憶部２２６には、一般的に信
頼性のある不満者指数が格納されている。即ち、B.W.Ol
esen:Thermal Comfort,B & K Technical Report,1982で
オフィスビルを想定した作用温度とＰＰＤの関係が示さ
れている。従って、これをET^*に換算した値を、ロジス
ティック回帰し、回帰結果のロジスティック関数を格納
すればよい。

【００２２】初期設定入力手段１０は（表１）に示す情
報の入力を行う手段であり、階層構造になったマンマシ
ンインターフェースである。それぞれデフォルトが準備
されている。運転開始時に着衣量、活動量の入力が行わ
れる。ただし、これらの信号は運転中に変更することも
可能であり、入力が行われると最新の情報が室内温熱条
件算出手段２０および室温算出手段２４に出力され、温
熱条件ET^*の演算に用いられる。

【００２３】

【表１】

【００２４】（表１）に示すように着衣量は夏服、冬
服、間服、マニュアル入力の中から選択でき、夏服の場
合は0.6clo、冬服の場合は1.0clo、間服の場合は0.75cl
oが出力される。管理者より入力がなかった場合には冷
房専用運転時には0.6clo、冷暖併用運転時には1.0cloが
デフォルトで出力される。同様に活動量は営業、機械操
作（立位活動）、実験等（立位安静）、事務（椅座活
動）、リラクゼーション、マニュアル入力の中から選択
でき、営業は2.8met、機械操作（立位活動）は2.0met、
実験等（立位安静）は1.6met、事務（椅座活動）は1.2m
et、リラクゼーションは1.0metがで出力される。活動量
は初めての運転時に入力すればこの設定を空調単位毎に
記憶し以後入力なしに運転することが可能である。全く
入力がなかった場合のデフォルトは1.2metが出力され
る。

【００２５】運転が開始され、制御情報入力手段３０か
ら設定不満率が入力されると、スイッチ２５に制御情報
入力手段３０からの信号が予測温熱条件算出手段２３に
入力される信号が出力され出力の終了とともに信号が流
れないようにスイッチ２５が閉じる。予測温熱条件算出
手段２３では設定不満率PDdが最低不満率γよりも低く
ないことを確認する。

【００２６】

【数３】

【００２７】これを満たさない場合は最低不満率の値を
設定不満率に代入する。

【００２８】

【数４】

【００２９】制御情報入力手段３０から設定不満率PDd
が入力されると予測温熱条件算出手段２３において、関
数記憶部２２３に保有されている最新の不満者指数を読
み込み、読み込んだ不満者指数にPDdを代入することで
制御条件の設定温熱条件であるET^*dを算出し、室温算出
手段２４に出力する。即ち、PDdは暑くて不満率PDwdと
寒くて不満率PDcdの和であるため、以下の方程式（数
５）を解く必要がある。

【００３０】

【数５】

【００３１】予測温熱条件算出手段２３の機能である設
定不満率から設定温熱条件を算出するときの一手法を図
４に示す。図４に示す温熱条件算出の一手法を説明す
る。step401では予測温熱条件算出手段２３に入力され
た関数記憶部２０の最新の不満者指数が直前に入力され
た不満者指数と同じかを判断する。同じ場合にはstep40
5、違った場合には、step402に進む。step402ではを単
位制御幅である0.5℃刻みに区切る。単位制御幅は空気
調和機６の性能や空調空間７の状態による。図４ではET
^*=15〜35℃の範囲で、40等分している。ET^*=15〜35℃の
範囲で行うのはこの範囲を超えると一般に不満者率が10
0%に近づき空調の価値がなくなると考えられるからであ
る。さらに、step403にてstep402で等分した各ET^*毎に
以下の式で暑くて不満の不満者率aPDwd(i)及び寒くて不
満の不満者率aPDcd(i)を求める。

【００３２】

【数６】

【００３３】step404にて、その和である不満者率aPDd
(i)を求める。

【００３４】

【数７】

【００３５】step405でカウンターをリセットして、ste
p407またはstep408の判断を該当iとなるまでは全てのaP
Dd(i)データに対して行うようstep406にて40回ループさ
せる。step407では、ax(i)が最低不満率を得る不満者率
以上になるまでカウントし、step409にてPDdと最も近い
aPDd(i)を探すため、aPDd(i)とaPDd(i+1)の範囲にあるP
Ddを探す。

【００３６】

【数８】

【００３７】step411ではaPDd(i)とaPDd(i+1)でPDdに近
い方を選択し、aPDd(i)がPDdに近い場合はstep412にてk
=ｉ、aPDd(i+1)がPDdに近い場合はstep413にてk=ｉ＋１
が選択され、設定ET^*はaPDd(k)を得るax(k)となる。

【００３８】一方、空調空間７に設けられたセンサ３か
ら空調空間７の温熱条件がセンシングされ、室温算出手
段２４に入力される。室温算出手段２４にて、センシン
グされた湿度、気流速、放射温度、及び初期設定入力手
段から入力された着衣量及び活動量をＰＭＶ方程式に入
力して設定室温を算出する。ET^*算出式はＡＳＨＲＡＥ
などで一般に公開されているため、ここでは省略する。
室温算出手段２４で算出された設定室温はコントローラ
ー５に出力され、空調空間７が設定室温となるように冷
房または送風運転が行われる。

【００３９】空調空間７には申告値入力手段４が設けら
れ、個人が自由に熱的な不満を入力できる。これらの不
満を総合して空調空間７の全居住者の内、暑くて不満な
人の割合PDwと寒くて不満な人の割合PDcを算出してい
る。室内温熱条件算出手段２０では空調空間７に設けら
れたセンサ３より空気温度、湿度、気流速、放射温度、
及び初期設定入力手段から入力された着衣量及び活動量
をET^*算出式に入力して温熱条件ｘ(n)、即ちET^*を算出
する。不満者率算出手段１９及び室内温熱条件算出手段
２０からPDw、PDc、ｘ(n)が同時にデータ記憶部２１に
入力されるとデータの記憶が行われる。記憶されたデー
タは初期設定入力手段１０からデータリセットの信号が
入力されない限り消去されることはない。データ記憶部
２１のデータ構造を図３(a)に示す。ただし、図３(b)に
示すように、温熱条件ET^*のほかに環境条件すべてを記
憶しておけば、ET^*以外の指標を用いる場合にもデータ
の流用が可能である。PDw、PDc、ｘ(n)がデータ記憶部
２１に入力されるとスイッチ２７が閉じて入力されたデ
ータが更新判断部２２１に出力される。更新判断部２２
１にて関数記憶部２２３に記憶されている最新の不満者
指数であるＰＰＤ曲線からはずれていないかどうかを判
断する。ずれていない場合には関数記憶部２２３にある
不満者指数を更新する必要がないため、データ記憶部２
１への次の入力、または中央管理室から新しい入力があ
るまで、温冷感申告対応空調制御手段２は待機状態に入
り空気調和機６はコントローラー５によって運転が続行
される。更新判断部２２１にてＰＰＤ曲線をおきかえる
必要があると判断された場合、スイッチ２８が閉じてデ
ータ記憶部２１からすべての記憶データ群が読み込まれ
回帰部２２２に出力される。回帰部２２２にて過去の記
憶データ群を最もよく表す回帰式が算出される。ＰＰＤ
曲線の性質からロジスティック関数が用いられる。回帰
には過去の記憶データの他に初期値記憶部に記憶されて
いる３〜５程度のデフォルトデータが用いられ、記憶デ
ータ群が偏っていたり、その数が少なかった場合などに
誤回帰を防ぐ。初期値記憶部に記憶されているデフォル
トデータはデフォルト関数記憶部２２３から入力された
不満者指数であり、ほぼ100%の居住者が暑くて不満を訴
えるであろうET^*とほぼ100%の居住者が寒くて不満を訴
えるであろうET^*を含むことで、実際に得られる不満者
率と温熱条件のデータに偏りがあっても誤った回帰を最
小限に抑えられる。さらに、９５％信頼区間を算出し、
予測値と実測値の偏差の大きい値から順に信頼区間内に
あるか判定し、無い場合はその値を除いて回帰のやり直
しを行う。はずれ値を検出することで入力ミスやたとえ
ば職場全体のリクレーション後などの特殊な場合の不満
者率が不満者指数に反映されてしまうことを防ぐ。回帰
部１９で新しく算出された不満者指数は係数で関数記憶
部２２３に記憶され、設定温熱条件などの算出に用いら
れる。

【００４０】以上説明したデータ更新手段２２の動作を
図６を用いて説明する。説明は暑いという不満者率につ
いて行うが、同様の演算が寒いという不満者率の更新に
ついても行われる。step601でデータ記憶部２１に新し
いデータPDw、ｘ(n)が入力されると対数変換すること
で、ロジスティック回帰は直線回帰と同じように取り扱
えるため、step602にて次式によってPDwが対数変換され
る。

【００４１】

【数９】

【００４２】step603にて関数記憶部に記憶されている
αw、βw、ｓが読み出され、step604にて自由度を総デ
ータ数（初期値の数とデータ記憶部に記憶されているデ
ータの数の和）のｔ分布表からt0.05値を読み出し、ste
p605にて以下の式により不満者指数の回帰線の95%信頼
区間を算出する。

【００４３】

【数１０】

【００４４】step606にて回帰線の95%信頼区間内にある
か検討する。ある場合には回帰線の更新の必要はないた
めstep601に戻り、新たなデータの入力を待つ。ない場
合にはstep607にて初期値記憶部２２４の初期値とデー
タ記憶部２１の全データを読み出す。初期値の数はｆ、
データ記憶部のデータの数はｎとする。step608にて初
期値を含めて全データに関して、ET^*と対数変換した暑
くて不満者率YPDwの積和SXY、ET^*の和SX、YPDwの和SY、
ET^*の平方和SX2、YPDwの平方和SY2を求める。

【００４５】

【数１１】

【００４６】最初のループかどうかの判断をstep609に
て行い、最初のループの場合はstep608で求めた統計量
を用いて回帰線の係数を算出する。（数６）に（数９）
を代入すると次式になるため、

【００４７】

【数１２】

【００４８】以下のように最小二乗法による直線回帰の
係数算出の公式が使える。

【００４９】

【数１３】

【００５０】さらに、はずれ値の検出に用いるため、ET
^*(i)の平均値mX、偏差平方和SXXを求めておく。step612
にて各ET^*に対する対数変換した暑くて不満者率の推定
値YPPDwを求める。

【００５１】

【数１４】

【００５２】実際の対数変換した暑くて不満者率YPDwと
の差deYを求める。

【００５３】

【数１５】

【００５４】step612でははずれ値の検出に用いるた
め、ET^*の偏差平方和及ssび標準偏差ｓを求める。step6
14にてstep612で求めた推定値YPPDwと実際の不満者率YP
Dwの偏deYが小さい順にソートする。step615にて自由度
mのｔ分布表からt0.05値を読み出し、step616にて偏差d
eYの最も大きいデータに対して以下のように不満者指数
の回帰線の95%信頼間を算出しする。

【００５５】

【数１６】

【００５６】step617にて推定値との偏差が最大のデー
タが信頼区間内にあるか検討する。

【００５７】

【数１７】

【００５８】信頼区間内にあればstep619にて関数記憶
部２２３αw、βw、ｓを出力してこのループを終了する
が、信頼区間内になければ回帰線に対するはずれ値とし
て棄却する。step618にて次式のようにデータ数を１減
らし、

【００５９】

【数１８】

【００６０】step609に戻る。これは、居住者申告より
得られたデータを全てデータ記憶部２１にて保持してい
るため、はずれ値が一つにとどまらない可能性があるこ
とによる。step618にてデータ数を１減じているため、m
は初期値の数ｆと全データ数ｎの和nnと一致しない。そ
こでstep610にすすみ、step610にてstep617で棄却され
た偏差の最大のデータを除いてSXY、SX、SY、SX2、SY2
の統計量を算出する。以後繰り返しにより、不満者指数
の回帰係数の算出及びはずれ値の検出を行う。図７は最
も簡単な更新手段の動作を示したものである。即ち、設
定の暑くて不満者率PDwdが入力されると更新前のWarm-P
PDに基づいて温熱条件の設定値ET^*dが算出され、室内を
ET^*dとなるように制御する。ET^*dで制御中の居住者の実
際の申告PDwnが更新前のWarm-PPD回帰線上にないときに
図６に示した動作を繰り返すことにより実際の暑くて不
満者率PDwnを通るよう回帰を行うことでWarm-PPDを更新
する。以上の動作を繰り返すことで空調空間７に在室す
る集団の好みや体質などに応じた空調制御を行う。

【００６１】図２は冷房暖房併用運転を可能にした発明
の一実施例である空調制御装置を用いたビル用アンダー
フロア空調装置の構成図である。第１の発明の構成図と
共通する手段または部分が多く、番号を同じにすること
で、共通する手段または部分に関しては省略する。図２
において、２３は予測温熱条件算出手段であり、制御情
報入力手段３０から設定不満率PDdが入力されると関数
記憶部２２３に記憶されている不満者指数に代入するこ
とで設定不満率以内で制御される設定ＰＭＶの範囲を算
出する。３２は運転モード判定手段であり、冷房運転ま
たは暖房運転または送風運転を室内温熱条件算出手段２
０で算出された空調空間７の温熱条件と予測温熱範囲算
出手段２３で算出された設定温熱条件の範囲を比較する
ことで選択する。３３は環境設定値算出手段で、運転モ
ード判定手段３２で選択された運転モードが暖房または
冷房であった場合に設定温熱条件ET^*dを算出する。

【００６２】以上のような構成を追加した空調装置で冷
暖併用運転を行う場合について追加したところの動作を
説明する。制御情報入力手段３０から設定不満率PDdが
入力されるとこれが最低不満率γよりも低くないことを
確認して低い場合は最低不満率の値を設定不満率に代入
する。

【００６３】制御情報入力手段３０から設定不満率PDd
が入力されると予測温熱範囲算出手段２３において、関
数記憶部２２３に保有されている最新の不満者指数を読
み込み、読み込んだ不満者指数にPDdを代入することで
制御条件の設定温熱条件ET^*dの最高値であるET^*wdと設
定温熱条件ET^*dの最低値であるET^*cdを算出し、運転モ
ード判定手段３２及び環境設定値算出手段３３に出力す
る。ただし、PDdは暑くて不満率PDwdと寒くて不満率PDc
dの和であるため、方程式（数１９）を解く必要があ
る。

【００６４】

【数１９】

【００６５】図５に設定不満率から設定温熱条件を算出
する一手法を示す。step501では予測温熱範囲算出手段
２３に入力された関数記憶部２２３の最新の不満者指数
が直前に入力された不満者指数と同じかを判断する。同
じ場合にはstep505、違った場合にはstep502に進む。st
ep502ではET^*を単位制御幅である0.5℃刻みに区切る。
単位制御幅は空気調和機の性能や空調空間７の状態によ
る。図５では温熱条件ET^*=15℃〜35℃の範囲で、40等分
している。温熱条件ET^*=15〜35℃の範囲を超えると一般
に不満者率は100％に近付き、空調の価値がなくなるか
らである。さらに、step503にてstep502で等分した各ET
^*毎の暑くて不満の不満者率aPDwd(i)及び寒くて不満の
不満者率aPDcd(i)を求める。

【００６６】

【数２０】

【００６７】step504にて、その和であるaPDd(i)を求め
る。

【００６８】

【数２１】

【００６９】step505でカウンターをリセットして、ste
p508またはstep513の判断を該当aPDd(i)該当iとなるま
では全てのaPDd(i)データに対して行うようstep506にて
40回ループさせる。step507にてax(i)が最低不満率を得
るET^*以下の場合はstep508へ、ax(i)が最低不満率を得
るET^*以上の場合はstep513へ進む判断をしている。ax
(i)が最低不満率を得るET^*以下の場合は、Cold-PPDの影
響が大きく、ET^*が大きくなるほど寒くて不満の割合は
小さくなる。

【００７０】

【数２２】

【００７１】ax(i)が最低不満率を得るET^*以上の場合
は、Warm-PPDの影響が大きく、ET^*が大きくなるほど暑
くて不満の割合は大きくなる。

【００７２】

【数２３】

【００７３】これからstep507の判断がなされる。step5
08にてaPDd(i)とPDdが最も近いaPDd(i)をaPDd(j)とする
と設定ET^*の最低値がax(j)となる。

【００７４】

【数２４】

【００７５】step509にて、aPDd(i)とaPDd(i+1)のどち
らがPDdに近いか判断し、aPDd(i)の場合はstep510でj=
i、aPDd(i+1)の場合はstep511でj=i+1を選択する。

【００７６】ax(i)が最低不満率を得るET^*以上になった
ときstep513にて、aPDd(i)とPDdが最も近いaPDd(i)をaP
Dd(k)とすると設定ET^*の最高値がax(k)となる。

【００７７】

【数２５】

【００７８】step515にて、aPDd(i)とaPDd(i+1)のどち
らがPDdに近いか判断し、aPDd(i)の場合はstep516でk=
i、aPDd(i+1)の場合はstep517でk=i+1を選択する。

【００７９】従って設定温熱条件の範囲は次式で表せ
る。

【００８０】

【数２６】

【００８１】これを図示したのが図７であり、ax(j)がE
T^*cd、ax(k)がET^*wdとなる。算出された設定ET^*の範囲
が、運転モード判定手段３２に入力されると、室内温熱
条件算出手段１５で算出された空調空間７の温熱条件ET
^*(n）の値と比較され、ET^*(n)が設定範囲の下限を下回
って（数２７）いれば暖房運転、

【００８２】

【数２７】

【００８３】ET＊(n）が設定範囲の上限を超えて（数２
８）いれば冷房運転、

【００８４】

【数２８】

【００８５】範囲内（数２９）にあれば送風運転を選択
する。

【００８６】

【数２９】

【００８７】選択された運転モードはコントローラー５
へ出力され、コントローラー５では選択された運転にあ
わせて冷房運転の場合は冷水コイル２９を暖房運転の場
合は温水コイル１８のバルブを開けてその大きさを制御
すると同時にファン２６の回転数を制御する。さらに、
運転モード判定手段３２で選択された運転モードが暖房
または冷房であった場合、空調空間７の設定値の目標と
なる設定温熱条件は暖房の場合がはET^*cd（最低値）、
冷房の場合がET^*wd（最高値）であり、環境設定値算出
手段３３にて運転モード判定手段３２と予測温熱条件算
出手段２３から入力されたデータをもとに設定ET^*が算
出される。その他のアルゴリズムに関しては第１の発明
と同様であるので省略する。

【００８８】なお、温熱空間を評価する指標に今回はET
^*を用いたが、ET^*の代わりにPMVなど他の指標におきか
えても同様であることを先に述べたが、室内の放射温度
や湿度等温熱要素があまりセンシングできない場合には
温度とＰＰＤの関係をＰＰＤ回帰線にとって制御するこ
ともできる。また、以上の発明で活動量は初期設定入力
手段１０から入力するとしたが、空調空間７に設けた赤
外線センサなどから推測する手段をとることも可能であ
る。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、空調空間に居住する人の
不満申告を配慮しているので、集団の温熱感覚を正確に
得ることができるため、集団を対象とした快適な空調制
御が実現できる。また、エネルギー節約のために、最も
快適な運転ができない場合でも不満者率を考慮しながら
空調制御するため、無理のない省エネ運転ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の空調装置の構成図

【図２】本発明の異なる実施例の空調装置の構成図

【図３】（ａ）は本発明に係る空調装置におけるデータ
記憶部のデータ構造例を示す図（ｂ）は本発明に係る空調装置におけるデータ記憶部の
異なるデータ構造例を示す図

【図４】本発明に係る空調装置の一実施例において設定
不満率から設定ET^*を算出するときの制御の流れを示す
フローチャート

【図５】本発明に係る空調装置の一実施例において設定
不満率から設定ET^*を算出するときの制御の流れを示す
フローチャート

【図６】本発明に係る空調装置の一実施例における更新
手段の制御の流れを示すフローチャート

【図７】本発明に係る空調装置の一実施例における更新
手段の制御特性図

【図８】本発明に係る空調装置の一実施例における設定
温熱条件ET^*の範囲の説明図

【図９】従来例の温熱感対応空調装置の基本構成図

【図１０】従来の異なる実施例の温熱感対応空調装置の
基本構成図

【符号の説明】

１中央管理室２温冷感申告対応空調制御手段４申告値入力手段５コントローラー６空気調和機７空調空間１９不満者率算出手段２０室内温熱条件算出手段２１データ記憶部２２更新手段２３予測温熱条件算出手段２４室温算出手段３０制御情報入力手段３１制御情報表示手段３２運転モード判定手段３３環境設定値算出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児玉久大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】居住者が暑い寒いなどの温熱感覚を入力す
る申告値入力手段と、前記申告値入力手段から得られた複数の申告値から温熱
感覚的に不満を感じている居住者の割合を不満者率と
し、その不満者率を暑いという不満な人の割合と寒いと
いう不満な人の割合として算出する不満者率算出手段
と、空調空間内の室温や湿度などの温熱条件をもとに温熱環
境評価指標値を算出する室内温熱条件算出手段と、前記不満者率算出手段から出力された不満者率と前記室
内温熱条件算出手段で算出された温熱条件を格納するデ
ータ記憶部と、前記データ記憶部に新たにデータが格納されると前記デ
ータ記憶部の不満者率と温熱条件から不満者率と温熱条
件の関係を表す関数を更新する更新手段と、制御したい不満者の割合などの空調空間の制御情報を入
力する制御情報入力手段と、前記更新手段で算出された関数と前記制御情報入力手段
から入力された不満者率の設定値から空調空間内の環境
設定値を算出する予測温熱条件算出手段と、前記予測温熱条件算出手段から出力された環境設定値に
なるように空気調和の制御を行うコントローラーから構
成されることを特徴とする空調装置。
【請求項２】前記予測温熱条件算出手段から算出された
環境の設定範囲と前記室内温熱条件算出手段で算出され
た空調空間の温熱条件から空気調和機が冷房運転か暖房
運転か、送風かなどの運転モードを判断する運転モード
判定手段と、前記運転モード判定手段で判断された運転モードに基づ
いて前記予測温熱条件算出手段で算出された環境の設定
範囲から空調空間の環境の設定値を算出する環境設定値
算出手段を設け、前記運転モード判定手段と前記環境設定値算出手段から
出力された制御情報に基づいて前記コントローラーは空
気調和の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の空
調装置。
【請求項３】更新手段は、更新判断部と、回帰部と、関
数記憶部と、初期値記憶部と、デフォルト関数記憶部を
有し、前記更新判断部はデータ記憶部に新たに不満者率と温熱
条件が入力されると前記関数記憶部の関数を更新する必
要の有無を判断し、更新する必要のある場合のみ前記記
憶データ記憶部から回帰部に記憶データが出力され、前記回帰部は前記データをもとに100%を上限とするロジ
スティック関数で回帰し、前記関数記憶部の関数を更新
することを特徴とする請求項１または２記載の空調制御
装置。前記デフォルト関数記憶部にはISO7730で規定の
温熱条件と不満率のデータを用いた近似の関数が記憶さ
れており、前記初期値記憶部はデータ記憶部にデータがないときお
よびデータをリセットしたときに前記デフォルト関数記
憶部の関数から温熱条件と不満者率の初期データを算出
し、回帰部での演算に用いることを特徴とする請求項１
または２記載の空調装置。