WO2022085100A1 - 空調制御装置 - Google Patents

空調制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022085100A1
WO2022085100A1 PCT/JP2020/039495 JP2020039495W WO2022085100A1 WO 2022085100 A1 WO2022085100 A1 WO 2022085100A1 JP 2020039495 W JP2020039495 W JP 2020039495W WO 2022085100 A1 WO2022085100 A1 WO 2022085100A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
analysis
airflow
unit
air conditioner
condition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/039495
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昌江 澤田
遼馬 宇高
美緒 元谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to US18/025,646 priority Critical patent/US20230332793A1/en
Priority to PCT/JP2020/039495 priority patent/WO2022085100A1/ja
Priority to CN202080105416.3A priority patent/CN116324292B/zh
Priority to JP2021512472A priority patent/JP7042973B1/ja
Priority to EP20958653.6A priority patent/EP4235048A4/en
Publication of WO2022085100A1 publication Critical patent/WO2022085100A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/49—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring ensuring correct operation, e.g. by trial operation or configuration checks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/64—Electronic processing using pre-stored data
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature

Definitions

  • This disclosure relates to an air conditioning control device that controls an air conditioner.
  • Patent Document 1 In order to control an air conditioner in consideration of the distribution of the indoor environment, an air conditioning control device that controls the air conditioner by using a means of fluid analysis has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the air conditioning control device of Patent Document 1 has a room temperature distribution estimation unit, a candidate control amount calculation unit, a controllable amount extraction unit, and an air conditioning control unit, and controls an air conditioner in which a plurality of outlets are provided in the indoor unit.
  • the room temperature distribution estimation unit divides the modeled building into multiple grids, gives each grid the initial conditions necessary for calculation such as air pressure, temperature, and air volume, and analyzes the temperature of each grid. Perform for all combinations of outlet air volumes.
  • the candidate control amount calculation unit extracts a candidate control amount that is a combination of the air volume of each outlet based on the simulation result by the room temperature distribution estimation unit, the heat load information, the target temperature, and the target location.
  • the controllable amount extraction unit is based on the interaction table in which the air volume value by the combination of the control amounts of the on-off valves provided at each outlet is recorded and the candidate control amount, and the control amount of the on-off valve of each outlet. Find the controllable amount that indicates.
  • the air conditioning control unit performs air conditioning control based on the controllable amount.
  • This disclosure is made to solve the above-mentioned problems, and provides an air conditioning control device capable of starting air flow control at an early stage after the air conditioner is started.
  • the air-conditioning control device includes a plurality of analysis conditions each having a priority, a storage device for storing the result of airflow analysis for each analysis condition, and a calculation device for controlling the air-conditioning device.
  • the arithmetic unit is used for the air conditioner based on the airflow analysis unit that performs the airflow analysis in order from the analysis condition having the highest priority among the plurality of analysis conditions and the generation state of the analysis result by the airflow analysis unit.
  • the airflow control availability determination unit determines whether or not the airflow control can be started and the airflow control availability determination unit determines that the airflow control can be started
  • the air conditioning is based on the analysis result by the airflow analysis unit. It has an operating state determining unit that determines the operating state of the machine.
  • priority is given to each of a plurality of analysis conditions, and airflow analysis is performed in order from the analysis condition with the highest priority, so that the airflow analysis of the analysis condition with the higher priority is completed at an early stage.
  • Airflow control can be started at the stage of, and a comfortable environment can be provided to the user at an early stage.
  • FIG. It is a block diagram which shows an example of the air-conditioning system including the air-conditioning control device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a refrigerant circuit diagram which shows one configuration example of the air conditioner shown in FIG.
  • FIG. It is a block diagram which shows one configuration example of the air-conditioning control device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is an image diagram showing an example of the analysis condition list shown in FIG. Among the analysis conditions shown in FIG. 4, it is an image diagram showing an example of the blowing condition regarding the operating state of the air conditioner.
  • It is an image diagram when the priority is managed by the numerical range.
  • It is an image diagram showing an example of the pattern data shown in FIG.
  • FIG. It is a hardware configuration diagram which shows one configuration example of the arithmetic unit shown in FIG. It is a hardware configuration diagram which shows another configuration example of the arithmetic unit shown in FIG. It is a flow diagram which shows an example of the operation procedure of the air-conditioning control device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flow chart which shows an example of the operation procedure in step ST11 shown in FIG. It is a flow chart which shows an example of the operation procedure in step ST15 shown in FIG.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an air conditioning system including the air conditioning control device according to the first embodiment.
  • the air conditioning system includes an air conditioner 2 that harmonizes the air in the air conditioning target space, an air conditioning control device 1 that controls the air conditioning device 2, and a sensor 3 that measures at least the environment of the air conditioning target space.
  • the air conditioning control device 1 is connected to the air conditioner 2 and the sensor 3 via the network 4.
  • FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram showing an example of the configuration of the air conditioner shown in FIG.
  • the air conditioner 2 has an outdoor unit 21, an indoor unit 22, and a controller 23.
  • the indoor unit 22 is installed in a room which is an air-conditioned space.
  • the outdoor unit 21 is connected to the indoor unit 22 via a refrigerant pipe 56.
  • the outdoor unit 21 has a compressor 51, a four-way valve 52, a heat source side heat exchanger 53, a throttle device 54, and an outdoor fan 57.
  • the indoor unit 22 has a load side heat exchanger 55, an indoor fan 58, and a wind direction adjusting unit 59.
  • the compressor 51, the heat source side heat exchanger 53, the throttle device 54, and the load side heat exchanger 55 are connected by a refrigerant pipe 56 to form a refrigerant circuit 50 in which the refrigerant circulates.
  • a heat medium heat exchanger in which water and the refrigerant exchange heat (not shown). May be provided in the outdoor unit 21 so that water circulates between the outdoor unit 21 and the indoor unit 22.
  • the wind direction adjusting unit 59 is provided at the air outlet of the indoor unit 22.
  • the wind direction adjusting unit 59 has left and right flaps 61 and upper and lower flaps 62.
  • the left and right flaps 61 change the angle clockwise or counterclockwise with respect to the front direction of the air outlet of the indoor unit 22 so that the direction of the airflow sent from the indoor unit 22 is parallel to the floor surface. Change.
  • the direction of the airflow that changes according to the angle of the left and right flaps 61 is the left and right wind direction.
  • the clockwise angle is represented by a positive value
  • the counterclockwise angle is represented by a negative value with respect to the front direction of the air outlet of the indoor unit 22.
  • the upper and lower flaps 62 change the direction of the airflow sent from the indoor unit 22 by changing the angle from the gravity direction to the horizontal direction with respect to the gravity direction at the outlet of the indoor unit 22.
  • the gravity direction is 0 °
  • the horizontal direction is 90 °.
  • the direction of the airflow that changes according to the angle of the upper and lower flaps 62 is the vertical wind direction.
  • the method of displaying the angle indicating the vertical wind direction is not limited to the case where the gravity direction is 0 ° and the horizontal direction is 90 °, and the gravity direction may be 90 ° and the horizontal direction may be 0 °. That is, when the horizontal direction is 0 °, the depression angle corresponds to the angle indicating the vertical wind direction.
  • the controller 23 is, for example, a microcomputer.
  • the controller 23 is connected to the compressor 51, the four-way valve 52, the outdoor fan 57, the throttle device 54, the indoor fan 58, and the wind direction adjusting unit 59 via a signal line (not shown in the figure).
  • the controller 23 is a device for the user or the administrator to switch the indoor unit 22 on and off, and to manually change the set temperature, air volume, and the like.
  • the controller 23 may be a remote controller.
  • the controller 23 controls the refrigerating cycle of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 50.
  • the controller 23 controls the four-way valve 52 so that the flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit 50 is switched according to the operation modes of the heating operation and the cooling operation. Further, the controller 23 has the operating frequency of the compressor 51, the opening degree of the throttle device 54, and the outdoor fan so that the indoor temperature and humidity measured by the sensor 3 match the respective set values within a predetermined range.
  • the rotation speed of 57 is controlled.
  • the room temperature and humidity settings are set by the user.
  • the controller 23 transmits air-conditioning operation data indicating the operating state of the air conditioner 2 to the air-conditioning control device 1 via the network 4 at regular time intervals.
  • the fixed time interval is, for example, 5 minutes.
  • the controller 23 When the controller 23 receives a control command from the air conditioning control device 1, the controller 23 controls the rotation speed of the indoor fan 58, the angle of the left and right flaps 61 of the wind direction adjusting unit 59, and the angle of the upper and lower flaps 62 according to the control command. ..
  • the air volume and speed are adjusted according to the rotation speed of the indoor fan 58.
  • the left and right wind directions are adjusted according to the angles of the left and right flaps 61, and the up and down wind directions are adjusted according to the angles of the upper and lower flaps 62.
  • the refrigerant absorbs heat in the heat source side heat exchanger 53, and the refrigerant exchanges heat with the indoor air in the load side heat exchanger 55 to dissipate heat, thereby warming the indoor air.
  • the refrigerant dissipates heat in the heat source side heat exchanger 53, and the refrigerant exchanges heat with the indoor air in the load side heat exchanger 55 to cool the indoor air.
  • the air conditioner 2 may be a room air conditioner in which a plurality of indoor units 22 are connected to one outdoor unit.
  • the air conditioner 2 may be a multi air conditioner for buildings used in office buildings and the like.
  • the air conditioning system may be a central air conditioning system used for air conditioning in a large building.
  • the air conditioning system may be an air conditioning system installed in a server room, a warehouse, or the like to perform objective air conditioning.
  • These configurations are examples of an air conditioning system including the air conditioner 2 and the air conditioner 2, and the type of the air conditioner 2 is not limited to the above-mentioned configuration.
  • the space subject to air conditioning is not limited to the above-mentioned spaces such as rooms and buildings.
  • the sensor 3 is a sensor that measures a physical quantity.
  • the sensor 3 transmits the sensor data, which is a measured value, to the air conditioning control device 1 via the network 4 at regular time intervals.
  • the fixed time interval is, for example, 5 minutes.
  • the number of sensors 3 may be one or a plurality.
  • FIG. 1 shows a case where the sensor 3 has a plurality of sensors 3-1 to 3-n (n is an integer of 2 or more).
  • the sensor 3 acquires information on the indoor and outdoor environments.
  • the sensor 3 is a sensor that measures temperature, humidity, radiation temperature, thermal image, air flow velocity, and the like. When the sensor 3 includes an infrared sensor, the thermal image is acquired by the infrared sensor.
  • the sensor 3 may be provided in the air conditioner 2.
  • the sensor 3 for measuring the room temperature which is the temperature of the indoor air
  • the sensor 3 for measuring the outdoor air temperature which is the temperature of the outdoor air
  • the outside air temperature is not limited to the case where the sensor 3 transmits to the air conditioning control device 1.
  • a server (not shown) that provides the weather forecast via a network such as the Internet may transmit information on the outside air temperature to the air conditioning control device 1.
  • the network 4 is a communication network that connects the air conditioning control device 1 with the air conditioner 2 and the sensor 3.
  • the communication means in the network 4 may be wired or wireless, or may be a combination of wired and wireless.
  • the communication protocol for communication performed via the network 4 is not particularly limited, and may be a general-purpose protocol that is open to the public.
  • the communication range of the network 4 may be a narrow range such as a LAN (Local Area Network) or a wide range such as the Internet.
  • the communication protocol used in the network 4 may be a dedicated protocol.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the air conditioning control device according to the first embodiment.
  • the air conditioning control device 1 is an information processing device that controls the air conditioner 2.
  • the air conditioning control device 1 includes a storage device 13, an arithmetic unit 14, a receiving device 11, and a transmitting device 12.
  • the receiving device 11 acquires air conditioning operation data from the air conditioner 2 at regular time intervals, and stores the acquired data in the storage device 13.
  • the receiving device 11 acquires sensor data from the sensor 3 at regular time intervals, and stores the acquired data in the storage device 13.
  • the fixed time interval is, for example, 5 minutes.
  • the case where the receiving device 11 acquires data from the air conditioner 2 and the sensor 3 at the same time interval will be described, but the time interval for acquiring the data from the air conditioner 2 and the data from the sensor 3 will be obtained.
  • the time interval to be acquired may be different.
  • the transmission device 12 transmits the determined control command to the air conditioner 2.
  • the storage device 13 stores the analysis condition list 131, the device and spatial information 132, the airflow analysis model 133, the pattern data 134, the target condition 135, and the measurement data 136 including the air conditioning operation data 36 and the sensor data 37. do.
  • the storage device 13 is, for example, an HDD (Hard Disk Drive).
  • the storage device 13 may be a semiconductor memory.
  • FIG. 4 is an image diagram showing an example of the analysis condition list shown in FIG.
  • FIG. 5 is an image diagram showing an example of blowing conditions relating to the operating state of the air conditioner among the analysis conditions shown in FIG.
  • FIG. 6 is an image diagram showing an example of a load condition among the analysis conditions shown in FIG.
  • the analysis condition list 131 a plurality of analysis conditions consisting of a combination of blowout conditions and load conditions are set.
  • the pattern name, the operation mode, the priority, the load condition, the blowout condition, and the pattern generation state are described corresponding to the identifier of the analysis condition.
  • the pattern generation state indicates whether or not the airflow analysis is performed according to the analysis conditions and the pattern data is generated based on the result of the airflow analysis. The pattern data will be described in detail later.
  • each analysis condition is given a priority.
  • the priority is represented by a positive integer. For example, 1 is assigned to the highest priority and 10 is assigned to the lowest priority.
  • a unique integer that does not overlap may be attached to each analysis condition, or a unique integer that does not overlap may be attached. For example, there may be a plurality of analysis conditions having a priority of 1, and there may be one analysis condition having a priority of 1.
  • the priority assigned to each analysis condition is set based on, for example, the air conditioning operation data 36.
  • the higher the frequency of occurrence of the operating states the higher the priority given to the analysis conditions corresponding to the operating states.
  • the frequency of occurrence is calculated based on the actual data of the operating state stored in the storage device 13 in a predetermined period such as a fixed period (3 months) in the past. A specific example of the frequency of occurrence will be described. In order to simplify the explanation, it is assumed that the condition that greatly affects the frequency of occurrence of the operating state is the blowout condition, and the frequency of occurrence is obtained as follows, for example.
  • the number of occurrences that match the set value is counted for each variable of temperature, air volume, and wind direction at the outlet. Then, among these occurrence times, the occurrence frequency in which each of these three variables matches the set value is defined as the occurrence frequency.
  • the frequency of occurrence is calculated for each outlet.
  • blowing conditions conditions such as the state of the compressor 51, the blowing wind speed and the blowing wind direction at the blowing outlet of the indoor unit 22 are set.
  • the state of the compressor 51 is an on or off state.
  • the blowout wind direction is information including the left and right wind direction and the up and down wind direction.
  • the blowing conditions may include the blowing air volume and the blowing temperature.
  • the number of air outlets provided in the indoor unit 22 may be one or a plurality, and the plurality of indoor units 22 may be installed in a room that is a common air-conditioned space.
  • the outlet conditions are composed of a combination of outlet conditions set for each outlet.
  • the blowout condition is composed of a combination of blowout conditions set for each outlet of the indoor unit 22.
  • the load condition is a condition related to the inflow of heat into the room and the outflow of heat from the room.
  • boundary conditions are set as load conditions.
  • the boundary condition is a condition relating to the inflow and outflow of heat generated by the temperature difference between the room and the outside from the boundary surface such as a wall surface in the room where the air conditioner 2 is installed.
  • the heat passage condition is a condition relating to the inflow and outflow of heat from openings such as windows and doors into the room.
  • the heat generation condition is a condition relating to the amount of heat generated indoors due to the human body, OA equipment, and the like.
  • FIG. 6 is a table showing conditions relating to heat inflow and outflow into the air-conditioned space as an example of load conditions.
  • the load conditions shown in FIG. 6 show some of the boundary conditions, heat transfer conditions, and heat generation conditions.
  • the respective values of the wall surface temperature, the ceiling surface temperature, and the floor surface temperature are set corresponding to the load condition identifiers.
  • the surface temperature of the wall is represented by the wall temperature Tw
  • the surface temperature of the ceiling is represented by the ceiling temperature Tc
  • the surface temperature of the floor is represented by the floor temperature Tf.
  • the wall temperature Tw 15 ° C.
  • the ceiling temperature Tc 25 ° C.
  • ⁇ T is, for example, 2 ° C.
  • FIG. 7 is an image diagram when the priority is managed by a numerical range.
  • the priority is set and managed separately as an essential condition and an additional condition.
  • An upper limit priority and a lower limit priority are set for each of the required condition and the additional condition.
  • the priority range of the analysis condition that can start the airflow control is set.
  • the essential condition indicates that the airflow control can be started when the airflow analysis is performed from the analysis condition with the upper limit priority to the analysis condition with the lower limit priority.
  • the priority range of the analysis condition in which the airflow analysis is performed after the start of the airflow control is set.
  • the additional condition is that after the airflow control is started, the airflow analysis and the accumulation of the analysis results are called airflow control, from the analysis condition with the upper limit priority to the analysis condition with the lower limit priority. It shows that it can be carried out in parallel.
  • an integer 1 is set as the upper limit priority and an integer 3 is set as the lower limit priority as essential conditions.
  • the airflow control can be started when the airflow analysis for the analysis conditions with priorities of 1 or more and 3 or less is completed.
  • an integer 4 is set in the upper limit priority
  • an integer 10 is set in the lower limit priority.
  • the airflow analysis and the accumulation of the analysis results can be performed in parallel with the airflow control after the airflow control is started.
  • the example shown in FIG. 7 shows a case where the upper limit priority of the essential condition is 1 and the lower limit priority is 3, but the lower limit priority may be 1 which is the same as the upper limit priority.
  • the device and spatial information 132 are information necessary for creating the airflow analysis model 133, and are composed of spatial information and device information.
  • the spatial information is information about the air-conditioned space in which the air conditioner 2 is installed.
  • the spatial information is information including the shape of the room, the arrangement of windows, doors, fixtures, and the like, and the heat insulating performance representing the thermal characteristics of the wall surface, with respect to the room in the air-conditioned space.
  • the device information is information regarding the performance of the air conditioner 2.
  • the device information is information including the position of the outlet of the air conditioner 2, the capacity and efficiency of the air conditioner 2, and the setable outlet temperature, air volume, and wind direction.
  • the information given here is an example, and the device and spatial information 132 are not limited to these information.
  • the airflow analysis model 133 is a model used for, for example, a CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis method.
  • the airflow analysis model 133 is created based on the equipment and spatial information and the analysis conditions in the analysis condition list.
  • FIG. 8 is an image diagram showing an example of the pattern data shown in FIG.
  • the pattern data is created based on the result of the airflow analysis, and is data showing the tendency of the distribution of the environment such as the temperature and the wind speed in the air-conditioned space.
  • the pattern data 134 shown in FIG. 3 means information such as a table in which a plurality of pattern data are recorded. The method of generating the pattern data shown in FIG. 8 will be described later.
  • the target condition 135 is a setting condition relating to an environmental target formed by the operation of the air conditioner 2 with respect to the air-conditioned space.
  • the target condition 135 is, for example, an upper limit value and a lower limit value of an allowable range to be satisfied by the air-conditioned space for the elements of temperature and wind speed.
  • the target condition 135 may be a setting condition for one element or a setting condition for a plurality of elements.
  • the target condition 135 may be set for the blowing condition in which a plurality of elements are combined.
  • the target condition 135 may have a target value predetermined for each element, or may be set by the user via a remote controller (not shown).
  • the target condition 135 is a setting condition for creating an ideal environment that can be derived from the air-conditioned space or an ideal environment that the user considers comfortable.
  • the analysis conditions with high priority give priority to airflow analysis in order to perform the airflow control necessary to form the environment of target condition 135 according to the current environment of the air-conditioned space. It is an analysis condition to be performed.
  • the air conditioning operation data 36 is, for example, information on set values such as set temperature, air volume, operating states such as left / right wind direction and up / down wind direction, and information used for air conditioning control such as room temperature, outside air temperature, refrigerant temperature, and refrigerant flow rate. ..
  • the information used for air conditioning control is measured by a sensor 3 provided in the air conditioner 2.
  • the sensor data 37 is data measured by a sensor 3 such as a temperature sensor installed in the room.
  • the air conditioning operation data 36 may include the sensor data 37.
  • the arithmetic unit 14 includes a model creation unit 141, an airflow analysis unit 142 that performs airflow analysis for each analysis condition, a pattern generation unit 143 that generates pattern data from the analysis results, and an air conditioner 2 based on the pattern data or the analysis results. It has an airflow control unit 144 that controls the airflow of the above.
  • the model creation unit 141 creates a model to be used for airflow analysis.
  • the model creation unit 141 creates shape data that specifies the room shape, the arrangement of windows and fixtures, and the position of the air outlet of the air conditioner 2 based on the equipment and spatial information, and creates a plurality of analysis target areas. Performs the process of dividing into small spaces.
  • the model creation unit 141 is based on the analysis conditions, the conditions regarding the inflow and outflow of heat from the wall surface into the analysis target area, the heat generation conditions due to the heat generation of the human body and the heat generation of the OA device in consideration of the position of the furniture, and the suction.
  • the suction conditions of the inflow temperature and the three-dimensional inflow air velocity at the position of the mouth, and the blowout conditions such as the outflow air volume at the outlet are set.
  • the airflow analysis unit 142 calculates the airflow analysis model by a CFD analysis method or the like, and obtains the distribution of the temperature and the wind speed in the room which is the air conditioning target space. For example, the airflow analysis unit 142 divides the air-conditioned space into a large number of minute regions, and calculates the temperature and wind speed of each minute region using the airflow analysis model.
  • the governing equation of the fluid used for CFD analysis is, for example, as follows.
  • u is a three-dimensional velocity vector
  • t is time
  • p pressure
  • ⁇ density
  • ⁇ viscosity coefficient
  • ⁇ 0 reference density
  • g gravitational acceleration
  • C p constant pressure specific heat
  • T temperature
  • k Is the thermal conductivity and Q is the internal calorific value.
  • Equation (1) is a continuity equation representing the conservation of mass of a fluid.
  • Equation (2) is an incompressible Navier-Stokes equation representing momentum conservation.
  • Equation (3) is an energy equation.
  • the airflow analysis unit 142 calculates the temperature, wind speed, etc. of each divided region by solving these equations (1) to (3) under appropriate initial values and boundary conditions. In this case, the air conditioning operation data 36 and the sensor data 37 of the air conditioner 2 are used as initial values and boundary condition values in the airflow analysis.
  • the analysis conditions included in the airflow analysis model are given priority, and the airflow analysis unit 142 performs airflow analysis according to the order of these priorities. After the airflow analysis of the analysis conditions with predetermined priorities is completed, the airflow control can be started. After that, the airflow control is executed by the airflow control unit 144 at regular time intervals (for example, every 5 minutes), during which the airflow analysis unit 142 temporarily suspends the calculation for the analysis conditions for which the airflow analysis has not been performed. Alternatively, the calculation may be continued by parallel processing.
  • the airflow control unit 144 can start airflow control using airflow analysis at an early stage. In this case, it is possible to cause the air conditioner 2 to start the most efficient operation at an early stage among the operating states that have been operated in the past.
  • the airflow analysis unit 142 continues to analyze the airflow even after the airflow control is started, and the analysis result is based on the analysis conditions corresponding to the operating state with a low operating record. Is accumulated. After that, the airflow control unit 144 can include an operating state with a low operating record as an option for airflow control.
  • the pattern generation unit 143 generates pattern data that expresses the tendency of the distribution of the environment in the air-conditioned space with fewer variables than the airflow analysis result by performing statistical processing on the airflow analysis result.
  • the storage device 13 can reduce the amount of data to be stored as compared with the case of storing the generated pattern data in the state of the airflow analysis result.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of pattern data. Explaining the case of temperature as an example of variables, the pattern generation unit 143 generates pattern data as follows.
  • the pattern generation unit 143 divides the room to be the air-conditioned space into a plurality of small areas, and among the measured values of the temperature of each small area, the measured value of the temperature of the area where the resident may exist. Extract.
  • the area where the resident may be present is, for example, an area from the floor surface to a height of 1.1 m above the floor.
  • the pattern generation unit 143 sets a plurality of temperature ranges based on the preset upper and lower limit values of the temperature and the number of divisions of the temperature range.
  • the pattern generation unit 143 projects a small area included in each temperature range onto a surface parallel to the floor surface, and pattern data showing the temperature distribution so that the total ratio of the areas of the projected surfaces becomes 100%. To generate.
  • the first category is 20 ° C or higher and lower than 21 ° C
  • the temperature is 21 ° C or higher and lower than 22 ° C.
  • the second category, ..., And the tenth category consisting of 29 ° C. or higher and lower than 30 ° C. are set in 10 categories.
  • the pattern data shows the proportion (%) of the small areas belonging to each temperature range among the areas where residents may exist. show.
  • the pattern data differs depending on the pattern with reference to FIG.
  • the occurrence rate of the fifth category is 44.43%, and the occurrence rate of the seventh category is 9.7%.
  • the occurrence rate of the fifth category is 5.26%
  • the occurrence rate of the seventh category is 40.16%. It can be seen that the room temperature of the pattern having the pattern name of patternn002 is higher than that of the pattern having the pattern name of patternn001.
  • the method for generating pattern data described with reference to FIG. 8 is an example, and may be another method.
  • the variable is not limited to the case of temperature, and the pattern generation unit 143 can generate pattern data for other elements such as wind speed, humidity and comfort index as well as the case of variable temperature.
  • the number of variables is not limited to one, and may be multiple.
  • the pattern data is represented by a frequency distribution based on any one or more of the indoor temperature, humidity, wind speed, and comfort index in the analysis result.
  • the airflow control unit 144 includes an airflow control availability determination unit 41, an operation state determination unit 42, and a control command conversion unit 43.
  • the airflow control availability determination unit 41 determines whether or not the airflow control can be started based on the pattern data generation state by the pattern generation unit 143.
  • the pattern data is generated corresponding to the analysis conditions with priorities.
  • the airflow control availability determination unit 41 determines that the airflow control can be started when all the pattern data corresponding to the analysis conditions set with high priority have been generated.
  • the operation state determination unit 42 determines that the airflow control availability determination unit 41 can start the airflow control
  • the operation state determination unit 42 realizes the environment closest to the target condition from the plurality of generated pattern data based on the measurement data 136. Select a pattern and determine the operating condition.
  • the control command conversion unit 43 converts the operation state determined by the operation state determination unit 42 into a control command that actually gives a command to the air conditioner 2. Then, the control command conversion unit 43 transmits the control command to the air conditioner 2.
  • the airflow control availability determination unit 41 determines whether or not the airflow control can be started, the case where the determination is made based on the generation state of the pattern data will be described, but the airflow analysis unit 142 will be described. The determination may be made based on the generation state of the analysis result by.
  • a user may select a high-priority operating state from a plurality of operating states. Further, the operating state having a high priority may be randomly set, for example, the operating state having a high priority may be set in advance at equal intervals with respect to the operable range of the air conditioner 2.
  • the selectable range of the operating state of the air conditioner 2 is divided into a plurality of ranges in advance, and in each of the divided ranges, one representative operating state is given a high priority and is represented by other operating states. It is conceivable to give a priority that is relatively lower than the priority of the typical operating condition. In this case, the optimum operating condition can be determined from the typical conditions at an early stage, and the range of operating conditions that can be selected for other conditions can be gradually expanded.
  • the selectable range of operating conditions is the vertical wind direction of the air outlet of the indoor unit 22.
  • the gravity direction is an angle of 0 °
  • the horizontal direction is an angle of 90 °
  • the selectable range of the vertical wind direction is the range of an angle of 0 ° to 90 °
  • the vertical wind direction can be set in 1 ° units.
  • the selectable range of the operating state is divided into three categories. The three categories are the first category of 0 ° or more and less than 30 °, the second category of 30 ° or more and less than 60 °, and the third category of 60 ° or more and 90 ° or less.
  • a high priority is assigned to the angle 15 ° as a representative value, and a priority relatively lower than the priority of the representative value is assigned to the other angles.
  • a high priority is assigned to 45 ° as a representative value, and a priority relatively lower than the priority of the representative value is assigned to other angles.
  • a high priority is assigned to 75 ° as a representative value, and a priority relatively lower than the priority of the representative value is assigned to other angles.
  • the airflow analysis unit 142 preferentially executes the airflow analysis under the analysis conditions where the vertical wind direction angles are 15 °, 45 °, and 75 °. After that, the airflow analysis unit 142 executes airflow analysis for analysis conditions having angles other than 15 °, 45 °, and 75 ° in the vertical wind direction. Airflow control can be started when the airflow analysis is completed for a typical operating state in each of the divided ranges, and the most efficient operation can be performed from the typical operating states.
  • FIG. 9 is a hardware configuration diagram showing a configuration example of the arithmetic unit shown in FIG.
  • the arithmetic unit 14 shown in FIG. 3 is composed of a processing circuit 80 as shown in FIG.
  • Each function of the model creation unit 141, the airflow analysis unit 142, the pattern generation unit 143, and the airflow control unit 144 shown in FIG. 3 is realized by the processing circuit 80.
  • the processing circuit 80 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable Gate). It corresponds to Array) or a combination of these.
  • the processing circuit 80 may realize each of the functions of the model creation unit 141, the airflow analysis unit 142, the pattern generation unit 143, and the airflow control unit 144. Further, the functions of the model creation unit 141, the airflow analysis unit 142, the pattern generation unit 143, and the airflow control unit 144 may be realized by one processing circuit 80.
  • FIG. 10 is a hardware configuration diagram showing another configuration example of the arithmetic unit shown in FIG.
  • the arithmetic unit 14 shown in FIG. 3 is composed of a processor 81 such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory 82 as shown in FIG.
  • a processor 81 such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a memory 82 as shown in FIG.
  • Each function of the model creation unit 141, the airflow analysis unit 142, the pattern generation unit 143, and the airflow control unit 144 is realized by the processor 81 and the memory 82.
  • FIG. 10 shows that the processor 81 and the memory 82 are communicably connected to each other via the bus 83.
  • the functions of the model creation unit 141, the airflow analysis unit 142, the pattern generation unit 143, and the airflow control unit 144 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software and firmware are described as a program and stored in the memory 82.
  • the processor 81 realizes the functions of each part by reading and executing the program stored in the memory 82.
  • a non-volatile semiconductor memory such as a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable and Programmable ROM), and an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM) is used.
  • a volatile semiconductor memory of RAM Random Access Memory
  • a detachable recording medium such as a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a CD (Compact Disc), an MD (Mini Disc), and a DVD (Digital Versaille Disc) may be used.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of the operation procedure of the air conditioning control device according to the first embodiment.
  • the trigger for starting the flow shown in FIG. 11 is, for example, that the air conditioning control device 1 receives an operation start notification signal indicating that the operation has started from the air conditioner 2.
  • the controller 23 of the air conditioner 2 transmits an operation start notification signal to the air conditioning control device 1 when the operation is started.
  • step ST11 the airflow control availability determination unit 41 determines whether or not the airflow control can be started. For example, whether or not the pattern data generation is completed by the pattern generation unit 143 based on the result of the airflow analysis under the analysis conditions given by the airflow controlability determination unit 41 with a priority higher than the predetermined priority. Is determined.
  • the airflow control availability determination unit 41 determines that the airflow control can be started, and proceeds to step ST12.
  • the airflow control possibility determination unit 41 returns to step ST11.
  • step ST12 the airflow control unit 144 determines whether or not the timing is the airflow control execution cycle. When the airflow control unit 144 determines that the timing is the airflow control execution cycle, the process proceeds to step ST13. If the airflow control unit 144 determines that the timing is not the airflow control execution cycle, the process returns to step ST12.
  • the airflow control execution cycle is a constant cycle such as an interval of 5 minutes.
  • the airflow analysis unit 142 continues the airflow analysis for the remaining analysis conditions in order from the analysis condition having the highest priority. Since the airflow analysis is performed in parallel with the airflow control, the result of the airflow analysis under the analysis conditions set to have a relatively low priority is also accumulated in the storage device 13 with the passage of time. The results of airflow analysis under low-priority analysis conditions can also be used at an early stage, and more accurate airflow control can be performed.
  • the airflow control unit 144 acquires the air conditioning operation data 36 and the sensor data 37 from the storage device 13.
  • the data acquired here is not limited to the current data which is the data acquired from the air conditioner 2 and the sensor 3 at the time closest to the current time.
  • the data acquired from the storage device 13 may be past data including the air conditioning operation data 36 and the sensor data 37 stored in the storage device 13 in the past.
  • step ST14 the airflow control unit 144 selects a pattern that realizes the state closest to the preset target value from the pattern data generated by the pattern generation unit 143.
  • step ST15 the operation state determination unit 42 determines the operation state of the air conditioner 2 with reference to the blowing conditions of the air conditioner 2 corresponding to the pattern selected in step ST14.
  • step ST16 the control command conversion unit 43 converts the operating state determined in step ST15 into a control command that actually gives a command to the air conditioner 2, and transmits the control command to the air conditioner 2.
  • step ST17 the airflow control unit 144 determines whether or not the end condition is satisfied. If the end condition is satisfied, the airflow control unit 144 ends the process. On the other hand, as a result of the determination in step ST17, if the end condition is not satisfied, the airflow control unit 144 returns to step ST12.
  • the end condition is, for example, the stop of the air conditioner 2. In this case, when the user or the administrator inputs an instruction to stop the operation of the air conditioner 2, the controller 23 of the air conditioner 2 stops the operation of the air conditioner 2 and stops the operation of the air conditioner 2.
  • the indicated stop notification signal is transmitted to the air conditioning control device 1.
  • the end condition is not limited to the case where the air conditioner 2 is stopped, and may be a condition that a preset time has been reached from the start of operation of the air conditioner 2. The preset time is the time during which the operation of the air conditioner 2 becomes stable.
  • FIG. 12 is a flow chart showing an example of the operation procedure in step ST11 shown in FIG.
  • the priority attached to the analysis condition is an integer k.
  • the highest priority among the priorities k ranked in a plurality of ranks is set to 1.
  • the lower limit priority of the essential condition shown in FIG. 7 is kL.
  • the airflow control availability determination unit 41 determines whether or not the priority k matches the lower limit priority kL (step ST35). As a result of the determination in step ST35, if the priority k does not match the lower limit priority kL, the airflow control possibility determination unit 41 sets a value obtained by adding 1 to the current priority k as the new priority k (step). ST36), return to step ST32.
  • step ST35 when the priority k matches the lower limit priority kL, the airflow control availability determination unit 41 determines that the airflow control can be executed (step ST37).
  • the airflow control unit 144 executes steps ST32 to ST34 for each of the two or more analysis conditions, and then proceeds to step ST35.
  • the air conditioning control can be started at an early stage when the airflow analysis of the analysis conditions including the main blowing conditions is completed.
  • FIG. 13 is a flow chart showing an example of the operation procedure in step ST15 shown in FIG.
  • the pattern selection process by the operation state determination unit 42 will be described with reference to FIG.
  • the air conditioner 2 has one indoor unit 22, and the number of air outlets provided in the indoor unit 22 is one.
  • the air conditioning operation data 36 includes data of an on / off state of the air conditioner 2, an operation mode indicating a cooling operation or a heating operation, a set temperature, a blowing wind speed, a vertical wind direction, and a left / right wind direction.
  • the sensor 3 is an infrared sensor, and the sensor data 37 includes data on the wall surface temperature, the ceiling surface temperature, and the floor surface temperature acquired from the thermal image of the infrared sensor.
  • the load conditions are the wall surface temperature, the ceiling surface temperature, and the floor surface temperature
  • the blowout conditions are the blowout temperature at one outlet provided in the indoor unit 22, and the vertical and vertical wind directions of the airflow. Left and right wind direction.
  • the objects calculated by airflow analysis are temperature and wind speed.
  • an upper limit value and a lower limit value are set for each of the wind speed and the temperature on a plane having a predetermined height in the room of the air-conditioned space.
  • the operation state determination unit 42 selects the current state pattern, which is a pattern close to the current operation state, as follows.
  • the operation state determination unit 42 acquires the on / off state of the air conditioner 2, the operation mode, the blowout wind speed, the vertical wind direction, and the left and right wind direction from the air conditioning operation data 36, and the blowout condition that matches the acquired operation state of the air conditioner 2. Is selected from the blowout conditions in the analysis conditions.
  • the operation state determination unit 42 acquires the wall surface temperature, the ceiling surface temperature, and the floor surface temperature from the sensor data 37, and subtracts the floor surface temperature from the acquired ceiling surface temperature to obtain the ceiling surface temperature and the floor. Obtain the upper and lower temperature difference, which is the temperature difference from the surface temperature.
  • the operating state determination unit 42 also obtains the vertical temperature difference by subtracting the floor temperature from the ceiling temperature for the load condition in the analysis condition, and obtains the vertical temperature difference and the wall temperature from the sensor data 37, respectively. Compare to determine the closest load condition.
  • the pattern data corresponding to the analysis conditions including the determined blowout condition and load condition is uniquely determined.
  • the operation state determination unit 42 uses the uniquely determined pattern data as the current state pattern which is the current estimated value of the indoor environment.
  • the operation state determination unit 42 extracts a candidate pattern that is a candidate pattern as an estimated value of the indoor environment when the blowout wind speed, the vertical wind direction, and the left / right wind direction are changed from the current state pattern as follows. do.
  • the operation state determination unit 42 selects a plurality of blowout conditions in which the on / off state of the air conditioner 2 and the operation mode match, and the blowout wind speed, the vertical wind direction, and the left and right wind directions are different, with reference to the air conditioning operation data 36. ..
  • the operation state determination unit 42 includes a plurality of analysis conditions including the same blowout condition as any of the blowout conditions and the same load condition as the load condition determined in step ST21 among the plurality of selected blowout conditions. Is extracted from the analysis condition list.
  • the operating state determination unit 42 uses a pattern corresponding to the extracted analysis condition as a candidate pattern. There may be one candidate pattern, but there may be multiple candidate patterns.
  • step ST23 the operation state determination unit 42 calculates evaluation values for each of the current state pattern determined in step ST21 and the candidate pattern determined in step ST22.
  • the evaluation value For each variable of temperature and wind speed in the pattern data, the ratio of the region included in the preset temperature range is calculated, and the value obtained by multiplying the ratio of each variable by the weighting coefficient is used as the evaluation value.
  • the operating state determining unit 42 may determine whether the operating state of the air conditioner 2 is in the transition state or has reached the stable state, and may change the weighting coefficient to be used according to the operating state. ..
  • the transient state is a state in which the air conditioner 2 is in a non-stationary process such as immediately after starting.
  • the operating state of the air conditioner 2 is determined, for example, by whether or not the elapsed time from the start of activation is equal to or longer than a predetermined threshold time.
  • the operation state determination unit 42 determines that the operation state of the air conditioner 2 is a transient state, and the elapsed time from the start of the air conditioner 2 is the threshold time. If it is more than an hour, the operating state of the air conditioner 2 is determined to be a stable state. By changing the weighting coefficient according to the operating condition, the speed of reaching the target value is prioritized immediately after the start of the air conditioner 2, and the comfort is prioritized after the air conditioner 2 stabilizes. It is possible to control the air flow according to the situation.
  • the determination of the operating state of the air conditioner 2 is not limited to the above-mentioned determination method.
  • the operation state determination unit 42 acquires information on the suction temperature and the set temperature from the air conditioner 2, compares the temperature difference between the suction temperature and the set temperature with a predetermined threshold temperature, and compares the operating state of the air conditioner 2. May be determined. When the temperature difference between the suction temperature and the set temperature is equal to or higher than the threshold temperature, the operation state determination unit 42 determines that the operation state of the air conditioner 2 is a transient state, and the temperature difference between the suction temperature and the set temperature is less than the threshold temperature. If, the operating state of the air conditioner 2 is determined to be a stable state.
  • the above-mentioned calculation method of the evaluation value is an example, and may be calculated by another calculation method.
  • the evaluation target is not limited to the temperature, but may be a wind speed, or may be an element other than the temperature and the wind speed.
  • the evaluation target may be stored in the storage device 13 as a pattern such as a temperature difference between the upper and lower sides at a plurality of positions in the room from the airflow analysis result, and the calculated value may be used as the evaluation value.
  • the operation state determination unit 42 may correct the analysis result or the pattern data by using the measured values of one or both of the air conditioning operation data and the sensor data, and use the corrected analysis result or the pattern data.
  • a sensor 3 for measuring the suction temperature which is the temperature of the air sucked into the suction port of the air conditioner 2, is provided, and the operation state determination unit 42 acquires the information of the measured value from the sensor 3 provided at the suction port. ..
  • the operating state determination unit 42 acquires information on the temperature corresponding to the suction temperature from the analysis result or pattern data, and uses the analysis result or the difference value between the measured value and the temperature acquired from the analysis result or pattern data to obtain the analysis result or. Correct the pattern data. By correcting the analysis result or pattern data, this correction is reflected in the airflow control performed in the actual room, and the temperature in the room is corrected. As a result, the error caused by the difference between the analysis condition and the actual condition is corrected, and the airflow control with high accuracy can be performed.
  • the operation state determination unit 42 determines the operation state of the air conditioner 2 as follows. When any of the evaluation values of the plurality of candidate patterns calculated in step ST23 is lower than the evaluation value of the current state pattern, the operation state determination unit 42 does not change the operation state. When there is a candidate pattern whose evaluation value is higher than the evaluation value of the current state pattern, the operation state determination unit 42 sets the operation state of the air conditioner 2 corresponding to the blowing condition corresponding to the candidate pattern as the target of the operation state of the air conditioner 2. Determine the value.
  • the operation state determination unit 42 selects the candidate pattern having the highest evaluation value, and the air conditioning corresponding to the blowing condition corresponding to the selected candidate pattern.
  • the operating state of the machine 2 is determined to be the target value of the operating state of the air conditioner 2.
  • the air conditioning control device 1 accumulates the result of airflow analysis for the airflow analysis model created based on the equipment and spatial information and the analysis condition list as pattern data. Then, when performing airflow control, the air conditioning control device 1 selects a pattern satisfying the target condition from the pattern data based on the measurement data and executes the airflow control.
  • Each analysis condition in the analysis condition list is given a priority, and the air conditioning control device 1 performs airflow analysis in descending order of priority, so that the airflow is at an early stage when the airflow analysis of the condition with the highest priority is completed. Control can be started. Further, the air conditioning control device 1 can gradually accumulate various pattern data and improve the accuracy of the airflow control by continuing the airflow analysis under the analysis condition having a low priority after the start of the airflow control.
  • the model creation unit 141 performs machine learning using the measurement data 136 stored in the storage device 13, and performs airflow analysis so that the airflow analysis model 133 fits into the air conditioning target space. Model 133 may be updated. This further improves the accuracy of airflow analysis.
  • the air conditioning control device 1 of the first embodiment is a storage device 13 that stores a plurality of analysis conditions and airflow analysis results for each analysis condition, each of which has a priority, and an arithmetic unit 14 that controls the air conditioner 2. And have.
  • the arithmetic unit 14 has an airflow analysis unit 142, an airflow control availability determination unit 41, and an operation state determination unit 42.
  • the airflow analysis unit 142 performs airflow analysis in order from the analysis condition having the highest priority among the plurality of analysis conditions.
  • the airflow control availability determination unit 41 determines whether or not the airflow control can be started for the air conditioner 2 based on the generation state of the analysis result by the airflow analysis unit 142.
  • the operation state determination unit 42 determines the operation state of the air conditioner 2 based on the analysis result by the airflow analysis unit 142.
  • each of the plurality of analysis conditions is given a priority, and the airflow analysis is performed in order from the analysis condition with the highest priority, so that the airflow analysis of the analysis condition with the higher priority can be performed.
  • Airflow control can be started at an early stage of completion. Since appropriate airflow control is performed early from the start of the air conditioner 2, a comfortable environment can be provided to the user at an early stage. Since the airflow control suitable for the air-conditioned space is performed more quickly, it is possible to suppress unnecessary change of the operating frequency of the compressor 51 and to save energy.
  • the air conditioning control device 1 of the first embodiment does not reduce the number of analysis conditions for a plurality of analysis conditions, but preferentially executes the airflow analysis of the analysis conditions having a high priority. Airflow control is started based on the analysis result. Since the airflow analysis under the analysis conditions with high priority is performed, the accuracy of the airflow analysis is suppressed from being impaired.
  • the airflow analysis unit 142 performs the airflow analysis under the analysis conditions with low priority in parallel with the airflow control, so that many analysis results can be obtained with the passage of time. It is stored in the storage device 13. Therefore, the air conditioning control device 1 can perform fine airflow control for the user with high accuracy by using the analysis results of many analysis conditions stored in the storage device 13.
  • the storage device 13 does not store and manage the result of the airflow analysis as it is, but stores and manages the pattern data showing the distribution of the environment of the air-conditioned space. Therefore, the data size of the analysis result is compressed, and the storage capacity of the storage device 13 can be reduced. Even when there are many analysis conditions, the required storage capacity can be suppressed. As a result, according to the first embodiment, the calculation load and the storage capacity can be reduced, and the airflow control in consideration of the distribution of the thermal environment of the air-conditioned space can be started at an early stage.
  • 1 air conditioning control device 2 air conditioning device, 3, 3-1 to 3-n sensor, 4 network, 11 receiving device, 12 transmitting device, 13 storage device, 14 computing device, 21 outdoor unit, 22 indoor unit, 23 controller, 36 air conditioning operation data, 37 sensor data, 41 air flow control availability judgment unit, 42 operation status determination unit, 43 control command conversion unit, 50 refrigerant circuit, 51 compressor, 52 four-way valve, 53 heat source side heat exchanger, 54 throttle device , 55 load side heat exchanger, 56 refrigerant piping, 57 outdoor fan, 58 indoor fan, 59 wind direction control unit, 61 left and right flaps, 62 upper and lower flaps, 80 processing circuit, 81 processor, 82 memory, 83 bus, 131 analysis condition list , 132 equipment and space information, 133 air-conditioning analysis model, 134 pattern data, 135 target conditions, 136 measurement data, 141 model creation unit, 142 air-conditioning analysis unit, 143 pattern generation unit, 144 air-conditioning control unit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

空調制御装置は、それぞれに優先度が付された複数の解析条件及び解析条件毎の気流解析の結果を記憶する記憶装置と、空調機を制御する演算装置と、を有し、演算装置は、複数の解析条件のうち優先度の高い解析条件から順に気流解析を行う気流解析部と、気流解析部による解析結果の生成状態に基づいて空調機に対して気流制御を開始できるか否かを判定する気流制御可否判定部と、気流制御を開始できると気流制御可否判定部によって判定されると、気流解析部による解析結果に基づいて空調機の運転状態を決定する運転状態決定部と、を有するものである。

Description

空調制御装置
　本開示は、空調機を制御する空調制御装置に関する。
　室内環境の分布を考慮して空調機を制御するために、流体解析の手段を用いて空調機を制御する空調制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１の空調制御装置は、室温分布推定部、候補制御量算出部、制御可能量抽出部及び空調制御部を有し、室内機に複数の吹出口が設けられた空調機を制御する。室温分布推定部は、モデル化した建物を格子状に複数に区切り、各格子に空気の圧力、温度及び風量など計算に必要な初期条件を与え、各格子の温度を解析する処理を複数の吹出口の風量の組み合わせ全てに対して行う。候補制御量算出部は、室温分布推定部によるシミュレーション結果、熱負荷情報、目標温度及び対象箇所に基づいて、各吹出口の風量の組合せとなる候補制御量を抽出する。制御可能量抽出部は、各吹出口に設けられた開閉弁の制御量の組合せによる風量値が記録された相互作用テーブルと、候補制御量とに基づいて、各吹出口の開閉弁の制御量を示す制御可能量を求める。空調制御部は、制御可能量に基づいて空調制御を行う。
特開２０１６－６１４４７号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された空調制御装置は、吹出口に関する風量などの条件が多い場合、条件の組合せが膨大となり、気流制御を開始する前の気流解析に長時間かかってしまう。そのため、空調機が起動してから気流制御が開始されるまで時間がかかるという問題がある。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、空調機の起動後に早期に気流制御を開始できる空調制御装置を提供するものである。
　本開示に係る空調制御装置は、それぞれに優先度が付された複数の解析条件及び前記解析条件毎の気流解析の結果を記憶する記憶装置と、空調機を制御する演算装置と、を有し、前記演算装置は、前記複数の解析条件のうち前記優先度の高い解析条件から順に前記気流解析を行う気流解析部と、前記気流解析部による解析結果の生成状態に基づいて前記空調機に対して気流制御を開始できるか否かを判定する気流制御可否判定部と、前記気流制御を開始できると前記気流制御可否判定部によって判定されると、前記気流解析部による解析結果に基づいて前記空調機の運転状態を決定する運転状態決定部と、を有するものである。
　本開示によれば、複数の解析条件のそれぞれに優先度が付され、高い優先度が付された解析条件から順に気流解析を行うことで、優先度の高い解析条件の気流解析が完了した早期の段階に気流制御を開始でき、快適な環境をユーザに早期に提供できる。
実施の形態１に係る空調制御装置を含む空調システムの一例を示す構成図である。 図１に示した空調機の一構成例を示す冷媒回路図である。 実施の形態１に係る空調制御装置の一構成例を示すブロック図である。 図３に示す解析条件リストの一例を表すイメージ図である。 図４に示す解析条件のうち、空調機の運転状態に関する吹出条件の一例を表すイメージ図である。 図４に示す解析条件のうち、負荷条件の一例を表すイメージ図である。 優先度を数値範囲によって管理する場合のイメージ図である。 図３に示すパターンデータの一例を表すイメージ図である。 図３に示した演算装置の一構成例を示すハードウェア構成図である。 図３に示した演算装置の別の構成例を示すハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る空調制御装置の動作手順の一例を示すフロー図である。 図１１に示したステップＳＴ１１における動作手順の一例を示すフロー図である。 図１１に示したステップＳＴ１５における動作手順の一例を示すフロー図である。
実施の形態１．
　本開示の空調制御装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１に係る空調制御装置を含む空調システムの一例を示す構成図である。空調システムは、空調対象空間の空気を調和する空調機２と、空調機２を制御する空調制御装置１と、少なくとも空調対象空間の環境を計測するセンサ３とを有する。空調制御装置１は、ネットワーク４を介して、空調機２及びセンサ３と接続される。
　図２は、図１に示した空調機の一構成例を示す冷媒回路図である。図１に示すように、空調機２は、室外機２１と、室内機２２と、コントローラ２３とを有する。室内機２２は、空調対象空間である室内に設置されている。図２に示すように、室外機２１は冷媒配管５６を介して室内機２２と接続されている。
　室外機２１は、圧縮機５１と、四方弁５２と、熱源側熱交換器５３と、絞り装置５４と、室外ファン５７とを有する。室内機２２は、負荷側熱交換器５５と、室内ファン５８と、風向調節部５９とを有する。圧縮機５１、熱源側熱交換器５３、絞り装置５４及び負荷側熱交換器５５が冷媒配管５６で接続され、冷媒が循環する冷媒回路５０が構成される。本実施の形態１においては、室外機２１と室内機２２との間を循環する熱媒体が冷媒の場合で説明するが、水と冷媒とが熱交換する熱媒体熱交換器（図示せず）を室外機２１に設け、室外機２１と室内機２２との間を水が循環する構成であってもよい。
　風向調節部５９は、室内機２２の空気の吹出口に設けられている。風向調節部５９は、左右フラップ６１及び上下フラップ６２を有する。左右フラップ６１は、室内機２２の吹出口の正面方向を基準として、時計回り又は反時計回りに角度を変化させることで、室内機２２から送出される気流の方向を床面に対して平行に変化させる。左右フラップ６１の角度に対応して変化する気流の方向が左右風向である。以下では、左右風向の角度について、室内機２２の吹出口の正面方向を基準として、時計回りの角度をプラスの値で表し、反時計回りの角度をマイナスの値で表す。
　上下フラップ６２は、室内機２２の吹出口において、重力方向を基準として重力方向から水平方向への角度を変化させることで、室内機２２から送出される気流の方向を変化させる。この場合、重力方向を０°とすると、水平方向は９０°である。上下フラップ６２の角度に対応して変化する気流の方向が上下風向である。上下風向を示す角度の表示方法は、重力方向を０°とし、水平方向を９０°とする場合に限らず、重力方向を９０°とし、水平方向を０°としてもよい。つまり、水平方向を０°とする場合、俯角が上下風向を示す角度に相当する。
　コントローラ２３は、例えば、マイクロコンピュータである。コントローラ２３は、図に示さない信号線を介して、圧縮機５１、四方弁５２、室外ファン５７、絞り装置５４、室内ファン５８及び風向調節部５９と接続される。コントローラ２３は、ユーザ又は管理者が室内機２２のオン及びオフを切り換えたり、設定温度及び風量等を手動で設定変更したりするための装置である。コントローラ２３は、リモートコントローラであってもよい。
　コントローラ２３は、冷媒回路５０を循環する冷媒の冷凍サイクルを制御する。コントローラ２３は、暖房運転および冷房運転の運転モードに対応して、冷媒回路５０における冷媒の流通方向が切り替わるように四方弁５２を制御する。また、コントローラ２３は、センサ３によって計測される室内の温度および湿度がそれぞれの設定値と予め決められた範囲で一致するように、圧縮機５１の運転周波数、絞り装置５４の開度及び室外ファン５７の回転数を制御する。室内の温度および湿度の設定値はユーザによって設定される。コントローラ２３は、一定時間間隔で、空調機２の運転状態を示す空調運転データを、ネットワーク４を介して空調制御装置１に送信する。一定時間間隔は、例えば、５分である。
　また、コントローラ２３は、空調制御装置１から制御指令を受信すると、制御指令にしたがって、室内ファン５８の回転数と、風向調節部５９の左右フラップ６１の角度及び上下フラップ６２の角度とを制御する。室内ファン５８の回転数に対応して風量及び風速が調整される。左右フラップ６１の角度に対応して左右風向が調整され、上下フラップ６２の角度に対応して上下風向が調整される。
　運転モードが暖房運転の場合、熱源側熱交換器５３において冷媒が吸熱し、負荷側熱交換器５５において冷媒が室内の空気と熱交換して放熱することで、室内の空気が暖められる。一方、運転モードが冷房運転の場合、熱源側熱交換器５３において冷媒が放熱し、負荷側熱交換器５５において冷媒が室内の空気と熱交換することで、室内の空気が冷却される。
　次に、図１に示す空調機２の適用事例について説明する。住宅向けの空調システムでは、１室に１台の室内機２２が設置されることが多い。例えば、ルームエアコンは空調機２の代表例である。空調機２は、室外機１台に対して室内機２２が複数台接続されるルームエアコンであってもよい。
　また、空調機２は、オフィスビル等で用いられるビル用マルチエアコンであってもよい。さらに、空調システムは、大規模ビルの全館空調に用いられるセントラル空調システムであってもよい。空調システムは、サーバ室及び倉庫などに設置され、対物空調を行う空調システムであってもよい。これらの構成は空調機２及び空調機２を含む空調システムの一例であり、空調機２の種類は、上述の構成に限定されるものではない。また、空調対象空間も上述の部屋及び建物などの空間に限定されるものではない。
　次に、図１に示すセンサ３について説明する。センサ３は、物理量を計測するセンサである。センサ３は、一定時間間隔で、計測値であるセンサデータを、ネットワーク４を介して空調制御装置１に送信する。一定時間間隔は、例えば、５分である。センサ３は、１つであってもよく、複数であってもよい。図１は、センサ３が複数のセンサ３－１～３－ｎ（ｎは２以上の整数）を有する場合を示す。センサ３は、室内及び室外の環境の情報を取得する。センサ３は、温度、湿度、放射温度、熱画像及び気流速度等を計測するセンサである。センサ３が赤外線センサを含む場合、熱画像は赤外線センサによって取得される。
　図１に示す構成例においては、センサ３が空調機２とは別に設けられる場合を示しているが、センサ３が空調機２に設けられていてもよい。例えば、室内の空気の温度である室温を計測するセンサ３が室内機２２に設けられ、室外の空気の温度である外気温を計測するセンサ３が室外機２１に設けられていてもよい。なお、外気温は、センサ３が空調制御装置１に送信する場合に限らない。天気予報をインターネット等のネットワークを介して提供するサーバ（図示せず）が、外気温の情報を空調制御装置１に送信してもよい。
　ネットワーク４は、空調制御装置１と、空調機２及びセンサ３とを接続する通信用のネットワークである。ネットワーク４における通信手段は、有線でも、無線でもよく、又は有線と無線との組み合わせであってもよい。また、ネットワーク４を介して行われる通信の通信プロトコルは、特に限定されず、一般に公開されている汎用プロトコルでもよい。ネットワーク４の通信範囲は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の狭い範囲であってよく、インターネット等の広い範囲であってもよい。さらに、ネットワーク４が空調機２の製造会社によって運用される専用線である場合、ネットワーク４で使用される通信プロトコルは専用プロトコルであってもよい。
　図１及び図３を参照して、空調制御装置１の構成を説明する。図３は、実施の形態１に係る空調制御装置の一構成例を示すブロック図である。空調制御装置１は、空調機２を制御する情報処理装置である。空調制御装置１は、記憶装置１３と、演算装置１４と、受信装置１１と、送信装置１２とを有する。
　受信装置１１は、空調機２から一定時間間隔で空調運転データを取得し、取得したデータを記憶装置１３に記憶させる。受信装置１１は、センサ３から一定時間間隔でセンサデータを取得し、取得したデータを記憶装置１３に記憶させる。一定時間間隔は、例えば、５分である。本実施の形態１では、受信装置１１が空調機２及びセンサ３のそれぞれからデータを取得する時間間隔が同じ場合で説明するが、空調機２からデータを取得する時間間隔とセンサ３からデータを取得する時間間隔とが異なっていてもよい。送信装置１２は、演算装置１４によって空調機２への制御指令が決定されると、決定された制御指令を空調機２に送信する。
　記憶装置１３は、解析条件リスト１３１と、機器及び空間情報１３２と、気流解析モデル１３３と、パターンデータ１３４と、目標条件１３５と、空調運転データ３６及びセンサデータ３７を含む計測データ１３６とを記憶する。記憶装置１３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）である。記憶装置１３は半導体メモリであってもよい。
　図３に示す記憶装置１３が記憶する情報について、図４～図６を参照して説明する。図４は、図３に示す解析条件リストの一例を表すイメージ図である。図５は、図４に示す解析条件のうち、空調機の運転状態に関する吹出条件の一例を表すイメージ図である。図６は、図４に示す解析条件のうち、負荷条件の一例を表すイメージ図である。
　解析条件リスト１３１には、吹出条件と負荷条件との組合せからなる解析条件が複数設定されている。図４に示す例では、解析条件の識別子に対応して、パターン名、運転モード、優先度、負荷条件、吹出条件及びパターン生成状態が記載されている。パターン生成状態は、解析条件によって気流解析が行われ、気流解析の結果に基づいてパターンデータが生成されているか否かを示す。パターンデータについては後で詳しく説明する。
　図４に示すように、各解析条件には優先度が付されている。本実施の形態１では、優先度が正の整数で表される。例えば、最も高い優先度に１が割り当てられ、最も低い優先度に１０が割り当てられる。優先度として、各解析条件に対して、重複しない一意の整数が付されてもよく、重複する整数が付されてもよい。例えば、優先度が１の解析条件が複数あってもよく、優先度が１の解析条件が１つであってもよい。
　各解析条件に付される優先度は、例えば、空調運転データ３６に基づいて設定される。空調機２の過去の運転状態のうち、運転状態の発生頻度が高いほど、その運転状態に対応する解析条件に対して高い優先度が付される。発生頻度は、過去の一定期間（３カ月間）など予め決められた期間に記憶装置１３が記憶する運転状態の実績データを基に算出される。発生頻度の具体例を説明する。説明を簡単にするために、運転状態の発生頻度に大きく影響する条件が吹出条件の場合とし、例えば、次のようにして発生頻度を求める。実績データの中で吹出口における温度、風量及び風向の変数毎に設定値と一致する発生回数をカウントする。そして、これらの発生回数のうち、これら３つの各変数がそれぞれの設定値と一致する発生回数を発生頻度とする。室内機２２が複数の吹出口を有する場合、吹出口毎に発生頻度が算出される。
　吹出条件には、圧縮機５１の状態、並びに室内機２２の吹出口における吹出風速及び吹出風向などの条件が設定されている。圧縮機５１の状態とは、オン又はオフの状態である。吹出風向は左右風向及び上下風向を含む情報である。吹出条件に、吹出風量及び吹出温度が含まれていてもよい。室内機２２に設けられる吹出口は１つでも複数でもよく、また、複数台の室内機２２が共通の空調対象空間となる部屋に設置されてもよい。室内機２２に複数の吹出口が設けられている場合、吹出条件は、吹出口ごとに設定される吹出条件の組合せで構成される。複数台の室内機２２が部屋に設置されている場合、吹出条件は、各室内機２２の吹出口ごとに設定される吹出条件の組み合わせで構成される。
　負荷条件は、室内への熱の流入及び室内からの熱の流出に関する条件である。例えば、負荷条件には、境界条件、熱通過条件及び熱発生条件が設定されている。境界条件は、空調機２が設置される部屋における壁面などの境界面から、室内と室外との温度差などによって発生する熱の流入及び流出に関する条件である。熱通過条件は、窓及び扉などの開口部から室内への熱の流入及び流出に関する条件である。熱発生条件は、人体及びＯＡ機器などに起因して室内で発生する発熱量に関する条件である。
　図６は、負荷条件の一例として、空調対象空間への熱の流入及び流出に関する条件を示すテーブルである。図６に示す負荷条件は、境界条件、熱通過条件及び熱発生条件の一部を示す。負荷条件のテーブルには、壁の表面温度、天井の表面温度及び床の表面温度のそれぞれの値が、負荷条件の識別子に対応して設定されている。図６では、壁の表面温度を壁温度Ｔｗと表し、天井の表面温度を天井温度Ｔｃと表し、床の表面温度を床温度Ｔｆと表している。負荷条件Ｈ１の場合、壁温度Ｔｗ＝１５℃、天井温度Ｔｃ＝２５℃及び床温度Ｔｆ＝１５℃が設定されている。図６において、例えば、Ｔｗ＝１５℃の表記は、壁温度が１５℃と一致している場合に限らず、壁温度が１５℃を中心値として±ΔＴの許容範囲に属する場合であってもよい。ΔＴは、例えば、２℃である。
　図７は、優先度を数値範囲によって管理する場合のイメージ図である。図７に示す例では、優先度が必須条件と追加条件との２つに分けて設定され、管理されている。必須条件及び追加条件のそれぞれに上限優先度及び下限優先度が設定されている。必須条件には、気流制御を開始できる解析条件の優先度の範囲が設定されている。具体的に説明すると、必須条件は、上限優先度が付された解析条件から下限優先度が付された解析条件まで気流解析が行われると、気流制御を開始できることを表している。追加条件には、気流制御開始後に気流解析が行われる解析条件の優先度の範囲が設定されている。具体的には、追加条件は、気流制御が開始された後、上限優先度が付された解析条件から下限優先度が付された解析条件まで、気流解析及びその解析結果の蓄積を気流制御と並行して実施できることを表している。
　図７に示す例では、必須条件として、上限優先度に整数の１が設定され、下限優先度に整数の３が設定されている。この場合、１以上３以下の優先度が付された解析条件を対象とした気流解析が完了すると、気流制御を開始できる。また、追加条件として、上限優先度に整数の４が設定され、下限優先度に整数の１０が設定されている。この場合、４以上１０以下の優先度が付された解析条件については、気流制御が開始された後、気流解析及びその解析結果の蓄積を気流制御と並行して実施できる。図７に示す例は、必須条件の上限優先度が１であり、下限優先度が３の場合を示しているが、下限優先度が上限優先度と同じ１であってもよい。
　機器及び空間情報１３２は、気流解析モデル１３３を作成するために必要な情報であり、空間情報及び機器情報で構成される。空間情報は、空調機２が設置される空調対象空間に関する情報である。例えば、空間情報は、空調対象空間の部屋に関して、部屋の形状と、窓、扉及び什器等の配置と、壁面の熱特性を表す断熱性能とを含む情報である。機器情報は、空調機２の性能に関する情報である。例えば、機器情報は、空調機２の吹出口の位置と、空調機２の能力及び効率と、設定可能な吹出温度、風量及び風向とを含む情報である。ここに挙げた情報は一例であり、機器及び空間情報１３２は、これらの情報に限らない。
　気流解析モデル１３３は、例えば、ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ｆｌｕｉｄ　Ｄｙｎａｍｉｃｓ：数値流体力学）解析手法等に用いるモデルである。気流解析モデル１３３は、機器及び空間情報と、解析条件リストにおける解析条件とに基づいて作成される。
　図８は、図３に示すパターンデータの一例を表すイメージ図である。パターンデータは、気流解析の結果に基づいて作成され、空調対象空間内の温度及び風速などの環境の分布の傾向を示すデータである。図３に示すパターンデータ１３４は、複数のパターンデータが記録されたテーブルなどの情報を意味する。図８に示すパターンデータの生成方法は、後で説明する。
　目標条件１３５は、空調対象空間に対して空調機２の運転によって形成される環境の目標に関する設定条件である。目標条件１３５は、例えば、温度及び風速の要素について、空調対象空間が満たすべき許容範囲の上限値及び下限値などである。目標条件１３５は、１つの要素に関する設定条件であってもよく、複数の要素に関する設定条件であってもよい。例えば、複数の要素が組み合わされる吹出条件について、目標条件１３５が設定されてもよい。また、目標条件１３５は、各要素について予め目標値が決められていてもよく、リモートコントローラ（図示せず）を介してユーザによって設定されてもよい。
　ここで、目標条件１３５と高い優先度が付される解析条件との違いを説明する。目標条件１３５は、空調対象空間から導き出せる理想的な環境又はユーザが快適と考える理想的な環境を作るための設定条件である。これに対し、高い優先度が付される解析条件は、空調対象空間の現在の環境に対応して、目標条件１３５の環境を形成するために必要な気流制御を行うために気流解析を優先的に行う解析条件である。
　空調運転データ３６は、例えば、設定温度等の設定値、風量、左右風向及び上下風向等の運転状態に関する情報と、室温、外気温、冷媒温度及び冷媒流量等の空調制御に用いられる情報である。空調制御に用いられる情報は、空調機２に設けられたセンサ３によって計測される。
　センサデータ３７は、室内に設置された温度センサ等のセンサ３によって計測されるデータである。センサ３が空調機２に設けられている場合、空調運転データ３６がセンサデータ３７を含んでいてもよい。
　次に、図３に示した演算装置１４の構成を説明する。演算装置１４は、モデル作成部１４１と、解析条件毎に気流解析を行う気流解析部１４２と、解析結果からパターンデータを生成するパターン生成部１４３と、パターンデータ又は解析結果に基づいて空調機２の気流を制御する気流制御部１４４とを有する。
　モデル作成部１４１は、気流解析に用いるモデルを作成する。まず、モデル作成部１４１は、機器及び空間情報に基づいて、部屋形状と、窓及び什器の配置と、空調機２の吹出口の位置とを指定した形状データを作成し、解析対象領域を複数の小空間に分割する処理を行う。さらに、モデル作成部１４１は、解析条件に基づいて、壁面から解析対象領域内への熱の流入及び流出に関する条件と、什器の位置を考慮した人体発熱及びＯＡ機器発熱等による発熱条件と、吸入口の位置における流入温度及び３次元の流入風速の吸入条件と、並びに吹出口における流出風量等の吹出条件とを設定する。
　気流解析部１４２は、ＣＦＤ解析手法等により気流解析モデルを対象に計算を行い、空調対象空間である室内の温度及び風速の分布を求める。例えば、気流解析部１４２は、空調対象空間を多数の微小領域に分割し、各微小領域の温度及び風速を、気流解析モデルを用いて計算する。
　ＣＦＤ解析に用いる流体の支配方程式は、例えば、以下のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、ｕは３次元の速度ベクトル、ｔは時間、ｐは圧力、ρは密度、μは粘性係数、ρ0は基準密度、ｇは重力加速度、Ｃpは定圧比熱、Ｔは温度、ｋは熱伝導率、Ｑは内部発熱量である。
　式（１）は、流体の質量保存を表す連続の式である。式（２）は、運動量保存を表す非圧縮性ナビエ・ストークス方程式である。式（３）は、エネルギー方程式である。気流解析部１４２は、これらの式（１）～（３）を適切な初期値及び境界条件の下で解くことで、分割された各領域の温度及び風速等を算出する。この場合、空調機２の空調運転データ３６及びセンサデータ３７は、気流解析における初期値及び境界条件値として用いられる。
　気流解析モデルに含まれる解析条件には優先度が付されており、気流解析部１４２は、この優先度の順番にしたがって気流解析を行う。予め決められた優先度が付された解析条件の気流解析が完了した後、気流制御を開始できる状態になる。その後、一定時間間隔（例えば、５分間隔）で気流制御が気流制御部１４４によって実行されるが、その間、気流解析部１４２は、気流解析を行っていない解析条件に対して、計算を一時中断してもよく、並列処理により計算を継続してもよい。
　例えば、空調機２の過去の運転状態のうち、発生頻度の高い運転状態に対応する解析条件に対して高い優先度が付されている場合、運転実績の高い運転状態に対して、気流制御部１４４は、早期の段階に気流解析を用いた気流制御を開始できる。この場合、過去に運転実績のある運転状態のうち、最も効率のよい運転を空調機２に早期に開始させることができる。一方、運転実績が低い運転状態に対しては、気流制御が開始された後も気流解析部１４２が継続して気流解析を行うことで、運転実績の低い運転状態に対応する解析条件による解析結果が蓄積される。その後、気流制御部１４４は、運転実績の低い運転状態も気流制御の選択肢に含めることができるようになる。
　パターン生成部１４３は、気流解析結果に統計処理を行うことで、空調対象空間の環境の分布の傾向を気流解析結果よりも少ない変数で表現するパターンデータを生成する。記憶装置１３は、生成されるパターンデータを記憶することで、気流解析結果の状態で記憶する場合よりも、記憶するデータ容量を削減できる。図８は、パターンデータの例を示す図である。変数の一例として温度の場合で説明すると、パターン生成部１４３は、次のようにしてパターンデータを生成する。
　はじめに、パターン生成部１４３は、空調対象空間となる部屋を複数の小領域に区分けし、各小領域の温度の計測値のうち、居住者が存在する可能性のある領域の温度の計測値を抽出する。居住者が存在する可能性のある領域は、例えば、床面から床上１．１ｍの高さまでの領域である。次に、パターン生成部１４３は、予め設定された温度の上限値及び下限値と、温度範囲の分割数とを基に、複数の温度範囲を設定する。そして、パターン生成部１４３は、各温度範囲に含まれる小領域を床面に平行な面に投影し、投影した面の面積の割合の合計が１００％になるように、温度分布を示すパターンデータを生成する。
　図８を例に説明すると、温度の範囲が、下限が２０℃、上限が３０℃、温度の区分け単位が１℃の場合、２０℃以上２１℃未満の第１区分、２１℃以上２２℃未満の第２区分、・・・、及び２９℃以上３０℃未満の第１０区分からなる１０区分に設定される。パターンデータは、温度範囲が１０区分に分割される場合、居住者が存在する可能性のある領域のうち、各温度範囲に属する小領域がどの程度の割合を占めているか発生率（％）を表す。
　図８を参照して、パターンによってパターンデータが異なることを説明する。パターン名がｐａｔｔｅｒｎ００１のパターンデータは、第５区分の発生率が４４．４３％であり、第７区分の発生率が９．７％である。これに対して、パターン名がｐａｔｔｅｒｎ００２のパターンデータは、第５区分の発生率が５．２６％であり、第７区分の発生率が４０．１６％である。パターン名がｐａｔｔｅｒｎ００２のパターンの方が、パターン名がｐａｔｔｅｒｎ００１のパターンよりも室温が高いことがわかる。
　図８を参照して説明したパターンデータの生成方法は、一例であり、その他の方法であってもよい。また、変数は温度の場合に限らず、変数が風速、湿度及び快適性指標等の他の要素に対しても、パターン生成部１４３は、変数が温度の場合と同様にパターンデータを生成できる。変数の数は１つに限らず、複数であってもよい。パターンデータは、解析結果における室内の温度、湿度、風速及び快適性指標のうち、いずれか１つ以上に基づく度数分布で表現される。気流解析による結果をパターンデータに置き換えることで、解析結果のデータサイズを圧縮し、記憶装置１３の記憶容量を削減することができる。
　気流制御部１４４は、気流制御可否判定部４１と、運転状態決定部４２と、制御指令変換部４３とを有する。気流制御可否判定部４１は、パターン生成部１４３によるパターンデータの生成状態に基づいて、気流制御を開始できるか否かを判定する。パターンデータは、優先度が付された解析条件に対応して生成される。気流制御可否判定部４１は、優先度が高く設定された解析条件に対応するパターンデータの生成が全て完了している場合、気流制御を開始できると判定する。
　運転状態決定部４２は、気流制御可否判定部４１が気流制御を開始できると判定した場合、計測データ１３６に基づいて、生成された複数のパターンデータの中から目標条件に最も近い環境を実現するパターンを選択し、運転状態を決定する。
　制御指令変換部４３は、運転状態決定部４２によって決定された運転状態を空調機２に対して実際に指令を与える制御指令に変換する。そして、制御指令変換部４３は、制御指令を空調機２に送信する。
　なお、本実施の形態１においては、気流制御可否判定部４１が気流制御を開始できるか否かを判定する際、パターンデータの生成状態に基づいて判定する場合で説明するが、気流解析部１４２による解析結果の生成状態に基づいて判定してもよい。
　また、優先度の設定方法として、一定期間における運転状態の発生頻度を用いる方法を説明したが、この方法に限らない。複数の運転状態のうち、ユーザによって優先度の高い運転状態が選択されてもよい。また、空調機２の運転可能な範囲に対して等間隔に優先度の高い運転状態を予め設定するなど、ランダムに優先度の高い運転状態を設定してもよい。
　さらに、優先度の別の設定方法の一例を説明する。例えば、予め空調機２の運転状態の選択可能な範囲を複数の範囲に区分けし、区分けされた各範囲において、代表的な１つの運転状態に高い優先度を付し、その他の運転状態に代表的な運転状態の優先度よりも相対的に低い優先度を付すことが考えられる。この場合、早期に代表的な条件の中から最適な運転状態が決定でき、次第にその他の条件にも選択可能な運転状態の範囲を拡大していくことができる。
　運転状態の選択可能な範囲の一例を説明する。ここでは、運転状態が室内機２２の吹出口の上下風向の場合で説明する。重力方向を角度０°とし、水平方向を角度９０°とし、上下風向の選択可能な範囲を角度０°～９０°の範囲とし、１°単位で上下風向を設定できるものとする。この場合において、運転状態の選択可能な範囲を３区分に分割する。３区分は、０°以上３０°未満の第１区分と、３０°以上６０°未満の第２区分と、６０°以上９０°以下の第３区分である。第１区分において、代表値として角度１５°に高い優先度が割り当てられ、その他の角度には代表値の優先度よりも相対的に低い優先度が割り当てられる。第２区分において、代表値として４５°に高い優先度が割り当てられ、その他の角度に代表値の優先度よりも相対的に低い優先度が割り当てられる。第３区分において、代表値として７５°に高い優先度が割り当てられ、その他の角度に代表値の優先度よりも相対的に低い優先度が割り当てられる。
　この例の場合、気流解析部１４２は、上下風向の角度が１５°、４５°および７５°の解析条件について優先的に気流解析を実行する。その後、気流解析部１４２は、上下風向の角度が１５°、４５°および７５°以外の角度の解析条件について気流解析を実行する。区分けされた各範囲の中で代表的な運転状態に対して気流解析が完了した段階で気流制御を開始でき、代表的な運転状態の中から最も効率のよい運転を行うことができる。
　ここで、図３に示した空調制御装置１の演算装置１４のハードウェアの一例を説明する。図９は、図３に示した演算装置の一構成例を示すハードウェア構成図である。演算装置１４の各種機能がハードウェアで実行される場合、図３に示した演算装置１４は、図９に示すように、処理回路８０で構成される。図３に示した、モデル作成部１４１、気流解析部１４２、パターン生成部１４３及び気流制御部１４４の各機能は、処理回路８０により実現される。
　各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路８０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものに該当する。モデル作成部１４１、気流解析部１４２、パターン生成部１４３及び気流制御部１４４の各部の機能のそれぞれを処理回路８０で実現してもよい。また、モデル作成部１４１、気流解析部１４２、パターン生成部１４３及び気流制御部１４４の各部の機能を１つの処理回路８０で実現してもよい。
　また、図３に示した演算装置１４の別のハードウェアの一例を説明する。図１０は、図３に示した演算装置の別の構成例を示すハードウェア構成図である。演算装置１４の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図３に示した演算装置１４は、図１０に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサ８１及びメモリ８２で構成される。モデル作成部１４１、気流解析部１４２、パターン生成部１４３及び気流制御部１４４の各機能は、プロセッサ８１及びメモリ８２により実現される。図１０は、プロセッサ８１及びメモリ８２が互いにバス８３を介して通信可能に接続されることを示している。
　各機能がソフトウェアで実行される場合、モデル作成部１４１、気流解析部１４２、パターン生成部１４３及び気流制御部１４４の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ８２に格納される。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。
　メモリ８２として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）及びＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）等の不揮発性の半導体メモリが用いられる。また、メモリ８２として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリが用いられてもよい。さらに、メモリ８２として、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｃ）及びＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。
　次に、本実施の形態１の空調制御装置１の動作を説明する。図１１は、実施の形態１に係る空調制御装置の動作手順の一例を示すフロー図である。図１１に示すフロー開始のトリガーは、例えば、運転を開始したことを示す運転開始通知信号を空調機２から空調制御装置１が受信することである。この場合、空調機２のコントローラ２３は、運転を開始したとき、運転開始通知信号を空調制御装置１に送信する。
　ステップＳＴ１１において、気流制御可否判定部４１は、気流制御を開始できるか否か判定する。例えば、気流制御可否判定部４１は、予め決められた優先度よりも高い優先度が付された解析条件による気流解析の結果を基にパターン生成部１４３によってパターンデータの生成が完了しているか否かを判定する。ステップＳＴ１１の判定の結果、優先度の高い解析条件に対応するパターンデータの生成が完了している場合、気流制御可否判定部４１は、気流制御を開始できると判定し、ステップＳＴ１２に進む。一方、ステップＳＴ１１の判定の結果、優先度の高い解析条件に対応するパターンデータの生成が完了していない場合、気流制御可否判定部４１は、ステップＳＴ１１に戻る。
　ステップＳＴ１２において、気流制御部１４４は、気流制御実行周期のタイミングか否かを判定する。気流制御部１４４は、気流制御実行周期のタイミングであると判定した場合、ステップＳＴ１３に進む。気流制御部１４４は、気流制御実行周期のタイミングでないと判定した場合、ステップＳＴ１２に戻る。気流制御実行周期は、例えば、５分間隔などの一定の周期である。
　気流制御部１４４が気流制御を実行するためにステップＳＴ１３の処理に移行すると、気流解析部１４２は、残りの解析条件についても優先度の高い解析条件から順に気流解析を継続する。気流制御と並行して気流解析が行われることで、優先度が比較的低く設定された解析条件の気流解析の結果も時間の経過とともに記憶装置１３に蓄積される。優先度の低い解析条件による気流解析の結果も早い段階で利用することができ、より精度の高い気流制御を行うことができる。
　ステップＳＴ１３において、気流制御部１４４は、空調運転データ３６及びセンサデータ３７を記憶装置１３から取得する。ここで取得されるデータは、現在の時刻に最も近い時刻に空調機２及びセンサ３から取得されたデータである現在データに限らない。記憶装置１３から取得されるデータは、過去に記憶装置１３に記憶された空調運転データ３６及びセンサデータ３７からなる過去データであってもよい。
　ステップＳＴ１４において、気流制御部１４４は、パターン生成部１４３による生成済みのパターンデータから、予め設定された目標値に最も近い状態を実現するパターンを選択する。ステップＳＴ１５において、運転状態決定部４２は、ステップＳＴ１４で選択されたパターンに対応する空調機２の吹出条件を参照し、空調機２の運転状態を決定する。ステップＳＴ１６において、制御指令変換部４３は、ステップＳＴ１５で決定された運転状態を、実際に空調機２に対して指令を与える制御指令に変換し、制御指令を空調機２に送信する。
　ステップＳＴ１７において、気流制御部１４４は、終了条件が満たされているか否かを判定する。終了条件が満たされている場合、気流制御部１４４は処理を終了する。一方、ステップＳＴ１７の判定の結果、終了条件が満たされていない場合、気流制御部１４４は、ステップＳＴ１２に戻る。終了条件は、例えば、空調機２の停止である。この場合、空調機２のコントローラ２３は、ユーザ又は管理者によって空調機２の運転停止の指示が入力されると、空調機２の運転を停止するとともに、空調機２の運転を停止したことを示す停止通知信号を空調制御装置１に送信する。終了条件は、空調機２の停止の場合に限らず、空調機２の運転開始から予め設定された時間に到達したことを条件としてもよい。予め設定される時間は、空調機２の運転が安定状態になる時間である。
　次に、図１１に示したステップＳＴ１１における気流解析部１４２、パターン生成部１４３及び気流制御部１４４による動作を、図１２を参照して説明する。図１２は、図１１に示したステップＳＴ１１における動作手順の一例を示すフロー図である。ここでは、解析条件に付される優先度を整数ｋとする。また、複数にランク付けされる優先度ｋのうち、最も高い優先度を１とする。ｋ＝１は図７に示す必須条件の上限優先度に相当する。複数にランク付けされる優先度ｋのうち、図７に示す必須条件の下限優先度をｋＬとする。
　気流解析部１４２は、読み出し対象の解析条件の優先度ｋに最も高い優先度である１が設定されると（ステップＳＴ３１）、優先度ｋ＝１が付された解析条件を記憶装置１３から読み出して気流解析を実行する（ステップＳＴ３２）。続いて、パターン生成部１４３は、解析結果からパターンデータを生成する（ステップＳＴ３３）。さらに、パターン生成部１４３は、生成したパターンデータを記憶装置１３に保存する（ステップＳＴ３４）。気流制御可否判定部４１は、優先度ｋが下限優先度ｋＬと一致するか否かを判定する（ステップＳＴ３５）。ステップＳＴ３５の判定の結果、優先度ｋが下限優先度ｋＬと一致しない場合、気流制御可否判定部４１は、現在の優先度ｋに１を加算した値を新たな優先度ｋに設定し（ステップＳＴ３６）、ステップＳＴ３２に戻る。
　一方、ステップＳＴ３５の判定の結果、優先度ｋが下限優先度ｋＬと一致する場合、気流制御可否判定部４１は、気流制御を実行できると判定する（ステップＳＴ３７）。なお、同じ優先度ｋが付された解析条件が２以上ある場合、気流制御部１４４は、２以上の解析条件毎にステップＳＴ３２～ＳＴ３４を実行した後、ステップＳＴ３５に進む。
　このようにして、優先度の高い気流解析を優先的に実行することで、主要な吹出条件を含む解析条件の気流解析が完了する早期の段階に空調制御を開始できる。
　次に、図１１に示したステップＳＴ１５における運転状態決定部４２の動作を説明する。図１３は、図１１に示したステップＳＴ１５における動作手順の一例を示すフロー図である。図１３を参照して、運転状態決定部４２によるパターン選択処理を説明する。
　ここでは、説明の便宜上、次のような構成及び条件の場合で説明する。空調機２は１台の室内機２２を有し、室内機２２に設けられた吹出口の数は１つである。計測データ１３６のうち、空調運転データ３６は、空調機２のオン又はオフの状態、冷房運転又は暖房運転を示す運転モード、設定温度、吹出風速、上下風向及び左右風向のデータを含む。センサ３は赤外線センサであり、センサデータ３７は、赤外線センサの熱画像から取得される壁表面温度、天井表面温度及び床表面温度のデータを含む。
　また、解析条件のうち、負荷条件は壁表面温度、天井表面温度及び床表面温度であり、吹出条件は、室内機２２に設けられた１つの吹出口における、吹出温度、並びに気流の上下風向及び左右風向である。気流解析で計算される対象は温度及び風速である。目標条件として、空調対象空間の部屋において、予め決められた高さの平面における風速及び温度のそれぞれに対して上限値及び下限値が設定されている。
　ステップＳＴ２１において、運転状態決定部４２は、次のようにして、現在の運転状態に近似したパターンである現在状態パターンを選択する。運転状態決定部４２は、空調機２のオン又はオフの状態、運転モード、吹出風速、上下風向、左右風向を空調運転データ３６から取得し、取得した空調機２の運転状態と一致する吹出条件を、解析条件における吹出条件から選択する。次に、運転状態決定部４２は、センサデータ３７から、壁表面温度、天井表面温度及び床表面温度を取得し、取得した天井表面温度から床表面温度を減算することで、天井表面温度と床表面温度との温度差である上下温度差を求める。さらに、運転状態決定部４２は、解析条件における負荷条件についても、天井温度から床温度を減算して上下温度差を求め、この上下温度差と、壁温度をそれぞれセンサデータ３７から取得した値と比較して、最も近い負荷条件を決定する。ここで、決定された吹出条件及び負荷条件を含む解析条件に対応するパターンデータが一意に決まる。運転状態決定部４２は、一意に決まったパターンデータを現在の室内環境推定値となる現在状態パターンとする。
　ステップＳＴ２２において、運転状態決定部４２は、次のようにして、現在状態パターンから吹出風速、上下風向及び左右風向を変更した場合の室内環境の推定値として候補となるパターンである候補パターンを抽出する。運転状態決定部４２は、空調運転データ３６を参照して、空調機２のオン又はオフの状態と運転モードとが一致し、吹出風速、上下風向及び左右風向が異なる複数の吹出条件を選択する。続いて、運転状態決定部４２は、選択した複数の吹出条件のうち、いずれかの吹出条件と同一の吹出条件と、ステップＳＴ２１で決定した負荷条件と同一の負荷条件とを含む複数の解析条件を、解析条件リストの中から抽出する。運転状態決定部４２は、抽出された解析条件に対応するパターンを候補パターンとする。候補パターンは、１つの場合があるが、複数の場合もある。
　ステップＳＴ２３において、運転状態決定部４２は、ステップＳＴ２１で決定した現在状態パターン及びステップＳＴ２２で決定した候補パターンのそれぞれについて、評価値を計算する。ここで、評価値の一例を説明する。パターンデータにおける温度及び風速のそれぞれの変数について予め設定された温度範囲に含まれる領域の割合を算出し、各変数の割合に対して重み係数を乗じて合計した値を評価値とする。
　重み係数は予め複数設定されている。この場合、運転状態決定部４２は、空調機２の運転状態が過渡状態にあるか、安定状態に到達しているかを判定し、運転状態に対応して使用する重み係数を変更してもよい。過渡状態とは、空調機２の起動直後等の非定常過程にある状態である。空調機２の運転状態は、例えば、起動開始からの経過時間が予め決められた閾値時間以上であるか否かによって判定される。運転状態決定部４２は、空調機２の起動開始からの経過時間が閾値時間未満である場合、空調機２の運転状態は過渡状態と判定し、空調機２の起動開始からの経過時間が閾値時間以上である場合、空調機２の運転状態は安定状態と判定する。運転状態に対応して重み係数を変更することで、空調機２の起動直後は目標値への到達速度が優先され、空調機２の安定後は快適性が優先され、空調機２の状況に応じた気流制御を行うことができる。
　空調機２の運転状態の判定は、上述の判定方法に限らない。運転状態決定部４２は、空調機２から吸込み温度及び設定温度の情報を取得し、吸込み温度と設定温度との温度差と予め決められた閾値温度とを比較して、空調機２の運転状態を判定してもよい。運転状態決定部４２は、吸込み温度と設定温度との温度差が閾値温度以上である場合、空調機２の運転状態は過渡状態と判定し、吸込み温度と設定温度との温度差が閾値温度未満である場合、空調機２の運転状態は安定状態と判定する。
　また、上述の評価値の計算方法は一例であり、その他の計算方法によって計算してもよい。また、評価対象は、温度に限らず、風速であってもよく、温度及び風速以外の要素であってもよい。評価対象を、例えば、気流解析結果から室内の複数の位置における上下温度差等のパターンとして、パターンの計算値を記憶装置１３に記憶させ、この計算値を評価値としてもよい。
　また、気流解析の解析結果又はパターンデータは、実際の条件と完全に一致する場合があるが、誤差が含まれることもある。そのため、運転状態決定部４２は、空調運転データ及びセンサデータの一方又は両方の計測値を用いて、解析結果又はパターンデータを補正し、補正した解析結果又はパターンデータを使用してもよい。例えば、空調機２の吸込口に吸い込まれる空気の温度である吸込み温度を計測するセンサ３が設けられ、運転状態決定部４２は、吸込み口に設けられたセンサ３から計測値の情報を取得する。そして、運転状態決定部４２は、解析結果又はパターンデータから吸込み温度に相当する温度の情報を取得し、解析結果又はパターンデータから取得した温度と計測値との差分値を用いて、解析結果又はパターンデータを補正する。解析結果又はパターンデータを補正することで、この補正が実際の室内に実行される気流制御に反映され、室内の温度が補正される。これにより、解析条件と実際の条件との違いに起因する誤差が修正され、精度の高い気流制御を行うことができる。
　ステップＳＴ２４において、運転状態決定部４２は、次のようにして、空調機２の運転状態を決定する。運転状態決定部４２は、ステップＳＴ２３で算出した複数の候補パターンの評価値のいずれもが現在状態パターンの評価値を下回る場合、運転状態の変更を行わない。運転状態決定部４２は、現在状態パターンの評価値よりも評価値が高い候補パターンがある場合、候補パターンに対応する吹出条件に対応する空調機２の運転状態を空調機２の運転状態の目標値に決定する。現在状態パターンの評価値よりも評価値が高い候補パターンが複数ある場合、運転状態決定部４２は、評価値が最も高い候補パターンを選択し、選択した候補パターンに対応する吹出条件に対応する空調機２の運転状態を空調機２の運転状態の目標値に決定する。
　このようにして、空調制御装置１は、機器及び空間情報と解析条件リストとを基に作成した気流解析モデルを対象に気流解析を行った結果をパターンデータとして蓄積する。そして、空調制御装置１は、気流制御を行う際、計測データに基づいてパターンデータの中から目標条件を満たすパターンを選択して気流制御を実行する。
　解析条件リストにおける各解析条件に優先度が付されており、空調制御装置１は、優先度の高い順に気流解析を行うことで、優先度の高い条件の気流解析が完了した早期の段階に気流制御を開始できる。また、空調制御装置１は、気流制御の開始後、優先度の低い解析条件の気流解析を継続することで、次第に種々のパターンデータが蓄積され、気流制御の精度を向上させることができる。
　なお、本実施の形態１において、モデル作成部１４１は、記憶装置１３に蓄積される計測データ１３６を用いて機械学習を行って、気流解析モデル１３３が空調対象空間に適合するように、気流解析モデル１３３を更新してもよい。これにより、気流解析の精度がさらに向上する。
　本実施の形態１の空調制御装置１は、それぞれに優先度が付された複数の解析条件及び解析条件毎の気流解析の結果を記憶する記憶装置１３と、空調機２を制御する演算装置１４と、を有する。演算装置１４は、気流解析部１４２、気流制御可否判定部４１及び運転状態決定部４２を有する。気流解析部１４２は、複数の解析条件のうち優先度の高い解析条件から順に気流解析を行う。気流制御可否判定部４１は、気流解析部１４２による解析結果の生成状態に基づいて空調機２に対して気流制御を開始できるか否かを判定する。運転状態決定部４２は、気流制御を開始できると気流制御可否判定部４１によって判定されると、気流解析部１４２による解析結果に基づいて空調機２の運転状態を決定する。
　本実施の形態１によれば、複数の解析条件のそれぞれに優先度が付され、高い優先度が付された解析条件から順に気流解析を行うことで、優先度の高い解析条件の気流解析が完了した早期の段階に気流制御を開始できる。空調機２の起動開始から早期に適切な気流制御が行われるため、快適な環境をユーザに早期に提供することができる。より早く空調対象空間に適した気流制御が行われるため、圧縮機５１の運転周波数を無駄に変更してしまうことが抑制され、省エネルギー化を図ることができる。
　従来、解析対象となる解析条件の数が多い場合、気流解析の時間を短縮するために、解析条件の数を減らし、不足する解析条件を補間処理等の手法によって補うことが考えられる。しかし、解析条件の減らし方によっては、使用頻度の高い運転状態に対応する解析条件が削除され、削除された解析条件を補間処理で補うことがある。この場合、気流解析の精度が悪化してしまうおそれがある。
　これに対して、本実施の形態１の空調制御装置１は、複数の解析条件に対して解析条件の数を減らすのではなく、優先度の高い解析条件の気流解析を優先的に実行し、解析結果を基に気流制御を開始する。優先度の高い解析条件の気流解析が行われるため、気流解析の精度が損なわれることが抑制される。
　また、本実施の形態１においては、気流制御の開始後、気流制御と並行して気流解析部１４２が優先度の低い解析条件の気流解析を行うことで、時間の経過と共に多くの解析結果が記憶装置１３に蓄積される。そのため、空調制御装置１は、記憶装置１３に蓄積される多くの解析条件の解析結果を用いて、ユーザに対してきめ細かな気流制御を高い精度で行うことができる。
　さらに、本実施の形態１において、記憶装置１３は、気流解析の結果をそのまま記憶して管理するのではなく、空調対象空間の環境の分布を示すパターンデータを記憶及び管理する。そのため、解析結果のデータサイズが圧縮され、記憶装置１３の記憶容量を削減することができる。解析条件が多い場合でも、必要な記憶容量を抑制できる。その結果、本実施の形態１によれば、計算負荷及び記憶容量を削減するとともに、空調対象空間の温熱環境の分布を考慮した気流制御を早期に開始することができる。
　１　空調制御装置、２　空調機、３、３－１～３－ｎ　センサ、４　ネットワーク、１１　受信装置、１２　送信装置、１３　記憶装置、１４　演算装置、２１　室外機、２２　室内機、２３　コントローラ、３６　空調運転データ、３７　センサデータ、４１　気流制御可否判定部、４２　運転状態決定部、４３　制御指令変換部、５０　冷媒回路、５１　圧縮機、５２　四方弁、５３　熱源側熱交換器、５４　絞り装置、５５　負荷側熱交換器、５６　冷媒配管、５７　室外ファン、５８　室内ファン、５９　風向調節部、６１　左右フラップ、６２　上下フラップ、８０　処理回路、８１　プロセッサ、８２　メモリ、８３　バス、１３１　解析条件リスト、１３２　機器及び空間情報、１３３　気流解析モデル、１３４　パターンデータ、１３５　目標条件、１３６　計測データ、１４１　モデル作成部、１４２　気流解析部、１４３　パターン生成部、１４４　気流制御部。

Claims (10)

  1. 　それぞれに優先度が付された複数の解析条件及び前記解析条件毎の気流解析の結果を記憶する記憶装置と、
    　空調機を制御する演算装置と、を有し、
    　前記演算装置は、
    　前記複数の解析条件のうち前記優先度の高い解析条件から順に前記気流解析を行う気流解析部と、
    　前記気流解析部による解析結果の生成状態に基づいて前記空調機に対して気流制御を開始できるか否かを判定する気流制御可否判定部と、
    　前記気流制御を開始できると前記気流制御可否判定部によって判定されると、前記気流解析部による解析結果に基づいて前記空調機の運転状態を決定する運転状態決定部と、を有する、
    　空調制御装置。
  2. 　前記気流制御可否判定部は、前記複数の解析条件のうち、予め決められた優先度が付与された解析条件の前記気流解析が完了している場合、前記気流制御を開始できると判定する、
    　請求項１に記載の空調制御装置。
  3. 　前記記憶装置は、前記空調機の運転状態を示す運転データを記憶し、
    　前記解析条件に付される優先度について、前記空調機の過去の運転状態のうち、運転状態の発生頻度が高いほど、前記運転状態に対応する解析条件に付される優先度が高く設定される、
    　請求項１又は２に記載の空調制御装置。
  4. 　前記解析条件に付される優先度について、前記空調機の運転状態が吹出条件である場合、前記吹出条件が複数の範囲に区分され、区分けされた範囲毎の代表的な吹出条件に最も高い優先度が設定される、
    　請求項１又は２に記載の空調制御装置。
  5. 　前記気流解析部は、前記気流制御可否判定部によって気流制御を開始できると判定された後も前記優先度の順に前記解析条件による気流解析を継続する、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の空調制御装置。
  6. 　前記記憶装置は、前記空調機の運転状態を示す運転データ、及び少なくとも空調対象空間の環境を計測するセンサの計測値であるセンサデータを記憶し、
    　前記運転状態決定部は、前記空調機の運転状態として、予め決められた目標条件に最も近い吹出条件を前記解析結果に基づいて決定する際、前記空調機の現在の運転状態及び前記センサデータの一方又は両方を用いて前記解析結果を補正する、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の空調制御装置。
  7. 　前記運転状態決定部は、前記空調機の運転状態として、予め決められた目標条件に最も近い吹出条件を前記解析結果に基づいて決定する際、前記空調機の運転状態が過渡状態であるか安定状態であるかによって異なる係数を用いて前記吹出条件の評価値を算出し、算出した評価値が最も高い吹出条件を前記空調機の現在の運転状態として決定する、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の空調制御装置。
  8. 　前記演算装置は、前記気流解析部による解析結果から空調対象空間の環境の分布の傾向を前記解析結果よりも少ない変数で表現するパターンデータを生成するパターン生成部を有し、
    　前記運転状態決定部は、前記パターン生成部によって生成された前記パターンデータに基づいて前記空調機の運転状態を決定する、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の空調制御装置。
  9. 　前記パターンデータは、前記解析結果における前記空調対象空間の温度、湿度、風速及び快適性指標のうち、いずれか１つ以上に基づく度数分布で表現される、
    　請求項８に記載の空調制御装置。
  10. 　前記気流制御可否判定部は、前記パターン生成部による前記パターンデータの生成状態に基づいて気流制御を開始できるか否か判定する、
    　請求項８又は９に記載の空調制御装置。
PCT/JP2020/039495 2020-10-21 2020-10-21 空調制御装置 Ceased WO2022085100A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/025,646 US20230332793A1 (en) 2020-10-21 2020-10-21 Air conditioning control device
PCT/JP2020/039495 WO2022085100A1 (ja) 2020-10-21 2020-10-21 空調制御装置
CN202080105416.3A CN116324292B (zh) 2020-10-21 2020-10-21 空调控制装置
JP2021512472A JP7042973B1 (ja) 2020-10-21 2020-10-21 空調制御装置
EP20958653.6A EP4235048A4 (en) 2020-10-21 2020-10-21 AIR CONDITIONING CONTROL DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/039495 WO2022085100A1 (ja) 2020-10-21 2020-10-21 空調制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022085100A1 true WO2022085100A1 (ja) 2022-04-28

Family

ID=81214524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/039495 Ceased WO2022085100A1 (ja) 2020-10-21 2020-10-21 空調制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230332793A1 (ja)
EP (1) EP4235048A4 (ja)
JP (1) JP7042973B1 (ja)
CN (1) CN116324292B (ja)
WO (1) WO2022085100A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4502483A4 (en) * 2022-03-30 2025-05-07 Mitsubishi Electric Corporation AIR CONDITIONING CONTROL DEVICE AND AIR CONDITIONING CONTROL METHOD

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012063055A (ja) * 2010-09-15 2012-03-29 Taisei Corp 空調環境モニタリングシステム
JP2016061447A (ja) * 2014-09-12 2016-04-25 株式会社東芝 空調制御装置、空調制御方法及びコンピュータプログラム
WO2019235109A1 (ja) * 2018-06-06 2019-12-12 三菱電機株式会社 空調制御装置、空調制御方法、及び空調制御システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004116904A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風路特性予測装置及び風路特性予測方法
JP3803103B2 (ja) * 2004-05-21 2006-08-02 シャープ株式会社 イオン濃度分布の予測方法、解析装置およびイオン濃度分布の予測プログラム
JP2010281549A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Fujitsu General Ltd 空気調和システム
KR101251873B1 (ko) * 2012-12-20 2013-04-10 동국대학교 산학협력단 지능형 제어 알고리즘을 이용한 건물 공조 제어 방법
US9784464B2 (en) * 2013-04-22 2017-10-10 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning control system and air-conditioning control method
WO2016009506A1 (ja) * 2014-07-16 2016-01-21 三菱電機株式会社 空調制御装置、空調制御方法、および、プログラム
JP6562893B2 (ja) * 2016-11-17 2019-08-21 株式会社東芝 パラメータ推定装置、空調システム評価装置、パラメータ推定方法およびプログラム
WO2020008550A1 (ja) * 2018-07-04 2020-01-09 三菱電機株式会社 省エネ管理装置、省エネ管理システム、省エネ管理方法及びプログラム
CN109765797A (zh) * 2018-12-20 2019-05-17 广东美的暖通设备有限公司 一种空调节能仿真系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012063055A (ja) * 2010-09-15 2012-03-29 Taisei Corp 空調環境モニタリングシステム
JP2016061447A (ja) * 2014-09-12 2016-04-25 株式会社東芝 空調制御装置、空調制御方法及びコンピュータプログラム
WO2019235109A1 (ja) * 2018-06-06 2019-12-12 三菱電機株式会社 空調制御装置、空調制御方法、及び空調制御システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4235048A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116324292A (zh) 2023-06-23
JPWO2022085100A1 (ja) 2022-04-28
EP4235048A4 (en) 2023-12-06
EP4235048A1 (en) 2023-08-30
CN116324292B (zh) 2025-07-01
JP7042973B1 (ja) 2022-03-28
US20230332793A1 (en) 2023-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7637861B2 (ja) 空調制御装置および空調制御方法
JP5404556B2 (ja) 空気調和機の制御装置および冷凍装置の制御装置
JP4980407B2 (ja) 空気調和機の制御装置、冷凍装置の制御装置
JP6125104B2 (ja) 空調制御装置、空調制御方法、および、プログラム
JP5528512B2 (ja) 制御装置、制御方法及びプログラム
CN110873446B (zh) 控制空调的方法及装置、存储介质、处理器
JP7334019B1 (ja) 空気調和制御装置、空気調和制御方法および空気調和制御プログラム
JP5132757B2 (ja) 制御装置、制御方法及びプログラム
CN118882189A (zh) 一种氟泵空调频率控制方法及系统
Shoukas et al. Performance assessment of high efficiency variable speed air-source heat pump in cold climate applications
JP7042973B1 (ja) 空調制御装置
JP7714060B2 (ja) 制御装置、空気調和システム、空気調和装置の制御方法及びプログラム
JP7490831B2 (ja) 空調システムの制御装置、制御方法、制御プログラムおよび空調システム
CN109341014B (zh) 空调器及其控制方法、装置
JP2020139705A (ja) 運転制御方法、運転制御プログラムおよび運転制御装置
CN109186043A (zh) 壁挂式空调及其控制方法
TW202204832A (zh) 空調系統控制方法
CN114608147B (zh) 温度调节设备及其控制方法、控制装置和存储介质
JP7258172B2 (ja) 空気調和機の制御装置、空気調和機及び、プログラム
JP5997671B2 (ja) 空調制御方法および空調制御システム
CN119731602A (zh) 参数搜索装置和参数搜索方法
JP7817602B2 (ja) 空調ゾーニング方法
CN114992789A (zh) 空调风口温度的检测方法、空调室内机及空调
CN119022428B (zh) 基于大数据的空调净化智能控制方法及系统
WO2025182089A1 (ja) 空調制御装置、空調システム、空調制御方法およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021512472

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20958653

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020958653

Country of ref document: EP

Effective date: 20230522

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 202080105416.3

Country of ref document: CN

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2020958653

Country of ref document: EP