JP2004263994A

JP2004263994A - 空気調和機の制御方法

Info

Publication number: JP2004263994A
Application number: JP2003057310A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yamaguchi; 山口　　広一
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-04
Also published as: JP4299024B2

Abstract

【課題】店舗内の係員の快適性を十分に考慮した空調を行うことができ、しかも省エネルギ効果の向上が図れる空気調和機の制御方法を提供する。
【解決手段】係員ゾーンの快適性指標値Ｘおよび商品ゾーンの快適性指標値Ｙを求め、これら快適性指標値Ｘ，Ｙに可変式の重み付けを加えて総合快適性指標値Ｚを求め、この総合快適性指標値Ｚが目標快適性指標値Ｚｓとなるように空気調和機２０を制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、店舗たとえばコンビニエンスストアに設置される空気調和機の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の制御手段として、快適性および省エネルギ性を両立するＰＭＶ（ＰｒｅｄｉｃｔｅｄＭｅａｎＶｏｔｅ）制御が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ＰＭＶ制御は、室内の温湿度、室内の輻射温度、室内の人の着衣量、室内の人の活動状況などから快適性指標値（ＰＭＶ値という）を算出し、そのＰＭＶ値が目標快適性指標値（目標ＰＭＶ値という）になるように空気調和機の設定温度を操作する制御である。
【０００３】
このようなＰＭＶ制御を店舗たとえばコンビニエンスストアの空調に利用することが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１４７３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
コンビニエンスストアの温熱環境を測定したところ、冷房シーズンの昼間では、係員が顧客に対応するレジカウンタ付近の温度が、商品の陳列棚が置かれているゾーンの温度より２℃〜３℃高くなることが分かった。これは、レジカウンタに缶入り飲料を温める缶ウォーマや電子レンジなどの発熱源があり、またレジカウンタが出入口に近くて外気の流入があること、レジカウンタの近傍の壁面が外壁であるなどが原因と推測される。
【０００６】
このため、単にＰＭＶ制御を採用しただけでは、レジカウンタの係員にとって反って不快な空調となってしまうことがある。この場合、係員が不快感を解消しようとして空気調和機の設定温度を頻繁に変更操作する可能性があり、そうなるとＰＭＶ制御の特徴である省エネルギ性が損なわれてしまう。
【０００７】
この発明は上記の事情を考慮したもので、店舗内の係員の快適性を十分に考慮した空調を行うことができ、しかも省エネルギ効果の向上が図れる空気調和機の制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の空気調和機の制御方法は、係員が顧客に対応する係員ゾーンおよび商品が置かれる商品ゾーンが同一空間に配された店舗を空調する空気調和機において、係員ゾーンの環境を検知してその係員ゾーンの快適性指標値を求め、商品ゾーンの環境を検知してその商品ゾーンの快適性指標値を求め、これら快適性指標値に可変式の重み付けを加えて総合快適性指標値を求め、この総合快適性指標値が目標快適性指標値となるように前記空気調和機を制御する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１において、１は店舗たとえばコンビニエンスストアの建物で、内部に売場スペース２および事務室３が設けられている。売場スペース２の側壁には、道路と面する側に出入口４および透明ガラス５が設けられている。また、売場スペース２は、見かけ上、出入口４の近くで係員が顧客に対応する係員ゾーンと商品が置かれる商品ゾーンとに分かれている。
【００１１】
商品ゾーンには、壁に面してリーチインショーケース６、ウォークインショーケース７、およびオープンショーケース８，９などが設置されるとともに、図示していないがほぼ中央部に食料品や生活用品を陳列するための複数の陳列棚が設置されている。リーチインショーケース６は、冷凍ショーケース、氷温チルドショーケース、冷蔵ショーケースなどとして利用される。ウォークインショーケース７は、冷蔵用ショーケースとして利用される。オープンショーケース８，９には、下部または上部から冷却用空気が供給される。
【００１２】
係員ゾーンには、レジカウンタ（チェックアウトカウンタともいう）１０が設置されている。このレジカウンタ１０に、レジスタ１１、おでん鍋１２、缶ウォーマ１３、電子レンジ１４などが載置されている。レジスタ１１は、事務室３のＰＯＳ端末１５に接続されている。
【００１３】
このようなコンビニエンスストアにおいて、売場スペース２の天井面に室内ユニット２１が取付けられている。室内ユニット２１は、売場スペース２の空気を吸込み、その吸込み空気を冷却または暖め、その冷却または暖めた空気をダクトにより複数の吹出ユニット２２に導いてそこから売場スペース２に吹出す。
【００１４】
建物１の外壁に沿って室外ユニット２３が設置され、その室外ユニット２３と上記室内ユニット２１で後述の空気調和機２０が構成されている。
【００１５】
また、売場スペース２において、レジカウンタ１０の近傍に、係員ゾーンの空気の温度および湿度を検知する環境センサ３１が配設されている。室内ユニット２１の吸込口の近傍に、その吸込み空気（商品ゾーンの空気）の温度および湿度を検知する環境センサ３２が配設されている。
【００１６】
環境センサ３１，３２は、図２に示すコントローラ４０に接続されている。コントローラ４０は、ＰＭＶ値算出部４１，４２、総ＰＭＶ値算出部４３、重み設定部４４、時計４５、目標ＰＭＶ値設定部４６、設定温度操作部４７、および通信端末４８を有し、建物１内の任意の場所に設置される。
【００１７】
ＰＭＶ値算出部４１は、環境センサ３１で検知される温度および湿度を用い、かつシーズン別に標準値として定められている情報（室内の人の着衣量や活動状況）を用いる周知の演算により、係員ゾーンの快適性指標値（ＰＭＶ値）Ｘを求める。ＰＭＶ値算出部４２は、環境センサ３２で検知される温度および湿度を用い、かつシーズン別に標準値として定められている情報（室内の人の着衣量や活動状況）を用いる周知の演算により、商品ゾーンの快適性指標値（ＰＭＶ値）Ｙを求める。
【００１８】
快適性指標値は、図３に示すように、“０”を挟んで“＋値”と“−値”とがあり、＋側に大きくなるほど寒さを感じる度合が大きく、−側に大きくなるほど暑さを感じる度合が大きく、±０．５以内が快適であることを表わす。
【００１９】
総ＰＭＶ値算出部４３は、ＰＭＶ値算出部４１，４２で算出された快適性指標値Ｘ，Ｙに重み付けを加えて組合せることにより、下式のように総合快適性指標値Ｚを算出する。Ａ１が快適性指標値Ｘに対する重み付け値、Ａ２が快適性指標値Ｙに対する重み付け値である。
Ｚ＝Ａ１・Ｘ＋Ａ２・Ｙ
重み付け値Ａ１，Ａ２は、係員ゾーンの容積と商品ゾーンの容積との比率に応じて定められた値であり、“Ａ２＝１−Ａ１”の関係を有し、重み設定部４４によって設定される。例えば、係員ゾーンと商品ゾーンの容積比が３：７であれば、重み付け値Ａ０１＝０．３、重み付け値Ａ０２＝０．７が定められ、機器の設置時に重み付けの初期値として重み設定部４４に設定される。
【００２０】
この容積比に応じて定められた重み付け値Ａ０１，Ａ０２はあくまでも初期の基準値であり、実際には、この基準となる重み付け値Ａ０１，Ａ０２を時刻に応じて補正する処理が重み設定部４４で実行され、最終的な重み付け値Ａ１，Ａ２が決定される。すなわち、重み設定部４４は、時計４５から報知される現在時刻に基づき、係員ゾーンの重み付け値Ａ１に対する補正用の時刻変動係数αを図４に示す設定テーブルから抽出し、時刻変動係数αに応じて重み付け値Ａ０１を補正する。
【００２１】
この時刻変動係数αに応じた補正が加味されることにより、総ＰＭＶ値算出部４３における総合快適性指標値Ｚは実際には下式のように算出される。

すなわち、時刻による補正を加えた重み付け値Ａ１，Ａ２は、
Ａ１＝α・Ａ０１／（α・Ａ０１＋Ａ０２）
Ａ２＝Ａ０２／（α・Ａ０１＋Ａ０２）となる。
【００２２】
なお、時刻変動係数αは、通常は機器の設置時に重み設定部４４に設定しておくことで実施されるが、通信端末４８から時刻と対応した時刻変動係数αを遠隔設定してもよい。
【００２３】
また、上述の例においては、基準となる重み付け値Ａ０１，Ａ０２及び時刻変動係数αを用いて最終的な重み付け値Ａ１，Ａ２を算出するようにしたが、重み付け値Ａ１，Ａ２そのものを時刻とともに変化するように設定することも可能である。このような例を図５に示す。この図には重み付け値Ａ１の設定値のみを表しているが、重み付け値Ａ２は重み設定部４４にてＡ２＝１−Ａ１で算出されるようになっている。この場合も、通信端末４８から時刻に対応した重み付け値Ａ１を遠隔設定してもよい。
【００２４】
目標ＰＭＶ値設定部４６は、時計４５から報知される現在時刻および空気調和機２０の運転モード（冷／暖）に基づき、上記算出される総合快適性指標値Ｚに対する目標快適性指標値Ｚｓを図６に示す設定テーブルから抽出し、抽出した目標快適性指標値Ｚｓを設定温度操作部４７に知らせる。
【００２５】
なお、目標ＰＭＶ値設定部４６は、通信端末４８から指示情報を受けた場合に、現在時刻および運転モードに応じた設定を無視して、指示情報に応じて目標快適性指標値Ｚｓを設定する機能も有している。
【００２６】
設定温度操作部４７は、上記算出される総合快適性指標値Ｚが上記設定された目標快適性指標値Ｚｓになるように、空気調和機２０における室内設定温度Ｔｓを操作する。
【００２７】
通信端末４８は、通信ネットワーク５０を介して管理センタ６０のサーバ６１に接続されている。サーバ６１には、端末６２が接続されている。この端末６２により、重み設定部４４における設定テーブルの時刻変動係数α、および目標ＰＭＶ値設定部４６における設定テーブルの目標快適性指標値Ｚｓをそれぞれ遠隔操作することができる。
【００２８】
つぎに、上記の構成の作用をＦＩＧ．６のフローチャートを参照しながら説明する。
空気調和機２０は、室内ユニット２１に吸込まれる空気の温度を室内温度センサ（図示しない）で検知し、その検知温度と運転操作器で定められている室内設定温度Ｔｓとの比較により、運転を制御する。
【００２９】
空気調和機２０の運転が開始されると、係員ゾーンの空気の温度および湿度が環境センサ３１で検知されるとともに、商品ゾーンの温度および湿度が環境センサ３２で検知される（ステップ１０１）。これら検知される温湿度がそれぞれ安定して快適性指標値の算出が可能な状態になると（ステップ１０３のＹＥＳ）、現在時刻に応じて重み付け値Ａ１，Ａ２が補正されるとともに（ステップ１０４）、現在時刻に応じて目標快適性指標値Ｚｓが可変設定される（ステップ１０５）。
【００３０】
たとえば、冷房シーズンの場合、午前６時から９時の時間帯は、客数が多くて、係員の活動量が増えるとともに出入口４からの外気流入が増えることから、時刻変動係数αとして大きめの値“６”が設定され（図４参照）、基準となる重み付け値Ａ０１＝０．３、重み付け値Ａ０２＝０．７の場合、Ａ１＝０．７２、Ａ２＝０．２８となり、係員ゾーンの重み付け値Ａ１が商品ゾーンの重み付け値Ａ２より大きくなる状態に補正され、係員ゾーンの快適性を無視した空調が実施され、係員及びレジスタ１１前に並ぶ来客の快適性が向上する。午前９時から１１時の時間帯は、客数が少なくて、係員の活動量が減るとともに出入口４からの外気導入が減ることから、時刻変動係数αとして小さめの値“０．８”が設定され（図４参照）、Ａ１＝０．２６、Ａ２＝０．７４となり、係員ゾーンの重み付け値Ａ１が商品ゾーンの重み付け値Ａ２より小さくなる状態に補正され、商品ゾーンを優先した省エネルギを重視した空調が実施される。午後７時から翌朝６時の時間帯についても、客数が少なくて、係員の活動量が減るとともに出入口４からの外気導入が減ることから、時刻変動係数αとして小さめの値“０．８”が設定され（図４参照）、係員ゾーンの重み付け値Ａ１が商品ゾーンの重み付け値Ａ２より小さくなる状態に補正される。
【００３１】
すなわち、来客数が多く、係員や来客がレジスタ１１付近にいる時間帯である朝の午前６時から午前９時、表示パネルの午前１１時から午後１時、夕方の午後６時から午後７時の間は係員ゾーンの快適性を向上させた重み付け値を用い、来客が少ない時間帯である午前９時から午前１１時、午後１時から午後４時、夜の午後７時から午前６時の間は商品ゾーンを重視した重み付け値を用いて省エネルギを図るようになっている。なお、来客数の多い時間帯はコンビニエンスストアの店舗の立地条件によって異なるため、その店の時間別販売状況の統計データをＰＯＳデータ等に基づき管理センタ６０にて把握し、管理センタ６０から時刻変動係数αもしくは重み付け値を送信することで、係員が時刻変動係数αや重み付け値を設定する必要がなくなり、より適切な値を使用することも可能となる。
【００３２】
なお、以上は冷房シーズンの例で説明したが、暖房シーズンも来客の多い時間帯に対して係員ゾーンの快適性を向上させた重み付け値を用い、来客が少ない時間帯間は商品ゾーンを重視した重み付け値を用いる点については同様であるが、冬季は朝が遅いため、来客の増減時間帯も若干異なるため、冷房シーズンとは異なる時刻帯での時刻変動係数αもしくは重み付け値Ａ１を用いる必要がある。
【００３３】
目標快適性指標値Ｚｓの可変設定に関しては、冷房シーズンの場合、午前６時から９時の時間帯は客数が多くなるものの気温がまだ低めで店内が涼しいので、目標快適性指標値Ｚｓとして、快適性をそれほど求めない値“＋０．８”が設定される（図６参照）。午前１１時から午後１時の時間帯は、客数が多くなり、しかも気温が上がって店内温度が上昇するころなので、目標快適性指標値Ｚｓとして、快適性をある程度求める値“＋０．２”が設定される。
【００３４】
午後７時から翌朝６時の時間帯は、客数が少なく、しかも気温が下がって店内が涼しくなるので、目標快適性指標値Ｚｓとして、快適性を求めない値“＋１．０”が設定される。要するに、人そのものがあまり存在しない時間帯に、空気調和機２０を運転して店舗全体の快適性を維持することは省エネにならない。店内には、空気調和機２０のほかに要冷機器が設置されているため、人が少ない時間帯であれば、要冷機器だけの冷却で店内の空調が賄える可能性が高いと考えられる。したがって、目標快適性指標値Ｚｓを“＋１．０”に設定しても、快適性が損なわれる割合より、省エネルギ効果が高まる割合の方が大きくなる。
【００３５】
暖房シーズンの場合、午前６時から９時の時間帯は、客数が多くて、出入口４から冷気が頻繁に流入することから、目標快適性指標値Ｚｓとして、快適性をある程度求める値“−０．２”が設定される。午前１１時から午後１時の時間帯は、客数が多くなって外気の流入が増えるものの、気温が上がるころなので、目標快適性指標値Ｚｓとして、快適性を少し求める値“−０．３”が設定される。午後７時から翌朝６時の時間帯は、客数が少ないので、目標快適性指標値Ｚｓとして、快適性を求めない“−１．０”が設定される。
【００３６】
こうして、重み付け値Ａ１，Ａ２が補正され、かつ目標快適性指標値Ｚｓが設定されると、環境センサ３１で検知される温度・湿度および予め定められている情報（着衣量や活動状況）により、係員ゾーンの快適性指標値Ｘが算出される（ステップ１０６）。同様に、環境センサ３２で検知される温度・湿度および予め定められている情報により、商品ゾーンの快適性指標値Ｙが算出される（ステップ１０７）。
【００３７】
そして、算出された快適性指標値Ｘ，Ｙおよび上記補正された重み付け値Ａ１，Ａ２により、総合快適性指標値Ｚが算出される（ステップ１０８）。この算出された総合快適性指標値Ｚと上記設定された目標快適性指標値Ｚｓとが比較される（ステップ１−９）。
【００３８】
総合快適性指標値Ｚと目標快適性指標値Ｚｓとが等しければ（ステップ１０９のＮＯ）、空気調和機２０の現在の運転がそのまま継続される。
【００３９】
空気調和機２０の運転が冷房の場合（ステップ１１０のＹＥＳ）、総合快適性指標値Ｚが目標快適性指標値Ｚｓより小さければ（ステップ１１１のＹＥＳ）、係員ゾーンが必要以上に冷やされていることから、空気調和機２０の室内設定温度Ｔｓが所定値たとえば１℃高められる（ステップ１１２）。これにより、空気調和機２０の冷房能力が減少する。
【００４０】
空気調和機２０の運転が冷房で（ステップ１１０のＹＥＳ）、総合快適性指標値Ｚが目標快適性指標値Ｚｓより大きければ（ステップ１１１のＮＯ）、係員ゾーンの冷房が不足気味であることから、空気調和機２０の室内設定温度Ｔｓが所定値たとえば１℃下げられる（ステップ１１３）。これにより、空気調和機２０の冷房能力が増加する。
【００４１】
空気調和機２０の運転が暖房の場合（ステップ１１０のＮＯ）、総合快適性指標値Ｚが目標快適性指標値Ｚｓより大きければ（ステップ１１４のＹＥＳ）、係員ゾーンが必要以上に暖められていることから、空気調和機２０の室内温度設定値Ｔｓが所定値たとえば１℃下げられる（ステップ１１５）。これにより、空気調和機２０の暖房能力が減少する。
【００４２】
空気調和機２０の運転が暖房で（ステップ１１０のＮＯ）、総合快適性指標値Ｚが目標快適性指標値Ｚｓより小さければ（ステップ１１４のＮＯ）、係員ゾーンの暖房が不足気味であることから、空気調和機２０の室内温度設定値Ｔｓが所定値たとえば１℃高められる（ステップ１１６）。これにより、空気調和機２０の暖房能力が増加する。
【００４３】
以上のように、係員ゾーンの快適性指標値Ｘおよび商品ゾーンの快適性指標値Ｙを求め、これら快適性指標値Ｘ，Ｙに可変式の重み付けを加えて総合快適性指標値Ｚを求め、この総合快適性指標値が目標快適性指標値となるように前記空気調和機を制御することにより、店舗内の係員の快適性を十分に考慮した空調を行うことができる。したがって、レジカウンタ１０の係員が空気調和機２０の室内設定温度Ｔｓを頻繁に変更操作するようなことがなくなり、ＰＭＶ制御の特徴である省エネルギ効果を十分に確保することができる。
【００４４】
とくに、快適性指標値Ｘ，Ｙに対する重み付けを時刻に応じて補正するので、２４時間営業が主流であるコンビニエンスストアに特有の来客動向、係員の活動状況、気温変化など種々の要素が係員ゾーンの空調に加味されることになり、係員の満足度を高めることができる。
【００４５】
その上、目標快適性指標値Ｚｓを時刻に応じて可変設定するので、係員の快適性がさらに向上するとともに、省エネルギ効果の大幅な向上が図れる。
【００４６】
また、重み設定部４４における設定テーブルの時刻変動係数α、および目標ＰＭＶ値設定部４６における設定テーブルの目標快適性指標値Ｚｓを管理センタ６０からの遠隔操作により変更することができるので、多数のコンビニエンスストアの店舗状況（係員ゾーンの容積や来客動向など）にそれぞれ合致した空調制御パターンを各店舗に対し設定することができる。同一店舗においても、季節ごとに空調制御パターンを切換えることができる。
【００４７】
なお、上記実施形態では、商品ゾーンの温湿度を検知するために環境センサ３２を設けたが、空気調和機２０が室内温度センサに加えて室内湿度センサを有している場合には、その空気調和機２０の室内温度センサおよび室内湿度センサを環境センサ３２に代えて利用する構成としてもよい。空気調和機２０が室内湿度センサを有していない場合には、係員ゾーン側の環境センサ３１で検知される温湿度から絶対湿度を算出し、その絶対湿度に基づいて商品ゾーン側の相対湿度を算出し、その相対湿度および室内温度センサの検知温度を環境センサ３２に代えて利用する構成としてもよい。
【００４８】
また、重み設定部４４の設定テーブルおよび目標ＰＭＶ値設定部４６の設定テーブルにおける時間帯について限定はなく、店舗ごとに適宜に設定可能である。
その他、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、係員ゾーンの快適性指標値および商品ゾーンの快適性指標値を求め、これら快適性指標値に可変式の重み付けを加えて総合快適性指標値を求め、この総合快適性指標値が目標快適性指標値となるように空気調和機を制御するようにしたので、店舗内の係員の快適性を十分に考慮した空調を行うことができ、しかも省エネルギ効果の向上が図れる空気調和機の制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態におけるコンビニエンスストアおよび空気調和機の構成を概略的に示す図。
【図２】一実施形態におけるコントローラのブロック図。
【図３】一実施形態における快適性指標値を説明するための図。
【図４】一実施形態における時刻変動係数の設定テーブルのフォーマットを示す図。
【図５】一実施形態における重み付け値の設定テーブルのフォーマットを示す図。
【図６】一実施形態における目標快適性指標値の設定テーブルのフォーマットを示す図。
【図７】一実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…コンビニエンスストアの建物、２…売場スペース、１０…レジカウンタ、１１…レジスタ、１２…おでん鍋、１３…缶ウォーマ、２０…空気調和機、２１…室内ユニット、２２…吹出ユニット、２３…室外ユニット、３１，３２…環境センサ、４０…コントローラ、４１，４２…ＰＭＶ値算出部、４３…総ＰＭＶ値算出部、４４…重み設定部、４５…時計、４６…目標ＰＭＶ値設定部、４７…設定温度操作部、５０…通信ネットワーク、６０…管理センタ

Claims

係員が顧客に対応する係員ゾーンおよび商品が置かれる商品ゾーンが同一空間に配された店舗を空調する空気調和機において、
前記係員ゾーンの環境を検知してその係員ゾーンの快適性指標値を求め、前記商品ゾーンの環境を検知してその商品ゾーンの快適性指標値を求め、これら快適性指標値に可変式の重み付けを加えて総合快適性指標値を求め、この総合快適性指標値が目標快適性指標値となるように前記空気調和機を制御することを特徴とする空気調和機の制御方法。
請求項１に記載の空気調和機の制御方法において、
前記重み付けは、時刻に応じて補正されることを特徴とする空気調和機の制御方法。
請求項１に記載の空気調和機の制御方法において、
前記目標快適性指標値は、時刻に応じて可変設定されることを特徴とする空気調和機の制御方法。
請求項２または請求項３に記載の空気調和機の制御方法において、さらに、前記重み付けまたは前記目標快適性指標値を、必要に応じ、通信ネットワークを介して操作することを特徴とする空気調和機の制御方法。