JP2009270789A - 空調制御の仲介装置、空調制御システム、空調制御方法および空調制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】既存の汎用のサーモスタットを用いて新たに導入したインバータ制御の空調機を利用可能とする。
【解決手段】仲介装置40a―40cは、温度センサで検知する第1室温値と設定温度とに基づき接点をONまたはOFFの状態に変化させる空調インターフェース30a−30cに接続され、空調機10,20a−20cの制御部と空調インターフェースとを仲介する空調制御のための仲介装置40a―40cであって、接点の状態検出部43aと、接点の状態に同期するように空調機作動命令または停止命令を生成する命令生成部43dと、空調機状態の変化を把握する状態把握部43bと、空調機で検知される第2室温値と空調機を最高負荷で制御するための第1値を含む温度情報を記憶する記憶部42と、命令生成部と、空調機状態とが一致するか否かに基づいて第2室温値または第1値を用いた空調目標温度値を決定する空調目標温度値決定部43eとを備える。
【選択図】図1
【解決手段】仲介装置40a―40cは、温度センサで検知する第1室温値と設定温度とに基づき接点をONまたはOFFの状態に変化させる空調インターフェース30a−30cに接続され、空調機10,20a−20cの制御部と空調インターフェースとを仲介する空調制御のための仲介装置40a―40cであって、接点の状態検出部43aと、接点の状態に同期するように空調機作動命令または停止命令を生成する命令生成部43dと、空調機状態の変化を把握する状態把握部43bと、空調機で検知される第2室温値と空調機を最高負荷で制御するための第1値を含む温度情報を記憶する記憶部42と、命令生成部と、空調機状態とが一致するか否かに基づいて第2室温値または第1値を用いた空調目標温度値を決定する空調目標温度値決定部43eとを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、空調制御の仲介装置、空調制御システム、空調制御方法および空調制御プログラムに関する。
従来、特に米国の住宅またはオフィスビル等では、汎用のサーモスタットを空調機のマンマシンインターフェース(コントローラ)として利用することがデファクトスタンダードとなっており、当該サーモスタットを用いて、空調機とともに他の暖房用機器やファンを制御し、快適な空調環境を効率よく実現している(例えば、特許文献1)。また、米国の空調システムにおいては、空調機として、熱源となる圧縮機をオン・オフ制御するものが多く用いられており、サーモスタットは、入力された設定温度と室温値とを比較して、接点のオン・オフ制御を行うことで当該空調機を動作させる。
一方、最近では、圧縮機をきめ細かくインバータ制御する空調機も登場してきている。そのような空調機は、制御を行う際に設定温度値が必要となるため、設定温度値を出力できないサーモスタットではなく空調機専用のインターフェースを用意して、利用者がその空調機専用のインターフェースを用いて設定温度の入力をするように促している。
特表平8−505485号
しかし、従来の空調システムにインバータ制御を行う最新の空調機を組み込んだ場合、サーモスタットに加えて空調機専用のインターフェースを使わなければならなくなり、利用者にとって煩雑である。また、従来の空調システムにインバータ制御を行う最新の空調機のみを導入した場合であっても、利用者は、従来から使い慣れているサーモスタットではなく、最新の空調機専用のインターフェースの操作方法を習得し、利用しなければならない。
そこで、本発明の課題は、快適な空調環境の実現を効率よく行うため、既存の汎用のサーモスタットを用いて新たに導入したインバータ制御の空調機を利用可能とする環境を提供することにある。
第1発明に係る仲介装置は、空調インターフェースに接続され、空調機の制御部と空調インターフェースとを仲介する空調制御のための仲介装置であって、検出部と、命令生成部と、状態把握部と、記憶部と、空調目標温度値決定部とを備える。空調インターフェースは、自己の温度センサで検知する第1室温値と自己に設定された設定温度とに基づき接点をONまたはOFFの状態に変化させる。検出部は、接点の状態を検出する。命令生成部は、検出される接点の状態に同期するように空調機に対する作動命令または停止命令のいずれかの命令を生成する。状態把握部は、空調機状態の変化を把握する。空調機状態とは、サーモON状態およびサーモOFF状態のいずれかの状態である。サーモON状態とは、冷房運転および暖房運転を実施している状態である。一方、サーモOFF状態とは、冷房運転または暖房運転が停止した状態である。記憶部は、第2室温値と、第1値とを含む温度情報を記憶する。第2室温値は、空調機で検知される室温である。第1値は、空調機を最高負荷で制御するための温度値である。ここで、第2室温値とは、例えば、室内機に設けられた吸込み温度センサおよび吹出し温度センサ、その他室内機に接続されたリモコンの温度センサ等で検知された値である。また、第1値とは、空調機を最高負荷で制御するための温度値である第1値とは、冷房運転時の温度の下限値および暖房運転時の温度の上限値である。空調目標温度値決定部は、命令生成部によって生成された命令と、空調機状態とが一致するか否かに基づいて、第2室温値または第1値を用いて空調目標温度値を決定する。
本発明に係る仲介装置では、空調インターフェースにおける接点の状態が検出され、検出された接点の状態に同期するように、空調機に対する作動命令または停止命令が生成される。また、仲介装置で空調機状態の変化が把握される。さらに、空調機で検知される室温である第2室温値と空調機を最高負荷で制御するための温度値である第1値とを含む温度情報が記憶される。生成された命令と、空調機状態とが一致するか否かに基づいて第2室温値または第1値を用いた空調目標温度値が決定される。
これにより、既存の空調インターフェースを用いて運転に設定温度値を必要とする空調機を動作させることができる。
第2発明に係る仲介装置は、第1発明に係る仲介装置であって、空調目標温度値決定部は、命令と空調機状態とが一致している場合に、第2室温値を用いて空調目標温度値を決定する。また、空調目標温度値決定部は、命令と空調機状態とが一致していない場合に、第1値を用いて空調目標温度値を決定する。
本発明に係る仲介装置では、命令と空調機状態とが一致している場合には第2室温値を用いて空調目標温度値が決定され、命令と空調機状態とが一致していない場合には、第1値を用いて空調目標温度値が決定される。
これにより、適当な空調目標温度値で空調機を制御することができる。
第3発明に係る仲介装置は、第2発明に係る仲介装置であって、空調目標温度値決定部は、命令と、空調機状態とが一致している場合、接点の状態がONからOFFに変化した際に空調機で検知された第2室温値を空調目標温度値として決定する。
本発明に係る仲介装置では、接点の状態がONからOFFに変化した際に空調機で検知された第2室温値が空調目標温度値として決定される。
これにより、空調インターフェースにおける設定温度の近似値で空調機を制御することができる。
第4発明に係る仲介装置は、第2発明に係る仲介装置であって、空調目標温度値決定部は、命令が作動命令であり、かつ、空調機状態がサーモOFF状態の場合、第1値を用いて空調目標温度値として決定する。
本発明に係る仲介装置では、作動命令が生成された場合に、空調機状態がサーモOFF状態であった場合には、第1室温値が空調目標温度値として決定される。
これにより、空調インターフェースにおける設定温度の近似値に早期に近づけることができる。
第5発明に係る仲介装置は、第1から第4発明のいずれか一つに係る仲介装置であって、タイマー部をさらに備える。タイマー部は、接点がOFFの状態からONの状態に変化した後の時間を計測する。また、空調目標温度値決定部は、タイマー部によって計測された時間が所定時間に達した場合に、空調機を動作させるための空調目標温度値を決定する。
本発明に係る仲介装置では、接点がOFFの状態からONの状態に変化した後の時間がさらに計測される。タイマー部によって計測された時間が所定時間に達した場合に、空調目標温度値が決定される。
これにより、適宜、空調目標温度値を変更することができる。
第6発明に係る仲介装置は、空調目標温度値決定部は、タイマー部によって計測された時間が所定時間に達した場合に、第1値を用いて空調目標温度値を決定する。
本発明に係る仲介装置では、タイマー部によって計測された時間が所定時間に達した場合に、第1値を用いた空調目標温度値が決定される。
これにより、適当なタイミングで空調インターフェースにおける設定温度の見直しを行うことができる。
第7発明に係る空調制御システムは、請求項1に記載の仲介装置と、空調インターフェースと、空調機とを備える空調制御システムであって、空調インターフェースは、仲介装置によって空調機の制御部との接続が仲介される。空調機は、仲介装置で決定される空調目標温度値に基づいて空調制御を行う。
本発明に係る空調制御システムでは、空調インターフェースにおける接点の状態が仲介装置で検出され、検出された接点の状態に同期するように、空調機に対する作動命令または停止命令が生成される。また、仲介装置で空調機状態の変化が把握される。さらに、第2室温値と、第1値とを含む温度情報が記憶される。第2室温値とは、空調機で検知される室温である。第1値とは、空調機を最高負荷で制御するための温度値である。生成された命令と、空調機状態とが一致するか否かに基づいて第2室温値または第1値を用いた空調目標温度値が決定される。
これにより、既存の空調インターフェースを用いて運転に設定温度値を必要とする空調機を動作させることができる。
第8発明に係る空調制御システムは、第7発明に係る空調制御システムであって、仲介装置の制御部と、前記空調機の制御部とが前記空調機に含まれている。
本発明に係る空調制御システムでは、空調機に、仲介装置の制御部と、空調機の制御部とが含まれる。
これにより、仲介装置を設置するための工数を省略することができる。
第9発明に係る空調制御方法は、空調インターフェースを利用して空調機を制御するための空調制御方法であって、検出ステップと、生成ステップと、把握ステップと、記憶ステップと、決定ステップとを備える。空調インターフェースは、自己の温度センサで検知する第1室温値と自己に設定された設定温度とに基づき接点の状態をONまたはOFFの状態に変化させる。検出ステップでは、接点の状態を検出する。生成ステップでは、接点の状態に同期するように空調機に対する作動命令または停止命令のいずれかの命令を生成する。把握ステップでは、サーモON状態およびサーモOFF状態のいずれかの状態である空調機状態の変化を把握する。記憶ステップでは、第2室温値と、第1値とを含む温度情報を記憶する。第2室温値は、空調機で検知される室温である。第1値は、空調機を最高負荷で制御するための温度値である。ここで、第2室温値とは、例えば、室内機に設けられた吸込み温度センサおよび吹出し温度センサ、その他室内機に接続されたリモコンの温度センサ等で検知された値である。また、第1値とは、空調機を最高負荷で制御するための温度値であり、冷房運転時の温度の下限値および暖房運転時の温度の上限値である。決定ステップでは、生成ステップにおいて生成された命令と、前記空調機状態とが一致するか否かに基づいて、第2室温値または第1値を用いた空調目標温度値を決定する。
本発明に係る空調制御方法では、空調インターフェースにおける接点の状態が検出される。空調機のサーモON状態またはサーモOFF状態のいずれかの状態である空調機状態の変化が把握される。さらに、空調機で検知される室温である第2室温値と空調機を最高負荷で制御するための温度値である第1値とを含む温度情報が記憶される。生成された命令と、空調機状態とが一致するか否かに基づいて第2室温値または第1値を用いた空調目標温度値が決定される。
これにより、既存の空調インターフェースを用いて運転に設定温度値を必要とする空調機を動作させることができる。
第10発明に係る空調制御プログラムは、空調インターフェースを利用して空調機を制御するためにコンピュータに実行させるための空調制御プログラムであって、検出ステップと、生成ステップと、把握ステップと、記憶ステップと、決定ステップとを備える。空調インターフェースは、自己の温度センサで検知する第1室温値と自己に設定された設定温度とに基づき接点の状態をONまたはOFFの状態に変化させる。検出ステップでは、接点の状態が検出される。生成ステップでは、接点の状態に同期するように空調機に対する作動命令または停止命令のいずれかの命令が生成される。把握ステップは、サーモON状態およびサーモOFF状態のいずれかの状態である空調機状態の変化を把握する。記憶ステップでは、第2室温値と、第1値とを含む温度情報を記憶する。第2室温値は、空調機で検知される室温である。第1値は、空調機を最高負荷で制御するための温度値である。ここで、第2室温値とは、例えば、室内機に設けられた吸込み温度センサおよび吹出し温度センサ、その他室内機に接続されたリモコンの温度センサ等で検知された値である。また、第1値とは、空調機を最高負荷で制御するための温度値であり、冷房運転時の温度の下限値および暖房運転時の温度の上限値である。決定ステップは、生成ステップにおいて生成された命令と、前記空調機状態とが一致するか否かに基づいて、第2室温値または第1値を用いた空調目標温度値を決定する。
本発明に係る空調制御プログラムでは、空調インターフェースにおける接点の状態が検出される。空調機のサーモON状態またはサーモOFF状態のいずれかの状態である空調機状態の変化が把握される。さらに、空調機で検知される室温である第2室温値と空調機を最高負荷で制御するための温度値である第1値とを含む温度情報が記憶される。生成された命令と、空調機状態とが一致するか否かに基づいて第2室温値または第1値を用いた空調目標温度値が決定される。
これにより、既存の空調インターフェースを用いて運転に設定温度値を必要とする空調機を動作させることができる。
第1発明に係る仲介装置では、既存の空調インターフェースを用いて運転に設定温度値を必要とする空調機を動作させることができる。
第2発明に係る仲介装置では、適当な空調目標温度値で空調機を制御することができる。
第3発明に係る仲介装置では、空調インターフェースにおける設定温度の近似値で空調機を制御することができる。
第4発明に係る仲介装置では、空調インターフェースにおける設定温度の近似値に早期に近づけることができる。
第5発明に係る仲介装置では、適宜、空調目標温度値を変更することができる。
第6発明に係る仲介装置では、適当なタイミングで空調インターフェースにおける設定温度の見直しを行うことができる。
第7発明に係る空調制御システムでは、既存の空調インターフェースを用いて運転に設定温度値を必要とする空調機を動作させることができる。
第8発明に係る空調制御システムでは、仲介装置を設置するための工数を省略することができる。
第9発明に係る空調制御方法では、既存の空調インターフェースを用いて運転に設定温度値を必要とする空調機を動作させることができる。
第10発明に係る空調制御プログラムでは、既存の空調インターフェースを用いて運転に設定温度値を必要とする空調機を動作させることができる。
≪第1実施形態≫
<空調システムの全体構成>
図1は、本発明の実施形態に係る空調システム1の構成を示す。この空調システム1は、例えば、住宅またはオフィスビル等の建物(物件)で用いられる空調システムであり、主として、室外機10および室内機20a−20cからなる空調機と、空調制御のためのインターフェースとして用いる汎用のサーモスタット30a−30cと、仲介装置40a−40cと、から構成されている。
<空調システムの全体構成>
図1は、本発明の実施形態に係る空調システム1の構成を示す。この空調システム1は、例えば、住宅またはオフィスビル等の建物(物件)で用いられる空調システムであり、主として、室外機10および室内機20a−20cからなる空調機と、空調制御のためのインターフェースとして用いる汎用のサーモスタット30a−30cと、仲介装置40a−40cと、から構成されている。
室外機10と室内機20a―20cとは冷媒路88および通信線81を介して接続されている。また、室内機20a−20cは、通信線82を介して仲介装置40a−40cと通信可能に接続されている。2種類の通信線81および82は、同一種類の通信線であっても、異なる種類の通信線であってもよい。さらに、仲介装置40a−40cは、サーモスタット30a−30cと制御線83で接続されている。詳細には、図1に示すように、各室内機20a―20cに、仲介装置40a−40cおよびサーモスタット30a−30cが一対一で接続されている。本実施形態では、サーモスタット30a−30cは、仲介装置40a−40cを介して、それぞれに接続される室内機20a−20cの制御を行う。
<各部の構成>
(1)サーモスタット30a−30cの構成
まず、図2および図3を用いて、サーモスタット30a−30cについて説明する。図2は、サーモスタット30a−30cの表示部の一例を示す。サーモスタット30a−30cは、特に米国で、空調機、ガスファーネス、およびファン等のインターフェースとして多く用いられており、サーモスタット30a−30cに接続される機器のオン・オフ制御機能、温度設定機能、冷暖房の設定機能、除湿設定機能、ファンのオン・オフ設定機能等を有する。さらに、サーモスタット30a−30cは、接続される機器のスケジュール制御が可能である。図3は、サーモスタット30a−30cから出力される信号を示す表である。本実施形態では、後述する仲介装置40a−40cが、これらの信号を空調機の読み取り可能な信号に変換して空調機に送信する。
(1)サーモスタット30a−30cの構成
まず、図2および図3を用いて、サーモスタット30a−30cについて説明する。図2は、サーモスタット30a−30cの表示部の一例を示す。サーモスタット30a−30cは、特に米国で、空調機、ガスファーネス、およびファン等のインターフェースとして多く用いられており、サーモスタット30a−30cに接続される機器のオン・オフ制御機能、温度設定機能、冷暖房の設定機能、除湿設定機能、ファンのオン・オフ設定機能等を有する。さらに、サーモスタット30a−30cは、接続される機器のスケジュール制御が可能である。図3は、サーモスタット30a−30cから出力される信号を示す表である。本実施形態では、後述する仲介装置40a−40cが、これらの信号を空調機の読み取り可能な信号に変換して空調機に送信する。
サーモスタット30a−30cは、設定温度の入力部と、室温を検知する温度センサとを有している。サーモスタット30a−30cは、設定温度と温度センサで検知された室温(第1室温値に相当)との関係で、接点をONまたはOFFに変化する。例えば、冷房運転モードで動作している場合、温度センサで検知される室温が設定温度よりも高くなった場合、接点はONに設定され、温度センサで検知される室温が設定温度よりも低くなった場合は、接点はOFFに設定される。反対に、暖房運転モードで動作している場合は、温度センサで検知される室温が設定温度よりも低くなった場合には、接点はONに設定され、温度センサで検知される室温が設定温度よりも高くなった場合は、接点がOFFに設定される。なお、本実施形態で用いるサーモスタット30a−30cは、ディファレンシャル温度の設定が可能であり、温度センサによって検知される室温がディファレンシャル温度を超えた場合に、接点がONまたはOFFに変化する。
(2)空調機の概略構成
次に、本実施形態の空調システム1に用いられる空調機について説明する。
次に、本実施形態の空調システム1に用いられる空調機について説明する。
本実施形態で用いられる空調機は、マルチタイプのヒートポンプ式空調機であり、室外機10と、室内機20a−20cとが、冷媒路88および通信線81により接続されている。室内機20a−20cには、室内機20a−20c周辺の空気の温度値(第2室温値に相当)を検知する温度センサ21a−21cが設けられている。以下、室外機10と、室内機20aとからなる空調機について説明するが、その他の室内機20b,20cについても室内機20aと同様の構成であるものとする。
本実施形態に係る空調機は、設定温度値に応じて圧縮機の回転数と室内膨張弁の開度とを段階的に調整することで、室外機10から室内機20aに送られる冷媒を流量調整する。また、室内機20aは、サーモOFFおよびサーモONの運転を自動的に繰り返し、室内環境が当該設定温度値の近傍で保たれるように制御される。ここで、サーモOFFとは、冷房運転および暖房運転が停止した状態をいう。詳細には、冷媒を流さない送風のみの運転または冷媒を僅かに流す低負荷の運転が行われている状態をいう。一方、サーモONとは、冷房運転または暖房運転を実施している状態をいう。詳細には、ファンを作動させ、さらに冷媒流量などを調整して、室内温度が設定温度に近づくにように運転している状態をいう。本実施形態に係る空調機の運転は、冷房運転時にセンサ温度値が設定温度値の1.0℃以下になった場合および暖房運転時に設定温度値の1.0℃以上になった場合、サーモONからサーモOFFに切り替わる。一方、冷房運転時にセンサ温度値が設定温度値の1.0℃以上になった場合および暖房運転時に設定温度値の1.0℃以下になった場合、空調機の運転は、サーモOFFからサーモONに切り替わる。
(3)仲介装置40a−40cの概略構成
次に、仲介装置40a−40cについて説明する。仲介装置40a−40cは、それぞれに接続される一つのサーモスタット30a−30cから入力される各種信号を空調機の読み取り可能な信号に変換し、変換した信号をそれぞれに接続された一つの室内機20a−20cに送信する。また、仲介装置40a−40cは、サーモスタット30a−30cから入力される信号および温度センサ21a−21cで検知されるセンサ温度値等に基づいて空調目標温度値を決定し、当該空調目標温度値を設定温度値としてそれぞれに接続された室内機20a−20cに送信する。以下、図4を用いて仲介装置40aの構成について説明するが、他の仲介装置40b、40cも同様の構成であるものとする。
次に、仲介装置40a−40cについて説明する。仲介装置40a−40cは、それぞれに接続される一つのサーモスタット30a−30cから入力される各種信号を空調機の読み取り可能な信号に変換し、変換した信号をそれぞれに接続された一つの室内機20a−20cに送信する。また、仲介装置40a−40cは、サーモスタット30a−30cから入力される信号および温度センサ21a−21cで検知されるセンサ温度値等に基づいて空調目標温度値を決定し、当該空調目標温度値を設定温度値としてそれぞれに接続された室内機20a−20cに送信する。以下、図4を用いて仲介装置40aの構成について説明するが、他の仲介装置40b、40cも同様の構成であるものとする。
仲介装置40aは、主として、通信部41と、記憶部42と、制御部43とを備える。
通信部41は、入出力ポートからなり、サーモスタット30aおよび室内機20aからの各種信号を入力し、空調機に対し制御信号を出力する。
記憶部42には、後述する空調目標温度値を決定するために用いられる制御プログラムが記憶されている。また、記憶部42は、限界値記憶領域42aと、空調目標温度値記憶領域42bとを有する。
限界値記憶領域42aには、冷房運転モードの下限値および暖房運転モードの上限値が記憶されている。ここで、冷房運転モードの下限値および暖房運転モードの上限値とは、空調機を最大負荷で制御する際の温度値である。本実施形態では、冷房運転モードの下限値は16℃であり、暖房運転モードの上限値は32℃である。
空調目標温度値記憶領域42bには、後述する空調目標温度値決定部43eによって空調目標温度値として決定された値であって、空調機に設定温度値として送信される値が記憶される。空調目標温度値記憶領域42bに記憶された値(記憶値S)は、新たな空調目標温度値が決定されるたびに、当該新たな空調目標温度値によって上書きされる。
制御部43は、CPU等により構成されており、主として、検出部43aと、状態把握部43bと、温度値取得部43cと、命令生成部43dと、空調目標温度値決定部43eと、信号変換部43fと、送信部43gとを有する。
検出部43aは、仲介装置40aに接続されたサーモスタット30aの接点の状態を検出する。本実施形態では、Y1(コンプレッサ)信号がONまたはOFFのいずれに設定された状態であるか、また、ONまたはOFFのいずれに変化したかが検出される。このとき、サーモスタット30aから出力されるO(冷房)信号およびB(暖房)信号に基づき、冷房運転モードおよび暖房運転モードが区別される。具体的には、冷房運転モードではO信号がONであり、暖房運転モードではB信号がONである。
状態把握部43bは、室内機20aがサーモONで動作している状態か、サーモOFFで動作している状態かを示す信号(サーモ信号)を室内機20aから取得し、室内機20aの運転状態を把握する。
温度値取得部43cは、Y1信号のONからOFFへの変化が検出された際に温度センサ21aで検知されたセンサ温度値(第2室温値に相当)を室内機20aから取得する。
命令生成部43dは、検出部43aによって検出されるY1信号の状態に同期するように空調機に対する作動命令または停止命令のいずれかの命令を生成する。ここで、作動命令とは、空調機を作動させる命令である。作動命令により、空調機は、圧縮機およびファンの運転を開始する。停止命令とは、空調機を完全に止める命令である。停止命令により、空調機は、圧縮機およびファンの運転を完全に停止する。命令生成部43dは、例えば、検出部43aによって検出されるY1信号の状態がOFFからONに変化した場合、空調機に対する作動命令を生成する。具体的には、空調機に対する作動命令を生成し、空調目標温度値記憶領域42bに記憶された記憶値Sを室内機20aに送信することにより、室内機20aの運転が開始する。一方、検出部43aによって検出されるY1信号の状態がONからOFFに変化した場合、命令生成部43dは、空調機に対する停止命令を生成する。すなわち、サーモスタット30から出力されるY1信号がONの状態であれば、空調機に対する作動命令が生成され、サーモスタット30から出力されるY1信号がOFFの状態であれば、空調機に対する停止命令が生成される。
空調目標温度値決定部43eは、室内機20aを動作させるための空調目標温度値を決定する。具体的には、空調目標温度値決定部43eは、Y1信号の状態とサーモ信号の状態とに基づいて第1決定処理および第2決定処理のいずれかの処理を行うことで、空調目標温度値を決定する。
第1決定処理とは、空調目標温度値決定部43eが、Y1信号がONからOFFに変化するタイミングで温度値取得部43cによって取得されるセンサ温度値を空調目標温度値として決定する処理である。空調目標温度値決定部43eは、検出部43aがY1信号のONからOFFへの変更を検出した際に、温度値取得部43cによって取得されたセンサ温度値Tを空調目標温度値として決定し、空調目標温度値記憶領域42bに記憶値Sとして記憶する。
第2決定処理とは、空調目標温度値決定部43eが、限界値記憶領域42aに記憶されている限界値を空調目標温度値として決定する処理である。空調目標温度値決定部43eは、検出部43aによって検出されるY1信号がONの時に状態把握部によってサーモOFFの状態が把握された場合に、限界値を空調目標温度値として決定し、空調目標温度値記憶領域42bに記憶値Sとして記憶する。
信号変換部43fは、図3に示した、サーモスタット30aの出力信号を空調機の読み取り可能な信号に変換する。本実施形態では、信号Y1(コンプレッサ)は、運転/停止指令に変換され、その他の信号B(暖房),W1(ヒーター),O(冷房),G(ファン),DHM(除湿)は、それぞれの信号パターンから運転モード(冷房運転モード/暖房運転モード)が判断され、空調機の読み取り可能な運転モードの信号に変換される。
送信部43gは、上述の通信部41を介して、信号変換部43fによって変換された信号および命令生成部43dによって生成された作動命令および停止命令を室内機20aに送信する。また、送信部43gは、空調目標温度値として決定された値であって、空調目標温度値記憶領域42bに記憶された記憶値Sを設定温度値として室内機20aに送信する。
<空調機の制御方法>
以下、図5から図10を参照して、仲介装置40a−40cによる空調機の冷房運転時の制御方法を詳細に説明する。なお、以下の説明では、サーモスタット30aおよび仲介装置40aを用いて、室内機20aを制御する際の制御方法を説明するが、サーモスタット30bおよび仲介装置40bを用いて室内機20bを制御する場合、およびサーモスタット30cおよび仲介装置40cを用いて室内機20cを制御する場合も同様であるものとする。
以下、図5から図10を参照して、仲介装置40a−40cによる空調機の冷房運転時の制御方法を詳細に説明する。なお、以下の説明では、サーモスタット30aおよび仲介装置40aを用いて、室内機20aを制御する際の制御方法を説明するが、サーモスタット30bおよび仲介装置40bを用いて室内機20bを制御する場合、およびサーモスタット30cおよび仲介装置40cを用いて室内機20cを制御する場合も同様であるものとする。
(1)処理の流れ
初めに、図5を用いて、仲介装置40aの処理の流れについて説明する。
初めに、図5を用いて、仲介装置40aの処理の流れについて説明する。
まず、ステップS101でY1信号が変化したか否かが判断される。ステップS101でY1信号が変化しない場合には、Y1信号が変化するまで待機し、Y1信号が変化した場合には、ステップS102に進む。
ステップS102では、Y1信号がONか否かが判断される。ステップS102で、Y1信号がONの場合には、ステップS103に進み、Y1信号がOFFの場合には、ステップS108に進む。
ステップS103では、命令生成部43dによって生成された空調の運転命令が室内機20aに送信される。その後、ステップS104に進む。ステップS104では、空調目標温度値記憶領域42bに記憶されている記憶値Sが設定温度値として空調機に送信される。その後、ステップS105に進み、Y1信号がOFFか否かが判断される。ステップS105において、Y1信号がONの場合は、ステップS106に進み、Y1信号がOFFの場合には、ステップS108に進む。
ステップS106では、サーモ信号がサーモOFFか否かが判断される。ステップS106で、サーモ信号がサーモONである場合、ステップS105に戻る。ステップS106で、サーモ信号がOFFである場合、ステップS107に進む。ステップS107では、空調目標温度値決定部43eが下限値を空調目標温度値として決定し、下限値を空調目標温度値記憶領域42bに記憶値Sとして記憶する。その後、ステップS104に進む。
ステップS102またはステップS105で、Y1信号がOFFであった場合、ステップS108において、空調目標温度値決定部43eは、温度値取得部43cによって取得されたセンサ温度値Tを空調目標温度値として決定し、当該センサ温度値Tを空調目標温度値記憶領域42bに記憶値Sとして記憶する。ステップS109では、命令生成部43dによって生成された空調の停止命令が室内機20aに送信される。その後、ステップS101に戻る。
(2)タイミングチャート
図6から図10は、冷房運転時のタイミングチャートである。図6から図10には、サーモスタット30aで検知される室温値(第1室温値に相当)、サーモスタット30aの設定温度、Y1信号のON/OFF状態、G(ファン)信号のON/OFF状態、温度センサ21aで検知されるセンサ温度値(第2室温値に相当)、仲介装置40aから室内機20aに設定温度値として送信される空調目標温度値、最低温度(下限値)、空調発停状況、およびサーモ信号のサーモON/サーモOFF状態が示されている。
図6から図10は、冷房運転時のタイミングチャートである。図6から図10には、サーモスタット30aで検知される室温値(第1室温値に相当)、サーモスタット30aの設定温度、Y1信号のON/OFF状態、G(ファン)信号のON/OFF状態、温度センサ21aで検知されるセンサ温度値(第2室温値に相当)、仲介装置40aから室内機20aに設定温度値として送信される空調目標温度値、最低温度(下限値)、空調発停状況、およびサーモ信号のサーモON/サーモOFF状態が示されている。
図6は、サーモスタット30aにおける設定温度が一定である場合の制御を示す。図7および図8は、設定温度が上昇した場合の制御を示し、図9および図10は、設定温度が下降した場合の制御を示す。また、図7および9は、Y1信号がOFFの時に、サーモスタット30aにおける設定温度が変更された場合の制御を示し、図8および10は、Y1信号がONの時に、サーモスタット30aにおける設定温度が変更された場合の制御を示す。
図6から図10に示すように、空調発停状況、すなわち、空調機の運転および停止の状況は、Y1信号の変化に同期している。すなわち、サーモスタット30aから出力されるY1信号がONであり、サーモスタット30aで空調機の運転を要求する状態を示す場合には、仲介装置40aからも空調機に対する作動命令が指令される。このとき、仲介装置40aが、空調目標温度値決定部43eによって決定された空調目標温度値であって、空調目標温度値記憶領域42bに記憶された記憶値Sが設定温度値として室内機20aに送信されることによって、室内機20aが運転を開始する。一方、サーモスタット30aから出力されるY1信号がOFFであり、サーモスタット30aで空調機の停止を要求する状態を示す場合には、仲介装置40aからも空調機に対する停止命令が指令される。
図6から図8では、Y1信号のONまたはOFFの状態および空調発停状態と、サーモ信号のサーモONまたはサーモOFFの状態と、が一致している。この場合、Y1信号がOFFからONに変化するタイミングで室内機20aに送られる設定温度値は、Y1信号がONからOFFに変化するタイミングで検知されたセンサ温度値である(第1決定処理)。すなわち、Y1信号がONからOFFに変化するタイミングで検知されたセンサ温度値が、空調目標温度値決定部43eによって空調目標温度値として決定され、記憶値Sとして空調目標温度値記憶領域42bに記憶された後、設定温度値として室内機20aに送信される。
一方、図9および図10では、Y1信号のONまたはOFFの状態および空調発停状態と、サーモ信号のサーモONまたはサーモOFFの状態と、が一部一致しない(破線92および102参照)。これは、サーモスタット30aで設定温度が下げられたことによる。例えば、冷房運転時に、サーモスタット30aの設定温度が下げられると(破線91および101)、設定温度よりもサーモスタット30a周辺の温度が高いため、サーモスタット30aでは、依然として空調機に対する運転を要求する状態(Y1信号のON状態)を維持する。したがって、仲介装置40aから空調機に対する停止命令は送信されず、室内機20aは、温度センサ21aで検知する室内機周辺の温度値が、先に仲介装置40aから受信した設定温度値としての空調目標温度値に達するまで運転する。すなわち、室内機20aでは、サーモスタット30aにおける設定温度の変更とは無関係に運転を継続する。そのうち、室内機20a周辺の温度は、仲介装置40aから送信された設定温度値に到達するため、サーモONの運転をサーモOFFの運転に切り替える。これにより、サーモスタット30aで出力されるY1信号の状態と、室内機20aの運転状況を示すサーモ信号の状態とが一致しない状態になる。この場合に、仲介装置40aからは限界値記憶領域42aに記憶されている限界値を室内機20aに送信することにより、Y1信号の状態および空調発停状態と、室内機20aの状態とを一致させる。
<特徴>
(1)本実施形態に係る空調システム1において、仲介装置40a−40cはサーモスタット30a−30cから出力される制御信号を空調機の読み取り可能な信号に変換する。また、仲介装置40a−40cは、サーモスタット30a−30cから入力される信号および空調機で検知されるセンサ温度値に基づいてサーモスタット30a−30cで設定された温度の近似値である空調目標温度値を決定する。当該空調目標温度値が設定温度値として空調機に送信されるため、サーモスタット30a−30cを用いて運転に設定温度値が必要な空調機を動作させることができる。これにより、インバータ制御を行う空調機を新たに導入する場合であっても、従来から使用する空調インターフェースとしてのサーモスタット30a−30cを新たな空調機のインターフェースとして継続して用いることができる。
(1)本実施形態に係る空調システム1において、仲介装置40a−40cはサーモスタット30a−30cから出力される制御信号を空調機の読み取り可能な信号に変換する。また、仲介装置40a−40cは、サーモスタット30a−30cから入力される信号および空調機で検知されるセンサ温度値に基づいてサーモスタット30a−30cで設定された温度の近似値である空調目標温度値を決定する。当該空調目標温度値が設定温度値として空調機に送信されるため、サーモスタット30a−30cを用いて運転に設定温度値が必要な空調機を動作させることができる。これにより、インバータ制御を行う空調機を新たに導入する場合であっても、従来から使用する空調インターフェースとしてのサーモスタット30a−30cを新たな空調機のインターフェースとして継続して用いることができる。
さらに、仲介装置40a−40cは、空調目標温度値の決定方法を複数有する。したがって、サーモスタット30a−30cの設定温度が変更された場合にも、適宜、仲介装置40a−40cは空調目標温度値の決定方法を変更し、室内機20a−20c周辺の室温をサーモスタット30a−30cの設定温度の近似値に保つように室内機20a−20cを制御することができる。
また、米国では、地下室等にガスファーネスユニットおよびファンユニットを備える補助ユニットを配置する住宅等もある。ガスファーネスユニットは、主として、ガスの燃焼を行うガスファーネスと、その燃焼量を制御するガスファーネスコントローラとから構成されており、ファンユニットは、主として、シロッコファン等のファンと、ファンコントローラとから構成されている。このガスファーネスユニットおよびファンユニットは、サーモスタット30a−30cを用いて制御され、補助ユニット内の空気を過熱し、室内に送り出すことで、室内の空調制御を行っている。本実施形態に係る仲介装置40a−40cを空調システム1に導入することにより、既存のサーモスタット30a−30cを用いて、インバータ制御を行う最新の空調機とガスファーネスユニットおよびファンユニットとの双方を制御することができる。したがって、ユーザに新たな空調インターフェースの操作方法の習得を強いることなく、従来の空調インターフェースを使用したまま、効率の良い空調制御を行うことができる。
(2)サーモスタット30a−30cは種類によって出力信号も多様であるが、本実施形態に係る仲介装置40a−40cは、サーモスタット30a−30cから出力される基本的な信号を用いて設定温度値の代替となる空調目標温度値を決定するため、大部分のサーモスタット30a−30cに適用することができる。
<変形例>
(1)本実施形態では、マルチタイプのヒートポンプ式空調機を用いたが、シングルタイプのヒートポンプ式空調機を用いても構わない。また、ヒートポンプ式空調機に限らず、インバータ制御される空調機であれば、その他の空調機にも適用できる。
(1)本実施形態では、マルチタイプのヒートポンプ式空調機を用いたが、シングルタイプのヒートポンプ式空調機を用いても構わない。また、ヒートポンプ式空調機に限らず、インバータ制御される空調機であれば、その他の空調機にも適用できる。
(2)本実施形態では冷房運転を例に挙げていたが、暖房運転においても同様に適用できる。上述したように、冷房運転モードおよび暖房運転モードの区別は、O信号およびB信号のいずれがONになっているかで判断される。
また、設定を変更することにより、暖房運転モードで用いる信号を、サーモスタット30a−30cのコンプレッサ信号(Y1)の代わりに、ヒーターの制御信号(W1)にすることもできる。すなわち、冷房運転モードではY1信号が用いられ、暖房運転モードではW1信号が用いられる。
さらに、図3に示すような、他の出力信号を用いて空調目標温度値を決定しても構わない。
(3)本実施形態に係る空調システムにおいて、室内機20a―20cのそれぞれが、個別のリモコンを備えていてもよい。室内機20a―20cにリモコンが設定された場合は、室内機20a―20cの制御がサーモスタット30a−30cからの出力信号に基づく空調目標温度値および個別のリモコンで入力された設定温度値のいずれか一方を選択できるようにしてもよい。これにより、快適な空調環境の実現を柔軟に行うことができる。
(4)本実施形態に係る方法で決定した空調目標温度値を補正し、補正後の値に基づいて空調機が動作するように設計しても構わない。
さらに、Y1信号がOFFに変化する前の所定時間においてセンサ温度値を取得し、当該所定期間におけるセンサ温度値の平均値を、次にY1信号がONに変化した際に設定温度値として用いるように設計しても構わない。
(5)本実施形態では、仲介装置40a−40cにおいて、摂氏(℃)を用いて空調目標温度値の決定等を行っているが、摂氏に代えて華氏(°F)を用いても構わない。
(6)本実施形態に係る空調システム1では、仲介装置40a−40cは、室内機20a―20cに設けられた温度センサ21a−21cで検知するセンサ温度値Tを用いて空調目標温度値を決定したが、仲介装置40a−40cは、室内機20a―20cが把握する他の温度センサで得られた値を用いて空調目標温度値を決定してもよい。例えば、室内機20a―20cのそれぞれに接続されたリモコンの温度センサ、室内機20a―20cの本体からそれぞれ延長して設けた温度センサであるリモートセンサ等によって得られた値を用いることによっても空調目標温度を決定することができる。
また、仲介装置40a−40cは、吸込み温度センサで検知される温度値を用いて空調目標温度値を決定しても構わない。なお、仲介装置40a−40cから空調機に対する停止命令が送信されると、室内機20a−20cのファンは完全に停止する。そのため、空調機が動作を開始してすぐ吸込み温度値を検知するような場合には、所定時間ファンが回転した後の吸込み温度値を検知するようにしてもよい。例えば、ファンが回転を始めた後1分間後に、検知される吸込み温度値を用いるように設計してもよい。また、その場合に、吸込み温度センサで検知された吸込み温度値から2℃減じた値(冷房運転時)、または吸込み温度センサで検知された吸込み温度値に2℃加算した値(暖房運転時)を空調目標温度値として決定してもよい。
(7)仲介装置40a−40cは、図11に示すように、タイマー部44をさらに備えていてもよい。タイマー部44は、Y1信号の状態とサーモ信号の状態とが一致しなくなったタイミングで時間の計測を開始するように設定する。これにより、検出部43aが検出するY1信号の状態が所定時間変化しない場合であって、適宜空調目標温度値が決定されるため、ユーザによって設定温度が変更された場合にも、比較的早期に、ユーザの所望する室内環境を提供することができる。なお、図11のその他の構成は、図4に記載の仲介装置と同様であるため説明を省略する。
(8)本実施形態では、複数のサーモスタット30a−30cおよび複数の仲介装置40a−40cが室内機20a―20cと一対一で接続され、仲介装置40a−40cで変換されたサーモスタット30a−30cからの制御信号が、それぞれに接続される一台の室内機20a―20cに送信されることにより個別空調を行っているが、図12に示すように、サーモスタット30および仲介装置40が、物件内にそれぞれ一台設置され、サーモスタット30からの制御信号が仲介装置40で変換され、変換された制御信号が室内機20a―20cに送信されてもよい。この場合には、サーモスタット30を用いて複数の室内機20a―20cの集中制御を行うことができる。さらに、物件内にサーモスタット30および仲介装置40がそれぞれ一台設けられる空調システムにおいて、図13に示すように、サーモスタット30からの制御信号が仲介装置40で変換され、変換された制御信号が室外機10に送信されてもよい。この場合にも、サーモスタット30を用いて複数の室内機20a―20cの集中制御を行うことができる。なお、1台のサーモスタット30で複数台の室内機20a−20cを制御する場合は、代表機として設定した室内機のサーモ信号を、室内機20a−20cのサーモ信号として取得する。
(9)本実施形態では、仲介装置40a−40cでは、Y1信号がONの状態でサーモOFFの状態が把握された場合に、限界値記憶領域42aに予め記憶された限界値を空調目標温度値として決定するが、当該限界値を変動させてもよい。これにより、サーモスタット30a−30cで設定温度が大幅に変更された場合にも、当該設定温度の近似値で空調機を動作させることができる。
(10)さらに、本実施形態に係る仲介装置40a−40cは、空調機と別体の構成であったが、仲介装置の構成が空調機内に設けられる構成であってもよい。これによっても既存のインターフェースである汎用のサーモスタットを用いてインバータ制御を行う空調機を制御させることができる。
〈他の実施形態〉
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
本発明は、快適な空調環境の実現を効率よく行うため、既存の汎用のサーモスタットを用いて新たに導入したインバータ制御の空調機を利用可能とする環境を提供するという効果を有し、空調制御の仲介装置、空調制御システム、空調制御方法および空調制御プログラムとして有用である。
1 空調制御システム
10 室外機
20a−20c 室内機
30a−30c サーモスタット(空調インターフェース)
40a−40c 仲介装置
81,82 通信線
83 制御線
88 冷媒路
10 室外機
20a−20c 室内機
30a−30c サーモスタット(空調インターフェース)
40a−40c 仲介装置
81,82 通信線
83 制御線
88 冷媒路
Claims (10)
- 自己の温度センサで検知する第1室温値と自己に設定された設定温度とに基づき接点をONまたはOFFの状態に変化させる空調インターフェース(30a−30c)に接続され、空調機(10,20a−20c)の制御部と前記空調インターフェースとを仲介する空調制御のための仲介装置(40a―40c)であって、
前記接点の状態を検出する検出部(43a)と、
検出される前記接点の状態に同期するように前記空調機に対する作動命令または停止命令のいずれかの命令を生成する命令生成部(43d)と、
サーモON状態およびサーモOFF状態のいずれかの状態である空調機状態の変化を把握する状態把握部(43b)と、
前記空調機で検知される室温である第2室温値と前記空調機を最高負荷で制御するための温度値である第1値とを含む温度情報を記憶する記憶部(42)と、
前記命令生成部によって生成された前記命令と、前記空調機状態とが一致するか否かに基づいて、前記第2室温値または前記第1値を用いた空調目標温度値を決定する空調目標温度値決定部(43e)と、
を備える、
仲介装置。 - 前記空調目標温度値決定部は、前記命令と前記空調機状態とが一致している場合に、前記第2室温値を用いて前記空調目標温度値を決定し、前記命令と前記空調機状態とが一致していない場合に、前記第1値を用いて前記空調目標温度値を決定する、
請求項1に記載の仲介装置。 - 前記空調目標温度値決定部は、前記命令と前記空調機状態とが一致している場合、前記接点の状態がONからOFFに変化した際に前記空調機で検知された前記第2室温値を前記空調目標温度値として決定する、
請求項2に記載の仲介装置。 - 前記空調目標温度値決定部は、前記命令が作動命令であり、かつ、前記空調機状態がサーモOFF状態の場合、前記第1値を用いて前記空調目標温度値として決定する、
請求項2に記載の仲介装置。 - 前記接点がOFFの状態からONの状態に変化した後の時間を計測するタイマー部(44)をさらに備え、
前記空調目標温度値決定部は、前記タイマー部によって計測された時間が所定時間に達した場合に、前記空調目標温度値を決定する、
請求項1から4のいずれか一つに記載の仲介装置。 - 前記空調目標温度値決定部は、前記タイマー部によって計測された時間が所定時間に達した場合に、前記第1値を用いて前記空調目標温度値を決定する、
請求項5に記載の仲介装置。 - 請求項1に記載の仲介装置(40a−40c)と、
前記仲介装置によって空調機の制御部との接続が仲介される空調インターフェース(30a―30c)と、
前記仲介装置で決定された前記空調目標温度値に基づき空調制御を行う空調機(10,20a−20c)と、
を備える空調制御システム。 - 前記仲介装置の制御部と、前記空調機の制御部とが前記空調機に含まれている、
請求項6に記載の空調制御システム。 - 自己の温度センサで検知する第1室温値と自己に設定された設定温度とに基づき接点をONまたはOFFの状態に変化させる空調インターフェース(30a−30c)を利用して空調機(10,20a−20c)を制御するための空調制御方法であって、
前記接点の状態を検出する検出ステップと、
接点の状態に同期するように空調機に対する作動命令または停止命令のいずれかの命令を生成する生成ステップと、
サーモON状態およびサーモOFF状態のいずれかの状態である空調機状態の変化を把握する把握ステップと、
空調機で検知される室温である第2室温値と前記空調機を最高負荷で制御するための温度値である第1値とを含む温度情報を記憶する記憶ステップと、
生成ステップにおいて生成された前記命令と、前記空調機状態とが一致するか否かに基づいて、前記第2室温値または前記第1値を用いた空調目標温度値を決定する決定ステップと、
を備える、
空調制御方法。 - 自己の温度センサで検知する第1室温値と自己に設定された設定温度とに基づき接点をONまたはOFFの状態に変化させる空調インターフェース(30a−30c)を利用して空調機(10,20a−20c)を制御するためにコンピュータに実行させるための空調制御プログラムであって、
前記接点の状態を検出する検出ステップと、
接点の状態に同期するように空調機に対する作動命令または停止命令のいずれかの命令を生成する生成ステップと、
サーモON状態およびサーモOFF状態のいずれかの状態である空調機状態の変化を把握する把握ステップと、
空調機で検知される室温である第2室温値と前記空調機を最高負荷で制御するための温度値である第1値とを含む温度情報を記憶する記憶ステップと、
生成ステップにおいて生成された前記命令と、前記空調機状態とが一致するか否かに基づいて、前記第2室温値または前記第1値を用いた空調目標温度値を決定する決定ステップと、
を備える、
空調制御プログラム。
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2008
- 2008-05-09 JP JP2008123187A patent/JP2009270789A/ja active Pending
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