JP2010181043A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの利用開始時における空調対象空間内の快適性を向上させると共に、空調部の空調負荷を軽減することができる空調システムを提供する。
【解決手段】空気調和装置１は、空調部８と、決定部９２ｄと、空調制御部９２ｂとを備える。空調部８は、運転スケジュールに基づいて室内に対し空調運転を行うと共に、運転スケジュールで設定されている空調運転の開始予定時刻Ｍ１よりも前から、室内に対して予備運転を行うことができる。決定部９２ｄは、予備運転の開始前における室温、外気温度に関する情報及び設定温度の少なくとも１つに基づいて、予備運転開始時刻Ｎ１及び予備運転の運転時間Ａを決定する。空調部８は、予備運転開始時刻Ｎ１から運転時間Ａの間、空調部８が外気冷房動作を予備運転として行うように、空調部８の運転制御を行う。外気冷房動作とは、外気を主として利用し室内を冷房する動作である。
【選択図】図８

Description

本発明は、空調システムに関する。

空調運転を行う空調機に対し、任意の時刻に任意の空調運転を行わせたいという要求は以前からあり、それに応える機能として、運転スケジュール機能がある（特許文献１：特開２００７−７１４０５号公報）。運転スケジュール機能によると、空調機は、設定された運転スケジュールに基づき、設定された時刻に例えば冷房運転等の空調運転を開始することができる。一般的に、運転スケジュールは、空調運転の内容と該運転を行う時間帯に関する情報（具体的には、空調運転の開始時刻、終了時刻、及び空調運転を行う期間）とがユーザによって入力されることで設定される。特に、運転スケジュールにおいては、ユーザが空調対象空間を利用する時間帯を、空調運転の時間帯として設定されることが多い。

ところで、ユーザの空調対象空間の利用開始時に冷房運転が開始されるように運転スケジュールが設定されていると、ユーザが実際に空調対象空間内を利用し始める時と冷房運転が開始される時とがほぼ同時となる。すると、ユーザが実際に空調対象空間を利用し始める際には、空調対象空間内の温度は未だ高い状態にあるため、空調対象空間内の快適性が損なわれてしまう。また、冷房運転が行われる直前の空調対象空間内の温度が高く、当該温度と冷房運転時の目標温度である設定温度との差が比較的大きいと、冷房運転開始時の空調機の空調負荷が大きくなってしまう。

そこで、本発明は、ユーザの利用開始時における空調対象空間内の快適性を向上させると共に、空調機の空調負荷を軽減することができる空調システムの提供を目的とする。

発明１に係る空調システムは、空調部と、決定部と、空調制御部とを備える。空調部は、運転スケジュールに基づいて空調対象空間に対し空調運転を行うと共に、運転スケジュールで設定されている空調運転の開始予定時刻よりも前から、空調対象空間に対して予備運転を行うことができる。決定部は、予備運転の開始前における空調対象空間内の温度、外気温度に関する情報、及び空調運転時の空調部の設定温度の少なくとも１つに基づいて、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の少なくとも１つを決定する。予備運転開始時刻は、予備運転が開始される時刻である。空調制御部は、予備運転開始時刻時から運転時間の間、空調部が外気冷房動作を予備運転として行うように、空調部の運転制御を行う。外気冷房動作とは、外気を主として利用し空調対象空間内を冷房する動作である。

この空調システムによると、運転スケジュールに基づいて例えば冷房運転である空調運転が空調対象空間に対して行われる前に、外気冷房動作が予備運転として行われる。従って、開始予定時刻となった時にはじめて空調空間内に対し空調運転が行われる場合よりも、空調運転の開始予定時刻における空調部の空調負荷を軽減させることができると共に、開始予定時刻時には、空調空間内を快適な状態にしておくことが可能となる。特に、本発明に係る空調部が予備運転を開始するタイミング及び運転の長さは、予備運転の開始前における空調対象空間内の温度、外気温度に関する情報、及び空調運転時の空調部の設定温度の少なくとも１つに基づいて決定される。つまり、この空調システムは、予備運転として行われる外気冷房動作を、常に空調運転の開始予定時刻よりも一定時間前の時点から所定時間の間行うのではなく、空調対象空間内の温度や外気温度、設定温度に基づいて決定された予備運転開始時刻に開始し、決定された運転時間の間行う。従って、予備運転として行われる外気冷房動作は、時々刻々と変化する外気の状況等といった予備運転が行われる時の各種条件に応じて適切なタイミングで開始され、かつ適切な長さだけ行われる。

発明２に係る空調システムは、発明１に係る空調システムであって、外気温度に関する情報は、外気温度推移情報である。外気温度推移情報は、決定部が予備運転開始時刻及び運転時間の決定を開始する時点からの外気温度の推移を示す情報である。

この空調システムによると、予備運転開始時刻等の決定動作が開始される時点から外気温度が今後どのように推移するかを示す外気温度推移情報を用いて、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の少なくとも１つが決定される。これにより、時々刻々と変化する外気温度に応じて適切な予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間が決定される。

発明３に係る空調システムは、発明２に係る空調システムであって、記憶部を更に備える。記憶部は、予備運転が行われた場合における空調対象空間内の温度の時間に対する勾配、空調対象空間内の温度、及び外気温度の関係を、勾配情報として記憶する。決定部は、予備運転の開始前、外気温度推移情報に基づいて、予備運転が行われた際に所定条件が満たされると予測される時刻を予備運転終了時刻として決定する。決定部は、勾配情報及び予備運転終了時刻に基づいて、現在の空調対象空間内の温度が設定温度またはその近くに至るために要する時間を算出し、これを運転時間として決定する。決定部は、予備運転終了時刻から運転時間遡った時刻を予備運転開始時刻として決定する。

ここで、予備運転終了時刻が決定される際の所定条件としては、現在の時刻から空調運転の開始予定時刻までの間で、外気冷房動作の効果が最も高くなるという条件や、外気温度が設定温度と一致する条件が挙げられる。つまり、この空調システムによると、外気冷房動作の効果が最も期待される時刻や外気温度が設定温度と一致する時刻が、先ずは予備運転終了時刻として決定される。次いで、勾配情報及び予備運転終了時刻に基づいて、運転時間が決定され、予備運転終了時刻及び運転時間によって予備運転開始時刻が決定される。このように、この空調システムによると、外気温度推移情報や空調対象空間内の温度の勾配情報などに基づいて、予備運転開始時刻及び運転時間が決定されるため、予備運転として行われる外気冷房動作は、外気温度の推移に応じて、より適切に行われるようになる。

発明４に係る空調システムは、発明２または３に係る空調システムであって、予測部を更に備える。予測部は、決定部が予備運転開始時刻及び運転時間の決定を開始する時点からの外気温度の推移を予測する。そして、決定部は、予測部による予測結果を外気温度推移情報として用いて、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の少なくとも１つを決定する。

この空調システムによると、外気温度の推移は予測部によって例えば所定タイミング毎に予測され、当該予測部による予測結果を用いて予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間が決定される。

発明５に係る空調システムは、発明２または３に係る空調システムであって、第１取得部を更に備える。第１取得部は、外気温度推移情報を通信ネットワークを介して外部装置から取得する。そして、決定部は、第１取得部により取得された外気温度推移情報を用いて、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の少なくとも１つを決定する。

これにより、空調システムは、通信ネットワーク経由で詳細な外気温度の推移を取得することができ、この推移を用いて予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間を決定することができる。従って、外気温度の推移を予測するための予測部を本システム内に別途設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。

発明６に係る空調システムは、発明１〜５のいずれかに係る空調システムであって、空調制御部は、予備運転の開始前、決定部によって決定された予備運転開始時刻が現在の時刻よりも所定時間以上遡った時刻である場合、予備運転が開始されないように空調部の運転制御を行う。

この空調システムは、予備運転開始前において、決定された予備運転開始時刻が現在の時刻から所定時間以上遡った時刻である場合、予備運転として行われる外気冷房動作が仮に現在の時刻から行われたとしても十分な空調効果が得られるとは言い難いため、予備運転を実施しないようにする。これにより、不要な外気冷房動作によって電力が消費されるのを防ぐことができる。

発明７に係る空調システムは、発明１〜６のいずれかに係る空調システムであって、決定部は、予備運転の終了後から空調運転の開始予定時刻までの間における空調対象空間内の温度の上昇度合いに基づいて、運転時間を調整する。

予備運転が終了して直ぐに空調運転が行われない場合、空調対象空間内に設置されている電化製品の発熱等によって空調対象空間内の温度が上昇する恐れがある。しかし、この空調システムによると、空調対象空間内の温度の上昇度合いを考慮して、予備運転の運転時間が例えば長めに調整される。これにより、空調部は、予備運転を長めに行うことができ、空調対象空間内の温度をマージンをとって低下させておくことができる。

発明８に係る空調システムは、発明１〜７のいずれかに係る空調システムであって、第２取得部を更に備える。第２取得部は、外気に含まれる所定物質に関する物質情報を取得する。空調制御部は、物質情報に基づいて、予備運転の開始及び停止制御を更に行う。

外気に含まれる所定物質としては、花粉や黄砂の他、硫黄酸化物等の大気汚染物質が挙げられ、物質情報としては、予備運転が行われる間の外気に所定物質が含まれるか否かといった情報や、所定物質の種類、含有量が挙げられる。この空調システムによると、例えば、予備運転が行われる間の外気に所定物質が比較的多く含まれるといった情報が物質情報として取得された場合、空調制御部は、この外気を利用して外気冷房動作が行われてしまう前に、前もって予備運転を停止させることができる。これにより、所定物質を多く含む外気を利用した外気冷房動作が予備運転として行われることがないため、所定物質を多く含んだ外気が空調対象空間内に供給されてしまうのを防ぐことができる。

発明９に係る空調システムは、発明８に係る空調システムであって、第２取得部は、物質情報を検知するセンサである。

これにより、空調システムは、例えば空調部付近における物質情報をリアルタイムで容易に把握することができ、該情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。また、センサが例えば空調部付近における物質情報を検知することで、空調制御部は、精度の高い情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。

発明１０に係る空調システムは、発明８に係る空調システムであって、第２取得部は、通信ネットワークと接続されている。第２取得部は、通信ネットワークを介して外部装置から物質情報を取得する。

これにより、空調システムは、通信ネットワーク経由で詳細な物質情報を取得することができ、該情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。従って、物質情報を検知するためのセンサを別途設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。

発明１１に係る空調システムは、発明１〜１０のいずれかに係る空調システムであって、空調制御部は、空調部が予備運転を行っている状態において、予備運転終了後の空調対象空間内の温度が設定温度またはその近くに達することが困難と判断した場合、空調部による予備運転を空調運転に切り換える。

この空調システムによると、空調部が外気冷房動作を予備運転として行っている状態において、例えば外気温度の急激な変化等によって空調対象空間内の温度が設定温度から所定温度以上乖離してしまい、予備運転終了後の空調対象空間内の温度が設定温度またはその近くに達することが困難と判断された場合には、空調部が現在行っている運転の種類は予備運転から空調運転（例えば冷房運転）に切り換えられる。この動作により、空調対象空間の開始予定時刻時には、空調対象空間内は設定温度またはその付近に至ることができるため、開始予定時刻時の空調対象空間内は快適な状態となっている。

発明１に係る空調システムによると、開始予定時刻となった時にはじめて空調空間内に対し冷房運転を行う場合よりも、空調運転の開始予定時刻における空調部の空調負荷を軽減させることができると共に、開始予定時刻時には、空調空間内を快適な状態にしておくことが可能となる。また、予備運転として行われる外気冷房動作は、時々刻々と変化する外気の状況等といった予備運転が行われる時の各種条件に応じて適切なタイミングで開始され、かつ適切な長さだけ行われる。

発明２に係る空調システムによると、時々刻々と変化する外気温度に応じて適切な予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間が決定される。

発明３に係る空調システムによると、外気温度推移情報や空調対象空間内の温度の勾配情報などに基づいて、予備運転開始時刻及び運転時間が決定されるため、予備運転として行われる外気冷房動作は、外気温度の推移に応じて、より適切に行われるようになる。

発明４に係る空調システムによると、外気温度の推移は予測部によって例えば所定タイミング毎に予測され、当該予測部による予測結果を用いて予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間が決定される。

発明５に係る空調システムによると、外気温度の推移を予測するための予測部を本システム内に別途設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。

発明６に係る空調システムによると、不要な外気冷房動作によって電力が消費されるのを防ぐことができる。

発明７に係る空調システムによると、空調部は、予備運転を例えば長めに行うことができ、空調対象空間内の温度をマージンをとって低下させておくことができる。

発明８に係る空調システムによると、所定物質を多く含んだ外気が空調対象空間内に供給されてしまうのを防ぐことができる。

発明９に係る空調システムによると、例えば空調部付近における物質情報をリアルタイムで容易に把握することができ、該情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。また、センサが例えば空調部付近における物質情報を検知することで、空調制御部は、精度の高い情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。

発明１０に係る空調システムによると、通信ネットワーク経由で詳細な物質情報を取得することができ、該情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。従って、物質情報を検知するためのセンサを別途設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。

発明１１に係る空調システムによると、空調対象空間の開始予定時刻時には、空調対象空間内は設定温度またはその付近に至ることができるため、開始予定時刻時の空調対象空間内は快適な状態となっている。

本実施形態に係る空調システムが採用された空気調和装置の外観図。 室内機の内部の構造を模式的に示す図。 本実施形態に係る冷媒回路及び給気・加湿ユニットの構成と、空気の流れとを示す図。 本実施形態に係る空気調和装置の構成を模式的に示す図。 本実施形態に係る運転スケジュールリストの概念説明図。 本実施形態に係る勾配情報テーブルの概念説明図。 本実施形態に係る室温上昇経過リストの概念説明図。 本実施形態に係る予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の決定方法を説明するための図であって、予測された外気温度が空調運転時の設定温度よりも低い場合を示す図。 本実施形態に係る予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の決定方法を説明するための図であって、予測された外気温度が空調運転時の設定温度よりも高い場合を示す図。 室内の上昇度合いに基づいて行われる運転時間の調整を説明するための図。 本実施形態に係る空気調和装置の一連の動作の流れを示すフロー図。 本実施形態に係る空気調和装置の一連の動作の流れを示すフロー図。 その他の実施形態（ａ）に係る空調システムが採用された空気調和装置の構成を示す概念図。 その他の実施形態（ｅ）において、室温が設定温度に達するまでの時間が遅延した場合を示す図。

以下、本発明に係る空調システムについて、図面を用いて詳細に説明する。

（１）構成
図１は、本実施形態に係る空調システムが採用された空気調和装置１の外観図である。図１の空気調和装置１は、空調対象空間である室内の天井に埋め込まれるようにして設置された室内機２と、建物外や建物の屋上等に設置された室外機３と、室内機２及び室外機３に分かれて配置される制御部９（図４）とで構成される。更に、室外機３は、冷房及び暖房の際に用いられる室外熱交換器４４（図３）等を有する室外空調ユニット４と、外部から吸い込んだ空気をそのままの状態又は加湿して室内に供給する給気・加湿ユニット５とを有している。そして、室内機２及び室外機３の各熱交換器２３，４４等は、冷媒配管６ａ，６ｂで接続されており、これによって図３に示されるような冷媒回路７が構成されている。更に、室外機３における給気・加湿ユニット５と室内機２における室内機ケーシング２１とは、給気加湿ホース６ｃによって連結されている。尚、以下では、説明の便宜上、室外空調ユニット４及び給気・加湿ユニット５を有する室外機３と、室内機２とを、まとめて“空調部８”と言う。

（１―１）空調部
空調部８は、室内に対し、冷房運転、暖房運転、除湿運転、加湿運転、換気運転等の各種運転を行うことができるが、特に、本実施形態に係る空調部８は、運転スケジュールに基づいて室内に対し空調運転を行うと共に、空調運転の開始予定時刻よりも前から室内に対して予備運転を行うことができる。ここで、本実施形態では、運転スケジュールに基づく空調運転が、冷房運転、除湿運転である場合を例に取る。また、空調運転よりも前に行われる予備運転では、外気を主に利用して室内を冷房する外気冷房動作が行われ、当該予備運転は、空調運転とは別途行われる。つまり、本実施形態に係る空調部８は、例えば冷房運転を行うよりも前に、外気冷房動作を予備運転として行い、その後冷房運転（空調運転）を行う。以下では、空調部８を構成する各機器について説明する。

〔室内機〕
室内機２は、図１〜図３に示すように、主として、室内機ケーシング２１、室内ファン２２及び室内熱交換器２３を有する。

室内機ケーシング２１は、図１のＷ方向に長い箱状の形状を有している。このような室内機ケーシング２１の内部には、図２に示すように、室内ファン２２、室内熱交換器２３、フィルタ２６等が収納されている。

室内機ケーシング２１の下面２１ａには、吸込口２１ｂと吹出口２１ｃとが１つずつ形成されており、室内機ケーシング２１のうち図１における後ろ側の側面２１ｄには、給気口２１ｅが１つ形成されている（図２）。吸込口２１ｂからは、室内の空気が吸い込まれ、吹出口２１ｃからは、室内熱交換器２３により熱交換された後の空気や、換気運転時の外気、加湿された外気が室内へ吹き出される。給気口２１ｅには、給気加湿ホース６ｃが接続されている他、図示してはいないが、給気加湿ホース６ｃを経て室内機ケーシング２１内へと導入される外気から塵埃等を除去するためのフィルタが取り付けられている。また、吸込口２１ｂの上方かつ給気口２１ｅの側方には、空気が吸い込まれる吸込空間ＳＰが設けられている。この吸込空間ＳＰには、吸込口２１ｂから吸い込まれた室内の空気の他に、給気・加湿ユニット５からの外気（具体的には、加湿された外気または加湿されずそのままの状態の外気）が送られてくるようになっている。

また、吸込口２１ｂ付近には、吸込口２１ｂを開閉するためのフラットパネル２４が設けられており、吸込口２１ｂの上方には、吸込口２１ｂを通過した空気中の塵埃を捕集するためのフィルタ２６が配置されている。吹出口２１ｃ付近には、吹出口２１ｃを開閉するための水平フラップ２５が設けられている。

室内ファン２２は、熱交換後の空気や給気・加湿ユニット５からの外気を室内に供給するためのものであって、吸込口２１ｂから吹出口２１ｃへの空気の流れを生成する。室内ファン２２は、ファンモータ２２ａ（図３，４）に接続されており、ファンモータ２２ａによって回転駆動される。

室内熱交換器２３は、図２に示すように、室内ファン２２に対し、室内ファン２２により生成される空気流（具体的には、吸込口２１ｂから吹出口２１ｃへ流れる空気流）の上流側に位置している。室内熱交換器２３は、冷媒回路７内を流れる冷媒を蒸発または凝縮させて吸込空間ＳＰから流れてきた空気を冷却または加熱させるための機器である。つまり、室内熱交換器２３は、室内ファン２２によって室内に供給される前の空気と熱交換を行う。尚、図２においては図示されていないが、室内機２内部は、吸込空間ＳＰに送られてきた給気・加湿ユニット５からの外気が、外気冷房動作時には室内熱交換器２３によって熱交換された後に室内に送られ、また加湿運転時及び換気運転時には熱交換されることなくそのまま室内に送られるような構成になっている。

更に、室内機２は、室内の温度を検知する室内温度センサ２８や（図４）、リモートコントローラからの各種運転指示等を受信する受信部（図示せず）等が設けられている。

〔室外空調ユニット〕
室外空調ユニット４は、図３に示すように、主として、圧縮機４１、四路切換弁４２、室外熱交換器４４、電動弁４５、液側閉鎖弁４６、ガス側閉鎖弁４７及び室外ファン４８を有している。

圧縮機４１は、冷媒回路７内を流れる冷媒（具体的には、ガス冷媒）を吸入して圧縮するための機器であって、図４の圧縮機用モータ４１ａにより駆動される。四路切換弁４２は、外気冷房動作を含む冷房運転と暖房運転との切り換え時に、冷媒回路７内における冷媒の流れの方向を切り換えるための弁である。この四路切換弁４２は、冷房運転時には、圧縮機４１の吐出側と室外熱交換器４４（具体的には、室外熱交換器４４のガス側）とを接続すると共に、圧縮機４１の吸入側とガス側閉鎖弁４７とを、アキュムレータ４３を介して接続する（図３の実線）。また、暖房運転時には、四路切換弁４２は、圧縮機４１の吐出側とガス側閉鎖弁４７とを接続すると共に、圧縮機４１の吸入側と室外熱交換器４４（具体的には、室外熱交換器４４のガス側）とを、アキュムレータ４３を介して接続する（図３の点線）。四路切換弁４２は、図４の四切弁用アクチュエータ４２ａにより駆動される。室外熱交換器４４は、冷媒回路７内を流れる冷媒を蒸発または凝縮させるための機器である。

電動弁４５は、冷媒圧力や冷媒流量の調節を行うための弁であって、室外熱交換器４４の液側と液側閉鎖弁４６との間に接続されている。液側閉鎖弁４６は、冷媒配管６ａを介して室内熱交換器２３の一端部と接続されており、ガス側閉鎖弁４７は、冷媒配管６ｂを介して室内熱交換器２３の他端部に接続されている。室外ファン４８は、室外熱交換器４４において熱交換された後の空気が室外に放出されるように、空気流を生成する。室外ファン４８は、ファンモータ４８ａと接続されており、ファンモータ４８ａによって回転駆動される。

〔給気・加湿ユニット〕
給気・加湿ユニット５は、図３に示すように、主として、吸加湿ロータ５１、ヒータ５２、加湿ファン５３及び吸着用ファン５４を有している。

吸加湿ロータ５１は、概ね円形の形状を有するハニカム構造のセラミックロータであり、空気が容易に通過できる構造となっている。この吸加湿ロータ５１は、ロータ駆動モータ５１ａにより回転駆動される。また、吸加湿ロータ５１には、ゼオライト、シリカゲルあるいはアルミナ等の吸着剤が担持されている。このゼオライトの吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着可能であると共に、加熱されることにより水分を離脱する性質を有している。

ヒータ５２は、給気・加湿ユニット５が加湿運転を行う時に、室外から取り込まれて吸加湿ロータ５１へ送られる空気を加熱する。

加湿ファン５３は、吸加湿ロータ５１の側方に配置されており、加湿ファンモータ５３ａにより駆動される。加湿ファン５３は、外気を導入するための給気口５０ａから吸加湿ロータ５１を経て室内へと到る空気の流れ（図３のＡ１）を生成し、外気を給気加湿ホース６ｃを介して室内機２における吸込空間ＳＰへと送る役割を担う。即ち、加湿ファン５３は、室内機ケーシング２１内部に加湿を伴わない外気及び加湿された外気のいずれかが導入されるような空気流を生成する。

吸着用ファン５４は、吸着用ファンモータ５４ａにより回転駆動される。吸着用ファン５４は、吸着用空気吸入口５０ｂから吸い込まれた空気が吸着用空気吹出口５０ｃを経て外へ排出されるように、空気の流れを生成する（図３のＡ２）。ここで、吸着用空気吸入口５０ｂは、吸加湿ロータ５１に水分を吸着させるために給気・加湿ユニット５外部から取り込まれる空気が通る開口であって、吸着用空気吹出口５０ｃは、吸加湿ロータ５１により水分が吸着された空気を外に排出するための開口である。

このような給気・加湿ユニット５によると、加湿運転時には、ヒータ５２がオンし、給気口５０ａから取り込まれた外気はヒータ５２により熱せられ、吸加湿ロータ５１から離脱した水分を含んだ状態で給気加湿ホース６ｃへと送られる。また、加湿を伴わない運転（具体的には、外気冷房動作及び換気運転）時には、ヒータ５２はオフし、給気口５０ａから取り込まれた外気はそのままの状態で給気加湿ホース６ｃへと送られる。

また、給気・加湿ユニット５の給気口５０ａ付近には、外気温度センサ５５、及び物質検知用センサ５６（第２取得部に相当）が取り付けられている。外気温度センサ５５は、外気温度を検知するためのセンサであって、物質検知用センサ５６は、外気に含まれる所定物質に関する物質情報を検知するためのセンサである。外気温度センサ５５及び物質検知用センサ５６は、共に給気・加湿ユニット５の給気口５０ａ付近に設けられていることで、給気・加湿ユニット５内に導入される前の外気について、それぞれ外気温度及び物質情報を検知することができる。ここで、外気に含まれる所定物質としては、所定物質の種類や含有率が挙げられる。即ち、物質情報とは、外気中にどのような種類の所定物質が含まれているかといった情報や、外気中に所定物質がどのくらいの割合含まれているか（即ち、所定物質の含有量）といった情報である。所定物質の種類としては、花粉や黄砂、硫黄酸化物等が挙げられる。尚、本実施形態では、物質検知用センサ５６が、外気中における所定物質の含有率ｘを物質情報として検知する場合を例に取る。

（１−２）制御部
次に、本実施形態に係る制御部９について説明する。制御部９は、記憶部９１及びＣＰＵ９２からなるマイクロコンピュータで構成されている。制御部９は、図４に示すように、空調部８内における各種モータ２２ａ，４１ａ，４８ａ，５１ａ，５３ａ，５４ａ、各種センサ２８，５５，５６、四切弁用アクチュエータ４２ａ、電動弁４５、ヒータ５２と接続されている。制御部９は、各種センサ２８，５５，５６の検知結果や、図示しないリモートコントローラから送られてくる運転指示、運転スケジュール等に基づいて、空調部８における各機器（具体的には、各種モータ２２ａ，４１ａ，４８ａ，５１ａ，５３ａ，５４ａ、四切弁用アクチュエータ４２ａ、電動弁４５、ヒータ５２）の制御を行う。

特に、本実施形態に係る制御部９は、空調部８が運転スケジュールにおいて設定されている空調運転を行う前には、空調部８が外気冷房動作を予備運転として行うように、空調部８の運転制御を行う。また、本実施形態に係る制御部９は、空調部８が予備運転を適切に行うべく、空調部８がどのタイミングで予備運転を開始し、かつどのくらいの長さ予備運転を行うかについても制御を行う。このような動作を行うため、ＣＰＵ９２は、スケジュール管理部９２ａ、空調制御部９２ｂ、予測部９２ｃ、決定部９２ｄ及び温度上昇把握部９２ｅとして機能する。

〔記憶部〕
記憶部９１は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成されている。記憶部９１は、記憶領域を、主として第１記憶領域９１ａ、第２記憶領域９１ｂ（記憶部に相当）、第３記憶領域９１ｃに分割し、第１記憶領域９１ａには運転スケジュールリスト、第２記憶領域９１ｂには勾配情報テーブル（勾配情報に相当）、第３記憶領域９１ｃには室温上昇経過リストを、それぞれ記憶する。

第１記憶領域９１ａに係る運転スケジュールリストには、図５に示すように、レコード番号、空調運転を行う予定である日付、時間帯、空調運転の種類、当該空調運転時における室内の設定温度が、１レコードとして示されている。例えば、図５の一番上のレコードには、日付“２００９．８．１”、時間帯“７：００〜１８：３０”、空調運転の種類“冷房運転”、設定温度“２３℃”が入力されているが、これは、２００９年８月１日の７時から１８時半までの間、室内が２３℃となるように冷房運転を行う予定である旨を示している。つまり、空調運転の開始予定時刻は、７時であり、終了予定時刻は、１８時半であると言える。

第２記憶領域９１ｂに係る勾配情報テーブルは、予備運転が行われた場合における室内の温度の時間に対する勾配、室内の温度（以下、室温という）、及び外気温度の関係を表したものである。具体的に、本実施形態に係る勾配情報テーブルは、図６に示すように、室温の時間に対する勾配（具体的には、１分あたりの室温の変化の度合い）を、室温毎かつ外気温度毎に表している。図６のテーブルにおいては、各勾配がマイナスで示されているが、これは、予備運転時に行われる外気冷房動作は、外気温度が室温よりも低い場合に行われるものであるため、外気冷房動作が行われると、室温が外気によって下がることを表している。

第３記憶領域９１ｃに係る室温上昇経過リストは、予備運転が終了してから運転スケジュールに基づく空調運転が開始されるまでの間に、室温が変化した経過が記録されるためのリストである。予備運転が終了してから冷房運転等である空調運転が行われるまでの間にタイムラグがあると、室内に設置されている電化製品の発熱等といった様々な要因によって室内の温度が上昇する（図１０参照）。室温上昇経過リストは、このような温度上昇を記録するためのリストであって、レコード番号、予備運転終了時における室温、空調運転開始時における室温、上昇幅、時間間隔を、１レコードとして示している。尚、図７のレコード番号は、図５の運転スケジュールリストに係るレコード番号と対応している。そのため、例えば図７の室温上昇経過リスト内におけるレコード番号“１”の予備運転終了時の室温“２３．０℃”は、図５の運転スケジュールリストにおけるレコード番号“１”の空調運転“冷房運転（設定温度２３℃）”が行われる前に実施された予備運転後の室温を示している。また、図７の室温上昇経過リスト内におけるレコード番号“１”の空調運転開始時の室温“２６．１℃”は、図５のレコード番号“１”の空調運転“冷房運転（設定温度２３℃）”が開始される時の温度である。図７中の“上昇幅”は、各レコードにおける予備運転終了後から空調運転開始時までの間の、室温の上昇幅を示し、“時間間隔”は、該当レコードにおける予備運転が終了してから空調運転が開始されるまでの期間（タイムラグ）を示している。このような室温上昇経過リストによると、例えばレコード番号“１”に係るレコードでは、予備運転が終了してから空調運転が開始されるまでの“６分”の間に、室温が“２３．０℃”から２．１℃上昇し、“２５．１℃”に至ったことが分かる。

〔スケジュール管理部〕
スケジュール管理部９２ａは、第１記憶領域９１ａに記憶されている運転スケジュールリスト（図５）の管理を行う。例えば、スケジュール管理部９２ａは、図示しないリモートコントローラを介して空気調和装置１のユーザにより運転スケジュールの設定が行われた場合、設定された運転スケジュールに該当するレコードを運転スケジュールリスト内に作成する。また、スケジュール管理部９２ａは、既に設定済みの運転スケジュールの削除指示が利用者によってなされれば、図５の運転スケジュールリスト中から、該当するレコードを削除する。

〔空調制御部〕
空調制御部９２ｂは、空調部８の運転制御を行う。例えば、本実施形態に係る空調制御部９２ｂは、主として、空調部８に対し、運転スケジュールに基づいて冷房運転や除湿運転である空調運転を行わせる。また、空調制御部９２ｂは、後述する決定部９２ｄにより決定された予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間に基づいて、外気冷房動作を予備運転として空調部８に行わせることができる。

尚、空調制御部９２ｂが空調部８に対し外気冷房動作を予備運転として行わせる際には、予備運転が行われる前の室温が空調運転時の設定温度及び予備運転時の外気温度よりも高いという必須条件が満たされていることが必要となるが、以下では、この必須条件が常に満たされることを前提にして説明を行う。例えば、予備運転が行われる前の室温が空調運転時の設定温度よりは高いが、外気温度よりは低い場合には、仮に外気冷房動作が予備運転として行われたとしても、室温よりも高い温度を有する外気が利用されてしまうことから、予備運転として外気冷房動作を行うメリットが得られない。反対に、予備運転が行われる前の室温が外気温度よりも高いが、設定温度よりも低い場合には、外気冷房動作を予備運転として行う必要がない。従って、上述した必須条件が満たされない場合には、本実施形態に係る予備運転自体が行われない。

ここで、空調制御部９２ｂの空調制御動作について、具体的に説明する。例えば、空調制御部９２ｂは、第１記憶領域９１ａに記憶されている運転スケジュールリスト（図５）に基づいて、現在の時刻が運転スケジュールリスト中の空調運転の開始予定時刻に至れば、該当レコードにおける空調運転の種類に示された空調運転を空調部８に行わせる。具体的に、図５の運転スケジュールリストのレコード番号“１”では、日付が“２００９．８．１”、時間帯が“７：００〜１８：３０”と示されていることから、空調制御部９２ｂは、２００９年８月１日において、現在の時刻が開始予定時刻である７時となれば、２３℃を設定温度とする冷房運転を空調部８に行わせる。そして、空調制御部９２ｂは、現在の時刻が１８時半となれば、空調部８の冷房運転を停止させる。

また、本実施形態に係る空調制御部９２ｂは、予備運転の開始前に決定部９２ｄによって予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間が決定された場合、当該予備運転開始時刻と現在の時刻とを比較する。予備運転開始時刻が未だ経過していない時刻であれば、空調制御部９２ｂは、現在の時刻が予備運転開始時刻となった場合、空調部８に外気冷房動作を予備運転として開始させる。空調制御部９２ｂは、当該予備運転を、同じく決定部９２ｄによって決定された運転時間の間空調部８に継続して行わせる。一方、予備運転開始時刻が既に経過してしまっている場合、空調制御部９２ｂは、現在の時刻が予備運転開始時刻からどのくらい経過しているかを算出し、算出結果が所定時間未満であれば、直ちに空調部８に外気冷房動作を予備運転として開始させる。逆に、算出結果が所定時間以上、即ち予備運転開始時刻が現在の時刻よりも所定時間以上遡った時刻である場合、空調制御部９２ｂは、予備運転が開始されないように空調部８の空調制御を行う。ここで、所定時間としては、予備運転として行われる外気冷房動作が直ちに行われたとしても十分な空調効果が得られないと判断される時間間隔であって、シミュレーションや机上計算、実験等によって決定され、例えば“１０分”と決定される。

尚、上述したように、予備運転開始時刻が既に経過してしまっている際に予備運転が行われる場合、予備運転の運転時間によっては、空調運転の開始予定時刻を過ぎてもなお予備運転が行われてしまうことになる場合がある。このような場合には、空調制御部９２ｂは、予備運転中であっても現在の時刻が空調運転の開始予定時刻に至れば予備運転を停止させ、空調運転を優先的に行わせるように、空調部８の空調制御を行う。

更に、本実施形態に係る空調制御部９２ｂは、物質検知用センサ５６により検知された物質情報に基づいて、空調部８における予備運転の開始及び停止制御を更に行う。具体的には、予備運転（具体的には、外気冷房動作）が開始される前より、空調制御部９２ｂは、物質検知用センサ５６の検知結果である物質情報、即ち外気中における所定物質の含有率ｘを監視し、当該含有率ｘと所定値αとを比較する。所定物質の含有率ｘが所定値α以上である場合（ｘ＞α）、空調制御部９２ｂは、外気に含まれる所定物質の含有率ｘが比較的高いことから、予備運転開始前であれば予備運転の開始を見合わせ、また予備運転の実行中であれば、予備運転を強制的に停止させる。これにより、所定物質を比較的多く含む外気が予備運転（具体的には、外気冷房動作）に用いられることはないため、外気に含まれる所定物質が室内に供給されてしまうのを防ぐことができる。また、予備運転を停止した後（または運転を見合わせている状態）であって、かつ現在の時刻が未だ予備運転の運転時間内である時に、所定物質の含有率ｘが所定値α以下となった場合（ｘ＜α）、空調制御部９２ｂは、所定物質の含有率ｘが比較的低くなったと判断し、予備運転を再開（または開始）させる。但し、所定物質の含有率ｘが高いことによって一旦は予備運転の開始を見合わせたが、所定物質の含有率ｘが低くなったために予備運転が実行可能となった場合には、空調制御部９２ｂは、予備運転の運転時間に基づいて現在の時刻から予備運転を行ったとして十分な空調効果が得られるか否かを判断した上で、予備運転を行わせるか否かを制御する。

尚、上述した所定値αとしては、人体に影響を及ぼすと公表されている所定物質の規定量のデータによって適宜決定される。例えば、人体に何らかの影響を及ぼす、または悪影響を及ぼすとされる所定物質の値が、所定値αとして決定される。また、外気冷房動作（予備運転）を強制的に停止させる方法としては、例えば加湿ファンモータ５３ａの回転を停止させる方法等が挙げられる。

〔予測部〕
予測部９２ｃは、後述する決定部９２ｄが予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の決定を開始する時点からの外気温度の推移を予測する。具体的には、予測部９２ｃは、予備運転開始時刻等が決定される際の外気温度センサ５５による検知結果、即ち現在の外気温度に基づいて、外気温度が今後どのように変化していくかを予測する。尚、予測部９２ｃにおける予測動作には、現在の外気温度の他、これまでに外気温度センサ５５が検知し続けてきた外気温度の過去のデータが、過去の外気温度推移データとして用いられる。

特に、予測部９２ｃは、上記予測動作を、予備運転開始時刻等が決定される時点から、少なくとも図５の運転スケジュールリストにおける空調運転の開始予定時刻までの間行うものとする。例えば、予備運転開始時刻等の決定動作が、２００９年８月１日の午前３時に行われるとすると、予測部９２ｃは、２００９年８月１日の午前３時の時点から運転スケジュールリスト（図５）のレコード番号“１”における冷房運転の開始予定時刻“７：００”までの間の、外気温度の推移を予測する。

〔決定部〕
決定部９２ｄは、予備運転の開始前における室温、外気に関する情報、空調運転時の空調部８の設定温度に基づいて、予備運転が開始される予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間を決定する。外気に関する情報としては、外気温度センサ５５によって検知された外気温度や、予測部９２ｃにより予測された外気温度の推移を示す外気温度推移情報が挙げられるが、本実施形態では、外気に関する情報が、外気温度推移情報（具体的には、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の決定を開始する時点からの外気温度の推移）である場合を例に採る。

以下では、決定部９２ｄが、外気温度推移情報等を用いてどのようにして予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間を決定するかについて、図８を用いて説明する。図８は、時々刻々と変化する外気温度及び室温を表した図である。ここで、予測部９２ｃにより、図８中の一部点線グラフで示されるように外気温度が推移すると予測された場合を例に採る。また、予備運転開始時刻等を決定する時点での室温が、予備運転を行わなければ空調運転の開始予定時刻まで変化することなく保たれた状態であるとする。

先ず、決定部９２ｄは、予備運転の開始前であって、かつ現在の時刻が予め設定されている時刻となると、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の決定動作を開始し、予測部９２ｃに、外気温度の推移を予測させる。予測部９２ｃにより外気温度の推移が予測されると、決定部９２ｄは、予測部９２ｃからの外気温度推移情報（即ち、今後の外気温度の推移）に基づいて、予備運転が行われた際に所定条件が満たされると予測される時刻を、予備運転終了時刻Ｎ２として決定する。ここで、上記所定条件としては、現在の時刻から空調運転の開始予定時刻Ｍ１までの間で、外気冷房動作の効果が最も高くなるという第１条件や、外気温度が空調運転時の設定温度と一致する第２条件が挙げられる。第１条件が満たされる場合には、外気冷房動作の効果が最も高く、例えば現在の室温が最短で設定温度となることができる時の時刻が、予備運転終了時刻Ｎ２として決定される。尚、現在の室温が最短で設定温度となることができる時の時刻は、外気温度推移情報に基づいて決定される。第２条件が満たされる場合には、時々刻々と変化する外気温度が設定温度と一致する時の時刻が、予備運転終了時刻Ｎ２として決定される。

次いで、決定部９２ｄは、第２記憶領域９１ｂ内に記憶されている勾配情報テーブル（図６）及び予備運転終了時刻Ｎ２に基づいて、現在の室温が設定温度に至るために要する時間をシミュレーションによって算出し、これを予備運転の運転時間Ａとして決定する。次いで、決定部９２ｄは、予備運転終了時刻Ｎ２から予備運転の運転時間Ａ遡った時刻を、予備運転開始時刻Ｎ１として決定する。

このようにして決定された予備運転開始時刻Ｎ１には、外気冷房動作が予備運転として開始され、当該予備運転は運転時間Ａの間行われるため（具体的には、図８の予備運転終了時刻Ｎ２まで行われる）、実際に空調運転が行われる場合には（図８の開始予定時刻Ｍ１）、室温は既に設定温度を満たす値となっており、室内は快適な状態となっている。

尚、室温が予備運転によって設定温度に至る場合としては、図８に示すように、設定温度が、予備運転開始時刻等の決定を開始する時点からの外気温度の値よりも高い場合が挙げられる。従って、逆に、設定温度が、予備運転開始時刻等の決定を開始する時点からの外気温度の値よりも低い場合には（図９）、外気冷房動作を予備運転として行ったとしても、予備運転によって室温が設定温度そのものに至ることは困難となる。そこで、このような場合、決定部９２ｄは、先ずは上述した方法と同様に外気温度推移情報に基づいて予備運転終了時刻Ｎ２を求めるが、その後勾配情報テーブル及び予備運転終了時刻Ｎ２に基づいて、現在の室温が設定温度の近くに至るのに要する時間を予備運転の運転時間Ａとして決定し、予備運転終了時刻Ｎ２から当該運転時間Ａ遡った時刻を、予備運転開始時刻Ｎ１として決定する。これにより、運転スケジュールに基づいて実際に空調運転が行われる場合、空調部８は、予備運転において元の温度からは下げられた状態の室温を、更に設定温度まで下げればよいため、空調負荷を軽減することができる（図９のＢ）。

また、決定部９２ｄは、上記方法によって決定した運転時間Ａを、室内の上昇度合いに基づいて更に調整することができる。決定部９２ｄが運転時間Ａを調整する場合としては、予備運転の終了後（時刻Ｎ２）から運転スケジュールに基づく空調運転が開始（時刻Ｍ１）されるまでの間に時間間隔があり（図１０の期間Ｃ）、この間に室温が上昇してしまう場合が挙げられる（図１０の点線グラフ）。この場合、決定部９２ｄは、予備運転終了時刻Ｎ２と空調運転の開始予定時刻Ｍ１との間の時間間隔Ｃを求め、上記時間間隔Ｃと後述する温度上昇把握部９２ｅによって把握された室温の上昇度合いとに基づいて、上記時間間隔Ｃ内に上昇すると予測される室温の上昇幅Ｅを求める。そして、決定部９２ｄは、この上昇幅Ｅを考慮して予備運転の運転時間Ａを、例えば図１０の期間Ｄだけ長めに調整する。尚、図１０の実線グラフでは、予備運転の運転時間Ａが長めに調整された場合の、室温の推移を示している。図１０の実線グラフでは、予備運転において、室温が空調運転時の設定温度以下である所定温度に至るまで外気冷房が行われることで、予備運転終了時刻Ｎ２’から空調運転の開始予定時刻Ｍ１までの間に室温が上昇したとしても、開始予定時刻Ｍ１には室温が設定温度に至るように、決定部９２ｄは、運転時間Ａを期間Ｄだけ長めに調整している。

〔温度上昇把握部〕
温度上昇把握部９２ｅは、第３記憶領域９１ｃにおける室温上昇経過リスト（図７）の更新を行うと共に、予備運転が終了してから運転スケジュールに基づく空調運転が開始されるまでの間に、室温がどの程度変化したかを把握する。

例えば、温度上昇把握部９２ｅは、図１０の点線グラフのように室温が変化する場合において、予備運転終了時刻Ｎ２及び運転スケジュールに基づく空調運転の開始時（開始予定時刻Ｍ１）に、室内温度センサ２８によって検知された室温を取得する。温度上昇把握部９２ｅは、図７の室内上昇経過リストにおける新たなレコード上に、取得した室温を書き込むと、取得した室温の差分を演算し、その演算結果を対応するレコード上の“上昇幅”欄に書き込む。更に、温度上昇把握部９２ｅは、“時間間隔”欄に、該当するレコードにおける予備運転が終了してから空調運転が開始されるまでの時間間隔（図１０の期間Ｃ)を書き込む。例えば、予備運転終了時刻Ｎ２における室温が“２２．１℃”、空調運転の開始予定時刻Ｍ１における室温が“２７．６℃”であれば、これらの室温の差分“５．５℃”が“上昇幅”欄に書き込まれる。そして、温度上昇把握部９２ｅは、室温が“２２．１℃”から“２７．６℃”に達するまでの時間測定するが、これが例えば“１０分”であれば、“時間間隔”欄には“１０分”と書き込まれる（図７のレコード番号２に該当）。

更に、温度上昇把握部９２ｅは、室温上昇経過リストの１レコード上における“上昇幅”欄の値と“時間間隔”欄の値とに基づいて、単位時間あたりの室温の上昇度合いを演算する。例えば、時間間隔が“１０分”であって、上昇幅が“５．５℃”であれば、温度上昇把握部９２ｅは、１分あたりに約０．５５℃ずつ室温が上昇したと把握する。このようにして把握された室温の上昇度合い“０．５５℃”は、決定部９２ｄによる予備運転の運転時間Ａの調整の際に用いられる。

（２）動作
次に、空気調和装置１の一連の動作について、図１１，１２を用いて説明する。はじめに、記憶部９１の第１記憶領域９１ａ内には、既に１件以上の運転スケジュールを含む運転スケジュールリスト（図５）が記憶されており、空調部８はいかなる運転も行っていない状態であるとする。また、以下の動作においても、既に述べているように、予備運転が行われる前の室温が空調運転時の設定温度及び予備運転時の外気温度よりも高いというという必須条件が満たされているとする。

ステップＳ１〜Ｓ４：図５の運転スケジュールリスト内に運転スケジュールがある場合（Ｓ１のＹｅｓ）、予測部９２ｃは、今後の外気温度の推移を予測する。決定部９２ｄは、予備運転の開始前における室温、予測された外気温度の推移、空調運転時の空調部８の設定温度に基づいて、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間を決定する（Ｓ２）。更に、決定部９２ｄは、温度上昇把握部９２ｅによって室温の上昇度合いが把握されている場合には（Ｓ３のＹｅｓ）、当該室温の上昇度合いに基づいて、決定した運転時間の調整を行う（Ｓ４）。尚、温度上昇把握部９２ｅによって室温の上昇度合いが把握されていない場合や、室温の上昇度合いが運転時間の調整を必要としないような値である場合には（Ｓ３のＮｏ）、決定した運転時間の調整は行われることなく、ステップＳ５の動作が行われる。

ステップＳ５：空調制御部９２ｂは、現在の時刻がステップＳ２で決定された予備運転開始時刻に至ると、物質検知用センサ５６による検知結果、即ち外気に含まれる所定物質の含有率ｘが所定値α未満であることを確認する。所定物質の含有率ｘが所定値α未満である場合には、空調制御部９２ｂは、ステップＳ２で決定された運転時間またはステップＳ４で調整された運転時間の間、外気冷房動作が予備運転として行われるように、空調部８の運転制御を行う。これにより、空調部８は、室内に対し外気冷房動作を行い、室温は低下する。尚、所定物質の含有率ｘが所定値α以上である場合には、空調制御部９２ｂは、空調部８による予備運転を見合わせる。

ステップＳ６〜Ｓ８：空調部８は、現在の時刻が予備運転の運転時間終了の時刻に到達するまで予備運転を行うが（Ｓ６のＮｏ）、その間に所定物質の含有率ｘが所定値α以上となった場合には（Ｓ７のＹｅｓ）、空調制御部９２ｂは、空調部８が現在行っている予備運転を強制的に停止させる（Ｓ８）。尚、所定物質の含有率ｘが所定値α以上でなければ（Ｓ７のＮｏ）、ステップＳ６以降の動作が繰り返される。

ステップＳ９〜Ｓ１０：所定物質の含有率ｘが所定値α未満である場合には（Ｓ９のＹｅｓ）、空調制御部９２ｂは、空調部８に予備運転を再開させる（Ｓ１０）。尚、所定物質の含有率ｘが所定値α未満でなければ（Ｓ９のＮｏ）、ステップＳ６以降の動作が繰り返される。

ステップＳ１１：ステップＳ６において、現在の時刻が予備運転終了時刻に到達した場合（Ｓ６のＹｅｓ）、空調制御部９２ｂは、予備運転を終了させる。その後、現在の時刻が運転スケジュールにおける空調運転の開始予定時刻となると、空調制御部９２ｂは、空調部８に当該空調運転を行わせる。

ステップＳ１２：ステップＳ１１における空調運転が終了した後、記憶部９１の第１記憶領域９１ａにおける運転スケジュールリスト（図５）内に、他の運転スケジュールが含まれている場合には（Ｓ１２のＹｅｓ）、空気調和装置１はステップＳ２以降の動作を繰り返す。運転スケジュールリスト内に他の運転スケジュールが含まれていない場合には（Ｓ１２のＮｏ）、空気調和装置１は、一連の動作を終了する。

（３）効果
（Ａ）
本発明の空調システムが採用された本実施形態に係る空気調和装置１によると、運転スケジュールに基づいて冷房運転等である空調運転が室内に対して行われる前に、外気冷房動作が予備運転として行われる。従って、空調運転の開始予定時刻となった時にはじめて室内に対し空調運転が行われる場合よりも、空調運転の開始予定時刻における空調部８の空調負荷を軽減させることができると共に、開始予定時刻時には、室内を快適な状態にしておくことが可能となる。特に、空調部８が予備運転を開始するタイミング及び運転の長さは、予備運転の開始前における室内の温度、外気温度に関する情報、及び空調運転時の空調部８の設定温度に基づいて決定される。つまり、この空気調和装置１は、予備運転として行われる外気冷房動作を、常に空調運転の開始予定時刻よりも一定時間前の時点から所定時間の間行うのではなく、室内の温度や外気温度、設定温度に基づいて決定された予備運転開始時刻に開始し、決定された運転時間の間行う。従って、予備運転として行われる外気冷房動作は、時々刻々と変化する外気の状況等といった予備運転が行われる時の各種条件に応じて適切なタイミングで開始され、かつ適切な長さだけ行われる。

（Ｂ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１によると、予備運転開始時刻等の決定動作が開始される時点から外気温度が今後どのように推移するかを示す外気温度推移情報を用いて、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間が決定される。これにより、時々刻々と変化する外気温度に応じて、適切な予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間が決定される。

（Ｃ）
また、本実施形態に係る決定部９２ｄは、予備運転の開始前、外気温度推移情報に基づいて、予備運転が行われた際に所定条件が満たされると予測される時刻を、予備運転終了時刻として決定する。決定部９２ｄは、勾配情報及び予備運転終了時刻に基づいて、現在の室温が設定温度またはその近くに至るために要する時間を算出し、これを運転時間として決定する。更に、決定部９２ｄは、予備運転終了時刻から運転時間遡った時刻を予備運転開始時刻として決定する。

ここで、予備運転終了時刻が決定される際の所定条件としては、現在の時刻から空調運転の開始予定時刻までの間で、外気冷房動作の効果が最も高くなるという第１条件や、外気温度が設定温度と一致する第２条件が挙げられる。つまり、この空気調和装置１によると、外気冷房動作の効果が最も期待される時刻や外気温度が設定温度と一致する時刻が、先ずは予備運転終了時刻として決定される。次いで、勾配情報及び予備運転終了時刻に基づいて、運転時間が決定され、予備運転終了時刻及び運転時間によって予備運転開始時刻が決定される。これにより、予備運転として行われる外気冷房動作は、外気温度の推移に応じて、より適切に行われるようになる。

（Ｄ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１によると、外気温度の推移は、予測部９２ｃによって例えば所定タイミング毎に予測される。そして、当該予測部９２ｃによる予測結果を用いて、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間が決定される。

（Ｅ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１は、予備運転開始前において、決定された予備運転開始時刻が現在の時刻から所定時間以上遡った時刻である場合には、予備運転として行われる外気冷房動作が仮に現在の時刻から行われたとしても十分な空調効果が得られるとは言い難いため、予備運転を実施しないようにする。これにより、不要な外気冷房動作によって電力が消費されるのを防ぐことができる。

（Ｆ）
ところで、予備運転が終了して直ぐに空調運転が行われない場合、室内に設置されている電化製品の発熱等によって室温が上昇する恐れがある。しかし、本実施形態に係る空気調和装置１によると、室温の上昇度合いを考慮して、予備運転の運転時間が例えば長めに調整される。これにより、空調部８は、予備運転を長めに行うことができ、室温をマージンをとって低下させておくことができる。

（Ｇ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１は、外気に含まれる所定物質に関する物質情報に基づいて、予備運転の開始及び停止制御を更に行う。例えば、予備運転が行われる間の外気に所定物質の含有率ｘが所定量α以上含まれていれば、空調制御部９２ｂは、この外気を利用して行われる外気冷房動作である予備運転が行われてしまう前に、前もって予備運転を停止させる。これにより、予備運転時、所定物質を所定量α以上含んだ外気が外気冷房動作に用いられることがないため、該外気が室内に供給されてしまうのを防ぐことができる。

（Ｈ）
また、本実施形態に係る空気調和装置１では、物質検知用センサ５６が上述した物質情報を検知するために設けられているため、空気調和装置１は、例えば空調部８付近における物質情報をリアルタイムで容易に把握することができ、該情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。また、物質検知用センサ５６が例えば空調部８付近における物質情報を検知することで、空調制御部９２ｂは、精度の高い当該情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。

＜その他の実施形態＞
（ａ）
上記実施形態では、空気調和装置１が、外気温度の推移を予測する予測部９２ｃを備える場合について説明した。しかし、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の決定の際には、空気調和装置１自らが予測した外気温度の推移が用いられる代わりに、空気調和装置１とは別の装置によって予測された外気温度の推移が用いられても良い。この場合の空調システムが採用された空気調和装置１０１の構成を、図１３に示す。

図１３の空調システムが採用された空気調和装置１０１は、空調部８、制御部１０９及び通信部１１０（第１取得部に相当）を備える。空調部８は、上記実施形態に係る空調部８と同様である。制御部１０９は、上記実施形態に係る制御部９において予測部９２ｃを除いた構成である。具体的には、制御部１０９は、記憶領域が３つに分割された記憶部１９１と、スケジュール管理部１９２ａ、空調制御部１９２ｂ、決定部１９２ｄ及び温度上昇把握部１９２ｅとして機能するＣＰＵ１９２とで構成されている。記憶部１９１の各領域１９１ａ，１９１ｂ，１９１ｃ及びＣＰＵ１９２の各機能部１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｄ，１９２ｅは、上記実施形態に係る記憶部９１の各領域９１ａ，９１ｂ，９１ｃ、ＣＰＵ９２の予測部９２ｃを除く他の機能部９２ａ，９２ｂ，９２ｄ，９２ｅと、同様の動作を行うため、詳細な説明を省略する。

空気調和装置１０１の通信部１１０は、通信ネットワーク１２０に接続されており、外部装置１２１と通信を行うことができる。特に、外部装置１２１は、過去の外気温度の推移等から、学習によって今後の外気温度の推移を予測することができる。そのため、通信部１１０は、外部装置１２１によって予測された外気温度の推移を、通信ネットワーク１２０を介して外部装置１２１から外気温度推移情報として受信することができる。従って、制御部１０９の決定部１９２ｄは、通信部１１０によって受信された外気温度推移情報の他、予備運転の開始前における室温、空調運転時の設定温度を用いて、予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間を決定することができる。

これにより、空気調和装置１０１は、通信ネットワーク１２０経由で外気温度推移情報を取得することができ、当該推移情報を用いて予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間を決定することができる。従って、空気調和装置１０１は、外気温度の推移を予測するための予測部を備えずともよく、低コスト化を図ることができる。

（ｂ）
上記実施形態に係る空気調和装置１には、外気に含まれる所定物質に関する物質情報を検知するためのものとして物質検知用センサ５６が設けられ、当該センサ５６によって検知された物質情報が空調部８の運転制御に用いられる場合について説明した。しかし、本発明に係る空調システムは、空調制御部として機能する制御部が通信部（第２取得部に相当）を介して通信ネットワークと接続されており、空調制御部は、通信ネットワークを介して外部装置から取得された物質情報を用いてもよい。これにより、空調システムは、通信ネットワーク経由で詳細な物質情報を取得することができ、該情報を用いて予備運転の開始及び停止制御を行うことができる。従って、物質検知用センサを別途設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。

（ｃ）
上記実施形態では、物質情報が、外気に含まれる所定物質の含有率ｘである場合を例に採り説明した。しかし、物質情報は、所定物質の含有率ｘに限定されるのではなく、外気に含まれる所定物質の種類であってもよい。これにより、例えば、外気に含まれる物質が“大気汚染物質”であれば、空調制御部は、当該外気を用いた予備運転を見合わせるか、または予備運転中であれば運転を停止させることができる。

（ｄ）
上記実施形態では、本発明に係る空調システムが空気調和装置１において採用された場合について説明した。しかし、本発明に係る空調システムは、上述したように、室内に対し空調運転（具体的には、冷房運転、除湿運転）を行う空調部と、空調部が空調運転または予備運転（外気冷房動作）を行うように制御する空調制御部とが“空気調和装置”として一体化されているのではなく、例えば空調制御部が空調コントローラで構成されるような、空調部と空調制御部とが別々の装置として存在するようなシステムに利用されてもよい。

また、上記実施形態では、空調部８が、空調運転及び予備運転（外気冷房動作）を行うことができる場合について説明した。しかし、本発明に係る空調システムは、冷房運転等である外気を利用しない通常の空調運転を行う空調部分（以下、冷房装置という）と、外気冷房動作や換気運転等といった外気を利用する運転を行う部分（以下、換気装置という）とが、別々に設けられていても良い（冷房装置及び換気装置は、まとめて本発明に係る“空調部に相当）。

（ｅ）
上記実施形態では、図６に示す勾配情報テーブルのように、一義的に決定された室温の下降勾配を用いて予備運転開始時刻及び予備運転の運転時間の決定動作が行われる場合について説明した。しかし、季節等の様々な環境状態の変化の影響により、実際には勾配情報テーブルにおける下降勾配の値のようには室温が変化しない場合がある。すると、決定された運転時間の間予備運転が行われたとしても、予備運転終了後には到達すると予想していた温度（具体的には、設定温度またはその付近）に室温が到達していない恐れがある。そこで、本発明に係る空調システムは、予備運転時における実際の室温の下降勾配を測定し、その測定結果を基に下降勾配を学習して勾配情報テーブル内の値を補正してもよい。このような学習動作を例えば日々行うことにより、決定部は、実際の環境状態に即した勾配情報テーブルを用いて予備運転開始時間及び予備運転の運転時間の決定動作を行うことができる。

一例として、勾配情報テーブルにおける下降勾配の値と実際の室温の下降勾配とが異なっており、室温が設定温度に達するまでの時間が遅延した場合を、図１４に示す。図１４の点線グラフは、予備運転開始時刻Ｎ１及び運転時間Ａの決定時に予測されていた室温の推移を示し、実線グラフは、実際の室温の推移を示している。図１４では、点線グラフにおける室温の下降勾配（つまり、予測していた室温の下降勾配）を“Ｇ１”、実線グラフにおける室温の下降勾配（つまり、実際の室温の下降勾配）を“Ｇ２”として表している。この場合、例えば温度上昇把握部は、実際の下降勾配Ｇ２と予測していた下降勾配Ｇ１との差を２で割った値（Ｇ１−Ｇ２）／２を、図６の勾配情報テーブルにおける下降勾配の補正値として算出する。そして、温度上昇把握部は、図６の勾配情報テーブル内における下降勾配の各値から当該補正値を加算または減算することで、当該テーブル内の各値を実際の環境状態により即した下降勾配とすることができる。

尚、温度上昇把握部は、上記室温の下降勾配を学習するにあたり、当該下降勾配を例えば一日単位である単位時間ごとに算出するが、算出した下降勾配が所定値以下である場合には、下降勾配の計測を終了する。また、温度上昇把握部は、予備運転中に、外気冷房動作による効果を正しく判定出来ない場合には、室温の下降勾配の計測を中止する。

（ｆ）
上記実施形態では、外気に含まれる所定物質の含有率ｘが所定値α以上でない限り、決定部９２ｄによって決定された運転時間Ａの間、外気冷房動作が行われる場合について説明した。しかし、本発明に係る空調システムでは、空調部８が外気冷房動作を予備運転として行っている状態において、何らかの原因によって当該予備運転をこのまま継続して行ったとしても室温が設定温度またはその近くに達することが困難であると空調制御部９２ｂが判断した場合には、空調制御部９２ｂが、空調部８が現在行っている運転の種類を予備運転から冷房運転に切り換えるという動作を更に行っても良い。ここで、室温が設定温度またはその近くに達することが困難である場合としては、予測していなかった外気温度の急激な変化等によって、予備運転終了後の室温が設定温度から所定温度以上乖離してしまう場合が挙げられる。この動作により、室内の開始予定時刻Ｍ１時には、室温は設定温度またはその近くに至ることができるため、開始予定時刻Ｍ１時の室内は快適な状態となっている。

尚、その他の実施形態（ｄ）の後半部分において説明したように、本発明に係る空調システムの空調部は、冷房装置及び換気装置のように別々の装置に分かれて構成されることができる。この場合においても、本発明に係る空調システムは、上述した動作を行うことができる。例えば、換気装置が外気冷房動作を予備運転として行っている状態時において、当該予備運転をこのまま継続して行ったとしても予備運転後の室温が設定温度から所定温度以上乖離してしまうため、室温が設定温度に到達するのは困難であると空調制御部によって判断されたとする。この場合、換気装置による予備運転が停止され冷房装置による冷房運転が開始されても良く、もしくは、換気装置による予備運転が継続して行われている状態のまま、冷房装置による冷房運転が更に行われても良い。これにより、室内の開始予定時刻時の室内は快適な状態となることができる。

本発明に係る空調システムは、空調運転の開始予定時刻における空調部の空調負荷を軽減させると共に、予備運転として行われる外気冷房動作を適切なタイミングで開始しかつ適切な長さ行うことができるという効果を有する。本発明に係る空調システムは、外気を主として利用して冷房を行う外気冷房動作を実施可能な空調機に対し適用することができる。

１，１０１ 空気調和装置
２ 室内機
３ 室外機
４ 室外空調ユニット
５ 給気・加湿ユニット
６ａ，６ｂ 冷媒配管
６ｃ 給気加湿ホース
８ 空調部
９，１０９ 制御部
５５ 外気温度センサ
５６ 物質検知用センサ
９１，１９１ 記憶部
９１ａ，１９１ａ 第１記憶領域
９１ｂ，１９１ｂ 第２記憶領域
９１ｃ，１９１ｃ 第３記憶領域
９２ ＣＰＵ
９２ａ，１９２ａ スケジュール管理部
９２ｂ，１９２ｂ 空調制御部
９２ｃ 予測部
９２ｄ，１９２ｄ 決定部
９２ｅ，１９２ｅ 温度上昇把握部
１１０ 通信部
１２０ 通信ネットワーク
１２１ 外部装置

特開２００７−７１４０５号公報

Claims (11)

1. 運転スケジュールに基づいて空調対象空間に対し空調運転を行うと共に、前記運転スケジュールで設定されている前記空調運転の開始予定時刻よりも前から前記空調対象空間に対して予備運転を行うことが可能な空調部（８）と、
   前記予備運転の開始前における前記空調対象空間内の温度、外気温度に関する情報、及び前記空調運転時の前記空調部（８）の設定温度の少なくとも１つに基づいて、前記予備運転が開始される予備運転開始時刻及び前記予備運転の運転時間の少なくとも１つを決定する決定部（９２ｄ，１９２ｄ）と、
   前記予備運転開始時刻時から前記運転時間の間、前記空調部（８）が外気を主として利用し前記空調対象空間内を冷房する外気冷房動作を前記予備運転として行うように、前記空調部（８）の運転制御を行う空調制御部（９２ｂ，１９２ｂ）と、
   を備える、空調システム（１，１０１）。
2. 前記外気温度に関する情報は、前記決定部（９２ｄ，１９２ｄ）が前記予備運転開始時刻及び前記運転時間の決定を開始する時点からの前記外気温度の推移を示す外気温度推移情報である、
   請求項１に記載の空調システム（１，１０１）。
3. 前記予備運転が行われた場合における前記空調対象空間内の温度の時間に対する勾配、前記空調対象空間内の温度及び前記外気温度の関係を勾配情報として記憶する記憶部（９１ｂ，１９１ｂ）、
   を更に備え、
   前記決定部（９２ｄ，１９２ｄ）は、
   前記予備運転の開始前、前記外気温度推移情報に基づいて、前記予備運転が行われた際に所定条件が満たされると予測される時刻を前記予備運転終了時刻として決定し、
   前記勾配情報及び前記予備運転終了時刻に基づいて、現在の前記空調対象空間内の温度が前記設定温度またはその近くに至るために要する時間を算出し、これを前記運転時間として決定し、
   前記予備運転終了時刻から前記運転時間遡った時刻を前記予備運転開始時刻として決定する、
   請求項２に記載の空調システム（１，１０１）。
4. 前記決定部（９２ｄ）が前記予備運転開始時刻及び前記運転時間の決定を開始する時点からの前記外気温度の推移を予測する予測部（９２ｃ）、
   を更に備え、
   前記決定部（９２ｄ）は、前記予測部（９２ｃ）による予測結果を前記外気温度推移情報として用いて、前記予備運転開始時刻及び前記予備運転の運転時間の少なくとも１つを決定する、
   請求項２または３に記載の空調システム（１）。
5. 前記外気温度推移情報を通信ネットワーク（１２０）を介して外部装置（１２１）から取得する第１取得部（１１０）、
   を更に備え、
   前記決定部（１９２ｄ）は、前記第１取得部（１１０）により取得された前記外気温度推移情報を用いて、前記予備運転開始時刻及び前記予備運転の運転時間の少なくとも１つを決定する、
   請求項２または３に記載の空調システム（１０１）。
6. 前記空調制御部（９２ｂ，１９２ｂ）は、前記予備運転の開始前、前記決定部（９２ｄ，１９２ｄ）によって決定された前記予備運転開始時刻が現在の時刻よりも所定時間以上遡った時刻である場合、前記予備運転が開始されないように前記空調部（８）の運転制御を行う、
   請求項１〜５のいずれかに記載の空調システム（１，１０１）。
7. 前記決定部（９２ｄ，１９２ｄ）は、前記予備運転の終了後から前記空調運転の前記開始予定時刻までの間における前記空調対象空間内の温度の上昇度合いに基づいて、前記運転時間を調整する、
   請求項１〜６のいずれかに記載の空調システム（１，１０１）。
8. 外気に含まれる所定物質に関する物質情報を取得する第２取得部（５６）、
   を更に備え、
   前記空調制御部（９２ｂ，１９２ｂ）は、前記物質情報に基づいて、前記予備運転の開始及び終了制御を更に行う、
   請求項１〜７のいずれかに記載の空調システム（１，１０１）。
9. 前記第２取得部（５６）は、前記物質情報を検知するセンサである、
   請求項８に記載の空調システム（１，１０１）。
10. 前記第２取得部は、
    通信ネットワークと接続されており、
    前記通信ネットワークを介して外部装置から前記物質情報を取得する、
    請求項８に記載の空調システム（１，１０１）。
11. 前記空調制御部（９２ｂ）は、前記空調部（８）が前記予備運転を行っている状態において、前記予備運転終了後の前記空調対象空間内の温度が前記設定温度またはその近くに達することが困難と判断した場合、前記空調部（８）による前記予備運転を前記空調運転に切り換える、
    請求項１〜１０のいずれかに記載の空調システム（１）。

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