JP2015064155A - 設定温度緩和装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】緩和限界値が過渡に省エネルギー方向へ設定されることを防ぐ。居住者が過剰な不満を抱くことを抑制する。
【解決手段】PMVの演算原理に基づいて緩和限界値TPを算出する緩和限界値演算機能部5を設ける。緩和限界値選択設定機能部6において、緩和限界値出力部2からの緩和限界値(第1の緩和限界値)TBと、緩和限界値演算機能部5からの緩和限界値(第2の緩和限界値)TPとを比較し、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値を、設定温度緩和機能部4への緩和限界値の設定値TRとする。
【選択図】 図1
【解決手段】PMVの演算原理に基づいて緩和限界値TPを算出する緩和限界値演算機能部5を設ける。緩和限界値選択設定機能部6において、緩和限界値出力部2からの緩和限界値(第1の緩和限界値)TBと、緩和限界値演算機能部5からの緩和限界値(第2の緩和限界値)TPとを比較し、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値を、設定温度緩和機能部4への緩和限界値の設定値TRとする。
【選択図】 図1
Description
この発明は、室内温度の設定値を省エネルギー側に緩和する設定温度緩和装置および方法に関するものである。
従来より、室内温度の設定値に対して固定値として省エネルギー方向への緩和限界値を定め、この定めた緩和限界値に基づいて室内温度の設定値を省エネルギー側に緩和する設定温度の緩和が行われている(例えば、特許文献1参照)。
図6に従来の設定温度緩和装置の一例の要部を示す。同図において、1は室内温度の設定値Tspを出力する設定温度出力部、2は室内温度の設定値Tspに対して固定値として定められる省エネルギー方向への緩和限界値TBを出力する緩和限界値出力部、3は室内温度の設定値Tspに対する要求緩和幅ΔTwを出力する要求緩和幅出力部、4は設定温度出力部1からの室内温度の設定値Tspと、緩和限界値出力部2からの緩和限界値TBと、要求緩和幅出力部3からの要求緩和幅ΔTwとを入力とし、室内温度の設定値Tspを緩和し、省エネルギー側への緩和値Tsprとする設定温度緩和機能部である。
この設定温度緩和装置100において、緩和限界値TBは、一般的に推奨値として定められることが多い。例えば、夏はTB=28℃として定められ、冬はTB=20℃として定められる。なお、推奨値でない場合は、ビル管理者が設定するか、あるいはビル管理者との合意の上で設定するかなどによって決定された固定値とされることが多い。
また、この設定温度緩和装置100において、要求緩和幅ΔTwは、例えばデマンドレスポンス運転時(DR運転時)に、必要に応じて出力される。すなわち、要求緩和幅ΔTwを出力することにより、消費電力量が予め定められた目標電力量内で収まるように、室内温度の設定値Tspを省エネルギー側に緩和する。なお、要求緩和幅ΔTwは、通常の省エネルギー運転として、前回の居住者側からの要求に応じた設定温度Tspの変更後、一定時間経過した後、出力されるような場合もある。
図7を用いて冷房運転時の設定温度緩和機能部4の動作について説明する。設定温度緩和機能部4は、冷房運転時、(Tsp+ΔTw)>TBである場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTBとし(Tspr=TB:図7(a)参照)、(Tsp+ΔTw)<TBである場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTsp+ΔTwとする(Tspr=Tsp+ΔTw:図7(b)参照)。
図8を用いて暖房運転時の設定温度緩和機能部4の動作について説明する。設定温度緩和機能部4は、暖房運転時、(Tsp−ΔTw)<TBである場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTBとし(Tspr=TB:図8(a)参照)、(Tsp−ΔTw)>TBである場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTsp−ΔTwとする(Tspr=Tsp−ΔTw:図8(b)参照)。
しかしながら、従来の設定温度緩和装置100において、緩和限界値TBは、一般的には推奨値として定められるが、個々のビルに妥当な値であるとは限らない。このため、居住者が過剰な不満を抱くことがあった。また、緩和限界値TBを個々のビル毎にビル管理者が設定する場合であっても、ビル管理者が過渡に省エネルギー方向に設定してしまうことも懸念される。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、緩和限界値が過渡に省エネルギー方向へ設定されることを防ぎ、かつ居住者が過剰な不満を抱くことを抑制することが可能な設定温度緩和装置および方法を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、室内温度の設定値を省エネルギー側に緩和する設定温度緩和装置において、室内温度の設定値に対して固定値として定められる省エネルギー方向への緩和限界値を第1の緩和限界値として出力する第1の緩和限界値出力手段と、室内温度の設定値に対して快適性指標の演算原理に基づいて算出される省エネルギー方向への緩和限界値を第2の緩和限界値として出力する第2の緩和限界値出力手段と、第1の緩和限界値と第2の緩和限界値とを比較し、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値を緩和限界値の設定値として選択する緩和限界値選択設定手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、第1の緩和限界値(室内温度の設定値に対して固定値として定められる省エネルギー方向への緩和限界値)と、第2の緩和限界値(室内温度の設定値に対して快適性指標の演算原理に基づいて算出される省エネルギー方向への緩和限界値)とが比較され、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値が緩和限界値の設定値として選択される。
すなわち、第2の緩和限界値(TP)が第1の緩和限界値(TB)よりも省エネルギー効果が小さければ、省エネルギー効果の小さい第2の緩和限界値(TP)が緩和限界値の設定値(TR)とされ、第1の緩和限界値(TB)が第2の緩和限界値(TP)よりも省エネルギー効果が小さければ、省エネルギー効果の小さい第1の緩和限界値(TB)が緩和限界値の設定値(TR)とされる。
例えば、ビル管理者が省エネルギー指向で第1の緩和限界値(TB)を設定している場合、この第1の緩和限界値(TB)で室内温度の設定値の緩和を行うと、居住者にとって過渡に不快になる可能性がある。この場合、快適性指標の演算原理に基づいて算出される第2の緩和限界値(TP)が第1の緩和限界値(TB)よりも省エネルギー効果が小さいものとすれば、この第2の緩和限界値(TP)が緩和限界値の設定値(TR)とされることにより、居住者が過剰な不満を抱くことが抑制される。
但し、第2の緩和限界値(TP)が第1の緩和限界値(TB)よりも省エネルギー方向にある場合には、快適性指標の演算原理に基づいて算出される緩和限界値では想定できない不快さがビル管理者により認識されている可能性もある。また、第2の緩和限界値(TP)が第1の緩和限界値(TB)よりも省エネルギー方向にある場合に第2の緩和限界値(TP)を緩和限界値として採用することは、ビル管理者の限界値の規定を外れるので、運用権限上の問題にもなり得る。このため、第2の緩和限界値(TP)が第1の緩和限界値(TB)よりも省エネルギー方向にある場合には、第1の緩和限界値(TB)を緩和限界値として採用するようにする。
本発明によれば、第1の緩和限界値(室内温度の設定値に対して固定値として定められる省エネルギー方向への緩和限界値)と、第2の緩和限界値(室内温度の設定値に対して快適性指標の演算原理に基づいて算出される省エネルギー方向への緩和限界値)とを比較し、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値を緩和限界値の設定値として選択するようにしたので、緩和限界値が過渡に省エネルギー方向へ設定されることを防ぎ、かつ居住者が過剰な不満を抱くことを抑制することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る設定温度緩和装置の一実施の形態の要部を示す図である。同図において、図6と同一符号は図6を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。
この実施の形態では、室内温度の設定値Tspに対して固定値として定められる省エネルギー方向への緩和限界値TB(第1の緩和限界値)を出力する緩和限界値出力部2を第1の緩和限界値出力部とし、室内温度の設定値Tspに対して快適性指標(PMV(Predicted Mean Vote))の演算原理に基づいて算出される省エネルギー方向への緩和限界値TP(第2の緩和限界値)を出力する緩和限界値演算機能部5を第2の緩和限界値出力部として設けている。以下、緩和限界値出力部2を第1の緩和限界値出力部と呼び、緩和限界値演算機能部5を第2の緩和限界値出力部と呼ぶ。
また、第1の緩和限界値出力部2からの第1の緩和限界値TBと第2の緩和限界値出力部5からの第2の緩和限界値TPとを比較し、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値を緩和限界値の設定値TRとして選択し、設定温度緩和機能部4に出力する緩和限界値選択設定機能部6を備えている。
PMVは、ファンガー(Fanger)氏によって提案されたもので、同氏により発表された快適方程式により、快適度を7段階(+3:非常に暑い、+2:暑い、+1:暖かい、0:中立、−1:涼しい、−2:寒い、−3:非常に寒い)で表現したものであり、PMVが0の時が快適となる。このPMVは、図9に示されるように、居住空間の温度(空気温度)、相対湿度、放射温度、気流速度(風速)、人間の活動量(代謝量)、着衣量の6つの要素を組み合わせて算出される(例えば、特許文献2参照)。
第2の緩和限界値出力部5は、相対湿度、放射温度、風速、代謝量、着衣量、目標PMVを入力とし、PMVの演算の原理に基づいて、第2の緩和限界値TPを演算し、緩和限界値選択設定機能部6に出力する。なお、第2の緩和限界値出力部5への相対湿度、放射温度、風速、代謝量、着衣量は、計測値でも推測した値でもよい。
この設定温度緩和装置200において、設定温度出力部1、第1の緩和限界値出力部2、要求緩和幅出力部3,設定温度緩和機能部4、第2の緩和限界値出力部5、緩和限界値選択設定機能部6は、メモリに格納されているプログラムに従って動作するCPUの処理機能として実現される。
〔冷房運転時(TP<TBの場合)〕
図2を用いて冷房運転時の設定温度緩和機能部4および緩和限界値選択設定機能部6の動作の第1例(TP<TBの場合)について説明する。
図2を用いて冷房運転時の設定温度緩和機能部4および緩和限界値選択設定機能部6の動作の第1例(TP<TBの場合)について説明する。
緩和限界値選択設定機能部6は、第1の緩和限界値出力部2からの第1の緩和限界値TBと第2の緩和限界値出力部5からの第2の緩和限界値TPとを比較する。ここで、第1の緩和限界値TBが28℃、第2の緩和限界値TPが27℃であったとする。
なお、第2の緩和限界値出力部5は、例えば、相対湿度を45%RH、放射温度を30℃、風速を0.2m/s、代謝量を1met、着衣量を0.8clo、目標PMVを1とした場合、第2の緩和限界値TPとして27℃を出力する。
この場合、緩和限界値選択設定機能部6は、TP<TBであるので、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値として第2の緩和限界値TPを選択し、緩和限界値の設定値TRとする。
設定温度緩和機能部4は、設定温度出力部1からの室内温度の設定値Tspと、要求緩和幅出力部3からの要求緩和幅ΔTwと、緩和限界値選択設定機能部6からの緩和限界値の設定値TRとを入力とし、(Tsp+ΔTw)>TRである場合には、すなわち(Tsp+ΔTw)がTRよりも省エネルギー方向にある場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTRとし(Tspr=TR(TP):図2(a)参照)、(Tsp+ΔTw)<TRである場合には、すなわち(Tsp+ΔTw)がTRよりも増エネルギー方向にある場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTsp+ΔTwとする(Tspr=Tsp+ΔTw:図2(b)参照)。
この例では、ビル管理者が省エネルギー指向で、第1の緩和限界値TBを28℃に設定している。この第1の緩和限界値TB=28℃で室内温度の設定値Tspの緩和を行うと、居住者にとって過渡に不快になる可能性がある。しかし、PMVの演算原理に基づいて算出される第2の緩和限界値TP(27℃)が緩和限界値の設定値TRとされることにより、居住者が過剰な不満を抱くことが抑制される。
〔冷房運転時(TP>TBの場合)〕
図3を用いて冷房運転時の設定温度緩和機能部4および緩和限界値選択設定機能部6の動作の第2例(TP>TBの場合)について説明する。
図3を用いて冷房運転時の設定温度緩和機能部4および緩和限界値選択設定機能部6の動作の第2例(TP>TBの場合)について説明する。
緩和限界値選択設定機能部6は、第1の緩和限界値出力部2からの第1の緩和限界値TBと第2の緩和限界値出力部5からの第2の緩和限界値TPとを比較する。ここで、第1の緩和限界値TBが28℃、第2の緩和限界値TPが29℃であったとする。
この場合、緩和限界値選択設定機能部6は、TP>TBであるので、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値として第1の緩和限界値TBを選択し、緩和限界値の設定値TRとする。
設定温度緩和機能部4は、設定温度出力部1からの室内温度の設定値Tspと、要求緩和幅出力部3からの要求緩和幅ΔTwと、緩和限界値選択設定機能部6からの緩和限界値の設定値TRとを入力とし、(Tsp+ΔTw)>TRである場合には、すなわち(Tsp+ΔTw)がTRよりも省エネルギー方向にある場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTRとし(Tspr=TR(TB):図3(a)参照)、(Tsp+ΔTw)<TRである場合には、すなわち(Tsp+ΔTw)がTRよりも増エネルギー方向にある場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTsp+ΔTwとする(Tspr=Tsp+ΔTw:図3(b)参照)。
冷房時において、TP>TBの場合は、PMVの演算原理に基づいて算出される緩和限界値では想定できない不快さがビル管理者により認識されている可能性もある。また、冷房運転時、TP>TBの場合にTPをTRとして採用することは、ビル管理者の緩和上限の規定を外れるので、運用権限上の問題にもなり得る。このため、TP>TBの場合には、TBをTRとして採用するようにする。
〔暖房運転時(TP>TBの場合)〕
図4を用いて暖房運転時の設定温度緩和機能部4および緩和限界値選択設定機能部6の動作の第1例(TP>TBの場合)について説明する。
図4を用いて暖房運転時の設定温度緩和機能部4および緩和限界値選択設定機能部6の動作の第1例(TP>TBの場合)について説明する。
緩和限界値選択設定機能部6は、第1の緩和限界値出力部2からの第1の緩和限界値TBと第2の緩和限界値出力部5からの第2の緩和限界値TPとを比較する。ここで、第1の緩和限界値TBが20℃、第2の緩和限界値TPが21℃であったとする。
この場合、緩和限界値選択設定機能部6は、TP>TBであるので、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値として第2の緩和限界値TPを選択し、緩和限界値の設定値TRとする。
設定温度緩和機能部4は、設定温度出力部1からの室内温度の設定値Tspと、要求緩和幅出力部3からの要求緩和幅ΔTwと、緩和限界値選択設定機能部6からの緩和限界値の設定値TRとを入力とし、(Tsp−ΔTw)<TRである場合には、すなわち(Tsp−ΔTw)がTRよりも省エネルギー方向にある場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTRとし(Tspr=TR(TP):図4(a)参照)、(Tsp−ΔTw)>TRである場合には、すなわち(Tsp−ΔTw)がTRよりも増エネルギー方向にある場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTsp−ΔTwとする(Tspr=Tsp−ΔTw:図4(b)参照)。
この例では、ビル管理者が省エネルギー指向で、第1の緩和限界値TBを20℃に設定している。この第1の緩和限界値TB=20℃で室内温度の設定値Tspの緩和を行うと、居住者にとって過渡に不快になる可能性がある。しかし、PMVの演算原理に基づいて算出される第2の緩和限界値TP(21℃)が緩和限界値の設定値TRとされることにより、居住者が過剰な不満を抱くことが抑制される。
〔暖房運転時(TP<TBの場合)〕
図5を用いて暖房運転時の設定温度緩和機能部4および緩和限界値選択設定機能部6の動作の第2例(TP<TBの場合)について説明する。
図5を用いて暖房運転時の設定温度緩和機能部4および緩和限界値選択設定機能部6の動作の第2例(TP<TBの場合)について説明する。
緩和限界値選択設定機能部6は、第1の緩和限界値出力部2からの第1の緩和限界値TBと第2の緩和限界値出力部5からの第2の緩和限界値TPとを比較する。ここで、第1の緩和限界値TBが20℃、第2の緩和限界値TPが19℃であったとする。
この場合、緩和限界値選択設定機能部6は、TP<TBであるので、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値として第1の緩和限界値TBを選択し、緩和限界値の設定値TRとする。
設定温度緩和機能部4は、設定温度出力部1からの室内温度の設定値Tspと、要求緩和幅出力部3からの要求緩和幅ΔTwと、緩和限界値選択設定機能部6からの緩和限界値の設定値TRとを入力とし、(Tsp−ΔTw)<TRである場合には、すなわち(Tsp−ΔTw)がTRよりも省エネルギー方向にある場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTRとし(Tspr=TR(TB):図5(a)参照)、(Tsp−ΔTw)>TRである場合には、すなわち(Tsp−ΔTw)がTRよりも増エネルギー方向にある場合には、室内温度の設定値の省エネルギー側への緩和値TsprをTsp−ΔTwとする(Tspr=Tsp−ΔTw:図5(b)参照)。
暖房時において、TP<TBの場合は、PMVの演算原理に基づいて算出される緩和限界値では想定できない不快さがビル管理者により認識されている可能性もある。また、暖房運転時、TP<TBの場合にTPをTRとして採用することは、ビル管理者の緩和下限の規定を外れるので、運用権限上の問題にもなり得る。このため、TP<TBの場合には、TBをTRとして採用するようにする。
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
1…設定温度出力部、2…緩和限界値出力部(第1の緩和限界値出力部)、3…要求緩和幅出力部、4…設定温度機能緩和部、5…緩和限界値演算機能部(第2の緩和限界値出力部)、6…緩和限界値選択設定機能部、200…設定温度緩和装置。
Claims (4)
- 室内温度の設定値を省エネルギー側に緩和する設定温度緩和装置において、
前記室内温度の設定値に対して固定値として定められる省エネルギー方向への緩和限界値を第1の緩和限界値として出力する第1の緩和限界値出力手段と、
前記室内温度の設定値に対して快適性指標の演算原理に基づいて算出される省エネルギー方向への緩和限界値を第2の緩和限界値として出力する第2の緩和限界値出力手段と、
前記第1の緩和限界値と前記第2の緩和限界値とを比較し、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値を緩和限界値の設定値として選択する緩和限界値選択設定手段と
を備えることを特徴とする設定温度緩和装置。 - 請求項1に記載された設定温度緩和装置において、
前記室内温度の設定値と、前記緩和限界値の設定値と、前記室内温度の設定値に対する要求緩和幅とを入力とし、前記室内温度の設定値を前記要求緩和幅で緩和した値が前記緩和限界値の設定値よりも省エネルギー方向にある場合、前記緩和限界値の設定値を前記室内温度の設定値の緩和値とし、前記室内温度の設定値を前記要求緩和幅で緩和した値が前記緩和限界値の設定値よりも増エネルギー方向にある場合、前記室内温度の設定値を前記要求緩和幅で緩和した値を前記室内温度の設定値の緩和値とする設定温度緩和手段を
備えることを特徴とする設定温度緩和装置。 - 室内温度の設定値を省エネルギー側に緩和する設定温度緩和方法において、
前記室内温度の設定値に対して固定値として定められる省エネルギー方向への緩和限界値を第1の緩和限界値として出力する第1の緩和限界値出力ステップと、
前記室内温度の設定値に対して快適性指標の演算原理に基づいて算出される省エネルギー方向への緩和限界値を第2の緩和限界値として出力する第2の緩和限界値出力ステップと、
前記第1の緩和限界値と前記第2の緩和限界値とを比較し、省エネルギー効果の小さい方の緩和限界値を緩和限界値の設定値として選択する緩和限界値選択設定ステップと
を備えることを特徴とする設定温度緩和方法。 - 請求項3に記載された設定温度緩和方法において、
前記室内温度の設定値と、前記緩和限界値の設定値と、前記室内温度の設定値に対する要求緩和幅とを入力とし、前記室内温度の設定値を前記要求緩和幅で緩和した値が前記緩和限界値の設定値よりも省エネルギー方向にある場合、前記緩和限界値の設定値を前記室内温度の設定値の緩和値とし、前記室内温度の設定値を前記要求緩和幅で緩和した値が前記緩和限界値の設定値よりも増エネルギー方向にある場合、前記室内温度の設定値を前記要求緩和幅で緩和した値を前記室内温度の設定値の緩和値とする設定温度緩和ステップを
備えることを特徴とする設定温度緩和方法。
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