JP5312010B2 - 空調管理装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数の空調機の動作を制御する空調管理装置に関する。

ビル等の建物では、使用開始時刻（設定時刻）に予め快適な環境（設定温度）になっていることが望まれている。それを実現する方法として、これまで、目標とする設定時刻に目標とする設定温度となるように、空調機を起動するものが提案されている。

例えば、「暖房期においては、空調装置起動直前の室内温度、室内湿度及び前日の日中の適当な時刻の室内温度を、冷房期においては、空調装置起動直前の室内の不快指数、外気の不快指数及び前日の日中の適当な時刻の室内の不快指数をそれぞれ説明変数として選定し、これらをニューラルネットワークの入力変数として用いて予熱時間又は予冷時間を予測し、目標とする時刻に当該部屋の温度又は不快指数が目標とする値になる様に空調装置の起動時刻を算定するようにしたことを特徴とする最適起動時刻の算定方法。」が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また例えば、「…第１の予冷または予熱時間候補で予測した熱負荷のピークが予め決められた閾値を超えていれば、第１の予冷または予熱時間候補よりも大きな第２の予冷または予熱時間候補で再度熱負荷予測を行うことを特徴とする熱負荷予測装置。」が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−２２９４４９号公報（請求項１） 特開２００６−０２９６０７号公報（請求項１）

ビル等の建物内に空調機が配置される際、１つの空間に複数の空調機（室内機）が設置されることがある。この場合、周囲に設置されている空調機により周囲温度が変化し、空調機の起動時刻から設定温度に達するまでの時間に影響を与えることになる。

しかしながら、従来の空調管理装置では、空調機ごとに最適起動時刻を算出し、周辺の空調機の状況を考慮していない。このため、算出した起動時刻から設定時刻までの時間と、実際に空調機が起動して設定温度に達するまでの時間とに誤差が生じる、という問題点があった。

このような誤差は、空調機の運転効率を低下させ、室内環境の快適性を低下させる。例えば、最適な起動時刻よりも遅い起動時刻を算出した場合、設定時刻に設定温度とならず、室内環境の快適性が低下する。また例えば、最適な起動時刻よりも早い起動時刻を算出した場合、設定時刻より前に設定温度となり、運転の無駄が発生し、運転効率が低下する。

また、従来の空調管理装置は、起動時刻を算出する演算の際に、多くのデータを用いて複雑な演算を行うため、処理能力の低い演算手段（ＣＰＵ等）を用いることができない、という問題点があった。
例えば、一般的な空調機器に用いられる組み込み機器用のＣＰＵでは処理性能が低いため、従来の算出方法の導入は困難である。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、１つの空間に複数の空調機が設置される場合であっても、算出した起動時刻から設定時刻までの時間と、実際に空調機を起動して設定温度に達するまでの時間との誤差を低減することができる空調管理装置を得るものである。

また、第２の目的は、容易な計算により、起動時刻を算出することができる空調管理装置を得るものである。

この発明に係る空調管理装置は、複数の空調機の動作を制御する空調管理装置であって、前記空調機ごとに検出された室内温度の情報を取得する空調機管理部と、少なくとも、前記空調機の運転による単位時間当たりの室内温度の変化率である室内温度変化率、並びに設定温度及び使用開始時刻の情報が記憶されるデータ管理部と、少なくとも前記室内温度変化率及び前記室内温度に基づき、前記使用開始時刻に前記設定温度となるように前記空調機の起動時刻を求める起動時刻算出部とを備え、前記起動時刻算出部は、前記複数の空調機のうち起動時刻を求める対象となる対象空調機の運転実績に基づき、当該対象空調機の室内温度変化率の実績値を求める室内温度変化率算出部と、前記対象空調機以外の空調機のうち、前記対象空調機の室内温度変化率に与える影響が最も大きい空調機を、代表近接空調機として選択する近接機器検出部と、前記対象空調機と前記代表近接空調機との室内温度の温度差、及び前記対象空調機の室内温度変化率の実績値に基づき、前記対象空調機の室内温度変化率を補正する室内温度変化率補正部と、補正された前記室内温度変化率を用いて、前記対象空調機の次回の起動時刻を求める計算処理部とを備えたものである。

この発明は、対象空調機以外の空調機が、対象空調機の室内温度変化率に与える影響の度合いを求めて室内温度変化率を補正し、室内温度変化率及び室内温度に基づき空調機の起動時刻を求めるので、１つの空間に複数の空調機が設置される場合であっても、算出した起動時刻から設定時刻までの時間と、実際に空調機を起動して設定温度に達するまでの時間との誤差を低減することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る空調管理装置の構成を示すブロック図である。
図１において、空調管理装置１００は、複数の空調機の動作を統合的に制御するものである。また、空調管理装置１００は、空調機の動作を使用者が操作するためのユーザーインターフェースを兼ねるものである。

この空調管理装置１００は、複数の室外機２０に専用通信線又はＬＡＮで接続されている。空調管理装置１００と各室外機２０との間は、信号交換が可能となっている。
また、各室外機２０は、空調機としての複数の室内機３０と、専用通信線又はＬＡＮで接続されている。空調管理装置１００と各室内機３０との間は、室外機２０を介して、信号交換が可能となっている。
空調管理装置１００は、少なくとも、各室内機３０及び各室外機２０の運転開始及び停止を制御する信号を、各室内機３０及び各室外機２０に送信することが可能である。
また、各室内機３０及び各室外機２０は、それぞれ自身の運転状態を空調管理装置１００に送信することが可能である。

空調機である各室内機３０には、当該室内機３０が配置される室内からの吸入空気の温度（以下「室内温度」という。）を検出する室温センサー３１を備えている。
各室内機３０は、少なくとも室内温度の情報を空調管理装置１００に送信することが可能である。

空調管理装置１００は、起動時刻算出部１、データ管理部２、空調機管理部３、通信管理部４、及びＬＡＮ通信管理部５を備えている。
起動時刻算出部１、空調機管理部３、ＬＡＮ通信管理部５は、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、マイコンやＣＰＵなどの演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。
データ管理部２は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。
通信管理部４は、ＬＡＮインターフェースなどのネットワークインターフェースにより構成することができる。

なお、使用者からの操作により、各種設定情報を入力及び出力するためインターフェース（ディスプレイ、入力キー等）を適宜備えるようにしても良い。
また、遠隔監視装置（図示せず）などを有線又は無線により接続し、使用者からの操作情報や各空調機器の運転情報等を入出力するようにしても良い。

起動時刻算出部１は、予め設定されてたスケジュール情報に基づいて、各室内機３０及びこれに対応する室外機２０の起動時刻を算出するものである。算出動作については後述する。
この起動時刻算出部１は、室内温度変化率算出部６、室内温度変化率補正部７、計算処理部８、及び近接機器検出部９を備えている。

室内温度変化率算出部６は、室内機３０の運転による単位時間当たりの室内温度の変化率（℃／分）（以下「室内温度変化率」という。）を、室内機３０ごとに算出するものである。

室内温度変化率補正部７は、制御対象となる室内機３０に近接する室内機３０の影響の度合いにより、室内温度変化率を補正するものである。

計算処理部８は、制御対象となる室内機３０の運転を開始させる時刻（以下「起動時刻」という。）を算出するものである。
この起動時刻の算出は、室内温度変化率、室内温度、設定温度、設定時刻、近接する室内機３０の吸入温度等から算出する。詳細については後述する。

近接機器検出部９は、制御対象となる室内機３０に近接している他の室内機３０を検知する。また、検知した室内機３０の中から制御対象となる室内機３０に与える影響が大きい室内機３０を検出するものである。

データ管理部２は、スケジュール情報や各空調機器の過去の運転データ等が記憶される。スケジュール情報は、使用者により予め設定されるものであり、少なくとも使用開始時刻（設定時刻）及び設定温度を含む。
このデータ管理部２は、運転データ記憶部１０、及び近接機器データ記憶部１１を備えている。

運転データ記憶部１０は、制御対象となる室内機３０の過去の運転データ、制御対象となる室内機３０の当日の運転データなどの動作履歴や、過去の室内温度変化率などの室内温度履歴、スケジュール情報（設定データ）、各空調機器の位置情報等を保存するものである。

近接機器データ記憶部１１は、近接機器検出部９により検知された近接する室内機３０の検出結果や、近接する室内機３０の過去の運転データ、近接する室内機３０の当日の運転データなどの動作履歴を保存するものである。

空調機管理部３は、空調管理装置１００に接続された室外機２０及び室内機３０の運転データ（例えば運転開始、運転停止、冷暖房の区分、風速、風量、設定温度等）を管理するものである。この空調機管理部３は、通信管理部４、ＬＡＮ通信管理部５、データ管理部２、起動時刻算出部１と接続され、運転データの情報を伝達する。

通信管理部４は、空調管理装置１００に接続されている空調機器（室外機２０、室内機３０等）との情報伝達を行うものである。
この通信管理部４は、空調機管理部３からの情報を空調管理装置１００に接続された空調機器に伝達する。また空調機器等からの情報を受け取り空調機管理部３へ伝達する。

ＬＡＮ通信管理部５は、空調管理装置１００にＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続されている遠隔監視装置等（図示せず）の機器との情報伝達を行うためのものである。

次に、本実施の形態１における空調管理装置１００の動作について説明する。

空調管理装置１００は、予め設定された設定時刻（使用開始時刻）に、室内機３０が設定される室内が、使用者により設定された設定温度となるように、各室内機３０及び室外機２０等をそれぞれ制御する。

この設定時刻としては、例えば「毎日午前８時３０分に使用開始」などを設定する。なお、設定時刻はこれに限らず、一日に複数回設定するようにしても良い。
また、設定温度としては、使用者からの操作により任意の温度が設定される。
以下の説明においては、このような設定情報（スケジュール情報）が、予め運転データ記憶部１０に保存された状態として説明する。

なお、以下の説明においては、起動時刻を算出する運転を「今回運転」という。また、今回運転より前の運転を「前回運転」という。また、今回運転より後の運転を「次回運転」という。
つまり、毎日所定の時刻に運転するスケジュールの場合には、今回運転は当日の運転であり、前回運転は前日の運転であり、次回運転は翌日の運転である。

まず、動作の概要について説明する。
空調管理装置１００は、今回運転より前に、制御対象となる空調機器、即ち、起動時刻を求めて運転を開始させる室内機３０（以下「対象室内機３０ａ」という。）の、運転による単位時間当たりの室内温度の変化率（以下「基準室内温度変化率α_base」という。）を求める。
次に、今回運転における対象室内機３０ａの起動時刻を、基準室内温度変化率α_baseを用いて算出する。また、今回運転の実際の運転データに基づき、基準室内温度変化率α_baseを補正する。
そして、次回運転時に起動時刻を算出する際、補正された基準室内温度変化率α_baseを用いて起動時刻を算出する。

次に、このような空調管理装置１００の動作の詳細を、図２〜図７を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、１台の室内機３０を制御する場合の動作について説明するが、複数の室内機３０を運転させる場合には、それぞれの室内機３０について同様の動作を行う。

図２はこの発明の実施の形態１に係る空調管理装置の動作を示すフローチャートである。以下、図２の各ステップについて説明する。

（Ｓ１）基準室内温度変化率α_baseの算出動作
まず、起動時刻算出部１の室内温度変化率算出部６は、対象室内機３０ａの初回起動時、当該対象室内機３０ａの基準室内温度変化率α_baseを算出する。
そして、室内温度変化率算出部６は、算出した基準室内温度変化率α_baseをデータ管理部２の運転データ記憶部１０へ記憶させる。

この基準室内温度変化率α_baseは、空調機器（室内機３０及び室外機２０等）の能力と対象室内機３０ａの設置環境とを考慮するための値であり、対象室内機３０ａの運転開始後の単位時間当たりの温度変化を表し、次の式（１）で定義する。

基準室内温度変化率α_base＝温度差ΔＴ₀（℃）／安定時間（ｍｉｎ） …（１）

ここで、安定時間は、室内温度が設定温度に達するまでの時間、又は室内温度が所定時間（例えば５分）温度変化がない場合における当該温度に達するまでの時間である。また、温度差ΔＴ₀は、安定時間における室内温度の温度変化量である。

図３はこの発明の実施の形態１に係る基準室内温度変化率を説明する図である。
例えば、図３（ａ）に示すように、対象室内機３０ａの運転により、室内温度が設定温度に達した場合、安定時間は、運転開始から設定温度に達するまでの時間となり、温度差ΔＴ₀は、運転開始時の室内温度と設定温度との差となる。
また、図３（ｂ）に示すように、対象室内機３０ａの運転により、室内温度が設定温度に達しない場合、安定時間は、運転開始から室内温度が安定した温度に達するまでの時間とし、温度差ΔＴ₀は、運転開始時の室内温度と当該安定した温度との差となる。

なお、ここでは所定時間を５分とした場合を説明するが、この５分とは実測データに基づいて、温度変化がなくなるまでのおよその時間を算出した値である。
なお、この所定時間は固定ではなく可変でも良く、例えば使用者の操作により任意に設定できるようにしても良い。また、室内機３０ごとに設定できるようにしても良い。

なお、ここでは初回起動時に基準室内温度変化率α_baseを算出する場合を説明するが、この発明はこれに限るものではなく、後述する起動時刻の算出動作より前であれば任意のタイミングで行うようにしても良い。例えば、使用者からの操作により行うようにしても良い。例えば室内機３０が設置される部屋のレイアウトを変化させた場合や、熱源を配置した場合などに、基準室内温度変化率α_baseの算出動作を行うようにしても良い。

なお、室内温度変化率算出部６は、室内機３０の運転モード（冷房、暖房、送風等）に応じて、基準室内温度変化率α_baseを複数求めるようにしても良い。

（Ｓ２）起動時刻の算出動作
図４はこの発明の実施の形態１に係る起動時刻の算出動作を説明する図である。
起動時刻算出部１の計算処理部８は、図４に示すように、設定時刻より所定時間前（例えば３０分前）に、対象室内機３０ａの起動時刻（運転開始時刻）の算出動作を開始する。以下、この算出動作を開始する時刻を「算出時刻ｔ_on」という。
まず、計算処理部８は、算出時刻ｔ_on時における室内温度と設定温度との温度差ΔＴを算出する。
そして、計算処理部８は、運転データ記憶部１０に記憶された基準室内温度変化率α_baseを用いて、予測安定時間Δｔｉｍｅを、次の式（２）により算出する。

Δｔｉｍｅ＝ΔＴ／α_base …（２）

つまり、この予測安定時間Δｔｉｍｅとは、算出時刻ｔ_on時の室内温度から設定温度に達するまでに要する時間である。
よって、対象室内機３０ａの運転を開始させる起動時刻は、次の式（３）により求まる。

起動時刻＝設定時刻−Δｔｉｍｅ …（３）

（Ｓ３）空調機器の運転
空調機管理部３は、上記式（３）により算出された起動時刻に、対象室内機３０ａの運転を開始させる。
このとき、室温センサー３１により室内温度を逐次検出して、設定温度に達した時刻を検出する。

また、空調機管理部３は、当該運転時における起動時刻から設定温度に達するまでの時間、即ち安定時間の実績値を、今回運転の運転データとして、運転データ記憶部１０に記憶させる。

ここで、同一室内に配置された複数の室内機３０を運転する場合、対象室内機３０ａが冷暖房する室内温度は、他の室内機３０の影響を受けることになる。このため、実際の運転における室内温度変化率の実績値（以下「室内温度変化率実績α_act」という。）は、他の室内機３０の影響により変化し、安定時間の実績値と予測安定時間Δｔｉｍｅとに誤差が生じる。
例えば、図４の実線で示すように、設定時間より前に室内温度が設定温度に達する場合や、設定時間の後に室内温度が設定温度に達する場合（図示せず）がある。
このような他の室内機３０の影響を考慮した基準室内温度変化率α_baseの補正処理について次に説明する。

（Ｓ４）基準室内温度変化率α_baseの補正処理
起動時刻算出部１の室内温度変化率補正部７は、近接機器検出部９により検出された近接室内機（後述）と、運転データ記憶部１０に記憶された運転データとに基づいて、基準室内温度変化率α_baseを補正する。
このような基準室内温度変化率α_baseの補正処理動作の詳細を、図５に基づいて詳述する。

図５はこの発明の実施の形態１に係る基準室内温度変化率の補正処理を示すフローチャートである。以下、図５の各ステップについて説明する。

（Ｓ４１）
まず、起動時刻算出部１の室内温度変化率算出部６は、運転データ記憶部１０に記憶された、今回運転の運転データから安定時間の実績値を検出する。

（Ｓ４２）
室内温度変化率算出部６は、室内温度変化率実績α_actを、次の式（４）により算出する。そして、室内温度変化率算出部６は、算出した室内温度変化率実績α_actを、運転データ記憶部１０に保存する。

室内温度変化率実績α_act＝算出時刻ｔ_onにおける温度差ΔＴ（℃）／実際の安定時間（ｍｉｎ） …（４）

（Ｓ４３）
次に、起動時刻算出部１の室内温度変化率補正部７は、今回運転の予測安定時間Δｔｉｍｅと、安定時間の実績値との差が、所定時間ｔ_gapよりも大きいか否かを判断する。

この所定時間ｔ_gapは例えば５分とする。なお、５分とは実測データから、算出した起動時刻と実際の安定時刻との差の平均値よりも数分長い値であり、周囲環境の変化がない場合は越えることがほとんどなく、周囲環境が変化したと判断し使用している室内温度変化率の値の補正が必要と判断できる値である。
なお、ｔ_gapは室内機３０ごとに異なった値を設定するようにしても良く、また、可変可能としても良い。

室内温度変化率補正部７は、今回運転の予測安定時間Δｔｉｍｅと安定時間の実績値との差が、ｔ_gapよりも大きくないと判断した場合、補正処理動作を終了し、ステップＳ５（図２）に進む。

一方、今回運転の予測安定時間Δｔｉｍｅと安定時間の実績値との差が、ｔ_gapよりも大きいと判断した場合、対象室内機３０ａの周辺に配置された他の室内機３０（以下「近接室内機３０ｂ」という。）の影響を考慮した基準室内温度変化率α_baseの補正を行う。

（Ｓ４４）
近接機器検出部９は、運転データ記憶部１０に保存された室内機３０の座標データから、当該対象室内機３０ａから他の室内機３０までの距離を計測し、対象室内機３０ａと近い複数台の室内機３０を近接室内機３０ｂとして検知する。

図６はこの発明の実施の形態１に係る近接室内機の検知方法を示す図である。
図６（ａ）の例では、対象室内機３０ａ−１との距離が近い室内機３０ｂ−２〜３０ｂ−５を近接室内機３０ｂとして検知する。

なお、図６の例では、近接室内機３０ｂとして４台選択しているが、設置環境によっては４台でなくても良く、可変でも良い。
また、図６の例では、距離のみで判定しているが、他の場所と隔離された個室に設置されている場合は、距離が近い場合でも選択しないようにしても良い。

なお、上記説明では、座標データが予め運転データ記憶部１０に記憶された場合を説明したが、これに限らず、座標データを記憶させずに各室内機３０の座標データを入力するようにしても良いし、影響のある室内機３０の情報を入力するようにしても良い。
また、空調管理装置１００は、各室内機３０を識別するために何らかの識別番号を付けて管理している。このため、対象室内機３０ａの識別番号付近の室内機を、近接室内機３０ｂとして認識するようにしても良い。例えば、番号１〜番号１０までの室内機３０が設置されている場合、番号５の室内機の近接室内機は、番号３、番号４、番号６、番号７である。

（Ｓ４５）
次に、近接機器検出部９は、検出した近接室内機３０ｂのうち、対象室内機３０ａの室内温度変化率に与える影響が、最も大きいと考えられる室内機３０（以下、「代表近接室内機」という。）を選択する。
以下、代表近接室内機の選択動作について、冷房運転時と暖房運転時とに分けて説明する。

＜冷房運転＞
冷房運転の際、設定時刻よりもｔ_gap以上先行して安定に達した場合、次の条件に基づいて影響の大きな代表近接室内機を選択する。
なお、条件式のＴ_neは、例えば２℃とする。なお、条件式のＴ_neは可変でも良く、手動で設定可能でも良い。

（ａ）前回運転の起動時刻時に［対象室内機３０ａの室内温度］−Ｔ_ne＜［近接室内機３０ｂの室内温度］かつ、
（ｂ）今回運転の起動時刻時に［対象室内機３０ａの室内温度］−Ｔ_ne＞［近接室内機３０ｂの室内温度］の条件下を満たす近接室内機３０ｂのうち、（ｂ）の温度差が最も大きいものを代表近接室内機とする。

例えば図６（ｂ）の例では、上記（ａ）の関係式を満たす近接室内機３０ｂ−１〜３０ｂ−４のうち、上記（ｂ）の温度差が最も大きい近接室内機３０ｂ−３（温度差５℃）を代表近接室内機として選択する。

冷房運転の際、設定時刻よりもｔ_gap以上遅延して安定に達した場合、次の条件に基づいて影響の大きな近接室内機３０ｂを選択する。
（ｃ）前回運転の起動時刻時に［対象室内機３０ａの室内温度］−Ｔ_ne＞［近接室内機３０ｂの室内温度］かつ、
（ｄ）今回運転の起動時刻時に［対象室内機３０ａの室内温度］−Ｔ_ne＜［近接室内機３０ｂの室内温度］の条件下を満たす近接室内機３０ｂのうち、（ｄ）の温度差が最も大きいものを代表近接室内機とする。

＜暖房運転＞
暖房運転の際、設定時刻よりもｔ_gap以上先行して安定に達した場合、次の条件に基づいて影響の大きな近接室内機３０ｂを選択する。
なお、条件式のＴ_neは、例えば２℃とする。なお、条件式のＴ_neは可変でも良く、手動で設定可能でも良い。

（ｅ）前回運転の起動時刻時に［対象室内機３０ａの室内温度］＋Ｔ_ne＞［近接室内機３０ｂの室内温度］かつ、
（ｆ）今回運転の起動時刻時に［対象室内機３０ａの室内温度］＋Ｔ_ne＜［近接室内機３０ｂの室内温度］の条件を満たす近接室内機３０ｂのうち、（ｆ）の温度差が最も大きいものを代表近接室内機とする。

暖房運転の際、設定時刻よりもｔ_gap以上遅延して安定に達した場合、次の条件に基づいて影響の大きな近接室内機３０ｂを選択する。

（ｇ）前回運転の起動時刻時に［対象室内機３０ａの室内温度］＋Ｔ_ne＜［近接室内機３０ｂの室内温度］かつ、
（ｈ）今回運転の起動時刻時に［対象室内機３０ａの室内温度］＋Ｔ_ne＞［近接室内機３０ｂの室内温度］の条件を満たす近接室内機３０ｂのうち、（ｈ）の温度差が最も大きいものを代表近接室内機とする。

このように近接機器検出部９は、検知した近接室内機３０ｂのうち、前回運転時における温度差が所定の範囲内であって、かつ、今回運転時における温度差が最も大きい室内機３０を代表近接室内機として選択する。

なお、冷房・暖房にかかわらず、代表近接室内機を選ぶ代わりに、検知した近接室内機３０ｂの影響の平均を利用しても良い。つまり、検知した近接室内機３０ｂのそれぞれについて、後述する補正係数を求め、この補正係数の平均値を用いて、対象室内機３０ａの室内温度変化率を補正するようにしても良い。
なお、検知した近接室内機３０ｂを影響力の高い順に重み付けを行って、起動時刻の算出を行っても良い。

なお、ｔ_gapは可変でも良く、室内機３０ごとに設定されていても良い、また手動で設定できるようにしても良い。また、Ｔ_ne、ｔ_gapは冷房時、暖房時で異なっても良い。

（Ｓ４６）
次に、室内温度変化率補正部７は、上記ステップＳ４５により、代表近接室内機が選択されたか否かを判断する。

（Ｓ４７）
上記ステップＳ４５の全ての条件に当てはまらず、代表近接室内機が検出されない場合、室内温度変化率補正部７は、ステップＳ４２で算出された室内温度変化率実績α_actを、新たな基準室内温度変化率α_baseとして、運転データ記憶部１０に記憶させる。

（Ｓ４８）
一方、上記ステップＳ４５で代表近接室内機が検出された場合、室内温度変化率補正部７は、この代表近接室内機の運転データを利用して、基準室内温度変化率α_baseを補正するための補正係数βを求める。

補正係数βは、次の式（５）で表される。

β＝（前回運転のα_act−今回運転のα_act）／（前回運転のＴ_out−今回運転のＴ_out） …（５）

ここで、温度差Ｔ_outは、算出時刻ｔ_onにおける［近接室内機３０ｂの室内温度］−［対象室内機３０ａの室内温度］である。

つまり、補正係数βは、前回の運転時と今回運転時とにおける温度差Ｔ_outの変化量に対する、前回の運転時と今回運転時とにおける室内温度変化率実績α_actの変化量の割合である。

なお、前回運転の室内温度変化率実績α_actの情報が保存されていない場合、初回起動時の基準室内温度変化率α_baseを前回運転の室内温度変化率実績α_actとする。

（Ｓ４９）
室内温度変化率補正部７は、算出した補正係数βを用いて、基準室内温度変化率α_baseを、次の式（６）により補正する。

補正後のα_base＝今回運転のα_act−β×今回運転のＴ_out …（６）

なお、補正係数βが０未満の場合は、補正係数βの更新は行わず、α_baseの変更も行わない。また補正係数βを用いるときに前回運転ではなく過去の室内温度変化率実績α_actを用いて算出しても良い。

よって、次回運転の基準室内温度変化率α_baseは、次の式（７）の通りとなる。

次回運転のα_base＝今回運転時に補正したα_base＋次回運転時のＴ_out×β …（７）

したがって、図７に示すように、次回の起動時刻を求める際の基準室内温度変化率α_baseは、今回運転時の基準室内温度変化率α_baseに、近接室内機３０ｂの影響が加算されたものとなる。

補正処理は以上で終了する。

（Ｓ５）空調機運転終了
再び図２において、空調機管理部３は、予め使用者等により設定された運転停止時刻を経過したとき、又は使用者からの操作等により、運転中の室内機３０及び室外機２０等の運転を停止させる。
そして、起動時刻算出部１は、スケジュール設定に基づき、次回運転の算出時刻ｔ_onまで待機する。

（Ｓ６）近接室内機を考慮した起動時刻の算出
起動時刻算出部１の計算処理部８は、次回運転の算出時刻ｔ_onに、近接室内機３０ｂの影響を考慮した起動時刻の算出を行う。
計算処理部８は、次回運転の算出時刻ｔ_on時における室内温度と設定温度との温度差ΔＴを算出する。
計算処理部８は、上記補正処理（Ｓ４）で補正又は更新された基準室内温度変化率α_baseを用いて、起動時刻を求める。

まず、上述した式（２）、式（７）より、近接室内機３０ｂの影響を考慮した予測安定時間Δｔｉｍｅを、次の式（８）により算出する。

Δｔｉｍｅ＝ΔＴ／（補正後のα_base＋（次回運転時のＴ_out）×β） …（８）

次に、近接室内機３０ｂの影響を考慮した起動時刻を、次の式（９）により求める。

起動時刻＝設定時刻−Δｔｉｍｅ …（９）

近接室内機３０ｂを考慮した起動時刻を算出した後、上記ステップＳ３に戻る。以降、ステップＳ３〜Ｓ６を繰り返す。

なお、冷房運転又は暖房運転にかかわらず、計算処理部８は、算出した起動時刻が、算出時刻ｔ_onより前の時刻であった場合、次回の起動時刻を求める際、設定時刻から算出時刻ｔ_onまでの時間を増加させるようにしても良い。
例えば、算出した起動時刻が、ｔ_on＋ｔ_over（分）以上遅延した場合、遅延した対象室内機３０ａのｔ_onを、ｔ_pl増加させる。このｔ_over、ｔ_plは使用者が設定できるものとする。

図８はこの発明の実施の形態１に係る安定時間の実績値と算出値との比較結果を示す図である。
図８においては、設定時刻（使用開始時刻）を毎日所定時刻とするスケジュール運転した場合の安定時間を示している。
また、「安定時間実績」として、対象室内機３０ａが起動してから実際に設定温度に達するまでの時間を示す。「予測（補正）」として、本実施の形態１における動作により算出した起動時刻から設定時刻までの時間を示す。さらに、「予測（３回平均）」として、室内温度変化率の過去３日間の平均値を利用して算出した起動時刻から設定時刻までの時間を示す。
図８に示すように、安定時間実績と予測（補正）との差の絶対値の総和は、予測（３回平均）と比べて半減したという改善効果が得られた。

空調管理装置１００などの組み込み機器では、コストを下げるために能力の小さなＣＰＵが利用されることが多く、１３３ＭＨｚ以下のものが利用されることがほとんどである。また、データ管理部２として用いる記憶装置に関しても、小容量のものが多く、多くのデータを保存することができない。
本実施の形態１による動作は、変数の初期値を導入する際に演算を行う必要があるものの、日単位の計算は数回の比較と単純な四則演算のみで起動時刻を算出することができる。
従来の技術（例えば特許文献１及び２等）では、多数のデータを処理するために数十日分の繰り返し演算を行っており、本実施の形態１と同等の誤差での起動時刻を求めるとなると、演算を数十回ほど繰り返さなければならない。そのため、本実施の形態１では従来技術のものと比較し計算量が半分以下となっている。

以上のように本実施の形態においては、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。

近接室内機３０ｂの影響を考慮して対象室内機３０ａの起動時刻を算出するため、１つの空間に複数の室内機３０が設置される場合であっても、算出した起動時刻から設定時刻までの時間と、実際に対象室内機３０ａを起動して設定温度に達するまでの時間（安定時間）との誤差を少なくすることができる。

算出した起動時刻から設定時刻までの時間と、実際に対象室内機３０ａを起動して設定温度に達するまでの時間（安定時間）との誤差を少なくすることにより、運転の無駄を低減することができ、運転効率を向上させることができる。よって、エネルギー消費量の削減を図ることができる。

算出した起動時刻から設定時刻までの時間と、実際に対象室内機３０ａを起動して設定温度に達するまでの時間（安定時間）との誤差を少なくすることにより、室内環境の快適性を向上させることができる。
また、ビル等の建物の使用開始時刻に、使用者が設定した室内温度にすることができるため、建物の使用者が快適に感じる環境を実現することができる。よって、使用者の作業効率の向上を図ることができる。

また、算出した起動時刻から設定時刻までの時間と、実際に対象室内機３０ａを起動して設定温度に達するまでの時間（安定時間）との誤差を少なくすることができるので、使用者の操作により設定時刻を修正する必要がなく、使用者の手間を省くことができる。

起動時刻の算出は、四則演算のみの単純な演算処理で実現しているため、容易な計算により、起動時刻を算出することができる。
このため、処理能力の低い演算装置（ＣＰＵ）を用いる場合であっても、起動時刻の演算を比較的速く処理することができる。よって、一般的な空調管理装置１００に利用されている処理能力の低いＣＰＵを用いた機器への導入が可能となる。

また、処理能力の低いＣＰＵを用いることができるため、安価な空調管理装置１００を得ることができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、実施の形態１の動作に加え、算出時刻ｔ_onから起動時刻までの室内温度の変動を考慮した起動時刻の算出を行う。
本実施の形態２における空調管理装置１００の構成は、上記実施の形態１と同様である。なお、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付する。

以下、本実施の形態２における動作について、上記実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図９はこの発明の実施の形態２に係る起動時刻の算出動作を説明する図である。
図９に示すように、算出時刻ｔ_onから起動時刻までの間に、室内温度が変動する場合がある。そこで、計算処理部８は、算出時刻ｔ_onから当該起動時刻までの間における、単位時間当たりの室内温度の変化率（以下「温度上昇率γ」という。）の実績値を求め、対象室内機３０ａの次回の起動時刻を求める際、この温度上昇率γの実績値を用いて、使用開始時刻に設定温度となる対象室内機３０ａの起動時刻を求める。

なお、図９の例では、算出時刻ｔ_onから当該起動時刻までの間に温度が上昇する場合を示すが、この発明はこれに限らず、温度が低下する場合（温度上昇率γがマイナス）であっても良い。

次に、このような空調管理装置１００の動作の詳細を、図１０を用いて説明する。
なお、図１０において、上記実施の形態１（図２）と同様の動作については、同一のステップ番号を付する。

図１０はこの発明の実施の形態２に係る空調管理装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１０の各ステップについて説明する。

（Ｓ１〜Ｓ２）
上記実施の形態１と同様に、初回起動時に基準室内温度変化率α_baseの算出を行い、起動時刻を算出する。

（Ｓ２１）
次に、計算処理部８は、温度上昇率γ（℃／ｍｉｎ）を求める。
この温度上昇率γは、算出時刻ｔ_onから起動時刻までの間における、単位時間当たりの室内温度の変化率を表すものであり、次の式（１０）で定義する。

温度上昇率γ＝変化温度ΔＴ_up（℃）／（ｔ_on−Δｔｉｍｅ）（ｍｉｎ） …（１０）

ここで、変化温度ΔＴ_upは、算出時刻ｔ_onから起動時刻までの間における室内温度の変化量である。

（Ｓ３〜Ｓ５）
上記実施の形態１と同様に、対象室内機３０ａの運転を開始させ、基準室内温度変化率α_baseの補正処理をして、対象室内機３０ａの運転を終了させる。

（Ｓ２２）
次に、計算処理部８は、次回運転の算出時刻ｔ_onに、温度変化と近接室内機３０ｂの影響とを考慮した起動時刻の算出を行う。
計算処理部８は、次回運転の算出時刻ｔ_on時における室内温度と設定温度との温度差ΔＴを算出する。
計算処理部８は、上記補正処理（Ｓ４）で補正又は更新された基準室内温度変化率α_baseと、温度上昇率γとを用いて、起動時刻を求める。

ここで、算出時刻ｔ_onから起動時刻までの間に変化する変化温度ΔＴ_upは、上記式（１０）より、次の式（１１）で求められる。

変化温度ΔＴ_up＝（ｔ_on−Δｔｉｍｅ）×γ …（１１）

よって、温度変化を考慮した予測安定時間Δｔｉｍｅは、上記式（２）、式（１１）より、次の式（１２）で求められる。

Δｔｉｍｅ＝（ΔＴ＋ΔＴ_up）／α_base
＝（ΔＴ＋ｔ_on×γ）／（α_base＋γ） …（１２）

したがって、温度変化と近接室内機３０ｂの影響とを考慮した起動時刻は、上記式（８）、式（１２）より、次の式（１３）で求められる。

Δｔｉｍｅ＝（ΔＴ＋ｔ_on×γ）／（（補正後のα_base＋（次回運転時のＴ_out）×β＋γ） …（１３）

次に、計算処理部８は、上記実施の形態１と同様に、算出した予測安定時間Δｔｉｍｅを用いて、上記式（９）により起動時刻を算出する。

そして、起動時刻を算出した後、上記ステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１以降の動作を繰り返す。

以上のように本実施の形態においては、温度上昇率γの実績値を求め、対象室内機３０ａの次回の起動時刻を求める際、この温度上昇率γの実績値を用いて、設定時刻に設定温度となる対象室内機３０ａの起動時刻を求める。
このため、算出時刻ｔ_onから起動時刻までに室内温度が変化する場合であっても、算出した起動時刻から設定時刻までの時間と、実際に対象室内機３０ａを起動して設定温度に達するまでの時間（安定時間）との誤差を、より少なくすることができる。

なお、本実施の形態２においては、室内温度の温度変化と近接室内機３０ｂの影響とを考慮して起動時刻を求めたが、この発明はこれに限らず、近接室内機３０ｂの影響を考慮した基準室内温度変化率α_baseの補正処理を行わない動作としても良い。
このような動作により、個室など近接室内機３０ｂがない場面でも、誤差の少ない予測安定時間の算出が可能となり、エネルギー効率の良い運転、快適な室内環境の実現ができる。

なお、上記実施の形態１及び２においては、起動時刻の算出をするために利用する値としては、今回運転の室内の環境を考慮するための値である室内温度、算出時刻ｔ_onから起動時刻までの温度変化を予測するための温度上昇率γ及びこれを算出するために利用する過去の変化温度ΔＴ_up、過去の基準室内温度変化率α_base、近接室内機３０ｂの運転状況を考慮するための近接室内機３０ｂの周辺室内温度、並びに周辺から受ける影響を考慮するため周辺室内温度と室内温度との温度差Ｔ_outを利用して起動時刻を算出した。
これらの利用した値は、実測データより相関係数を計算した場合においても、約０．３〜０．６と高い値を示したことから、温度変化に与える影響は高いといえる。
よって、これらの値を用いて起動時刻を算出することにより、簡易な計算によって、誤差の少ない予測安定時間の算出が可能となる。

なお、外気温度等のその他の値は、実測データより相関係数が約０．２０と影響が小さいため考慮していないが、上記した算出式に適宜、外気温等の他の値を付加、変形して起動時刻を求めるようにしても良い。この発明はこれらの種々の変形をも含むことはいうまでもない。

この発明の実施の形態１に係る空調管理装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る空調管理装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る基準室内温度変化率を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る起動時刻の算出動作を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る基準室内温度変化率の補正処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る近接室内機の検知方法を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る基準温度変化率の補正を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係る安定時間の実績値と算出値との比較結果を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る起動時刻の算出動作を説明する図である。 この発明の実施の形態２に係る空調管理装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 起動時刻算出部、２ データ管理部、３ 空調機管理部、４ 通信管理部、５ ＬＡＮ通信管理部、６ 室内温度変化率算出部、７ 室内温度変化率補正部、８ 計算処理部、９ 近接機器検出部、１０ 運転データ記憶部、１１ 近接機器データ記憶部、２０ 室外機、３０ 室内機、３０ａ 対象室内機、３０ｂ 近接室内機、３１ 室温センサー、１００ 空調管理装置。

Claims (7)

1. 複数の空調機の動作を制御する空調管理装置であって、
   前記空調機毎に検出された室内温度の情報を取得する空調機管理部と、
   少なくとも、前記空調機の運転による単位時間当たりの室内温度の変化率である室内温度変化率、並びに設定温度及び使用開始時刻の情報が記憶されるデータ管理部と、
   少なくとも前記室内温度変化率及び前記室内温度に基づき、前記使用開始時刻に前記設定温度となるように前記空調機の起動時刻を求める起動時刻算出部と
   を備え、
   前記起動時刻算出部は、
   前記複数の空調機のうち起動時刻を求める対象となる対象空調機の運転実績に基づき、当該対象空調機の室内温度変化率の実績値を求める室内温度変化率算出部と、
   前記対象空調機以外の空調機のうち、前記対象空調機の室内温度変化率に与える影響が最も大きい空調機を、代表近接空調機として選択する近接機器検出部と、
   前記対象空調機と前記代表近接空調機との室内温度の温度差、及び前記対象空調機の室内温度変化率の実績値に基づき、前記対象空調機の室内温度変化率を補正する室内温度変化率補正部と、
   補正された前記室内温度変化率を用いて、前記対象空調機の次回の起動時刻を求める計算処理部と
   を備えたことを特徴とする空調管理装置。
2. 前記近接機器検出部は、
   前記対象空調機が起動される度に、前記対象空調機の室内温度と前記対象空調機以外の空調機の室内温度との温度差を求め、
   前記対象空調機以外の空調機のうち、前回運転時における前記温度差が所定の範囲内であって、且つ、今回運転時における前記温度差が最も大きい空調機を前記代表近接空調機として選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の空調管理装置。
3. 前記室内温度変化率算出部は、
   前記対象空調機が起動される度に、当該対象空調機の室内温度変化率の実績値を求め、
   前記室内温度変化率補正部は、
   前記対象空調機が起動される度に、前記対象空調機の室内温度と前記代表近接空調機の室内温度との温度差を求め、
   過去の運転時と今回運転時とにおける前記温度差の変化量に対する、過去の運転時と今回運転時とにおける前記室内温度変化率の実績値の変化量の割合を、補正係数として求め、
   次回の起動時刻を求める際における前記対象空調機と前記代表近接空調機との温度差と、前記補正係数とに基づき、前記対象空調機の室内温度変化率を補正する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の空調管理装置。
4. 前記室内温度変化率補正部は、
   前記対象空調機の室内温度が前記設定温度に達した時刻と、前記使用開始時刻との差が所定時間以上であるとき、当該対象空調機の室内温度変化率を補正する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空調管理装置。
5. 前記計算処理部は、
   前記起動時刻を求める時刻から当該起動時刻までの間における、単位時間当たりの室内温度の変化率である温度上昇率の実績値を求め、
   前記対象空調機の次回の起動時刻を求める際、前記温度上昇率の実績値、当該対象空調機の室内温度、及び補正された前記室内温度変化率に基づき、前記使用開始時刻に前記設定温度となる前記対象空調機の起動時刻を求める
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空調管理装置。
6. 前記室内温度変化率算出部は、
   前記空調機の運転モードに応じて、前記室内温度変化率を複数求める
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空調管理装置。
7. 前記計算処理部は、
   前記使用開始時刻より所定時間前の算出時刻に、前記対象空調機の起動時刻を求め、
   当該起動時刻が前記算出時刻より前の時刻であった場合、次回の起動時刻を求める際、前記所定時間を増加させる
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の空調管理装置。

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