特許 6206839 空調制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6206839

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】空調制御システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/02 20060101AFI20170925BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/02 A

【請求項の数】2

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-110225(P2013-110225)

(22)【出願日】2013年5月24日

(65)【公開番号】特開2014-228241(P2014-228241A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2016年3月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100126930

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100154726

【弁理士】

【氏名又は名称】宮地 正浩

(72)【発明者】

【氏名】篠島 隆司

(72)【発明者】

【氏名】矢野 聡之

【審査官】 関口 知寿

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０２８４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０８２７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４９４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９９４５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／００−１１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空調対象室を冷房又は暖房する空調機と、空調対象室の計測室内温度に基づいて前記空調機の出力を調整することで空調対象室の室内温度を設定室内温度に調整する制御手段とを備える空調制御システムであって、
前記制御手段は、平均放射温度を演算する放射温度演算式のパラメータである室内表面温度として空調対象室の計測室内温度を前記放射温度演算式に代入する演算形態で、空調対象室の平均放射温度を演算する放射温度演算ステップと、
室内温度と平均放射温度と体感温度との相関を表す体感温度相関式のパラメータである平均放射温度及び体感温度として、前記放射温度演算ステップで演算した演算平均放射温度及び設定手段により設定された設定体感温度を、前記体感温度相関式に代入する演算形態で、前記体感温度相関式のパラメータである室内温度を演算する室内温度演算ステップと、
この室内温度演算ステップで演算した演算室内温度を、空調対象室において前記設定体感温度を得るための前記設定室内温度として設定する設定ステップとを実行する構成にしてあり、
前記制御手段は、前記放射温度演算ステップにおいて、空調対象室の計測室内温度を壁用の前記室内表面温度として前記放射温度演算式に代入し、かつ、計測外気温度を窓用の前記室内表面温度として前記放射温度演算式に代入する演算形態で、空調対象室の平均放射温度を演算する構成にしてある空調制御システム。

【請求項2】

前記制御手段は、前記放射温度演算ステップにおいて、空調対象室の計測室内温度を室内表面の材質に応じて補正した材質補正室内温度を演算し、
この演算で求めた演算材質補正室内温度を前記室内表面温度として前記放射温度演算式に代入する演算形態で空調対象室の平均放射温度を演算する構成にしてある請求項１記載の空調制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空調対象室を冷房又は暖房する空調機と、空調対象室の計測室内温度に基づいて前記空調機の出力を調整することで空調対象室の室内温度を設定室内温度に調整する制御手段とを備える空調制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の空調制御システムでは、空調機の出力を調整する制御手段に対して設定する設定室内温度を空調対象室の室内者や管理者等が設定器により適宜に設定変更することで、空調対象室の室内空調状態を調整（略言すれば、空調の強弱を調整）するようにしていた。

【0003】

しかし、空調対象室における室内者の体感温度は、放射温度、室内温度、室内気流速度等々の種々の要因によって変化することから、室内者の体感温度と空調対象室の室内温度とは一致せず、この為、設定室内温度を人為的に設定変更する上記システムでは、所望の体感温度が得られる良好な室内空調状態を得ようとすると、設定室内温度を試行錯誤的に設定変更しなければならず、この点で室内空調状態の調整が難しく、また、煩わしい問題があった。

【0004】

そして、この問題を解消するのに、下記の特許文献１では、体感温度＝（室内温度＋床や壁からの輻射温度）／２という簡易な体感温度相関式に着目して、この体感温度相関式に輻射センサにより計測される床や壁からの輻射温度と所望の体感温度とを代入する演算形態で、所望の体感温度が得られる室内温度を演算し、この演算室内温度を設定室内温度として設定することで、所望の体感温度を得るようにした体感温度基準の空調制御システムが提案されている（特に、特許文献１における[００３２]〜［００３４］の実施の形態５を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−２８４５０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の上記提案システムでは、室内温度を計測する室内温度センサに加えて、床や壁からの輻射温度を計測する輻射センサ（あるいは床や各壁の温度夫々を計測する温度センサ）が必要になり、この為、システム構成が複雑になるとともにシステムコストが嵩む問題がある。

【0007】

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、所望の体感温度を得る体感温度基準の室内空調を簡易なシステム構成で安価に実現する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１特徴構成は、空調制御システムに係り、その特徴は、
空調対象室を冷房又は暖房する空調機と、空調対象室の計測室内温度に基づいて前記空調機の出力を調整することで空調対象室の室内温度を設定室内温度に調整する制御手段とを備える空調制御システムであって、
前記制御手段は、平均放射温度を演算する放射温度演算式のパラメータである室内表面温度として空調対象室の計測室内温度を前記放射温度演算式に代入する演算形態で、空調対象室の平均放射温度を演算する放射温度演算ステップと、
室内温度と平均放射温度と体感温度との相関を表す体感温度相関式のパラメータである平均放射温度及び体感温度として、前記放射温度演算ステップで演算した演算平均放射温度及び設定手段により設定された設定体感温度を、前記体感温度相関式に代入する演算形態で、前記体感温度相関式のパラメータである室内温度を演算する室内温度演算ステップと、
この室内温度演算ステップで演算した演算室内温度を、空調対象室において前記設定体感温度を得るための前記設定室内温度として設定する設定ステップとを実行する構成にしてあり、
前記制御手段は、前記放射温度演算ステップにおいて、空調対象室の計測室内温度を壁用の前記室内表面温度として前記放射温度演算式に代入し、かつ、計測外気温度を窓用の前記室内表面温度として前記放射温度演算式に代入する演算形態で、空調対象室の平均放射温度を演算する構成にしてある点にある。

【0009】

この構成では、放射温度演算ステップで演算した演算平均放射温度、及び、設定手段により設定された設定体感温度を体感温度相関式に代入する演算形態で、体感温度相関式のパラメータである室内温度を演算し、この演算室内温度を設定室内温度として設定することにより、計測室内温度に基づき空調機出力を調整して室内温度を設定室内温度に調整する元々の室内温度制御を利用して、設定体感温度が得られる室内空調状態を現出する。

【0010】

そして、放射温度演算ステップでは、上記の室内温度制御に元々必要な空調対象室の計測室内温度を放射温度演算式のパラメータである室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態で、空調対象室の平均放射温度を演算するから、室内表面からの輻射温度を計測する輻射センサや、各室内表面の温度夫々を計測する温度センサの装備が不要になる。

【0011】

したがって、上記構成によれば、設定室内温度を人為的に設定していた前述の従来システムに比べ、所望の体感温度が安定的に得られる快適性に優れた体感温度基準の室内空調を簡便に実現することができる。

【0012】

また、前述の特許文献１の提案システムに比べれば、室内表面からの輻射温度を計測する輻射センサや、各室内表面の温度夫々を計測する温度センサの追加装備が不要になることで、その分、システム構成を簡易にするとともにシステムコストを安価にしながら、体感温度基準の空調を実現することができる。

【0013】

なお、この構成の実施において、平均放射温度を演算する放射温度演算式としては、例えば、次の式１に代表されるような一般的な放射温度演算式を採用すればよい。

【0014】

ＭＲＴ＝Σ（Ｗ×ｔｓ） ………（式１）
ＭＲＴ：平均放射温度［℃］
Ｗ：各室内表面の面積［ｍ2］
ｔｓ：各室内表面の温度［℃］

出典：第１３版 空気調和・衛生工学便覧 ３空気調和設備設計篇 １６３頁
３・１１・２放射暖房の設計法 （１）低温放射暖房の設計法
ｂ 平均放射温度の選定 式（３・１３）

【0015】

また、室内温度と平均放射温度と体感温度との相関を表す体感温度相関式としては、例えば、次の式２（べドフォードの等価温度算出式）に代表されるような一般的な体感温度相関式を採用すればよい。

【0016】

ｔｅｑ＝０．５２２×ｔａ＋０．４７８×ＭＲＴ−０．２１√ｖ×（３７．８−ｔａ）
………（式２）
ｔｅｐ：体感温度（等価温度）［℃］
ｔａ：室内温度［℃］
ＭＲＴ：平均放射温度［℃］
ｖ：室内気流速度（風速）［ｍ／ｓ］

出典：第１３版 空気調和・衛生工学便覧 １基礎篇 ４４１頁
２・２・２ 温熱環境評価指標 （２）等価温度 式（２・１１）

ここで、室内気流速度（風速）ｖには適当な固定値を採用してもよい。

【0017】

さらに、放射温度演算ステップにおいて、空調対象室の計測室内温度を室内表面温度として放射温度演算式（例えば、式１）に代入する演算形態で、空調対象室の平均放射温度を演算するにあたっては、計測室内温度をそのまま室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態に限らず、計測室内温度に種々の補正を施した補正室内温度を室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態を採用してもよい。

【0018】

例えば、計測室内温度と実際の室内表面温度との温度差を検証し、この温度差分だけ計測室内温度を補正した差分補正室内温度を室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態を採るなどしてもよい。

【0019】

また、本発明の第１特徴構成では、
前記制御手段は、前記放射温度演算ステップにおいて、空調対象室の計測室内温度を壁用の前記室内表面温度として前記放射温度演算式に代入し、かつ、計測外気温度を窓用の前記室内表面温度として前記放射温度演算式に代入する演算形態で、空調対象室の平均放射温度を演算する構成にしてある。

【0020】

つまり、窓以外（例えば非冷却・非加熱の壁や床）の室内表面温度は室内温度に依存する傾向が強いが、窓の室内表面温度については、一般的に、室内温度に依存するよりも外気温度に依存する傾向の方が強い。

【0021】

したがって、放射温度演算ステップにおいて、計測室内温度を壁用の室内表面温度として放射温度演算式に代入し、かつ、計測外気温度を窓用の室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態で空調対象室の平均放射温度を演算する上記構成によれば、空調対象室の平均放射温度として、実際の平均放射温度により近い一層正確な平均放射温度を演算することができ、これにより、室内温度演算ステップで演算する室内温度も一層正確なものにすることができて、実際に得られる体感温度と設定体感温度との誤差がより小さい一層優れた体感温度基準の室内空調を実現することができる。

【0022】

なお、この構成の実施において、空調対象室の計測室内温度を壁用の室内表面温度として放射温度演算式に代入し、かつ、計測外気温度を窓用の室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態で、空調対象室の平均放射温度を演算するにあたっては、計測室内温度をそのまま壁用の室内表面温度として放射温度演算式に代入し、かつ、計測外気温度をそのまま窓用の室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態に限らず、計測室内温度に種々の補正を施した補正室内温度を壁用の室内表面温度として放射温度演算式に代入したり、計測外気温度に種々の補正を施した補正外気温度を窓用の室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態を採用してもよい。

【0023】

例えば、計測室内温度と実際の壁部室内表面温度との温度差を検証し、この温度差分だけ計測室内温度を補正した差分補正室内温度を壁用の室内表面温度として放射温度演算式に代入したり、計測外気温度と実際の窓部室内表面温度との温度差を検証し、この温度差分だけ計測外気温度を補正した差分補正外気温度を窓用の室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態を採るなどしてもよい。

【0024】

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を採るものであり、その特徴は、
前記制御手段は、前記放射温度演算ステップにおいて、空調対象室の計測室内温度を室内表面の材質に応じて補正した材質補正室内温度を演算し、
この演算で求めた演算材質補正室内温度を前記室内表面温度として前記放射温度演算式に代入する演算形態で空調対象室の平均放射温度を演算する構成にしてある点にある。

【0025】

つまり、室内温度に対する室内表面温度の依存度は、その室内表面の材質によって異なり、例えば、金属製の室内表面における表面温度は、木製や樹脂製などの室内表面における表面温度に比べて室内放射温度に対する依存度の方が高い場合もある。

【0026】

特に、放射冷房や放射暖房を行う場合、天井面などの放射面からの放射冷熱や放射温熱が照射される箇所の室内表面からは、その箇所における室内表面の材質によっては、二次的な冷熱放射や温熱放射が生じることもあり、このことから、空調対象室の平均放射温度を演算する上で室内表面の材質は重要な影響因子である。

【0027】

したがって、放射温度演算ステップにおいて、計測室内温度を室内表面の材質に応じて補正した材質補正室内温度を室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態で空調対象室の平均放射温度を演算する上記構成によれば、空調対象室の平均放射温度として、実際の平均放射温度により近い一層正確な平均放射温度を演算することができ、これにより、室内温度演算ステップで演算する室内温度も一層正確なものにすることができて、実際に得られる体感温度と設定体感温度との誤差がより小さい一層優れた体感温度基準の室内空調を実現することができる。

【0028】

なお、この構成の実施においては、計測室内温度を室内表面の材質に応じて補正する材質補正のみを計測室内温度に施すのに限らず、材質補正と他の補正とを計測室内温度に施した複式補正室内温度を演算し、この演算複式補正室内温度を室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態で空調対象室の平均放射温度を演算するようにしてもよい。

【0029】

例えば、空調対象室の計測室内温度を室内表面の材質に応じて補正する材質補正と、計測室内温度と実際の室内表面温度との温度差分だけ計測室内温度を補正する前述の差分補正とを夫々、重み付けした状態で計測室内温度に施した複式補正室内温度を演算し、この演算複式補正室内温度を室内表面温度として放射温度演算式に代入する演算形態で空調対象室の平均放射温度を演算するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】天井放射空調設備の概略設備構成を示す側面視断面図

【図2】空調対象施設全体の空調設備構成を示す概略平面図

【図3】（ａ）制御盤の表扉部を示す正面図、（ｂ）制御盤の中扉部を示す正面図

【図4】室内温度基準制御における空調機出力制御のフローチャート

【図5】（ａ）体感温度基準制御における各制御ステップを示すフローチャート （ｂ）体感温度基準制御における空調機出力制御のフローチャート

【図6】（ａ）放射温度演算で用いるパラメータ基本値テーブル （ｂ）各空調対象室の個別パラメータテーブル （ｃ）各空調対象室の設定体感温度及び設定室内気流速度を示す表

【発明を実施するための形態】

【0031】

図１は天井放射空調設備の設備構成を示し、同図１に示すように、空調対象室１（１ａ，１ｂ）の天井裏空間２には、ヒートポンプ式の空調機３（具体的にはその室内器）を設置してある。

【0032】

この空調機３には、室外器側に装備した室外熱交換器、圧縮機、膨張弁とともに冷凍回路を構成する室内熱交換器３ａを装備するとともに、室内ファン３ｂを装備してある。

【0033】

なお、４ａ，４ｂは空調機３（室内器）とその室外器とを接続する高圧側及び低圧側の２本の冷媒配管である。

【0034】

空調機３の空気導入口３ｉと空調対象室１の天井板５に装備した還気口６とは、天井裏空間２に施設した還気ダクト７により接続してあり、また、空調機３の空気送出口３ｏには天井裏空間２に施設した給気ダクト８を接続してある。

【0035】

そして、空調対象室１の天井裏空間２において、給気ダクト８の先端部には、空調機３の空気送出口３ｏから給気ダクト８を通じて送られる温度調整空気ＳＡを天井裏空間２に拡散させる多孔金属板製の錐状の拡散器９を装備してある。

【0036】

空調対象室１の天井板５は多孔金属板により形成してあり、拡散器９から天井裏空間２に拡散された温度調整空気ＳＡは、天井裏空間２に充満した状態で多孔金属板製の天井板５と熱交換した後、天井板５における多数の孔５ａを通じて空調対象室１に供給される。

【0037】

つまり、冷房運転では、室内ファン３ｂにより還気口６から還気ダクト７を通じて空調機３に導入した空調対象室１の室内空気ＲＡを、冷凍回路における蒸発器として機能する状態にある室内熱交換器３ａにより冷却し、この冷却空気を温度調整空気ＳＡとして室内ファン３ｂにより給気ダクト８を通じて拡散器９から天井裏空間２に拡散させる。

【0038】

そして、この冷却空気ＳＡを天井裏空間２に充満させた状態で多孔金属板製の天井板５と熱交換させて天井板５を冷却することで、多孔金属板製の天井板５から空調対象室１に対して放射冷房を施し、また、最終的に天井板５における多数の孔５ａを通じて空調対象室１に供給する熱交換後の冷却空気ＳＡにより、空調対象室１に対して補助的な対流冷房を施す。

【0039】

また、暖房運転では、室内ファン３ｂにより還気口６から還気ダクト７を通じて空調機３に導入した空調対象室１の室内空気ＲＡを、冷凍回路における凝縮器として機能する状態にある室内熱交換器３ａにより加熱し、この加熱空気を温度調整空気ＳＡとして室内ファン３ｂにより給気ダクト８を通じて拡散器９から天井裏空間２に拡散させる。

【0040】

そして、この加熱空気ＳＡを天井裏空間２に充満させた状態で多孔金属板製の天井板５と熱交換させて天井板５を加熱することで、多孔金属板製の天井板５から空調対象室１に対して放射暖房を施し、また、最終的に天井板５における多数の孔５ａを通じて空調対象室１に供給する熱交換後の加熱空気ＳＡにより、空調対象室１に対して補助的な対流暖房を施す。

【0041】

図２に示すように、空調対象施設Ｋにおける２室の空調対象室１（１ａ，１ｂ）夫々の天井裏空間２には、上記の如き還気口６及び拡散器９を備える空調機３を二台ずつ配備するとともに外気調整機１０を配備してある。

【0042】

この外気調整機１０の外気導入口１０ａと屋外に臨ませた外気取入口１１とは、天井裏空間２に施設した外気導入ダクト１２により接続し、外気調整機１０の調整外気送出口１０ｂと空調対象室１の天井板５に装備した給気口１３とは、同じく天井裏空間２に施設した調整外気供給ダクト１４により接続してある。

【0043】

また、外気調整機１０の排気導入口１０ｃと空調対象室１の天井板５に装備した排気口１５とは、天井裏空間２に施設した排気ダクト１６により接続し、外気調整機１０の排気送出口１０ｄと屋外に臨ませた排気放出口１７とは、同じく天井裏空間２に施設した排気送出ダクト１８により接続してある。

【0044】

この外気調整機１０は、冷房運転では、内装ファン（図示省略）により外気取入口１１から外気導入ダクト１２を通じて外気調整器１０に導入した外気ＯＡの保有熱及び保有水分を、同じく内装ファンにより排気口１５から排気ダクト１６を通じて外気調整機１０に導入した空調対象室１からの排出空気ＥＡに移行させることで、導入外気ＯＡを冷却するとともに除湿する。

【0045】

そして、このように冷却及び除湿した調整外気ＯＡを内装ファンにより調整外気供給ダクト１４及び給気口１３を通じて空調対象室１に供給することで、空調対象室１の冷房状態を安定的に保ちながら、空調対象室１を調整外気ＯＡにより換気し、一方、導入外気ＯＡの保有熱及び保有水分を受け取った排出空気ＥＡは、内装ファンにより排気送出ダクト１８を通じて排気放出口１７から屋外に放出する。

【0046】

一方、暖房運転では、内装ファンにより排気口１５から排気ダクト１６を通じて外気調整機１０に導入した空調対象室１からの排出空気ＥＡの保有熱及び保有水分を、内装ファンにより外気取入口１１から外気導入ダクト１２を通じて外気調整機１０に導入した外気ＯＡに移行させることで、導入外気ＯＡを加熱するとともに加湿する。

【0047】

そして、このように加熱及び加湿した調整外気ＯＡを内装ファンにより調整外気供給ダクト１４及び給気口１３を通じて空調対象室１に供給することで、空調対象室１の暖房状態を安定的に保ちながら、空調対象室１を調整外気ＯＡにより換気し、一方、保有熱及び保有水分を導入外気ＯＡに受け渡した排出空気ＥＡは、内装ファンにより排気送出ダクト１８を通じて排気放出口１７から屋外に放出する。

【0048】

各空調対象室１ａ，１ｂに対して装備した２台の空調機３のうち代表の空調機３に接続した還気ダクト７には、その還気ダクト７を通過する室内空気ＲＡの温度を対応する空調対象室１ａ，１ｂの室内温度ｔａとして計測する室内温度センサ１９を装備してある。

【0049】

また、空調対象施設Ｋの適当箇所には、制御手段として施設の空調制御を司る空調制御盤２０を設置してあり、この空調制御盤２０は、上記室内温度センサ１９による各空調対象室１ａ，１ｂの計測室内温度ｔａに基づいて各空調対象室１ａ，１ｂに対する空調機３及び外気調整機器１０を統括的に制御する。

【0050】

図３（ａ）は空調制御盤２０の表扉部２０ａを示し、図３（ｂ）は空調制御盤２０の中扉部２０ｂを示すが、表扉部２０ａには、各空調対象室１ａ，１ｂに装備した２台の空調機３に対する空調対象室１ａ，１ｂ毎のリモートコントローラ２１ａ，２１ｂを装備してある。

【0051】

また、中扉部２０ｂには、空調対象室１ａ，１ｂ毎の運転切換スイッチ２２ａ，２２ｂを装備するとともに、各空調対象室１ａ，１ｂに対する共通のモード切換スイッチ２３及び設定操作パネル２４を装備してある。

【0052】

運転切換スイッチ２２ａ，２２ｂは、室内温度基準の空調運転と体感温度基準の空調運転との切り換えを空調対象室１ａ，１ｂ毎に行うスイッチであり、また、モード切換スイッチ２３は、体感温度基準の空調運転における運転モードを夏期モードと中間期モードと冬期モードとのいずれかに択一的に切り換えるスイッチである

【0053】

また、設定操作パネル２４は、体感温度基準の空調運転において要する各種設定値の入力操作を行う操作パネルである。

【0054】

そして、空調制御盤２０は、運転切換スイッチ２２ａ，２２ｂの切り換え操作により室内温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂについては、次の室内温度基準制御を実行することで、その空調対象室１ａ，１ｂに対して室内温度基準の空調運転を実施する。

【0055】

（室内温度基準制御）
室内温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂについては、その空調対象室１ａ，１ｂに対応するリモートコントローラ２１ａ，２１ｂでの冷暖房切り換え操作及び室内温度設定操作に従って、その空調対象室１ａ，１ｂの空調機３及び外気調整機１０を制御する。

【0056】

即ち、室内温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂの対応リモートコントローラ２１ａ，２１ｂにおいて冷房が選択されると、その空調対象室１ａ，１ｂの空調機３及び外気調整機１０において冷房運転を実施し、また、室内温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂの対応リモートコントローラ２１ａ，２１ｂにおいて暖房が選択されると、その空調対象室１ａ，１ｂの空調機３及び外気調整機１０において暖房運転を実施する。

【0057】

また、これら冷房運転又は暖房運転のいずれにおいても、従来の空調制御と同様、室内温度基準の空調運転が選択された各空調対象室１ａ，１ｂの対応リモートコントローラ２１ａ，２１ｂで設定操作された設定室内温度ｔａｓを目標温度として、その空調対象室１ａ，１ｂに対する空調機３の冷暖房出力を室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａに基づき調整する。

【0058】

具体的には、図４に示す如く、室内温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂ毎に、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａと対応リモートコントローラ２１ａ，２１ｂでの設定室内温度ｔａｓとの温度偏差Δｔａに応じて、その温度偏差Δｔａの解消側に空調機３の冷暖房出力を調整し、これにより、その空調対象室１ａ，１ｂの室内温度ｔａを各リモートコントローラ２１ａ，２１ｂで設定された設定室内温度ｔａｓに調整する。

【0059】

一方、空調制御盤２０は、運転切換スイッチ２２ａ，２２ｂの切り換え操作により体感温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂについては、次の体感温度基準制御を実行することで、その空調対象室１ａ，１ｂに対して体感温度基準の空調運転を実施する。

【0060】

（体感温度基準制御）
体感温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂについては、その空調対象室１ａ，１ｂに対応するリモートコントローラ２１ａ，２１ｂでの冷暖房切り換え操作及び室内温度設定操作には従わずに、その空調対象室１ａ，１ｂの室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａと、外気温度センサ２５による計測外気温度ｔｂと、設定操作パネル２４において入力された各設定値とに基づいて、その空調対象室１ａ，１ｂの空調機３及び外気調整機１０を制御する。

【0061】

具体的には、この体感温度基準制御において空調制御盤２０は、図５（ａ）に示す如く、設定インターバル時間ΔＴ（例えば１秒）ごとに、放射温度演算ステップＳ１と室内温度演算ステップＳ２と設定ステップＳ３とを繰り返し実行する。

【0062】

そして、放射温度演算ステップＳ１では、体感温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂ夫々の平均放射温度ＭＲＴを次の式１の放射温度演算式により演算する。

【0063】

ＭＲＴ＝Σ（Ｗ×ｔｓ） ………（式１）
ＭＴＲ：平均放射温度［℃］
Ｗ：各室内表面の面積［ｍ2］
ｔｓ：各室内表面の温度［℃］

【0064】

また、この平均放射温度ＭＲＴの演算において、上記放射温度演算式（式１）のパラメータである各室内表面の面積Ｗ及び各室内表面の温度ｔｓについては、空調制御盤２０に予め記憶させてある図６（ａ）に示す如きパラメータ基本値テーブルα及び図６（ｂ）に示す如き個別パラメータテーブルβ１，β２の夫々における各項の指定値や指定演算式に従って決定する。

【0065】

パラメータ基本値テーブルαは、空調対象室１ａ，１ｂの室内温度ｔａと、外気温度ｔｂと、空調対象域１ａ，１ｂの天井板５の温度ｔｃと、壁用（床用を含む）の差分補正値ｔｄと、窓用の差分補正値ｔｅとの夫々について、季節モード（夏期モード，冬期モード、中間期モード）毎の採用値を指定するものであり、このパラメータ基本値テーブルαにおいて室内温度ｔａと外気温度ｔｂとについては、いずれの季節モードにおいても、各空調対象室１ａ，１ｂの室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａと外気温度センサ２５による計測外気温度ｔｂとを採用するようにしてある。

【0066】

天井板温度ｔｃについては、各空調対象室１ａ，１ｂでの天井板５からの放射冷房及び放射暖房における天井板５の到達温度が概ね一定化していることから、季節モード毎に各空調対象室１ａ，１ｂに対する共通の設定値ｔｃ１〜ｔｃ３（例えばｔｃ１＝２０℃，ｔｃ２＝３０℃，ｔｃ３＝２５．５℃）を採用してある。

【0067】

壁用の差分補正値ｔｄについては、季節モード毎に各空調対象室１ａ，１ｂに対する共通の設定値ｔｄ１〜ｔｄ３（例えばｔｄ１＝＋１．０℃，ｔｄ２＝−１．０℃，ｔｄ３＝±０．０℃）を採用してあり、また、窓用の差分補正値ｔｅについても同様に、季節モード毎に各空調対象室１ａ，１ｂに対する共通の設定値ｔｅ１〜ｔｅ３（例えばｔｅ１＝＋１．０℃，ｔｅ２＝＋１５．０℃，ｔｅ３＝±０．０℃）を採用してある。

【0068】

パラメータ基本値テーブルαにおける上記の各設定値ｔｃ１〜ｔｃ３，ｔｄ１〜ｔｄ３，ｔｅ１〜ｔｅ３は、設定操作パネル２４での入力操作により空調制御盤２０に対して設定したものであり、設定操作パネル２４での入力操作により適宜、設定変更することが可能である。

【0069】

ここで、壁用の差分補正値ｔｄについては、各空調対象室１ａ，１ｂの計測室内温度ｔａと壁や床における実際の室内表面温度ｔｓとの温度差を季節モード毎に検証し、その検証した温度差の平均値（ないしは安全率見込んで最大値寄りの値）を季節モード毎の壁用の差分補正値ｔｄ１〜１ｄ３として設定してある。

【0070】

また同様に、窓用の差分補正値ｔｅについては、計測外気温度ｔｂと窓における実際の室内表面温度ｔｓとの温度差を季節モード毎に検証し、その検証した温度差の平均値（ないしは安全率見込んで最大値寄りの値）を季節モード毎の窓用の差分補正値ｔｅ１〜ｔｅ３として設定してある。

【0071】

一方、空調対象室１ａ，１ｂ毎のテーブルである個別パラメータテーブルβ１，β２は、各空調対象室１ａ，１ｂにおける各部室内表面（天井、窓、壁、床）毎に、その面積Ｗ１〜Ｗ４と室内表面温度ｔｓの演算式とを指定するものであり、これら個別パラメータテーブルβ１，β２における各部室内表面毎の面積Ｗ１〜Ｗ４は、放射温度演算式（式１）のパラメータである各室内表面の面積Ｗとして放射温度演算式（式１）に代入するものである。

【0072】

また、これら個別パラメータテーブルβ１，β２における各部室内表面（天井、窓、壁、床）毎の室内表面温度ｔｓの指定演算式は、それら指定演算式に、パラメータ基本値テーブルαにおいて指定された室内温度ｔａ、外気温度ｔｂ、天井板温度ｔｃ、壁用差分補正値ｔｄ、窓用差分補正値ｔｅ夫々の季節モード毎の採用値を代入することで、放射温度演算式（式１）のパラメータである各室内表面の温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する温度を算出するものである。

【0073】

即ち、空調制御盤２０は、体感温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂ夫々の平均放射温度ＭＲＴを上記の放射温度演算式（式１）により演算するのに、次の演算形態を採る。

【0074】

各空調対象室１ａ，１ｂの天井については、個別パラメータテーブルβ１，β２において指定された各空調対象室１ａ，１ｂの天井面積Ｗ１を放射温度演算式（式１）に代入し、また、個別パラメータテーブルβ１，β２における指定値ｔｃに従って、パラメータ基本値テーブルαにおいて指定された天井板温度ｔｃ（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｃ１〜ｔｃ３）を表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する。

【0075】

各空調対象室１ａ，１ｂの窓については、個別パラメータテーブルβ１，β２において指定された各空調対象室１ａ，１ｂの窓面積Ｗ２を放射温度演算式（式１）に代入し、また、個別パラメータテーブルβ１，β２における指定演算式（ｔｂ−ｔｅ）に従って、外気温度センサ２５による計測外気温度ｔｂからパラメータ基本値テーブルαにおいて指定された窓用の差分補正値ｔｅ（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｅ１〜ｔｅ３）を減算した値を表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する。

【0076】

各空調対象室１ａ，１ｂの床については、個別パラメータテーブルβ１，β２において指定された各空調対象室１ａ，１ｂの床面積Ｗ３を放射温度演算式（式１）に代入し、また、個別パラメータテーブルβ１，β２における指定演算式（│ｔａ−ｔｄ│）に従って、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａからパラメータ基本値テーブルαにおいて指定された壁用の差分補正値ｔｄ（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｄ１〜ｔｄ３）を減算した値の絶対値を表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する。

【0077】

そして、一方の空調対象室１ａの壁については、個別パラメータテーブルβ１において指定された空調対象室１ａの壁面積Ｗ４を放射温度演算式（式１）に代入し、また、個別パラメータテーブルβ１における指定演算式（│ｔａ−ｔｄ│）に従って、床と同様に、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａからパラメータ基本値テーブルαにおいて指定された壁用の差分補正値ｔｄ（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｄ１〜ｔｄ３）を減算した値の絶対値を表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する。

【0078】

また、他方の空調対象室１ｂにおける一部の壁については、個別パラメータテーブルβ２において指定された空調対象室１ｂにおける当該一部の壁の面積Ｗ４′を放射温度演算式（式１）に代入し、また、個別パラメータテーブルβ２における指定演算式（│ｔａ−ｔｄ│）に従って、床と同様に、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａからパラメータ基本値テーブルαにおいて指定された壁用の差分補正値ｔｄ（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｄ１〜ｔｄ３）を減算した値の絶対値を表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する。

【0079】

これに対し、他方の空調対象室１ｂにおける他部の壁については、個別パラメータテーブルβ２において指定された空調対象室１ｂにおける当該他部の壁の面積Ｗ４″（Ｗ４′＋Ｗ４″＝Ｗ４）を放射温度演算式（式１）に代入し、また、個別パラメータテーブルβ２における指定演算式（（ｔｃ＋│ｔａ−ｔｅ│）／２）に従って、パラメータ基本値テーブルαにおいて指定された天井板温度ｔｃ（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｃ１〜ｔｃ３）と、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａからパラメータ基本値テーブルαにおいて指定された壁用の差分補正値ｔｄ（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｄ１〜ｔｄ３）を減算した値の絶対値との平均値を表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する。

【0080】

つまり、空調制御盤２０は放射温度演算ステップＳ１において、基本的には、外気温度センサ２５による計測外気温度ｔｂを各空調対象室１ａ，１ｂにおける窓の表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入するとともに、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａを各空調対象室１ａ，１ｂにおける壁及び床の表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する演算形態で、空調対象室１ａ，１ｂ夫々の平均放射温度ＭＲＴを演算する構成にしてある。

【0081】

そして具体的には、外気温度センサ２５による計測外気温度ｔｂを窓用の差分補正値ｔｅの分だけ補正した差分補正外気温度（ｔｂ−ｔｅ）を演算するとともに、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａを壁用の差分補正値ｔｄの分だけ補正した差分補正室内温度（│ｔａ−ｔｄ│）を演算し、これら演算差分補正外気温度（ｔｂ−ｔｅ）及び演算差分補正室内温度（│ｔａ−ｔｄ│）を、各空調対象室１ａ，１ｂにおける窓の表面温度ｔｓ及び壁，床の表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する演算形態で、空調対象室１ａ，１ｂ夫々の平均放射温度ＭＲＴを演算するようにしてある。

【0082】

さらに、他方の空調対象室１ｂにおける前記他部の壁の表面は、天井板５からの放射冷房や放射暖房に伴い、当該他部の壁の表面から室内に向かう二次的な冷熱放射や温熱放射を生じ易い金属材で形成されていることから、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａを室内表面の材質に応じて補正した材質補正室内温度として上記演算式（（ｔｃ＋│ｔａ−ｔｄ│）／２）で示される温度値を演算し、この演算補正室内温度（（ｔｃ＋│ｔａ−ｔｄ│）／２）を他方の空調対象室１ｂにおける他部の壁の表面温度ｔｓとして放射温度演算式（式１）に代入する演算形態で、他方の空調対象室１ｂの平均放射温度ＭＲＴを演算するようにしてある

【0083】

なお、当該他部の壁に関する上記補正室内温度（（ｔｃ＋│ｔａ−ｔｄ│）／２）は、材質補正と前記差分補正との夫々を重み付けした状態で計測室内温度ｔａに施した複式補正室内温度である。

【0084】

次に、この放射温度演算ステップＳ１に続く室内温度演算ステップＳ２では、空調制御盤２０は、体感温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂについて、設定操作パネル２４で設定された各空調対象室１ａ，１ｂの設定体感温度ｔｅｑを各空調対象室１ａ，１ｂにおいて得るのに要する室内温度ｔａを、放射温度演算ステップＳ１で演算した各空調対象室１ａ，１ｂの演算平均放射温度ＭＲＴに基づいて演算する。

【0085】

具体的には、空調制御盤２０は、室内温度ｔａと平均放射温度ＭＲＴと体感温度ｔｅｑと室内気流速度ｖの相関を表す次の式２の体感温度相関式（べドフォードの等価温度算出式）におけるパラメータである平均放射温度ＭＲＴ、室内温度ｔａ、室内気流速度ｖとして、放射温度演算ステップＳ１で演算した各空調対象室１ａ，１ｂの演算平均放射温度ＭＲＴ、設定操作パネル２４で設定された各空調対象室１ａ，１ｂの設定体感温度ｔｅｑ、及び、設定室内気流速度ｖを式２の体感温度相関式に代入する演算形態で、同じく式２の体感温度相関式のパラメータである室内温度ｔａ（即ち、設定体感温度ｔｅｑを得るのに要する各空調対象室１ａ，１ｂの室内温度ｔａ）を演算する。

【0086】

ｔｅｑ＝０．５２２×ｔａ＋０．４７８×ＭＲＴ−０．２１√ｖ×（３７．８−ｔａ）
………（式２）
ｔｅｐ：体感温度（等価温度）［℃］
ｔａ：室内温度［℃］
ＭＲＴ：平均放射温度［℃］
ｖ：室内気流速度（風速）［ｍ／ｓ］

【0087】

なお、図６（ｃ）に示すように、各空調対象室１ａ，１ｂの設定体感温度ｔｅｑは、季節モード（夏期モード、中間期モード、冬期モード）毎の設定値ｔｅｑ１〜ｔｅｑ３を設定してあり、これら設定体感温度ｔｅｑの季節モード毎の設定値ｔｅｑ１〜ｔｅｑ３は、設定操作パネル２４での入力操作により適宜、設定変更することが可能である。

【0088】

また、設定室内気流速度ｖは各季節モードにおいて共通の設定値ｖ１を設定してあるが、この設定室内気流速度ｖについても、設定操作パネル２４での入力操作による季節モード毎の設定変更を可能にしてもよい。

【0089】

この室内温度演算スッテプＳ２に続く設定スッテプＳ３では、空調制御盤２０は、室内温度演算ステップＳ２で演算した各空調対象室１ａ，１ｂの演算室内温度ｔａを、体感温度基準の空調運転が選択された各空調対象室１ａ，１ｂにおいて設定体感温度ｔｅｑ（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｅｑ１〜ｔｅｑ３）を得るための設定室内温度ｔａｓ′として自動的に内部設定する。

【0090】

そして、これら放射温度演算スッテプＳ１、室内温度演算ステップＳ２、設定ステップＳ３の繰り返しにより、設定体感温度ｔｅｑ（ｔｅｑ１〜ｔｅｑ３）を得るための設定室内温度ｔａｓ′を設定インターバル時間ΔＴ毎に更新することに対し、空調制御盤２０は、図５（ｂ）に示す如く、体感温度基準の空調運転が選択された空調対象室１ａ，１ｂ毎に、室内温度センサ１９による計測室内温度ｔａとその時点における設定室内温度ｔａｓ′との温度偏差Δｔａ′に応じて、その温度偏差Δｔａ′の解消側に空調機３の冷暖房出力を調整する。

【0091】

即ち、この冷暖房出力の調整により、体感温度基準の空調運転が選択された各空調対象室１ａ，１ｂの室内温度ｔａを、設定体感温度ｔｅｑを得るための各時点における設定室内温度ｔａｓ′に調整することで、各空調対象室１ａ，１ｂで得られる体感温度ｔｅｑを設定体感温度（具体的にはその季節モード毎の設定値ｔｅｑ１〜ｔｅｑ３）に自動調整するようにしてある。

【0092】

〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。

【0093】

放射温度演算ステップＳ１において空調対象室１の平均放射温度ＭＲＴを演算するのに用いる放射温度演算式は、前述の式１に限られるのものではなく、室内表面温度ｔｓから平均放射温度ＭＲＴを求める式であれば種々の式を用いることができる。

【0094】

また、室内温度演算ステップＳ２において設定体感温度ｔｅｑを得るのに要する室内温度ｔａを演算するのに用いる体感温度相関式も、前述の式２（べドフォードの等価温度算出式）に限られるものではなく、体感温度ｔｅｑと室内温度ｔａとの相関を示す式であれば、体感温度ｔｅｑ及び室内温度ｔａ以外に各種の状態値をパラメータとする種々の式を用いることができる。

【0095】

計測室内温度ｔａや計測外気温度ｔｂを室内表面温度ｔｓとして放射温度演算式に代入する演算形態で平均放射温度ＭＲＴを演算するにあたっては、計測室内温度ｔａや計測外気温度ｔｂをその計測値のまま放射温度演算式に代入するようにしてもよく、また、前記した差分補正や材質補正等の種々の補正を計測室内温度ｔａや計測外気温度ｔｂに施した補正室内温度や補正外気温度を放射温度演算式に代入するようにしてもよい。

【0096】

また、計測室内温度ｔａや計測外気温度ｔｂを室内表面温度ｔｓとして放射温度演算式に代入する演算形態で平均放射温度ＭＲＴを制御手段２０に演算させるにあたっては、放射温度演算式を制御手段２０に記憶させておき、その記憶式に従って平均放射温度ＭＲＴを制御手段２０に演算させる演算させる方式に限らず、異なる室内表面温度ｔｓに対する演算結果としての平均放射温度ＭＲＴを記憶させた演算値テーブルを制御手段２０に予め記憶させておき、この記憶演算値テーブルに対して計測室内温度ｔａや計測外気温度ｔｂを検索キーの室内表面温度ｔｓとして照合する形態で平均放射温度ＭＲＴを制御手段２０に演算させる演算形態を採用するなど、種々の演算方式を採用することができる。

【0097】

また同様に、放射温度演算ステップＳ１で演算した演算平均放射温度ＭＲＴを体感温度相関式に代入する演算形態で、設定体感温度ｔｅｑを得るのに要する室内温度ｔａを制御手段２０に演算させるにあたっては、体感温度相関式を制御手段２０に記憶させておき、その記憶式に従って設定体感温度ｔｅｑを得るのに要する室内温度ｔａを制御手段２０に演算させる方式に限らず、異なる平均放射温度ＭＲＴに対する演算結果としての室内温度ｔａを記憶させた演算値テーブルを制御手段２０に予め記憶させておき、この記憶演算値テーブルに対して演算平均放射温度ＭＲＴを検索キーとして照合する形態で、設定体感温度ｔｅｑを得るのに要する室内温度ｔａを制御手段２０に演算させる演算形態を採用するなど、種々の演算方式を採用することができる。

【0098】

前述の実施形態では、本発明による体感温度基準の室内空調を放射空調において適用する場合を示したが、本発明による体感温度基準の室内空調は放射空調に限らず、冷風や温風により空調対象室１を冷暖房する対流空調など、種々の方式の空調において適用することができる。

【0099】

なお、放射空調を実施する前述の実施形態では、天井の表面温度ｔｃとして設定値ｔｃ１〜ｔｃ３を採用する演算形態で平均放射温度ＭＲＴを演算するようにしたが、対流空調を実施する場合では、壁などと同様に計測室内温度ｔａやそれに補正を施した補正室内温度を天井の表面温度ｔｃとして平均放射温度ＭＲＴを演算するようにすればよい。

【0100】

また、床暖房を実施する場合では、床の表面温度として設定値を採用する演算形態で平均放射温度ＭＲＴを演算するようにすればよい。

【産業上の利用可能性】

【0101】

本発明による空調制御システムは、種々の空調方式を採用する室内空調において利用することができる。

【符号の説明】

【0102】

１（１ａ，１ｂ） 空調対象室
３ 空調機
ｔａ 室内温度
ｔａｓ，ｔａｓ′ 設定室内温度
２０ 制御手段
ＭＲＴ 平均放射温度
ｔｓ 室内表面温度
Ｓ１ 放射温度演算ステップ
ｔｅｑ 体感温度
２４ 設定手段
Ｓ２ 室内温度演算ステップ
Ｓ３ 設定ステップ
ｔｂ 外気温度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】