特開 2024-22102 空調制御システムおよび制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024022102

(43)【公開日】2024-02-16

(54)【発明の名称】空調制御システムおよび制御方法

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/63 20180101AFI20240208BHJP

   F24F 11/84 20180101ALI20240208BHJP

   F24F 11/64 20180101ALI20240208BHJP

   F24F 110/10 20180101ALN20240208BHJP

【ＦＩ】

F24F11/63

F24F11/84

F24F11/64

F24F110:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022125459

(22)【出願日】2022-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】000236056

【氏名又は名称】三菱電機ビルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原田 克樹

【テーマコード（参考）】

3L260

【Ｆターム（参考）】

3L260AB06

3L260BA02

3L260BA22

3L260BA23

3L260BA73

3L260CA12

3L260DA03

3L260DA08

3L260EA21

3L260EA24

3L260EA28

3L260FA03

3L260FB25

3L260GA01

3L260GA12

(57)【要約】

【課題】空調システムにおいて室内の室内温度が予め設定された目標温度に達するまでの所要時間を極力短縮することができる空調制御システムおよび制御方法を提供する。
【解決手段】プロセッサ１０１は、目標温度と室内温度との差分の絶対値が第１値であるときは、設定温度として第１設定温度を決定する。プロセッサ１０１は、目標温度と室内温度との差分の絶対値が第１値より小さい第２値であるときは、設定温度として第２設定温度を決定する。第１設定温度と目標温度との差分の絶対値は、第２設定温度と目標温度との差分の絶対値よりも大きい。プロセッサ１０１は、設定温度と室内温度との差分に従って冷温水２方弁３１に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行う。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

室内の室内温度を予め設定された目標温度に調整する空調システムを制御する空調制御システムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行可能なプログラムを記憶するメモリとを備え、
前記空調システムは、前記室内温度を検出するセンサと、前記空調制御システムの指令に従って動作する動作装置とを含み、
前記プロセッサは、
前記目標温度と前記室内温度との差分の絶対値が第１値であるときは、設定温度として第１設定温度を決定し、
前記目標温度と前記室内温度との差分の絶対値が前記第１値より小さい第２値であるときは、前記設定温度として第２設定温度を決定し、
前記第１設定温度と前記目標温度との差分の絶対値は、前記第２設定温度と前記目標温度との差分の絶対値よりも大きく、
前記プロセッサは、前記設定温度と前記室内温度との差分に従って前記動作装置に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行う、空調制御システム。

【請求項2】

前記設定温度は、所定の係数×（前記目標温度－（前記室内温度－前記目標温度））である、請求項１に記載の空調制御システム。

【請求項3】

前記所定の係数は、１である、請求項２に記載の空調制御システム。

【請求項4】

前記所定の係数を入力する入力部をさらに備え、
前記プロセッサは、前記入力部によって入力された前記所定の係数を用いて前記フィードバック制御を行い、
前記目標温度に対する、前記設定温度および前記室内温度の推移とともに、前記所定の係数および前記室内温度が前記目標温度に達した時間を表示する表示部をさらに備える、請求項２に記載の空調制御システム。

【請求項5】

前記動作装置は、冷温水２方弁であり、
前記空調システムは、前記空調制御システムの指令に従って前記冷温水２方弁の弁を動作する、請求項１～４のいずれか１項に記載の空調制御システム。

【請求項6】

室内の室内温度を予め設定された目標温度に調整する空調システムを制御する空調制御システムの制御方法であって、
前記空調システムは、前記室内温度を検出するセンサと、前記空調制御システムの指令に従って動作する動作装置とを含み、
前記制御方法は、
前記目標温度と前記室内温度との差分の絶対値が第１値であるときは、設定温度として第１設定温度を決定するステップと、
前記目標温度と前記室内温度との差分の絶対値が前記第１値より小さい第２値であるときは、前記設定温度として第２設定温度を決定するステップとを備え、
前記第１設定温度と前記目標温度との差分の絶対値は、前記第２設定温度と前記目標温度との差分の絶対値よりも大きく、
前記制御方法は、前記設定温度と前記室内温度との差分に従って前記動作装置に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行うステップをさらに備える、制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、室内の室内温度を予め設定された目標温度に調整する空調システムを制御する空調制御システムおよび制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

セントラル空調機による室内の温度制御の方法として、計測した室内温度に基づき冷温水弁あるいは給気ファンを制御するものがある。たとえば、特開２０１２－１０７７８７号公報（特許文献１）には、給気温度の計測値と設定値との偏差に基づいて冷水弁および温水弁の操作量を算出する空調制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１０７７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、室内の室内温度を設定温度に追従させる温度制御を行いつつ、ユーザにより予め設定された目標温度に最終的に到達するよう室内温度を制御する場合、設定温度＝目標温度（固定値）とすることが一般的である。温度制御において追従対象となる温度（設定温度）を固定値にした場合、たとえば、空調機を起動した場合、冷房と暖房とを切り替えた場合、あるいは、ユーザにより目標温度の大幅な変更が行われた場合に、室内温度が目標温度に達するまでの時間が長くなる。

【0005】

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、空調システムにおいて室内の室内温度が予め設定された目標温度に達するまでの所要時間を極力短縮することができる空調制御システムおよび制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る空調制御システムは、室内の室内温度を予め設定された目標温度に調整する空調システムを制御するシステムである。空調制御システムは、プロセッサと、プロセッサによって実行可能なプログラムを記憶するメモリとを備える。空調システムは、室内温度を検出するセンサと、空調制御システムの指令に従って動作する動作装置とを含む。プロセッサは、目標温度と室内温度との差分の絶対値が第１値であるときは、設定温度として第１設定温度を決定する。プロセッサは、目標温度と室内温度との差分の絶対値が第１値より小さい第２値であるときは、設定温度として第２設定温度を決定する。第１設定温度と目標温度との差分の絶対値は、第２設定温度と目標温度との差分の絶対値よりも大きい。プロセッサは、設定温度と室内温度との差分に従って動作装置に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行う。

【0007】

本開示に係る制御方法は、室内の室内温度を予め設定された目標温度に調整する空調システムを制御する空調制御システムの制御方法である。空調システムは、室内温度を検出するセンサと、空調制御システムの指令に従って動作する動作装置とを含む。制御方法は、目標温度と室内温度との差分の絶対値が第１値であるときは、設定温度として第１設定温度を決定するステップと、目標温度と室内温度との差分の絶対値が第１値より小さい第２値であるときは、設定温度として第２設定温度を決定するステップとを備える。第１設定温度と目標温度との差分の絶対値は、第２設定温度と目標温度との差分の絶対値よりも大きい。制御方法は、設定温度と室内温度との差分に従って動作装置に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行うステップをさらに備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、空調システムにおいて室内の室内温度が予め設定された目標温度に達するまでの所要時間を極力短縮することができる。これにより、室内空間を快適にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】制御システムおよび空調システムのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図2】設定温度算出機能がＯＦＦである場合の温度制御の処理を説明するための図である。

【図3】設定温度算出機能がＯＦＦである場合の温度制御の様子を示す図である。

【図4】設定温度算出機能をＯＮである場合の温度制御の処理を説明するための図である。

【図5】設定温度算出機能をＯＮである場合の温度制御の様子を示す図である。

【図6】係数を変更した場合の温度制御の様子を示す図である。

【図7】表示部における表示の一例を示す図である。

【図8】制御システムが実行する処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0011】

図１は、制御システム１０および空調システム４００のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施の形態において、ビル内に、部屋２０が複数設けられている。ビルには、空調システム４００および制御システム（「空調制御システム」とも称する）１０が備えられている。

【0012】

制御システム１０は、空調システム４００を制御する。空調システム４００は、制御システム１０の指令に従い、部屋２０の室内温度を予め設定された目標温度に調整する。空調システム４００は、空調機５１と、室内温度を検出する温度センサ２１と、室内の湿度を検出する湿度センサ２２とを含む。

【0013】

空調機５１には、冷温水コイル３２と、給気ファン４１と、排気ファン４２とが設けられている。空調機５１は、給気ファン４１を動作させて、ビルの外部から外気ＯＡを取り込む。取込まれた外気ＯＡは、冷温水コイル３２によって温度が調整されて、ダクトを介して給気ＳＡとして部屋２０に送られる。ダクト内の温度は、ダクト内に設けられた温度センサ２３によって検出可能である。空調機５１は、排気ファン４２を動作させて、部屋２０からの還気ＲＡを取り込み、排気ＥＡとしてビルの外部に排出する。

【0014】

冷温水コイル３２には、流路３３を介して冷温水が供給される。供給される冷温水は、事前に冷却または加熱されて所定の温度に調整された水である。ビルの外部から取込まれた外気ＯＡは、冷温水コイル３２に通過させることで熱交換させて、部屋２０に供給される。冷水が供給された場合は外気ＯＡが冷却され、温水が供給された場合は外気ＯＡが加熱される。供給された冷温水は、流路３４を介して冷温水コイル３２の外部に排出される。

【0015】

流路３４には、冷温水２方弁３１が設置されている。冷温水コイル３２に供給される冷温水の流量は、冷温水２方弁３１によって調整される。冷温水２方弁３１は、制御システム１０の指令に従って動作する動作装置として動作する。

【0016】

冷温水２方弁３１の開度を大きくすると、冷温水コイル３２に供給される冷温水の流量が増加する。一方で、冷温水２方弁３１の開度を小さくすると、冷温水コイル３２に供給される冷温水の流量が減少する。

【0017】

外気ＯＡに対して冷温水の温度が低い場合、冷温水２方弁３１の開度を大きくすると外気ＯＡの温度が下がりやすくなり、冷温水２方弁３１の開度を小さくすると外気ＯＡの温度が下がりにくくなる。外気ＯＡに対して冷温水の温度が高い場合、冷温水２方弁３１の開度を大きくすると外気ＯＡの温度が上がりやすくなり、冷温水２方弁３１の開度を小さくすると外気ＯＡの温度が上がりにくくなる。

【0018】

制御システム１０は、冷温水２方弁３１に対する動作指令値として、冷温水２方弁３１の開度を指令することで、部屋２０の室内温度を上昇または下降させることができる。なお、上記のような冷温水コイル３２を設置するものに限らず、冷水を供給する冷水コイルと、温水を供給する温水コイルとを別々に設置するものであってもよい。

【0019】

制御システム１０は、制御装置１００と、サーバ２００と、端末３００とを備える。制御装置１００は、たとえば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。制御装置１００は、空調システム４００およびサーバ２００と通信可能である。端末３００は、サーバ２００と通信可能である。

【0020】

サーバ２００は、制御装置１００を介して、空調システム４００を監視および制御可能である。サーバ２００が取得した各種情報は、端末３００に送信される。

【0021】

端末３００は、ビルの管理者が使用する。端末３００が備える表示部３２０は、サーバ２００が取得した各種情報を表示する。さらに、端末３００の入力部３１０からの操作により、空調システム４００を制御可能である。

【0022】

制御装置１００は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２と、サーバ２００と接続するための通信インターフェイス（図示なし）と、空調システム４００と接続するための入出力カード（図示なし）を備える。これらは、バスを介して相互に通信可能に接続されている。プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。メモリ１０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、記憶部とで構成される。

【0023】

ＣＰＵは、ＲＯＭに保存されているプログラムをＲＡＭに読み込んで実行し、制御装置１００の各種機能を実現する。ＲＯＭは、制御装置１００の処理手順が記されたプログラムを格納する。ＲＡＭは、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるものであり、プログラムやプログラムを実行する際のデータ等を一時的に記憶する。記憶部は、不揮発性の記憶装置である。記憶部は、たとえば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等であってもよい。

【0024】

制御装置１００は、入出力カードを介して、空調システム４００の信号を入出力する。入出力カードは、デジタル信号を入力するためのデジタル入力（「ＤＩ」とも称する）カードと、アナログ信号を入力するためのアナログ入力（「ＡＩ」とも称する）カードと、デジタル信号を出力するためのデジタル出力（「ＤＯ」とも称する）カードと、アナログ信号を出力するためのアナログ出力（「ＡＯ」とも称する）カードとで構成される。

【0025】

各入出力カードは、複数の端子を有する端子台を有している。空調システム４００は、ＤＩカードの端子台の端子を介して制御装置１００にデジタル信号を入力する。空調システム４００は、ＡＩカードの端子台の端子を介して制御装置１００にアナログ信号を入力する。制御装置１００は、ＤＯカードの端子台の端子を介して空調システム４００にデジタル信号を出力する。制御装置１００は、ＡＯカードの端子台の端子を介して空調システム４００にアナログ信号を出力する。

【0026】

たとえば、制御装置１００は、温度センサ２１、湿度センサ２２および温度センサ２３からＡＩカードを介してアナログ信号（温度、湿度の計測値）を取得する。制御装置１００は、ＡＯカードを介して冷温水２方弁３１に対してアナログ信号（冷温水２方弁３１の開度）を出力する。

【0027】

空調システム４００から出力される信号は、制御装置１００を介して最終的にサーバ２００で取得可能である。サーバ２００から出力される信号は、制御装置１００を介して空調システム４００に送信される。

【0028】

サーバ２００は、図示しないプロセッサ（ＣＰＵ）と、メモリと、通信インターフェイスとを備える。これらは、バスを介して相互に通信可能に接続されている。メモリとして、ＲＯＭと、ＲＡＭと、記憶部とを備えるようにしてもよい。

【0029】

ＣＰＵは、ＲＯＭに保存されているプログラムをＲＡＭに読み込んで実行し、サーバ２００の各種機能を実現する。ＲＯＭは、サーバ２００の処理手順が記されたプログラムを格納する。ＲＡＭは、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるものであり、プログラムやプログラムを実行する際のデータ等を一時的に記憶する。記憶部は、不揮発性の記憶装置であって、ＨＤＤやＳＳＤ等であってもよい。

【0030】

端末３００は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、記憶部と、通信インターフェイスと、入力部３１０と、表示部３２０とを備える。これらは、バスを介して相互に通信可能に接続されている。

【0031】

ＣＰＵは、ＲＯＭに保存されているプログラムをＲＡＭに読み込んで実行し、端末３００の各種機能を実現する。ＲＯＭは、端末３００の処理手順が記されたプログラムを格納する。ＲＡＭは、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるものであり、プログラムやプログラムを実行する際のデータ等を一時的に記憶する。記憶部は、不揮発性の記憶装置であって、ＨＤＤやＳＳＤ等であってもよい。

【0032】

入力部３１０は、ユーザからの入力を受け付ける。入力部３１０は、たとえば、タッチパネルであるが、キーボード、マウスであってもよい。表示部３２０は、各種情報の表示を行う。表示部３２０は、たとえば、液晶表示器、ディスプレイである。

【0033】

制御装置１００は、部屋２０の室内温度を、最終的にユーザが設定した目標温度に制御するためのフィードバック制御を行う。制御装置１００は、設定温度算出機能を有する。まず、図２、図３を用いて設定温度算出機能がＯＦＦである場合の温度制御について説明し、次に、図４以降の図を用いて設定温度算出機能がＯＮである場合の温度制御について説明する。

【0034】

図２は、設定温度算出機能がＯＦＦである場合の温度制御の処理を説明するための図である。制御装置１００は、フィードバック制御部２０２を備える。制御装置１００は、部屋２０の室内温度が最終的に目標温度となるように空調システム４００を制御する。制御装置１００は、設定温度に追従させるようにフィードバック制御を行う。

【0035】

設定温度算出機能がＯＦＦである場合、設定温度＝目標温度（固定値）とする。制御装置１００は、設定温度（＝目標温度）と室内温度との差分に従って冷温水２方弁３１に対する動作指令値（冷温水２方弁３１の開度）を算出するフィードバック制御を行う。

【0036】

温度センサ２１は、部屋２０の室内温度を計測する。制御装置１００は、目標温度（設定温度）と室内温度との偏差（目標温度－室内温度）をフィードバック制御部２０２に入力する。フィードバック制御部２０２は、目標温度と室内温度との偏差（誤差）が入力されると、冷温水２方弁３１に対する動作指令値を出力する。

【0037】

冷温水２方弁３１は、フィードバック制御部２０２から出力された動作指令値（弁の開度）に従って弁を動作させる。この動作により、部屋２０の室内温度が変化する。温度センサ２１は、変化した室内温度を検出して、再度、制御装置１００に入力する。そして、フィードバック制御部２０２は、目標温度と新たな室内温度との偏差が入力されると、冷温水２方弁３１に対する新たな動作指令値を出力する。

【0038】

このように、本実施の形態において、フィードバック制御部２０２は、目標温度（設定温度）と室内温度との偏差を入力して冷温水２方弁３１の動作指令値を出力するフィードバック制御を行うコントローラとして動作している。

【0039】

本実施の形態においては、ＰＩＤ制御によるフィードバック制御を行うが、これに限らず、どのような制御方式を採用してもよい。また、ＰＩＤ制御における調整パラメータ（比例ゲイン、微分ゲイン、積分ゲイン）は、空調システム４００の出荷時に予め設定されているものとする。あるいは、ビルに空調システム４００を設置する際に、据付業者が上記パラメータを適宜調整してもよいし、空調システム４００の保守を行う保守業者が上記パラメータを適宜調整してもよい。

【0040】

図３は、設定温度算出機能がＯＦＦである場合の温度制御の様子を示す図である。温度制御開始前において、室内温度ｔ＝１５℃、設定温度ｔａ＝目標温度ｔｂ＝２８℃（固定値）であったとする。この場合、設定温度ｔａと室内温度ｔとの偏差（誤差）は１３℃である。

【0041】

制御装置１００による温度制御を開始すると、室内温度ｔが設定温度ｔａ（目標温度ｔｂ）になるように冷温水２方弁３１が制御される。これにより、制御開始１４秒後に、室内温度ｔが設定温度ｔａ（目標温度ｔｂ）に到達したものとする。

【0042】

そして、室内温度ｔは、設定温度ｔａ（目標温度ｔｂ）を超えて３４℃に達し、その後、目標温度ｔｂ（２８℃）に達するように再び下降する。室内温度ｔは、設定温度ｔａ（目標温度ｔｂ）を下回って２６℃に達し、その後、目標温度ｔｂ（２８℃）に達するように再び上昇する。

【0043】

このように、温度制御が開始すると、室内温度ｔは、設定温度ｔａ（目標温度ｔｂ）になるように制御される。なお、実際には、室内温度ｔは、設定温度ｔａ（目標温度ｔｂ）に近づくようにサインカーブを描き、その波は徐々に減衰していく。

【0044】

次に、設定温度算出機能がＯＮである場合の温度制御について説明する。図４は、設定温度算出機能がＯＮである場合の温度制御の処理を説明するための図である。

【0045】

設定温度算出機能がＯＮである場合、設定温度算出部２１０によって、目標温度と室内温度に基づき設定温度が算出される。設定温度算出機能がＯＮである場合、目標温度と、温度センサ２１によって検出された室内温度とが、設定温度算出部２１０に入力される。

【0046】

制御装置１００は、目標温度ｔｂと室内温度ｔ１との差分の絶対値＝ｄ１であるときは、設定温度＝ｔａ１と決定する。制御装置１００は、目標温度ｔｂと室内温度ｔ２との差分の絶対値がｄ２であるときは、設定温度＝ｔａ２と決定する。この場合、ｄ１（＝目標温度ｔｂと室内温度ｔ１との差分の絶対値）＞ｄ２（＝目標温度ｔｂと室内温度ｔ２との差分の絶対値）、設定温度ｔａ１と目標温度ｔｂとの差分の絶対値＞設定温度ｔａ２と目標温度ｔｂとの差分の絶対値、の関係が成立する。

【0047】

具体的には、設定温度ｔａ＝係数Ｋ×（目標温度ｔｂ－（室内温度ｔ－目標温度ｔｂ））の関係が成立する。本例では、係数Ｋ＝１であるとする。係数Ｋは、任意の値に設定可能である。そして、制御装置１００は、設定温度と室内温度との差分に従って冷温水２方弁３１に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行う。

【0048】

冷温水２方弁３１は、フィードバック制御部２０２から出力された動作指令値に従い弁を動作させる。この動作により、部屋２０の室内温度が変化する。温度センサ２１は、変化した室内温度を検出して、再度、制御装置１００に入力する。以下同様に、設定温度算出部２１０は設定温度を算出し、フィードバック制御部２０２は動作指令値を算出する。このように、空調システム４００は、制御システム１０の指令に従って冷温水２方弁３１の弁を動作させる。

【0049】

図５は、設定温度算出機能がＯＮである場合の温度制御の様子を示す図である。温度制御開始前において、室内温度ｔ＝１５℃、目標温度ｔｂ＝２８℃であったとする。設定温度算出部２１０は、係数Ｋ×（目標温度－（室内温度－目標温度））の式により、設定温度ｔａを算出する。この場合、設定温度ｔａ＝４１℃（＝１×（２８－（１５－２８）））が算出される。

【0050】

この場合、フィードバック制御部２０２に入力される偏差（誤差）＝２６℃（＝４１－１５）となる。この値は、設定温度算出機能がＯＦＦである場合の偏差（１３℃）の倍である。このため、設定温度算出機能がＯＮであるときは、ＯＦＦであるときよりも急激に温度が上昇するように温度制御が行われる。

【0051】

その結果、本例においては、制御開始６秒後に室内温度ｔが目標温度ｔｂに到達している。このように、設定温度算出機能がＯＮであるときは、ＯＦＦであるときよりも目標温度ｔｂに到達する時間が短くなる（前者は６秒であるのに対し、後者は１４秒）。

【0052】

そして、室内温度ｔは、目標温度ｔｂを超えて２９℃に達し、その後、目標温度ｔｂ（２８℃）に達するように再び下降する。本例では、その後、室内温度ｔは２８℃と２９℃の間を上下している。図３、図５に示したように、設定温度算出機能がＯＮであるときは、ＯＦＦであるときよりもオーバーシュートが小さい（前者は２９℃で止まるのに対し、後者は３４℃まで上昇する）。

【0053】

これは、前者において、目標温度ｔｂに近づくにつれて設定温度ｔａと室内温度ｔとの偏差も小さくなり、また、室内温度ｔが目標温度ｔｂを超えたときに、設定温度ｔａが目標温度ｔｂを下回るからである。これにより、室内温度ｔが行き過ぎないように、目標温度ｔｂに引き戻されるような作用が生じるため、オーバーシュートが小さくなる。

【0054】

図６は、係数Ｋを変更した場合の温度制御の様子を示す図である。図６（ａ）は、係数Ｋ＝１．０である場合の温度制御の様子を示し、図６（ｂ）は、係数Ｋ＝０．５である場合の温度制御の様子を示し、図６（ｃ）は、係数Ｋ＝１．５である場合の温度制御の様子を示す。

【0055】

図６（ａ）に示すように、係数Ｋ＝１．０である場合は、図５の状況と同じである。設定温度ｔａ＝４１℃（＝１×（２８－（１５－２８）））が算出される。フィードバック制御部２０２に入力される偏差（誤差）＝２６℃（＝４１－１５）である。制御開始６秒後に室内温度ｔが目標温度ｔｂに達し、その後、室内温度ｔは２８℃と２９℃の間を上下している。

【0056】

図６（ｂ）に示すように、係数Ｋ＝０．５である場合は、設定温度ｔａ＝３４．５℃（＝０．５×（２８－（１５－２８）））が算出される。フィードバック制御部２０２に入力される偏差（誤差）＝１９．５℃（＝３４．５－１５）である。制御開始１２秒後に室内温度ｔが目標温度ｔｂに達し、その後、室内温度ｔは２８℃と２８．５℃の間を上下している。この場合、係数Ｋ＝１．０である場合よりも、室内温度ｔが目標温度ｔｂに達する時間が遅いことが分かる。

【0057】

図６（ｃ）に示すように、係数Ｋ＝１．５である場合は、設定温度ｔａ＝４７．５℃（＝１．５×（２８－（１５－２８）））が算出される。フィードバック制御部２０２に入力される偏差（誤差）＝３２．５℃（＝４７．５－１５）である。制御開始４秒後に室内温度ｔが目標温度ｔｂに達し、その後、室内温度ｔは２８℃と３６℃の間を上下している。

【0058】

係数Ｋ＝１．５である場合、係数Ｋ＝１．０である場合よりも、室内温度ｔが目標温度ｔｂに達する時間が早いことが分かる。しかしながら、この場合、係数Ｋ＝１．０である場合よりも、オーバーシュートが大きいことが分かる。

【0059】

このように、ユーザは、係数Ｋを変更することができる。そして、たとえば、ユーザは、オーバーシュートが小さく、かつ、早く目標温度に達する係数Ｋとして１．０を設定する、といったような検討を行うことができる。なお、上記図６における例は、あくまで温度制御の一例であり、空調機器の設置環境や設定されたパラメータの値等によって温度制御の結果は異なる。

【0060】

図７は、表示部３２０における表示の一例を示す図である。表示部３２０には、制御結果が表示される。表示部３２０の左側には、図６（ａ）と同じグラフが表示されている。表示部３２０の右側には、目標温度が２８℃であり、係数Ｋが１．０であり、目標温度への到達時間が６秒であることが示されている。

【0061】

また、本画面にて、係数Ｋおよび目標温度が変更可能である。入力部３１０から、新たに設定したい係数Ｋを入力する。たとえば、係数Ｋ＝０．５を入力して、「変更」ボタンをクリックすると、係数Ｋが１．０から０．５に変更される。そして、制御装置１００は、入力部３１０によって入力された係数Ｋを用いてフィードバック制御を行う。その結果、たとえば、図６（ｂ）で示したような結果が得られる。

【0062】

このようにして、ユーザは、係数Ｋを変更して、その結果、室内温度がどのように変動するかを検証することができる。その結果、最適な温度制御を行うことができる。

【0063】

また、本画面にて、入力部３１０から、新たに設定したい目標温度を入力する。たとえば、目標温度＝３０を入力して、「変更」ボタンをクリックすると、目標温度が２８℃から３０℃に変更される。これにより、室内温度が３０℃になるようにフィードバック制御が行われる。

【0064】

以上説明したように、表示部３２０は、目標温度に対する設定温度および室内温度の推移とともに、係数Ｋおよび室内温度が目標温度に達した時間を表示する。

【0065】

図８は、制御システム１０が実行する処理のフローチャートである。たとえば、制御装置１００の電源がＯＮになったときに、本処理が開始するようにしてもよい。以下、「ステップ」を単に「Ｓ」とも称する。

【0066】

本処理が開始すると、制御装置１００は、Ｓ１０１において、データ変更があったか否かを判定する。図７に示した画面において、係数Ｋまたは目標温度が入力されて、「変更」ボタンがクリックされた場合に、データ変更があったと判断される。

【0067】

制御装置１００は、データ変更があった場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、Ｓ１０２において、係数Ｋ、目標温度を取得し、Ｓ１０３に処理を進める。制御装置１００は、データ変更がなかった場合（Ｓ１０１でＮＯ）、Ｓ１０３に処理を進める。

【0068】

制御装置１００は、Ｓ１０３において、設定温度＝係数Ｋ×（目標温度－（室内温度－目標温度）の式により、設定温度を算出する。たとえば、図６（ａ）の例では、設定温度＝４１℃（＝１×（２８－（１５－２８）））が算出される。

【0069】

制御装置１００は、Ｓ１０４において、設定温度と室内温度に基づき冷温水２方弁３１の動作指令値を決定する制御を実行する。具体的には、フィードバック制御部２０２に設定温度と室内温度との偏差が入力されると、フィードバック制御部２０２は冷温水２方弁３１の動作指令値を出力する。制御装置１００は、Ｓ１０５において、表示データを更新して表示部３２０に出力し、処理をＳ１０１に戻す。

【0070】

Ｓ１０１～Ｓ１０５の処理を繰り返すことで、温度制御が行われるとともに、図７に示したようなグラフが表示される。なお、Ｓ１０１～Ｓ１０５の処理は、所定周期（たとえば、１秒）ごとに実行すればよい。

【0071】

以上説明したように、本実施の形態においては、制御装置１００は、目標温度と室内温度との差分の絶対値が第１値であるときは、設定温度として第１設定温度を決定する。制御装置１００は、目標温度と室内温度との差分の絶対値が第１値より小さい第２値であるときは、設定温度として第２設定温度を決定する。第１設定温度と目標温度との差分の絶対値は、第２設定温度と目標温度との差分の絶対値よりも大きい。具体的には、制御装置１００は、設定温度＝係数Ｋ×（目標温度－（室内温度－目標温度））の式により設定温度を算出する。そして、制御装置１００は、設定温度と室内温度との差分に従って冷温水２方弁３１に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行う。

【0072】

本実施の形態においては、設定温度＝目標温度（固定値）とすることなく、上記のような方法で設定温度を算出することで、図５に示したように、室内温度が目標温度に達するまでの所要時間を極力短縮することができる。これにより、室内空間を快適にすることができる。

【0073】

さらに、本実施の形態においては、図１、図６、図７等に示したように、係数Ｋを入力する入力部３１０を備え、入力部３１０によって入力された係数Ｋを用いてフィードバック制御を行い、目標温度に対する設定温度および室内温度の推移とともに、係数Ｋおよび室内温度が目標温度に達した時間を表示する表示部３２０を備えている。係数Ｋを変更することで、いかに早く室内温度が目標温度に達するか、オーバーシュートが大きくならないか等を検証しつつ、最適な係数Ｋを設定することができる。

【0074】

上述のように、ＰＩＤ制御における調整パラメータとして、比例ゲイン、微分ゲイン、積分ゲインの３つのパラメータがある。これらのパラメータを最適化することで、制御性能を改善することも可能である。

【0075】

これらのパラメータは、ビルに空調システム４００の据付時または保守時に工事業者または保守業者が調整することも可能である。しかしながら、これらのパラメータは現場で試行錯誤的に調整されるため、最適な値に調整することは容易ではなく、調整に時間もかかる。また、実運用として、スキルのないビルのオーナーや管理者が、これらのパラメータを調整することはない。

【0076】

一方、本実施の形態のように、目標温度と室内温度とに基づき設定温度を可変にすることで、ＰＩＤ制御の３つのパラメータを調整することなく、制御性能を改善することが可能となる。さらに、係数Ｋを変更可能にし、係数Ｋを変更したことによる制御性能の改善効果を画面上で確認可能に構成したことで、上記３つのパラメータを最適化するノウハウのないビルの管理者等であっても、容易に制御性能を改善することができる。

【0077】

なお、本実施の形態においては、制御システム１０の指令に従って動作する動作装置として冷温水２方弁３１の弁の開度を制御し、室内の温度を調整するようにした。しかし、これに限らず、制御システム１０の指令に従って動作する動作装置として給気ファン４１の回転数を制御し、室内の温度を調整してもよい。あるいは、動作装置として、冷温水２方弁３１および給気ファン４１の双方を制御するようにしてもよい。

【0078】

［付記］
上述した実施形態は、以下の付記の具体例である。

【0079】

（付記１）
室内の室内温度を予め設定された目標温度に調整する空調システムを制御する空調制御システムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行可能なプログラムを記憶するメモリとを備え、
前記空調システムは、前記室内温度を検出するセンサと、前記空調制御システムの指令に従って動作する動作装置とを含み、
前記プロセッサは、
前記目標温度と前記室内温度との差分の絶対値が第１値であるときは、設定温度として第１設定温度を決定し、
前記目標温度と前記室内温度との差分の絶対値が前記第１値より小さい第２値であるときは、前記設定温度として第２設定温度を決定し、
前記第１設定温度と前記目標温度との差分の絶対値は、前記第２設定温度と前記目標温度との差分の絶対値よりも大きく、
前記プロセッサは、前記設定温度と前記室内温度との差分に従って前記動作装置に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行う、空調制御システム。

【0080】

（付記２）
前記設定温度は、所定の係数×（前記目標温度－（前記室内温度－前記目標温度））である、付記１に記載の空調制御システム。

【0081】

（付記３）
前記所定の係数は、１である、付記２に記載の空調制御システム。

【0082】

（付記４）
前記所定の係数を入力する入力部をさらに備え、
前記プロセッサは、前記入力部によって入力された前記所定の係数を用いて前記フィードバック制御を行い、
前記目標温度に対する前記設定温度および前記室内温度の推移とともに、前記所定の係数および前記室内温度が前記目標温度に達した時間を表示する表示部をさらに備える、付記１～付記３のいずれか１項に記載の空調制御システム。

【0083】

（付記５）
前記動作装置は、冷温水２方弁であり、
前記空調システムは、前記空調制御システムの指令に従って前記冷温水２方弁の弁を動作する、付記１～付記４のいずれか１項に記載の空調制御システム。

【0084】

（付記６）
室内の室内温度を予め設定された目標温度に調整する空調システムを制御する空調制御システムの制御方法であって、
前記空調システムは、前記室内温度を検出するセンサと、前記空調制御システムの指令に従って動作する動作装置とを含み、
前記制御方法は、
前記目標温度と前記室内温度との差分の絶対値が第１値であるときは、設定温度として第１設定温度を決定するステップと、
前記目標温度と前記室内温度との差分の絶対値が前記第１値より小さい第２値であるときは、前記設定温度として第２設定温度を決定するステップとを備え、
前記第１設定温度と前記目標温度との差分の絶対値は、前記第２設定温度と前記目標温度との差分の絶対値よりも大きく、
前記制御方法は、前記設定温度と前記室内温度との差分に従って前記動作装置に対する動作指令値を算出するフィードバック制御を行うステップをさらに備える、制御方法。

【0085】

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0086】

１０ 制御システム、２０ 部屋、２１ 温度センサ、２２ 湿度センサ、２３ 温度センサ、３１ 冷温水２方弁、３２ 冷温水コイル、３３，３４ 流路、４１ 給気ファン、４２ 排気ファン、５１ 空調機、１００ ＰＬＣ、１０１ プロセッサ、１０２ メモリ、２００ サーバ、２０２ フードバック制御部、２１０ 設定温度算出部、３００ 端末、３１０ 入力部、３２０ 表示部、４００ 空調システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】