JP4220038B2

JP4220038B2 - Air conditioning system and air conditioning method

Info

Publication number: JP4220038B2
Application number: JP32982598A
Authority: JP
Inventors: 克彦柴田; 圭一石塚; 惇高橋
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2018-11-19
Also published as: JP2000154928A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えば工場や展示場などの移動する熱負荷が存在する空調空間を空調するシステム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に人の体温は室内温度よりも高いので，例えば工場や展示場などといった人が移動する空調空間では，人が熱負荷となって室内温度を上昇させる。このため，人が存在する空調空間において快適な環境を実現するためには，人体から発せられる熱負荷を空調によって補う必要がある。しかし，特に大空間を空調する場合，その制御によって消費エネルギーが著しく左右されてしまう。例えば大空間の全体を常に一定の温度に空調するのでは，多大なエネルギーが必要となり経済的な空調ができなくなる。
【０００３】
そこで従来より，シャッターなどの可動羽根を利用して空調空気の吐き出し方向を調整することによって，特に空調が必要な領域に給気して，部分的に空調することが行われている。また例えば特開平９−８９２８３号には，ダクト先端の吹き出し口の方向を可変にして，空調空間全体に空調された空気を供給する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，特に人の移動の多い工場や展示場などでは，熱負荷である人の数や位置が時間の経過と共に変化するので，空調が必要な領域を特定することは不可能である。このため，シャッターなどによって空調空気の吐き出し方向を固定してしまったのでは，快適な空調を達成できない。また前述の特開平９−８９２８３号の方法は広範囲の空調が可能になる反面，大空間を空調するには多大なエネルギーが必要となってしまう。
【０００５】
従って本発明の目的は，人などの熱負荷の移動が予定された空調空間において，移動する熱負荷の周囲を部分的に空調することによって，なるべく少ないエネルギーで快適な空調を実現できる手段を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために，本発明は，熱負荷の移動が予定された空調空間を空調するための空調システムであって，移動する熱負荷の位置を定期的に測定する位置測定手段と，前記空調空間内に空調空気を吐き出す第１のノズルと，前記空調空間内に空調空気を吐き出す第２のノズルとを備え，前記第１のノズルと前記第２のノズルには，空調機で作られた空調空気が分割されて供給され，前記第１のノズルは空調空気の吐き出し方向が一定であり，前記第２のノズルは空調空気の吐き出し方向が可変な可動ノズルであって，熱負荷の個数が１もしくは１と見なせるときは，前記移動する熱負荷に向かって空調空気を吐き出す負荷追尾モードに前記第２のノズルの吐き出し方向が制御され，熱負荷の個数が複数もしくは複数と見なせるときは，第２のノズルを所定の角度に傾けながら回転させて，所定の範囲に向かって空調空気を吐き出すアンビエントモードに前記第２のノズルの吐き出し方向が制御されることを特徴としている。
【０００７】
この空調システムにおいて，位置測定手段は，例えば赤外線カメラなどのサーモカメラを用いて人などの熱負荷を熱的に検知してその位置を測定しても良く，あるいは，ＣＣＤカメラなどの撮像カメラ等を用いて熱負荷を撮像してその位置を測定しても良い。この場合，サーモカメラなどを使用すれば，暗闇でも熱負荷を測定でき，光源等を省くことができる。
【０００８】
位置測定手段によって熱負荷の位置を定期的に測定するに際しては，空調空間に平面座標を設定し，前記移動する熱負荷の位置をその平面座標における画素で表し，熱負荷の数が画素の数を数えることにより判定される。そして，第２のノズルの吐き出し方向を，その座標データに基づいて定める。この場合，移動する熱負荷の位置を定期的に測定して各時間の熱負荷の位置を比較することにより，熱負荷の位置の経時的変化（移動速度）などを把握することも可能である。
【０００９】
そして，第１のノズルと第２のノズルから空調空間内にそれぞれ空調空気を吐き出して空調を行う。この場合，第１のノズルは空調空気の吐き出し方向が一定である。そして，空調空間の温度が通常の空調温度（例えば２５゜Ｃ）よりも高い例えば３０゜Ｃ程度になるように，第１のノズルからの空調空気の吐き出し風量を制御する。一方，第２のノズルは空調空気の吐き出し方向が可変な可動ノズルであり，その吐き出し方向は移動する熱負荷に向かって空調空気を吐き出すように制御される。そして第２のノズルからは，空調空間内において人などの熱負荷の周囲の温度が部分的に通常の空調温度（例えば２５゜Ｃ）になるように空調空気の吐き出しを行う。
【００１０】
このように，第１のノズルから吐き出した空調空気によって空調空間のほぼ全体を通常の空調温度（例えば２５゜Ｃ）よりも高く設定された例えば３０゜Ｃ程度に維持しつつ，第２のノズルから吐き出した空調空気によって人などの熱負荷の周囲を部分的に通常の空調温度（例えば２５゜Ｃ）にさせることにより，効率の良い空調ができるようになる。なお第２のノズルの吐き出し方向を定期的に調整し，移動する熱負荷に追従させることによって，空調空間内において移動する人などの熱負荷の位置を常時正確に把握でき，移動する熱負荷の周囲を常に部分的に空調することが可能となる。
【００１１】
また，前記空調空間を複数の領域に分割し，前記第２のノズルを各領域に対応して設けられており，アンビエントモードでは，前記第２のノズルから領域の全体に向って空調空気が吐き出されるようにしても良い。そうすれば，空調空間内において分割されたそれぞれの領域において先に説明した効率の良い空調ができ，空調空間全体の空調効率を更に向上できるようになる。
【００１２】
また本発明によれば，熱負荷の移動が予定された空調空間に第１のノズルと第２のノズルから空調空気を吐き出して空調を行う方法であって，前記第１のノズルと前記第２のノズルには，空調機で作られた空調空気が分割されて供給され，前記第１のノズルは，一定の方向に空調空気を吐き出し，前記第２のノズルは，空調空気の吐き出し方向が可変な可動ノズルであって，熱負荷の個数が１もしくは１と見なせるときは，前記移動する熱負荷に向かって空調空気を吐き出す負荷追尾モードに前記第２のノズルの吐き出し方向が制御され，熱負荷の個数が複数もしくは複数と見なせるときは，第２のノズルを所定の角度に傾けながら回転させて，所定の範囲に向かって空調空気を吐き出すアンビエントモードに前記第２のノズルの吐き出し方向が制御されることを特徴としている。
【００１４】
前記第２のノズルは，移動する熱負荷の個数が０もしくは０と見なせるときは空調空気を吐き出さないようにしても良い。そうすれば，省エネルギー化をより向上できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を用いて説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかる空調システム１の構成を概略的に示す説明図である。
【００１６】
ケーシング１０によって囲まれた空調空間１１が形成されている。空調空間１１の中において居住域（空調空間１１の床から高さ約２ｍまでの範囲）１２には熱負荷としての人１３が任意の人数で移動自在に存在し，また空調空間１１の中に対して人１３が出入りすることもできる。空調空間１１の天井部中央にはＣＣＤカメラ１５が設置されており，このＣＣＤカメラ１５で空調空間１１内の居住域１２に存在する人１３が常時撮像されている。また，ＣＣＤカメラ１５で撮像された画像データは集積部１６を経てコントローラ１７に定期的に入力されている。集積部１６は，ＣＣＤカメラ１５とコントローラ１７での信号の送受信機能を有し，かつ，ＣＣＤカメラ１５から送られた信号を蓄積する機能を有している。そして，コントローラ１７により，空調空間１１内の居住域１２に存在する人１３の位置や人数が所定の時間間隔で把握されている。
【００１７】
空調空間１１の上部には，空調空間１１のほぼ全体に向かって空調空気を吐き出す第１のノズル２０と，空調空間１１内の居住域１２に向かって空調空気を吐き出す第２のノズル２１が，それぞれ複数箇所に配置されている。これら第１のノズル２０と第２のノズル２１には，空調空間１１に隣接して設けられた空調機２２で作られた空調空気がダクト２３，２４を介して供給されている。
【００１８】
空調機２２には，コントローラ１７によってインバータ制御される外気取り入れファン２５の稼働により，ダクト２６を介して外気が供給されている。空調機２２内には，冷却コイルなどを備えた温度調節機構２７や図示しないフィルタ，その他給気ファン２８などが設けられており，これらを経て温度調節された清浄な空調空気が分岐チャンバ２９で２系統に分割されて，各ダクト２３，２４にそれぞれ供給されている。この実施の形態では，第１のノズル２０と第２のノズル２１から約１５〜１６゜Ｃ程度の第２の空調空気を吐き出すように設定されている。
【００１９】
ダクト２３の途中には，ＶＡＶユニット（風量可変バルブユニット）３０が設けられている。このＶＡＶユニット３０の開度は，空調空間１１内の居住域１２に配置した温度センサ３１に基づいてコントローラ３２によって制御されており，これにより，第１のノズル２０からの空調空気の吐き出し量が調節されるようになっている。この実施の形態では，温度センサ３１によって測定される居住域１２の雰囲気温度が３０℃もしくは２６゜Ｃになるように，ＶＡＶユニット３０の開度を調節して第１のノズル２０からの空調空気の吐き出し量を制御している。
【００２０】
図２に示すように，この実施の形態では，空調空間１１の居住域１２を領域１２ａ，領域１２ｂ，領域１２ｃ，領域１２ｄ，領域１２ｅ，領域１２ｆに６等分し，これら各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆの上方に第２のノズル２１をそれぞれ配置することにより，それぞれの第２のノズル２１から各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆに対して約１５〜１６゜Ｃ程度の空調空気を吐き出すことができるようになっている。
【００２１】
また図１に示すように，空調空間１１の天井部には排気口４０が設けられており，空調空間１１の上部に発生する熱だまりを，排気ファン４１の稼働によってダクト４２を通じて外部に排気するようになっている。
【００２２】
第２のノズル２１には駆動部３５が備えられており，コントローラ１７から駆動部３５に入力される信号に基づいて，第２のノズル２１から吐き出される空調空気の吐き出し方向が制御され，更に，第２のノズル２１の吐き出し量なども制御することが可能である。図３に示すように，第２のノズル２１は回転方向駆動モータ３６の駆動軸３７にブラケット３８を介して取り付けられており，ブラケット３８に対する第２のノズル２１の上下方向の取り付け角度は，上下方向駆動モータ３９の稼働によって調節されるようになっている。これら回転方向駆動モータ３６と上下方向駆動モータ３９の稼働により，第２のノズル２１の向きが調節され，先に図２で説明した各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆにおいて，それぞれ任意の方向に空調空気の吐き出しを行うことができるようになっている。なお，このような第２のノズル２１の向きの変化を許容するために，第２のノズル２１が接続される枝ダクト（ダクト２４から分岐される）とはフレキシブルダクトなどを介して接続されている。また，第２のノズル２１と接続される枝ダクトにはモータダンパ３９’が介装され，吐出気流の風量調整を可能にしている。
【００２３】
先に説明したように，居住域１２の雰囲気温度は第１のノズル２０から吐き出された空調空気によって約３０゜Ｃに保たれており，例えば，居住域１２に存在する人１３の周囲の気流速度を０．２〜０．５ｍ／ｓｅｃ，第２のノズル２１と人１３の距離を３．０ｍ，第２のノズル２１のノズル径を３０ｃｍとして，冷凍空調学会便覧Ｉ巻基礎編「スポットクーリング」の記載に従って計算すると，第２のノズル２１の吐き出し風速を４．０ｍ／ｓｅｃ，吐き出し温度を１５〜１６゜Ｃ程度とすることにより，人１３の周囲を約２５゜Ｃの雰囲気に部分的に空調することが可能である。なおこの設計例による本発明の実施態様では，１つのノズル２１で約３０ｍ^２の範囲をまかなうことが可能である。
【００２４】
またコントローラ１７は，先に説明したＣＣＤカメラ１５によって各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆに存在する人１３の位置や人数を把握し，それに基づいてそれぞれの第２のノズル２１の向きを調節して空調空気の吐き出し方向を個別に制御し，更にモータダンパ３９’によって空調空気の吐き出し量を制御することも可能である。即ち，例えば図４を参考にして領域１２ａについて代表して説明すると，先ず領域１２ａに直交軸Ｘ，Ｙを設定して領域１２ａを画素（ピクセル）と呼ばれる多数のマス目状の領域に分割する。この場合，領域１２ａに対応して設けられている第２のノズル２１の真下位置が座標系の原点０に一致するように直交軸Ｘ，Ｙを設定すると良い。
【００２５】
ここで，領域１２ａにおける具体的な制御の内容を，図５に示すフローチャートを用いて併せて説明すると，先ず，ＣＣＤカメラ１５によって空調空間１１内の居住域１２が撮影され，領域１２ａの画像が得られる（Ｓ１）。この場合，移動する熱負荷である人１３が領域１２ａに存在する場合は，撮影された人１３の画像は，図１に示した集積部１６を経てコントローラ１７に定期的に入力される。コントローラ１７は，人１３の像を画素として把握し，人１３の像をその画素の座標（Ｘ１，Ｙ１）に変換する（Ｓ２）。この場合，１画素の分解能はＣＣＤカメラ１２と人１３の距離に依存することとなるが，例えば５００×４８０（２４万画素）のＣＣＤカメラ１２を用いた場合，ＣＣＤカメラ１２の設置高さＨを約４ｍに設定すれば，１画素あたり実距離にして５０ｃｍ×５０ｃｍ以下の分解度を得ることができる。これは，１人の人１３が立った姿勢で占有する床面積にほぼ等しくなるので，１画素を１人として把握することができる。
【００２６】
またコントローラ１７は，ＣＣＤカメラ１５によって撮影される画像に基づいて，領域１２ａに移動する熱負荷である人１３がいるかいないかを判定する（Ｓ３）。この場合，移動する人１３の有無は，コントローラ１７に定期的に入力される画像パターンにおいてパターンマッチングという手法を用い，基準画像パターン（前回得られた画像）と対象画像パターン（今回得られた画像）で比較し，不一致部分（画素）があるかないかで，移動する熱負荷である人１３の存在を知ることができる。各時間の人１３の位置を比較（パターンマッチング）することにより，人１３の位置の経時的変化（移動速度）なども把握できる。
【００２７】
そして，領域１２ａに移動する熱負荷である人１３がいる場合は，その人数と位置を判定する（Ｓ４）。この場合，熱負荷である人１３の数は，先にＳ２において得た人１３の像である画素の座標（Ｘ１，Ｙ１）を数えることにより，判定することができる。また，熱負荷である人１３の位置は，座標（Ｘ１，Ｙ１）として把握することができる。
【００２８】
そして，領域１２ａに存在する人１３が一人の場合は，許容値（１）以下と判断し負荷追尾モードとなる（Ｓ５）。即ち，座標（Ｘ１，Ｙ１）及び第２のノズル２１の高さＨから，座標（Ｘ１，Ｙ１）に向かって第２の空調空気を吐き出すべき第２のノズル２１の向き（φ，θ）を演算し，先に図３で説明した回転方向駆動モータ３６と上下方向駆動モータ３９の稼働により，第２のノズル２１の向きを調節する（Ｓ６）。これにより，第２のノズル２１から吐き出した空調空気を，領域１２ａに存在している人１３に向かって供給し，人１３の周囲だけを部分的に約２５゜Ｃに空調することが可能となる。
【００２９】
またＣＣＤカメラ１２で撮影される人１３の位置が変化した場合は，すぐに第２のノズル２１の向きが調節され，常に移動した人１３に向かって空調空気が吐き出されるように，吐き出し方向が適宜変更される。例えば図６に示すように，領域１２ａにおける人１３の位置が座標（Ｘ２，Ｙ２）に移った場合は，コントローラ１７は，先と同様に，座標（Ｘ２，Ｙ２）及び第２のノズル２１の高さＨから，座標（Ｘ２，Ｙ２）に向かって空調空気を吐き出すべき第２のノズル２１の向き（φ’，θ’）を演算し，先に図３で説明した回転方向駆動モータ３６と上下方向駆動モータ３９の稼働により，第２のノズル２１の向きを調節する。これにより，移動後の人１３に対して第２のノズル２１から吐き出した空調空気が続けて供給され，人１３の周囲を移動に追従して空調できるようになる。
【００３０】
一方，領域１２ａに存在する人１３が２人以上の場合は，許容値（１）を越えたと判断しアンビエントモードとなる（Ｓ７）。即ち，領域１２ａにおいて２以上の座標が測定された場合は，コントローラ１７は，先に図３で説明した回転方向駆動モータ３６と上下方向駆動モータ３９の稼働を制御して，図７に示すように，第２のノズル２１を所定の角度に傾けながら回転させる状態に切り換える（Ｓ８）。これにより，領域１２ａのほぼ全体に向かって第２のノズル２１から空調空気が吐き出されるようになる。
【００３１】
また，領域１２ａに存在する人１３の人数がコントローラ１７に入力されるので，コントローラ１７は駆動部３５に適宜信号を入力し，領域１２ａに存在する人１３の人数を許容値（２）と比較する。そして，第２のノズル２１から吐き出される空調空気の吐き出し量を増減させ，空調に必要な分の空調空気を第２のノズル２１から吐き出させる（Ｓ９）。なおこのＳ９で比較される許容値（２）は，先のＳ４での比較に用いられる許容値（１）と同じではなく，Ｓ９の許容値（２）はＳ４の許容値（１）よりも常に多い値に設定される。
【００３２】
そして例えば，領域１２ａに存在する人１３の人数が許容値（２）よりも多い場合は，居住域１２の雰囲気温度が２６゜Ｃになるように，第２のノズル２１から吐き出される空調空気の量を変化させ（Ｓ１０），居住域に人１３が多く存在して図１に示した温度センサ３１の測定温度が２６゜Ｃを越えた場合は，ＶＡＶユニット３０を開いて第１のノズル２０からの空調空気の吐き出し量を増やし（Ｓ１１），一方，居住域に存在する人１３が少なく温度センサ３１の測定温度が２６゜Ｃ以下の場合は，ＶＡＶユニット３０を閉じて第１のノズル２０からの空調空気の吐き出し量を減らす（Ｓ１２）。また例えば，領域１２ａに存在する人１３の人数が許容値（２）以下である場合は，居住域１２の雰囲気温度が３０゜Ｃになるように，第２のノズル２１から吐き出される空調空気の量を変化させ（Ｓ１３），図１に示した温度センサ３１の測定温度が３０゜Ｃを越えた場合は，ＶＡＶユニット３０を開いて第１のノズル２０からの空調空気の吐き出し量を増やし（Ｓ１４），温度センサ３１の測定温度が３０゜Ｃ以下の場合は，ＶＡＶユニット３０を閉じて第１のノズル２０からの空調空気の吐き出し量を減らす（Ｓ１５）。
【００３３】
一方，先に説明したＳ３において領域１２ａに移動する熱負荷である人１３が存在しない場合は，無人モードとなり（Ｓ１６），第２のノズル２１からの空調空気の吐き出しは停止し，第１のノズル２０から吐き出された空調空気により居住域１２が３０゜Ｃとなるように空調が行われる（Ｓ１７）。即ち，図１に示した温度センサ３１の測定温度が３０゜Ｃを越えた場合は，ＶＡＶユニット３０を開いて第１のノズル２０からの空調空気の吐き出し量を増やし（Ｓ１８），温度センサ３１の測定温度が３０゜Ｃ以下の場合は，ＶＡＶユニット３０を閉じて第１のノズル２０からの空調空気の吐き出し量を減らす（Ｓ１９）。
【００３４】
更にコントローラ１７は領域１２ａにおける人１３の人数を定期的に把握しているので，各時間の人１３の人数を比較（パターンマッチング）することにより，領域１２ａへの人１３の出入りも把握でき，人数に応じて各種のモードを切り換えて，第２のノズル２１からの吐き出しを停止したり，領域１２ａに存在する人１３の周囲だけを追従して空調するように第２のノズル２１の吐き出し方向を調節したり，領域１２ａのほぼ全体に向かって第２の空調空気を吐き出すように第２のノズル２１を傾けて回転させたりすることを，適宜定期的に切り換えることが可能である。
【００３５】
なお，領域１２ａについて代表して説明したが，領域１２ａ以外の他の領域１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆにおいても同様に，人１３の位置と人数が定期的に測定され，各領域１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆに対応して設けられたそれぞれの第２のノズル２１の吐き出し方向や，吐き出し量，温度がそれぞれ個別に制御される。
【００３６】
例えば図８は，一例として空調空間１１内の居住域１２において，領域１２ａ，１２ｄ，１２ｆには人１３が存在せず，領域１２ｂ，１２ｅには人１３が１人ずつ存在し，領域１２ｃには人１３が２人以上存在する状態を示している。このような状態であれば，領域１２ａ，１２ｄ，１２ｆに対応して設けられたそれぞれの第２のノズル２１からの吐き出しを停止し，無人モードとする。また領域１２ｂ，１２ｅに対応して設けられたそれぞれの第２のノズル２１については，吐き出し方向を制御することにより，第２の空調空気を各領域１２ｂ，１２ｅに存在している人１３に向かってそれぞれ供給し，人１３の周囲を部分的に空調し，負荷追尾モードとする。また領域１２ｃに対応して設けられた第２のノズル２１は，先に図６で説明したように傾けて回転させ，領域１２ｃのほぼ全体に向かって第２の空調空気を吐き出すようにし，アンビエントモードとする。
【００３７】
また図９は，他の一例として空調空間１１内の居住域１２において，各領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのいずれにも人１３が２人以上存在する状態を示している。このような状態であれば，空調空間１１に設けられている全部の第２のノズル２１を，先に図６で説明したように傾けて回転させ，居住域１２のほぼ全体に向かって第２の空調空気を吐き出し，アンビエントモードとする。
【００３８】
なお，ＣＣＤカメラ１５から撮像データを送信される集積部１６は在室人員を検知・把握し続けているため，これを外気取入ファン２５の制御に利用することができる。すなわち，在員人員が多い場合は外気取入ファン２５に介装したインバータに風量増の指示をする。そして，第１のノズル２０から吐き出される空調空気の量を変化させる場合は，コントローラ１７は同時に外気取り入れファン２５の稼働も制御し，空調機２２への外気の供給量を同時に調整することができる。
【００３９】
この空調システム１によれば，空調空間１１内に第１のノズル２０と第２のノズル２１から必要に応じて空調空気をそれぞれ別に吐き出すことにより，空調空間１１内に存在する人１３の周囲の温度を部分的に目標温度（例えば２５゜Ｃ）に空調することができ，効率の良い空調ができるようになる。特に人１３が１人の場合は第２のノズル２１の吐き出し方向を定期的に調整して人１３に追従させることによって，人１３の周囲を常に部分的に空調することが可能となる。このため，空調に要する消費エネルギーを節約することができるようになる。更に，ＣＣＤカメラ１５によって撮影された画像は，防犯や防災などにも利用でき，また，画像を見ることによって，室内の状態を容易に目視できるようになる。またコントローラ１７によって外気取り入れファン２５の稼働を制御し，外気導入制御を行うことで，外気処理に関わる消費エネルギーや搬送動力の削減も期待できる。外気導入量を制御する場合，従来はＣＯ_２センサなどが必要であったが，ＣＣＤカメラ１５によって撮影された画像によって正確な在室人数が把握できるので，この空調システム１ではＣＯ_２センサは不要となる。
【００４０】
以上，本発明の実施の形態の一例を説明したが，本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば，熱負荷は人に限らずその他のものについても本発明を適用できる。また，１人の人を必ずしも１つの熱負荷に数える必要はなく，例えば数人の人がまとめて移動するような場合は，その数人の人を１つの熱負荷に数えても良い。また，第２のノズル２１の空調空気は，吐き出し量と共に，もしくは吐き出し量に変えて吐き出し温度なども制御しても良い。
【００４１】
【実施例】
次に，シミュレーションによって本発明と従来技術を比較した。以下に各例の条件と比較結果を示す。
【００４２】
（比較例１）
図１０に示すように，空調空間５０に空調機の吐き出し口５１から給気して空調した。空調の設定温度は２６℃，湿度は５０％ＲＨに設定した。この比較例１は，２００ｍ^２程度のエントランスホールや展示室などの空間全体を空調する場合に良く用いられる方法であり，５０〜６０ｋＷ程度の負荷処理能力を持ったパッケージ型空調機を必要とする。
【００４３】
（比較例２）
図１０と同様の構成により空調した。空調の目標温度を２８℃に上げることによって省エネルギー化をはかった。その他の条件は比較例１と同様。比較例２は，２００ｍ^２程度のエントランスホールや展示室などの空間全体を空調する場合に，比較例１に比べて約１割程度小さい能力のパッケージ型空調機を用いることができる。
【００４４】
（実施例１）
図１１に示すように，空調空間６０のほぼ全体に約１６゜の空調空気を第１のノズル６１から供給して約３０度Ｃに維持すると共に，空調空間６０下部の居住域に存在する熱負荷（人）向かって第２のノズル６２から約１６゜の空調空気を吐き出し，熱負荷周囲を約２５゜Ｃの空調雰囲気を形成した。なお湿度は５０％ＲＨに設定した。２５゜Ｃの空調雰囲気が形成された箇所における周囲気流は０．２〜０．５ｍ／ｓであった。第１のノズル６１と第２のノズル６２には同じパッケージ空調機で作った空調空気を供給した。
【００４５】
（実施例２）
実施例１と同様に，空調空間下部の居住域に向かって第２のノズルから約１６゜の空調空気を吐き出し，熱負荷周囲を約２５゜Ｃの空調雰囲気を形成した。なお湿度は５０％ＲＨに設定した。また空調空間の天井部に設けた排気口から，空調空間の上部に発生する熱だまりを排気した。２５゜Ｃの空調雰囲気を形成された箇所における周囲気流は０．５〜１．０ｍ／ｓであった。
【００４６】
これら比較例１，２と実施例１，２の電力使用量について，比較例１を１．０とすると，比較例２は０．９，実施例１は０．７７，実施例２は０．６４の比となる。求めた電力使用量に電力従量料金をかけることで，ランニングコストの算出ができる。その結果，比較例１，２に比べ実施例１，２は２〜４割程度ランニングコストを低減できた。なお，比較例２は比較例１に比べ約１割程度ランニングコストを低減できた。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば，熱負荷の移動が予定された空調空間において，熱負荷の周囲を部分的に空調することによって，なるべく少ないエネルギーで快適な空調を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる空調システムの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】空調空間の居住域において分割された各領域と，各領域に対応して設けられたそれぞれの第２のノズルの説明図である。
【図３】第２のノズルの駆動部の説明図である。
【図４】第２のノズルの吐き出し方向を位置（Ｘ１，Ｙ１）に向けた状態の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる空調方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２のノズルの吐き出し方向を位置（Ｘ２，Ｙ２）に向けた状態の説明図である。
【図７】所定の角度に傾きながら回転する第２のノズルの説明図である。
【図８】空調空間内の居住域において人が存在しない領域と，人が１人ずつ存在する領域と，人が２人以上存在する領域が混在している状態の説明図である。
【図９】空調空間内の居住域において各領域に人が２人以上存在している状態の説明図である。
【図１０】比較例１，２の説明図である。
【図１１】実施例１，２の説明図である。
【符号の説明】
１空調システム
１１空調空間
１２居住域
１３人（熱負荷）
１５ＣＣＤカメラ
１６集積部
１７コントローラ
２０第１のノズル
２１第２のノズル
２２空調機
２５外気取入ファン
２８給気ファン
２９温度調節器
３５駆動部
４０排気口
４１排気ファン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, the present invention can be used for moving heat in factories and exhibition halls. load BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
[0002]
[Prior art]
In general, the human body temperature is higher than the room temperature. For example, in an air-conditioned space where a person moves, such as a factory or an exhibition hall, the person becomes a heat load to increase the room temperature. For this reason, in order to realize a comfortable environment in an air-conditioned space where people exist, it is necessary to compensate for the heat load generated by the human body by air conditioning. However, especially when air-conditioning a large space, energy consumption is significantly affected by the control. For example, if the entire large space is always air-conditioned at a constant temperature, a large amount of energy is required, making economical air conditioning impossible.
[0003]
Therefore, conventionally, air conditioning is partially performed by supplying air to an area requiring air conditioning by adjusting the discharge direction of the air conditioning air using a movable blade such as a shutter. Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-89283 discloses a method of supplying conditioned air to the entire conditioned space by changing the direction of the outlet at the end of the duct.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, especially in factories and exhibition halls where there are many people moving, it is impossible to specify the area where air conditioning is required because the number and position of people who are heat loads change over time. For this reason, if the discharge direction of the conditioned air is fixed by a shutter or the like, comfortable air conditioning cannot be achieved. The method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-89283 enables a wide range of air conditioning, but requires a great deal of energy to air-condition a large space.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide means capable of realizing comfortable air conditioning with as little energy as possible by partially air-conditioning around a moving heat load in an air-conditioned space where the movement of a heat load such as a person is scheduled. There is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention provides an air conditioning system for air-conditioning an air-conditioned space where a thermal load is scheduled to move, the position measuring means for periodically measuring the position of the moving thermal load, A first nozzle for discharging conditioned air into the conditioned space; and a second nozzle for discharging conditioned air into the conditioned space; The first nozzle and the second nozzle are divided and supplied with conditioned air produced by an air conditioner, When the first nozzle has a constant air-conditioning air discharge direction and the second nozzle is a movable nozzle whose air-conditioning air discharge direction is variable and the number of heat loads can be regarded as 1 or 1, When the discharge direction of the second nozzle is controlled in the load tracking mode in which the conditioned air is discharged toward the moving heat load, and the number of heat loads can be regarded as plural or plural, the second nozzle is inclined at a predetermined angle. The discharge direction of the second nozzle is controlled in an ambient mode in which the air-conditioning air is discharged toward a predetermined range.
[0007]
this In an air conditioning system, the position measuring means may measure the position by thermally detecting a thermal load of a person or the like using a thermo camera such as an infrared camera, or may use an imaging camera such as a CCD camera. It may be used to image the thermal load and measure its position. In this case, if a thermo camera or the like is used, the heat load can be measured even in the dark, and the light source and the like can be omitted.
[0008]
When periodically measuring the position of the thermal load by means of position measurement , A plane coordinate is set in the conditioned space, and the position of the moving heat load is set to the plane coordinate. It is represented by a pixel, and the number of thermal loads is determined by counting the number of pixels. And The discharge direction of the second nozzle is determined based on the coordinate data. I will. In this case, by periodically measuring the position of the moving heat load and comparing the position of the heat load for each hour, it is also possible to grasp the temporal change (movement speed) of the position of the heat load. .
[0009]
Then, air conditioning is performed by discharging conditioned air into the conditioned space from the first nozzle and the second nozzle, respectively. In this case, the discharge direction of the conditioned air is constant in the first nozzle. Then, the amount of air discharged from the first nozzle is controlled so that the temperature of the air-conditioned space is about 30 ° C., which is higher than the normal air-conditioning temperature (eg 25 ° C.). On the other hand, the second nozzle is a movable nozzle whose discharge direction of the conditioned air is variable, and the discharge direction is controlled so as to discharge the conditioned air toward the moving heat load. The second nozzle discharges the conditioned air so that the temperature around the heat load of a person or the like partially reaches the normal conditioned temperature (for example, 25 ° C.) in the conditioned space.
[0010]
As described above, the conditioned air discharged from the first nozzle maintains the substantially entire conditioned space at, for example, about 30 ° C., which is set higher than the normal air-conditioning temperature (eg, 25 ° C.), while the second nozzle Efficient air conditioning can be performed by partially setting the surroundings of a heat load such as a person to a normal air conditioning temperature (for example, 25 ° C.) with the air-conditioned air discharged from the air. By periodically adjusting the discharge direction of the second nozzle and following the moving heat load, the position of the heat load such as a person moving in the air-conditioned space can always be accurately grasped, and the moving heat load The surroundings can always be partially air-conditioned.
[0011]
Also, The air-conditioned space is divided into a plurality of areas, and the second nozzle is associated with each area. In the ambient mode, the conditioned air is discharged from the second nozzle toward the entire area. Also good. If it does so, the efficient air conditioning demonstrated previously in each area | region divided | segmented in the air-conditioned space can be performed, and the air-conditioning efficiency of the whole air-conditioned space can further be improved.
[0012]
Further, according to the present invention, there is provided a method of performing air conditioning by discharging conditioned air from the first nozzle and the second nozzle to an conditioned space where the movement of the thermal load is scheduled. The first nozzle and the second nozzle are divided and supplied with conditioned air produced by an air conditioner, When the first nozzle discharges conditioned air in a fixed direction, and the second nozzle is a movable nozzle whose discharge direction of conditioned air is variable and the number of thermal loads can be regarded as 1 or 1, When the discharge direction of the second nozzle is controlled in the load tracking mode in which conditioned air is discharged toward the moving heat load, and the number of heat loads can be regarded as plural or plural, the second nozzle is set at a predetermined angle. The discharge direction of the second nozzle is controlled in an ambient mode in which the air-conditioning air is discharged toward a predetermined range by rotating while tilting.
[0014]
Above The second nozzle may be configured not to discharge the conditioned air when the number of moving thermal loads is 0 or 0. Then, energy saving can be improved.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of an air conditioning system 1 according to an embodiment of the present invention.
[0016]
An air-conditioned space 11 surrounded by the casing 10 is formed. In the air-conditioned space 11, a person 13 as a heat load is movably movable by an arbitrary number of people in a living area 12 (range from the floor of the air-conditioned space 11 to a height of about 2 m). On the other hand, the person 13 can go in and out. A CCD camera 15 is installed in the center of the ceiling part of the air-conditioned space 11, and a person 13 existing in the living area 12 in the air-conditioned space 11 is always imaged by the CCD camera 15. Further, image data picked up by the CCD camera 15 is periodically input to the controller 17 via the accumulating unit 16. The integration unit 16 has a function of transmitting and receiving signals between the CCD camera 15 and the controller 17 and also has a function of accumulating signals sent from the CCD camera 15. Then, the position and the number of people 13 existing in the living area 12 in the air-conditioned space 11 are grasped by the controller 17 at predetermined time intervals.
[0017]
In the upper part of the conditioned space 11, a first nozzle 20 that discharges conditioned air toward almost the entire conditioned space 11 and a second nozzle 21 that discharges conditioned air toward the living area 12 in the conditioned space 11, Each is arranged in multiple places. The first nozzle 20 and the second nozzle 21 are supplied with conditioned air produced by an air conditioner 22 provided adjacent to the conditioned space 11 via ducts 23 and 24.
[0018]
Outside air is supplied to the air conditioner 22 through the duct 26 by the operation of the outside air intake fan 25 that is inverter-controlled by the controller 17. In the air conditioner 22, there are provided a temperature adjusting mechanism 27 having a cooling coil, a filter (not shown), an air supply fan 28, and the like. It is divided into two systems and supplied to the ducts 23 and 24, respectively. In this embodiment, the second conditioned air of about 15 to 16 ° C. is discharged from the first nozzle 20 and the second nozzle 21.
[0019]
In the middle of the duct 23, a VAV unit (air volume variable valve unit) 30 is provided. The opening degree of the VAV unit 30 is controlled by a controller 32 based on a temperature sensor 31 disposed in the living area 12 in the air-conditioned space 11, whereby the amount of air-conditioned air discharged from the first nozzle 20 is reduced. It has come to be adjusted. In this embodiment, the conditioned air from the first nozzle 20 is adjusted by adjusting the opening of the VAV unit 30 so that the atmospheric temperature of the living area 12 measured by the temperature sensor 31 is 30 ° C. or 26 ° C. The amount of discharge is controlled.
[0020]
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the living area 12 of the air-conditioned space 11 is divided into six equal areas 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, and these areas 12a, 12b. , 12c, 12d, 12e, and 12f, the second nozzle 21 is disposed above each of the regions 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f. Air conditioned air of about 16 ° C can be discharged.
[0021]
As shown in FIG. 1, an exhaust port 40 is provided in the ceiling portion of the air-conditioned space 11, and a heat pool generated in the upper portion of the air-conditioned space 11 is exhausted to the outside through the duct 42 by the operation of the exhaust fan 41. It is like that.
[0022]
The second nozzle 21 is provided with a drive unit 35. Based on a signal input from the controller 17 to the drive unit 35, the discharge direction of the conditioned air discharged from the second nozzle 21 is controlled. The discharge amount of the second nozzle 21 can also be controlled. As shown in FIG. 3, the second nozzle 21 is attached to the drive shaft 37 of the rotational direction drive motor 36 via a bracket 38, and the vertical attachment angle of the second nozzle 21 with respect to the bracket 38 is vertical. It is adjusted by the operation of the direction drive motor 39. The direction of the second nozzle 21 is adjusted by the operation of the rotation direction drive motor 36 and the vertical direction drive motor 39, and in each of the regions 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f described above with reference to FIG. The conditioned air can be discharged in any direction. In order to allow such a change in the direction of the second nozzle 21, the branch duct (branched from the duct 24) to which the second nozzle 21 is connected is connected via a flexible duct or the like. Yes. In addition, a motor damper 39 ′ is interposed in the branch duct connected to the second nozzle 21 so that the air volume of the discharged airflow can be adjusted.
[0023]
As described above, the ambient temperature of the living area 12 is maintained at about 30 ° C. by the conditioned air discharged from the first nozzle 20, for example, the air flow around the person 13 existing in the living area 12. The speed is 0.2 to 0.5 m / sec, the distance between the second nozzle 21 and the person 13 is 3.0 m, and the nozzle diameter of the second nozzle 21 is 30 cm. When the discharge speed of the second nozzle 21 is set to 4.0 m / sec and the discharge temperature is set to about 15 to 16 ° C., the area around the person 13 is partially changed to an atmosphere of about 25 ° C. It is possible to air-condition. In the embodiment of the present invention according to this design example, one nozzle 21 is about 30 m. ² It is possible to cover the range.
[0024]
Further, the controller 17 grasps the position and the number of persons 13 existing in each of the regions 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f by the CCD camera 15 described above, and based on that, the controller 17 determines each second nozzle 21. It is also possible to individually control the discharge direction of the conditioned air by adjusting the direction, and further to control the discharge amount of the conditioned air by the motor damper 39 ′. That is, for example, referring to FIG. 4, the region 12a will be described as a representative. First, the orthogonal axes X and Y are set in the region 12a, and the region 12a is divided into a number of square regions called pixels. . In this case, the orthogonal axes X and Y may be set so that the position immediately below the second nozzle 21 provided corresponding to the region 12a coincides with the origin 0 of the coordinate system.
[0025]
Here, specific contents of the control in the area 12a will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5. First, the residential area 12 in the air-conditioned space 11 is photographed by the CCD camera 15, and the image of the area 12a is captured. Is obtained (S1). In this case, when a person 13 as a moving heat load is present in the area 12a, the photographed image of the person 13 is periodically input to the controller 17 via the accumulation unit 16 shown in FIG. The controller 17 grasps the image of the person 13 as a pixel, and converts the image of the person 13 into the coordinates (X1, Y1) of the pixel (S2). In this case, the resolution of one pixel depends on the distance between the CCD camera 12 and the person 13. For example, when a CCD camera 12 of 500 × 480 (240,000 pixels) is used, the installation height H of the CCD camera 12 is set. Is set to about 4 m, a resolution of 50 cm × 50 cm or less can be obtained as an actual distance per pixel. This is almost equal to the floor area occupied by one person 13 in a standing posture, so that one pixel can be grasped as one person.
[0026]
Further, the controller 17 determines whether or not there is a person 13 as a thermal load moving to the area 12a based on the image photographed by the CCD camera 15 (S3). In this case, the presence or absence of the moving person 13 is determined by using a method called pattern matching in an image pattern periodically input to the controller 17, and a reference image pattern (previously obtained image) and a target image pattern (image obtained this time). ), And the presence of the person 13 that is the moving heat load can be known whether or not there is a mismatched portion (pixel). By comparing the position of the person 13 at each time (pattern matching), the temporal change (movement speed) of the position of the person 13 can be grasped.
[0027]
When there is a person 13 who is a heat load moving to the area 12a, the number and position of the person 13 are determined (S4). In this case, the number of persons 13 that are heat loads can be determined by counting the coordinates (X1, Y1) of the pixels that are the images of the person 13 obtained in S2. Moreover, the position of the person 13 who is a heat load can be grasped as coordinates (X1, Y1).
[0028]
If there is only one person 13 in the area 12a, it is determined that the allowable value (1) or less is set, and the load tracking mode is set (S5). That is, the direction (φ, θ) of the second nozzle 21 from which the second conditioned air should be discharged toward the coordinates (X1, Y1) from the coordinates (X1, Y1) and the height H of the second nozzle 21. The direction of the second nozzle 21 is adjusted by the operation of the rotational direction drive motor 36 and the vertical direction drive motor 39 described above with reference to FIG. 3 (S6). As a result, the conditioned air discharged from the second nozzle 21 can be supplied toward the person 13 existing in the region 12a, and only the area around the person 13 can be partially air-conditioned to about 25 ° C. Become.
[0029]
When the position of the person 13 photographed by the CCD camera 12 changes, the direction of the second nozzle 21 is immediately adjusted, and the discharge direction is set so that the conditioned air is always discharged toward the moved person 13. It is changed appropriately. For example, as shown in FIG. 6, when the position of the person 13 in the area 12a moves to the coordinates (X2, Y2), the controller 17 determines that the coordinates (X2, Y2) and the second nozzle 21 are the same as before. From the height H, the direction (φ ′, θ ′) of the second nozzle 21 from which the conditioned air should be discharged toward the coordinates (X2, Y2) is calculated, and the rotational direction drive motor 36 described above with reference to FIG. The direction of the second nozzle 21 is adjusted by the operation of the vertical drive motor 39. As a result, the conditioned air discharged from the second nozzle 21 is continuously supplied to the person 13 after movement, and the surroundings of the person 13 can be air-conditioned following the movement.
[0030]
On the other hand, if there are two or more people 13 in the area 12a, it is determined that the allowable value (1) has been exceeded and the ambient mode is set (S7). That is, when two or more coordinates are measured in the region 12a, the controller 17 controls the operation of the rotational direction drive motor 36 and the vertical direction drive motor 39 described above with reference to FIG. Then, the second nozzle 21 is switched to a state of being rotated while being inclined at a predetermined angle (S8). Accordingly, the conditioned air is discharged from the second nozzle 21 toward almost the entire region 12a.
[0031]
Further, since the number of persons 13 existing in the area 12a is input to the controller 17, the controller 17 inputs an appropriate signal to the drive unit 35, and compares the number of persons 13 existing in the area 12a with the allowable value (2). To do. Then, the amount of conditioned air discharged from the second nozzle 21 is increased or decreased, and the amount of conditioned air required for air conditioning is discharged from the second nozzle 21 (S9). The allowable value (2) compared in S9 is not the same as the allowable value (1) used in the previous comparison in S4, and the allowable value (2) in S9 is more than the allowable value (1) in S4. It is always set to a large value.
[0032]
For example, when the number of persons 13 existing in the area 12a is larger than the allowable value (2), the conditioned air discharged from the second nozzle 21 is set so that the ambient temperature of the living area 12 becomes 26 ° C. When the amount is changed (S10) and there are many people 13 in the living area and the temperature measured by the temperature sensor 31 shown in FIG. 1 exceeds 26 ° C., the VAV unit 30 is opened and the first nozzle 20 is opened. If the temperature of the temperature sensor 31 is 26 ° C. or less, the VAV unit 30 is closed and the first nozzle 20 is increased. The amount of conditioned air discharged from the air is reduced (S12). Further, for example, when the number of persons 13 existing in the area 12a is equal to or less than the allowable value (2), the conditioned air discharged from the second nozzle 21 is set so that the ambient temperature of the living area 12 becomes 30 ° C. 1 is changed, and when the temperature measured by the temperature sensor 31 shown in FIG. 1 exceeds 30 ° C., the VAV unit 30 is opened to increase the discharge amount of the conditioned air from the first nozzle 20 ( S14) When the temperature measured by the temperature sensor 31 is 30 ° C. or lower, the VAV unit 30 is closed to reduce the discharge amount of the conditioned air from the first nozzle 20 (S15).
[0033]
On the other hand, when there is no person 13 that is a heat load moving to the region 12a in S3 described above, the unmanned mode is set (S16), the discharge of the conditioned air from the second nozzle 21 is stopped, Air conditioning is performed by the conditioned air discharged from the nozzle 20 so that the living area 12 becomes 30 ° C. (S17). That is, when the measured temperature of the temperature sensor 31 shown in FIG. 1 exceeds 30 ° C., the VAV unit 30 is opened to increase the discharge amount of the conditioned air from the first nozzle 20 (S18). When the measured temperature is 30 ° C. or lower, the VAV unit 30 is closed to reduce the amount of conditioned air discharged from the first nozzle 20 (S19).
[0034]
Furthermore, since the controller 17 periodically knows the number of people 13 in the area 12a, by comparing (pattern matching) the number of people 13 at each time, the controller 13 can also grasp the entry and exit of the person 13; Various modes are switched according to the number of people, and the discharge from the second nozzle 21 is stopped, or the discharge direction of the second nozzle 21 so as to follow the surroundings of the person 13 existing in the region 12a and perform air conditioning. It is possible to periodically switch between adjusting the angle and rotating the second nozzle 21 so that the second conditioned air is discharged toward almost the entire region 12a.
[0035]
Although the region 12a has been described as a representative, the positions and the number of people 13 are also periodically measured in the other regions 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f other than the region 12a. The discharge direction, discharge amount, and temperature of each second nozzle 21 provided corresponding to 12c, 12d, 12e, and 12f are individually controlled.
[0036]
For example, FIG. 8 shows, as an example, in the living area 12 in the air-conditioned space 11, there are no people 13 in the areas 12a, 12d, and 12f, and there are one person 13 in the areas 12b and 12e. Indicates a state in which two or more people 13 exist. If it is in such a state, the discharge from each 2nd nozzle 21 provided corresponding to field 12a, 12d, and 12f is stopped, and it is set as unattended mode. Further, for each second nozzle 21 provided corresponding to the regions 12b and 12e, the second conditioned air is directed toward the person 13 existing in each region 12b and 12e by controlling the discharge direction. Each is supplied, partially air-conditioned around the person 13, and set to the load tracking mode. Further, the second nozzle 21 provided corresponding to the region 12c is tilted and rotated as described above with reference to FIG. 6 so that the second conditioned air is discharged toward almost the entire region 12c, and the ambient air is discharged. Mode.
[0037]
FIG. 9 shows a state where two or more people 13 exist in each of the areas 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f in the living area 12 in the air-conditioned space 11 as another example. In such a state, all the second nozzles 21 provided in the air-conditioned space 11 are tilted and rotated as described above with reference to FIG. The conditioned air is discharged and the ambient mode is set.
[0038]
Note that the stacking unit 16 to which the imaging data is transmitted from the CCD camera 15 continues to detect and grasp the occupant in the room, so that it can be used for controlling the outside air intake fan 25. That is, when the number of staff is large, an instruction for increasing the air volume is given to the inverter interposed in the outside air intake fan 25. When changing the amount of conditioned air discharged from the first nozzle 20, the controller 17 can simultaneously control the operation of the outside air intake fan 25 and simultaneously adjust the amount of outside air supplied to the air conditioner 22. .
[0039]
According to this air conditioning system 1, the conditioned air is separately discharged from the first nozzle 20 and the second nozzle 21 into the conditioned space 11 as necessary, so that the surroundings of the person 13 existing in the conditioned space 11 can be obtained. The temperature can be partially air-conditioned to a target temperature (for example, 25 ° C.), and efficient air-conditioning can be performed. In particular, when the number of people 13 is one, the surroundings of the person 13 can always be partially air-conditioned by periodically adjusting the discharge direction of the second nozzle 21 to follow the person 13. For this reason, energy consumption required for air conditioning can be saved. Furthermore, the image photographed by the CCD camera 15 can be used for crime prevention and disaster prevention, and the indoor state can be easily seen by viewing the image. Further, by controlling the operation of the outside air intake fan 25 by the controller 17 and performing outside air introduction control, it is possible to expect reduction of energy consumption and conveyance power related to outside air processing. Conventionally, when controlling the amount of outside air introduced, CO ₂ Although a sensor or the like was required, the accurate number of people in the room can be grasped from the image taken by the CCD camera 15. ₂ A sensor is unnecessary.
[0040]
As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to the form demonstrated here. For example, the present invention can be applied not only to humans but also to other thermal loads. One person is not necessarily counted as one heat load. For example, when several people move together, the several people may be counted as one heat load. Further, the conditioned air of the second nozzle 21 may control the discharge temperature or the like together with the discharge amount or in place of the discharge amount.
[0041]
【Example】
Next, the present invention was compared with the prior art by simulation. The conditions and comparison results of each example are shown below.
[0042]
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 10, the air-conditioned space 50 was air-conditioned by supplying air from the air outlet 51 of the air conditioner. The set temperature for air conditioning was set to 26 ° C. and the humidity was set to 50% RH. This comparative example 1 is 200 m ² This is a method often used for air-conditioning the entire space such as an entrance hall or an exhibition room, and requires a packaged air conditioner having a load processing capacity of about 50 to 60 kW.
[0043]
(Comparative Example 2)
Air conditioning was performed using the same configuration as in FIG. Energy saving was achieved by raising the target temperature of air conditioning to 28 ° C. Other conditions are the same as in Comparative Example 1. Comparative Example 2 is 200 m ² When air-conditioning the entire space such as an entrance hall or an exhibition room, it is possible to use a packaged air conditioner having a capacity that is approximately 10% smaller than that of the first comparative example.
[0044]
(Example 1)
As shown in FIG. 11, the conditioned air of about 16 ° is supplied from the first nozzle 61 to the almost entire conditioned space 60 and maintained at about 30 ° C., and the heat existing in the living area below the conditioned space 60 is maintained. About 16 ° conditioned air was discharged from the second nozzle 62 toward the load (person), and an conditioned atmosphere of about 25 ° C. was formed around the heat load. The humidity was set to 50% RH. The ambient airflow at the place where the air-conditioning atmosphere at 25 ° C. was formed was 0.2 to 0.5 m / s. The first nozzle 61 and the second nozzle 62 were supplied with conditioned air produced by the same packaged air conditioner.
[0045]
(Example 2)
As in Example 1, conditioned air of about 16 ° was discharged from the second nozzle toward the living area below the conditioned space, and an conditioned atmosphere of about 25 ° C. was formed around the heat load. The humidity was set to 50% RH. In addition, the heat pool generated in the upper part of the air-conditioned space was exhausted from an exhaust port provided in the ceiling of the air-conditioned space. The ambient airflow at the place where the air-conditioning atmosphere of 25 ° C was formed was 0.5 to 1.0 m / s.
[0046]
Regarding the power consumption of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2, assuming that Comparative Example 1 is 1.0, Comparative Example 2 is 0.9, Example 1 is 0.77, and Example 2 is 0. The ratio is 64. The running cost can be calculated by multiplying the determined power consumption by the power usage fee. As a result, compared to Comparative Examples 1 and 2, Examples 1 and 2 were able to reduce running costs by about 20 to 40%. In Comparative Example 2, the running cost was reduced by about 10% compared to Comparative Example 1.
[0047]
【The invention's effect】
The present invention According to the above, in the air-conditioned space where the movement of the heat load is scheduled, it is possible to realize a comfortable air-conditioning with as little energy as possible by partially air-conditioning around the heat load.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of an air conditioning system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of each area divided in the living area of the air-conditioned space and each second nozzle provided corresponding to each area.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a driving unit of a second nozzle.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a state in which a discharge direction of a second nozzle is directed to a position (X1, Y1).
FIG. 5 is a flowchart for explaining an air conditioning method according to the embodiment of the present invention;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a state in which a discharge direction of a second nozzle is directed to a position (X2, Y2).
FIG. 7 is an explanatory diagram of a second nozzle that rotates while tilting at a predetermined angle.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a state in which a region where there is no person, a region where one person exists, and a region where two or more people exist are mixed in the living area in the air-conditioned space.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a state where two or more people are present in each area in the living area in the air-conditioned space.
10 is an explanatory diagram of Comparative Examples 1 and 2. FIG.
11 is an explanatory diagram of Examples 1 and 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Air conditioning system
11 Air-conditioned space
12 residential area
13 people (heat load)
15 CCD camera
16 Stacking unit
17 Controller
20 First nozzle
21 Second nozzle
22 Air conditioner
25 Outside air intake fan
28 Air supply fan
29 Temperature controller
35 Drive unit
40 Exhaust vent
41 Exhaust fan

Claims

An air-conditioning system for air-conditioning an air-conditioned space where a heat load is scheduled to move,
A position measuring means for periodically measuring the position of the moving heat load; a first nozzle for discharging conditioned air into the conditioned space; and a second nozzle for discharging conditioned air into the conditioned space;
The first nozzle and the second nozzle are divided and supplied with conditioned air produced by an air conditioner,

The first nozzle has a constant discharge direction of the conditioned air,
The second nozzle is a movable nozzle in which the discharge direction of the conditioned air is variable, and when the number of heat loads can be regarded as 1 or 1, the load tracking mode for discharging the conditioned air toward the moving heat load is set in the load tracking mode. When the discharge direction of the second nozzle is controlled and the number of thermal loads can be regarded as plural or plural, the second nozzle is rotated while being inclined at a predetermined angle, and the ambient air is discharged toward the predetermined range. An air conditioning system in which the discharge direction of the second nozzle is controlled in a mode.

The position measuring means is characterized in that plane coordinates are set in the air-conditioned space, the position of the moving thermal load is represented by pixels in the plane coordinates, and the number of thermal loads is determined by counting the number of pixels. The air conditioning system according to claim 1.

The air conditioning system according to claim 2, wherein the discharge direction of the second nozzle is determined based on the coordinate data.

The conditioned space is divided into a plurality of areas, and the second nozzles are provided corresponding to the respective areas. In the ambient mode, conditioned air is discharged from the second nozzles toward the entire area. The air conditioning system according to claim 1, characterized in that:

A method of performing air conditioning by discharging air conditioned air from a first nozzle and a second nozzle into an air conditioned space where a heat load is scheduled to move,
The first nozzle and the second nozzle are divided and supplied with conditioned air produced by an air conditioner,
The first nozzle discharges conditioned air in a certain direction,
The second nozzle is a movable nozzle in which the discharge direction of the conditioned air is variable, and when the number of heat loads can be regarded as 1 or 1, the second nozzle is in a load tracking mode in which the conditioned air is discharged toward the moving heat load. When the discharge direction of the second nozzle is controlled and the number of thermal loads can be regarded as plural or plural, the second nozzle is rotated while being inclined at a predetermined angle, and the conditioned air is discharged toward a predetermined range. An air conditioning method in which the discharge direction of the second nozzle is controlled in an ambient mode.

6. The air conditioning method according to claim 5, wherein the second nozzle does not discharge conditioned air when the number of moving heat loads is zero or zero.