〔第1の実施の形態〕
以下、本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係る空調システム30の概略構成を示す図である。図1に示すように、空調システム30は、ユーザ宅31に設置された空気調和機1とサーバ40と空気調和機1のユーザの通信端末装置50とを備え、それぞれが通信ネットワーク32を介して接続されている。なお、図1では、空調システム30におけるあるユーザ宅31に関する部分を示しており、実際には、複数のユーザ宅の複数の空気調和機がサーバ40に接続されている。
空気調和機1は、通信ネットワーク32に接続してサーバ40と通信する。ユーザ宅31には、通信ネットワーク32の一部をなす無線LAN(Wireless Local Area Network)が整備されている。無線LANの中継局は、インターネットを含む通信ネットワーク32と接続されている。中継局は、例えばWiFi(登録商標)ルータやWiFi(登録商標)アクセスポイントなどの通信機器である。なお、ここでは、通信ネットワーク32としてインターネットを含む構成を例示しているが、電話回線網、移動体通信網、CATV(CAble TeleVision)通信網、衛星通信網などを利用することもできる。通信端末装置50と通信ネットワーク32におけるインターネットとの間は、4G(4th Generation)、LTE(Long Term Evolution)、宅内あるいは公衆のWiFi(登録商標)アクセスポイントなどを利用して接続される。
サーバ40は、空気調和機1と通信端末装置50との組み合わせを登録している。サーバ40は、組み合わせが登録された通信端末装置50による空気調和機1の操作(遠隔操作)を可能にする。サーバ40には、空気調和機1より空気調和機1の運転の内容を示す運転データ、室温、外気温などを受信する。また、サーバ40は通信ネットワーク32を介して図示しない外部サーバとも接続されており、外気温を天気予報システムより取得することもできる。
通信端末装置50は、空気調和機1のユーザのスマートフォンやタブレット等の通信端末装置であり、空気調和機1を操作するためのアプリケーションがダウンロードされている。なお、通信端末装置50と空気調和機1とは、ユーザ宅31内などの近距離の場合、サーバ40を介することなくBluetooth(登録商標)等で接続されていてもよい。
空気調和機1は、空調運転(空気調和運転)を行う装置であり、サーバ40を介して通信端末装置50からの指示を受け付けると、該指示に基づいて、冷房、暖房、送風、除湿、空気清浄等の空調運転を実行する。空気調和機1は、上述したように、サーバ40に運転データ、室温、外気温などを送信する。運転データには、設定温度、運転種別(冷房、暖房、送風、除湿、空気清浄等)、運転モード(自動モード、風力設定モード、省エネ運転モード等)、電源オン(運転開始)、電源オフ(停止)等の情報が含まれている。
図2は、空調システム30の構成を示すブロック図である。図2に示すように、空気調和機1は、空調機制御部10、通信部21、記憶部22、空調運転部23、室外温度センサ24、室内温度センサ25、リモートコントローラ(以下、単にモコンと称する)26等を備えている。
通信部21は、空気調和機1と外部装置との通信を可能にする。記憶部22は、空気調和機1の動作に必要な各種の情報・プログラムを記憶している。空調運転部23は、冷房、暖房、送風、除湿、脱臭および換気等の各機能を有し、空調機制御部10の空調運転制御部11の制御により、適宜それら動作を行う。
室外温度センサ24は外気の温度である外気温を検出し、室内温度センサ25は空調空間である室内(部屋)の温度である室温を検出する。図示してはいないが、空気調和機1は、室内に設置されて調和空気を吹き出す室内機と、屋外に設置されて外気との熱交換を行う室外機とを備える。通常、室内温度センサ25は室内機に搭載され、室外温度センサ24は室外機に搭載されている。
リモコン26は、空気調和機1に対する運転開始(運転ON)、運転停止(運転OFF)、運転種別(冷房、暖房、除湿、送風、空気清浄等)、運転モード(自動モード、風力設定モード、省エネ運転モード等)、設定温度の変更等のユーザ指示を受け付ける。受け付けられたユーザ指示は、リモコン26から空気調和機1に送信される。
空調機制御部10は、空気調和機1の各部の動作を制御する。空調機制御部10は、例えば、CPUや専用プロセッサなどの演算処理部などにより構成されるコンピュータ装置からなり記憶部22に記憶されている情報・プログラムに従い、空気調和機1の各部の動作を制御する。
空調機制御部10には、空調運転制御部11が構築される。空調運転制御部11は、空調運転部23を制御して、冷房、暖房、送風、除湿、空気清浄等の空調運転を実行する。空調運転制御部11は、冷房運転および暖房運転時、室温が設定温度となるように空調運転部23を制御する。自動モードおよび風力設定モードでは、設定温度は一定に維持される。一方、省エネ運転モードでは、設定温度が徐々に緩められ、外気温に近づく方向に変更される。以降、自動モードおよび風力設定モードのように設定温度が一定に維持されるモードを、通常運転モード(通常運転)と称する。
空調運転制御部11は、冷房運転および暖房運転において、通常は通常運転モードで運転し、省エネ運転モードが設定されると省エネ運転モード(省エネ運転)に移行する。省エネ運転モードの設定は、リモコン26の他、空気調和機1の本体(通常は室内機)の入力受付部、空気調和機1に紐付けられている通信端末装置50等を用いて行うことができる。
通常運転モードから省エネ運転モードへの移行のタイミングは、省エネ運転モードが設定された時でもよいし、空気調和機1が人感センサを備えている場合は、省エネ運転モード設定後、人不在を検知した時でもよい。あるいは、その他のトリガにより移行してもよい。
省エネ運転モードにおいて、設定温度を段階的に緩める際の時間幅および温度幅は、記憶部22に記憶され固定値であっても良い。また、リモコン26、空気調和機1の本体の入力受付部、通信端末装置50等を用いてユーザが設定できるようにしてもよい。
サーバ40は、サーバ40の各部の動作を制御するサーバ制御部41、通信部42、記憶部43等を備えている。通信部42は、サーバ40と外部装置との通信を可能にする。記憶部43は、サーバ40の動作に必要な各種の情報・プログラムを記憶している。
サーバ制御部41は、例えば、CPUや専用プロセッサなどの演算処理部などにより構成されるコンピュータ装置からなり記憶部43に記憶されている情報・プログラムに従い、サーバ40の各部の動作を制御する。サーバ制御部41には分岐時間算出部45が構築される。
なお、本実施の形態では、分岐時間算出部45がサーバ制御部41に備えられる構成を例示するが、分岐時間算出部45は、空気調和機1の空調機制御部10、又は通信端末装置50の後述する端末制御部60に備えられていてもよい。要は、分岐時間算出部45は、空調システム30に含まれていればよい。
分岐時間算出部45は、空気調和機1が冷房運転又は暖房運転を行っている際に、運転を一旦停止した後再開する場合の消費電力Aと、運転を継続した場合の消費電力Bとが同じになる停止時間に相当する分岐時間を算出する。空気調和機1の運転を一旦停止した後再開する場合の消費電力Aとは、運転を停止した後に再開して停止前の室温と同じにするための消費電力である。上述したように、サーバ40は、空気調和機1より空気調和機1の運転データ、外気温、室温等を受信しているので、上記消費電力Aおよび消費電力Bを算出することができる。
図3は、運転を一旦停止した後再開する場合の消費電力Aと、運転を継続した場合の消費電力Bとが同じになる分岐時間を説明する模式図である。図3は、横軸が時間であり、縦軸が空気調和機1の消費電力量を示す。
図3に示すように、停止時間が短い(運転を停止させてからの経過時間が短い)場合、運転を継続した方が運転を停止するよりも消費電力は小さい。運転を継続する場合、室温が設定温度に到達している安定状態での運転となる。安定状態では、コンプレッサ等を停止させたいわゆるサーモオフ運転となり、消費電力は極めて小さい。
これに対し、一旦運転を停止すると、再開時(運転開始時)に、室温を設定温度に到達させるべく、コンプレッサをフル稼働させるような消費電力の極めて大きい運転が行われる。そのため、停止時間が短くても、消費電力が多くなる。したがって、空気調和機1を停止させる時間が短い場合は、運転の継続を選択することで、消費電力を抑えることができる。
しかしながら、たとえ安定状態での運転であっても、運転時間が長くなると積算されたトータルの消費電力量は増加する。そのため、図3に示すように、停止後再開させた場合の消費電力量を何時しか超えることとなり、それ以降は、運転停止を選択することで、消費電力を抑えることができる。
分岐時間算出部45は、記憶部43に記憶されている、運転開始時の起動時電力量と、安定状態での定常時電力量とを読み出して、一旦運転が停止された後再開して停止前の室温と同じにするための消費電力Aと、運転を継続した場合の消費電力Bとが同じになる分岐時間を算出する。図3では、時間Tm3が分岐時間である。
消費電力A、Bは、空気調和機1の性能によって変わることは当然であるが、部屋の性能および外気温等によっても変わる。部屋の性能とは、部屋の温度維持性能である。温度維持性能が低い部屋の場合、室温が短い時間で外気温へと近づくため、運転継続した場合の消費電力量を示すグラフの傾きが大きくなり、分岐時間が短くなる。運転を停止した場合の消費電力量を示すグラフの傾きも大きくなるが、運転継続した場合のグラフの傾き増加に比べると小さい。外気温が高い場合も室温が短い時間で外気温へと近づくため、分岐時間は短くなる。
また、運転を継続する場合の消費電力Bは、通常運転モードと省エネ運転モードとでは異なる。省エネ運転モードにおける消費電力Bの算出方法については、第4の実施の形態において詳細に説明する。なお、通常運転モードにおける消費電力Bの算出方法は、前述した特許文献2,3に記載されている公知の手法を用いて算出可能であるため、これ以上の説明は行わない。
図2に戻り、分岐時間算出部45は、空気調和機1が冷房運転または暖房運転を行っている間、常時分岐時間を算出する構成とすることが好ましい。これは、上述したように、外気温等によって分岐時間は刻々と変化するためである。サーバ制御部41は、算出された分岐時間を通信端末装置50に送信する。分岐時間が刻々と変化することを踏まえると、分岐時間の送信は、リアルタイムで行うことが好ましい。
通信端末装置50は、通信端末装置50の各部の動作を制御する端末制御部(入力制御部、通信制御部)60、通信部51、記憶部52、表示部53、入力部54、音声出力部55、発振部56等を備えている。通信部51は、通信端末装置50と外部装置との通信を可能にする。記憶部52は、通信端末装置50の動作に必要な各種の情報・プログラムを記憶している。
表示部53、音声出力部55、発振部56は、ユーザに情報を報知する報知部である。表示部53は文字や画像等の表示にて、音声出力部55は音や音声にて、発振部56は通信端末装置50を振動させることで、情報の内容もしくは情報の存在を報知する。
入力部54は、ユーザからの指示入力を受け付けるものであり、キーやボタンによる入力、表示部53を用いたタッチ操作による入力、マイクによる音声入力等である。
端末制御部60は、例えば、CPUや専用プロセッサなどの演算処理部などにより構成されるコンピュータ装置からなり記憶部52に記憶されている情報・プログラムに従い通信端末装置50の各部の動作を制御する。端末制御部60には、空調機操作部61、位置情報取得部63、報知制御部62が構築される。
空調機操作部61は、空気調和機1の操作を受け付ける。空調機操作部61は、通信端末装置50にダウンロードされた専用アプリケーションなどにより構築される。空調機操作部61は、空気調和機1を操作するための操作画面を表示部53に表示し、操作画面を用いて指示入力を受け付ける。空調機操作部61が受け付けた指示内容は、サーバ40を介して空気調和機1に送信され、空気調和機1が指示された動作を実行する。なお、通信端末装置50がサーバ40を介することなく空気調和機1と接続されている場合は、サーバ40を介することなく空気調和機1に送信することもできる。また、操作画面に、ユーザから分岐時間の表示を要求する要求ボタン等を含める構成としてもよい。
位置情報取得部63は、通信端末装置50の位置情報を取得する。位置情報取得部63は、例えばGPS機能にて実現される。
報知制御部62は、上述した報知部を制御して、サーバ40より受信する分岐時間を、予め設定されたタイミングで能動的に報知する。本実施の形態では、報知のタイミングは、当該通信端末装置50が空気調和機1の設置位置から設定距離以上離れた時に設定されている。報知制御部62は、位置情報取得部63にて取得された位置情報より通信端末装置50が空気調和機1の設置位置から設定距離以上離れたことを検出すると分岐時間を能動的に報知する。
分岐時間を能動的に報知するとは、例えば、通知機能を使って表示部53の画面に表示することである。通知機能を使って表示するとはノーティフィケーションとして報知することである。これにより、空気調和機1を操作するための専用のアプリケーションが起動していない状態(操作画面が開かれていない状態)や、画面がロックされている状態、あるいは画面に他のアプリケーションの画像が表示されている場合でも、分岐時間をユーザに報知することができる。
この場合、より好ましくは、音声出力部55又は発振部56又はその両方を用いて、着信音又は振動又はその両方と共に、通知形式で分岐時間を表示することである。報知部にLED等の発光部を備えている場合は、併せて発光部を用いてもよい。
また、報知制御部62は、空気調和機1の操作画面が表示されている状態で報知のタイミングになった場合は、分岐時間を操作画面にポップアップ表示させるなどして、分岐時間を目立つように表示する。
図4は、空調システム30における分岐時間が報知されるタイミングを説明する図である。図4の示すように、通信端末装置50の報知制御部62には、空気調和機1のユーザ宅31の位置(設定地点)が空気調和機1の設置位置として登録される。報知制御部62は、位置情報取得部63にて取得された通信端末装置50の位置情報が設定距離r以上離れたかどうかを常に判定している。
通信端末装置50の位置が、設定地点から設定距離r以上離れたと判定すると、報知制御部62は、その時点を停止0時間とした分岐時間を報知する。つまり、通信端末装置50の位置が設定地点から設定距離r以上離れた時刻が、例えば「AM10時10分」とすると、この「AM10時10分」にて空気調和機1の運転を停止した場合の消費電力Aと運転を継続した場合の消費電力Bとが同じになる停止時間である分岐時間を算出する。上記設定距離rは、予め設定された固定値であっても良いが、空気調和機1のユーザが適宜設定できる構成であることが好ましい。
図5の(a)(b)は共に、通信端末装置50の表示部53に表示された、分岐時間を報知する画面の一例を示す図である。図5の(a)に示す例では、「○○分までのおでかけならば、省エネ運転のつけっぱなしの方が電気代がお得になりそうです」といった、分岐時間を有効に利用して節電を促すメッセージ70を表示している。「○○分」が分岐時間である。
これにより、例えば、直ぐに戻る予定で空気調和機1を停止せずに外出し、そのあと運転中であることを忘れて設定距離rを超えて移動しようとした場合であっても、分岐時間が報知されることで運転中であることを思い出し、この時点でもう一度、継続させるか停止させるかを見直すことができる。また、省エネ運転モードを設定していない場合は、省エネ運転モードでの分岐時間が報知されることで、この時点で省エネ運転モードへの移行を指示することもできる。
メッセージ70が通知機能で表示されている場合、メッセージ70の表示部分をタッチ(タップ)することで、専用アプリケーションが起動して空気調和機1の操作画面が表示される。これにより、操作画面を用いて空気調和機1を停止したり、省エネ運転モードへの移行を指示したりすることができる。なお、通信端末装置50がロックされている場合は、ロックを解除する操作が必要である。
図5の(b)に示す例では、メッセージ70と共に、空気調和機1の運転を停止させる指示を受け付ける停止ボタン71が表示されている。停止ボタン71をタッチすることで、専用アプリケーションを起動させることなく、空気調和機1を停止させることができる。なお、通信端末装置50がロックされている場合は、ロックを解除する操作が必要である。
また、既に、空気調和機1の操作画面が表示されている状態で分岐時間が操作画面にポップアップ表示された場合も、図5の(b)に示す例のように、メッセージ70と共に停止ボタン71を表示することで、ポップアップ表示を消して操作画面に戻るといった手順を踏むことなく、空気調和機1を停止させることができる。
以上のように、上記構成によれば、空気調和機1のユーザの通信端末装置50が空気調和機1の設置位置から設定距離r以上に離れた時に、分岐時間の情報が通信端末装置50に能動的に報知される。したがって、ユーザは、この報知を受けて、この時点からの分岐時間に基づいて、運転を継続させるか停止させるかを見直すことができる。これにより、分岐時間の報知を有効に利用して、省エネ化を図ることができる。
〔第2の実施の形態〕
本発明の第2の実施の形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
第1の実施の形態の通信端末装置50においては、分岐時間を報知するタイミングが、当該通信端末装置50が空気調和機1の設置位置から設定距離r以上離れた時に設定されていた。これに対し、本実施の形態では、分岐時間を報知するタイミングが、空気調和機1の運転が停止される予定の時刻の直前に設定されている。
後述する報知制御部62Aは、空気調和機1の運転データに基づいて推定される空気調和機1の運転が停止される予定の時刻の直前になると分岐時間を報知する。分岐時間の報知の手法等は、第1の実施の形態と同じであるので、ここでは、空気調和機1の運転データに基づいて空気調和機1の運転が停止される予定の時刻を推定する手法について説明する。
図6は、本実施の形態に係る通信端末装置50Aが含まれる空調システム30Aの構成を示すブロック図である。図6に示すように、空調システム30Aは、サーバ40に代えてサーバ40Aを備え、通信端末装置50に代えて通信端末装置50Aを備える。サーバ40Aは、サーバ制御部41Aに停止予定時刻取得部46を備えている。通信端末装置50Aは、端末制御部60Aに報知制御部62に代えて報知制御部62Aを備えている。端末制御部60Aにおいて、位置情報取得部63は備えていなくてもよい。これらの点が、第1の実施の形態と異なる。
なお、本実施の形態では、停止予定時刻取得部46がサーバ制御部41Aに備えられる構成を例示するが、停止予定時刻取得部46は、空気調和機1の空調機制御部10、又は通信端末装置50Aの端末制御部60Aに備えられていてもよい。要は、停止予定時刻取得部46は、空調システム30に含まれていればよい。
停止予定時刻取得部46は、空気調和機1から受信する空調運転部23の運転データから、運転が停止されると推定できる停止予定時刻を導出して取得する。停止予定時刻を導出する運転(空調運転)の対象は、冷房運転および暖房運転となる。サーバ制御部41Aは、取得した停止予定時刻を通信端末装置50Aに送信し、通信端末装置50Aはこれを記憶部52に記憶する。
運転データには、前述したように、空調運転部23が運転開始された時刻、運転停止された時刻、運転種別、運転モード、設定温度、設定温度が変更された場合は変更された時刻、変更後の設定温度等の各種情報が含まれている。したがって、このような運転データより、冷房運転、暖房運転が停止される時間(時刻)のパターンを学習にて見つけ出すことで、停止予定時刻を取得することができる。
例えば、空気調和機の一般的な使い方として、朝、起床時に、冬季であれば暖房、夏季であれば冷房の空調運転を開始させ、出勤や通学等のために外出する際に運転を停止させるといった使い方がある。このような使い方のユーザのある一週間の運転データからは、例えば図7に示すような運転パターンを得ることができる。図7は、空気調和機の運転パターンの一例を示す図である。
図7の例では、月曜日から金曜日までは、概ね午前6時15分頃に運転が開始され、午前8時45分頃に運転が停止されている。土曜日と日曜日は、このパターンから外れている。他の週でも図7に示すような運転パターンが確認される場合、停止予定時刻取得部46は、午前8時45分を平日の「停止予定時刻」に決定し、これを取得する。
運転パターンは、生活パターンに関連しており、生活パターンは休日と休日以外とでは異なることが多い。そのため、停止予定時刻は、曜日毎、あるいは平日と休日とで分けて学習して取得することが好ましい。
通信端末装置50Aの報知制御部62Aは、記憶部52より停止予定時刻を読み出し、停止予定時刻の直前になると分岐時間を報知する。停止予定時刻の直前とは、例えば停止予定時刻の3分前、5分前といった短い時間である。この時間も予め設定された固定値であっても良いが、空気調和機1のユーザが適宜設定できる構成であることが好ましい。
以上のように、上記構成によれば、空気調和機1のユーザが空気調和機1を停止しようとする直前に、分岐時間の情報が通信端末装置50Aに能動的に報知される。したがって、ユーザは、この報知を受けて、分岐時間に基づいて運転を継続させるか停止させるか選択することができる。これにより、分岐時間の報知を有効に利用して、省エネ化を図ることができる。
また、分岐時間を報知するタイミングが、空気調和機1の運転が停止される予定の時刻の直前である本実施の形態の空調システム30Aの場合、ユーザはまだ宅内に居る状況での報知となる。したがって、通信端末装置50Aからの報知に限らず、空気調和機1の音声出力部を用いて上記メッセージ70を発話させることで報知したり、リモコン26の表示部に上記メッセージ70を表示したりしてもよい。
〔第3の実施の形態〕
本発明の第3の実施の形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
第2の実施の形態では、停止予定時刻取得部46が、空気調和機1の運転データを基に学習にて停止予定時刻を決定して取得するようになっていた。一方、本実施の形態に係る空調システムにおいては、図示してはいないが、停止予定時刻取得部46に代えて停止予定時刻設定部(停止時刻設定部)を備えている。
停止予定時刻設定部は、リモコン26、通信端末装置50、空気調和機の本体の入力受付部等を用いて、ユーザによる停止予定時刻の設定入力を受け付けるものである。上述したように、運転を停止する時刻は、生活パターンの異なる休日と平日では異なるので、曜日毎、あるいは平日と休日とで分けて設定できる構成とすることが好ましい。
このような構成とすることで、指示入力部を用いて停止予定時刻を設定する必要はあるが、学習機能を備える必要がなく安価な構成とすることができる。なお、ここでは、停止予定時刻取得部46に代えて、停止予定時刻設定部を備える構成としたが、停止予定時刻取得部46と停止予定時刻設定部の両方を備えており、ユーザが選択的に使用する構成としてもよい。
〔第4の実施の形態〕
本発明の第4の実施の形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本実施の形態では、省エネ運転モードにて運転を継続する場合の消費電力Bの算出方法について説明する。
分岐時間算出部45は、空気調和機1の電力量を状況に分けて学習する機能を有している。具体的には、以下の(1)~(4)を学習にて取得している。
(1)外気温と室温との差毎の、安定状態での1時間当たりの電力量(Wh)。
(2)外気温と室温との差毎の、安定状態から段階的に設定温度を緩める省エネ運転時の1時間当たりの電力量(Wh)。
(3)外気温と室温との差毎、かつ、室温と設定温度との差毎の、運転を一旦停止後再開する際に室温を設定温度に到達させるために必要な電力量(Wh)。
(4)外気温と室温との差毎、かつ、室温と設定温度との差毎の、省エネ運転を解除して設定温度が緩められた安定状態から室温を緩める前の設定温度に到達させるために必要な電力量(Wh)。
図8は、分岐時間算出部45が学習した、上記(2)の外気温と室温との差毎の省エネ運転時の1時間当たりの空気調和機1の電力量(Wh)のテーブルの一例を示す図である。図8の例では、外気温と室温との差を、1℃以上3℃未満、3℃以上6℃未満、6℃以上9℃未満、9℃以上12℃未満、12℃以上15℃未満の5段階に分け、各段階における1時間あたりの電力量を学習にて取得している。例えば、外気温と室温との差が7℃の場合、1時間あたりの電力量として450Whが用いられる。
図9は、分岐時間算出部45が作成した、上記(4)の外気温と室温との差毎、かつ、室温と設定温度との差毎の、省エネ運転を解除時に室温を元の設定温度に到達させるために必要な空気調和機1の電力量(Wh)のテーブルの一例を示す図である。省エネ運転では、運転を一旦停止後再開する場合のような消費電力の極めて大きい起動時の運転は行わないため、後述する図10とは別に作成しておく。図9の例では、外気温と室温との差を、1℃以上3℃未満、3℃以上6℃未満、6℃以上9℃未満、9℃以上12℃未満、12℃以上15℃未満の5段階に分け、室温と設定温度と差は1℃刻みで作成している。例えば、省エネ運転から通常運転に移行する際の外気温と室温との差が7℃、室温と設定温度との差が4℃の場合、戻すために必要な電力量としては900Whが用いられる。
図10は、分岐時間算出部45が作成した、上記(3)の外気温と室温との差毎、かつ、室温と設定温度との差毎の、運転を一旦停止後再開する際に室温を設定温度に到達させるために必要な空気調和機1の電力量(Wh)のテーブルの一例を示す図である。図9と同様に、図10でも、外気温と室温との差を、1℃以上3℃未満、3℃以上6℃未満、6℃以上9℃未満、9℃以上12℃未満、12℃以上15℃未満の5段階に分け、室温と設定温度と差は1℃刻みで作成している。例えば、運転を一旦停止後再開する際の外気温と室温との差が7℃、室温と設定温度との差が4℃の場合、戻すために必要な電力量として1100Whが用いられる。
また、分岐時間算出部45は、外気温と室温との差毎、かつ、時間毎の、空気調和機1が設置されている部屋の運転を停止した際の室温変化幅のテーブルを学習により作成する。なお、このような温度幅のテーブルは、冷房運転と暖房運転とでは異なる。また、空気調和機1の性能が同じであっても、空気調和機1が設置されている部屋の性能毎に異なる。分岐時間算出部45は、部屋の性能を判定する機能を有している。該機能については、第5の実施の形態において詳細に説明する。
図11は、分岐時間算出部45が作成した、外気温と室温との差毎、かつ、時間毎の、空気調和機1が設置されている部屋の運転を停止した際の室温変化幅のテーブルの一例を示す図である。図11に示すように、室温変化幅は、外気温と室温との差が大きい程、また、経過時間が長い程大きくなる。
上記のように分岐時間算出部45が学習した内容は、記憶部43に記憶される。なお、本実施の形態では、分岐時間算出部45がサーバ40に備えられることを前提としているため、学習機能にて必要なテーブルを作成するようにしている。しかしながら、分岐時間算出部45が空気調和機1あるいは通信端末装置50に備えられて学習機能を有していない場合には、空気調和機1の性能に応じたテーブルを予め備える構成であってもよい。その場合、図11に示す室温変化幅のテーブルについては部屋の性能によって変わるので、予め複数備えさせ、部屋の性能によってユーザに選択させる構成とすればよい。
次に、分岐時間算出部45のよる分岐時間の算出手順を説明する。分岐時間算出部45は、記憶部43より学習した内容を読み出す。分岐時間算出部45は、空気調和機1の設置されている部屋の現在の室温から省エネ運転を開始したとして、経過時間毎の電力量の推定を行う(第1の推定)。
第1の推定では図8のテーブルを用いる。例えば、15分刻みで1℃ずつ設定温度を緩めていく場合は、15分毎に設定温度を1℃ずつ変更した各段階での電力量の推定を行う。設定温度を1℃緩めた1段階目の15分間の電力量は、外気温と室温との差が7℃である場合、450÷4=112.5Whとて算出される。続く2段階目の15分間の電力量は、外気温と室温との差が7℃であれば同じく112.5Wh、6℃未満であれば300÷4=75Whというように算出される。
次に、分岐時間算出部45は、省エネ運転を解除された際に、室温を元の設定温度に到達するまでの電力量の推定を行う(第2の推定)。第2の推定では図9のテーブルを用いる。例えば、15分刻みで1℃ずつ設定温度を緩めていく場合は、15分毎に設定温度を1℃ずつ変更した各段階での元の設定温度に戻すために必要な電力量の推定を行う。設定温度を1℃緩めた1段階目の15分間で室温を1℃戻すのに必要な電力量は、外気温と室温との差が7℃である場合は600Wh、外気温と室温との差が5℃である場合は500Whとなる。また、設定温度を4℃緩めた4段階目の60分後に省エネ運転を解除して室温を4℃戻すのに必要な電力量は、外気温と室温との差が7℃である場合は900Wh、外気温と室温との差が5℃である場合は800Whとなる。
分岐時間算出部45は、第1の推定で得た省エネ運転中の電力量に、第2の推定で得た室温を元の設定温度に戻すために必要な電力量を加算することで、省エネ運転中からその解除までを含めた推定電力量テーブルを生成する。図12は、分岐時間算出部45が作成した、省エネ運転中からその解除までを含めたある温度での時間毎の推定電力量(消費電力B)テーブルの一例を示す図である。
次に、分岐時間算出部45は、空気調和機1の運転を一旦停止した後再開する場合の消費電力を推定する。なお、停止後再開する場合の消費電力を先に算出してもよい。分岐時間算出部45は、図11の室温変化幅のテーブルを用いて、経過時間毎の運転再開時の室温を推定し、推定した室温から設定温度にまで室温を到達させるために必要な電力量を図10のテーブルを用いて算出する。
分岐時間算出部45は、図10のテーブルを用いて算出した推定室温を元の設定温度に戻すために必要な推定電力量テーブルを生成する。図13は、分岐時間算出部45が作成した、運転を一旦停止した後再開する場合の時間毎の推定電力量(消費電力A)テーブルの一例を示す図である。
分岐時間算出部45は、図12、図13に示す推定電力量テーブルのデータに基づいて、前述した図3に示すようなグラフを作成して分岐時間を求める。
〔第5の実施の形態〕
本発明の第5の実施の形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
ここでは、図14~図16を用いて、分岐時間算出部45による部屋性能の判定方法を説明する。図14~図16の(a)(b)は、部屋性能の判定方法を説明する図である。
(判定方法1):図14の(a)に示すように、暖房運転を停止すると、温度維持性能が高い部屋(性能高)Aでは、部屋温度は時間をかけて低下する(低速)。一方、温度維持性能が低い部屋(性能低)Cでは、部屋温度は短い時間で低下する(高速)。温度維持性能が中位の部屋(性能中)Bでは、部屋Aと部屋Cの速度で低下する。図示してはいないが、冷房運転を停止した場合も同様であり、温度が上がる方向の変化となるが、温度変化の速度は、温度維持性能が高い部屋(性能高)Aで遅く、温度維持性能が低い部屋(性能低)Cで速くなる。
したがって、運転停止時の所定時間後の部屋温度(平均)より、部屋の性能を判定することができる。図14の(b)に示すように、暖房運転停止したt時間後の平均部屋低下温度Tが、T1以内であれば性能高、T1℃よりも大きいがT2℃以下であれば性能中、T2℃よりも大きい場合は性能低と判定する。ここで、T1<T2である。また、このような判定の閾値となるT1、T2は、外気温と室温の差によって設定されている。図14の(b)の例では、平均部屋低下温度Tが、T1以内の部屋Aは性能高、T1℃より大きいがT2℃以下の部屋Bは性能中、T2℃よりも大きい部屋Cは性能低と判定される。
(判定方法2):図15の(a)に示すように、暖房運転を開始すると、温度維持性能が高い部屋(性能高)Aでは、部屋温度は短時間で設定温度に到達して安定化する。一方、温度維持性能が低い部屋(性能低)Cでは、部屋温度は時間をかけて設定温度に到達して安定化する。温度維持性能が中位の部屋(性能中)Bでは、部屋Aと部屋Cの間に時間をかけて安定下する。図示してはいないが、冷房運転を開始した場合も同様であり、温度が下がる方向の変化となるが、安定化するまでの時間は、温度維持性能が高い部屋(性能高)Aで短く、温度維持性能が低い部屋(性能低)Cで長くなる。
したがって、運転開始時の部屋温度安定までの所要時間(平均)より、部屋の性能を判定することができる。図15の(b)に示すように、暖房運転開始後の部屋温度安定までの平均所要時間Mが、M1以内であれば性能高、M1よりも大きいがM2以下であれば性能中、M2よりも大きい場合は性能低と判定する。ここで、M1<M2である。また、このような判定の閾値となるM1、M2は、外気温と室温の差によって設定されている。図9の(b)の例では、平均所要時間Mが、M1以内の部屋Aは性能高、M1より大きいがM2以下の部屋Bは性能中、M2よりも大きい部屋Cは性能低と判定される。
(判定方法3):図16の(a)に示すように、暖房運転を開始後、温度維持性能が高い部屋(性能高)Aでは、部屋温度安定時の平均運転能力(ワット)は小さい。一方、温度維持性能が低い部屋(性能低)Cでは、部屋温度安定時の平均運転能力は大きくなる。温度維持性能が中位の部屋(性能中)Bでは、部屋Aと部屋Cの間の平均運転能力となる。図示してはいないが、冷房運転を開始した場合も同様であり、温度が下がる方向の変化となるが、部屋温度安定時の平均運転能力は、温度維持性能が高い部屋(性能高)Aで低く、温度維持性能が低い部屋(性能低)Cで高くなる。
したがって、部屋温度安定時の平均運転能力より、部屋の性能を判定することができる。図16の(b)に示すように、平均運転能力Wが、W1以内であれば性能高、W1よりも大きいがW2以下であれば性能中、W2よりも大きい場合は性能低と判定する。ここで、W1<W2である。また、このような判定の閾値となるW1、W2は、外気温と室温の差によって設定されている。図16の(b)の例では、平均運転能力Wが、W1以内の部屋Aは性能高、W1より大きいがW2以下の部屋Bは性能中、W2よりも大きい部屋Cは性能低と判定される。
〔ソフトウェアによる実現例〕
空調システム30,30Aにおける、分岐時間算出部45、空調運転制御部11、報知制御部62,62A、停止予定時刻取得部46等は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、空調システム30,30Aに含まれる空気調和機1、サーバ40,40A通信端末装置50,50Aは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る通信端末装置50は、ユーザに情報を報知する報知部(表示部53、音声出力部55、発振部56)と、ユーザからの指示入力を受け付ける指示入力部(入力部54、表示部53)と、通信ネットワーク32を介して外部装置と通信を行う通信部21と、前記報知部を制御して空気調和機1の運転を一旦停止した後に再開して停止前の室温と同じにするための消費電力と運転を継続した場合の消費電力とが同じになる停止時間に相当する分岐時間を、予め設定されたタイミングで能動的に報知する報知制御部62と、前記指示入力部を制御して前記空気調和機1の運転を停止させる指示を受け付ける入力制御部(端末制御部60)と、前記入力制御部にて前記空気調和機の運転を停止させる指示を受け付けると前記通信部を制御して該指示内容を前記空気調和機もしくは前記空気調和機と接続されている所定のサーバに送信する通信制御部(端末制御部60)と、を備えることを特徴とする。
本発明の態様2に係る通信端末装置50は、上記態様1において、前記タイミングは、当該通信端末装置が前記空気調和機の設置位置から設定距離以上離れた時であり、当該通信端末装置の位置情報を取得する位置情報取得部63を備え、前記報知制御部は、前記位置情報取得部にて取得された位置情報より、当該通信端末装置が前記空気調和機の設置位置から設定距離以上離れたことを検出すると分岐時間を報知する構成とすることもできる。
本発明の態様3に係る通信端末装置50は、上記態様1又は2において、前記タイミングは、前記空気調和機の運転が停止される予定の時刻の直前であり、前記報知制御部は、前記空気調和機の運転データに基づいて推定される前記空気調和機の運転が停止される予定の時刻の直前になると分岐時間を報知する構成とすることもできる。
本発明の態様4に係る通信端末装置50は、上記態様1から3の何れかにおいて、前記報知制御部は、前記報知部が備える表示部に通知機能を使って分岐時間を表示する構成とすることもできる。
本発明の態様5に係る通信端末装置50は、上記態様4において、前記報知制御部は、前記報知部が備える音声出力部又は発振部又はその両方を用いて、着信音又は振動又はその両方と共に、前記分岐時間を表示する構成とすることもできる。
本発明の態様6に係る通信端末装置50は、上記態様1から5の何れかにおいて、前記分岐時間を算出して前記報知制御部に出力する分岐時間算出部45を備える構成とすることもできる。
本発明の態様7に係る通信端末装置50は、上記態様6において、前記空気調和機は、設定温度を徐々に緩める省エネ運転モードを有し、前記分岐時間算出部は、前記空気調和機が、前記省エネ運転モードにて運転を継続している場合、運転を継続した場合の消費電力として、段階的に変更される各設定温度での運転時間による電力量に、省エネ運転モードから通常運転モードへの復帰時に、安定状態から室温を緩める前の設定温度と同じにするための電力量を加算した値を用いる構成とすることもできる。
本発明の態様8に係る空調システム30は、空気調和機1と、前記空気調和機と通信ネットワーク32にて接続されたサーバ40と、前記サーバと通信ネットワークにて接続され前記サーバを介して前記前記空気調和機を操作する通信端末装置50と、前記空気調和機、前記サーバ又は前記通信端末装置に設けられる、前記空気調和機の運転を一旦停止した後に再開して停止前の室温と同じにするための消費電力と運転を継続した場合の消費電力とが同じになる停止時間に相当する分岐時間を算出する分岐時間算出部45と、前記空気調和機又は前記通信端末装置に設けられる、報知部を制御して前記分岐時間を、予め設定されたタイミングで能動的に報知する報知制御部62、指示入力部を制御して前記空気調和機の運転を停止させる指示を受け付ける入力制御部(端末制御部60)、および前記入力制御部にて前記空気調和機の運転を停止させる指示を受け付けると通信部21を制御して該指示内容を前記サーバに送信する通信制御部(端末制御部60)と、を備える。
本発明の各態様に係る空調制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記空調制御装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより上記空調制御装置をコンピュータにて実現させる空調制御装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。