环境控制系统和环境控制方法与流程

本发明涉及一种环境控制系统和环境控制方法。

背景技术：

以往，提出有一种模拟空间中的温度等的分布的方法。在专利文献1中公开了一种吹出气流分布的模拟方法。

专利文献1：日本特开2009-281626号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

另外，使空间内的任意位置成为目标的环境状态是困难的。例如，在利用空调设备对空间内进行空气调节的情况下，基于由空调设备所具备的传感器探测出的温度或湿度来进行该空气调节。因此，难以使空间内的没有配置传感器的位置成为目标温度或目标湿度。

本发明提供一种能够使空间内的任意位置接近目标的环境状态的环境控制系统和环境控制方法。

用于解决问题的方案

本发明的一个方式所涉及的环境控制系统具备：存储部，其存储有空间内的流体模型；获取部，其获取所述空间内的流体参数信息和配置在所述空间内的一个以上的设备的动作状态；估计部，其基于所述存储部中存储的所述流体模型、获取到的所述流体参数信息以及获取到的所述动作状态，来估计所述空间内的三维环境分布；以及控制部，其基于估计出的所述三维环境分布来控制所述一个以上的设备。

本发明的一个方式所涉及的环境控制方法由具备存储有空间内的流体模型的存储部的环境控制系统执行，在该环境控制方法中，获取所述空间内的流体参数信息和配置在所述空间内的一个以上的设备的动作状态；基于所述存储部中存储的所述流体模型、获取到的所述流体参数信息以及获取到的所述动作状态，来估计所述空间内的三维环境分布；以及基于估计出的所述三维环境分布来控制所述一个以上的设备。

发明的效果

本发明的一个方式所涉及的环境控制系统和环境控制方法能够使空间内的任意位置接近目标的环境状态。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的环境控制系统的概要的图。

图2是表示实施方式所涉及的环境控制系统的功能结构的框图。

图3是实施方式所涉及的环境控制系统的动作的流程图。

图4是表示作为用户的操作对象的图像的一例的图。

图5是用于说明三维温度分布的校正的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明实施方式。此外，以下说明的实施方式均表示概括性的或具体的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置及连接方式、步骤、步骤的顺序等是一例，主旨不在于限定本发明。另外，关于以下的实施方式中的结构要素中的、未被记载于表示最上位概念的独立权利要求的结构要素，设为任意的结构要素来进行说明。

此外，各图是示意图，不一定严密地进行了图示。另外，在各附图中对实质上相同的结构标注相同的标记，有时省略或简化重复的说明。

(实施方式)

[环境控制系统的概要]

首先，对实施方式所涉及的环境控制系统的整体结构进行说明。图1是表示实施方式所涉及的环境控制系统的概要的图。图2是表示实施方式所涉及的环境控制系统的功能结构的框图。

如图1和图2所示，环境控制系统100是如下系统：由用户60对控制装置30进行操作，由此控制空调设备10来使空间50内的任意位置成为目标温度。环境控制系统100具备空调设备10、外部温度测量装置20以及控制装置30。下面，对各装置进行说明。

[空调设备]

空调设备10是通过进行制冷和制暖中的至少一方来调整被建筑物40围成的空间50内的温度的装置。空调设备10配置在空间50内。具体地说，空调设备10具备第一温度测量部11、第二温度测量部12、空调处理部13、第一通信部14以及第一存储部15。

第一温度测量部11安装于用于吸入空间50内的空气的吸入口等，测量空间50内的温度。换言之，第一温度测量部11测量图1的点(a)处的温度。具体地说，第一温度测量部11为具备热敏电阻或热电偶等用于测量温度的元件的装置。

第二温度测量部12测量建筑物40的天花板41的表面、墙壁42的表面等的温度。换言之，第二温度测量部12测量图1的点(b)和图1的点(c)处的温度。另外，第二温度测量部12测量用户60的附近的温度。换言之，第二温度测量部12测量图1的点(d)处的温度。具体地说，第二温度测量部12为具有多个红外线探测元件的热图像传感器。

空调处理部13基于由第一通信部14接收到的控制信号来进行室内的空气调节(制冷和制暖)。另外，空调处理部13使第一通信部14发送表示由第一温度测量部11测量出的温度的温度信息和表示由第二温度测量部12测量出的温度的温度信息。空调处理部13使第一通信部14发送表示当前的动作状态的动作状态信息(以下简记为动作状态)。具体地说，动作状态包括运转模式、设定温度、风向、风量等。

具体地说，空调处理部13由处理器、微型计算机或专用电路实现。空调处理部13可以通过处理器、微型计算机以及专用电路中的两个以上的组合实现。

第一通信部14为供空调设备10与控制装置30进行通信用的通信模块(通信电路)。第一通信部14例如从控制装置30接收控制信号。另外，第一通信部14将温度信息或动作状态信息发送至控制装置30。此外，在空调设备10和控制装置30之间进行的通信可以为有线通信，也可以为无线通信。关于进行通信所使用的通信标准并无特别限定。

第一存储部15为存储由空调处理部13执行的控制程序等的存储装置。具体地说，第一存储部15由半导体存储器等实现。

[外部温度测量装置]

外部温度测量装置20为安装于建筑物40的外墙壁等来测量该建筑物40的周边的外部温度的装置。换言之，外部温度测量装置20测量图1的点(e)处的温度。具体地说，外部温度测量装置20为具备热敏电阻或热电偶等用于测量温度的元件的装置。

另外，外部温度测量装置20具有用于与控制装置30进行通信的通信模块(通信电路)，将表示外部温度的温度信息发送至控制装置30。

[控制装置]

控制装置30为供用户60进行操作以控制空调设备10的装置。控制装置30例如为平板电脑终端，但也可以为智能电话等其它的携带型信息终端。另外，控制装置30可以为个人计算机等固置型的信息终端。另外，控制装置30可以为与空调设备10对应的专用的控制装置。具体地说，控制装置30具备操作接受部31、显示部32、第二通信部33、信息处理部34以及第二存储部35。

操作接受部31为用于接受用户60的操作的用户界面。在控制装置30为平板电脑终端的情况下，操作接受部31为包括触摸面板的gui(graphicaluserinterface：图形用户界面)。关于操作接受部31的具体方式并无特别限定，在控制装置30为个人计算机的情况下，操作接受部31为键盘、鼠标等。

显示部32基于显示处理部34a的控制来显示作为用户的操作对象的图像等。具体地说，显示部32由液晶面板或有机el面板等实现。

第二通信部33为供控制装置30与空调设备10及外部温度测量装置20进行通信用的通信模块(通信电路)。第二通信部33为获取部的一例。第二通信部33例如获取空间50内的温度信息，该空间50内的温度信息表示由空调设备10所具备的第一温度测量部11和第二温度测量部12测量出的温度。另外，第二通信部33获取在空间50内配置的空调设备10的动作状态。第二通信部33获取空间50外的温度信息(外部温度信息)，该空间50外的温度信息(外部温度信息)表示由外部温度测量装置20测量出的温度。

另外，当操作接受部31接受用户60的操作时，第二通信部33基于控制部34c的控制将控制信号发送至空调设备10。此外，在控制装置30与空调设备10之间进行的通信以及在控制装置30与外部温度测量装置20之间进行的通信均可以为有线通信，也可以为无线通信。关于进行通信所使用的通信标准也没有特别限定。

信息处理部34进行与控制装置30的动作相关联的各种信息处理。具体地说，信息处理部34由处理器、微型计算机或专用电路实现。信息处理部34也可以通过处理器、微型计算机以及专用电路中的两个以上的组合实现。具体地说，信息处理部34具备显示処理部34a、估计部34b、控制部34c以及更新部34d。

显示处理部34a生成用于表示作为用户60的操作对象的图像的图像信号，将生成的图像信号输出至显示部32。其结果是，在显示部32中显示图像。

估计部34b基于第二存储部35中存储的流体模型、由第二通信部33获取到的温度信息以及由第二通信部33获取到的空调设备10的动作状态，来估计空间50内的三维温度分布(三维的温度的不均)。

控制部34c基于估计出的三维温度分布来控制空调设备10。具体地说，控制部34c通过使第二通信部33发送控制信号来控制空调设备10。

更新部34d更新第二存储部35中存储的流体模型。

第二存储部35为存储流体模型的存储装置。在第二存储部35中也可以存储有表示温度的测量位置(图1的点(a)～点(e)的位置)的信息。具体地说，第二存储部35由半导体存储器等实现。

在实施方式中，第二存储部35中存储的流体模型为由估计部34b读出且被用于三维温度分布的估计的数值流体力学模型(热流体力学模型)。换言之，第二存储部35中存储的流体模型为将由第二通信部33获取到的温度信息作为输入参数且输出空间50内的三维温度分布的算法。该流体模型为针对建筑物40、也就是空间50定制的流体模型，考虑空间50的大小和形状等，预先根据经验或通过实验来进行调整。

[动作]

接着，对环境控制系统100的动作进行说明。图3是环境控制系统100的动作的流程图。此外，以下的说明中使用的温度的测量位置等是一例。

首先，显示处理部34a使显示部32显示作为用户60的操作对象的图像(s11)。图4是表示作为用户60的操作对象的图像的一例的图。用户60例如对图4所示的图像中包括的、表示空间50的示意图中的任意点进行触摸操作。另外，用户60通过上述图像来指定进行了触摸操作的点的目标温度。

这样的用户60的操作由操作接受部31接受。也就是说，操作接受部31接受空间50内的任意位置处的目标温度的指定(s12)。当由操作接受部31接受目标温度的指定时，估计部34b开始估计三维温度分布。

估计部34b例如使第二通信部33发送针对空调设备10的温度信息的请求。空调处理部13当通过空调设备10的第一通信部14接收这样的请求时，使第一通信部14发送表示由第一温度测量部11和第二温度测量部12测量出的当前的温度的温度信息(表示图1的点(a)～点(d)处的温度的、空间50内的温度信息)。其结果是，第二通信部33获取由第一通信部14发送的空间50内的温度信息(s13)。

另外，估计部34b例如使第二通信部33发送针对空调设备10的动作状态的请求。空调处理部13当通过空调设备10的第一通信部14接收这样的请求时，使第一通信部14发送当前的动作状态。其结果是，第二通信部33获取由第一通信部14发送的空调设备10的动作状态(s14)。

另外，估计部34b例如使第二通信部33发送针对外部温度测量装置20的温度信息的请求。当外部温度测量装置20通过外部温度测量装置20接收这样的请求时，发送表示当前的外部温度的温度信息(表示图1的点(e)处的温度的、空间50外的温度信息)。其结果是，第二通信部33获取由外部温度测量装置20发送的空间50外的温度信息(s15)。此外，第二通信部33并非必须获取空间50外的温度信息，也省略步骤s15。

另一方面，估计部34b读取第二存储部35中存储的流体模型。估计部34b基于所读取的流体模型、在步骤s13中获取到的空间50内的温度信息、在步骤s14中获取到的空调设备10的动作状态以及在步骤s15中获取到的空间50外的温度信息，来估计空间50内的三维温度分布(s16)。

在步骤s16中，估计部34b使用空调设备10的动作状态来校正基于流体模型、空间50内的温度信息、空间50外的温度信息估计出的三维温度分布。图5是用于说明三维温度分布的校正的图。

在图5中，用点阴影示意性地图示出没有考虑空调设备10的动作状态的三维温度分布。在此，例如来自空调设备10的风直接吹到的区域a在很大程度上受到来自空调设备10的风的影响。因此，估计部34b基于空调设备10的动作状态(设定温度、风向以及风量等)来校正三维温度分布。具体地说，估计部34b基于来自空调设备10的风向来指定很大程度上受到风的影响的区域a，基于空调设备10的设定温度、以及风量来校正区域a的三维温度分布。另外，估计部34b对远离区域a的区域以离区域a越远则空调设备10的动作状态的影响度越小的方式进行校正。由此，估计部34b能够使三维温度分布的估计精度提高。

此外，第二存储部35中存储的流体模型可以为包含空调设备10的动作状态来作为输入参数的流体模型。在该情况下，直接估计将空调设备10的动作状态考虑在内的三维温度分布。

之后，控制部34c基于在步骤s16中估计出的三维温度分布来控制空调设备10(s17)。具体地说，控制部34c基于在步骤s16中估计出的三维温度分布来控制空调设备10，由此使在步骤s12中指定的任意位置接近目标温度。

如以上那样，环境控制系统100通过估计三维温度分布，能够以没有配置温度传感器的位置处的温度为对象来控制空调设备10。也就是说，环境控制系统100能够使空间50内的任意位置接近目标的环境状态。

此外，在步骤s16中，表示空间50的气密性的c值可以被用于三维温度分布的估计。在该情况下，可以在步骤s16之前通过第二通信部33从用于管理c值的管理装置(服务器设备)等外部装置获取c值，也可以通过由操作接受部31接受c值的操作来输入c值。在输入c值的情况下，操作接受部31作为获取部发挥功能。

[变形例1]

上述实施方式中使用的温度信息为流体参数信息的一例，三维温度分布为三维环境分布的一例。在环境控制系统100中，例如可以将湿度、风速、悬浮颗粒浓度或辐射热等用作流体参数信息。三维环境分布可以为三维湿度分布、三维风速分布、三维颗粒浓度分布或者三维辐射热分布等。

例如，在流体参数信息为湿度的情况下，控制装置30从配置在空间50内(或者空间50外)的湿度传感器获取湿度信息，使用用于计算三维湿度分布的流体模型来估计三维湿度分布。

另外，在流体参数信息为风速的情况下，控制装置30从配置在空间50内(或者空间50外)的风速计获取风速信息，使用用于计算三维风速分布的流体模型来估计三维风速分布。在流体参数信息为悬浮颗粒浓度的情况下，控制装置30从配置在空间50内(或者空间50外)的悬浮颗粒浓度计获取悬浮颗粒浓度信息，使用用于计算三维颗粒浓度分布的流体模型来估计三维颗粒浓度分布。在流体参数信息为辐射热的情况下，从配置在空间50内(或空间50外)的辐射计(热通量传感器)获取辐射热信息，使用用于计算三维辐射热分布的流体模型来估计三维辐射热分布。

[变形例2]

在上述实施方式中，将数值流体力学模型用作流体模型，但流体模型不限定为数值流体力学模型，可以为用于计算三维环境分布的任意的模型。例如，第二存储部35中存储的流体模型可以是作为在空间50内进行机器学习的结果决定出的流体模型，也可以为基于在空间50内实际测量出的三维环境分布的历史记录决定出的流体模型。

另外，第二存储部35中存储的流体模型可以为基于在与空间50不同的空间(例如环境与空间50相似的空间)内实际测量出的三维环境分布的历史记录决定出的流体模型。例如，在公寓等中，考虑将一个房间(空间)的流体模型也应用于其它房间(空间)。

另外，第二存储部35中存储的流体模型可以实现为大数据。在该情况下，估计部34b通过参照大数据来指定与获取到的流体参数信息以及获取到的动作状态对应的三维环境分布。

此外，在该情况下，环境控制系统100例如实现为客户端系统。控制装置30作为包括上述的操作接受部31、显示部32、显示处理部34a、控制部34c等结构要素的客户端设备发挥功能。控制装置30具有作为空调设备10的远程控制器(用户界面)的功能。而且，环境控制系统100具备除控制装置30以外的其它服务器设备，该服务器设备具备作为用于进行上述的估计的结构要素的、估计部34b、更新部34d、第二存储部35等。在第二存储部35中存储大数据。可以任意地生成大数据。大数据例如可以为基于在空间50内实际测量出的三维环境分布的历史记录的大数据，也可以为基于在与空间50不同的空间(例如环境与空间50相似的空间)内实际测量出的三维环境分布的历史记录决定出的大数据。

[变形例3]

可以通过更新部34d来更新第二存储部35中存储的流体模型。例如，更新部34d可以基于空间50中的环境状态分布的历史记录来更新第二存储部35中存储的流体模型。另外，也可以是，如上述那样，在第二存储部35中存储的流体模型为基于与空间50不同的空间中的三维环境分布的历史记录决定出的流体模型的情况下，更新部34d基于与空间50不同的空间中的环境分布的历史记录来更新流体模型。另外，更新部34d可以通过机器学习来更新流体模型。

[变形例4]

在上述实施方式中，控制部34c控制一个空调设备10，但控制部34c也可以控制多个空调设备10。另外，控制部34c控制配置在空间50内的用于调节(调整)空间50内的环境的一个以上的设备即可。调节(调整)空间50内的环境的一个以上的设备例如为卤素加热器、加湿器或空气净化机等。另外，控制部34c可以控制这样的多种设备。

同样地，第二通信部33获取在空间50内配置的用于调节空间50内的环境的一个以上的设备的动作状态即可。可以从该设备获取设备的动作状态，也可以从控制该设备的hems(homeenergymanagementsystem：家庭能源管理系统)控制器等控制装置获取该设备的动作状态。另外，控制部34c可以获取多种设备的动作状态。

[效果等]

如以上所说明的那样，环境控制系统100具备：第二存储部35，其存储有空间50内的流体模型；第二通信部33，其获取空间50内的流体参数信息和配置在空间50内的一个以上的设备的动作状态；估计部34b，其基于第二存储部35中存储的流体模型、获取到的流体参数信息以及获取到的动作状态，来估计空间50内的三维环境分布；以及控制部34c，其基于估计出的三维环境分布来控制一个以上的设备。第二通信部33为获取部的一例，一个以上的设备例如为空调设备10。

由此，环境控制系统100能够使空间50内的任意位置接近目标的环境状态。另外，环境控制系统100能够以反映设备的动作状态的方式估计三维环境分布。

环境控制系统100还可以具备操作接受部31，该操作接受部31接受空间50内的任意位置处的目标环境状态的指定。也可以是，控制部34c基于估计出的三维环境分布来控制一个以上的设备，由此使任意位置接近目标环境状态。操作接受部31为接受部的一例。

由此，环境控制系统100能够使空间50内的任意位置接近指定出的环境状态。

另外，第二通信部33还可以获取空间50外的环境状态。估计部34b可以基于第二存储部35中存储的流体模型、获取到的流体参数信息、获取到的动作状态以及获取到的空间50外的环境状态来估计三维环境分布。

由此，环境控制系统100能够以反映空间50外的环境状态的方式估计三维环境分布。

另外，第二通信部33还可以获取表示空间50的气密性的c值。估计部34b可以基于第二存储部35中存储的流体模型、获取到的流体参数信息、获取到的动作状态以及获取到的c值来估计三维环境分布。

由此，环境控制系统100能够以反映空间50的c值的方式估计三维环境分布。

另外，也可以是，流体模型为热流体力学模型，流体参数信息为温度信息，一个以上的设备中包括空调设备10。也可以是，估计部34b基于流体模型、获取到的温度信息以及获取到的动作状态，估计空间50内的三维温度分布来作为三维环境分布。控制部34c可以基于估计出的三维温度分布来控制空调设备10。

由此，环境控制系统100能够使空间50内的任意位置接近目标的温度状态。另外，环境控制系统100能够以反映设备的动作状态的方式估计三维温度分布。

另外，环境控制系统100还可以具备更新部34d，该更新部34d基于空间50中的环境状态分布的历史记录来更新第二存储部35中存储的流体模型。

通过像这样基于空间50中的环境分布的历史记录来更新流体模型，能够提高三维温度分布的估计精度。

另外，环境控制系统100还可以具备更新部34d，该更新部34d基于与空间50不同的空间中的环境分布的历史记录来更新第二存储部35中存储的流体模型。

通过像这样基于与空间50不同的空间中的环境分布的历史记录来更新流体模型，能够提高三维温度分布的估计精度。

另外，环境控制系统100还可以具备更新部34d，该更新部34d通过机器学习来更新第二存储部35中存储的流体模型。

通过像这样通过机器学习来更新流体模型，能够提高三维温度分布的估计精度。

另外，在由具备存储有空间50内的流体模型的第二存储部35的环境控制系统100执行的环境控制方法中，获取空间50内的流体参数信息和配置在空间50内的一个以上的设备的动作状态；基于第二存储部35中存储的流体模型、获取到的流体参数信息以及获取到的动作状态，来估计空间50内的三维环境分布；以及基于估计出的三维环境分布来控制一个以上的设备。

由此，环境控制系统100能够使空间50内的任意位置接近目标的环境状态。另外，环境控制系统100能够以反映设备的动作状态的方式估计三维环境分布。

(其它实施方式)

以上对实施方式所涉及的环境控制系统进行了说明，但本发明不限定为上述实施方式。

例如，关于在上述实施方式中说明的装置间的通信方法并无特别限定。在装置间进行无线通信的情况下，无线通信的方式(通信标准)例如为利用920mhz频带的频率进行的指定小电力无线，为zigbee(注册商标)、bluetooth(注册商标)或无线lan(localareanetwork：局域网)等。另外，在装置间也可以进行有线通信来代替无线通信。具体地说，有线通信为电力线传输通信(plc：powerlinecommunication)或利用有线lan进行的通信等。

另外，例如在上述实施方式中也可以由除指定的处理部以外的其它处理部执行由该指定的处理部执行的处理。另外，可以变更多个处理的顺序，也可以并行地执行多个处理。

另外，环境控制系统所具备的结构要素针对多个装置的分配是一例。例如，也可以是，环境控制系统实现为客户端服务器系统，上述实施方式中的环境控制系统所具备的结构要素被分配给服务器设备和客户端装置。具体地说，可以将控制装置所具备的结构要素中的被用于三维环境分布的估计的结构要素分配给服务器装置，将除此以外的结构要素分配给客户端装置。

另外，在上述实施方式中，也可以是，信息处理部等结构要素由专用的硬件构成，或者通过执行适于各结构要素的软件程序来实现。各结构要素也可以通过由cpu或处理器等程序执行部读取并且执行硬件或半导体存储器等存储介质中记录的软件程序来实现。

另外，信息处理部等结构要素也可以为电路(或集成电路)。这些电路可以作为整体构成一个电路，也可以为相分别的电路。另外，这些电路分别可以为通用的电路，也可以为专用的电路。

另外，本发明的总体或具体的方式可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的cd-rom等记录介质来实现。另外，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。例如，在利用智能电话或平板电脑终端等通用的信息终端来作为环境控制系统的情况下，本发明可以实现为用于使信息终端(计算机)作为环境控制系统发挥功能的应用程序。另外，本发明可以实现为由环境控制系统(计算机)执行的环境控制方法。另外，本发明可以实现为环境控制系统所具备的控制装置。

此外，对各实施方式实施本领域人员想到的各种变形所得到的方式或者在不脱离本发明的主旨的范围中对各实施方式中的结构要素和功能任意进行组合所实现的方式也包括在本发明中。

附图标记说明

10：空调设备；31：操作接受部(接受部)；32：显示部；33：第二通信部(获取部)；34b：估计部；34c：控制部；34d：更新部；35：第二存储部(存储部)；50：空间；100：环境控制系统。