JP2011220626A - 省エネ空調監視制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外温度、屋内温度、降雨センサおよび設定データにより省エネ最適運転方法を判断し居住者に案内可能な省エネ空調監視制御装置を提供する。
【解決手段】省エネ空調監視制御装置は、屋内に設けた壁掛け構造の省エネ空調ガイド表示板上に形成した屋外温度棒グラフ表示と、屋内温度棒グラフ表示と、デジタル温度表示と、目標温度指示域と、屋外温度計と屋内温度計の計測値を受け取り、表示の値を夫々温度に応じて変化させる制御手段とにより成り、目標温度指示域を低温側冬期目標温度（暖房）範囲と、高温側夏期目標温度（冷房）範囲と、中間の冷暖房不要温度範囲によって形成した。屋外温度棒グラフ表示の上部には屋内熱負荷による屋内熱負荷温度上昇見込値（α値）を重ねて表示することにより、外気冷房の可否判断を容易にする。また屋外温度計測値、屋内温度計測値、降雨センサおよび設定データにより省エネ最適運転方法を判断し居住者に案内する。
【選択図】図１

Description

本発明は、省エネ空調監視制御装置、特に、空調監視および省エネ空調運転案内手段を有する省エネ空調監視制御装置に関するものである。

オフイスビルにおいては、温室効果ガスの排出に最も関与しているのは「エアコン」運転時の電力の使用であり、ビル全体の１次エネルギー使用量の約５０％を占めている。中小のオフイスビルなどに空調設備として設置されている「マルチエアコン」または「エアコン」は、暖房・冷房の温度制御を行うが、換気と連動して「外気冷房」を行ってない場合が多い。このため、外気によって「外気冷房」が出来る状況でも、業務開始時の「エアコン暖房」または「エアコン冷房」運転を業務終了まで連続運転し、無駄な電力を使用している場合が多い。

例えば、冬期、早朝の業務開始時、屋内（室内）温度が低い場合には「エアコン暖房運転」を開始するが、屋内（室内）の人体の発熱およびＯＡ機器使用による発熱で屋内（室内）温度が上昇し「エアコン暖房運転」を停止し「外気冷房」が可能な状態になっていても、これを居住者が判断する事が出来ないので、業務終了まで「エアコン暖房」のまま連続運転される。

また、中間期・夏期早朝の業務開始時、屋内（室内）温度が高い場合は「エアコン冷房運転」を開始するが、夕方外気温度が下がって「エアコン冷房運転」を中止し「外気冷房」が可能になっている状態になっても、これを居住者が判断する事が出来ないので業務終了まで冷房のまま連続運転される。

特に、最近のオフイスビルにおいては、１人１台のパソコン設置やＯＡ機器の増大により屋内の発熱量が増大したため冬期においても屋内温度が上昇し冷房が必要な場合が多い。このような場合は「外気冷房」が可能な状態であっても、居住者が無条件に「エアコンによる冷房運転」を行う無駄な電力の使用が一般的に行われている。

この問題の原因として、次のような事がある。

（１）空調の専門知識が無い居住者は、「省エネ最適空調」の運転方法が分からない。

（２）居住者が現在の空調運転方法が「省エネ最適空調」状態かどうか判断できない。

本発明の省エネ空調監視制御装置は、屋内に設けた壁掛け構造の省エネ空調ガイド表示板と、この表示板上に形成した屋外温度棒グラフ表示と、屋内温度棒グラフ表示と、デジタル温度表示と、目標温度指示域と、屋外温度計と屋内温度計の計測値を受け取り、上記屋外温度棒グラフ表示と上記屋内温度棒グラフ表示及びデジタル温度表示の値を夫々屋外温度と屋内温度に応じて変化せしめるための制御手段とより成り、上記目標温度指示域を低温側冬期目標温度（暖房）範囲と、高温側夏期目標温度（冷房）範囲と、中間の冷暖房不要温度範囲によって形成したことを特徴とする。

上記屋外温度棒グラフ表示に屋内熱負荷による温度上昇分見込み値を積み上げることを特徴とする。

上記省エネ空調ガイド表示板にエアコン暖房、外気冷房及びエアコン冷房の表示を有する省エネ最適空調表示部を設け、上記制御手段に更に降雨センサーを接続し、省エネ最適空調判断により上記省エネ最適空調表示部の各表示を夫々選択表示せしめることを特徴とする。

省エネ最適空調判断に変更が生じた場合これを喚起する案内手段を有することを特徴とする。

本発明の省エネ空調監視制御装置によれば以下のような効果が得られる。

居住者が、屋内温度や屋外温度や気象変化に配慮しなくても、省エネ空調ガイドが最適空調方法を自動的に知らせてくれるので、定期的に席を外して屋外温度と屋内温度を測定する必要がなくなり、本来の業務に専念することが出来る。また、この案内により、空調専門知識が無い居住者でも、省エネ最適空調運転の操作を行うことができる。

省エネ空調ガイド表示板の壁掛け設置によりこれを屋内の全員が監視出来るので省エネ最適空調運転の意識が高まり、省エネ運転が徹底する。

温度の棒グラフ表示は離れたところからでも視認し易く、かつデジタル表示で詳細な計測値を把握できる。

目標温度指示域の各範囲の背景色を例えば暖房色の橙色と、冷房色の水色と、その中間の緑色とする事により、季節毎の目標温度帯が明確になり、冬期の過暖房、夏期の過冷房を監視する事が出来る。

現在の屋内目標温度を横線で表示し、屋内計測温度との温度差が直感的に分かるようにしたので、空調設備の温度制御の状態を監視出来るようになる。

上記、冬期目標温度、夏期目標温度、中間期目標温度の目標温度指示域および横線表示位置の夫々をデータ設定に連動して自動的に更新するので、屋内目標温度が異なる多様な用途の部屋に柔軟に対応できるようになる。

屋内熱負荷温度上昇分見込値（α値）を屋外計測温度の棒グラフ表示の上部に積上げて表示し、屋内計測温度の棒グラフと並列して表示したことにより、２本の棒グラフともにエアコン運転による暖房、冷房が不要な中間域の範囲であれば、外気冷房が可能な状態である事を容易に判断出来るので省エネ運転が徹底する。

図１は本発明の省エネ空調監視制御装置の説明図である。 図２は本発明の省エネ空調監視制御装置のブロック図である。 図３は省エネ最適空調運転の判断条件概念図である。

以下図面によって本発明の実施例を説明する。

本発明においては図１に示すように屋内に例えば壁掛け構造の省エネ空調ガイド表示板１を設ける。

この表示板１には互いに左右に並行して上下に延びる屋外（外気）温度棒グラフ表示２と、屋外温度デジタル表示部２’と、屋内（室内）温度棒グラフ表示３と、屋内温度デジタル表示部３’と、屋内熱負荷温度上昇分見込値（α）表示部４と、α値デジタル表示部４’と、目標温度指示域５と、操作部６とを有せしめる。

上記目標温度指示域５は、例えば暖房色の橙色にした低温側冬期目標温度±１℃の暖房範囲と、冷房色の水色にした高温側夏期目標温度±１℃の冷房範囲と、同じく緑色にした中間範囲の冷暖房不要温度範囲に区劃して季節毎の目標温度帯を明確とし、屋内計測温度表示との対比によって、冬期の過暖房、夏期の過冷房を監視する事が出来るようにする。

更に現在の屋内目標温度を横線で表示し、屋内計測温度との温度差が直感的に分かるようにし、空調設備の温度制御の状態を監視出来るようにする。

上記、冬期目標温度、夏期目標温度、中間期目標温度の目標温度指示域および横線表示位置の夫々は、データ変更により自動的に更新できるようにする。

また、図２に示すように屋外温度計７と屋内温度計８の温度表示を有線または無線で室内に設けたマイコン９に加に加え、このマイコン９からの信号により計測温度値に対応する高さで上記屋外温度棒グラフ表示２を例えば青色で発光し、上記屋内温度棒グラフ表示３を例えば赤色で発光せしめる。

屋内熱負荷による屋内熱負荷温度上昇分見込値（α値）４を屋外温度棒グラフ表示３の上部に積上げて表示し、屋内計測温度と並列して表示することにより２本の棒グラフともに運転目標温度指示域５におけるエアコン運転による暖房、冷房が不要な中間の緑の範囲であれば、「外気冷房」が可能な状態である事を容易に判断出来るようにする。

本発明の実施例２においては図１に示すように上記表示板１に省エネ最適空調表示部１０を設け、上記マイコン９に降雨センサー１１等を接続し、上記マイコン９により屋外温度計７と屋内温度計８と、および降雨センサー１１からの計測データと、設定データとの比較計算により現在の省エネ最適空調方法を判断し、この判断の結果、現在運転中の空調方法を変更する必要がある場合には、表示板１の省エネ最適空調表示部１０内の「エアコン暖房」、「外気冷房」、「エアコン冷房」のうち該当する表示部分を例えば赤色フリッカ表示し、さらに音声出力で空調方法の変更が必要な事を居住者に知らせるようにする。また、降雨中には、「外気冷房」をやめ窓を閉めて最適空調を行うように省エネ最適空調表示部１０内の該当する表示部と「降雨中」表示部を赤色フリッカ表示し、また音声出力でも案内するようにする。

なお、上記温度棒グラフ表示２及び３は上下に延びる代りに左右水平に延びるようにしても良い。

図３は省エネ最適空調運転の判断条件概念図を示し、「省エネ最適空調運転」の判断は例えば以下の通りに行なう。

省エネ空調監視制御装置スタート（電源ＯＮ）時の判断

エアコン暖房運転判断

屋内計測温度が「暖房切換温度（例えば２０℃）」より低い場合は、「エアコン暖房」運転と判断する。

外気冷房判断

屋内計測温度が、「暖房切換温度（例えば２０℃）」より高く「冷房切換温度（例えば２８℃）」より低い場合は「外気冷房」と判断する。

エアコン冷房運転判断

屋内計測温度が、「冷房切換温度（例えば２８℃）」より高い場合は、「エアコン冷房」運転と判断する。

定常運転時の判断

エアコン暖房運転から外気冷房への変更判断

「エアコン暖房」運転中、屋内計測温度および「屋外計測温度＋屋内熱負荷温度上昇分見込値（α値）」が「暖房⇒外気冷房切換温度（例えば２１℃）」より高い場合は「エアコン暖房」運転を停止し「外気冷房」と判断する。

α値の初期値は、エアコン運転を停止し「外気冷房」状態にし数分放置した後に、α（℃）＝ 屋内計測温度（℃）− 屋外計測温度（℃）により求める。例えば０時から２４時まで３時間毎に８データ全てを計測してα値の初期値を設定するのが困難な場合は、計測しない時間帯のα値の初期値は、人員変動・日射を考慮して測定した他の時間帯のデータを参考にし近似値を設定する。なお、厳密な判断を行なうためにはα値は時間間隔を短縮してより多くのデータを設定すれば良い。

さらにα値は季節によっても異なるので、最新の値に自動更新するため、次の処理を行う。

「外気冷房」から「エアコン暖房運転」または「エアコン冷房運転」への変更判断した時点で上記計算を自動的に行い該当時間帯のα値を更新し、年間を通じて実態と合った値にする。

外気冷房からエアコン暖房への変更判断

「外気冷房」時、屋内計測温度が「暖房切換温度（例えば２０℃）」より低い場合は、「エアコン暖房」運転と判断する。この時、上記α値を計算し該当時間帯のα値を自動更新する。

外気冷房からエアコン冷房への変更判断

「外気冷房」中、屋内計測温度が「冷房切換温度（例えば２８℃）」より高い場合は、「エアコン冷房」運転と判断する。この時、上記α値を計算し該当時間帯のα値を自動更新する。

エアコン冷房から外気冷房への変更判断

「エアコン冷房運転」中、屋内計測温度および「屋外計測温度＋α値」が「冷房⇒外気冷房切換温度（例えば２７℃）」より低い場合は「エアコン冷房」運転を停止し、「外気冷房」と判断する。

降雨発生時の判断

降雨発生判断

降雨センサにより降雨を感知した場合、割込み入力により「降雨中」と判断する。

降雨発生時、外気冷房からエアコン暖房への変更判断

「外気冷房」中の場合には窓を閉める必要があるので、屋内計測温度が「暖房切換温度（例えば２０℃）」より低い場合は、「エアコン暖房」運転と判断する。この時、上記α値を計算し該当時間帯のα値を自動更新する。

降雨発生時、外気冷房からエアコン冷房への変更判断

「外気冷房」中の場合には窓を閉める必要があるので屋内計測温度が「冷房切換温度（例えば２８℃）」より高い場合は、「エアコン冷房」運転と判断する。この時、上記α値を計算し該当時間帯のα値を自動更新する。

降雨発生時、外気冷房から窓を閉める変更判断

屋内計測温度が「暖房切換温度（例えば２０℃）」より高く「冷房切換温度（例えば２８℃）」より低い場合は、窓を閉めると判断する。

降雨中の判断

降雨中、エアコン暖房運転からエアコン運転停止判断

降雨中・エアコン暖房運転時、屋内計測温度および「屋外計測温度＋α値」が「暖房⇒外気冷房切換温度（例えば２１℃）」より高い場合は「エアコン暖房運転」停止と判断する。

降雨中、エアコン停止からエアコン暖房運転判断

降雨中、エアコン停止時、屋内室内計測温度が「暖房切換温度（例えば２０℃）」より低い場合は、「エアコン暖房」運転と判断する。

降雨中、エアコン停止からエアコン冷房運転判断

降雨中、エアコン停止時、屋内計測温度が「冷房切換温度（例えば２８℃）」より高い場合は、「エアコン冷房」運転と判断する。

降雨中、エアコン冷房運転からエアコン運転停止判断

降雨中・エアコン冷房運転時、屋内計測温度および「屋外計測温度＋α値」が「冷房⇒外気冷房切換温度（例えば２７℃）」より低い場合は「エアコン冷房運転」停止と判断する。

雨上がり時の判断

雨上がり判断

降雨がやみ降雨センサが（ＯＦＦ）になった場合、割込みにより「降雨中」を解除し、以下の判断を行う。

エアコン暖房運転から外気冷房判断

「エアコン暖房」運転中、屋内計測温度および「屋外計測温度＋α値」が「暖房⇒外気冷房切換温度（例えば２１℃）」より高い場合は「エアコン暖房」運転を停止し「外気冷房」と判断する。

エアコン運転停止時から外気冷房判断

屋内計測温度が、暖房切換温度（例えば２０℃）」より高く「冷房切換温度（例えば２８℃）」より低い場合は「外気冷房」と判断する。

エアコン冷房時から外気冷房判断

「エアコン冷房運転」中、屋内計測温度および「屋外計測温度＋α値」が「冷房⇒外気冷房切換温度（例えば２７℃）」より低い場合は「エアコン冷房」運転停止、「外気冷房」と判断する。

（３）省エネ最適空調の案内

表示板１の画面は、操作部６の「表示」釦を押下すると表示される。居住者への省エネ最適空調の表示案内は、省エネ最適空調表示部１０内の「エアコン暖房」、「外気冷房」、「エアコン冷房」のうち該当する表示部と、「降雨中」表示部の赤色表示および、操作部６内の「音声出力」部からの音声によって行う。

案内のタイミングは、省エネ空調監視制御装置スタート時（電源ＯＮ時）と、前回判断と異なった空調方法に変化した場合に、「省エネ最適空調の判断」結果に応じて、案内を出力する。

この案内により、空調専門知識が無い居住者でも、省エネ最適空調運転の操作を行うことができる。

省エネ空調監視制御装置スタート（電源ＯＮ）時の案内

エアコン暖房運転案内

ａ．表示：「エアコン暖房」「外気冷房」表示部を消灯し「エアコン暖房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「エアコンで暖房運転を行って下さい。」

外気冷房案内

ａ．表示：「エアコン暖房」「エアコン冷房」表示部を消灯し、「外気冷房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「窓開放や換気扇で外気冷房を行って下さい。」

エアコン冷房運転案内

ａ．表示：「エアコン暖房」「外気冷房」表示部を消灯し、「エアコン冷房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「エアコンで冷房運転を行って下さい。」

定常運転時の案内

エアコン暖房運転時から外気冷房への変更案内

ａ．表示：「エアコン暖房」表示部を消灯し、「外気冷房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「エアコンによる暖房運転をやめ、窓開放や換気扇で外気冷房行ってください。」

外気冷房時からエアコン暖房運転への変更案内
ａ．表示：「外気冷房」表示部を消灯し、「エアコン暖房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「外気冷房をやめ、エアコンによる暖房運転を行ってください。」

外気冷房時からエアコン冷房運転への変更案内

ａ．表示：「外気冷房」表示部を消灯し、「エアコン冷房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「外気冷房をやめ、エアコンによる冷房運転を行ってください。」

エアコン冷房運転時から外気冷房への変更案内

ａ．表示：「エアコン冷房」表示部を消灯し、「外気冷房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「エアコンによる冷房運転をやめ、窓開放や換気扇で外気冷房を行ってください。」

降雨発生時の案内

降雨発生案内

ａ．表示：「降雨中」表示部を赤色フリッカーする。

降雨発生時、外気冷房からエアコン暖房への変更案内

ａ．表示：「外気冷房」表示部を消灯し、「エアコン暖房」表示部を赤フリッカーする。

ｂ．音声出力：「雨が降ってきました、外気冷房をやめエアコンによる暖房運転を行ってください。」

降雨発生時、外気冷房からエアコン冷房への変更案内

ａ．表示：「外気冷房」表示部を消灯し、「エアコン冷房」表示部を赤フリッカーする。

ｂ．音声出力：「雨が降ってきました、外気冷房をやめエアコンによる冷房運転を行ってください。」

降雨発生時、外気冷房から窓を閉める変更案内

ａ．表示：「外気冷房」表示部を消灯する。

ｂ．音声出力：「雨が降ってきました、外気冷房をやめ窓を閉めてください。」

降雨中の案内

降雨中、エアコン暖房運転からエアコン運転停止への変更案内

ａ．表示：「エアコン暖房」表示部を消灯する。

ｂ．音声出力：「気温が高くなりました、エアコン暖房運転をやめてください。」

降雨中、エアコン停止時から暖房運転への変更案内

ａ．表示：「エアコン暖房」表示部を赤フリッカーする。

ｂ．音声出力：「エアコンによる暖房運転を行ってください。」

降雨中、エアコン停止からエアコン冷房運転への変更案内

ａ．表示：「エアコン冷房」表示部を赤フリッカーする。

ｂ．音声出力：「エアコンによる冷房運転を行ってください。」

降雨中、エアコン冷房運転からエアコン運転停止への変更案内

ａ．表示：「エアコン冷房」表示部を消灯する。

ｂ．音声出力：「気温が低くなりました、エアコン冷房運転をやめてください。」

雨上がりの案内

ａ．表示：「降雨中」表示部を消灯する。

エアコン暖房運転から外気冷房への変更案内

ａ．表示：「エアコン暖房」表示部を消灯し、「外気冷房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「雨がやみました、エアコンによる暖房運転をやめ、窓開放や換気扇で外気冷房を行ってください。」

エアコン運転停止時から外気冷房への変更案内

ａ．表示：「外気冷房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「雨がやみました、窓開放や換気扇で外気冷房を行ってください。」

エアコン冷房時から外気冷房への変更案内

ａ．表示：「エアコン冷房」表示部を消灯し、「外気冷房」表示部を赤色フリッカする。

ｂ．音声出力：「雨がやみました、エアコンによる冷房運転をやめ、窓開放や換気扇で外気冷房を行ってください。」

上記案内を居住者が確認した場合、図１の操作部６の「確認釦」を押下することにより「赤色フリッカ」を「赤色連続点灯」に変え、音声出力は「停止」する。

１ 省エネ空調ガイド表示板
２ 屋外温度棒グラフ表示
２’ 屋外温度デジタル表示部
３ 屋内温度棒グラフ表示
３’ 屋内温度デジタル表示部
４ 屋内熱負荷温度上昇分見込値（α）表示部
４’ α値デジタル表示部
５ 目標温度指示域
６ 操作部
７ 屋外温度計
８ 屋内温度計
９ マイコン
１０ 省エネ最適空調表示部
１１ 降雨センサー

Claims (4)

1. 屋内に設けた壁掛け構造の省エネ空調ガイド表示板と、この表示板上に形成した屋外温度棒グラフ表示と、屋内温度棒グラフ表示と、デジタル温度表示と、目標温度指示域と、屋外温度計と屋内温度計の計測値を受け取り、上記屋外温度棒グラフ表示と上記屋内温度棒グラフ表示及びデジタル温度表示の値を夫々屋外温度と屋内温度に応じて変化せしめるための制御手段とより成り、上記目標温度指示域を低温側冬期目標温度（暖房）範囲と、高温側夏期目標温度（冷房）範囲と、中間の冷暖房不要温度範囲によって形成したことを特徴とする省エネ空調監視制御装置。
2. 上記屋外温度棒グラフ表示に屋内熱負荷による温度上昇分見込み値を積み上げることを特徴とする請求項１記載の省エネ空調監視制御装置。
3. 上記省エネ空調ガイド表示板にエアコン暖房、外気冷房及びエアコン冷房の表示を有する省エネ最適空調表示部を設け、上記制御手段に更に降雨センサーを接続し、省エネ最適空調判断により上記省エネ最適空調表示部の各表示を夫々選択表示せしめることを特徴とする請求項１または２記載の省エネ空調監視制御装置。
4. 省エネ最適空調判断に変更が生じた場合これを喚起する案内手段を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の省エネ空調監視制御装置。

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