JP2011244584A - 設備機器制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】設備機器の制御をより最適に実行することができる設備機器制御システムを提供する。
【解決手段】複数のコンピュータ１１と、複数のコンピュータに接続され、複数のコンピュータの各々の電源状態を監視する電源状態監視部２１を有する管理サーバ２０と、管理サーバに接続され、コンピュータの電源状態から人の材不在を判断し、所定領域４１，４２，４３，４４内の在室人員を算定する在室人員算定部３１を有する中央監視サーバ３０と、を備え、在室人員算定部において算定された在室人員に応じて所定領域内に配された設備機器１５の運転状態を制御可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビルなどの建築物内に備える換気設備、空調設備および照明設備といった設備機器の運転を制御する設備機器制御システムに関するものである。

従来から、ビルなどの建築物において省エネ化を図るための設備機器の制御システムが数多く提案されている。例えば、温度センサにより室内温度の変化を検知して空調設備を制御したり、人感センサにより人の在不在を検知して照明設備を制御したりする方法がある。
一方、コンピュータの主電源オフによる待機電力の低減および同一分電盤に接続された照明、空調などの電源オフを各フロア毎または各部門毎などの特定単位毎に自動的に行う電源自動制御システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
具体的には、複数の電気機器が接続され、該電気機器の電力供給を行う電源コントロール部と、照明器具を含み電源コントロール部から電源供給される少なくともひとつの第１の電気機器と、コンピュータやプリンタからなり電源コントロール部から電源供給される少なくともひとつの第２の電気機器と、第２の電気機器にネットワークを介して疎通を確認して第２の電気機器のいずれからも応答がなかったときに電源コントロール部を制御して第１の電気機器と第２の電気機器への電力供給を停止する電源監視／制御サーバとを備えるようにした電源自動制御システムが提案されている。

特開２００７−１８９８４８号公報

ところで、上述した特許文献１の電源自動制御システムは、人が不在状態になったときに、各設備機器をオフするだけのものであり、設備機器の運転を細かく制御するものではない。したがって、例えば事務所フロアのある所定領域内において、数名不在で残りは在室している場合であっても、上記電源自動制御システムは設備機器をオフすることはなく、省エネ化を図ることができないという問題がある。

そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、設備機器の制御をより最適に実行することができる設備機器制御システムを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数のコンピュータと、該複数のコンピュータに接続され、前記複数のコンピュータの各々の電源状態を監視する電源状態監視部を有する管理サーバと、該管理サーバに接続され、前記コンピュータの電源状態から人の材不在を判断し、所定領域内の在室人員を算定する在室人員算定部を有する中央監視サーバと、を備え、前記在室人員算定部において算定された前記在室人員に応じて前記所定領域内に配された設備機器の運転状態を制御可能に構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、コンピュータの電源がオンかオフかを管理サーバの電源状態監視部において監視し、中央監視サーバにおいて、電源がオンの場合はそのコンピュータの使用者は在室と判定し、電源がオフの場合はそのコンピュータの使用者は不在と判定して、所定領域内の在室人員を算定することができるようになっている。また、この在室人員に応じて設備機器を制御する、つまり、コンピュータの電源状態に応じて設備機器の運転状態を制御するように構成したため、設備機器の制御をより最適に実行することができる。

また、本発明は、前記中央監視サーバが、前記在室人員に応じて前記所定領域内に供給する外気導入量を算出する外気導入量算出部と、該外気導入量算出部の算出結果に基づいて、換気設備の風量を調節可能な換気設備制御部と、を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、在室人員に対応して外気導入量を算出するため、必要な外気量のみ室内に供給することができ、空調負荷を低減して、省エネ化を図ることができる。

さらに、本発明は、前記中央監視サーバが、前記コンピュータの電源状態および前記在室人員に応じて前記所定領域内の発熱量を算出する発熱量算出部と、該発熱量算出部の算出結果に基づいて、空調設備を制御可能な空調設備制御部と、を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、コンピュータの電源負荷および在室人員の発熱負荷を所定領域内の発熱量としてリアルタイムで算出することができるため、空調設備の最適制御を実現することができる。

そして、本発明は、前記中央監視サーバが、前記在室人員に応じて前記所定領域内の照明設備の点灯・消灯・調光を制御可能な照明設備制御部を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、人が居る領域を的確に把握することができるため、高精度な照明制御を実行することができる。

本発明の設備機器制御システムによれば、コンピュータの電源がオンかオフかを管理サーバの電源状態監視部において監視し、中央監視サーバにおいて、電源がオンの場合はそのコンピュータの使用者は在室と判定し、電源がオフの場合はそのコンピュータの使用者は不在と判定して、所定領域内の在室人員を算定することができるようになっている。また、この在室人員に応じて設備機器を制御する、つまり、コンピュータの電源状態に応じて設備機器の運転状態を制御するように構成したため、設備機器の制御をより最適に実行することができる。

本発明の実施形態における設備機器制御システムのブロック図である。 本発明の実施形態における設備機器制御システムを採用したモデルフロアのコンピュータ設置状態を示す平面図である。 本発明の実施形態における設備機器制御システムを採用したモデルフロアの換気設備および空調設備の設置状態を示す平面図である。 本発明の実施形態における設備機器制御システムを採用したモデルフロアの照明設備の設置状態を示す平面図である。 本発明の実施形態における設備機器制御システムの制御方法を説明するモデルフロアの部分平面図（１）である。 本発明の実施形態における設備機器制御システムの制御方法を説明するモデルフロアの部分平面図（２）である。 本発明の実施形態における設備機器制御システムの制御方法を説明するモデルフロアの部分平面図（３）である。 本発明の実施形態における設備機器制御システムの制御方法を説明するモデルフロアの部分平面図（４）である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１は本実施形態の設備機器制御システムの構成を示すブロック図である。なお、図１は、例えばあるオフィスビルの１フロアＦを想定したものである。図１に示すように、設備機器制御システム１０は、コンピュータ１１と、換気設備１２、空調設備１３および照明設備１４などからなる設備機器１５と、複数のコンピュータ１１に接続され、複数のコンピュータ１１の各々の電源状態を監視する電源状態監視部２１を有する管理サーバ２０と、管理サーバ２０に接続され、コンピュータ１１の電源状態から人の材不在を判断し、所定領域内の在室人員を算定する在室人員算定部３１を有する中央監視サーバ３０と、を備えている。

図２は本実施形態におけるフロアＦの概略構成図である。図２に示すように、フロアＦには縦４台、横４台の計１６台のデスクＤが配されており、それぞれのデスクＤにはコンピュータ１１が設置されている。各コンピュータ１１はＬＡＮケーブル１７を介して管理サーバ２０に接続されている。なお、本フロアＦに配されたデスクＤは、４台ずつグループが形成されており、エリア４１，４２，４３，４４に区画されている。

図３はフロアＦの空調設備および換気設備の概略構成図である。図３に示すように、エアコンなどの空調設備１３は各エリア４１，４２，４３，４４に１台ずつ設置されている。また、換気ファンなどの換気設備１２も各エリア４１，４２，４３，４４に１台ずつ設置されており、換気設備１２で取り込んだ外気はダクト１９を介して空調設備１２に供給されるように構成されている。なお、この換気設備１２は風量調節が可能になっているとともに、空調設備１３は熱負荷に応じて自動制御ができるようになっている。

図４はフロアＦの照明設備の概略構成図である。図４に示すように、照明設備１４は各デスクＤに対応した天井面に１台ずつ設置されている。つまり、照明設備１４は、各エリア４１，４２，４３，４４に４台ずつ、計１６台設置されている。

本実施形態では、設備機器１５が、換気設備１２、空調設備１３および照明設備１４で構成されており、それぞれ１フロアに複数台設けられているとともに、各設備機器１５は中央監視サーバ３０にＬＡＮケーブル１６を介して接続されている。また、本実施形態では、各エリア４１，４２，４３，４４の設備機器１５を個別制御することができるように構成されている。なお、中央監視サーバ３０はフロアＦごとに設置してもよいし、建物の中央監視室などに設置してもよい。

図１に戻り、管理サーバ２０は、全てのコンピュータ１１とＬＡＮケーブル１７を介して接続されており、各コンピュータ１１の電源状態を監視する電源状態監視部２１を有している。つまり、管理サーバ２０において、各コンピュータ１１の電源がオンかオフかをリアルタイムで監視することができるようになっている。また、管理サーバ２０はＬＡＮケーブル１８を介して中央監視サーバ３０に接続されている。

中央監視サーバ３０は、コンピュータ１１の電源状態から人の材不在を判断し、所定領域（例えば、各エリア４１，４２，４３，４４）内の在室人員を算定する在室人員算定部３１と、在室人員に応じて所定領域内に供給する外気導入量を算出する外気導入量算出部３２と、外気導入量算出部３２の算出結果に基づいて、換気設備１２の風量を調節可能な換気設備制御部３３と、コンピュータ１１の電源状態および在室人員に応じて所定領域内の発熱量を算出する発熱量算出部３４と、発熱量算出部３４の算出結果に基づいて、空調設備１３を制御可能な空調設備制御部３５と、在室人員に応じて所定領域内の照明設備１４の点灯・消灯・調光率を制御可能な照明設備制御部３６と、を備えている。

このように構成されたフロアＦの設備機器制御方法について説明する。なお、以下の説明では、１つのエリア（例えば、エリア４１）のみを用いて説明するが、他のエリア４２，４３，４４についても、略同一の設備機器制御を実行することができる。

図５は、エリア４１の全てのデスクＤのコンピュータ１１の電源がオンの状態である。ここで、コンピュータ１１の電源がオンかオフかは、コンピュータ１１にＬＡＮケーブル１７を介して接続されている管理サーバ２０の電源状態監視部２１において判断されている。具体的には、電源状態監視部２１よりコンピュータ１１に向かってＬＡＮケーブル１７を介してｐｉｎｇをとばし、その応答状態により電源のオン・オフを判定している。つまり、コンピュータ１１から応答があれば電源オン状態と判定し、応答がない場合は電源オフ状態と判定する。電源状態監視部２１で判定された各コンピュータ１１の電源状態の情報は、ＬＡＮケーブル１８を介して中央監視サーバ３０の在室人員算定部３１に伝送される。

図５のように、エリア４１内の４台のコンピュータ１１の電源が全てオンになっている場合は、在室人員算定部３１において、エリア４１には４名全員が在席していると算定する。つまり、エリア４１の在席率は１００％と算定する。

続いて、外気導入量算出部３２において、エリア４１の在席率（在席人数）に対応した外気導入量を算出する。例えば、エリア４１における外気導入量の最大値（最大外気導入量）を予め設定しておき、その最大外気導入量に外気導入量算出部３２で算出された在席率をかけることにより外気導入量を算出する。なお、外気導入量は、一人当たりの外気導入量（単位外気導入量）を予め設定しておき、その単位外気導入量に外気導入量算出部３２で算出された在席人数をかけることにより外気導入量を算出してもよい。

外気導入量算出部３２において外気導入量が算出されたら、その情報を換気設備制御部３３へと伝送する。換気設備制御部３３は、外気導入量算出部３２からの外気導入量情報に基づいて、例えば、ダクト１９に配された可変風量ダンパ（不図示）のダンパ開度を調整して外気導入量を算出された外気導入量に設定する。図５においては、可変風量ダンパの開度を１００％に設定する。なお、外気導入量の調整は、換気設備１２自体をインバータ制御して直接風量を調節するように構成してもよい。

また、上述した換気設備１２の制御と略同時に空調設備１３の制御を行う。具体的には、発熱量算出部３４において、エリア４１の在席率（在席人数）に対応した発熱量を算出する。例えば、エリア４１における発熱量の最大値（最大発熱量）を予め設定しておき、その最大発熱量に発熱量算出部３４で算出された在席率をかけることにより発熱量を算出する。なお、発熱量は、一人当たりの発熱量（単位発熱量）を予め設定しておき、その単位発熱量に発熱量算出部３４で算出された在席人数をかけることにより発熱量を算出してもよい。

発熱量算出部３４において発熱量が算出されたら、その情報を空調設備制御部３５へと伝送する。空調設備制御部３５は、発熱量算出部３４からの発熱量情報に基づいて、例えば、空調設備１３の運転状態（例えば、強・中・弱運転）を調整する。図５においては、発熱負荷が最大になるため、空調設備１３を強運転に設定する。なお、空調設備１３の運転制御は、発熱負荷にあわせて設定温度を可変するように構成してもよい。

さらに、上述した換気設備１２および空調設備１３の制御と略同時に照明設備１４の制御を行う。具体的には、照明設備制御部３６において、在室人員算定部３１におけるエリア４１の在席率（在席人数）の情報に基づいて、例えば、照明設備１４の調光率を調整する。図５においては、在席率が１００％であるため、照明設備１４の調光率も１００％に設定する。なお、照明設備１４の制御は、コンピュータ１１の運転状態に対応して、該コンピュータ１１が配されたデスクＤの直上に設置された照明設備１４のオン・オフ制御を行うように設定してもよい。つまり、電源がオン状態のコンピュータ１１の直上の照明設備１４は点灯し、電源がオフ状態のコンピュータ１１の直上の照明設備１４は消灯するように設定してもよい。

図６は、エリア４１の半分のデスクＤのコンピュータ１１だけが電源オンの状態である。この場合、在室人員算定部３１において、エリア４１には４名中２名が在席していると算定する。つまり、エリア４１の在席率は５０％と算定する。

続いて、外気導入量算出部３２において、エリア４１の在席率（在席人数）に対応した外気導入量を算出し、その情報を換気設備制御部３３へと伝送する。換気設備制御部３３は、外気導入量算出部３２からの外気導入量情報に基づいて、例えば、ダクトに配された可変風量ダンパ（不図示）のダンパ開度を調整して外気導入量を算出された外気導入量に設定する。図６においては、可変風量ダンパの開度を５０％に設定する。

また、上述した換気設備１２の制御と略同時に空調設備１３の制御を行う。具体的には、発熱量算出部３４において、エリア４１の在席率（在席人数）に対応した発熱量を算出し、その情報を空調設備制御部３５へと伝送する。空調設備制御部３５は、発熱量算出部３４からの発熱量情報に基づいて、例えば、空調設備１３の運転状態（例えば、強・中・弱運転）を調整する。図６においては、発熱負荷が最大値の約５０％になるため、空調設備１３を中運転に設定する。

さらに、上述した換気設備１２および空調設備１３の制御と略同時に照明設備１４の制御を行う。具体的には、照明設備制御部３６において、在室人員算定部３１におけるエリア４１の在席率（在席人数）の情報に基づいて、例えば、照明設備１４の調光率を調整する。図６においては、在席率が５０％であるため、照明設備１４の調光率も５０％に設定する。なお、照明設備１４は、電源がオン状態のコンピュータ１１の直上の２灯の照明設備１４は点灯し、電源がオフ状態のコンピュータ１１の直上の照明設備１４は消灯するように設定してもよい。

図７は、エリア４１の１台のデスクＤのコンピュータ１１だけが電源オンの状態である。この場合、在室人員算定部３１において、エリア４１には４名中１名が在席していると算定する。つまり、エリア４１の在席率は２５％と算定する。

続いて、外気導入量算出部３２において、エリア４１の在席率（在席人数）に対応した外気導入量を算出し、その情報を換気設備制御部３３へと伝送する。換気設備制御部３３は、外気導入量算出部３２からの外気導入量情報に基づいて、例えば、ダクトに配された可変風量ダンパ（不図示）のダンパ開度を調整して外気導入量を算出された外気導入量に設定する。図７においては、可変風量ダンパの開度を２５％に設定する。

また、上述した換気設備１２の制御と略同時に空調設備１３の制御を行う。具体的には、発熱量算出部３４において、エリア４１の在席率（在席人数）に対応した発熱量を算出し、その情報を空調設備制御部３５へと伝送する。空調設備制御部３５は、発熱量算出部３４からの発熱量情報に基づいて、例えば、空調設備１３の運転状態（例えば、強・中・弱運転）を調整する。図７においては、発熱負荷が最大値の約２５％になるため、空調設備１３を弱運転に設定する。

さらに、上述した換気設備１２および空調設備１３の制御と略同時に照明設備１４の制御を行う。具体的には、照明設備制御部３６において、在室人員算定部３１におけるエリア４１の在席率（在席人数）の情報に基づいて、例えば、照明設備１４の調光率を調整する。図７においては、在席率が２５％であるため、照明設備１４の調光率も２５％に設定する。なお、照明設備１４は、電源がオン状態のコンピュータ１１の直上の１灯の照明設備１４は点灯し、電源がオフ状態のコンピュータ１１の直上の照明設備１４は消灯するように設定してもよい。

図８は、エリア４１の全てのデスクＤのコンピュータ１１が電源オフの状態である。この場合、在室人員算定部３１において、エリア４１には４名中０名が在席していると算定する。つまり、エリア４１の在席率は０％と算定する。

続いて、外気導入量算出部３２において、エリア４１の在席率（在席人数）に対応した外気導入量を算出し、その情報を換気設備制御部３３へと伝送する。換気設備制御部３３は、外気導入量算出部３２からの外気導入量情報に基づいて、例えば、ダクトに配された可変風量ダンパ（不図示）のダンパ開度を調整して外気導入量を算出された外気導入量に設定する。図８においては、在席率が０％であるため、換気設備１２の運転を停止する。

また、上述した換気設備１２の制御と略同時に空調設備１３の制御を行う。具体的には、発熱量算出部３４において、エリア４１の在席率（在席人数）に対応した発熱量を算出し、その情報を空調設備制御部３５へと伝送する。空調設備制御部３５は、発熱量算出部３４からの発熱量情報に基づいて、例えば、空調設備１３の運転状態（例えば、強・中・弱運転）を調整する。図８においては、在席率が０％であるため、空調設備１３の運転を停止する。

さらに、上述した換気設備１２および空調設備１３の制御と略同時に照明設備１４の制御を行う。具体的には、照明設備制御部３６において、在室人員算定部３１におけるエリア４１の在席率（在席人数）の情報に基づいて、例えば、照明設備１４の調光率を調整する。図８においては、在席率が０％であるため、照明設備１４を全て消灯する。

本実施形態によれば、コンピュータ１１の電源がオンかオフかを管理サーバ２０の電源状態監視部２１において監視し、中央監視サーバ３０において、コンピュータ１１の電源がオンの場合はそのコンピュータ１１の使用者は在室と判定し、電源がオフの場合はそのコンピュータ１１の使用者は不在と判定して、所定領域（エリア４１，４２，４３，４４）内の在室人員（在席人員）を算定することができるようになっている。また、この在室人員に応じて設備機器１５（換気設備１２、空調設備１３および照明設備１４）を制御する、つまり、コンピュータ１１の電源状態に応じて設備機器１５の運転状態を制御するように構成したため、設備機器１５の制御をより最適に実行することができる。

また、在室人員に応じてエリア４１，４２，４３，４４内に供給する外気導入量を算出する外気導入量算出部３２と、外気導入量算出部３２の算出結果に基づいて、換気設備１２の風量を調節可能な換気設備制御部３３と、を備えたため、必要な外気量のみエリア４１，４２，４３，４４内に供給することができ、空調負荷を低減して、省エネ化を図ることができる。

さらに、コンピュータ１１の電源状態および在室人員に応じてエリア４１，４２，４３，４４内の発熱量を算出する発熱量算出部３４と、発熱量算出部３４の算出結果に基づいて、空調設備１３を制御可能な空調設備制御部３５と、を備えたため、エリア４１，４２，４３，４４内の発熱量をリアルタイムで算出することができ、空調設備１３の最適制御を実現することができる。

そして、在室人員に応じてエリア４１，４２，４３，４４内の照明設備１４の点灯・消灯・調光を制御可能な照明設備制御部３６を備えたため、人が居る領域を的確に把握することができ、高精度な照明制御を実行することができる。また、照明設備１４を最適制御することにより、空調負荷を低減して、省エネ化を図ることができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、設備機器制御システム１０をフロアＦ内の設備機器１５の制御に採用した場合の説明をしたが、フロアＦに形成された廊下やトイレなどの共用部に設置された設備機器の制御システムとして採用することもできる。この場合、例えばフロアＦ全体の在室人員に対応して共用部の設備機器の運転状態を制御するように設定すればよい。

１０…設備機器制御システム １１…コンピュータ １２…換気設備 １３…空調設備１４…照明設備 １５…設備機器 ２０…管理サーバ ２１…電源状態監視部 ３０…中央監視サーバ ３１…在室人員算定部 ３２…外気導入量算出部 ３３…換気設備制御部 ３４…発熱量算出部 ３５…空調設備制御部 ３６…照明設備制御部 ４１，４２，４３，４４…エリア（所定領域）

Claims (4)

1. 複数のコンピュータと、
   該複数のコンピュータに接続され、前記複数のコンピュータの各々の電源状態を監視する電源状態監視部を有する管理サーバと、
   該管理サーバに接続され、前記コンピュータの電源状態から人の材不在を判断し、所定領域内の在室人員を算定する在室人員算定部を有する中央監視サーバと、を備え、
   前記在室人員算定部において算定された前記在室人員に応じて前記所定領域内に配された設備機器の運転状態を制御可能に構成されていることを特徴とする設備機器制御システム。
2. 前記中央監視サーバは、
   前記在室人員に応じて前記所定領域内に供給する外気導入量を算出する外気導入量算出部と、
   該外気導入量算出部の算出結果に基づいて、換気設備の風量を調節可能な換気設備制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の設備機器制御システム。
3. 前記中央監視サーバは、
   前記コンピュータの電源状態および前記在室人員に応じて前記所定領域内の発熱量を算出する発熱量算出部と、
   該発熱量算出部の算出結果に基づいて、空調設備を制御可能な空調設備制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の設備機器制御システム。
4. 前記中央監視サーバは、前記在室人員に応じて前記所定領域内の照明設備の点灯・消灯・調光を制御可能な照明設備制御部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の設備機器制御システム。

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