JP2012132604A - 住宅内の室内空調システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】住宅の各室1,2内にそれぞれ外部の空気を取り込む外部空気取込手段5と、室1,2の天井裏に室1,2内の空気を引き込む空気引込手段6と、各部屋1,2の天井裏に引き込まれた空気を外部に排気する空気排気手段7と、外部空気取込手段5と空気引込手段6とを、各室1,2ごとに制御するともに空気排気手段7を制御する制御手段10とを備えているので、住宅内の各室1,2それぞれの空調を個別に制御できる。
【選択図】図2
Description
この空調設備では、室内温度と外気温とによって、シーリングファンの運転と天窓の開閉とを例えば以下のようにして制御している。
すなわち、設定温度をT℃とすると、
室内の上下の温度差がTD℃以上の場合において、
室内温度≧T℃のとき、前記シーリングファンを運転するとともに前記天窓を開放し、
室内温度<T℃かつ 外気温<T℃のとき、前記シーリングファンを停止するとともに
前記天窓を開放し、
室内温度<T℃かつ 外気温≧T℃のとき、前記シーリングファンを停止するとともに
前記天窓を閉鎖し、
室内の上下の温度差がTD℃未満の場合において、
室内温度≧T℃のとき、前記シーリングファンを運転するとともに前記天窓を開放し、
室内温度<T℃のとき、前記シーリングファンを停止するとともに前記天窓を閉鎖している。
住宅の各室1,2,3内にそれぞれ外部の空気を取り込む外部空気取込手段5と、
前記室1,2,3の天井裏1a,2a,3aに室1,2,3内の空気を引き込む空気引込手段6と、
前記各部屋1,2,3の天井裏1a,2a,3aに引き込まれた空気を外部に排気する空気排気手段7と、
前記外部空気取込手段5と前記空気引込手段6とを、各室1,2,3ごとに制御するともに前記空気排気手段7を制御する制御手段10とを備えていることを特徴とする。
前記室内に設けられたエアコン8と、
前記室内の温度を検出する室内温度検出手段11と、
前記室の天井付近の温度を検出する上方温度検出手段12と、
外気温度を検出する外気温度検出手段13とを備え、
前記制御手段10は、前記外部空気取込手段5と前記空気引込手段6に加えて、前記エアコン8を各室ごとに制御するものであり、
前記制御手段10は、
設定温度をTsetすると、
(1)前記上方温度検出手段12によって検出された天井付近の温度が、前記室内温度検出手段11によって検出された室内温度より所定温度dt以上高い場合において、
(1a)室内温度≧Tsetのとき、前記外部空気取込手段5、前記空気引込手段6、前記空気排気手段7を運転し、前記エアコン8を停止し、
(1b)室内温度<Tset かつ 外気温<Tsetのとき、前記空気排気手段7と前記外部空気取込手段5を運転し、前記空気引込手段6と前記エアコン8を停止し、
(1c)室内温度<Tset かつ 外気温≧Tsetのとき、前記外部空気取込手段5、前記空気引込手段6、前記空気排気手段7、前記エアコン8を停止し、
(2)前記上方温度検出手段12によって検出された天井付近の温度が、前記室内温度検出手段11によって検出された室内温度より所定温度dt高い温度未満の場合において、
(2a)室内温度≧Tsetのとき、前記空気排気手段7、前記外部空気取込手段5、前記空気引込手段6を運転し、前記エアコン8を停止し、
(2b)室内温度<Tsetのとき、前記空気排気手段7、前記外部空気取込手段5、前記空気引込手段6、前記エアコン8を停止することを特徴とする。
下限温度をTmin、Tmin<Tsetとし、
(1)前記上方温度検出手段12によって検出された天井付近の温度が、前記室内温度検出手段11によって検出された室内温度より所定温度dt以上高い場合において、
(1d)室内温度≧Tsetかつ外気温<Tminのとき、前記空気排気手段7と前記外部空気取込手段5を運転し、前記空気引込手段6と前記エアコン8を停止することを特徴とする。
下限温度をTmin、Tmin<Tsetとし、
(2)前記上方温度検出手段12によって検出された天井付近の温度が、前記室内温度検出手段11によって検出された室内温度より所定温度dt高い温度未満の場合において、
(2c)室内温度≧Tsetかつ外気温<Tminのとき、前記空気排気手段7、前記外部空気取込手段5、前記空気引込手段6を運転し、前記エアコン8を停止することを特徴とする。
下限温度をTmin、Tmin<Tsetとし、
(3)室内温度<Tsetかつ外気温<Tminのとき、前記空気排気手段7、前記外部空気取込手段5、前記空気引込手段6、前記エアコン8を停止することを特徴とする。
上限温度をTmax、Tset<Tmaxとし、
(4)室内温度≧Tmaxかつ外気温≧Tsetのとき、前記空気排気手段7、前記外部空気取込手段5、前記空気引込手段6を停止し、前記エアコン8を運転することを特徴とする。
本実施の形態の住宅内の室内空調システムは、図1および図2に示すように、住宅の各室1,2,3の室内空調をそれぞれ個別に制御するものであり、各室1,2,3には、それぞれ外部の空気を取り込む外部空気取込手段5と、室1,2,3のそれぞれの天井裏1a,2a,3aに室内の空気を引き込む空気引込手段6と、各部屋1,2,3の天井裏に引き込まれた空気を外部に排気する空気排気手段7と、室1,2,3のそれぞれに設けられたエアコン8と、外部空気取込手段5、空気引込手段6、エアコン8を、各室1,2,3ごとに制御するともに空気排気手段7を制御する制御手段10とを備えている。
また、各室1,2,3には、室内1,2,3の温度を検出する室内温度検出手段11と、室1,2,3の天井付近の温度を検出する上方温度検出手段12とが設けられており、これら室内温度検出手段11と上方温度検出手段12とは前記制御手段10に接続されている。
また、建物1の1階の床下には、外気温を検出する外気温度検出手段13が設けられており、この外気温度検出手段13は制御手段10に接続されている。
なお、図2において、制御手段10に、室1および室2の外部空気取込手段5、空気引込手段6、エアコン8等を接続しているが、実際には、室3の外部空気取込手段5、空気引込手段6、エアコン8等も接続されている。
また、外部空気取込手段5としては、前記送風換気窓枠5に代えて、自動的に開閉可能な地窓を設けてもよい。この場合、この地窓の開閉が制御手段10によって制御されるようになっている。
また、室2は1階に設けられているので、空気引込手段6によって室内2から天井裏2aに引き込まれた空気は、室1と室2とを仕切る壁に設けられた吹出口14から吹き出されて、室1内を上昇し、室1の空気引込手段6によって天井裏1aに引き込まれるようになっている。室1は2階の天井まで吹き抜ける高天井室であり、その天井裏1aは2階の室3の天井裏3aと連通している。
また、空気排気手段7を運転し、かつ、空気引込手段6を停止した場合、室の空気は、空気排気手段7によって天井裏の空気が排気されるので、これに伴って、天井板に設けられた前記開口部6bから天井裏に自然と流入する。
リモコン16は制御手段10に信号線によって接続され、これに内蔵されている温度センサ11も信号線によって制御手段10に接続されている。
また、リモコン16は室内の壁面等に固定されている。例えば住宅の室1,2,3の壁に、照明スイッチ等とほぼ同じ高さ(床面から1m〜1.5m程度の高さ)に固定されている。このリモコン16に温度センサ11が内蔵されているので、この温度センサ11によって室1,2,3の下部の温度を検出できるようになっている。
外気温度検出手段13は、例えば温度センサ13によって構成されており、この温度センサ13は、図1に示すように、1階の床下でかつ風通しのよい場所(換気台輪近く)に設置されている。したがって、この温度センサ13によって外気温度を検出することができるようになっている。なお、温度センサ13は、メンテナンス等を容易に行える床下収納庫付近に設置するのが望ましい。また、温度センサ13は信号線によって制御手段10に接続されている。
本実施の形態の住宅内の室内空調システムを運転する場合、運転/停止ボタン16aを押し、運転/停止ボタン16aのランプ16dが点灯するようにし、液晶画面16cに現在の設定温度が表示され、外部空気取込手段5、空気引込手段6、空気排気手段7、エアコン8の運転が温度状況に合わせて自動的に制御されるようになっている。
住宅内の室内空調システムを停止させる場合、運転/停止ボタン16aを押し、運転/停止ボタン16aのランプ16dが消灯するようにし、これによって、液晶画面16cの表示が消え、外部空気取込手段5、空気引込手段6、空気排気手段7、エアコン8を停止するようになっている。
なお、リモコン16は、室1,2,3にそれぞれ設置されているので、室1,2,3のいずれからも室内空調システムのON・OFFを行えるようになっている。
また、前記制御手段10による制御中において、外部空気取込手段5、空気引込手段6、空気排気手段7、エアコン8は、それぞれの専用リモコンによってそれぞれ手動操作することができるが、すぐに制御状態に戻るようになっている。したがって、外部空気取込手段5、空気引込手段6、空気排気手段7、エアコン8をそれぞれ手動で操作したい場合、前記リモコン16の運転/停止ボタン16aによって本システムを停止させてから、それぞれの専用リモコンによって手動操作する。
初期状態では、外部空気取込手段5、空気引込手段6、空気排気手段7、エアコン8は停止した状態となっている。
まず、室1のリモコン16の運転/停止ボタン16aによって、室内空調システムをONとする。これによって、本空調システムが運転開始されるとともに、エアコン8がONとなる。これは、制御手段10から制御ユニット8aに信号が送信され、この制御ユニット8aからエアコン8にON信号が送信されることによって行われる。
また、システムの設定温度Tsetをリモコン16の温度ボタン16bによって28℃に設定するとともに、エアコン8の設定温度を、設定温度より低い27℃に設定する。
まず、本実施の形態では、
(1)温度センサ12によって検出された天井付近の温度が、温度センサ11によって検出された室内温度より所定温度dt(例えば3℃)以上高い場合、つまり、天井付近に高温の空気が溜まっている場合に以下のような制御を行う。
外部空気取込手段5が送風換気窓枠5である場合、送風孔5aを開けるとともに、ファンが内蔵されている場合、ファンも作動させる。
また、外部空気取込手段5が自動的に開閉可能な地窓である場合、当該地窓を開ける。
このような制御は、外気温<Tset、外気温≧Tsetの双方の場合で行われる。
外気温<Tsetの場合、図5中、状態番号が「7」で「強制空冷」となる。つまり、外気温が設定温度より低いので、天井付近の高温の空気を空気引込手段6によって天井裏1aに引き込み、さらに、空気排気手段7によって外部に排気するとともに、外部空気取込手段5によって涼しい外気を室1に取り入れる。
外気温≧Tsetの場合、図5中、状態番号が「11」で「強制排熱」となる。つまり、外気温が設定温度以上であるが、天井付近の高温の空気を空気引込手段6によって天井裏1aに引き込み、さらに、空気排気手段7によって外部に強制的に排気する。一方、外部空気取込手段5によって設定温度以上の外気が室1に取り入れられるが、この外気によって、室内が撹拌されるので、高温の空気の淀みを防止できる。
このような制御は、図5中、状態番号が「5」で「自然空冷」となる。つまり、外気温が設定温度より低く、かつ、室内温度が設定温度より低いので、空気排気手段7と外部空気取込手段5を運転することによって、涼しい外気を外部空気取込手段5によって取り入れる。また、天井付近の高温の空気は開口部6bから天井裏3aに流入したうえで、空気排気手段7によって外部に排気される。
(1c)室内温度<Tset かつ 外気温≧Tsetのとき、制御手段10が外部空気取込手段5、空気引込手段6、空気排気手段7、エアコン8を停止する。
このような制御は、図5中、状態番号が「9」で「保冷」となる。つまり、室内温度が設定温度より低い一方、外気温が設定温度以上であるので、空気排気手段7と外部空気取込手段5を停止し、外気の侵入を防止して、保冷を行う。
(1d)室内温度≧Tsetかつ外気温<Tminのとき、制御手段10が空気排気手段7と外部空気取込手段5を運転し、空気引込手段6とエアコン8を停止する。
このような制御は、図5中、状態番号が「3」で「自然空冷」となる。つまり、室内温度が設定温度以上である一方、外気温が下限温度(例えば20℃)より低いので、空気排気手段7と外部空気取込手段5を運転することによって、涼しい外気を外部空気取込手段5によって穏やかに取り入れる。
ここで、Tminは、寒さ防止のための下限温度であり、デフォルト値は20℃に設定される。また、後述するTmaxは、高温防止のための上限温度であり、デフォルト値は30℃に設定される。また、Tmin<Tset<Tmaxとする。
(2)温度センサ12によって検出された天井付近の温度が、温度センサ11によって検出された室内温度より所定温度dt(例えば3℃)高い温度未満の場合において、つまり、トップライト付近に高温の空気があまり溜まっていない場合に以下のような制御を行う。
このような制御は、外気温<Tset、外気温≧Tsetの双方の場合で行われる。
外気温<Tsetの場合、図5中、状態番号が「6」で「強制空冷」となる。つまり、外気温が設定温度より低いので、天井付近の高温の空気を空気引込手段6によって天井裏1aに引き込み、さらに、空気排気手段7によって外部に排気するとともに、外部空気取込手段5によって涼しい外気を室1に取り入れる。
外気温≧Tsetの場合、図5中、状態番号が「10」で「強制排熱」となる。つまり、外気温が設定温度以上であるが、天井付近の高温の空気を空気引込手段6によって天井裏1aに引き込み、さらに、空気排気手段7によって外部に排気する。一方、外部空気取込手段5によって設定温度以上の外気が取り入れられるが、この外気によって、室内が撹拌されるので、高温の空気の淀みを防止できる。
(2b)室内温度<Tsetのとき、制御手段10が空気排気手段7、外部空気取込手段5、空気引込手段6、エアコン8を停止する
このような制御は、外気温<Tset、外気温≧Tsetの双方の場合で行われる。
外気温<Tsetの場合、図5中、状態番号が「4」で「保冷」となる。つまり、室内温度および外気温の双方が設定温度より低いので、空気排気手段7、外部空気取込手段5、空気引込手段6を停止して、外気の侵入を防止して、保冷を行う。
外気温≧Tsetの場合、図5中、状態番号が「8」で「保冷」となる。つまり、室内温度が設定温度より低い一方、外気温が設定温度以上であるので、空気排気手段7、外部空気取込手段5を閉鎖し、外気の侵入を防止して、保冷を行う。
(2c)室内温度≧Tsetかつ外気温<Tminのとき、制御手段10が空気排気手段7、外部空気取込手段5、空気引込手段6を運転し、エアコン8を停止する。
このような制御は、図5中、状態番号が「2」で「強制空冷」となる。つまり、外気温が下限温度より低いので、天井付近の高温の空気を空気引込手段6によって天井裏1aに引き込み、さらに、空気排気手段7によって外部に排気するとともに、外部空気取込手段5によって涼しい外気を取り入れる。
(3)室内温度<Tsetかつ外気温<Tminのとき、制御手段10が空気排気手段7、外部空気取込手段5、空気引込手段6、前記エアコン8を停止する
このような制御は、図6中、状態番号が「1」で「過冷却防止」となる。つまり、室内温度が設定温度より低く、外気温が下限温度より低いので、空気排気手段7、外部空気取込手段5、空気引込手段6を停止し、外気の侵入を防止して、これ室の過冷却を防止する。
(4)室内温度≧Tmaxかつ外気温≧Tsetのとき、制御手段10が空気排気手段7、外部空気取込手段5、空気引込手段6を停止し、前記エアコン8を運転する。
このような制御は、図5中、状態番号が「12」で「撹拌冷房」となる。つまり、室内温度が上限温度以上でかつ外気が設定温度以上であるので、制御手段10が空気排気手段7、外部空気取込手段5を停止、高温の外気の侵入を防止しつつ、エアコン8を下向き送風運転して、室1の空気を撹拌しながら冷房する。
また、外部空気取込手段5、空気引込手段6、空気排気手段7、エアコン8の運転・停止を細かく制御するので、省エネとなる。
さらに、室内温度が設定温度以上で、かつ外気温が下限値未満で涼しい場合に、空気排気手段7と外部空気取込手段5を運転し、空気引込手段6とエアコン8を停止するので、室内が自然空冷となり、空気引込手段6とエアコン8が消費する電力を削減でき、省エネとなる。
加えて、室内温度が設定温度以上で、かつ、外気温が下限値未満で涼しい場合に、空気排気手段7、外部空気取込手段5、空気引込手段6を運転し、エアコン8を停止するので、室内が強制空冷となり、エアコンなしでも、室内温度を速やかに設定温度またはそれ以下に近付けることができる。
また、室内温度が上限温度以上で、かつ外気温が設定温度以上のときに、空気排気手段7、外部空気取込手段5、空気引込手段6を停止して室内を密閉し、エアコン8を運転するので、室内を効果的に冷房できる。
さらに、温度センサ(室内温度検出手段)11がリモコン16に内蔵されているので、温度センサ専用の設置スペースが必要なく、しかも、温度センサ11をリモコン16の筺体によって保護できる。
また、外気温度検出手段13が1階の床下でかつ風通しのよい場所に設置されているので、正確な外気温度を検出できる。
また、室1,2,3の天井裏1a,2a,3aに設けられているファン6aの回転方向を制御部10によって切り替えることによって、室間の空気移動を行うことができる。例えば南側に位置する室から北側に位置する室に空気を移動させることによって、室間温度差を解消できる。
さらに、複数のファン6aのうちから運転するファン6aを適宜選択することによって、必要な経路のみ空気を移動させることができるので、室の空調を迅速に行うことができる。
1a,2a,3a 天井裏
5 外部空気取込手段
6 空気引込手段
7 空気排気手段
8 エアコン
10 制御手段
11 室内温度検出手段
12 上方温度検出手段
13 外気温度検出手段
Claims (6)
- 住宅内の室内空調システムにおいて、
住宅の各室内にそれぞれ外部の空気を取り込む外部空気取込手段と、
前記室の天井裏に室内の空気を引き込む空気引込手段と、
前記各部屋の天井裏に引き込まれた空気を外部に排気する空気排気手段と、
前記外部空気取込手段と前記空気引込手段とを、各室ごとに制御するともに前記空気排気手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする住宅内の室内空調システム。 - 請求項1に記載の住宅内の室内空調システムにおいて、
前記室内に設けられたエアコンと、
前記室内の温度を検出する室内温度検出手段と、
前記室の天井付近の温度を検出する上方温度検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記外部空気取込手段と前記空気引込手段に加えて、前記エアコンを各室ごとに制御するものであり、
前記制御手段は、
設定温度をTsetすると、
(1)前記上方温度検出手段によって検出された天井付近の温度が、前記室内温度検出手段によって検出された室内温度より所定温度dt以上高い場合において、
(1a)室内温度≧Tsetのとき、前記外部空気取込手段、前記空気引込手段、前記空気排気手段を運転し、前記エアコンを停止し、
(1b)室内温度<Tset かつ 外気温<Tsetのとき、前記空気排気手段と前記外部空気取込手段を運転し、前記空気引込手段と前記エアコンを停止し、
(1c)室内温度<Tset かつ 外気温≧Tsetのとき、前記外部空気取込手段、前記空気引込手段、前記空気排気手段、前記エアコンを停止し、
(2)前記上方温度検出手段によって検出された天井付近の温度が、前記室内温度検出手段によって検出された室内温度より所定温度dt高い温度未満の場合において、
(2a)室内温度≧Tsetのとき、前記空気排気手段、前記外部空気取込手段、前記空気引込手段を運転し、前記エアコンを停止し、
(2b)室内温度<Tsetのとき、前記空気排気手段、前記外部空気取込手段、前記空気引込手段、前記エアコンを停止することを特徴とする住宅内の室内空調システム。 - 請求項2に記載の住宅内の室内空調システムにおいて、
下限温度をTmin、Tmin<Tsetとし、
(1)前記上方温度検出手段によって検出された天井付近の温度が、前記室内温度検出手段によって検出された室内温度より所定温度dt以上高い場合において、
(1d)室内温度≧Tsetかつ外気温<Tminのとき、前記空気排気手段と前記外部空気取込手段を運転し、前記空気引込手段と前記エアコンを停止することを特徴とする住宅内の室内空調システム。 - 請求項2に記載の住宅内の室内空調システムにおいて、
下限温度をTmin、Tmin<Tsetとし、
(2)前記上方温度検出手段によって検出された天井付近の温度が、前記室内温度検出手段によって検出された室内温度より所定温度dt高い温度未満の場合において、
(2c)室内温度≧Tsetかつ外気温<Tminのとき、前記空気排気手段、前記外部空気取込手段、前記空気引込手段を運転し、前記エアコンを停止することを特徴とする住宅内の室内空調システム。 - 請求項2に記載の住宅内の室内空調システムにおいて、
下限温度をTmin、Tmin<Tsetとし、
(3)室内温度<Tsetかつ外気温<Tminのとき、前記空気排気手段、前記外部空気取込手段、前記空気引込手段、前記エアコンを停止することを特徴とする住宅内の室内空調システム。 - 請求項2に記載の住宅内の室内空調システムにおいて、
上限温度をTmax、Tset<Tmaxとし、
(4)室内温度≧Tmaxかつ外気温≧Tsetのとき、前記空気排気手段、前記外部空気取込手段、前記空気引込手段を停止し、前記エアコンを運転することを特徴とする住宅内の室内空調システム。
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