JP2015148416A - 保温性能算出装置、エネルギーマネジメントシステム、算出方法、及びプログラム - Google Patents
保温性能算出装置、エネルギーマネジメントシステム、算出方法、及びプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】保温性能を算出し、保温性能の劣化情報を報知することができる保温性能算出装置、エネルギーマネジメントシステム、算出方法、及びプログラムを提供することである。
【解決手段】保温性能算出装置は、内部発熱算出部と、空調熱量算出部と、空間温度変化熱量算出部と、外部熱算出部と、保温性能算出部とを持つ。内部発熱算出部は、内部発熱を算出する。空調熱量算出部は、空気調和機の熱量を算出する。空間温度変化熱量算出部は、空間における温度変化を算出する。外部熱算出部は、内部発熱と、空気調和機の熱量と、空間における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する。保温性能算出部は、外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する。
【選択図】図1
【解決手段】保温性能算出装置は、内部発熱算出部と、空調熱量算出部と、空間温度変化熱量算出部と、外部熱算出部と、保温性能算出部とを持つ。内部発熱算出部は、内部発熱を算出する。空調熱量算出部は、空気調和機の熱量を算出する。空間温度変化熱量算出部は、空間における温度変化を算出する。外部熱算出部は、内部発熱と、空気調和機の熱量と、空間における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する。保温性能算出部は、外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、保温性能算出装置、エネルギーマネジメントシステム、算出方法、及びプログラムに関する。
家屋の性能として断熱性や気密性に係る保温性能が知られている。家屋の保温性能が高ければ、空気調和機を効率良く運転することができ、住み心地の良さや省エネルギー効果が期待できる。しかしながら、建築後の家屋の保温性能は、一般的に計測されることはなく把握されていない。そのため、断熱材の劣化や壁材の隙間が大きくなるなどの家屋の保温性能の劣化に対して適切な補修時期を把握することは困難であった。
本発明が解決しようとする課題は、保温性能を算出し、保温性能の劣化を報知することができる保温性能算出装置、エネルギーマネジメントシステム、算出方法、及びプログラムを提供することである。
実施形態の保温性能算出装置は、内部発熱算出部と、空調熱量算出部と、空間温度変化熱量算出部と、外部熱算出部と、保温性能算出部とを持つ。内部発熱算出部は、電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する。空調熱量算出部は、空気調和機の消費電力と前記空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する。空間温度変化熱量算出部は、第1の時刻における空間の温度と、第2の時刻における前記空間の温度と、前記空間の容積とに基づいて、前記空間における温度変化に伴う熱量を算出する。外部熱算出部は、前記内部発熱と、前記空気調和機の熱量と、前記空間における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する。保温性能算出部は、前記外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する。
以下、実施形態の保温性能算出装置、エネルギーマネジメントシステム、算出方法、及びプログラムを、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による保温性能報知システム1の例を示す図である。
第1の実施形態による保温性能報知システム1(報知システム)は、保温性能算出装置10と、出力制御部20と、出力部30と、HEMS(Home Energy Management System)40と、端末装置50とを備える。HEMS40は、家屋のエネルギーを管理するエネルギーマネジメントシステムの1つである。
図1は、第1の実施形態による保温性能報知システム1の例を示す図である。
第1の実施形態による保温性能報知システム1(報知システム)は、保温性能算出装置10と、出力制御部20と、出力部30と、HEMS(Home Energy Management System)40と、端末装置50とを備える。HEMS40は、家屋のエネルギーを管理するエネルギーマネジメントシステムの1つである。
保温性能算出装置10は、内部発熱算出部101と、空調熱量算出部102と、空間温度変化熱量算出部103と、外部熱算出部104と、保温性能算出部105と、全体保温性能算出部106と、記憶部107と、データ送受信部108とを備える。
内部発熱算出部101は、電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する。
空調熱量算出部102は、空気調和機(以下、空調機)の消費電力と空調機の効率とに基づいて、空調機の熱量を算出する。
空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻における空間の温度と、第2の時刻における空間の温度と、前記空間の容積とに基づいて、空間における温度変化に伴う熱量を算出する。
空調熱量算出部102は、空気調和機(以下、空調機)の消費電力と空調機の効率とに基づいて、空調機の熱量を算出する。
空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻における空間の温度と、第2の時刻における空間の温度と、前記空間の容積とに基づいて、空間における温度変化に伴う熱量を算出する。
外部熱算出部104は、内部発熱と、空調機の熱量と、空間における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する。
保温性能算出部105は、外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する。
保温性能算出部105は、外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する。
全体保温性能算出部106は、複数の空間のそれぞれに対して算出した空間外部に対する空間の保温性能に基づいて、複数の空間全体の保温性能を算出する。
記憶部107は、保温性能算出装置10の処理に必要な種々の情報を記憶する記憶部である。
データ送受信部108は、外部装置とデータの送受信を行う。第1の実施形態において、外部装置は、HEMS40と、端末装置50である。なお、データ送受信部108は、無線通信機能を有していても良い。
記憶部107は、保温性能算出装置10の処理に必要な種々の情報を記憶する記憶部である。
データ送受信部108は、外部装置とデータの送受信を行う。第1の実施形態において、外部装置は、HEMS40と、端末装置50である。なお、データ送受信部108は、無線通信機能を有していても良い。
出力制御部20は、保温性能に係る情報の出力部への出力を制御する。ここで保温性能に係る情報とは、保温性能算出装置10から受信した、保温性能、複数の空間全体の保温性能に加え、これらの保温性能が予め定められた閾値を超えたことを示す警報や、その旨の表示のうち少なくとも1つを含む情報である。
出力部30は、表示部301、スピーカ302のうち少なくとも1つを備える。
表示部301は、有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイや液晶ディスプレイなどである。表示部301は、保温性能に係る情報を映像、画像、文字などで出力する。
スピーカ302は、保温性能に係る情報を音声や音で出力する。ここでスピーカ302から出力される保温性能に係る情報は、保温性能算出装置10から受信した、保温性能、複数の空間全体の保温性能を示す音声や、これらの保温性能が予め定められた閾値を超えたことを示す警報である。
なお、第1の実施形態による出力部30は、表示部301と、スピーカ302とのすべてを備えるものとする。
表示部301は、有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイや液晶ディスプレイなどである。表示部301は、保温性能に係る情報を映像、画像、文字などで出力する。
スピーカ302は、保温性能に係る情報を音声や音で出力する。ここでスピーカ302から出力される保温性能に係る情報は、保温性能算出装置10から受信した、保温性能、複数の空間全体の保温性能を示す音声や、これらの保温性能が予め定められた閾値を超えたことを示す警報である。
なお、第1の実施形態による出力部30は、表示部301と、スピーカ302とのすべてを備えるものとする。
HEMS40は、発電量、売電・買電の状況、電力使用量、電力料金などを一元管理するシステムである。HEMS40は、電気機器および空調機の消費電力を取得する消費電力取得部(図示せず)と、データ送受信部(図示せず)とを備え、取得した電気機器の消費電力や空調機の消費電力を含む情報を保温性能算出装置10に送信する。
端末装置50は、データ送受信部(図示せず)と、出力制御部(図示せず)と、出力部(図示せず)とを備える。端末装置50は、保温性能算出装置10から保温性能に係る情報を受信する。端末装置50は、出力制御部の機能により、保温性能に係る情報を出力部に出力する。
なお、第1の実施形態による保温性能報知システム1では、HEMS40は、出力制御部20と、出力部30とを備える。
図2は、第1の実施形態による保温性能報知システム1を備える家屋の例を示す図である。
第1の実施形態による保温性能報知システム1を備える家屋は、図2で示すように、太陽光発電機41を備える。また、この家屋は、部屋1と、部屋2と、部屋3の3つの部屋(空間)を持つ。
第1の実施形態による保温性能報知システム1を備える家屋は、図2で示すように、太陽光発電機41を備える。また、この家屋は、部屋1と、部屋2と、部屋3の3つの部屋(空間)を持つ。
部屋1は、温度計17aと、照明器具(以下、照明)11aと、テレビジョン(以下、テレビ)12aと、調理器具(以下、調理器)13と、電気冷蔵庫(以下、冷蔵庫)14と、空調機16aとを備える。また、部屋1は、保温性能算出装置10と、HEMS40とを備える。なお、HEMS40は、出力制御部20と、出力部30とを備える。
部屋2は、温度計17bと、照明11bと、テレビ12bと、空調機16bとを備える。
部屋3は、温度計17cと、照明11cと、洗濯機15とを備える。また、端末装置50は、部屋3にある。
そして、HEMS40は、太陽光発電機41の発電量、売電・買電の状況、複数の電気機器のそれぞれの電力使用量、電力料金などを一元管理する。
なお、図2で示す家屋では、照明11(11a、11b、11c)と、テレビ12(12a、12b)と、調理器13と、冷蔵庫14と、空調機16(16a、16b)と、洗濯機15とが電気機器である。
部屋2は、温度計17bと、照明11bと、テレビ12bと、空調機16bとを備える。
部屋3は、温度計17cと、照明11cと、洗濯機15とを備える。また、端末装置50は、部屋3にある。
そして、HEMS40は、太陽光発電機41の発電量、売電・買電の状況、複数の電気機器のそれぞれの電力使用量、電力料金などを一元管理する。
なお、図2で示す家屋では、照明11(11a、11b、11c)と、テレビ12(12a、12b)と、調理器13と、冷蔵庫14と、空調機16(16a、16b)と、洗濯機15とが電気機器である。
また、図2には、屋内(部屋)と屋外との間で出入りする熱である、伝熱22と、侵入熱23とが示されている。
伝熱22は、外気温と室温との温度差により、屋外から壁面を介して部屋へ伝わる熱である。
侵入熱23は、屋外から換気口や壁などの隙間を通って侵入する外気により部屋へ伝わる熱である。
なお、以下では、伝熱22、侵入熱23などの屋外から部屋へ伝わる熱を外部からの熱と言うことがある。
伝熱22は、外気温と室温との温度差により、屋外から壁面を介して部屋へ伝わる熱である。
侵入熱23は、屋外から換気口や壁などの隙間を通って侵入する外気により部屋へ伝わる熱である。
なお、以下では、伝熱22、侵入熱23などの屋外から部屋へ伝わる熱を外部からの熱と言うことがある。
次に、図2で示す家屋を例に、エネルギーの収支に基づく家屋の保温性能の算出について説明する。
各部屋の室温は,各部屋の熱収支の結果として現れる。例えば、外気温が高く外部からの熱により室温が上昇したときに,部屋に設置された空調機を稼働させて室温を下げて一定にするためには、外部からの熱を打ち消す空調の稼働に必要なエネルギー(以下、空調熱量)が必要となる。また、部屋の電気機器の発熱により室温が上昇したときに、部屋に設置された空調機を稼働させて室温を下げて一定にするためには、電気機器の発熱(以下、内部発熱)を打ち消す空調熱量が必要となる。すなわち、以下に示す熱収支の式が成り立つ。
各部屋の室温は,各部屋の熱収支の結果として現れる。例えば、外気温が高く外部からの熱により室温が上昇したときに,部屋に設置された空調機を稼働させて室温を下げて一定にするためには、外部からの熱を打ち消す空調の稼働に必要なエネルギー(以下、空調熱量)が必要となる。また、部屋の電気機器の発熱により室温が上昇したときに、部屋に設置された空調機を稼働させて室温を下げて一定にするためには、電気機器の発熱(以下、内部発熱)を打ち消す空調熱量が必要となる。すなわち、以下に示す熱収支の式が成り立つ。
室内温度変化に伴う熱量=外部からの熱+内部発熱−空調熱量・・・(1)
式(1)を変形すると式(2)となる。
外部からの熱[ワット]=内部発熱[ワット]−空調熱量[ワット]−室内温度変化に伴う熱量[ワット]・・・(2)
ここで,部屋の保温性能は式(3)で定義される。
保温性能[ワット/(平方メートル・ケルビン)]=外部からの熱[ワット]÷部屋の壁面積[平方メートル]÷室温と外気温との温度差[ケルビン]・・・(3)
例えば、1時間毎の家屋の保温性能を算出する場合、部屋1における内部発熱は、式(4)となる。
内部発熱1[ワット]=電気機器消費電力1・・・(4)
ここで、電気機器消費電力1は、部屋1における電気機器(照明11a、テレビ12a、調理器13、冷蔵庫14、空調機16a)のそれぞれの消費電力の合計である。
部屋2における内部発熱は、式(5)となる。
部屋2における内部発熱は、式(5)となる。
内部発熱2[ワット]=電気機器消費電力2・・・(5)
ここで、電気機器消費電力2は、部屋2における電気機器(照明11b、テレビ12b、空調機16b)のそれぞれの消費電力の合計である。
部屋3における内部発熱は、式(6)となる。
部屋3における内部発熱は、式(6)となる。
内部発熱3[ワット]=電気機器消費電力3・・・(6)
ここで、電気機器消費電力3は、部屋3における電気機器(照明11c、洗濯機15)のそれぞれの消費電力の合計である。
なお、式(4)〜式(6)では、電気機器の内部発熱に寄与する電力を消費電力で近似している。電気機器の消費電力のうち内部発熱に寄与する電力がわかる場合は、その
また、空調機16aの空調熱量は、式(7)となる。
なお、式(4)〜式(6)では、電気機器の内部発熱に寄与する電力を消費電力で近似している。電気機器の消費電力のうち内部発熱に寄与する電力がわかる場合は、その
また、空調機16aの空調熱量は、式(7)となる。
空調熱量1[ワット]=(空調機16aの消費電力)×(空調機16aの効率)・・・(7)
空調機16bの空調熱量は、式(8)となる。
空調熱量2[ワット]=(空調機16bの消費電力)×(空調機16bの効率)・・・(8)
また、現在の室温と、1時間前の室温とから、部屋1における室内温度変化に伴う熱量は、式(9)となる。
室内温度変化に伴う熱量1[ワット]=(現在の温度計17aが示す温度−1時間前の温度計17aが示す温度)×(部屋1の容積)×空気密度×空気比熱・・・(9)
部屋2における室内温度変化に伴う熱量は、式(10)となる。
室内温度変化に伴う熱量2[ワット]=(現在の温度計17bが示す温度−1時間前の温度計17bが示す温度)×(部屋2の容積)×空気密度×空気比熱・・・(10)
部屋3における室内温度変化に伴う熱量は、式(11)となる。
室内温度変化に伴う熱量3[ワット]=(現在の温度計17cが示す温度−1時間前の温度計17cが示す温度)×(部屋3の容積)×空気密度×空気比熱・・・(11)
また、式(2)から、部屋1の外部からの熱は、式(12)となる。
外部からの熱1[ワット]=内部発熱1−空調熱量1−室内温度変化1・・・(12)
部屋2の外部からの熱は、式(13)となる。
外部からの熱2[ワット]=内部発熱2−空調熱量2−室内温度変化2・・・(13)
部屋3の外部からの熱は、式(14)となる。
外部からの熱3[ワット]=内部発熱3−室内温度変化3・・・(14)
従って、式(3)から、部屋1における保温性能は、式(15)となる。
保温性能1[ワット/(平方メートル・ケルビン)]=外部からの熱1[ワット]÷部屋1の壁面積[平方メートル]÷{(現在の外気温−現在の温度計17aが示す温度)−(1時間前の外気温−1時間前の温度計17aが示す温度)}[ケルビン]・・・(15)
保温性能1[ワット/(平方メートル・ケルビン)]=外部からの熱1[ワット]÷部屋1の壁面積[平方メートル]÷{(現在の外気温−現在の温度計17aが示す温度)−(1時間前の外気温−1時間前の温度計17aが示す温度)}[ケルビン]・・・(15)
部屋2における保温性能は、式(16)となる。
保温性能2[ワット/(平方メートル・ケルビン)]=外部からの熱2[ワット]÷部屋2の壁面積[平方メートル]÷{(現在の外気温−現在の温度計17bが示す温度)−(1時間前の外気温−1時間前の温度計17bが示す温度)}[ケルビン]・・・(16)
保温性能2[ワット/(平方メートル・ケルビン)]=外部からの熱2[ワット]÷部屋2の壁面積[平方メートル]÷{(現在の外気温−現在の温度計17bが示す温度)−(1時間前の外気温−1時間前の温度計17bが示す温度)}[ケルビン]・・・(16)
部屋3における保温性能は、式(17)となる。
保温性能3[ワット/(平方メートル・ケルビン)]=外部からの熱3[ワット]÷部屋3の壁面積[平方メートル]÷{(現在の外気温−現在の温度計17cが示す温度)−(1時間前の外気温−1時間前の温度計17cが示す温度)}[ケルビン]・・・(17)
保温性能3[ワット/(平方メートル・ケルビン)]=外部からの熱3[ワット]÷部屋3の壁面積[平方メートル]÷{(現在の外気温−現在の温度計17cが示す温度)−(1時間前の外気温−1時間前の温度計17cが示す温度)}[ケルビン]・・・(17)
ここで、式(15)〜式(17)における現在の外気温と1時間前の外気温は、天気予報に基づく情報を使用すればよい。なお、屋外に温度計を設置し、その温度計が計測する温度を使用しても良い。
なお、日射熱(太陽光21が屋外から窓を介して部屋へ入射することにより伝わる熱)を保温性能の算出に含めても良い。その場合、この日射熱は、屋外に設置した日射計や太陽光発電機41が発電する電力に基づいて推定すれば良く、より高精度に保温性能を算出することができる。
なお、日射熱(太陽光21が屋外から窓を介して部屋へ入射することにより伝わる熱)を保温性能の算出に含めても良い。その場合、この日射熱は、屋外に設置した日射計や太陽光発電機41が発電する電力に基づいて推定すれば良く、より高精度に保温性能を算出することができる。
家屋全体(空間全体)の保温性能は、家屋の総壁面積に対する各部屋の壁面積の割合に対応する部屋の保温性能を乗算し、それらを合計することで求めることができる。すなわち、家屋全体の保温性能は、式(18)となる。
保温性能ALL[ワット/(平方メートル・ケルビン)]={(保温性能1×部屋1の壁面積)+(保温性能2×部屋2の壁面積)+(保温性能3×部屋3の壁面積)}÷{部屋1の壁面積+部屋2の壁面積+部屋3の壁面積}・・・(18)
図3は、第1の実施形態による保温性能報知システム1の出力部30の出力の例を示す図である。
出力部30は、保温性能算出装置10が算出した各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を出力する。例えば、出力部30が備える表示部301は、図3で示すように、保温性能算出装置10が算出した、部屋1の保温性能1、部屋2の保温性能2、部屋3の保温性能3、家屋全体の保温性能ALLのそれぞれを文字で表示する。また、出力部30が備えるスピーカ302は、図3で示すように、保温性能算出装置10が算出した、部屋1の保温性能1、部屋2の保温性能2、部屋3の保温性能3、家屋全体の保温性能ALLのそれぞれを合成音声で読み上げる。
なお、端末装置50の出力部も同様に保温性能算出装置10が算出した、部屋1の保温性能1、部屋2の保温性能2、部屋3の保温性能3、家屋全体の保温性能ALLのそれぞれを出力する。
出力部30は、保温性能算出装置10が算出した各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を出力する。例えば、出力部30が備える表示部301は、図3で示すように、保温性能算出装置10が算出した、部屋1の保温性能1、部屋2の保温性能2、部屋3の保温性能3、家屋全体の保温性能ALLのそれぞれを文字で表示する。また、出力部30が備えるスピーカ302は、図3で示すように、保温性能算出装置10が算出した、部屋1の保温性能1、部屋2の保温性能2、部屋3の保温性能3、家屋全体の保温性能ALLのそれぞれを合成音声で読み上げる。
なお、端末装置50の出力部も同様に保温性能算出装置10が算出した、部屋1の保温性能1、部屋2の保温性能2、部屋3の保温性能3、家屋全体の保温性能ALLのそれぞれを出力する。
図4は、第1の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理フローの例を示す図である。
次に、第1の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理について説明する。
なお、ここでは、図2で示した家屋に備えられている第1の実施形態による保温性能報知システム1を例に説明する。また、保温性能算出装置10は、外気温と家屋における各部屋の室温の情報を取得し、家屋における各部屋の保温性能と家屋全体の保温性能とを算出するものとする。
次に、第1の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理について説明する。
なお、ここでは、図2で示した家屋に備えられている第1の実施形態による保温性能報知システム1を例に説明する。また、保温性能算出装置10は、外気温と家屋における各部屋の室温の情報を取得し、家屋における各部屋の保温性能と家屋全体の保温性能とを算出するものとする。
保温性能算出装置10が備える空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻において、外気温及び各部屋の室温の情報を取得する(ステップS1)。例えば、空間温度変化熱量算出部103は、外気温をネットワーク上の天気予報の情報から取得する。また、例えば、空間温度変化熱量算出部103は、家屋の外壁などに設置した温度計から無線で親機に送信された外気温の計測値をネットワークを介して取得する。また、例えば、空間温度変化熱量算出部103は、各部屋に設置した温度計から無線で親機に送信された室温の計測値をネットワークを介して取得する。
また、所定の時間経過後(例えば1時間後)、空間温度変化熱量算出部103は、第2の時刻において、外気温及び各部屋の室温の情報を取得する(ステップS2)。
そして、空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻に取得した外気温及び各部屋の室温の情報と、第2の時刻に取得した外気温及び各部屋の室温の情報と、各部屋の容積とに基づいて、各部屋における温度変化に伴う熱量を算出する(ステップS3)。例えば、空間温度変化熱量算出部103は、記憶部107から各部屋の容積と、空気密度と、空気比熱とを読み出し、上述の式(9)〜式(11)で示した演算を行う。空間温度変化熱量算出部103は、算出した各部屋における温度変化に伴う熱量を外部熱算出部104に出力する。
なお、空間温度変化熱量算出部103が外気温及び各部屋の室温の情報を取得する時刻を第1の時刻とする。また、空間温度変化熱量算出部103が外気温及び各部屋の温度の情報を取得する時刻を第2の時刻とする。
そして、空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻に取得した外気温及び各部屋の室温の情報と、第2の時刻に取得した外気温及び各部屋の室温の情報と、各部屋の容積とに基づいて、各部屋における温度変化に伴う熱量を算出する(ステップS3)。例えば、空間温度変化熱量算出部103は、記憶部107から各部屋の容積と、空気密度と、空気比熱とを読み出し、上述の式(9)〜式(11)で示した演算を行う。空間温度変化熱量算出部103は、算出した各部屋における温度変化に伴う熱量を外部熱算出部104に出力する。
なお、空間温度変化熱量算出部103が外気温及び各部屋の室温の情報を取得する時刻を第1の時刻とする。また、空間温度変化熱量算出部103が外気温及び各部屋の温度の情報を取得する時刻を第2の時刻とする。
保温性能算出装置10が備える内部発熱算出部101は、第1の時刻から第2の時刻までの各部屋における電気機器の消費電力の積算値を取得する。例えば、内部発熱算出部101は、HEMS40が管理する第1の時刻から第2の時刻までの各部屋における電気機器の消費電力の積算値を取得する。また、例えば、内部発熱算出部101は、HEMS40が管理する情報を記憶する記憶部107にアクセスして第1の時刻から第2の時刻までの各部屋における電気機器の消費電力の積算値を取得する。内部発熱算出部101は、取得した各部屋の電気機器の消費電力の積算値に基づいて、電気機器の内部発熱を算出する(ステップS4)。例えば、内部発熱算出部101は、上述の式(4)〜式(6)で示した演算を行う。内部発熱算出部101は、算出した各部屋における電気機器の内部発熱を外部熱算出部104に出力する。
保温性能算出装置10が備える空調熱量算出部102は、各部屋の空調機の消費電力と空調機の効率とに基づいて、各部屋の空気調和機の熱量を算出する(ステップS5)。例えば、空調熱量算出部102は、記憶部107から空調機の効率の情報を読み出し、上述の式(7)、式(8)で示した演算を行う。空調熱量算出部102は、算出した各部屋の空気調和機の熱量を外部熱算出部104に出力する。
外部熱算出部104は、空間温度変化熱量算出部103が各部屋における温度変化を外部熱算出部104に出力すると、各部屋における温度変化を入力する。外部熱算出部104は、内部発熱算出部101が各部屋における電気機器の内部発熱を外部熱算出部104に出力すると、各部屋における電気機器の内部発熱を入力する。また、外部熱算出部104は、空調熱量算出部102が各部屋の空気調和機の熱量を外部熱算出部104に出力すると、各部屋の空気調和機の熱量を入力する。そして、外部熱算出部104は、入力した空間における温度変化と、内部発熱と、空気調和機の熱量とに基づいて、各部屋における外部からの熱を算出する(ステップS6)。例えば、外部熱算出部104は、上述の式(12)〜式(14)で示した演算を行う。外部熱算出部104は、算出した各部屋における外部からの熱を保温性能算出部105に出力する。
保温性能算出部105は、外部熱算出部104が各部屋における外部からの熱を保温性能算出部105に出力すると、各部屋における外部からの熱を入力する。そして、保温性能算出部105は、入力した各部屋における外部からの熱と、部屋(空間)の壁面積と、屋外(空間外部)の温度と、部屋における温度とに基づいて、屋外(空間外部)に対する部屋(空間)の保温性能を算出する(ステップS7)。例えば、保温性能算出部105は、記憶部107から各部屋の部屋(空間)の壁面積の情報を読み出し、空間温度変化熱量算出部103が取得した外気温及び各部屋の室温の情報に基づいて、上述の式(15)〜式(17)で示した演算を行う。保温性能算出部105は、算出した各部屋の保温性能を全体保温性能算出部106に出力する。また、保温性能算出部105は、算出した各部屋の保温性能(保温性能に係る情報)をデータ送受信部108を介して、HEMS40と端末装置50に送信する。
全体保温性能算出部106は、保温性能算出部105が各部屋の保温性能を全体保温性能算出部106に出力すると、各部屋の保温性能を入力する。全体保温性能算出部106は、各部屋の保温性能に基づいて、家屋全体(複数の部屋全体)の保温性能を算出する(ステップS8)。例えば、全体保温性能算出部106は、上述の式(18)で示した演算を行う。全体保温性能算出部106は、算出した家屋全体の保温性能(保温性能に係る情報)をデータ送受信部108を介して、HEMS40と端末装置50に送信する。
HEMS40は、保温性能算出部105が各部屋の保温性能をHEMS40に送信すると、各部屋の保温性能を受信する。また、HEMS40は、全体保温性能算出部106が家屋全体の保温性能をHEMS40に送信すると、家屋全体の保温性能を受信する。そして、HEMS40が備える出力制御部20は、受信した各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を出力部30の表示部301やスピーカ302に出力する(ステップS9)。例えば、HEMS40が備える出力部30は、上述の図3で示した出力を行う。
端末装置50は、保温性能算出部105が各部屋の保温性能を端末装置50に送信すると、各部屋の保温性能を受信する。また、端末装置50は、全体保温性能算出部106が家屋全体の保温性能を端末装置50に送信すると、家屋全体の保温性能を受信する。そして、端末装置50が備える出力制御部(図示せず)は、受信した各部屋の保温性能と、家屋全体の保温性能を出力部(図示せず)の表示部やスピーカに出力する(ステップS10)。例えば、端末装置50が備える出力部は、HEMS40が備える出力部30と同様に、上述の図3で示した出力を行う。
以上のように、実施形態の保温性能算出装置10は、内部発熱算出部101と、空調熱量算出部102と、空間温度変化熱量算出部103と、外部熱算出部104と、保温性能算出部105とを持つ。内部発熱算出部101は、電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する。空調熱量算出部102は、空気調和機の消費電力と空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する。空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻における部屋(空間)の温度と、第2の時刻における部屋の温度と、部屋の容積とに基づいて、部屋における温度変化に伴う熱量を算出する。外部熱算出部104は、内部発熱と、空気調和機の熱量と、部屋における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する。保温性能算出部105は、外部からの熱と、部屋の壁面積と、屋外(空間外部)の温度と、部屋における温度とに基づいて、屋外に対する部屋の保温性能を算出する。
こうすることで、保温性能を算出し、保温性能の劣化を報知することができる。
また、全体保温性能算出部106は、複数の部屋のそれぞれに対して算出した屋外に対する部屋の保温性能に基づいて、家屋全体の保温性能を算出する。
こうすることで、家屋全体の保温性能を算出し、家屋全体の保温性能の劣化を報知することができる。
また、出力制御部20は、表示部、スピーカのうち少なくとも1つに各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を出力する。
こうすることで、各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を視覚的または聴覚的に報知することができる。
こうすることで、保温性能を算出し、保温性能の劣化を報知することができる。
また、全体保温性能算出部106は、複数の部屋のそれぞれに対して算出した屋外に対する部屋の保温性能に基づいて、家屋全体の保温性能を算出する。
こうすることで、家屋全体の保温性能を算出し、家屋全体の保温性能の劣化を報知することができる。
また、出力制御部20は、表示部、スピーカのうち少なくとも1つに各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を出力する。
こうすることで、各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を視覚的または聴覚的に報知することができる。
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態による保温性能報知システム1の例を示す図である。
第2の実施形態による保温性能報知システム1は、第1の実施形態による保温性能報知システム1に、更に振動部303と、保温性能変化算出部601とを備える。
図5は、第2の実施形態による保温性能報知システム1の例を示す図である。
第2の実施形態による保温性能報知システム1は、第1の実施形態による保温性能報知システム1に、更に振動部303と、保温性能変化算出部601とを備える。
振動部303は、出力部30に備えられる。振動部303は、出力部30の備える表示部301やスピーカ302が保温性能に係る情報を報知する際に振動する。また、振動部303は、保温性能に係る情報を振動で報知する。なお、第2の実施形態において、保温性能に係る情報とは、保温性能、複数の空間全体の保温性能、保温性能の変化、複数の空間全体の保温性能の変化のうち少なくとも1つを含む情報である。
保温性能変化算出部601は、保温性能変化算出装置60に備えられる。保温性能変化算出部601は、保温性能に基づいて保温性能の変化を算出する。
保温性能変化算出部601は、保温性能変化算出装置60に備えられる。保温性能変化算出部601は、保温性能に基づいて保温性能の変化を算出する。
図6は、第2の実施形態による保温性能報知システム1の出力部30の出力の例を示す図である。
出力部30は、保温性能変化算出部601を備える保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化を出力する。例えば、出力部30が備える表示部301は、図6で示すように、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化ALLを文字で表示する。また、出力部30が備えるスピーカ302は、図6で示すように、家屋全体の保温性能の変化ALLを合成音声で読み上げる。
なお、端末装置50の出力部も同様に保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化ALLを出力する。
出力部30は、保温性能変化算出部601を備える保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化を出力する。例えば、出力部30が備える表示部301は、図6で示すように、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化ALLを文字で表示する。また、出力部30が備えるスピーカ302は、図6で示すように、家屋全体の保温性能の変化ALLを合成音声で読み上げる。
なお、端末装置50の出力部も同様に保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化ALLを出力する。
また、振動部303は、例えば出力部30の外部から直接見ることはできない出力部30の内部に配置されている。例えば、振動部303は、出力部30が備える表示部301やスピーカ302が各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を出力する際に、ユーザに報知情報が存在することを知らせるために振動する。また、例えば、振動部303は、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化が設定した閾値よりも大きな変化を示したときに振動する。
次に、図2で示した家屋を例に、エネルギーの収支に基づく家屋の保温性能の変化の算出について説明する。
例えば、1年毎の家屋の保温性能の変化を算出する場合、1年目(計測開始時から1年間)の家屋全体の保温性能1は、式(19)となる。
例えば、1年毎の家屋の保温性能の変化を算出する場合、1年目(計測開始時から1年間)の家屋全体の保温性能1は、式(19)となる。
家屋全体の保温性能1[ワット/平方メートル・ケルビン]=1年目の家屋全体の保温性能の平均値・・・(19)
2年目の家屋全体の保温性能2は、式(20)となる。
家屋全体の保温性能2[ワット/平方メートル・ケルビン]=2年目の家屋全体の保温性能の平均値・・・(20)
3年目の家屋全体の保温性能3は、式(21)となる。
家屋全体の保温性能3[ワット/平方メートル・ケルビン]=3年目の家屋全体の保温性能の平均値・・・(21)
n年目の家屋全体の保温性能nは、式(22)となる。
家屋全体の保温性能n[ワット/平方メートル・ケルビン]=n年目の家屋全体の保温性能の平均値・・・(22)
従って,家屋全体の保温性能の変化は次の式(23)〜式(26)のように算出することができる。
1年目の家屋全体の保温性能の変化[パーセント]=100−(家屋全体の保温性能1÷家屋全体の保温性能1×100)=0[パーセント]・・・(23)
2年目の家屋全体の保温性能の変化[パーセント]=100−(家屋全体の保温性能2÷家屋全体の保温性能1×100)[パーセント]・・・(24)
3年目の家屋全体の保温性能の変化[パーセント]=100−(家屋全体の保温性能3÷家屋全体の保温性能1×100)[パーセント]・・・(25)
n年目の家屋全体の保温性能の変化[パーセント]=100−(家屋全体の保温性能n÷家屋全体の保温性能1×100)[パーセント]・・・(26)
図7は、第2の実施形態による保温性能報知システム1の出力部30の出力の例を示す図である。
出力部30は、保温性能変化算出装置60が算出した1年毎の家屋全体の保温性能の変化を出力する。例えば、出力部30が備える表示部301は、図7で示すように、保温性能変化算出装置60が算出した1年毎の家屋全体の保温性能の変化をグラフで表示する。
出力部30は、保温性能変化算出装置60が算出した1年毎の家屋全体の保温性能の変化を出力する。例えば、出力部30が備える表示部301は、図7で示すように、保温性能変化算出装置60が算出した1年毎の家屋全体の保温性能の変化をグラフで表示する。
図8は、第2の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理フローの例を示す図である。
次に、第2の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理について説明する。
なお、ここでは、図2で示した家屋に第2の実施形態による保温性能報知システム1が備えられている場合を例に説明する。また、保温性能算出装置10が家屋における各部屋の保温性能と家屋全体の保温性能とを算出し、保温性能変化算出装置60が家屋全体の保温性能の変化を算出するものとする。
また、以下では、第2の実施形態による保温性能報知システム1の処理フローのうち、第1の実施形態による保温性能報知システム1の処理と異なる処理についてのみ説明する。
次に、第2の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理について説明する。
なお、ここでは、図2で示した家屋に第2の実施形態による保温性能報知システム1が備えられている場合を例に説明する。また、保温性能算出装置10が家屋における各部屋の保温性能と家屋全体の保温性能とを算出し、保温性能変化算出装置60が家屋全体の保温性能の変化を算出するものとする。
また、以下では、第2の実施形態による保温性能報知システム1の処理フローのうち、第1の実施形態による保温性能報知システム1の処理と異なる処理についてのみ説明する。
ステップS8の処理において、全体保温性能算出部106は、各部屋の保温性能に基づいて、家屋全体(複数の部屋全体)の保温性能を算出する。全体保温性能算出部106は、算出した家屋全体の保温性能(保温性能に係る情報)をデータ送受信部108を介して、HEMS40と端末装置50に送信する。
また、全体保温性能算出部106は、算出した家屋全体の保温性能(保温性能に係る情報)を記憶部107に記録する(ステップS11)。
また、全体保温性能算出部106は、算出した家屋全体の保温性能(保温性能に係る情報)を記憶部107に記録する(ステップS11)。
HEMS40は、保温性能算出部105が各部屋の保温性能をHEMS40に送信すると、各部屋の保温性能を受信する。また、HEMS40は、全体保温性能算出部106が家屋全体の保温性能をHEMS40に送信すると、家屋全体の保温性能を受信する。そして、HEMS40が備える出力制御部20は、受信した各部屋の保温性能や家屋全体の保温性能を出力部30の表示部301やスピーカ302に出力する(ステップS12)。なお、このとき、出力部30が備える振動部303は、報知情報が存在することをユーザに知らせるために振動する。
端末装置50は、保温性能算出部105が各部屋の保温性能を端末装置50に送信すると、各部屋の保温性能を受信する。また、端末装置50は、全体保温性能算出部106が家屋全体の保温性能を端末装置50に送信すると、家屋全体の保温性能を受信する。そして、端末装置50が備える出力制御部(図示せず)は、受信した各部屋の保温性能と、家屋全体の保温性能を出力部(図示せず)の表示部やスピーカに出力する(ステップS13)。なお、このとき、出力部30が備える振動部303は、報知情報が存在することをユーザに知らせるために振動する。
次に、全体保温性能算出部106は、前回の計測開始時から1年経過したか否かを判定する(ステップS14)。なお、全体保温性能算出部106は、最初の計測開始時にタイマのカウント数をリセットしているものとする。
全体保温性能算出部106は、タイマのカウント数に基づいて、前回の計測開始時から1年経過したと判定すると、家屋全体の保温性能の変化の算出を指示する保温性能変化算出指令信号を保温性能変化算出装置60に出力する。そして、全体保温性能算出部106は、タイマのカウント数をリセットする(ステップS15)。そして、ステップS1の処理へ戻る。
全体保温性能算出部106は、タイマのカウント数に基づいて、前回の計測開始時から1年経過したと判定すると、家屋全体の保温性能の変化の算出を指示する保温性能変化算出指令信号を保温性能変化算出装置60に出力する。そして、全体保温性能算出部106は、タイマのカウント数をリセットする(ステップS15)。そして、ステップS1の処理へ戻る。
また、保温性能変化算出装置60が備える保温性能変化算出部601は、全体保温性能算出部106が保温性能変化算出指令信号を保温性能変化算出装置60に出力すると、保温性能変化算出指令信号を入力する。保温性能変化算出部601は、保温性能変化算出指令信号を入力すると、記憶部107から1年毎に記録されている家屋全体の保温性能を読み出す。そして、保温性能変化算出部601は、1年毎に記録されている家屋全体の保温性能に基づいて、家屋全体の保温性能の変化を算出する(ステップS16)。例えば、保温性能変化算出部601は、上述の式(19)〜式(26)で示した演算を行う。保温性能変化算出部601は、算出した家屋全体の保温性能の変化(保温性能に係る情報)をデータ送受信部108を介して、HEMS40と端末装置50に送信する。
HEMS40は、保温性能変化算出部601が家屋全体の保温性能の変化をHEMS40に送信すると、家屋全体の保温性能の変化を受信する。そして、HEMS40が備える出力制御部20は、受信した家屋全体の保温性能の変化を出力部30の表示部301やスピーカ302や振動部303に出力する(ステップS17)。
例えば、出力部30が備える表示部301は、図6で示したように、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化ALLを文字で表示する。また、出力部30が備えるスピーカ302は、図6で示すように、家屋全体の保温性能の変化ALLを合成音声で読み上げる。なお、このとき、出力部30が備える振動部303は、報知情報が存在することをユーザに知らせるために振動する。また、振動部303は、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化が設定した閾値よりも大きな変化を示したときに振動する。
また、例えば、出力部30が備える表示部301は、図7で示すように、保温性能変化算出装置60が算出した1年毎の家屋全体の保温性能の変化をグラフで表示する。このとき、振動部303は、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化が設定した閾値よりも大きな変化を示したときに振動する。
例えば、出力部30が備える表示部301は、図6で示したように、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化ALLを文字で表示する。また、出力部30が備えるスピーカ302は、図6で示すように、家屋全体の保温性能の変化ALLを合成音声で読み上げる。なお、このとき、出力部30が備える振動部303は、報知情報が存在することをユーザに知らせるために振動する。また、振動部303は、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化が設定した閾値よりも大きな変化を示したときに振動する。
また、例えば、出力部30が備える表示部301は、図7で示すように、保温性能変化算出装置60が算出した1年毎の家屋全体の保温性能の変化をグラフで表示する。このとき、振動部303は、保温性能変化算出装置60が算出した家屋全体の保温性能の変化が設定した閾値よりも大きな変化を示したときに振動する。
端末装置50は、保温性能変化算出部601が家屋全体の保温性能の変化を端末装置50に送信すると、家屋全体の保温性能の変化を受信する。そして、端末装置50が備える出力制御部(図示せず)は、受信した家屋全体の保温性能の変化を出力部(図示せず)の表示部やスピーカや振動部に出力する(ステップS18)。例えば、端末装置50が備える出力部は、HEMS40が備える出力部30と同様に、上述の図6や図7で示した出力を行う。
以上のように、実施形態の保温性能算出装置10は、内部発熱算出部101と、空調熱量算出部102と、空間温度変化熱量算出部103と、外部熱算出部104と、保温性能算出部105とを持つ。内部発熱算出部101は、電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する。空調熱量算出部102は、空気調和機の消費電力と空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する。空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻における部屋(空間)の温度と、第2の時刻における部屋の温度と、部屋の容積とに基づいて、部屋における温度変化に伴う熱量を算出する。外部熱算出部104は、内部発熱と、空気調和機の熱量と、部屋における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する。保温性能算出部105は、外部からの熱と、部屋の壁面積と、屋外(空間外部)の温度と、部屋における温度とに基づいて、屋外に対する部屋の保温性能を算出する。
こうすることで、保温性能を算出し、保温性能の劣化を報知することができる。
また、保温性能変化算出部601は、家屋全体の保温性能に基づいて、家屋全体の保温性能の変化を算出する。
こうすることで、家屋全体の保温性能の変化を算出し、家屋全体の保温性能の劣化を報知することができる。
また、出力制御部20は、表示部、スピーカ、振動部のうち少なくとも1つに家屋全体の保温性能の変化を出力する。
こうすることで、家屋全体の保温性能の変化を視覚的、聴覚的、触覚的に報知することができる。
また、出力制御部20は、表示部、スピーカのうち少なくとも1つに保温性能に係る情報を出力する際に、振動部を振動させる。
こうすることで、報知情報が存在することをユーザに知らせることができる。
こうすることで、保温性能を算出し、保温性能の劣化を報知することができる。
また、保温性能変化算出部601は、家屋全体の保温性能に基づいて、家屋全体の保温性能の変化を算出する。
こうすることで、家屋全体の保温性能の変化を算出し、家屋全体の保温性能の劣化を報知することができる。
また、出力制御部20は、表示部、スピーカ、振動部のうち少なくとも1つに家屋全体の保温性能の変化を出力する。
こうすることで、家屋全体の保温性能の変化を視覚的、聴覚的、触覚的に報知することができる。
また、出力制御部20は、表示部、スピーカのうち少なくとも1つに保温性能に係る情報を出力する際に、振動部を振動させる。
こうすることで、報知情報が存在することをユーザに知らせることができる。
(第3の実施形態)
図9は、第3の実施形態による保温性能報知システム1の例を示す図である。
第3の実施形態による保温性能報知システム1は、第2の実施形態による保温性能報知システム1に、更に保温性能劣化判定部701を備える。
図9は、第3の実施形態による保温性能報知システム1の例を示す図である。
第3の実施形態による保温性能報知システム1は、第2の実施形態による保温性能報知システム1に、更に保温性能劣化判定部701を備える。
保温性能劣化判定部701は、保温性能劣化判定装置70に備えられる。保温性能劣化判定部701は、保温性能の変化に基づいて、保温性能の劣化を判定する。
また、第3の実施形態による保温性能報知システム1が備える保温性能変化算出部601は、算出した保温性能の変化に基づいて、未来の保温性能の変化を予測する。例えば、保温性能変化算出部601は、4年目までの保温性能の変化を算出する。そして、保温性能変化算出部601は、4年目までの保温性能の変化から近似曲線を求め外挿することで未来の保温性能の変化を予測する。
また、第3の実施形態による保温性能報知システム1が備える保温性能変化算出部601は、算出した保温性能の変化に基づいて、未来の保温性能の変化を予測する。例えば、保温性能変化算出部601は、4年目までの保温性能の変化を算出する。そして、保温性能変化算出部601は、4年目までの保温性能の変化から近似曲線を求め外挿することで未来の保温性能の変化を予測する。
図10は、第3の実施形態による保温性能報知システム1の出力部30の出力の例を示す図である。
図10は、保温性能変化算出部601が4年目までの保温性能の変化から近似曲線を求め外挿することで予測した未来の保温性能の変化を示している。図10で示す例では、保温性能変化算出部601は、10年目(2009年1月)に家屋全体の保温性能の変化が60[パーセント]以下になる、すなわち計測開始時の保温性能の40[パーセント]以下に低下すると予測する。
図10は、保温性能変化算出部601が4年目までの保温性能の変化から近似曲線を求め外挿することで予測した未来の保温性能の変化を示している。図10で示す例では、保温性能変化算出部601は、10年目(2009年1月)に家屋全体の保温性能の変化が60[パーセント]以下になる、すなわち計測開始時の保温性能の40[パーセント]以下に低下すると予測する。
図11は、第3の実施形態による保温性能劣化判定部701が行う保温性能の劣化を判定する基準の例を示す図である。
図12は、第3の実施形態による保温性能報知システム1の出力部30の出力の例を示す図である。
保温性能劣化判定部701は、家屋全体の保温性能の変化と、家屋全体の保温性能の劣化を判定する基準とに基づいて、保温性能の劣化を判定する。例えば、保温性能劣化判定部701は、家屋全体の保温性能の変化を41[パーセント]と算出した場合、その41[パーセント]と図11で示す判定基準とを比較し、大小関係に基づいて、状態として「劣化が進んでいる」と判定する。そして、保温性能劣化判定部701は、家屋全体の保温性能が41[パーセント]であり補修ガイダンスとして「まもなく補修」であることを報知する報知信号を出力制御部20に出力する。
このとき、例えば、出力制御部20は、報知信号に応じて表示部301に「家屋全体の保温性能:41[パーセント]」と表示すると共に、スピーカ302から「家屋全体の保温性能が低下しました。補修する時期が近づいています。」などの合成音声を出力する。
図12は、第3の実施形態による保温性能報知システム1の出力部30の出力の例を示す図である。
保温性能劣化判定部701は、家屋全体の保温性能の変化と、家屋全体の保温性能の劣化を判定する基準とに基づいて、保温性能の劣化を判定する。例えば、保温性能劣化判定部701は、家屋全体の保温性能の変化を41[パーセント]と算出した場合、その41[パーセント]と図11で示す判定基準とを比較し、大小関係に基づいて、状態として「劣化が進んでいる」と判定する。そして、保温性能劣化判定部701は、家屋全体の保温性能が41[パーセント]であり補修ガイダンスとして「まもなく補修」であることを報知する報知信号を出力制御部20に出力する。
このとき、例えば、出力制御部20は、報知信号に応じて表示部301に「家屋全体の保温性能:41[パーセント]」と表示すると共に、スピーカ302から「家屋全体の保温性能が低下しました。補修する時期が近づいています。」などの合成音声を出力する。
また、保温性能劣化判定部701は、保温性能変化算出部601が予測する未来の保温性能の変化に基づいて、例えば、「劣化している」状態となる時期を特定する。そして、保温性能劣化判定部701は、「劣化している」状態となる時期を報知する報知信号を出力制御部20に出力する。
このとき、例えば、出力制御部20は、報知信号に応じて表示部301に「2009年1月頃に補修の必要があります。」と表示すると共に、スピーカ302から「2009年1月頃に補修の必要があります。」などの合成音声を出力する。
このとき、例えば、出力制御部20は、報知信号に応じて表示部301に「2009年1月頃に補修の必要があります。」と表示すると共に、スピーカ302から「2009年1月頃に補修の必要があります。」などの合成音声を出力する。
図13は、第3の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理フローの例を示す図である。
次に、第3の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理について説明する。
なお、ここでは、図2で示した家屋に第3の実施形態による保温性能報知システム1が備えられている場合を例に説明する。また、保温性能算出装置10が家屋における各部屋の保温性能と家屋全体の保温性能とを算出し、保温性能変化算出装置60が家屋全体の保温性能の変化を算出し、予測するものとする。また、保温性能劣化判定装置70が家屋における家屋全体の保温性能の劣化を判定するものとする。
また、以下では、第3の実施形態による保温性能報知システム1の処理フローのうち、第2の実施形態による保温性能報知システム1の処理と異なる処理についてのみ説明する。
次に、第3の実施形態による保温性能算出装置10を備える保温性能報知システム1の処理について説明する。
なお、ここでは、図2で示した家屋に第3の実施形態による保温性能報知システム1が備えられている場合を例に説明する。また、保温性能算出装置10が家屋における各部屋の保温性能と家屋全体の保温性能とを算出し、保温性能変化算出装置60が家屋全体の保温性能の変化を算出し、予測するものとする。また、保温性能劣化判定装置70が家屋における家屋全体の保温性能の劣化を判定するものとする。
また、以下では、第3の実施形態による保温性能報知システム1の処理フローのうち、第2の実施形態による保温性能報知システム1の処理と異なる処理についてのみ説明する。
ステップS16の処理において、保温性能変化算出部601が家屋全体の保温性能の変化を算出する。保温性能変化算出部601は、算出した家屋全体の保温性能の変化(保温性能に係る情報)をデータ送受信部108を介して、HEMS40と端末装置50に送信する。そして、保温性能報知システム1において、ステップS17の処理とステップS18が行われると、保温性能変化算出部601は、算出した家屋全体の保温性能の変化に基づいて、未来の保温性能の変化を予測する。例えば、図9で示したように、保温性能変化算出部601は、4年目までの保温性能の変化を算出する。そして、保温性能変化算出部601は、4年目までの保温性能の変化から近似曲線を求め外挿することで家屋全体の未来の保温性能の変化を予測する(ステップS19)。保温性能変化算出部601は、予測した家屋の保温性能の変化を保温性能劣化判定部701に出力する。
保温性能劣化判定部701は、保温性能変化算出部601が家屋の保温性能の変化を保温性能劣化判定部701に出力すると、家屋の保温性能の変化を入力する。保温性能劣化判定部701は、保温性能変化算出部601から家屋の保温性能の変化を入力すると、記憶部107から、家屋全体の保温性能の劣化を判定する基準を読み出す。例えば、保温性能劣化判定部701が記憶部107から読み出す家屋全体の保温性能の劣化を判定する基準は、図11で示した判定基準である。そして、保温性能劣化判定部701は、保温性能変化算出部601から入力した家屋全体の保温性能の変化と、記憶部107から読み出した家屋全体の保温性能の劣化を判定する基準とに基づいて、家屋全体の保温性能の劣化を判定する(ステップS20)。
例えば、保温性能劣化判定部701は、家屋全体の保温性能の変化を41[パーセント]と算出した場合、その41[パーセント]と図11で示す判定基準とを比較し、大小関係に基づいて、状態として「劣化が進んでいる」と判定する。そして、保温性能劣化判定部701は、家屋全体の保温性能が41[パーセント]であり補修ガイダンスとして「まもなく補修」であることを報知する報知信号をHEMS40と端末装置50に送信する。
HEMS40は、保温性能劣化判定部701が報知信号をHEMS40に送信すると、報知信号を受信する。そして、HEMS40が備える出力制御部20は、受信した報知信号に基づいて、家屋全体の保温性能の劣化を出力部30の表示部301やスピーカ302や振動部303に出力する(ステップS21)。
例えば、出力制御部20は、図12で示したように、報知信号に応じて表示部301に「家屋全体の保温性能:41[パーセント]」と表示すると共に、スピーカ302から「家屋全体の保温性能が低下しました。補修する時期が近づいています。」などの合成音声を出力する。また、例えば、出力制御部20は、報知信号に応じて表示部301に「2009年1月頃に補修の必要があります。」と表示すると共に、スピーカ302から「2009年1月頃に補修の必要があります。」などの合成音声を出力する。
例えば、出力制御部20は、図12で示したように、報知信号に応じて表示部301に「家屋全体の保温性能:41[パーセント]」と表示すると共に、スピーカ302から「家屋全体の保温性能が低下しました。補修する時期が近づいています。」などの合成音声を出力する。また、例えば、出力制御部20は、報知信号に応じて表示部301に「2009年1月頃に補修の必要があります。」と表示すると共に、スピーカ302から「2009年1月頃に補修の必要があります。」などの合成音声を出力する。
端末装置50は、保温性能劣化判定部701が報知信号を端末装置50に送信すると、報知信号を受信する。そして、端末装置50が備える出力制御部(図示せず)は、受信した報知信号に基づいて、家屋全体の保温性能の劣化を出力部(図示せず)の表示部やスピーカや振動部に出力する(ステップS22)。例えば、端末装置50が備える出力部は、HEMS40が備える出力部30と同様に、上述の図12で示した出力を行う。
以上のように、実施形態の保温性能算出装置10は、内部発熱算出部101と、空調熱量算出部102と、空間温度変化熱量算出部103と、外部熱算出部104と、保温性能算出部105とを持つ。内部発熱算出部101は、電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する。空調熱量算出部102は、空気調和機の消費電力と空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する。空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻における部屋(空間)の温度と、第2の時刻における部屋の温度と、部屋の容積とに基づいて、部屋における温度変化に伴う熱量を算出する。外部熱算出部104は、内部発熱と、空気調和機の熱量と、部屋における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する。保温性能算出部105は、外部からの熱と、部屋の壁面積と、屋外(空間外部)の温度と、部屋における温度とに基づいて、屋外に対する部屋の保温性能を算出する。
こうすることで、保温性能を算出し、保温性能の劣化を報知することができる。
また、保温性能変化算出部601は、算出した家屋全体の保温性能の変化に基づいて、家屋全体の未来の保温性能の変化を予測する。
こうすることで、家屋全体の未来の保温性能の変化を予測し、家屋全体の未来の保温性能の劣化を報知することができる。
また、出力制御部20は、表示部、スピーカ、振動部のうち少なくとも1つに家屋全体の保温性能の劣化を出力する。
こうすることで、家屋全体の保温性能の劣化を視覚的、聴覚的、触覚的に報知することができる。
こうすることで、保温性能を算出し、保温性能の劣化を報知することができる。
また、保温性能変化算出部601は、算出した家屋全体の保温性能の変化に基づいて、家屋全体の未来の保温性能の変化を予測する。
こうすることで、家屋全体の未来の保温性能の変化を予測し、家屋全体の未来の保温性能の劣化を報知することができる。
また、出力制御部20は、表示部、スピーカ、振動部のうち少なくとも1つに家屋全体の保温性能の劣化を出力する。
こうすることで、家屋全体の保温性能の劣化を視覚的、聴覚的、触覚的に報知することができる。
上記各実施形態では、HEMS40と保温性能算出装置10は異なるハードウェアとして記載しているが、HEMS40の1つの機能として保温性能算出装置10の機能を備えることで一部のハードウェアを省略でき、全体としてコストが抑制可能である。
上記各実施形態では、家屋のエネルギー管理を行うエネルギーマネジメントシステムとしてHEMS40を用いた例を挙げているが、管理対象はビル、マンションなどでも適応可能である。
また、上記実施形態では、HEMS40及び保温性能算出装置10は同じ家屋に設置しているが、HEMS40と保温性能算出装置10とが汎用ネットワークを介して接続し、保温性能算出装置10の機能がクラウドサービスとして実現することによって、家主の負担が低減可能である。さらに、前述したクラウドサービスとして実現し、管理対象をマンションとする場合には、保温性能算出装置10は各マンションの管理室等に保温性能が予め定められた閾値を超えたことを示す警報を出力することによって、その後の迅速な対応が可能となる。
上記各実施形態では、出力制御部20は、種々のデータを出力部に出力する機能部である。また、出力部30は、出力制御部20の制御に基づいて、種々の情報を出力する出力部である。実施形態による出力部30は、表示部301と、スピーカ302と、振動部303に限定するものではない。実施形態による出力部30は、人間の五感を介して出力情報を適切に伝えられるものであればどのような出力部であってもよい。また、実施形態による出力部30は、それらの組合せであってもよい。
また、上記各実施形態では、記憶部107は、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部107は、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
また、上記各実施形態における処理フローは、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
また、上記各実施形態では、記憶部107は、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部107は、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
また、上記各実施形態における処理フローは、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
なお、保温性能算出装置10、出力制御部20、出力部30、HEMS40、端末装置50、保温性能変化算出装置60、保温性能劣化判定装置70のそれぞれは、実施形態の処理に必要な情報を適切に送受信でき、適切に情報を報知できる範囲において、どこに存在しても良い。また、保温性能劣化判定装置70の機能部は、保温性能算出装置10、HEMS40、保温性能変化算出装置60の何れが備えられても良い。また、保温性能変化算出装置60の機能部は、保温性能算出装置10、HEMS40の何れが備えられても良い。また、保温性能算出装置10の機能部は、HEMS40に備えられても良いし、HEMS40とは独立した報知システムに備えられても良い。
また、保温性能算出装置10、出力制御部20、出力部30、HEMS40、端末装置50、保温性能変化算出装置60、保温性能劣化判定装置70のうち独立して存在する装置は、データ送受信部を備える。その場合、データ送受信部は、各装置間の情報を送受信する必要最小限の機能を備えていれば良い。例えば、装置間が配線で接続されデータを直接送受信する場合、送信側の装置の駆動能力が十分であれば、データ送受信部は、単なる端子となる。また、装置間が配線で接続されデータを直接送受信する場合、送信側の装置の駆動能力が不足していれば、データ送受信部は、バッファとなる。また、装置間で有線通信または無線通信でデータを送受信する場合、データ送受信部は、その通信方式に応じた通信機能を有するインターフェースとなる。
上記各実施形態では、内部発熱算出部101、空調熱量算出部102、空間温度変化熱量算出部103、外部熱算出部104、保温性能算出部105、全体保温性能算出部106、保温性能変化算出部601、保温性能劣化判定部701は、CPUやメモリを備えるコンピュータによって構成される。内部発熱算出部101、空調熱量算出部102、空間温度変化熱量算出部103、外部熱算出部104、保温性能算出部105、全体保温性能算出部106、保温性能変化算出部601、保温性能劣化判定部701の少なくとも一部は報知システムの備えるCPUがハードディスクなどの記憶部107からプログラムを読み出し実行することで備わる機能である。また、これらの機能の一部または全部は、マイコン、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアであってもよい。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、実施形態の保温性能算出装置10は、内部発熱算出部101と、空調熱量算出部102と、空間温度変化熱量算出部103と、外部熱算出部104と、保温性能算出部105とを持つ。内部発熱算出部101は、電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する。空調熱量算出部102は、空気調和機の消費電力と空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する。空間温度変化熱量算出部103は、第1の時刻における部屋(空間)の温度と、第2の時刻における部屋の温度と、部屋の容積とに基づいて、部屋における温度変化に伴う熱量を算出する。外部熱算出部104は、内部発熱と、空気調和機の熱量と、部屋における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する。保温性能算出部105は、外部からの熱と、部屋の壁面積と、屋外(空間外部)の温度と、部屋における温度とに基づいて、屋外に対する部屋の保温性能を算出することにより、保温性能を算出し、保温性能の劣化情報を報知することができる。
なお実施形態について説明したが、上述の保温性能算出装置10、保温性能変化算出装置60、保温性能劣化判定装置70、HEMS40、端末装置50、報知システム、は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…保温性能報知システム、10…保温性能算出装置、11a…照明、11b…照明、11c…照明、12a…テレビジョン(テレビ)、12b…テレビ、13…調理器、14…冷蔵庫、15…洗濯機、16a…空気調和機(空調機)、16b…空気調和機、17a…温度計、17b…温度計、17c…温度計、20…出力制御部、21…太陽光、22…伝熱、23…侵入熱、30…出力部、31…情報線、40…HEMS(Home Energy Management System)、41…太陽光発電機、50…端末装置、60…保温性能変化算出装置、70…保温性能劣化判定装置、101…内部発熱算出部、102…空調熱量算出部、103…空間温度変化熱量算出部、104…外部熱算出部、105…保温性能算出部、106…全体保温性能算出部、107…記憶部、108…データ送受信部、301…表示部、302…スピーカ、303…振動部、601…保温性能変化算出部、701…保温性能劣化判定部
Claims (14)
- 電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する内部発熱算出部と、
空気調和機の消費電力と前記空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する空調熱量算出部と、
第1の時刻における空間の温度と、第2の時刻における前記空間の温度と、前記空間の容積とに基づいて、前記空間における温度変化を算出する空間温度変化熱量算出部と、
前記内部発熱と、前記空気調和機の熱量と、前記空間における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する外部熱算出部と、
前記外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する保温性能算出部と、
を備える保温性能算出装置。 - 複数の空間のそれぞれに対して算出した空間外部に対する空間の保温性能に基づいて、前記複数の空間全体の保温性能を算出する全体保温性能算出部
を備える請求項1の保温性能算出装置。 - 前記保温性能に基づいて、保温性能の変化を算出する保温性能変化算出部
を備える請求項2の保温性能算出装置。 - 前記保温性能変化算出部は、算出した保温性能の変化に基づいて、未来の保温性能の変化を予測する
請求項3の保温性能算出装置。 - 前記保温性能の変化に基づいて、保温性能の劣化を判定する保温性能劣化判定部
を備える請求項3または請求項4の保温性能算出装置。 - 算出された前記保温性能に係る情報の出力を制御する出力制御部
を備える請求項1から請求項5の何れか一項の保温性能算出装置。 - 前記出力制御部は、表示部、スピーカ、振動部のうち少なくとも1つに、前記保温性能に係る情報を出力する
請求項6の保温性能算出装置。 - 外部装置とデータの送受信を行うデータ送受信部
を備える請求項1から請求項7の何れか一項の保温性能算出装置。 - 前記データ送受信部は、前記保温性能に係る情報を前記外部装置に送信する
請求項8の保温性能算出装置。 - 前記内部発熱算出部は、エネルギーマネジメントシステムが取得した電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出し、
前記空調熱量算出部は、前記エネルギーマネジメントシステムが取得した空気調和機の消費電力と、前記空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する
請求項1から請求項9の何れか一項の保温性能算出装置。 - 電気機器および空気調和機の消費電力を取得する消費電力取得部と、
電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する内部発熱算出部と、
空気調和機の消費電力と前記空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する空調熱量算出部と、
第1の時刻における空間の温度と、第2の時刻における前記空間の温度と、前記空間の容積とに基づいて、前記空間における温度変化を算出する空間温度変化熱量算出部と、
前記内部発熱と、前記空気調和機の熱量と、前記空間における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する外部熱算出部と、
前記外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する保温性能算出部と、
表示部、スピーカ、振動部のうち少なくとも1つの出力部と
を備え、
前記出力部は、保温性能に係る情報を出力するエネルギーマネジメントシステム。 - 保温性能に係る情報の前記出力部への出力を制御する出力制御部
を備える請求項11のエネルギーマネジメントシステム。 - 電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出し、
空気調和機の消費電力と前記空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出し、
第1の時刻における空間の温度と、第2の時刻における前記空間の温度と、前記空間の容積とに基づいて、前記空間における温度変化を算出し、
前記内部発熱と、前記空気調和機の熱量と、前記空間における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出し、
前記外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する算出方法。 - 保温性能算出装置のコンピュータを、
電気機器の消費電力に基づいて、内部発熱を算出する内部発熱算出手段と、
空気調和機の消費電力と前記空気調和機の効率とに基づいて、空気調和機の熱量を算出する空調熱量算出手段と、
第1の時刻における空間の温度と、第2の時刻における前記空間の温度と、前記空間の容積とに基づいて、前記空間における温度変化を算出する空間温度変化算出手段と、
前記内部発熱と、前記空気調和機の熱量と、前記空間における温度変化とに基づいて、外部からの熱を算出する外部熱算出手段と、
前記外部からの熱と、空間の壁面積と、空間外部の温度と、空間における温度とに基づいて、空間外部に対する空間の保温性能を算出する保温性能算出手段
として機能させるプログラム。
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WO2015118738A1 (ja) | 2015-08-13 |
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