JP2016003834A - 室内環境制御装置および室内環境制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】窓と空調設備の統合制御を確実に実行させる。【解決手段】室内環境制御装置１０２は、天窓１０８、腰窓１１０、エアコン１０４と接続される。室内環境制御装置１０２は、ＰＭＶ（快適指数）に基づく制御命令を送信する。このときの制御命令は時系列にてデータベース１０６に記録する。快適指数が快適ゾーン内にあるときには、窓やエアコン１０４の制御は現状維持される。快適指数が快適ゾーンから外れたときには、窓を優先制御し、所定時間が経過しても快適指数が快適ゾーン内に戻らないときには空調機器を制御するとしてもよい。また、室内環境制御装置１０２は、窓とエアコン１０４から状態情報を受信し、送信済みの制御命令とを比較することにより、制御命令がきちんと遂行されているか監視する。【選択図】図１

Description

本発明は、室内環境制御に関し、特に、窓と空調設備を統合的に制御するための技術、に関する。

温度や湿度を計測し、室内環境を制御する装置としては、エアコンや扇風機などさまざまな空調機器がある。また、窓から適度に外気を取り入れることも空調方法の一種である。
特許文献１は、電気信号によって開閉制御可能な窓と空調設備を選択的かつ統合的に制御する技術を開示する。窓と空調設備を上手に使い分けながら空調制御できれば、過度にエアコンに頼らなくとも室内の快適性を保つことができる（特許文献１〜４参照）。

特開２０１２−１０７８１２号公報 特開２０１４−３１６６４号公報 特許４６０３４６６号公報 特許４６４０１７８号公報

窓や空調設備への制御命令は、有線ＬＡＮを介して送られる場合もあれば無線ＬＡＮを介して送られる可能性もある。特に、無線経由で制御命令を送るときには、制御装置と制御対象機器の位置関係によっては制御対象機器が制御命令を正しく受信できないこともある。また、窓やエアコンは故障することもあるので、制御装置は制御対象機器が制御命令通りに動作しているか監視する必要があると本発明者は課題認識している。しかし、上述の特許文献１〜４のいずれにもこのような課題認識はない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、窓と空調設備の統合制御を確実に実行させることである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の室内環境制御装置は、制御命令にしたがって開閉する窓と、制御命令にしたがって空調制御する空調機器の双方と接続され、室温をパラメータとして計算される所定の快適指数に基づいて、窓および空調機器の双方または一方へ送信すべき制御命令を決定する制御判定部と、窓および空調機器の双方または一方に制御命令を送信する命令送信部と、制御命令を時系列にて記録する命令記録部と、を備える。

「空調機器」とは、エアコンや床暖房、天井ファン、換気扇、扇風機など、室内の気温や湿度、風量などの快適性にかかわる指標を制御する機能を有する電気製品であればよい。「接続」とは有線接続に限らず、無線接続も含む。「快適指数」は、室内の快適性を数値表現するための指数であり、ＰＭＶ（Predicted Mean Vote）などの既定の指数であってもよいし、室温をパラメータとして含む任意の方程式から算出される指数であってもよい。

このような構成によれば、窓や空調機器に送られた制御命令は時系列にて蓄積されるため、窓や空調機器の不具合が発生したときでもいつどのような制御が契機となってそのような不具合が発生したのかを事後的に把握できる。窓や空調機器の制御方法はアルゴリズムに基づいて自動的に決定する方式であるため、実際にどのような制御が行われているのかを確認する必要性が高いと考えられる。制御命令を時系列にて記録することにより、制御内容を把握しやすくなるのみならず、更には、生活パターンを把握し、見直す上でも重要な情報源となる。

制御判定部は、快適指数が所定幅を有する快適ゾーン内にあるときには、窓および空調機器の制御状態を現状維持させてもよい。

人間が快適に感じる状況にあるときには、窓や空調機器の設定を変更する必要性は低い。また、窓や空調機器の設定変更を頻繁に行うことは節電の観点からも好ましくない。このような構成によれば快適ゾーンにあるときには窓や空調機器の制御状態を現状維持することにより、すでに達成されている快適性を維持しつつ過度な制御を抑制しやすくなる。

制御判定部は、快適指数が快適ゾーンから外れたときには、窓を優先制御し、所定時間が経過しても快適指数が快適ゾーン内に戻らないときには空調機器を制御してもよい。

空調機器による空調よりは、窓からの自然な外気を取り入れる方が快適性が高まる可能性がある。また、節電の観点からも外気の積極的な活用は好ましい。窓と空調機器のうち、窓を優先的に制御対象とすることで、快適性と節電を両立させやすくなる。

制御判定部は、快適指数が快適ゾーンから外れたときには、外気温と室温の間に所定の大小関係が成立することを条件として窓を空調機器よりも優先制御してもよい。

たとえば、室内が暑いが室外が涼しいときには外気を取り入れた方がよいが、室内が暑いときであっても室外がもっと暑いときには窓を開放すると、風向などいろいろな要素はあるが、快適性があまり改善しない可能性もある。そこで、窓の優先制御を原則としつつも、外気温と室温の関係も考慮することでより快適性を向上させやすくなる。

窓および空調機器の双方からそれぞれの制御状態を示す状態情報を受信する状態受信部と、状態情報と送信済みの制御命令とを比較することにより、制御命令が窓および空調機器の双方または一方において遂行されているか否かを判定する遂行判定部と、を更に備えてもよい。命令送信部は、制御命令が遂行されていないときには、遂行されていない制御命令を再送信してもよい。

このような構成によれば、窓や空調機器が実際の制御状態を返信してくるため、制御命令通りにこれらの装置が機能しているかどうかを判断できる。制御命令通りに機能していないときには、通信環境の不具合などが考えられる。このようなときには制御命令を再送することにより、制御命令の遂行をより確実にできる。

制御命令の再送信が所定回数に達したとき、警告を発生させる警告部、を更に備えてもよい。

制御命令の再送信を繰り返しても正しい制御ができないときにはユーザに警告をすることにより、ユーザは通信エラーや機器の故障を適切に認識しやすくなる。

制御判定部は、複数の窓を制御対象とするときには、所定の判定ルールにしたがって、制御対象の窓を決定してもよい。

たとえば、それほど室内が暑くないときにはすべての窓を開放するよりも一部の窓を開放する方が室内環境の変化を緩やかにする上で好適である。また、風通しを考えたときどの窓を開けてどの窓を閉めるかをあらかじめルールとして決めておくことも有効である。このように、複数の窓を共通制御するよりは個別制御することにより、快適性を高めやすくなる。

本発明によれば、窓および空調設備を統合的に制御するシステムにおいて、制御対象機器に制御命令を安定的に実行させやすくなる。

室内環境制御システムの全体図である。 ＰＭＶを説明するための模式図である。 室内環境制御装置の機能ブロック図である。 第１判定ルールを示す図である。 データベースに記録される制御命令列のデータ構造図である。 制御命令送信処理のフローチャートである。 状態情報受信時に実行される遂行判定処理のフローチャートである。 第２判定ルールを示す図である。

図１は、室内環境制御システム１００の全体図である。
室内環境制御システム１００は、マンションや一戸建てごとに、あるいは、部屋ごとに形成される。室内環境制御システム１００は、室内環境制御装置１０２と、エアコン１０４、天窓１０８および腰窓１１０ａ〜１１０ｄを含む。図１においては腰窓１１０ｃ、１１０ｄは１階に設置され、腰窓１１０ａ、１１０ｂは２階に設置されている。以降、天窓１０８と腰窓１１０をまとめていうときや特に区別しないときには単に「窓」とよぶことにする。また、エアコン１０４と窓をまとめていうときや特に区別しないときには「対象機器」とよぶことにする。

ここではエアコン１０４を空調機器の代表例として説明するが、空調機器の他の例としては、床暖房、天井ファン、扇風機、換気扇などが挙げられる。窓やエアコン１０４の数も任意である。エアコン１０４は、除湿機能、冷暖房機能および温度設定機能などを備える一般的な製品である。

室内環境制御装置１０２は、エアコン１０４と窓を統合的に制御する。室内環境制御装置１０２には室内環境制御プログラムが内蔵される。室内環境制御装置１０２は、壁面に備え付けられてもよいし、家庭内サーバなどの汎用コンピュータであってもよいし、スマートフォンなどの携帯端末であってもよい。

本実施形態における窓は、室内環境制御装置１０２から送信される制御命令にしたがって開閉する機能をもつ。室内環境制御装置１０２は、エアコン１０４、天窓１０８、腰窓１１０ａ〜１１０ｄと有線または無線を介して接続される。また、室内環境制御装置１０２は、インターネット等の通信回線を介して外部のデータベース１０６とも接続される。データベース１０６は、クラウドサービスのデータベースであってもよい。詳細は後述するが、室内環境制御装置１０２は、対象機器に送信する制御命令や、対象機器から受信する状態情報をデータベース１０６に逐一記録する。外部のデータベース１０６ではなく、ホームサーバなどの室内のデータベースにこれらのデータを記録してもいいし、室内環境制御装置１０２自体が記録媒体を内蔵してもよい。

以下、説明を簡単にするため、１つのエアコン１０４と１つの窓が制御対象であるとして説明する。複数の窓を制御する方法については適宜言及する。

図２は、ＰＭＶを説明するための模式図である。
人体の快適感を表すための指標としてＰＭＶとよばれる快適指数がある。ＰＭＶは１９９４年にＩＳＯ規格（ＩＳＯ７７３０）として規格化されている。ＰＭＶは、室温、熱放射、相対湿度、平均風速の４つの物理的要素と、着衣量および作業量という２つの人間的要素を定義し、これら６つのパラメータを変数とする快適方程式から算出される。

ＰＭＶは、−３〜＋３の範囲で定義される。図２に示すように、−３．０：非常に寒い、−２．０：寒い、−１．０：やや寒い、０：どちらでもない（快適）、＋１．０：やや暑い、＋２．０：暑い、＋３．０：非常に暑いという７段階の感覚量が定義される。

室内環境制御装置１０２は、ＰＭＶ：−１．０〜＋１．０を「快適ゾーン」と定義する。快適ゾーンはユーザが任意に設定変更できる。たとえば、暑がりの人にとっての快適ゾーンはＰＭＶ：−２．０〜＋０．３となるかもしれない。

室内環境制御装置１０２は、センサあるいは設定値からこれら６つのパラメータを取得し、ＰＭＶを計算し、ＰＭＶに基づいて対象機器の制御方法を決める。以下においてはＰＭＶに基づく制御を前提として説明するが、室内環境制御装置１０２はＰＭＶ以外の快適指数に基づいて室内環境制御をしてもよい。

たとえば、室温と湿度のみからより簡易な快適指数を計算してもよい。室温を−１０℃から＋３５℃のような任意の範囲を０〜１に正規化し、同様にして湿度も０〜１に正規化する。そして、室温（正規化値）と湿度（正規化値）の平均値を快適指数としてもよい。あるいは、更に単純には室温またはその正規化値そのものを快適指数としてもよい。室温は快適性への影響が大きいため、少なくとも室温をパラメータとする快適指数であればよい。

図３は、室内環境制御装置１０２の機能ブロック図である。
室内環境制御装置１０２の各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。以下説明する各図は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

室内環境制御装置１０２は、天窓１０８や腰窓１１０、エアコン１０４との通信処理を行う通信部１１２と、画面表示や操作入力などのユーザインタフェースを担当するＵＩ（ユーザインタフェース）部１２０と、後述の判定ルールを格納する判定ルール格納部１２２と、通信部１１２、ＵＩ部１２０および判定ルール格納部１２２のデータに基づいて各種処理を実行するデータ処理部１１８を含む。また、データ処理部１１８には室温計や湿度計などのセンサ１２４が接続される。

通信部１１２は、対象機器に制御命令を送信する命令送信部１１４と、対象機器から状態情報を受信する状態受信部１１６を含む。

ＵＩ部１２０は、ユーザからの各種入力を受け付ける入力部１３４と、ユーザに各種情報を画面表示により提供する表示部１３６を含む。表示部１３６は、更に、対象機器に不具合が発生している可能性を警告する警告部１３８を含む。

データ処理部１１８は、制御判定部１２６、遂行判定部１２８、命令記録部１３０および状態記録部１３２を含む。判定ルール格納部１２２は、ＰＭＶ（快適指数）等に応じて、窓やエアコン１０４の制御方法を定義する判定ルールを格納する。判定ルールの詳細は後述する。制御判定部１２６は、センサ１２４からの測定値に基づいてＰＭＶを計算し、判定ルールにしたがって制御命令を決める。制御命令は、命令送信部１１４から各対象機器に送信される。また、命令記録部１３０は、送信した制御命令をその送信時刻とともにデータベース１０６に記録する。こうして、データベース１０６には制御命令が時系列にて蓄積される。

遂行判定部１２８は、制御命令が実際に対象機器において正しく実行されているかどうかを判定する。対象機器は、室内環境制御装置１０２からの要求に応じて、あるいは、定期的に制御状態を示す状態情報を室内環境制御装置１０２に返信する。たとえば、天窓１０８や腰窓１１０は、状態情報送信時刻と開／閉のいずれの状態にあるかを状態情報として送信する。エアコン１０４は、状態情報送信時刻と設定温度を状態情報として送信する。状態記録部１３２は、受信した状態情報をデータベース１０６に時系列にて記録する。遂行判定部１２８は、判定ルール格納部１２２に記録されている制御命令と状態情報が一致しているか否かをチェックすることで、対象機器が正常動作しているかどうかを判定する。
本実施形態においては、室内環境制御装置１０２から制御命令を受信しとき、対象機器は所定時間以内に状態情報を返信するものとする。

警告部１３８は、対象機器が正常動作不能となっているときに警告表示をするが、表示以外にも、ユーザの携帯端末に警告メールを送信してもよい。

図４は、第１判定ルール１４４を示す図である。
第１判定ルール１４４は、判定ルール格納部１２２に保存される判定ルールの一例である。ＰＭＶ欄１４０はＰＭＶを示し、ルール欄１４２はＰＭＶに対応した制御条件を示す。第１判定ルール１４４は、ＰＭＶのみに基づく最も単純な制御方法である。説明を簡単にするため、ここではすべての窓には共通の制御命令が送られるものとして説明する。

第１判定ルール１４４の基本的な考え方は以下の通りである。
（１）快適ゾーンにあるときには現状維持とする。
（２）暑いときや寒いときには窓の制御を優先し、まずは窓を開ける。
（３）特に暑いときや寒いときには窓を閉め、エアコン１０４を駆動する。

ＰＭＶ：−１．０以上、＋１．０未満（以下、「−１．０〜＋１．０」のように表記する）が快適ゾーンであるとする。上述のように、制御判定部１２６は、ＰＭＶが快適ゾーンにあるときには現状の制御状態を維持する。新たな制御命令は送信しないとしてもよいし、現状維持を指示する制御命令を送信するとしてもよい。以下においては、現状維持を指示する制御命令を送信するものとして説明する。

ＰＭＶ：＋１．０〜＋２．０のとき、すなわち、やや暑いときには制御判定部１２６は窓の開放を指示して、５分間待機する。５分待機してもＰＭＶが快適ゾーンに戻らなければ、窓を閉めてエアコン１０４を設定温度２６℃で駆動する。
ＰＭＶ：＋２．０以上のとき、すなわちかなり暑いときには、制御判定部１２６は窓を閉鎖し、エアコン１０４を設定温度２６℃で駆動する。

寒いときの考え方も同様であり、寒いときにはまず窓を開けて様子見し、快適ゾーンに戻らなければエアコン１０４を駆動する。特に寒いときには窓を閉めて、すぐにエアコン１０４をつける。

やや暑い、やや寒いときにすぐにエアコン１０４をつけるのではなく、まずは窓から外気を取り入れ、状況が改善されそうでなければ、そのときにはじめてエアコン１０４をつけることにより、過剰にエアコン１０４に頼らない室内環境制御が可能となる。

図５は、データベース１０６に記録される制御命令列１４６のデータ構造図である。
上述のように、命令記録部１３０は制御命令をデータベース１０６に時系列にて記録する。時刻欄１４８は制御命令の送信時刻、エアコン欄１５０はエアコン１０４への制御命令、窓欄１５２は窓への制御命令を示す。ここでも、窓欄１５２の制御命令はすべての窓への共通の制御命令であるとする。

図５の窓欄１５２において、「開（継続）」とあるのはすでに窓が開放されている状態にありそのまま現状を維持することを意味し、「閉（変更）」とあるのは開放状態の窓に閉鎖を指示することを意味する。エアコン欄１５０においても同様である。
図５に示す制御命令列１４６によれば、５：１１までは窓の開放が指示されているが、快適ゾーンに戻らなかったため、５：１２には窓を閉めてエアコン１０４を設定温度２６℃の冷房に設定していることが読み取れる。

エアコン１０４をつけてＰＭＶが快適ゾーン（ＰＭＶ：−１．０〜＋１．０）に入ったときには、制御判定部１２６はエアコン１０４の設定温度を２６℃のまま維持し、窓は閉めたままにする。

状態記録部１３２は、状態情報も同様に記録する。たとえば、５：１２に設定温度２６℃を指示されたエアコン１０４は、実際に設定された温度を状態情報として返信する。遂行判定部１２８は、送信された制御情報とそれに対応する状態情報を比較し、両者が一致していればエアコン１０４が正常動作していると判定する。不一致であれば異常が発生していると判定する。なお、通信不良等により、エアコン１０４が状態情報を返信してこないときにも、遂行判定部１２８はエアコン１０４が正常動作していないと判定する。

図６は、制御命令送信処理のフローチャートである。
制御命令送信処理は、定期的、たとえば、１分ごとに繰り返し実行される。まず、待機状態にあるとき（Ｓ１０のＹ）、以降の処理はスキップされる。ここでいう待機状態とは、図４に関連して説明したように、快適ゾーンから少しだけ外れたときに窓を開けて、ＰＭＶが快適ゾーンに戻るか判断するために待機している状態のことである。

待機状態になければ（Ｓ１０のＮ）、制御判定部１２６はセンサ１２４により室温や湿度など必要なパラメータを計測し（Ｓ１２）、快適指数（ＰＭＶ）を計算する（Ｓ１４）。センサ１２４は、第１判定ルール１４４を参照し、制御命令を決定する（Ｓ１６）。

窓の開閉変更が必要であれば（Ｓ１８のＹ）、命令送信部１１４は窓に開閉変更を指示する制御命令を送信する（Ｓ２０）。開閉制御不要、すなわち、現状維持であれば（Ｓ１８のＮ）、現状維持を指示する（Ｓ２１）。現状維持のときには、特段の制御信号は送信しないとしてもよい。

エアコン１０４の設定変更が必要であれば（Ｓ２２のＹ）、命令送信部１１４はエアコン１０４に設定温度変更を指示する制御命令を送信する（Ｓ２４）。設定変更不要であれば（Ｓ２２のＮ）、現状維持を指示する（Ｓ２５）。命令記録部１３０は、こうして送信された制御命令をデータベース１０６に記録する（Ｓ２６）。
なお、窓への制御命令とエアコン１０４の制御命令は同じタイミングで送信されてもよい。

図７は、状態情報受信時に実行される遂行判定処理のフローチャートである。
窓やエアコン１０４は、制御命令を受信すると、制御命令にしたがって設定を変化させ、変化後の状態を示す状態情報を室内環境制御装置１０２に返信する。図７の遂行判定処理は、状態情報を受信したことを契機として実行される。

まず、状態記録部１３２は受信した状態情報をデータベース１０６に記録する（Ｓ３０）。遂行判定部１２８は、制御命令と状態情報を比較し（Ｓ３２）、両者が一致していれば（Ｓ３４のＹ）、正常動作しているとして遂行判定処理は終了する。両者が不一致の場合には（Ｓ３４のＮ）、命令送信部１１４は正しく実行されていない制御命令を再送信する（Ｓ３６）。命令記録部１３０は、制御命令を記録するとともに（Ｓ３８）、制御命令の再送回数をカウントアップする（Ｓ４０）。

再送回数が所定の閾値よりも大きくなると（Ｓ４２のＹ）、すなわち、何度も同じ制御命令を送信しても正しい設定ができない場合には、警告部１３８は警告を発生させる（Ｓ４４）。再総回数が閾値以内のときには（Ｓ４２のＮ）、警告は発生しない。

遂行判定部１２８は、制御命令を送信してから所定時間、たとえば、３０秒を経過しても状態情報を受信できなかったときにも制御命令を再送してもよい。そして、同じく、この再送回数が閾値を超えたときには、警告を発生させてもよい。

図８は、第２判定ルール１５４を示す図である。
第１判定ルール１４４以外にも様々な判定ルールが考えられる。第２判定ルール１５４も、判定ルール格納部１２２に保存される判定ルールの別例である。第１判定ルール１４４と第２判定ルール１５４はいずれか一方が選択的に採用されればよい。第２判定ルール１５４は、ＰＭＶ欄１４０、ルール欄１４２に気温条件欄１５６が追加される。説明を簡単にするため、ここではすべての窓には共通の制御命令が送られるものとして説明する。

第２判定ルール１５４では、ＰＭＶに加えて、室温と外気温の大小関係も考慮する。 第２判定ルール１５４の基本的な考え方は以下の通りである。
（１）快適ゾーンにあるときには現状維持する。
（２）暑いときや寒いときには窓の制御を優先する。
（３）ただし、窓を開放するのは、外気を取り入れることで快適性が向上することが見込める場合に限る。

ＰＭＶ：＋１．０以上のとき、すなわち、暑いときには、室温が外気温以上であることを条件として窓を開ける。室外の方が涼しいなら窓を開けて外気を取り入れることで室温低下を期待できるためである。一方、室温が外気温よりも低いときには窓を閉めてエアコン１０４をつける。室内よりも室外の方が暑いため窓を開けても室温低下を期待できないためである。窓を開ける場合には、第１判定ルール１４４と同様、窓を開放して、５分間待機し、それでもＰＭＶが快適ゾーンに戻らなければ、窓を閉めてエアコン１０４を駆動する。

寒いときの考え方も同様である。室温が外気温よりも低いときには窓を開け、室温が外気温以上のときには窓を閉めてエアコン１０４をつける。このように室温と外気温を比較することにより、窓を開けることで快適性の向上が期待できるかどうかをあらかじめ予測することができる。

第１判定ルール１４４や第２判定ルール１５４を基本ルールとすれば、更に、以下のような応用ルールも考えられる。
（１）複数の窓の制御
同じ部屋にある２以上の腰窓１１０を同時開放すると風通しがよくなるため快適性が向上する。あるいは、北側の窓と南側の窓のように対向する２つの腰窓１１０を同時開放することでも風通しがよくなる。たとえば、図１の腰窓１１０ａと腰窓１１０ｂはペアとして同時開放・同時閉鎖させるとしてもよい。腰窓１１０ｃと腰窓１１０ｄのペアについても同様である。また、１階のＰＭＶが不快状態にあり２階のＰＭＶが快適ゾーンにあるときには、１階の腰窓１１０ｃ、腰窓１１０ｄのみを開放制御の対象としてもよい。
また、やや暑いときには２つの腰窓１１０を開放し、５分経過しても快適ゾーンに戻らないときには残りの窓も開放し、更に、５分経過しても快適ゾーンに戻らないときにはすべての窓を閉鎖してエアコン１０４をつける、という制御方法も考えられる。すべての窓を同時に全開すると室内環境が急激に変化する可能性があるため、段階的に開放窓の数を増やしてもよい。

（２）風向・風量の考慮
室内環境制御装置１０２は風向・風量をセンシングしてもよい。風向に応じて、複数の窓の開け方を決めてもよい。たとえば、北東の風のときには風上にあたる北側の窓と風下にあたる南側の窓を開けることにより風通しがよくなる。また、強風のとき、たとえば、風速が所定値以上のときには窓の開放を抑止するという制御条件を追加してもよい。

（３）降雨の考慮
室内環境制御装置１０２は、降雨をセンシングしてもよい。降雨情報は天気予報などの既存の情報源から得てもよい。降雨時には天窓１０８の開放を禁止してもよい。あるいは、風向を考慮し、降雨時には風上に位置する窓の開放を禁止してもよい。

（４）湿度の考慮
第２判定ルール１５４の気温条件を湿度条件に変更してもよい。室内湿度が室外湿度よりも大きいときには窓を開放することで室内湿度を下げてもよい。また、室内湿度が所定値以上となったときには窓を開放することで風を通すという制御方法も考えられる。

（５）粉塵の考慮
排気ガスや花粉などの粉塵が発生するときには窓の開放を制限してもよい。粉塵はセンサーにより検知してもよいし、粉塵が発生しやすい季節や時間帯をあらかじめ設定しておき、このような時間帯には窓の開放がされないようにしてもよい。粉塵に限らず、騒音についても同様である。

（６）セキュリティの考慮
セキュリティを考慮し、夜間や外出時には窓の開放を制限してもよい。外出は、人感センサにより判定してもよいし、施錠の状態から外出中か在宅中かを判定してもよい。窓の開放を制限するだけでなく、外出時は室内環境制御装置１０２は窓の施錠を指示してもよい。帰宅時に室内が不快であることは好ましくないため、外出中であってもエアコン１０４を駆動し、快適性を維持することが望ましい。しかし、人がいないときにエアコン１０４を過度に駆動することは経済的ではないため、たとえば、外出中においては、快適ゾーンから少しだけ外れたときにはエアコン１０４は駆動せず、快適ゾーンから大きく外れたときだけエアコン１０４を駆動するといった制御方法が考えられる。
また、不在時に窓を開けるときには防犯上問題のある窓の開放を制限してもよい。たとえば、１階の窓は不在時には開放禁止としてもよい。２階であっても、隣家に近い窓も開放禁止としてもよい。

以上のルールは一例であり、これらのルールを組み合わせることでさまざまな制御方法を定義できる。たとえば、室内が暑いときには、窓の開放を優先させるが、雨が降っているときには天窓１０８は開放させず、腰窓１１０のみが開放可能となる。このときには、風向・風量に応じて複数の腰窓１１０のうち、どの腰窓１１０を開放させるかを決定する。ただし、粉塵が多く発生する時間帯になると、すべての窓を閉鎖し、エアコン１０４の制御に切り換える、といった制御が可能である。

以上、実施形態にもとづいて室内環境制御システム１００を説明した。
室内環境制御装置１０２は、定期的に制御命令を送信し、制御命令をデータベース１０６に時系列にて記録する。制御命令のログをとることで、いつどのような制御が行われているかを事後的に確認できる。特に、対象機器制御のエラーが生じているか、いつエラーが生じているかを事後的に確認できるため、適切な対応を取りやすい。たとえば、腰窓１１０ｂの開閉指示を出したとき、腰窓１１０ｂへの開放変更指示が連続して出ているときには腰窓１１０ｂの調子が悪いことがわかる。また、制御命令に加えて状態情報も記録することにより、複雑な判定ルールを設定する場合でもどのような状況でどのような制御を行っているかを確認できる。室内環境制御装置１０２は、制御命令とともにそのときの快適指数も記録してもよい。

制御命令のログは、生活パターンを見る上でも有効である。たとえば、エアコン１０４などの空調機器をどの時間にどの程度利用しているかがわかる。冷房使用時間が長い場合には、快適ゾーンの上限値を大きく設定変更することでエアコン１０４の使用時間を減らすことができる。断熱性の高い窓に取り替えることでエアコン１０４の使用時間を減らすこともできるが、制御命令のログがあればそれによってエアコン１０４の使用時間をどの程度減らすことができ、窓を取り替えるコストとエアコン１０４の電気代節減効果を合理的に比較できる。また、複数の家庭のログを集約すれば電力需要予想などにも有用である。

室内環境制御装置１０２は、対象機器に制御命令を送るだけではなく、その反応も確認しているため、制御命令を出したものの対象機器が実際には動いていないという状況が生じにくい。このため、対象機器の不具合が生じたときや室内の通信環境が悪化したときでも、室内環境制御システム１００を安定的に動作させることができる。本実施形態においては、窓とエアコン１０４を対象として説明したが、複数の窓や複数のエアコン１０４、あるいは、照明設備や他の家電製品まで統合的に制御したい場合もある。多数多種の対象機器をまとめて自動制御するときにはどの対象機器に不具合が発生しているかわかりにくくなる可能性がある。本実施形態における室内環境制御装置１０２によれば、制御命令を送信するだけでなくそのエラーも検出できるため、システム全体を安定的に運用できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施形態においては窓は開／閉の二値制御であるとして説明したが、窓の開放量を細かく制御してもよい。また、ユーザの明示的な指定により窓の制御を行ってもよい。たとえば、掃除機をかけるときにユーザが室内環境制御システム１００に開放指示をすれば室内環境制御システム１００は窓を全開させてもよい。

ＰＭＶが快適ゾーンの中でも特に快適な領域、たとえば、ＰＭＶ：−０．５〜＋０．５に入ったときにはエアコン１０４を切るとしてもよい。このように快適ゾーンは１種類である必要はなく、第１の快適ゾーンの部分集合として第２の快適ゾーンを定義し、それぞれのゾーンにあわせて制御条件を定義してもよい。

１００ 室内環境制御システム、 １０２ 室内環境制御装置、 １０４ エアコン、 １０６ データベース、 １０８ 天窓、 １１０ 腰窓、 １１２ 通信部、 １１４ 命令送信部、 １１６ 状態受信部、 １１８ データ処理部、 １２０ ＵＩ部、 １２２ 判定ルール格納部、 １２４ センサ、 １２６ 制御判定部、 １２８ 遂行判定部、 １３０ 命令記録部、 １３２ 状態記録部、 １３４ 入力部、 １３６ 表示部、 １３８ 警告部。

Claims (8)

1. 制御命令にしたがって開閉する窓と、制御命令にしたがって空調制御する空調機器の双方と接続され、
   室温をパラメータとして計算される所定の快適指数に基づいて、前記窓および前記空調機器の双方または一方へ送信すべき制御命令を決定する制御判定部と、
   前記窓および前記空調機器の双方または一方に前記制御命令を送信する命令送信部と、
   制御命令を時系列にて記録する命令記録部と、を備えることを特徴とする室内環境制御装置。
2. 前記制御判定部は、前記快適指数が所定幅を有する快適ゾーン内にあるときには、前記窓および前記空調機器の制御状態を現状維持させることを特徴とする請求項１に記載の室内環境制御装置。
3. 前記制御判定部は、前記快適指数が前記快適ゾーンから外れたときには、前記窓を優先制御し、所定時間が経過しても前記快適指数が前記快適ゾーン内に戻らないときには前記空調機器を制御することを特徴とする請求項２に記載の室内環境制御装置。
4. 前記制御判定部は、前記快適指数が前記快適ゾーンから外れたときには、外気温と室温の間に所定の大小関係が成立することを条件として前記窓を前記空調機器よりも優先制御することを特徴とする請求項３に記載の室内環境制御装置。
5. 前記窓および前記空調機器の双方からそれぞれの制御状態を示す状態情報を受信する状態受信部と、
   状態情報と送信済みの制御命令とを比較することにより、前記制御命令が前記窓および前記空調機器の双方または一方において遂行されているか否かを判定する遂行判定部と、を更に備え、
   前記命令送信部は、前記制御命令が遂行されていないときには、前記遂行されていない制御命令を再送信することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の室内環境制御装置。
6. 制御命令の再送信が所定回数に達したとき、警告を発生させる警告部、を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の室内環境制御装置。
7. 前記制御判定部は、複数の窓を制御対象とするときには、所定の判定ルールにしたがって、制御対象の窓を決定することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の室内環境制御装置。
8. 制御命令にしたがって開閉する窓と、制御命令にしたがって空調制御する空調機器の双方と通信可能なコンピュータにおいて実行されるコンピュータプログラムであって、
   室温をパラメータとして計算される所定の快適指数に基づいて、前記窓および前記空調機器の双方または一方へ送信すべき制御命令を決定する機能と、
   前記窓および前記空調機器の双方または一方に前記制御命令を送信する機能と、
   制御命令を時系列にて記録する機能と、を前記コンピュータに発揮させることを特徴とする室内環境制御プログラム。

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