JP2016103388A - 設備制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】壇が設置された制御対象空間に備えられる設備を制御して、授業、会議や講演等を効率よく進行できる環境を作り出すこと。
【解決手段】制御対象空間１は壇設置箇所１０を基準として複数の領域Ｒ１〜Ｒ５に区分けされ、制御部は、複数の領域Ｒ１〜Ｒ５の間で環境状態を異ならせる形態で設備を制御し、壇設置箇所１０の近傍領域に制御対象空間１内の人を誘導する誘導制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御対象空間に備えられた設備を制御する設備制御システムに関する。

上記設備制御システムとして、制御対象空間をフリーアドレスオフィスとし、そのオフィスに備えられた照明及び空調機の制御を行うものがある（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載のシステムでは、オフィス内の在室人数を計数し、その計数した在室人数に応じて執務領域を決定する。そして、執務領域は、照明を点灯させ且つ空調機を運転させ、執務領域以外の領域は、照明を消灯させ且つ空調機も停止させることで、設備の消費電力量を削減し省エネを図っている。

特許文献１では、例えば、居室にカメラを設置し、そのカメラにて利用者の位置を確認し、執務を行っている利用者が多い所定の領域を執務領域として決定する。また、在室人数が増加するにつれて、どのように執務領域を決定するかについては、次の３つが例示されている。１つ目は、在室人数が増加するにつれて、扉に近い机から徐々に拡大するように執務領域を決定する。２つ目は、在室人数が増加するにつれて、制御対象空間の壁面または角部に近い机から徐々に拡大するように執務領域を決定する。３つ目は、在室人数が増加するにつれて、制御対象空間の中心部に近い机から徐々に拡大するように執務領域を決定する。

特開２０１１−４０４７号公報

上記特許文献１では、制御対象空間がフリーアドレスオフィスであることから、執務を行っている利用者が多い所定の領域を執務領域として決定して、業務を中断して移動する利用者の人数を少なくしている。これにより、省エネを図りながら、業務効率の低下を抑制するというオフィスに適した環境を作り出している。それ故に、制御対象空間をオフィス以外とすると、その制御対象空間に適した環境を作り出せない場合がある。例えば、教壇や演壇等の壇が設置されている教室、会議場や講堂等を制御対象空間とした場合には、授業、会議や講演等を効率よく進行できる環境が望まれる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、壇が設置された制御対象空間に備えられる設備を制御して、授業、会議や講演等を効率よく進行できる環境を作り出す設備制御システムを提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、制御対象空間に備えられた設備を制御する制御部を備えた設備制御システムであって、
前記制御対象空間は壇設置箇所を基準として複数の領域に区分けされ、前記制御部は、前記複数の領域の間で環境状態を異ならせる形態で前記設備を制御し、前記壇設置箇所の近傍領域に前記制御対象空間内の人を誘導する誘導制御を行う点にある。

本特徴構成によれば、制御部が誘導制御を行うことで、例えば、壇設置箇所の近傍領域を人が存在するのに快適な環境とし、それ以外の領域を壇設置箇所の近傍領域よりも快適性が低い環境とするように、複数の領域の間で環境状態を異ならせて、壇設置箇所の近傍領域に人を誘導することができる。これにより、制御対象空間内の人を壇設置箇所の近傍領域に集めることができ、授業、会議や講演等を効率よく進行できる環境を作り出せる。しかも、壇設置箇所の近傍領域以外の領域では、壇設置箇所の近傍領域よりも快適性が低くてもよいので、例えば、設備を運転停止する、又は、設備の運転能力を落とした状態で運転することで、設備の消費電力量を削減でき、省エネを図ることもできる。

本発明の第２特徴構成は、前記制御対象空間内の人数をカウントするカウント部が備えられ、前記制御部は、前記誘導制御として、前記カウント部にてカウントした人数に応じて、複数の領域から前記壇設置箇所の近傍領域を含む誘導エリアを選択し、その選択した誘導エリアとそれ以外のエリアとで環境状態を異ならせて、前記誘導エリアに前記制御対象空間内の人を誘導する点にある。

本特徴構成によれば、制御部は、制御対象空間内の人数に応じて、壇設置箇所の近傍領域を含む誘導エリアを選択するので、壇設置箇所の近傍領域は常に誘導エリアとして選択しながら、制御対象空間内の人数に応じて誘導エリアの広さを調整することができる。これにより、制御対象空間内の人数が変化しても、その変化に応じた誘導エリアに制御対象空間内の人を誘導して、授業、会議や講演等を効率よく進行できる環境を適切に作り出せる。

設備制御システムの概略構成を示す図 制御対象空間を上方から見た概略構成を示す図

本発明に係る設備制御システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
この設備制御システムは、図１及び図２に示すように、例えば、教壇１０が設置された教室１を制御対象空間とし、その教室１に備えられた設備２、３、４を制御する制御部５と、教室１内の人数をカウントするカウント部６とが備えられている。設備２、３、４として、照明装置２、空調装置３、換気装置４が設けられている。図２では、換気装置４を省略している。

照明装置２は、例えば、天井部に備えられたＬＥＤ照明装置等にて構成されている。空調装置３は、例えば、教室１内からの循環空気等の空気を所望温度等に空調し、その空調した空気を教室１内に供給して教室１を空調するように構成されている。換気装置４は、例えば、教室１の外部から外気を教室１内に取り入れるとともに、教室１内の空気を外部に排気して換気するように構成されている。換気装置４は、教室１からの排気と外部からの外気とを熱交換させる全熱交換器４ａを備えている。

図２に示すように、教室１は、教壇１０の壇設置箇所を基準として複数の領域Ｒ１〜Ｒ５に区分けされ、それら複数の領域Ｒ１〜Ｒ５の夫々に対して照明装置２及び空調装置３が備えられている。この実施形態では、教壇１０が教室１の左右方向の中央部で前方側端部に配置され、照明装置用の領域と空調装置用の領域とで異なる形態で教室１を区分けしている。

照明装置用の領域の区分けは、図中点線で示すように、教壇１０の壇設置箇所の隣接領域Ｒ１と、その隣接領域Ｒ１よりも後方側の後方領域Ｒ２と、その隣接領域Ｒ１よりも側方側の側方領域Ｒ３との３つの領域に区分けされている。隣接領域Ｒ１は、教室１の中央前方側領域で教壇１０の壇設置箇所の正面に相当する領域となっている。後方領域Ｒ２は、教室１の後方側領域で左右方向の全長に亘る領域となっている。側方領域Ｒ３は、教室１の前方側領域で左右方向において隣接領域Ｒ１を挟む両端側領域となっている。そして、照明装置２は、教室１の前後方向及び左右方向に間隔を隔てる状態で教室１の全体に亘って配置され、隣接領域Ｒ１、後方領域Ｒ２及び側方領域Ｒ３の夫々に対して、複数の照明装置２が備えられている。

空調装置用の領域の区分けは、図中一点鎖線で示すように、教壇１０の壇設置箇所を含む前方側領域Ｒ４と、その前方側領域Ｒ４よりも後方側の後方側領域Ｒ５との２つの領域に区分けされている。そして、空調装置３は、教室１の左右方向の中央部で前後方向の前方側箇所と後方側箇所の２箇所に配置され、前方側領域Ｒ４及び後方側領域Ｒ５の夫々に対して、１つずつ空調装置３が備えられている。

図１に戻り、カウント部６は、天井部に備えられたカメラ７（ｗｅｂカメラ）にて得られた画像データの入力を受けると、その画像データから教室１内の人数をカウントするように構成されている。カメラ７は、教室１の全体を撮像範囲とするように複数配置され、リアルタイムで画像データをカウント部６に出力している。

制御部５及びカウント部６は、例えば、各種の情報処理機能を有する端末装置（パソコン）から構成されている。図１では、制御部５とカウント部６を別々の端末装置にて構成した例を示しているが、制御部５とカウント部６を１つの端末装置にて構成することもでき、制御部５とカウント部６をどのように構成するかは適宜変更が可能である。

制御部５は、複数の領域Ｒ１〜Ｒ５の間で環境状態を異ならせる形態で照明装置２及び空調装置３を制御し、教壇１０の壇設置箇所の近傍領域に教室１内の人を誘導する誘導制御を行うように構成されている。制御部５は、誘導制御として、カウント部６にてカウントした人数に応じて、複数の領域から教壇１０の壇設置箇所の近傍領域を含む誘導エリアを選択し、その選択した誘導エリアとそれ以外のエリアとで環境状態を異ならせて、誘導エリアに教室１内の人を誘導する。

以下、照明装置２の誘導制御と空調装置３の誘導制御とに分けて説明する。
照明装置２の誘導制御では、カウント部６にてカウントした人数が第１設定人数（例えば１００人）未満であると、制御部５が隣接領域Ｒ１を誘導エリアに選択する。カウント部６にてカウントした人数が第１設定人数以上で且つ第２設定人数（例えば２００人）未満であると、制御部５が隣接領域Ｒ１及び後方領域Ｒ２を誘導エリアに選択する。カウント部６にてカウントした人数が第２設定人数以上であると、制御部５が隣接領域Ｒ１、後方領域Ｒ２及び側方領域Ｒ３を誘導エリアに選択する。そして、制御部５は、選択した誘導エリアを点灯するように誘導エリア内の照明装置２の運転を行い、誘導エリア以外のエリアを消灯するように誘導エリア外の照明装置２の運転を停止する。

空調装置３の誘導制御では、カウント部６にてカウントした人数が第３設定人数（例えば１５０人）未満であると、制御部５が前方側領域Ｒ４を誘導エリアに選択する。カウント部６にてカウントした人数が第３設定人数（例えば１５０人）以上であると、制御部５が前方側領域Ｒ４及び後方側領域Ｒ５を誘導エリアに選択する。そして、制御部５は、選択した誘導エリアの空調を行うように誘導エリア内の空調装置３の運転を行い、誘導エリア以外のエリアの空調を停止するように誘導エリア外の空調装置３の運転を停止する。

照明装置２及び空調装置３の誘導制御を行うことで、教壇１０の壇設置箇所の近傍領域を含む誘導エリアのみ点灯及び空調を行い、誘導エリアのみ人が存在するのに快適な環境とし、教室１内の人を誘導エリアに誘導することができる。よって、照明装置２及び空調装置３の消費電力量を削減して省エネを図りながら、生徒を教壇１０の壇設置箇所の近傍領域に集めた状態で授業を行うことができ、授業を効率よく進めることができる。

上述の如く、カメラ７からカウント部６への画像データの出力は、リアルタイムで行うので、誘導制御において、リアルタイムで又は設定周期が経過するごとに、カウント部６にて教室１内の人数をカウントすることができる。よって、制御部５は、リアルタイムで又は設定周期が経過するごとに、誘導エリアの選択を繰り返し行い、その誘導エリアの選択に応じて照明装置２及び空調装置３を運転と運転停止とに切り換えることができる。これにより、例えば、授業の途中に教室１内の人数が増減する場合でも、その人数の増減に応じて誘導エリアを変更して、省エネ及び授業の効率化を適切に図ることができる。

ここで、例えば、制御部５が上述の誘導制御を行うか否かを選択するための人為操作式のスイッチを設け、誘導制御を行う状態と、誘導制御を行わずに設備２、３、４を人為操作にて運転状態を調整できる状態とに切り換えることもできる。

教室１には、照明装置２及び空調装置３に加えて、換気装置４も備えられているので、制御部５は、カウント部６にてカウントした人数に応じて換気装置４の運転状態を制御している。換気装置４は、教室１内の換気量を複数段階（例えば、最小換気量、中間換気量、最大換気量の３段階）に調整自在に構成されている。制御部５は、カウント部６にてカウントした人数が第１設定人数（例えば１００人）未満であると、換気装置４の換気量を最小換気量に調整して換気装置４を運転する。制御部５は、カウント部６にてカウントした人数が第１設定人数以上で且つ第２設定人数（例えば２００人）未満であると、換気装置４の換気量を中間換気量に調整して換気装置４を運転する。制御部５は、カウント部６にてカウントした人数が第２設定人数以上であると、換気装置４の換気量を最大換気量に調整して換気装置４を運転する。

制御部５は、上述の誘導制御に先行して予備制御を行う。この予備制御は、教室１内の環境として、最小限の照明、空調及び換気量を確保するための制御である。例えば、制御部５は、予備運転領域に対してのみ照明装置２及び空調装置３を運転し、それ以外の領域に対して照明装置２及び空調装置３を運転停止するとともに、換気装置４の換気量を最小換気量に調整して換気装置４を運転する。このとき、照明装置用の予備運転領域を隣接領域Ｒ１とし、空調装置用の予備運転領域を前方側領域Ｒ４とする。

このように、制御部５は、授業開始前に予備制御を行うことで、教室１内の環境として、最小限の照明、空調及び換気量を確保しつつ、省エネを図ることができる。そして、制御部５は、授業の開始に伴って予備制御から誘導制御に移行することで、省エネ及び授業の効率化を図ることができる。予備制御から誘導制御への移行は、授業開始時点に限らず、授業開始よりも設定時間手前でもよく、適宜変更が可能である。

また、制御部５は、授業の終了に伴って誘導制御から予備制御に移行することができる。この移行のタイミングについても、授業の終了時点に限らず、例えば、授業の終了から設定時間が経過するに伴って移行することも可能である。これにより、制御部５は、授業中に誘導制御を行い、且つ、授業の合間や昼休みに予備制御を行う状態で、予備制御→誘導制御→予備制御→誘導制御のように、１日の制御形態として予備制御と誘導制御を繰り返し行うことができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、教壇１０が設置された教室１を制御対象空間としているが、例えば、演壇が設置された会議場や講堂等を制御対象空間とすることができ、壇が設置された空間であれば、各種の空間を制御対象空間とすることができる。また、教壇１０や演壇等の壇を制御対象空間のどの位置に配置するかは適宜変更可能である。

（２）上記実施形態では、空調装置用の領域として区分けされた前方側領域Ｒ４及び後方側領域Ｒ５の夫々に対して１つずつ空調装置３を備えているが、例えば、空調装置用の領域として、照明装置用の領域と同様に、隣接領域Ｒ１と後方領域Ｒ２と側方領域Ｒ３の３つの領域に区分けし、前方側箇所と後方側箇所の２つの空調装置３にて誘導制御を行うこともできる。

例えば、この空調装置３の誘導制御として、隣接領域Ｒ１を誘導エリアに選択した場合には、制御部５が、前方側箇所の空調装置３を運転させ、その空調能力を第１設定能力（例えば、７０％の能力）とする。そして、隣接領域Ｒ１及び後方領域Ｒ２を誘導エリアに選択した場合には、制御部５が、第１設定能力での前方側箇所の空調装置３の運転に加えて、後方側箇所の空調装置３を運転させ、その空調能力を第２設定能力（例えば、１００％の能力）とする。また、隣接領域Ｒ１、後方領域Ｒ２及び側方領域Ｒ３を誘導エリアに選択した場合には、制御部５が、第２設定能力での後方側箇所の空調装置３の運転に加えて、前方側箇所の空調装置３の空調能力を第１設定能力（例えば、７０％の能力）から第２設定能力（例えば、１００％の能力）に増大させる。

このように、区分けする領域の数と教室１に備える空調装置３の数とが異なる場合でも、空調装置３の運転と運転停止との切り換えに加えて、空調装置３の運転中における空調能力を切り換えることで、複数の領域の間での環境状態を異ならせることができ、適切な誘導制御を行うことができる。しかも、上述の如く、区分けする領域の数よりも教室１に備える空調装置３の数を少なくすることで、空調装置３の設置数を削減でき、コストの低減及び省エネ性の向上を図ることができる。

そして、空調装置３に限らず、照明装置２やその他の各種の設備においても、その能力を切り換えることで、複数の領域の間での環境状態を異ならせる誘導制御を行うことができる。

また、例えば、照明装置２及び空調装置３の能力を複数段階（例えば、小能力と大能力の２段階）に調整自在とし、誘導制御として、誘導エリアに対して照明装置２及び空調装置３を大能力にて運転し、誘導エリア以外のエリアに対して照明装置２及び空調装置３を小能力にて運転することもできる。

（３）上記実施形態では、予備制御において、予備運転領域に対してのみ照明装置２及び空調装置３を運転し、それ以外の領域に対して照明装置２及び空調装置３を運転停止しているが、例えば、教室１内の全領域に対して、照明装置２及び空調装置３の能力を最小能力に調整して運転することも可能である。

（４）上記実施形態では、照明装置用の領域と空調装置用の領域とで異なる形態で制御対象空間を区分けしているが、照明装置用の領域と空調装置用の領域とで同じ形態で制御対象空間を区分けすることもできる。また、制御対象空間を複数の領域に区分けするに当たり、例えば、壇設置箇所からの距離に応じて複数の領域に区分けすることもでき、壇設置箇所を基準とすればよく、どのように区分けするかは適宜変更が可能である。

（５）上記実施形態では、カウント部６が、カメラ７の画像データから教室１内の人数をカウントしているが、例えば、教室１の出入口に、教室１への進入者及び教室１からの退出者を検知する検知部を備え、その検知部の検知情報に基づいて、教室１内の人数をカウントすることもでき、カウント部６の構成は適宜変更が可能である。

（６）上記実施形態において、制御部５は、リアルタイムで又は設定周期が経過するごとに、誘導エリアの選択を繰り返し行い、誘導エリアが拡大した場合のみ、その拡大した誘導エリアの選択に応じて照明装置２及び空調装置３を運転と運転停止とに切り換えることもできる。
つまり、誘導エリアが拡大すると、誘導エリア内と誘導エリア外とで環境状態を異ならせて、その拡大した誘導エリアに制御対象空間１内の人を誘導する。逆に、誘導エリアが縮小すると、その縮小した誘導エリアに応じた設備２、３の制御は行わずに、誘導エリアの選択を行う前の環境状態を維持する。これにより、授業中の人数の減少によって、制御対象空間１内の人が縮小した誘導エリアへ移動しなくてもよい。

（７）上記実施形態において、授業の開始前に出席人数が把握できる場合には、制御部５が、その把握した出席人数に応じて誘導エリアを選択し、誘導エリアとそれ以外のエリアとで環境状態を異ならせて、授業の開始前に誘導エリアに教室１内の人を誘導することもできる。これにより、授業開始前に教室１に入室する人を誘導エリアに誘導することができる。しかも、授業の開始時点で、制御部５がカウント部６にてカウントした教室１内の人数に応じて誘導エリアを選択することで、授業開始時の在室人数に応じた誘導エリアの選択及びその誘導エリアへの誘導を適切に行うことができる。

１ 教室（制御対象空間）
２ 照明装置（設備）
３ 空調装置（設備）
４ 換気装置（設備）
５ 制御部
６ カウント部
１０ 教壇（壇設置箇所）

Claims (2)

1. 制御対象空間に備えられた設備を制御する制御部を備えた設備制御システムであって、
   前記制御対象空間は壇設置箇所を基準として複数の領域に区分けされ、
   前記制御部は、前記複数の領域の間で環境状態を異ならせる形態で前記設備を制御し、前記壇設置箇所の近傍領域に前記制御対象空間内の人を誘導する誘導制御を行う設備制御システム。
2. 前記制御対象空間内の人数をカウントするカウント部が備えられ、
   前記制御部は、前記誘導制御として、前記カウント部にてカウントした人数に応じて、複数の領域から前記壇設置箇所の近傍領域を含む誘導エリアを選択し、その選択した誘導エリアとそれ以外のエリアとで環境状態を異ならせて、前記誘導エリアに前記制御対象空間内の人を誘導する請求項１に記載の設備制御システム。

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