JP2018013282A - Air conditioning system and building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部屋の床下空間内に空調器を設置することによって部屋の温度調整を可能とする空調システム及びこの空調システムを備えた建物に関するものである。 The present invention relates to an air conditioning system capable of adjusting the temperature of a room by installing an air conditioner in a space under the floor of the room, and a building including the air conditioning system.
従来から、建物の床下空間内に放熱機として構成された温調器を設置して床下空間側から床上の室内を暖める（あるいは冷却する）床下温調システムがある（特許文献１）。温調器にはヒートポンプによって加熱若しくは冷却した熱媒（冷媒）を供給するようになっている。この温調システムは、邸内に設置した上記温調器以外の各種の設備機器とともに、コントローラに設定された制御情報に基づいて稼働するようになっている。上記温調器については、コントローラによってタイマ制御するようになっており、一定の時刻ごとに運転モードを切り替えるといった制御が可能になっている。そして、この温調システムの一例として、居住者の起床時刻に合わせて、主たる居住空間であるリビング、リビング・ダイニング・キッチン（ＬＤＫ）の温度を居住者が快適と感じる温度まで上昇させておく制御が行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an underfloor temperature control system that heats (or cools) a room on the floor from the underfloor space side by installing a temperature controller configured as a radiator in the underfloor space of the building (Patent Document 1). A heat medium (refrigerant) heated or cooled by a heat pump is supplied to the temperature controller. This temperature control system is operated based on the control information set in the controller together with various equipment other than the temperature controller installed in the residence. The temperature controller is controlled by a timer by a controller, and can be controlled such that the operation mode is switched at a certain time. As an example of this temperature control system, control is performed to raise the temperature of the living room, living / dining / kitchen (LDK), which is the main living space, to a temperature at which the resident feels comfortable according to the wake-up time of the resident. Has been done.
しかしながら、床下温調システムを用いる場合、時刻と温度だけを定めた一律的なタイマ制御では、日々変動する気候に対応することができない場合がある。例えば夜間の冷え込みが統計的な平均気温よりも大幅に低くなった場合には、起床時刻に合わせて室内の温度を快適な温度まで上昇させておくことができないといった場合も生じる。 However, when using an underfloor temperature control system, uniform timer control in which only the time and temperature are determined may not be able to cope with the climate that varies from day to day. For example, when the night cooling is significantly lower than the statistical average temperature, there may be a case where the room temperature cannot be raised to a comfortable temperature in accordance with the rising time.
本発明は、当該事情に鑑み発明されたものであって、起床時に部屋を快適な温度まで上昇させるという目的を達成しつつ、電力消費の削減を目的とした空調システム及び建物の提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above circumstances, and provides an air conditioning system and a building aimed at reducing power consumption while achieving the purpose of raising a room to a comfortable temperature when getting up. It is to be an issue.
上記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、
床下空間に設置した一又は複数個の空調器による当該床下空間の加熱によって床上に設けた室内の暖房を行う空調システムであって、外気温、前記床上に設けた室内の温度又は床下空間の温度が設定した下限温度を超えない場合に、
前記床上の室内を居住者が存在することを前提に設定した第１の温度に維持することが可能な第１の運転モードによって暖房を行い、居住者の就寝に伴って前記第１の温度よりも低い第２の温度に維持することが可能な第２の運転モードに移行するとともに、居住者の起床予定時刻に基づいて逆算した時刻から前記第１の運転モードに移行することによって、起床予定時刻に前記床上の室内を前記第１の温度に到達させるものであり、
前記外気温、前記床上に設けた室内の温度又は床下空間の温度が設定した下限温度を超えて低下した場合に、居住者の就寝に伴って前記第２の運転モードに移行するとともに、居住者の起床予定時刻に基づいて逆算した時刻から前記第１の温度よりも高い温度を維持することが可能な第３の運転モードに移行した後に、前記第１の運転モードに移行することによって起床予定時刻に前記床上の室内を前記第１の温度に到達させることを特徴とする空調システム。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is,
An air conditioning system that heats a room provided on the floor by heating the underfloor space by one or a plurality of air conditioners installed in the underfloor space, the outside air temperature, the indoor temperature provided on the floor, or the temperature of the underfloor space When does not exceed the set lower temperature,
Heating is performed in a first operation mode capable of maintaining the room on the floor at a first temperature set on the assumption that a resident is present, and from the first temperature as the resident sleeps. The transition to the second operation mode that can be maintained at a lower second temperature and the transition to the first operation mode from the time calculated backward based on the scheduled wake-up time of the resident Reaching the first temperature in the room on the floor at the time,
When the outside air temperature, the indoor temperature provided on the floor, or the temperature of the underfloor space falls below a set lower limit temperature, the occupant transitions to the second operation mode with the sleep of the resident, and the resident After going back to the third operation mode capable of maintaining a temperature higher than the first temperature from the time calculated backward based on the scheduled wake-up time, and then going to the first operation mode. An air conditioning system for causing the room on the floor to reach the first temperature at a time.
本発明は、床下空間内に設置した空調器によって部屋の温度を調節する空調システムであって、居住者の実際の在室状況若しくは在室予測に応じて、在室を開始する際には既に居住者にとって快適な温度に部屋の温度を調節しておくことができるものである。本発明は、この不在から在室に至るまでの期間に関する暖房を、室温を上記の快適な温度よりも低い温度を維持可能な運転モードによる空調によって行い、在室の開始時刻には快適な温度に至っているように、予め快適な温度を維持可能な運転モードによって空調を開始しておくものである。これによって、在室開始時には既に室内を快適な温度にしておくことができるとともに、そのために必要なエネルギー消費を最小限にすることができるという効果を有しているものである。
また、上記の運転モードでは予定時刻までに室内の温度を快適な温度まで上昇させることができない程度まで外気温が降下した場合には、省エネ効果を優先した運転モードと温度上昇を優先させた運転モードを組み合わせることによって、必要なエネルギー消費を最小限にしつつ予定時刻までに室温を上昇させることが可能であるという効果を有している。
The present invention is an air conditioning system that adjusts the temperature of a room with an air conditioner installed in the underfloor space, and when the occupancy is started according to the actual occupancy status or occupancy prediction of the occupant. The room temperature can be adjusted to a comfortable temperature for residents. In the present invention, heating related to the period from the absence to the occupancy is performed by air conditioning in an operation mode capable of maintaining the room temperature at a temperature lower than the comfortable temperature, and the comfortable temperature is set at the start time of the occupancy. Thus, air conditioning is started in advance in an operation mode in which a comfortable temperature can be maintained. As a result, it is possible to keep the room at a comfortable temperature at the start of the occupancy and to minimize the energy consumption required for that purpose.
In addition, in the above operation mode, when the outside air temperature falls to a level where the indoor temperature cannot be raised to a comfortable temperature by the scheduled time, the operation mode prioritizes energy saving effect and the operation that prioritizes temperature increase. By combining the modes, it is possible to raise the room temperature by the scheduled time while minimizing the required energy consumption.
以下、本発明を実施するための形態を図を用いて説明する。
図１は複数の部屋（ｈ１、ｈ２、ｈ３）を設けた邸Ｈと、部屋ｈ１を中心として快適な温度に制御する床下空間を利用した空調システム１を含めた各種機器の概要を表した説明図である。
部屋ｈ１はリビング若しくはリビング・ダイニング・キッチン（ＬＤＫ）として利用される部屋である。部屋ｈ１は、主として就寝時を除いた時間帯に使用される居住者の生活空間であって、就寝時間帯には無人になることが多い部屋である。二階に設けた部屋ｈ２、ｈ３は、主に居住者用の個室、寝室として用いられる部屋である。なお、本実施の形態に係る空調システム１を適用することができる邸の形態は、当然ながら図示したものに限定されるものではなく、部屋の用途や数に応じて適宜修正して適用可能なものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overview of various devices including a residence H provided with a plurality of rooms (h1, h2, h3) and an air conditioning system 1 using an underfloor space that is controlled to a comfortable temperature around the room h1. FIG.
The room h1 is a room used as a living room or a living / dining / kitchen (LDK). The room h1 is a resident's living space that is mainly used during the time except for bedtime, and is often unattended during the bedtime. The rooms h2 and h3 provided on the second floor are mainly used as resident private rooms and bedrooms. In addition, the form of the residence which can apply the air-conditioning system 1 which concerns on this Embodiment is not limited to what was illustrated naturally, It can apply suitably correct | amend according to the use and number of rooms. Is.
本実施の形態に係る空調システム１は、部屋ｈ１の床下に空間（床下空間）２を有している。この床下空間２は、所謂ベタ基礎と称されているコンクリート製底板と、この底板を取り囲むように一体的に立設した側壁および、これらの基礎上に裁置される建物に囲まれた空間として形成されている。
この床下空間２に床下を利用した空調手段として機能する床下空調器（以下「空調器」という）３と、空調器３によって加熱した温風（若しくは冷却した冷風）を部屋ｈ１の床上および床下空間内に導く配管４および噴出口７を有している。空調器３は、ヒートポンプを搭載した室外機５若しくは室外機５に接続した熱交換器（図示せず）との間で温水若しくは冷水を循環させるようになっている。床下空調器３は配管４および噴出口７を介して部屋ｈ１に設定した温度の空気を噴出させるとともに、床下空間２にも床下用のダクト１１から空調用の空気を噴出させ床下空間２内を設定した温度に維持する制御が可能になっている。
また、空調器３の各配管４には開閉弁１３を設けており、開閉弁１３を制御することによって床下空間２のみを空調するなど、空調する空間を選択できるようになっている。
The air conditioning system 1 according to the present embodiment has a space (underfloor space) 2 under the floor of the room h1. The underfloor space 2 is a space surrounded by a concrete bottom plate called a so-called solid foundation, side walls integrally standing so as to surround the bottom plate, and a building placed on these foundations. Is formed.
An underfloor air conditioner (hereinafter referred to as “air conditioner”) 3 that functions as an air conditioner that uses the underfloor in the underfloor space 2 and warm air (or cooled cold air) heated by the air conditioner 3 are placed on the floor and underfloor space of the room h1. It has the piping 4 and the jet nozzle 7 which lead in. The air conditioner 3 circulates hot water or cold water between an outdoor unit 5 equipped with a heat pump or a heat exchanger (not shown) connected to the outdoor unit 5. The underfloor air conditioner 3 ejects air having a temperature set in the room h1 through the pipe 4 and the spout 7, and also blows air for air conditioning from the underfloor duct 11 into the underfloor space 2. Control to maintain the set temperature is possible.
Each piping 4 of the air conditioner 3 is provided with an opening / closing valve 13, and by controlling the opening / closing valve 13, it is possible to select a space to be air-conditioned, such as air-conditioning only the underfloor space 2.
二階に設けた部屋ｈ２、ｈ３には空調用の送風器６を設置しており、室外機５等から供給される温水によって暖房するようになっている。なお、部屋ｈ２、ｈ３には室外機５と接続された送風機能を有した室内機を設置し、室外機５が出力した冷媒（熱媒）によって部屋ｈ２、ｈ３内を冷却する所謂クーラー、エアコンとして使用できるようにしてもよい。 Air conditioners 6 are installed in the rooms h2 and h3 provided on the second floor, and are heated by hot water supplied from the outdoor unit 5 or the like. It should be noted that indoor units having a blowing function connected to the outdoor unit 5 are installed in the rooms h2 and h3, and so-called coolers and air conditioners that cool the rooms h2 and h3 with the refrigerant (heat medium) output from the outdoor unit 5 are provided. You may make it usable as.
また、邸Ｈには、太陽光発電を行うソーラパネル８、深夜電力やソーラパネル８からの電力を利用して湯を沸かして蓄える給湯器９、深夜電力やソーラパネル８からの電力を蓄積する蓄電池１０を設置している。部屋ｈ１には、人の存在を検知することができる人感センサ２０、室内の温度を検出することができる温度センサ２１を設け、これらの各センサから取得した情報をコントローラ２２によって取得するようになっている。コントローラ２２は、各センサから取得した情報と、居住者の好みを考慮した自動運転プログラムによって、冷暖房機器の制御、給湯機器の制御、電気エネルギーの取得や使用に関する制御を行うようになっている。 In addition, the house H stores solar panels 8 that perform solar power generation, a hot water heater 9 that boils and stores hot water using midnight power and power from the solar panels 8, and stores midnight power and power from the solar panel 8. A storage battery 10 is installed. The room h1 is provided with a human sensor 20 that can detect the presence of a person and a temperature sensor 21 that can detect the temperature of the room, and the controller 22 acquires information acquired from these sensors. It has become. The controller 22 performs control related to the control of the air conditioning equipment, the control of the hot water supply equipment, and the acquisition and use of electric energy by the information obtained from each sensor and the automatic operation program in consideration of the resident's preference.
また、コントローラ２２はインターネットＩを介してサーバ２３と接続されている。サーバ２３は、邸Ｈが電力会社と交わしている電力料金に関する契約内容、邸Ｈが存在している地域の天気予報および居住者による設定等に基づき、毎日定刻に前述した各機器の制御内容を設定しコントローラ２２に対して送信するようになっている。サーバ２３が送信した設定内容を受信したコントローラ２２は、設定内容に基づき邸Ｈ内の各機器を動作させるようになっている。
サーバ２３が送信する前記の設定内容は、邸内で使用する電気、お湯等からなるエネルギー量と、取得する時間帯ごとに設定された電気料金と、ソーラパネル８による予測発電量等を総合的に判断して決められる。また、居住者の動向を予測し、在室開始予測に合わせて室内空間を快適な温度にするという快適性の提供を目的として作成される。
The controller 22 is connected to the server 23 via the Internet I. The server 23 determines the control contents of each device described above on a daily basis based on the contract details regarding the electricity charges that the residence H exchanges with the power company, the weather forecast of the area where the residence H exists, and the settings by the residents. It is set and transmitted to the controller 22. The controller 22 that has received the setting content transmitted by the server 23 operates each device in the residence H based on the setting content.
The setting contents transmitted by the server 23 are comprehensive information on the amount of energy made up of electricity, hot water, etc. used in the residence, the electricity bill set for each time zone to be acquired, and the predicted power generation amount by the solar panel 8. It is decided by judging. Moreover, it is created for the purpose of providing comfort that predicts the trend of the occupants and brings the indoor space to a comfortable temperature in accordance with the predicted start of occupancy.
図２は、本発明を適用する前の空調システム１による制御内容等を表した説明図である。邸Ｈ内の空調システム１は、前述したようにサーバ２３が送信した設定内容を受信し、これに基づき各機器をタイマー制御することによって行われる。図２に示した例は、空調システム１を運転モードＡ（第１の運転モード）と運転モードＢ（第２の運転モード）を組み合わせて制御する場合を表している。また、状況に応じて、これらのモードに図３に示す運転モードＣ（第３の運転モード）を加えた制御を行うようになっている。
運転モードＡは、部屋ｈ１内の温度を居住者にとって最適な温度（第１の温度ｔ１）に保つように、床下空間２内の温度を制御するモードである。第１の温度ｔ１は一例として２２℃程度に設定されている。
運転モードＢは、省エネキープ運転モードである。これは、居住者の不在を検出および予測される在室開始時刻に基づき、部屋ｈ１内の温度を快適温度よりも低い温度（第２の温度ｔ２）となるように、床下空間２内の温度を運転モードＡよりも５℃低い温度を保つよう制御するものである。なお、不在時に電力を使用して室温を維持するのは、暖房を行わずに冷えた状態から快適な温度へ移行する場合と比較して、総合的に電力の消費量を少なくすることができるからである。
運転モードＣは、床下空間２内の温度を前記通常運転モードの場合よりも一例として３℃高い温度（第３の温度ｔ３）に保つよう制御するものである。これは、外気温の影響により運転モードＢでは設定した温度に室温を維持することができない場合に行うものである。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the contents of control by the air conditioning system 1 before applying the present invention. The air conditioning system 1 in the residence H is performed by receiving the setting content transmitted by the server 23 as described above, and controlling each device with a timer based on this. The example shown in FIG. 2 represents the case where the air conditioning system 1 is controlled by combining the operation mode A (first operation mode) and the operation mode B (second operation mode). Further, depending on the situation, control is performed by adding the operation mode C (third operation mode) shown in FIG. 3 to these modes.
The operation mode A is a mode in which the temperature in the underfloor space 2 is controlled so that the temperature in the room h1 is kept at the optimum temperature for the occupant (first temperature t1). The first temperature t1 is set to about 22 ° C. as an example.
The operation mode B is an energy saving keep operation mode. This is because the temperature in the underfloor space 2 is set such that the temperature in the room h1 is lower than the comfortable temperature (second temperature t2) based on the occupancy start time at which the absence of a resident is detected and predicted. Is controlled so as to maintain a temperature 5 ° C. lower than the operation mode A. In addition, maintaining the room temperature by using electric power in the absence can reduce power consumption comprehensively compared with the case of shifting from a cold state to a comfortable temperature without heating. Because.
In the operation mode C, the temperature in the underfloor space 2 is controlled to be maintained at a temperature 3 ° C. higher (third temperature t3) as an example than in the normal operation mode. This is performed when the room temperature cannot be maintained at the set temperature in the operation mode B due to the influence of the outside air temperature.
図２の上段に示した工程図は、横軸が時刻を表しており、縦軸が運転モードＡであるか運転モードＢであるかの違いと部屋ｈ１の室温ｔの変化を表している。また、ハッチングによって示した領域は、消費電力量のイメージを表しており、運転モードＡを実行している場合と運転モードＢを実行している場合の消費電力量の違いを表している。
下段に示したグラフは、上記工程図と時間軸を揃えて表した冬期における外気温の変化を表したものである。外気温Ｔは、冬期において夜間の外気温が統計的に想定される平均的な外気温Ｔの変化を表している。また、この外気温の変動が省エネを踏まえた最適な室内の温度コントロールが可能な下限温度Ｔ１と上限温度Ｔ２の範囲にあることと、空調システム１が運転モードＡと運転モードＢとの組み合わせによって温度コントロールできていることを表している。本実施例では、下限温度Ｔ１を−５℃、上限温度Ｔ２を２０℃に設定している。
In the process chart shown in the upper part of FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the difference between the operation mode A and the operation mode B and the change in the room temperature t in the room h1. Moreover, the area | region shown by hatching represents the image of the power consumption, and represents the difference in the power consumption when the operation mode A is being executed and when the operation mode B is being executed.
The graph shown in the lower part represents the change in the outside air temperature during the winter, with the above process diagram and the time axis aligned. The outside air temperature T represents a change in the average outside air temperature T in which the outside air temperature at night is statistically assumed in winter. In addition, the fluctuation of the outside air temperature is within the range of the lower limit temperature T1 and the upper limit temperature T2 that allow optimal indoor temperature control based on energy saving, and the air conditioning system 1 is combined with the operation mode A and the operation mode B. Indicates that the temperature can be controlled. In this embodiment, the lower limit temperature T1 is set to −5 ° C., and the upper limit temperature T2 is set to 20 ° C.
上記の工程図に沿って具体的なタイマー制御の内容を説明すると、このタイマー制御では２４時間を大きく２つの時間帯に分けている。一つは、２３時から居住者の起床時刻（一例として７時）までの深夜省エネ制御を行う時間帯であり、もう一つは、７時から２３時までの人感センサ制御を行う時間帯である。
深夜省エネ制御を行う時間帯では、デフォルト設定では２３時になると前述した運転モードＢを深夜省エネ制御として実行する。なお、このデフォルト設定のままでは、居住者が部屋ｈ１にいても室温ｔを下げてしまい快適性を提供することができなくなってしまう。このため、部屋ｈ１における居住者の存在・不在を人感センサ２０を用いて検出し、居住者が不在になったことを確認してから運転モードＢに移行するようになっている。
The details of the timer control will be described with reference to the above process diagram. In this timer control, 24 hours are roughly divided into two time zones. One is a time zone for performing late-night energy-saving control from 23:00 to the resident's wake-up time (7 o'clock as an example), and the other is a time zone for performing human sensor control from 7 o'clock to 23 o'clock. It is.
In the time zone in which midnight energy saving control is performed, when the default setting is 23:00, the above-described operation mode B is executed as midnight energy saving control. With this default setting, even if the resident is in the room h1, the room temperature t is lowered and the comfort cannot be provided. For this reason, the presence / absence of a resident in the room h1 is detected using the human sensor 20, and after confirming that the resident is absent, the mode is shifted to the operation mode B.
また、このタイマー制御では、居住者の就寝に伴って運転モードＢに移行することで部屋ｈ１の室温ｔを、居住者が快適と感じる温度（一例として２２℃）から３℃程度低い温度（一例として１９℃）まで低下させる。この後、居住者の起床時刻までに部屋ｈ１の室温ｔが再び快適な温度になっているように、起床予定時刻に合わせて運転モードＡの内容で空調を行う。 起床予定時刻は、デフォルト設定の場合は起床時刻を７時に設定しているので、その場合には約２時間前である５時に運転モードＢから運転モードＡに移行して、部屋ｈ１の暖房を開始する。
床下を利用した空調システムによる暖房は、床下空間の蓄熱効果を利用して床上の空間を略均一にムラなく暖めることができ、居住者に快適な環境を提供することができるようになっている。しかし、床下を利用した空調システムでは、床上の空間を直接的に暖房するシステムと比較して、床上の空間を設定した温度に上昇させる時間を比較的長く要する。このため、居住者が不在であっても、深夜電力等のコストの低いエネルギーを使用して床下空間内の温度が下がりすぎないように制御している。
Further, in this timer control, the room temperature t of the room h1 is lowered by about 3 ° C. from the temperature that the resident feels comfortable (22 ° C. as an example) by shifting to the operation mode B along with the sleep of the resident. As low as 19 ° C.). After that, air conditioning is performed with the contents of the operation mode A in accordance with the scheduled wake-up time so that the room temperature t of the room h1 becomes a comfortable temperature again by the wake-up time of the resident. As for the scheduled wake-up time, in the case of default setting, the wake-up time is set to 7 o'clock. In that case, the operation mode A is shifted from the operation mode B to the operation mode A at 5 o'clock, about 2 hours ago, and the room h1 is heated Start.
Heating by an air conditioning system that uses the underfloor can warm the space above the floor substantially evenly using the heat storage effect of the underfloor space, and can provide a comfortable environment for residents. . However, in an air conditioning system using the underfloor, it takes a relatively long time to raise the space on the floor to a set temperature as compared to a system that directly heats the space on the floor. For this reason, even if a resident is absent, low temperature energy such as midnight power is used to control the temperature in the underfloor space so that it does not drop too much.
なお、空調システム１は、人感センサを用いて居住者の行動を検出しサーバ２３において規則性のある行動を予測することができるようになっているので、デフォルト設定を修正して行動予測に基づいて起床時刻Ｐ１を予測し、これに基づき運転モードＡへの以降時刻を変更している。また、空調システム１は、居住者の起床時刻の他、通勤や通学等によって外出した後の帰宅時刻も予測することが可能である。
空調システム１は、上記のように人感センサ２０を用いた居住者の行動情報を日時とともにコントローラ１２を介してサーバ２３に送り、サーバ２３は取得した行動情報を蓄積して居住者の行動を予測し、前述したデフォルトとして設定されている各運転モードの開始時刻、終了時刻を修正することができるようになっている。
In addition, since the air conditioning system 1 can detect a resident's action using a human sensor and can predict a regular action in the server 23, the default setting is corrected and the action is predicted. Based on this, the wake-up time P1 is predicted, and the subsequent time to the operation mode A is changed based on this. The air conditioning system 1 can also predict the return time after going out by commuting or attending school, in addition to the wake-up time of the resident.
The air conditioning system 1 sends the resident's behavior information using the human sensor 20 as described above to the server 23 via the controller 12 together with the date and time, and the server 23 accumulates the acquired behavior information and controls the resident's behavior. It is possible to predict and correct the start time and end time of each operation mode set as the default described above.
図２に示した例では、居住者の起床時刻Ｐ１をデフォルト設定よりも早い６時であると予測しているので、この予測時刻に基づいて運転モードＢから運転モードＡに移行する時刻を４時に修正している。
起床時刻を過ぎた後のタイマー制御は、人感センサ制御になり人感センサによって居住者の不在が判明するまで運転モードＡを継続し、不在とともに運転モードＢに移行する。人感センサ制御では、人感センサによって居住者の存在が判明することで運転モードＡに移行し、不在とともに運転モードＢに移行することを基本的な制御内容としている。
なお、人感センサ制御の時間帯であっても、居住者の行動予測から帰宅時刻が予測できる場合には、帰宅時刻に合わせて室温が快適な温度になっているように運転モードＡを実行する。
In the example shown in FIG. 2, since the wake-up time P1 of the resident is predicted to be 6 o'clock, which is earlier than the default setting, the time for shifting from the operation mode B to the operation mode A is set to 4 Sometimes corrected.
The timer control after the wake-up time is human sensor control, and the operation mode A is continued until the presence of the resident is determined by the human sensor, and the operation mode B is shifted to the operation mode B together with the absence. In the human sensor control, the basic control content is to shift to the driving mode A when the presence of the resident is found by the human sensor, and to shift to the driving mode B together with the absence.
If the return home time can be predicted from the resident's behavior prediction even during the human sensor control time period, the operation mode A is executed so that the room temperature becomes a comfortable temperature according to the return home time. To do.
本実施の形態に係る空調システム１は、居住者の就寝開始から翌朝の起床までの夜間帯において、室温が一定温度以下にならないような定常的な運転を行うことで、最小限の電力コストで居住者の起床時刻にあわせて部屋ｈ１の室温を快適な温度まで上昇させることを目的の一つとしている。
しかしながら、空調システム１による室内の温度コントロールは、外気温によって大きく影響を受ける。例えば、冬期におけるある一日の外気温が統計的に想定される平均的な気温Ｔを大きく下回った気温（図２に示す外気温Ｔ’）になった場合、これに伴い部屋ｈ１の室温は通常時よりも低下しやすい状態になる。
このため、上述した運転モードＡと運転モードＢのみを用いた通常の制御では、深夜省エネ制御を行う夜間帯の室温ｔを保つことができず、図２に示した室温ｔｕのように温度が降下する。この状態になると、通常のタイマー制御通りに居住者の起床時間にあわせて運転モードＡを実施したとしても、起床時刻Ｐ１までに部屋ｈ１の室温を快適な温度まで上昇させることが困難になる。
The air conditioning system 1 according to the present embodiment performs a steady operation such that the room temperature does not fall below a certain temperature in the night zone from the start of sleep of the resident to the next morning's wakeup, thereby minimizing the power cost. One of the purposes is to raise the room temperature of the room h1 to a comfortable temperature in accordance with the wake-up time of the resident.
However, indoor temperature control by the air conditioning system 1 is greatly affected by the outside air temperature. For example, when the outside temperature of a certain day in winter becomes a temperature (outside temperature T ′ shown in FIG. 2) that is significantly lower than the statistically assumed average temperature T, the room temperature of the room h1 is accordingly increased. It becomes a state where it is more likely to be lower than normal.
For this reason, in the normal control using only the operation mode A and the operation mode B described above, the room temperature t in the nighttime zone where the midnight energy saving control is performed cannot be maintained, and the temperature is the same as the room temperature tu shown in FIG. Descent. In this state, it becomes difficult to raise the room temperature of the room h1 to a comfortable temperature by the wake-up time P1, even if the operation mode A is performed according to the resident's wake-up time according to normal timer control.
上記のように通常のタイマー制御では予定の起床時刻Ｐ１に部屋ｈ１の室温を快適な温度まで上昇させることができない場合に、夜間帯における空調を運転モードＢではなく、運転モードＢよりも高温に設定した運転モードＣによって制御する方法がある。図３は、この運転モードＣを使用したタイマー制御のイメージを表している。
運転モードＣは、空調システム１による床下空間の温度を、室温が通常時（運転モードＡ時）の設定温度よりもΔｔ℃（本実施例では＋３℃）高くなるように設定するとい
うものである。このようにすることで、外気温が許容範囲内（下限温度Ｔ１、上限温度Ｔ２）の時と同様の時間で部屋ｈ１の温度を上昇させることができ、居住者の起床時に室温ｔを快適な温度にすることができるようになる。
As described above, when the normal timer control cannot raise the room temperature of the room h1 to a comfortable temperature at the scheduled wake-up time P1, the air conditioning in the night zone is set to a higher temperature than the operation mode B instead of the operation mode B. There is a method of controlling by the set operation mode C. FIG. 3 shows an image of timer control using the operation mode C.
In the operation mode C, the temperature of the underfloor space by the air conditioning system 1 is set so that the room temperature is higher by Δt ° C. (+ 3 ° C. in this embodiment) than the set temperature at the normal time (operation mode A). . By doing in this way, the temperature of the room h1 can be raised in the same time as when the outside air temperature is within the allowable range (lower limit temperature T1, upper limit temperature T2), and the room temperature t is comfortable when the resident wakes up. It becomes possible to be at temperature.
上述した運転モードＣは、外気温が想定される通常の温度を大きく外れた場合、もしくは予めそのような外気温になることが想定される場合に有効な運転モードである。しかしながら、上記の運転モードＣは連続的な運転によって一律的に床下空間２を暖め続けるものであるため、図３に示すように大きな消費電力を要するものである。特に、居住者の不在時間（就寝時間）が長く想定される場合についてまで、床下空間を連続的に暖め続けるのは、大きな消費電力を要する時間を長く続けていることになる。 The above-described operation mode C is an operation mode that is effective when the outside air temperature greatly deviates from a normal temperature that is assumed, or when such outside air temperature is assumed in advance. However, since the above operation mode C is to continuously warm the underfloor space 2 by continuous operation, it requires large power consumption as shown in FIG. In particular, until the occupant's absence time (sleeping time) is assumed to be long, the continuous warming of the underfloor space means that the time that requires a large amount of power consumption continues.
このような観点から、本実施の形態では、床下空間を単に連続的に暖め続けるのではなく、居住者の就寝に伴って運転モードＢを実施し、通常（図２示した室温ｔ）よりも降下しすぎた室温ｔの変化に応じて開始時刻を設定して運転モードＣによる空調を行うものである。
なお、運転モードＣによる空調の開示時刻は、標準設定である下限温度Ｔ１および上限温度Ｔ２との温度差に応じて定めても良い。また、この運転モードＢと運転モードＣの併用による空調を行う場合、運転モードＣの開始時刻を部屋ｈ１に設けた温度センサ２１の計測結果に基づき設定する場合の他、空調器３が有する温度センサ２４、外気温を検出する外気温センサ２５の計測結果に基づき設定してもよい。
From this point of view, in the present embodiment, instead of simply continuously heating the underfloor space, the operation mode B is performed in accordance with the sleep of the resident, and more than normal (room temperature t shown in FIG. 2). The start time is set according to the change in the room temperature t that has dropped too much and air conditioning is performed in the operation mode C.
The air conditioning disclosure time in the operation mode C may be determined according to the temperature difference between the lower limit temperature T1 and the upper limit temperature T2, which are standard settings. In addition, when air conditioning is performed using both the operation mode B and the operation mode C, the temperature of the air conditioner 3 is set in addition to the case where the start time of the operation mode C is set based on the measurement result of the temperature sensor 21 provided in the room h1. You may set based on the measurement result of the sensor 24 and the outside temperature sensor 25 which detects outside temperature.
上述した就寝時間帯に運転モードＣによる一律的な空調を行う場合と、運転モードＢと運転モードＣを組み合わせた空調を行う場合の違いを図４，図５を用いて説明する。
図４は、外気温Ｔが標準外気温範囲（下限温度Ｔ１）を下回った場合の制御内容であって、就寝開始から起床までの時間帯を運転モードＣによって空調した場合の室温ｔ（破線）と、運転モードＢと運転モードＣを組み合わせて空調した場合の室温ｔ’（実線）を対比したグラフである。
The difference between the case where uniform air conditioning according to the operation mode C is performed during the bedtime described above and the case where air conditioning combining the operation mode B and the operation mode C is performed will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 shows the control contents when the outside air temperature T falls below the standard outside air temperature range (lower limit temperature T1), and the room temperature t (dashed line) when air-conditioning is performed in the operation mode C from the start of bedtime to the wake-up. And a graph comparing room temperature t ′ (solid line) when air conditioning is performed by combining operation mode B and operation mode C.
室温ｔと室温ｔ’は、ともに居住者の起床時刻には部屋ｈ１の室温を快適な温度まで上昇させることができている。しかし、就寝時間帯においては温度差Ｄ１として示しているように差が生じている。この温度差Ｄ１が生じている時間帯の電力消費量の違いを図５に示す。図５は図４に示した運転モードＢと運転モードＣを併用した場合の電力消費量（実線）を表し、運転モードＣのみで空調を行った場合の電力量を破線で表したものである。
図５からわかるように、温度差Ｄ１が生じている時間帯においてＤ２として示した電力消費量の差が生じている。すなわち、運転モードＢで空調を行っている期間の分だけ消費電力が削減できていることを示している。
Both room temperature t and room temperature t ′ can raise the room temperature of room h1 to a comfortable temperature at the time when the resident wakes up. However, a difference occurs as shown as a temperature difference D1 in the sleeping hours. FIG. 5 shows the difference in power consumption during the time zone in which the temperature difference D1 occurs. FIG. 5 shows the power consumption (solid line) when the operation mode B and the operation mode C shown in FIG. 4 are used together, and the electric energy when air conditioning is performed only in the operation mode C is shown by a broken line. .
As can be seen from FIG. 5, there is a difference in power consumption indicated as D2 in the time zone in which the temperature difference D1 occurs. That is, it shows that the power consumption can be reduced by the period during which air conditioning is performed in the operation mode B.
以上説明したように、本実施の形態に係る空調システムは、床下空間２を有する部屋ｈ１の温度を、設置した空調器３による床下空間２の空調によって制御するものである。空調器３による床下空間２の空調は、価格の低い深夜電力を利用しやすいという利点があり、必要に応じて深夜電力を利用して炊きあげた湯を空調器３に供給させ、暖房に使用することができるからである。
このような深夜電力を利用して一定以上の室温を維持させる場合と、価格の高い通常電力を使用して完全に冷え切った室内を暖める場合を比較すると、エネルギーコストとしては前者のほうが安価である。このような電力料金の違いは、電力会社との契約内容やその時々によって異なる可能性はあるが、この点についてはサーバ２３によってシミュレーションされるので、その時々に応じて最適な空調方法を用いることが可能である。これに加えて居住者の挙動予測、天候予測および実際の外気温の測定結果等を踏まえ、快適性を失うことなく最適なエネルギーコストの空調を行うことができるようになっている。
As described above, the air conditioning system according to the present embodiment controls the temperature of the room h1 having the underfloor space 2 by the air conditioning of the underfloor space 2 by the installed air conditioner 3. The air conditioning of the underfloor space 2 by the air conditioner 3 has the advantage that it is easy to use low-priced late-night power. If necessary, hot water cooked using the late-night power is supplied to the air conditioner 3 and used for heating. Because it can be done.
When comparing the case of maintaining room temperature above a certain level using such late-night power and the case of warming a completely cooled room using high-priced normal power, the former is less expensive as an energy cost. is there. Such a difference in power charges may vary depending on the contents of the contract with the power company and sometimes, but since this point is simulated by the server 23, an optimal air conditioning method should be used depending on the time. Is possible. In addition to this, it is possible to perform air conditioning at an optimum energy cost without losing comfort based on the behavior prediction of the occupant, the weather prediction, and the actual measurement result of the outside temperature.
また、上述した実施例は、外気温Ｔを基準として、この外気温Ｔが下限温度Ｔ１を下回った場合であっても、最大限の省エネ効果を得るように適切な運転モードの選択と運転モードの実施時間を定めることを特徴としている。
しかしながら、この基準を外気温Ｔではなく、外気温Ｔによって影響を受ける床上に設けた室内の温度にしてもよい。この場合、床上に設けた室内（空間）が予め設定した下限温度を下回った場合に、上述した運転モードＣを含めた適切な運転モードの選択と各運転モードの実施時間を定めて空調を行うことになる。
また、他の方法としては、外気温Ｔを直接的な基準とするのではなく、外気温Ｔによって影響を受ける床下空間の温度を基準にしてもよい。この場合、床下空間の温度が予め設定した下限温度を下回った場合に、上述した運転モードＣを含めた適切な運転モードの選択と各運転モードの実施時間を定めて空調を行うことになる。
Further, in the above-described embodiment, selection of an appropriate operation mode and operation mode so as to obtain the maximum energy saving effect even when the outside air temperature T is lower than the lower limit temperature T1 with the outside air temperature T as a reference. It is characterized by determining the implementation time.
However, this reference may be the room temperature provided on the floor affected by the outside air temperature T instead of the outside air temperature T. In this case, when the room (space) provided on the floor falls below a preset lower limit temperature, air conditioning is performed by selecting an appropriate operation mode including the operation mode C described above and determining the execution time of each operation mode. It will be.
As another method, the outside air temperature T may not be used as a direct reference, but the temperature of the underfloor space affected by the outside air temperature T may be used as a reference. In this case, when the temperature of the underfloor space falls below a preset lower limit temperature, air conditioning is performed by selecting an appropriate operation mode including the operation mode C described above and determining the execution time of each operation mode.
また、前述した例は床下空間に送風機能を有した空調器を配置したものであるが、このような空調器に代えて送風機能を有しない放熱器を用いることも可能である。図６は、床下空間２に複数個の放熱器１０３を設置した空調システム１００の概略を表した説明図である。この空調システム１００の主な構成は前述した空調システム１と同様であり、共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
放熱器１０３は、室外機５若しくは室外機５に接続した熱交換器（図示せず）との間で主として温水を循環させ、この温水との熱交換によって床下空間２を暖めるものである。床下空間２内の温度は、床下空間２内に設置した温度センサ１０４によって取得され、室外機５を経由してコントローラ２２に送信されるようになっている。
Moreover, although the example mentioned above has arrange | positioned the air conditioner which has a ventilation function in the underfloor space, it can replace with such an air conditioner and can also use the heat radiator which does not have a ventilation function. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an outline of the air conditioning system 100 in which a plurality of radiators 103 are installed in the underfloor space 2. The main configuration of the air conditioning system 100 is the same as that of the air conditioning system 1 described above, and common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The radiator 103 mainly circulates hot water between the outdoor unit 5 or a heat exchanger (not shown) connected to the outdoor unit 5 and heats the underfloor space 2 by heat exchange with the hot water. The temperature in the underfloor space 2 is acquired by a temperature sensor 104 installed in the underfloor space 2 and transmitted to the controller 22 via the outdoor unit 5.
機器の違いによる運転方法の些細な違いはあり得るものの、放熱器１０３を用いた空調システム１００においても、前述した空調システム１と同様に、外気温を考慮した運転モードの選択を行い、快適性を失うことなく省エネ効果の高い空調を行うことができるものとなっている。
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない限りにおいて、上述した例を適宜組み合わせることができるものである。
Although there may be slight differences in operation methods due to differences in equipment, in the air conditioning system 100 using the radiator 103, as in the air conditioning system 1 described above, the operation mode is selected in consideration of the outside air temperature, and comfort is achieved. It is possible to perform air conditioning with high energy-saving effect without losing energy.
The present invention can be appropriately combined with the above-described examples without departing from the scope of the claims.
１ 空調システム
２ 床下空間
３ 空調器
５ 室外機
６ 送風器
２０ 人感センサ
２１ 温度センサ
２４ 温度センサ
２５ 外気温センサ
ｈ１、ｈ２、ｈ３ 部屋
Ｔ，Ｔ’外気温室温
Ｔ１ 下限温度
Ｔ２ 上限温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air conditioning system 2 Underfloor space 3 Air conditioner 5 Outdoor unit 6 Blower 20 Human sensor 21 Temperature sensor 24 Temperature sensor 25 Outside air temperature sensor h1, h2, h3 Room T, T 'Outside temperature Room temperature T1 Lower limit temperature T2 Upper limit temperature
Claims (4)
外気温が設定した下限温度を超えない場合に、
前記床上の室内を居住者が存在することを前提に設定した第１の温度に維持することが可能な第１の運転モードによって暖房を行い、居住者の就寝に伴って前記第１の温度よりも低い第２の温度に維持することが可能な第２の運転モードに移行するとともに、居住者の起床予定時刻に基づいて逆算した時刻から前記第１の運転モードに移行することによって、起床予定時刻に前記床上の室内を前記第１の温度に到達させるものであり、
前記外気温が設定した下限温度を超えて低下した場合に、
居住者の就寝に伴って前記第２の運転モードに移行するとともに、居住者の起床予定時刻に基づいて逆算した時刻から前記第１の温度よりも高い温度を維持することが可能な第３の運転モードに移行した後に、前記第１の運転モードに移行することによって起床予定時刻に前記床上の室内を前記第１の温度に到達させることを特徴とする空調システム。 An air conditioning system for heating a room provided on the floor by an air conditioner installed in the underfloor space,
If the outside temperature does not exceed the set lower temperature,
Heating is performed in a first operation mode capable of maintaining the room on the floor at a first temperature set on the assumption that a resident is present, and from the first temperature as the resident sleeps. The transition to the second operation mode that can be maintained at a lower second temperature and the transition to the first operation mode from the time calculated backward based on the scheduled wake-up time of the resident Reaching the first temperature in the room on the floor at the time,
When the outside temperature falls below the set lower limit temperature,
The third operation mode can be shifted to the second operation mode with the sleep of the resident and can be maintained at a temperature higher than the first temperature from the time calculated based on the wake-up scheduled time of the resident. After shifting to the operation mode, the air conditioning system is configured to cause the room on the floor to reach the first temperature at the scheduled wake-up time by shifting to the first operation mode.
前記床上に設けた室内の温度が設定した下限温度を超えない場合に、
前記床上の室内を居住者が存在することを前提に設定した第１の温度に維持することが可能な第１の運転モードによって暖房を行い、居住者の就寝に伴って前記第１の温度よりも低い第２の温度に維持することが可能な第２の運転モードに移行するとともに、居住者の起床予定時刻に基づいて逆算した時刻から前記第１の運転モードに移行することによって、起床予定時刻に前記床上の室内を前記第１の温度に到達させるものであり、
前記床上に設けた室内の温度が設定した下限温度を超えて低下した場合に、
居住者の就寝に伴って前記第２の運転モードに移行するとともに、居住者の起床予定時刻に基づいて逆算した時刻から前記第１の温度よりも高い温度を維持することが可能な第３の運転モードに移行した後に、前記第１の運転モードに移行することによって起床予定時刻に前記床上の室内を前記第１の温度に到達させることを特徴とする空調システム。 An air conditioning system for heating a room provided on the floor by one or a plurality of air conditioners installed in the underfloor space,
When the indoor temperature provided on the floor does not exceed the set lower limit temperature,
Heating is performed in a first operation mode capable of maintaining the room on the floor at a first temperature set on the assumption that a resident is present, and from the first temperature as the resident sleeps. The transition to the second operation mode that can be maintained at a lower second temperature and the transition to the first operation mode from the time calculated backward based on the scheduled wake-up time of the resident Reaching the first temperature in the room on the floor at the time,
When the temperature of the room provided on the floor falls below the set lower limit temperature,
The third operation mode can be shifted to the second operation mode with the sleep of the resident and can be maintained at a temperature higher than the first temperature from the time calculated based on the wake-up scheduled time of the resident. After shifting to the operation mode, the air conditioning system is configured to cause the room on the floor to reach the first temperature at the scheduled wake-up time by shifting to the first operation mode.
前記床下空間の温度が設定した下限温度を超えない場合に、
前記床上の室内を居住者が存在することを前提に設定した第１の温度に維持することが可能な第１の運転モードによって暖房を行い、居住者の就寝に伴って前記第１の温度よりも低い第２の温度に維持することが可能な第２の運転モードに移行するとともに、居住者の起床予定時刻に基づいて逆算した時刻から前記第１の運転モードに移行することによって、起床予定時刻に前記床上の室内を前記第１の温度に到達させるものであり、
前記床下空間が設定した下限温度を超えて低下した場合に、
居住者の就寝に伴って前記第２の運転モードに移行するとともに、居住者の起床予定時刻に基づいて逆算した時刻から前記第１の温度よりも高い温度を維持することが可能な第３の運転モードに移行した後に、前記第１の運転モードに移行することによって起床予定時刻に前記床上の室内を前記第１の温度に到達させることを特徴とする空調システム。 An air conditioning system for heating a room provided on the floor by one or a plurality of air conditioners installed in the underfloor space,
When the temperature of the underfloor space does not exceed the set lower limit temperature,
Heating is performed in a first operation mode capable of maintaining the room on the floor at a first temperature set on the assumption that a resident is present, and from the first temperature as the resident sleeps. The transition to the second operation mode that can be maintained at a lower second temperature and the transition to the first operation mode from the time calculated backward based on the scheduled wake-up time of the resident Reaching the first temperature in the room on the floor at the time,
When the underfloor space falls below a set lower limit temperature,
The third operation mode can be shifted to the second operation mode with the sleep of the resident and can be maintained at a temperature higher than the first temperature from the time calculated based on the wake-up scheduled time of the resident. After shifting to the operation mode, the air conditioning system is configured to cause the room on the floor to reach the first temperature at the scheduled wake-up time by shifting to the first operation mode.
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