JP2019007695A - 建物の空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の部屋を一斉に冷房又は暖房するうえで、複雑な機構を採用することなく快適な空気環境を形成することができる空調システムを提供すること。【解決手段】空調システム２０は、複数の部屋１１〜１６を空調対象として冷房及び暖房を行う空調装置２１，２２を備えている。各部屋１１〜１６の室温は、室温センサ２５によって取得される。各部屋１１〜１６のいずれかの部屋が基準部屋として設定され、空調コントローラ３１は基準部屋の室温が設定温度となるように空調装置２１，２２を制御する。その際、各部屋１１〜１６の室温と目標温度との温度偏差を記憶部３１ａに記憶し、その記憶された部屋ごとの温度偏差に基づいて、所定周期で基準部屋が設定される。【選択図】 図２

Description

本発明は、建物の空調システムに関する。

複数の部屋を空調対象とする空調装置を建物に備え、それら空調対象を一斉に冷房又は暖房する空調システムが知られている。空調システムを設置することで、空調対象とされた部屋全体の空気環境が整えられ、快適さを常時維持できるというメリットがある。

建物の空調システムに関する技術として、室温調整による快適さをより一層高めるべく、これまでに各種の技術的な提案がなされている。例えば、空調対象となる各部屋に冷気や暖気を送る空調ダクトに開閉弁を設け、当該開閉弁の開度を調整することにより、熱不足の部屋や急速空調が必要な部屋へ優先的に冷気又は暖気を送るようにして、快適さを高めることが提案されている（特許文献１参照）。

特許第５３７５７５０号公報

しかしながら、空調ダクトごとに開閉弁を設けてそれぞれの開度を制御するとなると、空調システムの構成や制御内容が複雑化し、製造や設置のコストが増加してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、複数の部屋を一斉に冷房又は暖房するうえで、複雑な機構を採用することなく快適な空気環境を形成することができる空調システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、第１の発明では、複数の部屋を空調対象とし、空調ダクトを介して前記各部屋の冷房及び暖房の少なくともいずれかを行う空調装置を備える建物の空調システムであって、前記各部屋の空気環境を取得する空気環境取得手段と、前記複数の部屋のうちいずれかの部屋を基準部屋として設定する基準部屋設定手段と、前記基準部屋設定手段により設定された前記基準部屋において前記空気環境取得手段により取得された空気環境が目標値となるように前記空調装置の制御を実施する空調制御手段と、前記空調制御手段による空調制御時に、前記各部屋において前記空気環境取得手段により取得された空気環境と目標値との偏差を記憶部に記憶する記憶手段と、を備え、前記基準部屋設定手段は、前記記憶部により記憶されている前記部屋ごとの前記偏差に基づいて、所定周期で前記基準部屋を設定することを特徴とする。

第１の発明によれば、設定された建物内の基準部屋の実際の空気環境（室温、湿度等）が目標値となるように空調装置による全館空調制御が実施される。この場合、各部屋の環境等の違いにより部屋ごとに空調制御の状況（例えば冷房の利き）が異なり、各部屋で実際の空気環境と目標値との乖離量が異なることが考えられる。この点、上記構成によれば、全館空調の実施時において、部屋ごとに実際の空気環境と目標値との偏差が記憶部に逐次記憶される。そして、その部屋ごとの偏差に基づいて、所定周期で全館空調を実施する際の基準となる基準部屋が設定される。これにより、従来技術のように開閉弁を別途設けるなどの複雑な機構を採用することなく、快適な空気環境を形成することができる。

第２の発明では、第１の発明において、前記基準部屋設定手段は、所定期間内に前記記憶部に記憶された前記各部屋の前記偏差を大小比較し、前記偏差の最も大きい部屋を前記基準部屋として設定することを特徴とする。

第２の発明によれば、実際の空気環境と目標値との偏差を大小比較して、偏差の最も大きい部屋が基準部屋として設定される。偏差が最も大きいということは、目標値への空調制御が最も必要な部屋であるといえることから、その部屋に合わせて全館空調制御を実施することにより、快適さをより向上させることができる。

第３の発明では、第２の発明において、前記複数の部屋には、前記基準部屋としての設定が可能な部屋と、前記基準部屋としての設定が可能でない部屋とが含まれており、前記基準部屋設定手段は、前記基準部屋としての設定が可能な部屋のうち、前記偏差の最も大きい部屋を前記基準部屋として設定することを特徴とする。

例えばトイレなど、仮に実際の空気環境と目標値との偏差が最も大きくなったとしても、建物ユーザの滞在時間が限定されているため、目標値への空調制御が最も必要であるとは限られない部屋もある。そのため、この第３の発明によれば、そのようなあえて基準部屋として設定する必要のない部屋を基準部屋としての設定から除くことで、空調制御の必要性がより高い部屋に限定して基準部屋が設定されるため、空調制御の実用性を高めることができる。

第４の発明では、第１の発明乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記空調制御手段による空調制御時において、人が在室している部屋を対象にして前記偏差を算出し、その偏差を前記記憶部に記憶することを特徴とする。

人が不在となっている部屋の空気環境よりも、人が在室している部屋の空気環境と目標値との差をできるだけ小さくすることによって、より快適な空気環境の実現につながる。そこで、第４の発明のように、人が在室している部屋を対象として実際の空気環境と目標値との偏差を算出し、その偏差に基づいて基準部屋を設定することで、在室中に限った偏差によって、空調制御の必要性がより高い部屋が基準部屋として設定される。これにより、快適な空気環境を実現できる。

第５の発明では、第４の発明において、前記各部屋に設けられた電気機器の消費電力を計測する計測手段を備え、前記空調制御手段は、前記電気機器の消費電力に基づいて前記各部屋に人が在室しているか否かを判定することを特徴とする。

第５の発明によれば、部屋に設けられた電気機器の消費電力により人が在室しているか否かが判定され、在室と判断された部屋を対象として実際の空気環境と目標値との偏差が算出される。これにより、人感センサ等の装置をあえて設置する必要はなく、システムの簡素化を図ることができる。

第６の発明では、第１の発明乃至第５の発明のいずれかにおいて、前記記憶手段は、時間情報を付して、前記偏差を前記記憶部に記憶し、前記基準部屋設定手段は、一日のうちの複数の時間帯に分けて前記記憶部に記憶されている前記偏差を読み出し、前記時間帯に応じて、前記基準部屋を設定することを特徴とする。

住宅等の建物においては、一日の時間帯（例えば、朝時間帯、昼時間帯、夜時間帯）に応じて建物内に居る人が異なり、それに応じて人が在室している部屋も異なると考えられる。また、各部屋の配置や環境等から、時間帯によって各部屋の空気環境変化の仕方や程度も異なると考えられる。そこで、第６の発明によれば、時間帯に応じて在室状況が異なるという前記の点を考慮し、時間帯に応じた基準部屋が設定される。これにより、人の活動状況を反映させたきめ細やかな空調制御を実現できる。

第７の発明では、第１の発明乃至第６の発明のいずれかにおいて、前記記憶手段は、曜日情報を付して、前記偏差を前記記憶部に記憶し、前記基準部屋設定手段は、前記記憶部に記憶されている前記偏差を前記曜日情報と共に読み出し、曜日に応じて、前記基準部屋を設定することを特徴とする。

住宅等の建物においては、曜日に応じて在宅している人が異なり、それに応じて人が在室している部屋も異なると考えられる。例えば、月曜から金曜の平日においては、日中、建物に人が居ないか、居ても人数が少ないことが考えられる一方、土曜や日曜には一日中、人が建物に居たり、逆に、外出してほとんど人が居なかったりすることも考えられる。そこで、第７の発明によれば、曜日によって在室状況が異なるという前記の点を考慮し、曜日に応じて基準部屋が設定される。これにより、人の活動状況を反映したきめ細やかな空調制御を実現できる。

空調システムが設けられた住宅の概略縦断面図。 空調システムの電気的構成を示す図。 キッチンを例とした室温計測処理を示すフローチャート。 在室中の室温変化の一例を示すグラフ。 １日において各部屋に居住者が在室する様子の一例を示す表。 空調制御処理を示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の空調システムは、建物の一例である住宅に設置されたものである。住宅には、居住者として、両親とその子供とが居住していることを想定している。なお、空調システムが設置される建物としては住宅に限られるものではなく、商業ビルや店舗等、複数の部屋（空間部）を空調対象とする建物に設置されてもよい。

はじめに、住宅１０の概要を説明する。図１は、空調システムが設けられた住宅１０の概略縦断面図である。図１に示すように、住宅１０は、屋内の部屋（空間部）として、一階部分にはキッチン１１、リビングダイニング（ＬＤＫ）１２、洗面室１３、トイレ１４が設けられている。二階部分には、寝室１５及び子供部屋１６が設けられている。これら各部屋１１〜１６は、住宅１０に設けられた部屋の一部を示したものであり、収納室、廊下等の他の部屋（図示略）も設けられている。また、子供部屋１６が複数設けられていたり、客間等の部屋が別途設けられていたりする場合もある。

一階部分に設けられた各部屋１１〜１４及び二階部分に設けられた各部屋１５，１６は、各階部分に設けられた廊下（図示略）に通じている。各部屋１１〜１６と廊下との間は、例えば出入用ドアに設けられた通気部（図示略）を通じて空気が流通するようになっている。

次に、住宅１０に設けられた空調システム２０について説明する。

空調システム２０は、複数の部屋を空調対象として空調（冷暖房）を行う全館空調システムとして構成されている。少なくとも図１に示した各部屋１１〜１６は、空調システム２０による空調対象となっている。以下では、これら各部屋１１〜１６とは別の部屋に対する空調について省略するが、当該別の部屋も空調対象となっている。

空調システム２０は、２つの空調装置２１，２２と室外機２３を備えている。各空調装置２１，２２は、冷房機能及び暖房機能を有する室内機として構成され、屋外に設けられた室外機２３と接続配管２９によってそれぞれ接続されている。２つの空調装置２１，２２のうち、第１空調装置２１は、一階部分の各部屋１１〜１４を空調対象としている。第１空調装置２１は、例えば、一階部分に設けられた機械室、一階部分の床下空間、一階部分と二階部分との階間空間等に設けられている。もう一つの第２空調装置２２は、二階部分の各部屋１５，１６を空調対象としている。第２空調装置２２は、例えば、二階部分の天井裏に設けられた天井裏空間に設けられている。

各空調装置２１，２２は、屋内の空気を取り込む取込部（図示略）を有しており、その取込部より取り込んだ空気を温度調整することで空調空気（冷房空気又は暖房空気）を生成する。取込部は、例えば一階部分及び二階部分の各廊下に設けられている。

各空調装置２１，２２には、それぞれ空調ダクト２４，２５が接続されている。第１空調装置２１に接続された第１空調ダクト２４は、一階部分の各部屋１１〜１４まで延びている。第１空調ダクト２４は、例えば床下空間に設けられ、各部屋１１〜１６に設けられた吹出口２６に接続されている。第２空調装置２２に接続された第２空調ダクト２５は、二階部分の各部屋１５，１６まで延びている。第２空調ダクト２５は、例えば天井裏空間に設けられ、各部屋１５，１６に設けられた吹出口２６に接続されている。

各空調装置２１，２２により生成された空調空気（冷気又は暖気）は、それぞれに接続された空調ダクト２４，２５を通じて、各部屋１１〜１６の吹出口２６に供給される。供給された空調空気は、各吹出口２６より各部屋１１〜１６に吹き出す。これにより、各部屋１１〜１６の冷房又は暖房が行われる。

ちなみに、各部屋１１〜１６に吹き出した空調空気は、その後、通気部（図示略）を通じて廊下（図示略）へ流れ込み、各空調装置２１，２２に還流する。つまり、一階部分及び二階部分のそれぞれにおいて、各部屋１１〜１６に吹き出された空調空気が空調装置２１，２２に還流する還流経路が設けられている。各空調装置２１，２２はその還流経路を通じて還流した空調空気を取り込み、空調空気を再度生成し、各部屋１１〜１６に供給する。このように、空調システム２０は、屋内の空気を循環させながら空調を行う循環式のものとなっている。

ここで、空調システム２０によって各部屋１１〜１６が空調されることにより、当該各部屋１１〜１６の空気環境（ここでは室温Ｔｍ）は、予め設定された設定値（設定温度Ｔｓ）となるように調整される。この場合に、第１空調装置２１によって一階部分の各部屋１１〜１４を空調するうえで、各部屋１１〜１４のうちいずれか一つの部屋の室温Ｔｍが室温制御の基準となる。同様に、第２空調装置２２によって二階部分の各部屋１５，１６を空調する上で、各部屋１５，１６のうちいずれか一つの部屋の室温Ｔｍが室温制御の基準となる。本実施形態の空調システム２０では、このような室温調整の基準となる部屋が所定期間ごとに自動的に選択されるようになっている。以下では、かかる制御に関する構成について説明する。

各部屋１１〜１６にはそれぞれ、空気環境取得手段としての室温センサ２７が設けられている。室温センサ２７は、当該室温センサ２７が設けられた部屋１１〜１６の室温Ｔｍを検知するセンサである。室温センサ２７は、例えば各部屋１１〜１６の壁面などの部屋の温度を代表する箇所に設けられている。

各部屋１１〜１６にはそれぞれ、蛍光灯などの照明器具２８が設けられている。照明器具２８は、例えば各部屋１１〜１６の天井に設けられている。照明器具２８は、居住者がそれぞれの部屋１１〜１６に滞在する際に点灯され、各部屋１１〜１６から出る際には消灯される。そのため、照明器具２８の点灯及び消灯を監視することにより、各部屋１１〜１６への在室状況を把握することが可能となる。なお、照明器具２８の点灯及び消灯の監視は、それぞれの照明器具２８が消費する電力の数値を把握することにより行うことができる。

ちなみに、居住者が就寝中の場合を想定すると、寝室１５や子供部屋１６には、居住者が在室していながら、照明器具２８は消灯される。そのため、照明器具２８が消灯されていても居住者が在室しているという場合もあり得る。ただ、本実施の形態では、このように居住者が就寝中の場合については、空調の必要性が低いと判断して居住者が不在であるとみなすものとする。

次に、空調システム２０の電気的構成について図２を用いながら説明する。図２は空調システム２０の電気的構成を示す図である。

図２に示すように、空調システム２０は、空調制御手段としての空調コントローラ３１を備える。空調コントローラ３１は、空調装置２１，２２の運転制御を行うものであり、ＣＰＵ等を有する周知のマイクロコンピュータを有して構成されている。空調コントローラ３１は、例えば空調装置２１，２２に内蔵されたり、機械室等に設けられた個別の制御装置として構成されたりしている。

空調コントローラ３１には、操作装置３２（リモコン装置）が接続されている。操作装置３２は、各空調装置２１，２２の運転に関する各種操作を行うものであり、例えばリビングダイニング１２の壁面に設けられている。操作装置３２には、各種操作ボタン等が設けられている。例えば、各空調装置２１，２２の運転を実行（オン）又は停止（オフ）させるオン／オフスイッチ、冷房運転又は暖房運転の切替を行うための切替スイッチ、冷房設定温度又は暖房設定温度を設定する温度設定ボタン等が設けられている。温度設定ボタンによる温度設定は、一階部分と二階部分とで別々に行われるようになっている。

操作装置３２の上記操作ボタン等の操作が行われると、その操作に応じた信号が空調コントローラ３１に入力される。そして、空調コントローラ３１は、その入力された操作信号に基づいて各空調装置２１，２２の運転制御を行う。例えば、空調コントローラ３１は、オン／オフスイッチがオン操作されると、各空調装置２１，２２の運転を開始し、オフ操作されると、各空調装置２１，２２の運転を停止する。

空調コントローラ３１は、冷房設定温度又は暖房設定温度が入力されると、その入力された設定温度Ｔｓを目標温度（目標値）として把握する。一階部分の各部屋１１〜１４のうち、一階部分での室温制御の基準となる基準部屋が設定されている。二階部分でも、各部屋１５，１６のうち、二階部分での室温制御の基準となる基準部屋が設定されている。これら基準部屋の室温Ｔｍが目標温度となるように、第１空調装置２１及び第２空調装置２２の冷房運転又は暖房運転を制御し、各部屋１１〜１６に空調空気を供給する。

基準部屋としては、例えば、一階部分ではリビングダイニング１２、二階部分では子供部屋１６が初期値として設定されている。各空調装置２１，２２の運転を停止した時点で設定されていた基準部屋を初期値として設定してもよい。

空調コントローラ３１には、各部屋１１〜１６に設けられた各室温センサ２７が接続されている。空調コントローラ３１には、これら各室温センサ２７から逐次、室温情報が入力される。入力された室温情報は、部屋１１〜１６ごとの室温情報として、空調コントローラ３１が有する記憶部３１ａに記憶される。ただし、空調コントローラ３１は、各部屋１１〜１６のうち、居住者が在室していると判断した部屋に限り、その在室期間における室温情報を記憶部３１ａに記憶する。

空調コントローラ３１には、分電盤３３が接続されている。分電盤３３は商用電源３４に接続されるとともに、各部屋１１〜１６に設けられた各照明器具２８に接続されている。なお、住宅１０に設置される家電機器等の各電力負荷には、照明器具２８を含め、分電盤３３を介して商用電源３４から家庭用電力が供給される。そのため、空調コントローラ３１には、分電盤３３から、各照明器具２８の消費電力Ｗｍが逐次入力される。これにより、空調コントローラ３１は計測手段に相当する。

空調コントローラ３１は、入力された消費電力情報に基づいて、各照明器具２８が点灯しているか否か、つまりオンオフを判断する。この場合、各照明器具２８の消費電力値から所定の閾値Ｗｓを設定し、消費電力Ｗｍが当該閾値Ｗｓを超えている照明器具２８は点灯（オン）していると判断し、当該閾値Ｗｓを超えていない照明器具２８は消灯（オフ）していると判断する。空調コントローラ３１は計測手段でもある。

次に、空調コントローラ３１により実行される処理について、図３及び図６に示すフローチャート、図４及び図５に示すグラフや表を用いて説明する。空調コントローラ３１により実行される処理としては、図３に示す室温計測処理と、図６に示す空調制御処理との２つがある。空調コントローラ３１は、それぞれの処理を個別に所定の周期で繰り返し実行する。

はじめに、室温計測処理について説明する。室温計測処理においては、一階部分及び二階部分において、空調対象となる各部屋１１〜１６それぞれの室温計測処理を、同時に実施する。図３を参照して、ステップＳ１０１に示すキッチン１１の室温計測処理について例示して説明する。

この室温計測処理においては、まずステップＳ２０１にて、計測フラグが設定されているか否かを判定する。計測フラグが設定されていない場合は判定を否定してステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、キッチン１１における照明器具２８の消費電力Ｗｍが閾値Ｗｓを超えているか否かを判定する。閾値Ｗｓは、照明器具２８が点灯された状態での消費電力Ｗｍよりも低い値に設定されているため、消費電力Ｗｍが閾値Ｗｓを超えている場合は照明器具２８が点灯し、居住者がキッチン１１に在室していると考えられる。逆に、消費電力Ｗｍが閾値Ｗｓを超えていない場合は照明器具２８が消灯し、居住者がキッチン１１に不在と考えられる。

居住者がキッチン１１に不在の場合、ステップＳ２０２の判定を否定し、そのまま本処理を終了する。居住者がキッチン１１に不在であり続ける限り、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２のいずれの判定も否定し続けることとなり、キッチン１１の室温Ｔｍに関して特段の処理はされない。

これに対し、キッチン１１に居住者が不在の状態から在室の状態となると、その周期での処理ではステップＳ２０２での判定を肯定し、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、在室フラグを設定する。続くステップＳ２０４では、キッチン１１の室温計測を開始する。これにより、室温センサ２７により計測されたキッチン１１の室温Ｔｍを記憶部３１ａに逐次記憶する。その後、本処理を終了する。キッチン１１に居住者が在室し続ける間、キッチン１１の室温Ｔｍの逐次記憶を実行し続ける。

つまり、いったん居住者がキッチン１１に在室し、在室フラグが設定されると、次の周期でのステップＳ２０１の判定を肯定し、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、キッチン１１における照明器具２８の消費電力Ｗｍが閾値Ｗｓを超えているか否かを判定する。消費電力Ｗｍが閾値Ｗｓを超えている場合は、ステップＳ２０５の判定を肯定してそのまま本処理を終了する。この場合、照明器具２８が点灯してキッチン１１の在室状態が継続しているため、キッチン１１の室温Ｔｍを記憶部３１ａへ記憶し続ける。

一方、消費電力Ｗｍが閾値Ｗｓを超えていない場合は、それまで点灯していた照明器具２８が消灯した、つまり居住者がキッチン１１から離れて不在となったと考えられる。この場合、ステップＳ２０５の判定を否定してステップＳ２０６に進み、計測した室温計測を終了する。そのため、室温センサ２７により計測されたキッチン１１の室温Ｔｍを記憶部３１ａに記憶することを終了する。

その後、ステップＳ２０７に進み、キッチン１１への在室期間における室温Ｔｍと設定温度Ｔｓ（目標温度）との温度差の積分値ΔＴを求める。この積分値ΔＴは次の数式（１）によって算出する。算出した積分値ΔＴについては、続くステップＳ２０８にて、順次積算して記憶部３１ａに記憶する。これにより、キッチン１１の室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差の積分値ΔＴが、キッチン１１に居住者が在室するたびに、積算されていく。このステップＳ２０８が記憶手段に相当する。

ここで、ｔａは各部屋１１〜１６のうちのいずれかの部屋（ここでの説明ではキッチン１１）において、居住者が在室となった時点、つまり当該部屋の照明器具２８が点灯された時点である。ｔｂは当該部屋において居住者が不在となった時点、つまり部屋の照明器具２８が消灯された時点である。

図４にグラフで示すように、在室開始時点ｔａから在室終了時点ｔｂまでの間に、室温Ｔｍは空調制御によって順次変化する。図示した室温Ｔｍの変化は変化の一例である。設定温度Ｔｓを基準とした場合における室温Ｔｍの変化曲線の面積（図４における斜線部分）が積分値ΔＴとなる。

次いでステップＳ２０９に進み、在室フラグをクリアする。このため、次の周期での処理では、ステップＳ２０１の判定を否定することとなり、キッチン１１に再び居住者が在室して照明器具２８を点灯するまで、キッチン１１の室温Ｔｍに関して特段の処理はされない。

以上に述べたキッチン１１の室温計測処理と同様に、他の部屋１２〜１６についても、照明器具２８の消費電力Ｗｍにより居住者が在室しているか否かを判定し、在室中に限って室温Ｔｍの計測を行い、記憶部３１ａに逐次記憶する。そして、在室期間が終了すると設定温度Ｔｓとの温度差の積分値ΔＴを算出し、その積分値ΔＴを順次積算して記憶部３１ａに記憶する。

ここで、図５は、住宅１０の各部屋１１〜１６における居住者の在室状況の一例を示している。在室の時間帯を斜線で示している。例えば、日曜日に家族で日中外出したことを想定したとして、外出前となる朝の時間帯では、起床及び着替え等の支度によって寝室１５や子供部屋１６は在室状態となっている。また、同じく朝の時間帯で、キッチン１１、リビングダイニング１２及び洗面室１３も在室となっている。その後、外出により、日中は全ての部屋１１〜１６で不在状態となり、夕方の時間帯に居住者が帰宅すると、キッチン１１やリビングダイニング１２が在室状態となっている。洗面室１３では、利用される都度、在室状態となっている。夜の時間帯を過ぎて就寝時刻が近づくと、子供部屋１６や寝室１５が在室状態となり、消灯して就寝するまで在室状態となっている。

このように、居住者である親や子供の１日のライフスタイルに応じて、部屋１１〜１６ごとで在室状態となったり、不在状態となったりする。在室状態となればその期間の室温Ｔｍが計測される。不在となれば、室温Ｔｍの計測が終了し、在室期間中における室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差の積分値ΔＴが順次積算されていくこととなる。

次に、上述した室温計測処理とは別に行われる空調制御処理について説明する。この空調制御処理では、基準部屋の室温Ｔｍが設定温度Ｔｓとなるように各部屋１１〜１６の空調を制御する。この空調制御における基準部屋を、所定期間ごとに自動的に更新設定している。以下詳しく、制御処理の内容を説明する。

図６に示すように、空調制御処理では、まずステップＳ３０１にて、タイマカウント中か否かを判定する。タイマカウント中でなければここでの判定を否定してステップＳ３０２に進み、タイマのカウントを開始する。その後、次のステップＳ３０３に進む。一方、すでにタイマのカウントを開始している場合は、ステップＳ３０１での判定を否定して、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、空調制御を実行する。空調制御では、その時点で設定されている基準部屋の室温Ｔｍが設定温度Ｔｓとなるように、第１空調装置２１及び第２空調装置２２の冷房運転又は暖房運転を制御し、各部屋１１〜１６に空調空気を供給する。

続くステップＳ３０４において、カウント開始から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間としては、例えば１日、数日、１週間など任意の期間を設定することが可能である。所定時間がいまだ経過していない場合は、判定を否定する。この場合、いまだ基準部屋を更新する時期ではないため、基準部屋の更新をしないまま本処理を終了する。そのため、所定期間中は、その時点で設定されている基準部屋の室温Ｔｍが設定温度Ｔｓとなるように、空調制御を継続する。

一方、カウント開始から所定時間が経過した場合には、基準部屋を更新するプロセスに移行する。まず、ステップＳ３０５にて、上述した室温計測処理の実行によって記憶部３１ａに記憶した積分値ΔＴの積算データを取得する。積分値ΔＴの積算データは、部屋１１〜１６ごとに存在しているため、すべての部屋１１〜１６の積算データを取得する。ステップＳ３０６では、この取得した積算データに基づいて、一階部分及び二階部分それぞれの基準部屋を更新し、新たな基準部屋を設定する。このステップＳ３０６が基準部屋設定手段に相当する。

基準部屋を新たに設定するうえでは、次のような処理を実施する。まず、一階部分に関しては、部屋１１〜１４ごとの積分値ΔＴの積算量（温度偏差）を大小比較する。積算量が最も大きい部屋、つまり所定期間内において室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差の積算量が最も大きかった部屋（例えばキッチン１１）を選択し、その部屋を一階部分の基準部屋として新たに設定する。同様に、二階部分に関しては、部屋１５，１６ごとの積分値ΔＴの積算量（温度偏差）の大小を比較する。積算量が最も大きかった部屋、つまり所定期間中において室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差の積算量が最も大きかった部屋（例えば子供部屋１６）を選択し、その部屋を二階部分の基準部屋として新たに設定する。

次いで、ステップＳ３０７にて記憶部３１ａに記憶された積分値ΔＴの積算データをリセットし、続くステップＳ３０８にてタイマをリセットする。

このように、所定期間ごとに、室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差により算出された積分値ΔＴの積算量に基づいて、それが最も大きい部屋が新たな基準部屋として設定されるそして、次の所定期間が経過するまでの間、その更新された基準部屋の室温Ｔｍが設定温度Ｔｓとなるように空調制御を実行する。

以上、詳述した本実施の形態によれば以下の優れた効果を奏する。

（１）各部屋１１〜１６の環境等の違いにより部屋ごとに空調制御の状況（例えば冷房の利き）が異なり、各部屋１１〜１６で実際の室温Ｔｍと目標温度との乖離量（温度差）が異なることが考えられる。この点、本実施形態の上記構成によれば、全館空調の実施時において、部屋ごとに実際の室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差の積分値ΔＴが積算されて記憶部３１ａに逐次記憶される。そして、部屋ごとの積算量に基づいて、所定周期で基準部屋が設定される。これにより、従来技術のように開閉弁を別途設けるなどの複雑な機構を採用することなく、快適な空気環境を形成することができる。

（２）室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差の積分値ΔＴを積算した値を部屋ごとに求め、その積算量を大小比較して、積算量の最も大きい部屋が基準部屋として設定される。積算量が最も大きいということは、設定温度Ｔｓへの空調制御が最も必要な部屋であることから、その部屋に合わせて全館空調制御を実施することで、快適さをより向上させることができる。

（３）快適な空気環境を実現する上では、人が在室している間における室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差をできるだけ小さくすることが求められる。例えば、トイレ１４については、日当たりの悪い場所に配置されることが多く、特に冬季において室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差が大きくなりがちである。ただ、居住者の在室時間が比較的短いため、積分値ΔＴがそれほど大きくならない。これに対し、リビングダイニング１２は、在室時間が比較的長く、在室する人の数や使用する電気機器の数も多くなってそれらが室温Ｔｍに影響し、積分値ΔＴが大きくなることが考えられる。そのため、温度差だけで見ればトイレ１４の室温Ｔｍを制御する必要性が高いが、在室状況も考えた積分値ΔＴに基づくならば、トイレ１４よりもリビングダイニング１２の方が空調制御をする必要性が高い。

そのため、空調制御をする上で、単に室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差に基づいて基準部屋を選択するのではなく、人が在室しているという要素を加味し、人が在室している間の温度差の積分値ΔＴを算出して、その積分値ΔＴを利用して基準部屋を設定している。そして、積分値ΔＴの積算量が最も大きい部屋を設定温度Ｔｓへの温度制御が最も必要される部屋として選択し、基準部屋として設定している。これにより、快適な空気環境を形成することができる。

（４）居住者が在室しているか否かを、照明器具２８の消費電力Ｗｍに基づいて判定している。照明器具２８は、部屋１１〜１６を利用する場合に点灯され、一時的に部屋１１〜１６を出るだけでは消灯されず、しばらく部屋１１〜１６を利用しないという場合に消灯される。そのため、人感センサや部屋１１〜１６に設置される他の電気機器に比べ、人が在室しているか否かの判定を好適に行うことができる。

（５）住宅１０の居住者のライフスタイルは、いずれ変わっていくと考えられる。例えば、居住者が年齢を重ね、子供が成長していく過程では、家族のライフスタイルは変化する。例えば、子供が、所定期間、海外留学することがあれば、それまでは在室期間が長かった子供部屋１６の在室期間が短くなり、代わりに寝室１５の在室時間が長くなるなど、在室状況も変化する。このような変化があっても、基準部屋として室温制御が最も必要となる部屋が自動的に変更されるため、ライフスタイルの変化に容易に追従できる。

（６）空調制御を実行するうえで、各部屋１１〜１６における居住者の在室期間を判定している。このような在室判断を繰り返すことにより、どの時間帯に、各部屋１１〜１６のうちのどの部屋に居住者が在室していることが多いかという、住宅１０における居住者の行動パターンを把握できる。把握した行動パターンから、居住者の将来の行動を予測することができるため、在室が予定される部屋１１〜１６への空調を優先させるなど、新たな別の空調制御等に利用することができる。

なお、上述した実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。ちなみに、以下の別形態の構成を、上記実施の形態における構成に対して、個別に適用してもよく、相互に組み合わせて適用してもよい。

（ａ）上記実施の形態では、室温計測処理や空調制御処理を空調コントローラ３１が実行する構成なっているが、これらの制御処理をクラウドサーバによって実行するようにしてもよい。この場合の構成の一例として、住宅１０に設けられたＨＥＭＳ（ホームエネルギ管理システム）等のホームコントローラ又はホームゲートウェイによって各部屋１１〜１６の室温Ｔｍや照明器具２８の消費電力Ｗｍを収集し、インターネットを通じてクラウドサーバにこれらのデータを送信する。また、クラウドサーバは、インターネットや住宅１０に設けられた通信ネットワークを通じて、空調装置２１，２２を制御する構成が考えられる。

このようにクラウドサーバによって空調制御を実行する構成とすると、次に基準部屋を更新するまでの所定期間や設定温度Ｔｓを、居住者が携帯電話等の携帯機を用いて、外出先からクラウドサーバにアクセスし、いつでも自由に変更することができる。なお、この別形態の構成では、クラウドサーバが、空調制御手段、基準部屋設定手段、記憶手段に相当する。

（ｂ）上記実施の形態では、各部屋１１〜１６に居住者が在室しているか否かは、照明器具２８の消費電力Ｗｍに基づいて判断しているが、例えばキッチン１１ではＩＨヒータの消費電力Ｗｍに基づいて判断する等、他の電気機器の消費電力Ｗｍに基づいて判断するようにしてもよい。ＩＨヒータは専用の電力回路で分電盤３３に接続されているため、消費電力Ｗｍの把握が容易である。また、電気機器の消費電力Ｗｍではなく、人検知センサなどのセンサによって再執しているか否かを判断するようにしてもよい。その他、照明器具２８の消費電力Ｗｍではなく、消費電力量に基づいて在室しているか否かを判断するようにしてもよい。

（ｃ）上記実施の形態では、一階部分の各部屋１１〜１４を空調対象とする第１空調装置２１と、二階部分の各部屋１５，１６を空調対象とする第２空調装置２２とが住宅１０に設けられている。これに代えて、一つの空調装置によって各階部分すべての部屋１１〜１６を空調するように構成してもよい。この場合、当該一つの空調装置は、天井裏空間に設けられたり、住宅１０が有する機械室に設けられたりする。

（ｄ）上記実施形態では、空調装置２１，２２が冷房機能及び暖房機能を有しているが、空調装置２１，２２が冷房機能のみ又は暖房機能のみ有している場合であってもよい。

（ｅ）上記実施の形態では、操作装置３２によって設定温度Ｔｓを設定し、その設定温度Ｔｓを目標温度として空調制御しているが、月、季節、建物が存在する地域等を考慮して、予め所定の温度を目標温度として設定しておくようにしてもよい。

（ｆ）上記実施の形態では、空調対象となるすべての部屋１１〜１６を基準部屋として選択される対象としているが、例えばトイレ１４など、仮に温度差が最も大きい場合であっても、居住者の滞在時間が限定されている部屋については、目標温度への空調制御が最も必要であるとは限られない。そのため、そのようなあえて基準部屋として設定する必要のない部屋を基準部屋としての設定から除くようにしてもよい。これにより、空調制御の必要性がより高い部屋に限定して基準部屋が設定されるため、空調制御の実用性を高めることができる。

（ｇ）上記実施形態では、各部屋１１〜１６の室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差の積分値ΔＴを積算した積算量を温度偏差とし、その積算量の大小を比較して基準部屋が設定されている。これに代えて、各部屋１１〜１６の室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差について平均値をとり、その平均値を温度偏差として大小比較し、基準部屋を設定するようにしてもよい。

（ｈ）上記実施の形態では、所定期間をさらに区分することをしていないが、一日の時間帯（例えば、朝時間帯、昼時間帯、夜時間帯）に応じて住宅１０の中に居る人が異なり、それに応じて人が在室している部屋も異なることも考えられる。また、各部屋１１〜１６の配置や環境等から、時間帯によって各部屋１１〜１６の室温変化の仕方や程度も異なるとも考えられる。さらには、曜日に応じて在宅している人が異なり、それに応じて人が在室している部屋も異なることも考えられる。例えば、月曜から金曜の平日においては、日中、住宅１０に人が居ないか、居ても人数が少ないことが考えられる一方、土曜や日曜には一日中、人が住宅１０に居たり、逆に、外出してほとんど人が居なかったりすることも考えられる。

そこで、温度差の積分値ΔＴを積算するうえで、時間情報や曜日情報を付して、記憶部３１ａに記憶するようにする。そして、所定期間ごとに基準部屋を設定する場合に、一日を複数の時間帯に分けて積算データを読み出したり、曜日ごとに積算データを読み出したりし、時間帯や曜日に応じて基準部屋を設定するようしてもよい。これにより、時間帯や曜日ごとの人の活動状況を考慮し、時間帯や曜日に応じて基準部屋が設定されるため、きめ細やかな空調制御を実現できる。

（ｉ）上記実施の形態では、実際の室温Ｔｍと設定温度Ｔｓとの温度差の積分値ΔＴを積算し、部屋ごとの積算量に基づいて基準部屋が設定したが、室温ではなく、湿度を用いて基準部屋を設定するようにしてもよい。例えば、所定湿度（一例として湿度６０％）を目標値としたり、その時点における基準部屋の湿度を目標値としたりして、各部屋１１〜１６の実際の湿度との湿度差の積分値ΔＨを積算し、部屋ごとの積算量に基づいて基準部屋を設定するようにしてもよい。また、温度差と湿度差との両者を用いて基準部屋を設定するようにしてもよい。

１０…住宅（建物）、１１…キッチン（部屋）、１２…リビングダイニング（部屋）、１３…洗面室（部屋）、１４…トイレ（部屋）、１５…寝室（部屋）、１６…子供部屋（部屋）、２０…空調システム、２７…室温センサ（温度取得手段）、２８…照明器具（電気機器）、３１…空調コントローラ（空調制御手段、基準部屋設定手段、記憶手段）、３１ａ…記憶部。

Claims (7)

1. 複数の部屋を空調対象とし、空調ダクトを介して前記各部屋の冷房及び暖房の少なくともいずれかを行う空調装置を備える建物の空調システムであって、
   前記各部屋の空気環境を取得する空気環境取得手段と、
   前記複数の部屋のうちいずれかの部屋を基準部屋として設定する基準部屋設定手段と、
   前記基準部屋設定手段により設定された前記基準部屋において前記空気環境取得手段により取得された空気環境が目標値となるように前記空調装置の制御を実施する空調制御手段と、
   前記空調制御手段による空調制御時に、前記各部屋において前記空気環境取得手段により取得された空気環境と目標値との偏差を記憶部に記憶する記憶手段と、
   を備え、
   前記基準部屋設定手段は、前記記憶部により記憶されている前記部屋ごとの前記偏差に基づいて、所定周期で前記基準部屋を設定することを特徴とする建物の空調システム。
2. 前記基準部屋設定手段は、所定期間内に前記記憶部に記憶された前記各部屋の前記偏差を大小比較し、前記偏差の最も大きい部屋を前記基準部屋として設定することを特徴とする請求項１に記載の建物の空調システム。
3. 前記複数の部屋には、前記基準部屋としての設定が可能な部屋と、前記基準部屋としての設定が可能でない部屋とが含まれており、
   前記基準部屋設定手段は、前記基準部屋としての設定が可能な部屋のうち、前記偏差の最も大きい部屋を前記基準部屋として設定することを特徴とする請求項２に記載の建物の空調システム。
4. 前記空調制御手段による空調制御時において、人が在室している部屋を対象にして前記偏差を算出し、その偏差を前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の建物の空調システム。
5. 前記各部屋に設けられた電気機器の消費電力を計測する計測手段を備え、
   前記空調制御手段は、前記電気機器の消費電力に基づいて前記各部屋に人が在室しているか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の建物の空調システム。
6. 前記記憶手段は、時間情報を付して、前記偏差を前記記憶部に記憶し、
   前記基準部屋設定手段は、一日のうちの複数の時間帯に分けて前記記憶部に記憶されている前記偏差を読み出し、前記時間帯に応じて、前記基準部屋を設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建物の空調システム。
7. 前記記憶手段は、曜日情報を付して、前記偏差を前記記憶部に記憶し、
   前記基準部屋設定手段は、前記記憶部に記憶されている前記偏差を前記曜日情報と共に読み出し、曜日に応じて、前記基準部屋を設定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の建物の空調システム。

Images