JP2024001710A - 空調システム、制御装置及び空調制御方法 - Google Patents

空調システム、制御装置及び空調制御方法 Download PDF

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Abstract

Figure 2024001710000001
【課題】システム導入が容易であるとともに無用な消費電力の増加を招かずにユーザの快適性の低下を抑制する。
【解決手段】サーバ2は、人感センサ5から人検知情報を取得する人検知情報取得部201と、換気装置3を制御する換気装置制御部202と、空調機4を制御する空調機制御部203とを備える。換気装置制御部202は、空調対象空間に人が入室したとき、換気装置3に第1空間から空調対象空間への空気の搬送を開始させ、その後、予め定めた搬送停止条件が成立すると換気装置3に搬送を停止させる。空調機制御部203は、搬送停止条件が成立すると空調機4を起動させる。
【選択図】図5

Description

本開示は、空調システム、制御装置及び空調制御方法に関する。
住宅、オフィスビル等の建物において、部屋を移動した際に空気温度に対する大きな不快感を覚えずに済むように各部屋間の空気温度の差が大きくならないようにしたいというユーザの要望がある。このような要望に応える空調システムとして、24時間連続で建物内全体を自動的に空調する、いわゆる全館空調システムが知られている。
例えば、特許文献1に記載の空調システムでは、一組の空調機(1台の室内機及び1台の室外機)によって空調された空気を室内機から空調対象となる各部屋へダクトを介して分配する。
特開2002-257399号公報
全館空調システムでは、特許文献1に記載の空調システムのように、建物内に配設したダクトを介して空調された空気を各部屋に搬送する構成を採用しているのが一般的である。このため、ダクトを配設する工事が必要となり、施工面及びコスト面から、このような空調システムを容易に導入できないという問題がある。また、ユーザが在室していない部屋の空調も行うため、無用に消費電力を増加させてしまうという懸念もある。
なお、上記の全館空調システムではなく、各部屋を専用の空調機で個別に常時空調することによって、各部屋間の空気温度の差が大きくならないようにすることは可能である。しかしながら、消費電力が増大し、電気代が嵩むという問題がある。
本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、システム導入が容易になるとともに無用な消費電力の増加を招かずにユーザの快適性の低下を抑制することが可能な空調システム、制御装置及び空調制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示に係る空調システムは、
制御装置と、
気流を生じさせることで空気を搬送する空気搬送手段と、
空調対象空間に居る人の存否を検知する人検知手段と、
前記空調対象空間の空調を行う空調機と、を備え、
前記制御装置は、
前記人検知手段から検知結果を取得する人検知結果取得手段と、
前記空気搬送手段を制御する空気搬送制御手段と、
前記空調機を制御する空調機制御手段と、を備え、
前記空気搬送制御手段は、前記空調対象空間に人が入室したとき、前記空気搬送手段に第1空間から前記空調対象空間への空気の搬送を開始させ、その後、予め定めた搬送停止条件が成立すると前記空気搬送手段に前記搬送を停止させ、
前記空調機制御手段は、前記搬送停止条件が成立すると前記空調機を起動させる。
本開示によれば、システム導入が容易になるとともに無用な消費電力の増加を招かずにユーザの快適性の低下を抑制することが可能となる。
実施の形態における空調システムの全体構成を示す図 実施の形態におけるサーバのハードウェア構成を示すブロック図 実施の形態における空調機のハードウェア構成を示す図 実施の形態における、換気装置、空調機及び人感センサの設置態様を示す図 実施の形態におけるサーバの機能構成を示すブロック図 実施の形態における通常制御時の各換気装置の動作について説明するための図 実施の形態における空気搬送制御時の各換気装置の動作について説明するための図 実施の形態における通常制御時の各換気装置の動作について説明するための図 実施の形態における入室時空調処理の手順を示すフローチャート 実施の形態における空調システムの効果を説明するための図 実施の形態における空調システムの効果を説明するための図
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本開示に係る空調システムは、住宅、オフィスビル、商業施設、公共施設等の様々な建物に適用され得るが、以下の実施の形態では、住宅に適用された場合を例にして説明する。
図1は、実施の形態における空調システム1の全体構成を示す図である。空調システム1は、本開示に係る空調システムの一例である。空調システム1は、一戸建て住宅又は集合住宅である住宅Hの空調を行うシステムであり、サーバ2と、複数の換気装置3と、複数の空調機4と、複数の人感センサ5と、ルータ6とを備える。
<サーバ2>
サーバ2は、本開示に係る制御装置の一例である。サーバ2は、換気装置3及び空調機4のメーカ、販売会社等によって設置され運用される、いわゆるクラウドサーバである。サーバ2は、各ユーザ宅(すなわち、住宅H)における各部屋の空気状態及び人の存否を監視し、監視結果に基づいて換気装置3及び空調機4を制御して空調対象となる部屋の空調を行う空調サービスを提供する。
図2に示すように、サーバ2は、ハードウェア構成として、通信インタフェース20と、CPU(Central Processing Unit)21と、ROM(Read Only Memory)22と、RAM(Random Access Memory)23と、補助記憶装置24とを備える。これらの構成部は、バス25を介して相互に接続される。通信インタフェース20は、インターネット等の広域ネットワークであるネットワークNを介して他の機器と通信するためのハードウェアであり、例えばEthernet(登録商標)に基づくインタフェースである。
CPU21は、サーバ2を統括的に制御する。CPU21によって実現されるサーバ2の機能の詳細については後述する。ROM22は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。RAM23は、CPU21の作業領域として使用される。
補助記憶装置24は、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、HDD(Hard Disk Drive)等で構成される。読み書き可能な不揮発性の半導体メモリは、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ等である。補助記憶装置24には、空調サービスを実現するためのプログラムである空調プログラムと、空調プログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。
サーバ2は、空調プログラム又は空調プログラムを更新するための更新プログラムを他のサーバからネットワークNを介した通信により取得することが可能である。また、これらのプログラムは、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、光磁気ディスク、USB(Universal Serial Bus)メモリ、HDD、SSD(Solid State Drive)、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することも可能である。サーバ2は、そのような記録媒体が自身に直接又は間接的に装着されると、当該記録媒体から空調プログラム又は更新プログラムを読み出して取り込むことも可能である。
<換気装置3>
換気装置3は、本開示に係る空気搬送手段の一例である。換気装置3は、住宅H内の換気を第3種換気方式で行う装置であり、何れも図示しないが、制御回路と、ファンと、モータと、モータ駆動回路と、シャッタとを備えるとともに、ルータ6を介してサーバ2と通信するための通信インタフェースを備える。なお、換気装置3は、ルータ6を介さずに直接的にサーバ2と通信するための長距離無線通信用の通信インタフェースを備える構成であってもよい。長距離無線通信用の通信インタフェースは、例えばLPWA(Low Power Wide Area)通信用の通信インタフェースである。また、換気装置3は、外付けの通信アダプタを介してサーバ2と通信するように構成されていてもよい。
換気装置3は、サーバ2からの制御指令に従った動作を行う。例えば、サーバ2から排気を示す制御指令を受けると、換気装置3は、ファンを回転させる。ファンが回転すると、当該換気装置3が設置されている部屋の空気が屋外に排出される。また、サーバ2から給気を示す制御指令を受けると、換気装置3は、ファンを停止させる。ファンが停止すると、自然給気によって屋外の空気(すなわち、外気)が当該部屋に流入する。
また、サーバ2から通気停止を示す制御指令を受けると、換気装置3は、ファンを停止させるとともに、シャッタを閉じる。これにより、通気口が閉鎖され、当該部屋から屋外への空気の排出、及び、当該部屋への外気の流入が停止する。
なお、ユーザは、各換気装置3の専用リモコン、あるいは、換気操作用のアプリケーションプログラムがインストールされた、スマートフォン、タブレット端末等の端末装置を操作することで、換気装置3に対して所望の動作を指示することが可能である。
<空調機4>
空調機4は、本開示に係る空調機の一例である。空調機4は、R32等のHFC(ハイドロフルオロカーボン)、CO等の自然冷媒を冷媒として用いたヒートポンプ式の空調機であり、いわゆるルームエアコンである。図3に示すように、空調機4は、室外に設置される室外機40と、室内に設置される室内機41とを備える。室外機40と室内機41は、冷媒を循環させるための冷媒配管42と、通信線43とを介して接続される。
室外機40は、制御基板400と、圧縮機401と、四方弁402と、室外熱交換器403と、膨張弁404と、室外ファン405とを備える。室内機41は、制御基板410と、室内熱交換器411と、室内ファン412と、温度センサ413とを備える。室外機40における、圧縮機401、四方弁402、室外熱交換器403及び膨張弁404と、室内機41における室内熱交換器411とは、冷媒配管42により環状に接続される。これにより、冷媒回路が構成される。
制御基板400は、何れも図示しないが、CPU、ROM、RAM、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリで構成される補助記憶装置、室内機41と通信線43を介して通信するための通信インタフェース等を備え、当該室外機40を統括的に制御する。
圧縮機401は、冷媒を圧縮する。詳細には、圧縮機401は、低温且つ低圧の冷媒を圧縮し、高圧且つ高温となった冷媒を四方弁402に吐出する。圧縮機401は、駆動周波数に応じて運転容量を変化させることができるインバータ回路を備える。圧縮機401は、図示しない通信線を介して制御基板400と通信可能に接続され、制御基板400からの指令に従って駆動周波数、すなわち、回転数を変更する。
四方弁402は、冷媒の循環方向を切り替えるための部品である。冷房運転時において、四方弁402の状態は、図4の実線で示すようになっている。これにより、圧縮機401、四方弁402、室外熱交換器403、膨張弁404及び室内熱交換器411の順序で冷媒が循環する。一方、暖房運転時において、四方弁402の状態は、図4の破線で示すようになっている。これにより、圧縮機401、四方弁402、室内熱交換器411、膨張弁404及び室外熱交換器403の順序で冷媒が循環する。
室外熱交換器403は、室外ファン405によって吸い込まれた外気と冷媒との熱交換を行う。室外熱交換器403は、冷房運転時においては凝縮器として機能し、暖房運転時にいては蒸発器として機能する。
膨張弁404は、室外熱交換器403と室内熱交換器411との間に設置されており、冷媒配管42を流れる冷媒を減圧して膨張させる。膨張弁404は、例えばLEV(Linear Expansion Valve;電子リニア膨張弁)である。膨張弁404は、図示しない通信線を介して制御基板400と通信可能に接続され、制御基板400からの指令に従って開度を変更して冷媒の圧力を調整する。
室外ファン405は、例えばプロペラファンであり、外気を吸い込むとともに、室外熱交換器403によって熱交換された空気を屋外に送り出す。室外ファン405は、図示しない通信線を介して制御基板400と通信可能に接続され、制御基板400からの指令に従って、回転数を変更する。
室内機41において、制御基板410は、何れも図示しないが、CPU、ROM、RAM、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリで構成される補助記憶装置、室外機40と通信線43を介して通信するための通信インタフェース、ルータ6を介してサーバ2と通信するための通信インターフェース等を備え、当該室内機41を統括的に制御する。なお、室内機41は、ルータ6を介さずに直接的にサーバ2と通信するための長距離無線通信用の通信インタフェースを備える構成であってもよい。長距離無線通信用の通信インタフェースは、例えばLPWA通信用の通信インタフェースである。また、室内機41は、外付けの通信アダプタを介してサーバ2と通信するように構成されていてもよい。
室内熱交換器411は、室内ファン412によって吸い込まれた室内の空気と室外機40からの冷媒との熱交換を行う。室内熱交換器411は、冷房運転時においては蒸発器として機能し、暖房運転時においては凝縮器として機能する。
室内ファン412は、例えばプロペラファンであり、室内の空気を吸い込むとともに、室内熱交換器411によって熱交換された空気を室内に送り出す。室内ファン412は、図示しない通信線を介して制御基板410と通信可能に接続され、制御基板410からの指令に従って、回転数を変更する。
温度センサ413は、室内ファン412によって吸い込まれた空気の温度を計測する。温度センサ413は、図示しない通信線を介して制御基板410と通信可能に接続され、計測した空気温度を示す信号を制御基板410に出力する。
以上のように構成された空調機4は、サーバ2からの制御指令に従った動作を行う。例えば、サーバ2から冷房運転を示す制御指令を受けると、空調機4は冷房運転を開始する。また、サーバ2から暖房運転を示す制御指令を受けると、空調機4は暖房運転を開始する。また、サーバ2から運転停止を示す制御指令を受けると、空調機4は実行中の冷房運転又は暖房運転を停止する。また、各空調機4は、周期的に計測した空気温度を示す温度情報をサーバ2に送信する。
なお、ユーザは、各空調機4の専用リモコン、あるいは、空調操作用のアプリケーションプログラムがインストールされた、スマートフォン、タブレット端末等の端末装置を操作することで、空調機4に対して所望の動作を指示することが可能である。
<人感センサ5>
人感センサ5は、本開示に係る人検知手段の一例である。人感センサ5は、住宅Hの各部屋に設置され、赤外線、可視光、超音波、電波等により人の存否を検知するセンサである。人感センサ5は、ルータ6を介してサーバ2と通信するための通信インタフェースを備え、周期的に検知結果を示す人検知情報をサーバ2に送信する。なお、人感センサ5は、ルータ6を介さずに直接的にサーバ2と通信するための長距離無線通信用の通信インタフェースを備える構成であってもよい。長距離無線通信用の通信インタフェースは、例えばLPWA通信用の通信インタフェースである。
<ルータ6>
ルータ6は、例えば、Wi-Fi(登録商標)等の無線LAN(Local Area Network)ルータであり、住宅Hの適切な場所に設置される。
<換気装置3、空調機4及び人感センサ5の設置態様>
図4に示すように、換気装置3は、住宅Hにおける、部屋A~C、廊下及び浴室に設置されている。詳細には、部屋A~Cのそれぞれに換気装置3a~3cが設置され、廊下及び浴室のそれぞれに換気装置3d及び3eが設置されている。また、空調機4は、部屋A~Cに設置されている。詳細には、部屋Aには、室外機40aと室内機41aで構成される空調機4aの室内機41aが設置され、部屋Bには、室外機40bと室内機41bで構成される空調機4bの室内機41bが設置され、部屋Cには、室外機40cと室内機41cで構成される空調機4cの室内機41cが設置されている。また、人感センサ5は、部屋A~Cに設置されている。詳細には、部屋A~Cのそれぞれに人感センサ5a~5cが設置されている。
<サーバ2の機能構成>
図5は、サーバ2の機能構成を示すブロック図である。図2に示すように、サーバ2は、温度情報取得部200と、人検知情報取得部201と、換気装置制御部202と、空調機制御部203とを備える。これらの機能部は、CPU21が補助記憶装置24に記憶されている上述した空調プログラムを実行することで実現される。
温度情報取得部200は、各空調機4から周期的に上述した温度情報を取得する。具体的には、温度情報取得部200は、各空調機4に対して周期的(例えば1秒毎)に温度情報を要求する。かかる要求を受けると、各空調機4は、自身の機器IDと、現在時刻と、計測した空気温度の値とを含む温度情報をサーバ2に送信する。機器ID(identifier)は、各機器(すなわち、各換気装置3、各空調機4、各人感センサ5)を一意に識別するための情報である。機器IDは、例えば、当該機器のシリアル番号(製造番号、シリアルコードともいう。)である。なお、各空調機4は、自発的に温度情報をサーバ2に送信してもよい。
温度情報取得部200は、各空調機4から送られてくる温度情報を受信して取得する。温度情報取得部200は、取得した温度情報に含まれる機器IDを使用して物件情報記憶部240に記憶されている当該住宅Hに対応する物件情報を参照し、当該空調機4の室内機41が設置されている部屋の部屋IDを取得する。部屋IDは、ユーザ宅毎に各部屋を識別可能に割り振られたIDである。
物件情報記憶部240は、補助記憶装置24によって提供されるメモリ領域である。物件情報記憶部240には、各ユーザ宅の物件情報が記憶されている。物件情報には、部屋と当該部屋に設置されている機器(換気装置3、空調機4、人感センサ5)との対応関係を示す部屋・機器対応情報が含まれる。具体的には、部屋・機器対応情報は、部屋IDと各機器の機器IDとを紐付けた情報である。さらに、物件情報には、当該ユーザ宅(すなわち、住宅H)の間取りを示す間取り情報が含まれる。
温度情報取得部200は、取得した部屋IDと当該温度情報に含まれる空気温度の値とを含む室温情報を生成し、生成した室温情報を時系列で分別して室温情報記憶部241に保存する。室温情報記憶部241は、補助記憶装置24によって提供されるメモリ領域である。室温情報記憶部241には、ユーザ宅毎に各部屋の室温情報の履歴が記憶される。
人検知情報取得部201は、本開示に係る人検知結果取得手段の一例である。人検知情報取得部201は、各人感センサ5から周期的に上述した人検知情報を取得する。具体的には、人検知情報取得部201は、各人感センサ5に対して周期的(例えば1秒毎)に人検知情報を要求する。かかる要求を受けると、各人感センサ5は、自身の機器IDと、現在時刻と、検知結果とを含む人検知情報をサーバ2に送信する。なお、各人感センサ5は、自発的に人検知情報をサーバ2に送信してもよい。
人検知情報取得部201は、各人感センサ5から送られてくる人検知情報を受信して取得する。人検知情報取得部201は、取得した人検知情報に含まれる機器IDを使用して物件情報記憶部240に記憶されている当該住宅Hに対応する物件情報を参照し、当該人感センサ5が設置されている部屋の部屋IDを取得する。人検知情報取得部201は、取得した部屋IDと当該人検知情報に含まれる検知結果とに基づいて、在室情報記憶部242に記憶されている当該部屋に対応する在室情報を更新する。在室情報記憶部242は、補助記憶装置24によって提供されるメモリ領域である。在室情報記憶部242には、ユーザ宅毎に各部屋の人の存否を示す在室情報が記憶される。
換気装置制御部202は、本開示に係る空気搬送制御手段の一例である。換気装置制御部202は、各住宅Hの各換気装置3を制御する。詳細には、通常制御時において、換気装置制御部202は、図6に示すように、浴室の換気装置3eのみに排気させ、他の換気装置3、すなわち、部屋A~Cの換気装置3a~3c及び廊下の換気装置3dに給気させる。
また、換気装置制御部202は、無人だった部屋にユーザが入室すると、通常制御とは異なる空気搬送制御を実行する。空気搬送制御では、ユーザが入室した当該部屋を空調対象空間として、他の部屋から当該空調対象空間に空気が搬送されるように各換気装置3を制御する。当該他の部屋を以下「搬送元空間」という。搬送元空間は、本開示に係る第1空間の一例である。搬送元空間は、当該住宅Hの間取り上、気流により空調対象空間への空気搬送が可能であり、且つ、現在の室温が、空調対象空間の現在の室温に比べ、冷房期では低く、暖房期では高いことが要件になる。該当する搬送元空間が存在しない場合、換気装置制御部202は、空気搬送制御を実施しない。なお、搬送元空間の候補となる部屋が複数存在する場合、換気装置制御部202は、当該複数の部屋のうち、冷房期では室温が最も低い部屋を、暖房期では室温が最も高い部屋を搬送元空間として決定する。
空気搬送制御を具体的に説明すると、例えば、図6において、部屋Aから部屋Bにユーザが移動した場合であって、部屋Cを搬送元空間に決定した場合、換気装置制御部202は、図7に示すように、部屋Aの換気装置3a、廊下の換気装置3d及び浴室の換気装置3eに対して通気停止を指令する。また、部屋Bの換気装置3bに対して排気を指令する。これにより、部屋Bの空気圧が部屋A、部屋C、廊下及び浴室のいずれの空間より低くなり、部屋Cから部屋Bに向かう気流が発生し、部屋Cの空気がドアのアンダーカット、通気口、隙間等を経て部屋Bに流入する。
空気搬送の開始後、予め定めた搬送停止条件が成立すると、換気装置制御部202は、空気搬送を停止し、通常制御を実施する。すなわち、図8に示すように、換気装置制御部202は、浴室の換気装置3eのみに排気させ、他の換気装置3、すなわち、部屋A~Cの換気装置3a~3c及び廊下の換気装置3dに給気させる。
搬送停止条件は、例えば、下記の条件のうちの少なくともいずれか1つが成立した場合に成立する。
・空調対象空間の室温の変化速度が予め定めた値以下
・空調対象空間の室温と設定温度との温度差が予め定めた値以下
・空調対象空間の室温と搬送元空間の室温との温度差が予め定めた値以下
・空調対象空間の室温が予め定めた温度に到達
・空気搬送の開始後、予め定めた時間が経過
・空調対象空間へ搬送された空気量(空調対象空間の換気装置3の排気時の風量(m/h)と空気搬送が開始されてからの経過時間の積算値)が予め定めた値に到達
空調機制御部203は、本開示に係る空調機制御手段の一例である。空調機制御部203は、ユーザが在室中の部屋の室温が設定温度に維持されるように当該部屋に対応する空調機4を制御する。また、無人の部屋にユーザが入室後、上記の搬送停止条件が成立すると、当該部屋に対応する空調機4を起動させる(すなわち、冷房運転又は暖房運転を開始させる)。例えば、図8に示す例では、空調機制御部203は、空調機4bに対して空調運転を示す制御指令を送信し、空調運転を開始させる。
また、空調機制御部203は、一定時間以上、在室者が居ない部屋の空調を停止する。すなわち、空調機制御部203は、一定時間以上、在室者が居ない部屋に対応する空調機4に対して運転停止を示す制御指令を送信し、当該部屋の空調を停止させる。
<入室時空調処理>
図9は、サーバ2によって実行される入室時空調処理の手順を示すフローチャートである。サーバ2は、住宅Hのいずれかの無人の部屋に人が入室した場合、以下の入室時空調処理を実行する。
(ステップS100)
サーバ2は、人が入室した当該部屋(すなわち、空調対象空間)への空気の搬送元となる搬送元空間を決定する。上述したように、サーバ2は、空調対象空間への空気搬送が可能であり、且つ、現在の室温が、空調対象空間の現在の室温に比べ、冷房期では低く、暖房期では高い部屋を搬送元空間に決定する。また、搬送元空間の候補となる部屋が複数存在する場合、サーバ2は、当該複数の部屋のうち、冷房期では室温が最も低い部屋を、暖房期では室温が最も高い部屋を搬送元空間として決定する。その後、サーバ2の処理は、ステップS101に遷移する。
(ステップS101)
サーバ2は、ステップS100において搬送元空間が決定できたか否か、すなわち、搬送元空間があるか否かを判定する。搬送元空間が存在しない場合(ステップS101;NO)、サーバ2は、入室時空調処理を終了する。一方、搬送元空間がある場合(ステップS101;YES)、サーバ2の処理は、ステップS102に遷移する。
(ステップS102)
サーバ2は、空気搬送を開始する。すなわち、サーバ2は、搬送元空間から空調対象空間へ空気が搬送されるように、当該住宅Hの各換気装置3を制御する。その後、サーバ2の処理は、ステップS103に遷移する。
(ステップS103)
サーバ2は、搬送停止条件が成立したか否かを判定する。搬送停止条件が成立した場合(ステップS103;YES)、サーバ2の処理は、ステップS104に遷移する。一方、搬送停止条件が成立していない場合(ステップS103;NO)、サーバ2は、引き続き、ステップS103の処理を行う。
(ステップS104)
サーバ2は、空気搬送を停止する。すなわち、サーバ2は、各換気装置3に対して通常制御を実施する。具体的には、浴室の換気装置3eに排気を指令し、他の換気装置3、すなわち、部屋A~Cの換気装置3a~3c及び廊下の換気装置3dに給気を指令する(図8参照)。その後、サーバ2の処理は、ステップS105に遷移する。
(ステップS105)
サーバ2は、当該空調対象空間に対応する空調機4を起動させる。その後、サーバ2は、入室時空調処理を終了する。
なお、空気搬送を停止するタイミングと、空調機4を起動するタイミングに前後関係はなく、空調機4の起動後に、空気搬送を停止してもよい。
以上説明したように、本実施の形態における空調システム1では、無人の部屋にユーザが入室すると、直ちに当該部屋に対応する空調機4による空調を開始するのではなく、先ず、他の部屋からの空気搬送を実施する。そして、その後、搬送停止条件が成立すると、空気搬送を停止し、当該空調機4による空調を開始する。これにより、無用な消費電力の増加を招かずにユーザの快適性の低下を抑制することが可能となる。以下、かかる効果について、図10,11を参照して具体的に説明する。
図10は、暖房期において、本実施の形態のサーバ2による空気搬送制御を実施した場合と、空気搬送制御を実施していない場合の消費電力の推移を示し、図11は、暖房期において、空気搬送制御を実施した場合と、空気搬送制御を実施していない場合の室温の推移を示している。図10において、空気搬送制御を実施していない場合、すなわち、空調機4の運転のみで空調を行った場合は、当該空調機4の消費電力のみが発生し、一方、空気搬送制御を実施した場合は、先ず当該空調対象空間の換気装置3の消費電力が発生し、その後、当該空調機4の消費電力が発生することが示されている。
また、空気搬送制御を実施していない場合における空調機4の起動時の消費電力は、空気搬送制御を実施した場合における空調機4の起動時の消費電力より大きいことが示されている。これは、空調機4の起動時の室温と設定温度の差が大きければ大きい程、空調機4の室外機40は、空調能力が大きく発揮されるように圧縮機401を高速で回転させるためである。空気搬送制御を実施した場合、搬送停止条件が成立するまでは、換気装置3の排気運転によってほぼ一定の消費電力が発生するが、かかる消費電力は、空調機4の消費電力に比べ小さいため、経過時間と消費電力の積算値である消費電力量を比較すると、空気搬送制御を実施した場合の方が小さくなるという効果を奏する。
また、図11において、空気搬送制御を実施していない場合、すなわち、空調機4の運転のみで空調を行った場合には、空調機4が空調能力を発揮するまで室温はほぼ一定で推移し、空調能力が発揮された後、徐々に上昇しながら設定温度に近づくことが示されている。また、この場合、空調機4の起動時の圧縮機401の駆動周波数が大きいため、室温がオーバーフローすることもある。一方、空気搬送制御を実施した場合には、室温は空気の搬送開始と同時に徐々に上昇する。すなわち、空気搬送制御を実施していない場合には、室温の上昇に時間がかかるのに対して、空気搬送制御を実施した場合には、即時的に室温が上昇することが示されている。
このため、本実施の形態における空調システム1は、ユーザの入室時における快適性の低下を抑制できるという効果を奏する。また、空調機4の起動時における圧縮機401の駆動周波数を抑制できるため、室温のオーバーフローもし難いという効果も奏する。
以上の効果は、冷房期において空気搬送制御を実施した場合も同様に奏する。
さらに、本実施の形態の空調システム1では、換気装置3の動作を制御することによって生じる気流によって空気の搬送を行うため、空気を搬送するためのダクトを配設する必要はなく、システム導入が容易であるというメリットを有する。
(変形例1)
搬送元空間の候補となる部屋が複数存在する場合、換気装置制御部202は、これらの部屋うち、空調対象空間に最も近い部屋を搬送元空間に決定してもよいし、最も床面積が大きい又は容積が大きい部屋を搬送元空間に決定してもよい。
(変形例2)
各換気装置3あるいは各空調機4が、赤外線センサ等の人の存否を検知できるセンサを備えている場合には、各部屋に人感センサ5を設置することなく、各換気装置3あるいは各空調機4が備える当該センサによって各部屋の人の存否を検知する構成にしてもよい。この場合、当該センサが本開示に係る人検知手段の一例となる。
(変形例3)
上記の実施の形態では、サーバ2は、空調機4の室内機41が備える温度センサ413によって計測された空気温度を当該室内機41が設置された部屋の室温として空調制御に使用していたが、住宅Hの各部屋に別個に設置された温度計測装置によって計測された空気温度を各部屋の室温として空調制御に使用してもよい。
(変形例4)
いずれかの部屋間にエアパスファンが設置されている場合において、当該部屋間で空気搬送の必要が生じた場合、サーバ2は、当該エアパスファンにより空気搬送が行われるように当該エアパスファンを制御してもよい。この場合、当該エアパスファンは、本開示に係る空気搬送手段の一例となる。なお、エアパスファンによる空気搬送の効果を高めるため、当該部屋間に通気口が設けられていることが好ましい。また、エアパスファンにより空気搬送を行う場合、サーバ2は、空調対象空間へ搬送された空気量を、当該エアパスファンの風量(m/h)と空気搬送が開始されてからの経過時間との積算により算出する。
(変形例5)
サーバ2に替えて、住宅Hに設置されるとともに、サーバ2と同様の機能(図5参照)を備える宅内コントローラによって当該住宅Hの空調制御が行われるようにしてもよい。この場合、当該宅内コントローラは、本開示に係る制御装置の一例となる。
(変形例6)
サーバ2に替えて、住宅Hに設置される、いずれかの換気装置3の制御回路が、サーバ2と同様の機能(図5参照)を備え、当該換気装置3の制御回路によって当該住宅Hの空調制御が行われるようにしてもよい。この場合、当該換気装置3の制御回路は、本開示に係る制御装置の一例となる。あるいは、サーバ2に替えて、住宅Hに設置される、いずれかの空調機4の制御基板400又は制御基板410が、サーバ2と同様の機能(図5参照)を備え、当該制御基板400又は制御基板410によって当該住宅Hの空調制御が行われるようにしてもよい。この場合、当該制御基板400又は制御基板410は、本開示に係る制御装置の一例となる。
(変形例7)
サーバ2が、複数のサーバで構成されるようにしてもよい。
(変形例8)
空調機4が、いわゆるハウジングエアコンであってもよい。例えば、空調機4が、1台の室外機40と複数台の室内機41とにより構成され、各部屋に当該各室内機41が設置されるようにしてもよい。この場合、当該各室内機41が、本開示に係る空調機の一例となる。
(変形例9)
サーバ2の機能部(図5参照)の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。専用のハードウェアとは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)又はこれらの組合せである。
上記の各変形例に係る技術思想は、それぞれ単独で実現されてもよいし、適宜組み合わされて実現されてもよい。
本開示は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能である。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
本開示の諸態様を以下に付記する。
(付記1)
制御装置と、
気流を生じさせることで空気を搬送する空気搬送手段と、
空調対象空間に居る人の存否を検知する人検知手段と、
前記空調対象空間の空調を行う空調機と、を備え、
前記制御装置は、
前記人検知手段から検知結果を取得する人検知結果取得手段と、
前記空気搬送手段を制御する空気搬送制御手段と、
前記空調機を制御する空調機制御手段と、を備え、
前記空気搬送制御手段は、前記空調対象空間に人が入室したとき、前記空気搬送手段に第1空間から前記空調対象空間への空気の搬送を開始させ、その後、予め定めた搬送停止条件が成立すると前記空気搬送手段に前記搬送を停止させ、
前記空調機制御手段は、前記搬送停止条件が成立すると前記空調機を起動させる、空調システム。
(付記2)
前記空気搬送手段には、少なくとも前記空調対象空間の空気を屋外に排気する換気装置が含まれる、付記1に記載の空調システム。
(付記3)
前記空気搬送手段には、少なくとも前記第1空間と前記空調対象空間との間に設置されるエアパスファンが含まれる、付記1又は2に記載の空調システム。
(付記4)
前記搬送停止条件は、前記空調対象空間の室温の変化速度が予め定めた値以下となった場合に成立する、付記1から3のいずれか1つに記載の空調システム。
(付記5)
前記搬送停止条件は、前記空調対象空間の室温と前記空調対象空間に対応する設定温度との温度差が予め定めた値以下となった場合に成立する、付記1から3のいずれか1つに記載の空調システム。
(付記6)
前記搬送停止条件は、前記空調対象空間の室温と前記第1空間の室温との温度差が予め定めた値以下となった場合に成立する、付記1から3のいずれか1つに記載の空調システム。
(付記7)
前記搬送停止条件は、前記空調対象空間の室温が予め定めた温度に到達した場合に成立する、付記1から3のいずれか1つに記載の空調システム。
(付記8)
前記搬送停止条件は、前記空気搬送手段による空気の搬送が開始されてから予め定めた時間が経過した場合に成立する、付記1から3のいずれか1つに記載の空調システム。
(付記9)
前記搬送停止条件は、前記空調対象空間へ搬送された空気量が予め定めた値に到達した場合に成立する、付記1から3のいずれか1つに記載の空調システム。
(付記10)
前記空気搬送手段による空気の搬送前において、前記第1空間の室温は、前記空調対象空間の室温より、冷房期では低く、暖房期では高い、付記1から9のいずれか1つに記載の空調システム。
(付記11)
前記第1空間の候補となる空間が複数存在する場合、前記空気搬送制御手段は、前記複数の空間のうち、冷房期では室温が最も低い空間を、暖房期では室温が最も高い空間を前記第1空間に決定する、付記10に記載の空調システム。
(付記12)
前記第1空間の候補となる空間が複数存在する場合、前記空気搬送制御手段は、前記複数の空間のうち、前記空調対象空間に最も近い空間を前記第1空間に決定する、付記10に記載の空調システム。
(付記13)
前記第1空間の候補となる空間が複数存在する場合、前記空気搬送制御手段は、前記複数の空間のうち、床面積が最も大きい空間を前記第1空間に決定する、付記10に記載の空調システム。
(付記14)
前記第1空間の候補となる空間が複数存在する場合、前記空気搬送制御手段は、前記複数の空間のうち、容積が最も大きい空間を前記第1空間に決定する、付記10に記載の空調システム。
(付記15)
空調対象空間に居る人の存否を検知する人検知手段から検知結果を取得する人検知結果取得手段と、
気流を生じさせることで空気を搬送する空気搬送手段を制御する空気搬送制御手段と、
前記空調対象空間の空調を行う空調機を制御する空調機制御手段と、を備え、
前記空気搬送制御手段は、前記空調対象空間に人が入室したとき、前記空気搬送手段に第1空間から前記空調対象空間への空気の搬送を開始させ、その後、予め定めた搬送停止条件が成立すると前記空気搬送手段に前記搬送を停止させ、
前記空調機制御手段は、前記搬送停止条件が成立すると前記空調機を起動させる、制御装置。
(付記16)
人検知結果取得手段が、空調対象空間に居る人の存否を検知する人検知手段から検知結果を取得し、
空気搬送制御手段が、前記空調対象空間に人が入室したとき、気流を生じさせることで空気を搬送する空気搬送手段に第1空間から前記空調対象空間への空気の搬送を開始させ、その後、予め定めた搬送停止条件が成立すると前記空気搬送手段に前記搬送を停止させ、
空調機制御手段が、前記搬送停止条件が成立すると前記空調対象空間の空調を行う空調機を起動させる、空調制御方法。
1 空調システム、2 サーバ、3,3a~3e 換気装置、4,4a~4c 空調機、5,5a~5e 人感センサ、6 ルータ、20 通信インタフェース、21 CPU、22 ROM、23 RAM、24 補助記憶装置、25 バス、40,40a~40c 室外機、41,41a~41c 室内機、42 冷媒配管、43 通信線、200 温度情報取得部、201 人検知情報取得部、202 換気装置制御部、203 空調機制御部、240 物件情報記憶部、241 室温情報記憶部、242 在室情報記憶部、400,410 制御基板、401 圧縮機、402 四方弁、403 室外熱交換器、404 膨張弁、405 室外ファン、411 室内熱交換器、412 室内ファン、413 温度センサ

Claims (16)

  1. 制御装置と、
    気流を生じさせることで空気を搬送する空気搬送手段と、
    空調対象空間に居る人の存否を検知する人検知手段と、
    前記空調対象空間の空調を行う空調機と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記人検知手段から検知結果を取得する人検知結果取得手段と、
    前記空気搬送手段を制御する空気搬送制御手段と、
    前記空調機を制御する空調機制御手段と、を備え、
    前記空気搬送制御手段は、前記空調対象空間に人が入室したとき、前記空気搬送手段に第1空間から前記空調対象空間への空気の搬送を開始させ、その後、予め定めた搬送停止条件が成立すると前記空気搬送手段に前記搬送を停止させ、
    前記空調機制御手段は、前記搬送停止条件が成立すると前記空調機を起動させる、空調システム。
  2. 前記空気搬送手段には、少なくとも前記空調対象空間の空気を屋外に排気する換気装置が含まれる、請求項1に記載の空調システム。
  3. 前記空気搬送手段には、少なくとも前記第1空間と前記空調対象空間との間に設置されるエアパスファンが含まれる、請求項1又は2に記載の空調システム。
  4. 前記搬送停止条件は、前記空調対象空間の室温の変化速度が予め定めた値以下となった場合に成立する、請求項1又は2に記載の空調システム。
  5. 前記搬送停止条件は、前記空調対象空間の室温と前記空調対象空間に対応する設定温度との温度差が予め定めた値以下となった場合に成立する、請求項1又は2に記載の空調システム。
  6. 前記搬送停止条件は、前記空調対象空間の室温と前記第1空間の室温との温度差が予め定めた値以下となった場合に成立する、請求項1又は2に記載の空調システム。
  7. 前記搬送停止条件は、前記空調対象空間の室温が予め定めた温度に到達した場合に成立する、請求項1又は2に記載の空調システム。
  8. 前記搬送停止条件は、前記空気搬送手段による空気の搬送が開始されてから予め定めた時間が経過した場合に成立する、請求項1又は2に記載の空調システム。
  9. 前記搬送停止条件は、前記空調対象空間へ搬送された空気量が予め定めた値に到達した場合に成立する、請求項1又は2に記載の空調システム。
  10. 前記空気搬送手段による空気の搬送前において、前記第1空間の室温は、前記空調対象空間の室温より、冷房期では低く、暖房期では高い、請求項1又は2に記載の空調システム。
  11. 前記第1空間の候補となる空間が複数存在する場合、前記空気搬送制御手段は、前記複数の空間のうち、冷房期では室温が最も低い空間を、暖房期では室温が最も高い空間を前記第1空間に決定する、請求項10に記載の空調システム。
  12. 前記第1空間の候補となる空間が複数存在する場合、前記空気搬送制御手段は、前記複数の空間のうち、前記空調対象空間に最も近い空間を前記第1空間に決定する、請求項10に記載の空調システム。
  13. 前記第1空間の候補となる空間が複数存在する場合、前記空気搬送制御手段は、前記複数の空間のうち、床面積が最も大きい空間を前記第1空間に決定する、請求項10に記載の空調システム。
  14. 前記第1空間の候補となる空間が複数存在する場合、前記空気搬送制御手段は、前記複数の空間のうち、容積が最も大きい空間を前記第1空間に決定する、請求項10に記載の空調システム。
  15. 空調対象空間に居る人の存否を検知する人検知手段から検知結果を取得する人検知結果取得手段と、
    気流を生じさせることで空気を搬送する空気搬送手段を制御する空気搬送制御手段と、
    前記空調対象空間の空調を行う空調機を制御する空調機制御手段と、を備え、
    前記空気搬送制御手段は、前記空調対象空間に人が入室したとき、前記空気搬送手段に第1空間から前記空調対象空間への空気の搬送を開始させ、その後、予め定めた搬送停止条件が成立すると前記空気搬送手段に前記搬送を停止させ、
    前記空調機制御手段は、前記搬送停止条件が成立すると前記空調機を起動させる、制御装置。
  16. 人検知結果取得手段が、空調対象空間に居る人の存否を検知する人検知手段から検知結果を取得し、
    空気搬送制御手段が、前記空調対象空間に人が入室したとき、気流を生じさせることで空気を搬送する空気搬送手段に第1空間から前記空調対象空間への空気の搬送を開始させ、その後、予め定めた搬送停止条件が成立すると前記空気搬送手段に前記搬送を停止させ、
    空調機制御手段が、前記搬送停止条件が成立すると前記空調対象空間の空調を行う空調機を起動させる、空調制御方法。
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