JP2024050146A - 制御装置、暖房システム、及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る併用暖房システム10について説明する。図1は、本実施形態に係る併用暖房システム10の一例を示す概略図である。
図1に示される空調装置13は、加温した空気(すなわち温風)を居室104へ放出して居室104を暖房する装置である。空調装置13は、具体的には、図1に示されるように、室内機30と、室外機32と、循環管34と、熱交換器36と、ファン38と、ルーバー39と、室温センサ37と、制御部35と、を有している。
本実施形態では、室内機30は、居室104における側壁109の上部に取り付けられていたが、これに限られない。例えば、室内機30は、居室104の天井108に取り付けられていてもよい。室内機30が天井108に取り付けられる空調装置13としては、いわゆる天井カセット形のエアコンを用いることが可能である。この場合でも、ルーバーにより、室内機30の風向を天井108に沿った方向とすることが可能である。
図1に示される床暖房装置12は、居室104に配置された床材102を加温すると共に、加温された床材102からの放射熱によって、居室104を暖房する装置である。床暖房装置12は、具体的には、図1に示されるように、加温部20と、室温センサ29と、制御部25と、を有している。
制御装置60は、床暖房装置12及び空調装置13を制御する装置である。具体的には、制御装置60は、コンピュータとしての機能を備え、図2に示されるように、プロセッサ61と、メモリ62と、ストレージ63と、入力部64と、通信部65と、を有している。
Tf=床温[℃](床材102の表面温度)
λ=床材102の熱伝導率[W/mK]
d=床材102の厚さ[m]
Th=加温部20の温水温度[℃]
h=床材102の表面熱伝達率[W/m2K]
Tr=室温[℃]
式(3) Q2=h(Tf-Tr)
次に、本実施形態に係る制御処理の一例について説明する。図7は、制御装置60によって実行される制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
本実施形態では、プロセッサ61は、床暖房装置12と空調装置13との併用運転を行う併用運転指示を取得した場合に、予め定められた第一併用運転条件にて運転させる運転制御を床暖房装置12に対して行い、居室104の居住域における気流が0.2m/s未満の風速となる第二併用運転条件にて運転させる運転制御を空調装置13に対して行う。
本実施形態に係る構成における省エネルギー及びユーザの快適性の効果に付いて評価を行った。
空調装置13において、設定温度を19℃とすると共に、ルーバー39を最上位置とし、ファン38の風量を最も弱い1段階目に設定した。なお、ルーバー39の最上位置では、室内機30の風向が居室104の天井108に沿った方向であって、室内機30の風向が最も上方側を向く方向となる。また、床暖房装置12では、加温部20において、40℃の温水を6分間隔で14分間、循環させるサイクルを実施した。
空調装置13において、設定温度を22℃とすると共に、ルーバー39を最上位置とし、ファン38の風量を最も弱い1段階目に設定した。なお、ルーバー39の最上位置では、室内機30の風向が居室104の天井108に沿った方向であって、室内機30の風向が最も上方側を向く方向となる。また、床暖房装置12では、加温部20において、40℃の温水を11.5分間隔で8.5分間、循環させるサイクルを実施した。
床暖房装置12において、設定温度を21℃とし、単独運転を行った。
実施例1、2、及び比較例において、運転開始から、室温及び床表面温度が快適温度範囲63Sに到達するまでの到達時間と、運転開始から、室温及び床表面温度が快適温度範囲63Sに到達するまでの積算消費エネルギーと、を求めた。
比較例では、図8に示されるように、運転開始から室温及び床表面温度が快適温度範囲63Sに到達するまでの到達時間は、約79分であった。これに対して、実施例1では、図9に示されるように、当該到達時間は、約23分であった。また、実施例2では、図10に示されるように、当該到達時間は、約20分であった。
本実施形態では、居室104の居住域における気流が0.2m/s未満の風速となる第二併用運転条件として、室内機30の風向を居室104の天井108に沿った方向とする第二併用運転条件を用いたが、これに限られない。例えば、居室104の居住域における気流が0.2m/s未満の風速となる第二併用運転条件として、室内機30の風量を弱風とする第二併用運転条件であってもよい。この条件では、室内機30の風向は、不問である。すなわち、本条件では、例えば、室内機30の風向が、下方を向く方向(例えば、ルーバー39を最下位置とする)場合や、室内機30の風向が自動調整となっている場合であってもよい。
運転制御部61Bは、併用運転指示を取得した場合に、室温及び床表面温度が、快適温度範囲63S(図5参照)に到達し、到達後に快適温度範囲63S内で維持される第一併用運転条件及び第二併用運転条件の各々にて運転させる運転制御を、床暖房装置12及び空調装置13の各々に対して行っていたが、これに限られない。
風速0.3m/sにおいて、シフト幅1.3℃
風速0.4m/sにおいて、シフト幅1.7℃
風速0.5m/sにおいて、シフト幅2.0℃
風速0.6m/sにおいて、シフト幅2.3℃
風速0.7m/sにおいて、シフト幅2.5℃
本実施形態では、加温部20は、循環管26で循環する温水の加熱温度及び流量を変更することで、床材102の加温熱量を調整可能とされていたが、これに限られない。例えば、加温部20は、循環管26で循環する温水の加熱温度及び流量の一方を変更することで、床材102の加温熱量を調整する構成であってもよいし、温水の加熱温度及び流量に加えて又は替えて、その他の条件によって、床材102の加温熱量を調整する構成であってもよい。
[態様1]
居室の上部から温風を吹き出し可能な空調装置と、床暖房装置との併用運転を行う併用運転指示を取得する取得部と、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、予め定められた第一併用運転条件にて運転させる運転制御を前記床暖房装置に対して行い、前記居室の居住域における気流が0.2m/s未満の風速となる第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う運転制御部と、
を備える制御装置。
前記空調装置は、前記居室の上部に取り付けられた室内機を有し、
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記室内機の風向を前記居室の天井に沿った方向とする前記第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
態様1に記載の制御装置。
なお、態様2は、態様1を引用しない以下の制御装置であってもよい。
居室の上部に取り付けられた室内機を有する空調装置と、床暖房装置との併用運転を行う併用運転指示を取得する取得部と、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、予め定められた第一併用運転条件にて運転させる運転制御を前記床暖房装置に対して行い、前記室内機の風向を前記居室の天井に沿った方向とする第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う運転制御部と、
を備える制御装置。
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記第二併用運転条件による運転の開始から前記室内機の風向を前記居室の天井に沿った方向とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
態様2に記載の制御装置。
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記第二併用運転条件による運転の終了まで前記室内機の風向を前記居室の天井に沿った方向とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
態様2又は態様3に記載の制御装置。
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記室内機の風向を、前記居室の天井に沿った方向として、風向の調整可能な範囲において最も上方側を向く方向とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
態様2~4のいずれか1つに記載の制御装置。
前記室内機は、風量の強弱を調整可能であり、
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記室内機の風量を弱風とする前記第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
態様1~5のいずれか1つに記載の制御装置。
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記第二併用運転条件による運転の開始から前記室内機の風量を弱風とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
態様6に記載の制御装置。
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記第二併用運転条件による運転の終了まで前記室内機の風量を弱風とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
態様6又は態様7に記載の制御装置。
前記室内機は、風量を3段階以上に調整可能であり、
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記室内機の風量を、当該風量が最も弱い1段階目、又は、当該風量が2番目に弱い2段階目とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
態様6~8のいずれか1つに記載の制御装置。
前記運転制御部は、
室温及び床表面温度について予め設定された設定温度範囲を快適温度範囲とし、
前記取得部が、前記居室における居住域での風速が予め定められた速度以上となる運転条件による前記併用運転指示を取得した場合に、
室温が前記設定温度範囲よりも高くなるように前記快適温度範囲をシフトさせ、
室温及び床表面温度が、当該快適温度範囲に到達し、到達後に当該快適温度範囲内で維持される前記第一併用運転条件及び前記第二併用運転条件の各々にて運転させる運転制御を、前記床暖房装置及び前記空調装置の各々に対して行う
態様1~9のいずれか1つに記載の制御装置。
前記運転制御部は、
前記取得部が、前記居室における居住域での風速が予め定められた速度未満となる運転条件による前記併用運転指示を取得した場合に、
前記快適温度範囲のシフトを行わず、
室温及び床表面温度が、前記併用運転の専用の快適温度範囲に到達し、到達後に当該快適温度範囲内で維持される前記第一併用運転条件及び前記第二併用運転条件の各々にて運転させる運転制御を、前記床暖房装置及び前記空調装置の各々に対して行う
態様1~10のいずれか1つに記載の制御装置。
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、床表面温度が前記併用運転の専用の快適温度範囲内で維持されるように、前記空調装置の設定温度に基づき、前記床暖房装置が床材を加温する加温温度を設定し、当該加温温度による前記第一併用運転条件にて運転させる運転制御を、前記床暖房装置に対して行う
態様10又は態様11に記載の制御装置。
態様1~12のいずれか1つに記載の制御装置と、
前記制御装置によって運転制御が行われる床暖房装置及び空調装置の少なくとも一方と、
を備える暖房システム。
コンピュータに、
居室の上部から温風を吹き出し可能な空調装置と、床暖房装置との併用運転を行う併用運転指示を取得した場合に、予め定められた第一併用運転条件にて運転させる運転制御を前記床暖房装置に対して行い、前記居室の居住域における気流が0.2m/s未満の風速となる第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う処理
を実行させるための制御プログラム。
12 床暖房装置
13 空調装置
20 加温部
22 温水マット
24 加熱機
25 制御部
26 循環管
28 開閉弁
29 室温センサ
30 室内機
32 室外機
34 循環管
35 制御部
36 熱交換器
37 室温センサ
38 ファン
39 ルーバー
60 制御装置
61 プロセッサ
61A 取得部
61B 運転制御部
62 メモリ
63 ストレージ
63A 制御プログラム
63S 快適温度範囲
63T 従来の快適温度範囲
64 入力部
65 通信部
102 床材
104 居室
106 床面
108 天井
109 側壁
Claims (14)
- 居室の上部から温風を吹き出し可能な空調装置と、床暖房装置との併用運転を行う併用運転指示を取得する取得部と、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、予め定められた第一併用運転条件にて運転させる運転制御を前記床暖房装置に対して行い、前記居室の居住域における気流が0.2m/s未満の風速となる第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う運転制御部と、
を備える制御装置。 - 前記空調装置は、前記居室の上部に取り付けられた室内機を有し、
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記室内機の風向を前記居室の天井に沿った方向とする前記第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
請求項1に記載の制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記第二併用運転条件による運転の開始から前記室内機の風向を前記居室の天井に沿った方向とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
請求項2に記載の制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記第二併用運転条件による運転の終了まで前記室内機の風向を前記居室の天井に沿った方向とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
請求項3に記載の制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記室内機の風向を、前記居室の天井に沿った方向として、風向の調整可能な範囲において最も上方側を向く方向とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
請求項2に記載の制御装置。 - 前記室内機は、風量の強弱を調整可能であり、
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記室内機の風量を弱風とする前記第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
請求項2に記載の制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記第二併用運転条件による運転の開始から前記室内機の風量を弱風とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
請求項6に記載の制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記第二併用運転条件による運転の終了まで前記室内機の風量を弱風とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
請求項7に記載の制御装置。 - 前記室内機は、風量を3段階以上に調整可能であり、
前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、前記室内機の風量を、当該風量が最も弱い1段階目、又は、当該風量が2番目に弱い2段階目とする当該第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う
請求項6に記載の制御装置。 - 前記運転制御部は、
室温及び床表面温度について予め設定された設定温度範囲を快適温度範囲とし、
前記取得部が、前記居室における前記居住域での風速が予め定められた速度以上となる運転条件による前記併用運転指示を取得した場合に、
室温が前記設定温度範囲よりも高くなるように前記快適温度範囲をシフトさせ、
室温及び床表面温度が、当該快適温度範囲に到達し、到達後に当該快適温度範囲内で維持される前記第一併用運転条件及び前記第二併用運転条件の各々にて運転させる運転制御を、前記床暖房装置及び前記空調装置の各々に対して行う
請求項2に記載の制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記取得部が、前記居室における前記居住域での風速が予め定められた速度未満となる運転条件による前記併用運転指示を取得した場合に、
前記快適温度範囲のシフトを行わず、
室温及び床表面温度が、前記併用運転の専用の快適温度範囲に到達し、到達後に当該快適温度範囲内で維持される前記第一併用運転条件及び前記第二併用運転条件の各々にて運転させる運転制御を、前記床暖房装置及び前記空調装置の各々に対して行う
請求項10に記載の制御装置。 - 前記運転制御部は、
前記取得部が前記併用運転指示を取得した場合に、床表面温度が前記快適温度範囲内で維持されるように、前記空調装置の設定温度に基づき、前記床暖房装置が床材を加温する加温温度を設定し、当該加温温度による前記第一併用運転条件にて運転させる運転制御を、前記床暖房装置に対して行う
請求項10に記載の制御装置。 - 請求項1~12のいずれか1項に記載の制御装置と、
前記制御装置によって運転制御が行われる床暖房装置及び空調装置の少なくとも一方と、
を備える暖房システム。 - コンピュータに、
居室の上部から温風を吹き出し可能な空調装置と、床暖房装置との併用運転を行う併用運転指示を取得した場合に、予め定められた第一併用運転条件にて運転させる運転制御を前記床暖房装置に対して行い、前記居室の居住域における気流が0.2m/s未満の風速となる第二併用運転条件にて運転させる運転制御を前記空調装置に対して行う処理
を実行させるための制御プログラム。
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