JP4452610B2

JP4452610B2 - 室内環境制御システム

Info

Publication number: JP4452610B2
Application number: JP2004377662A
Authority: JP
Inventors: 邦寿桑原; 希一平井
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006183936A

Description

本発明は、住宅内に快適な居住環境を作り出す室内環境制御システムに関するものである。

従来の建物内の環境制御システムとして、図６に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

まず、構成から説明すると、このような従来の環境制御システムでは、建物２０の内部に空気調和装置２１および制御装置２２が配置され、建物２０から離れた遠隔監視センタ２３に管理装置２４が配置され、管理装置２４と制御装置２２との間は通信網２５を介して接続され、また、管理装置２４には気象情報提供会社２６から気象情報２７が送られるようになっている。

次に、この従来の環境制御システムの作用について説明すると、管理装置２４においては、気象情報提供会社２６から提供される気温や湿度情報等の気象情報２７から不快指数を算出して制御装置２２に送信し、制御装置２２で決定された制御条件でもって空気調和装置２１を動作させ、建物２０内の温熱環境を制御している。
特開２００４−１１８３６６号公報（図１、００２２段落乃至００３１段落）

しかしながら、従来の環境制御システムでは、制御条件は、遠隔地にある気象情報提供会社２６からの気象情報に基づいており、立地条件、断熱気密性能、熱取得状況など、個々の住宅の特性による温熱環境を制御条件に反映することができないという問題がある。

そこで、本発明は、住宅内外の気象条件に基づいて住宅内の機器を制御し、快適な居住環境を作り出すと共に、省エネルギー効果を達成できる室内環境制御システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、請求項１の発明は、住宅の室内環境制御システムであって、
室内温度検知手段と、外気温度検知手段と、降雨検知手段とを有し、さらに、
前記室内温度が所定温度Ｔ１以上、前記外気温度が前記室内温度よりも所定温度Ｔ４以上低温であり、かつ降雨の検知が無く、エアコンディショナの運転が停止している状態下で、住宅の外壁に設けた地窓を開にして外気を室内に取り込むよう制御するとともに、前記室内の前記外壁と対向する仕切壁に設けた欄間も開にするよう制御する制御手段を有する室内環境制御システムを特徴としている。

また、請求項２に記載されたものは、前記制御手段は、前記室内温度が前記所定温度Ｔ１よりも低温の所定温度Ｔ３以下の状態下で、前記窓を閉にするように制御する請求項１記載の室内環境制御システムを特徴としている。

さらに、請求項３に記載されたものは、前記所定温度Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４のうち少なくともいずれか１つは、設定変更可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の室内環境制御システムを特徴としている。

このように構成された請求項１のものは、室内温度と外気温度との間に所定温度Ｔ４以上の温度差があり、かつ降雨の検知が無いときは、エアコンディショナ（以下「エアコン」という）の停止状態下で、住宅の外壁に設けた地窓を開けて外気を室内に取り込むよう制御するとともに、前記室内の前記外壁と対向する仕切壁に設けた欄間も開にするよう制御して室内温度を低く調整することにより、エアコンを運転している場合と同様の快適感が得られる温熱環境を作り出すようにしている。

これによって、住宅内外の気象条件に基づいて快適な居住環境を作り出せると共に、省エネルギー効果を達成することができる。

また、請求項２に記載されたものは、外気を室内に取り込むことにより、室内温度が所定温度Ｔ１よりも低い所定温度Ｔ３以下となった場合には、地窓及び欄間を閉じるよう制御することにより室内温度が過度に低下しない温度範囲を実現できるようにしている。

これによって、室内温度が下がり過ぎることにより体調が壊れることを防止している。

さらに、請求項３に記載されたものは、所定温度Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４のうち少なくともいずれか１つは、設定変更可能であるようにしている。

これによって、居住環境を柔軟に設定でき、好みの居住環境を実現できるようになる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

［参考例］
まず、参考例の室内環境システムの構成を説明すると、図１に示すように、住宅１は、居室２および居室３を有し、居室２の外壁４には地窓５が設けられ、また、居室２と居室３の仕切壁６にはドア７が設けられ、さらに、ドア７の上部には欄間８が設けられ、さらに、住宅１の屋根（図示せず）には天窓９が設けられている。

そして、地窓５は、開閉駆動装置５ｂによりガラス戸５ａが開閉されるようになっており、また、欄間８も同様に開閉駆動装置８ｂにより扉８ａが開閉されるようになっている。

居室２には、室内機１０ａおよび室外機１０ｂからなるエアコン１０が設置されている。

また、居室２には、制御手段としてのコントローラ１１が設置され、このコントローラ１１は、室内機１０ａに取り付けられた室内温度検知手段としての室内温度センサ１２、室外機１０ｂに取り付けられた外気温度検知手段としての外気温度センサ１３、および天窓９に取り付けられた降雨検知手段としての降雨センサ１４と信号線を介してそれぞれ接続されており、さらに、地窓５の開閉駆動装置５ｂ、欄間８の開閉駆動装置８ｂおよびエアコン１０のＯＮ／ＯＦＦ制御装置１０ｃと信号線を介してそれぞれ接続されている。

コントローラ１１と各種センサ１２，１３，１４、開閉駆動装置５ｂ，８ｂ、エアコン１０との間は、有線に限らず、無線（赤外線を含む）を用いて単方向または双方向で情報を伝達することができ、有線では、電話線、電灯線、同軸ケーブル、光ファイバーなどを用いることが可能であり、無線では、赤外線、特定小電力無線、ブルートゥースなどを用いることが可能であり、また、各機器をネットワーク化して情報の伝達を行ってもよい。

また、コントローラ１１は、室内温度センサ１２で検知された室内温度、外気温度センサ１３で検知された外気温度、降雨センサ１４で検知された降雨の有無など表示するモニタ１１ａを有し、さらに、室内環境制御システムをＯＮ／ＯＦＦするスイッチ１１ｂ、地窓５および欄間８が開状態にあることを表示する表示ランプ１１ｃ、その他操作部などを有している。

このようなコントローラ１１は、操作、表示をＨＴＭＬで可能な形式で行うことにより、ＷＥＢが閲覧可能なパソコン、ＰＤＡ、携帯電話、薄型テレビ、ＩＰ電話機、ドアフォン親機などを用いて構成することができる。

次に、本参考例の作用について図２を参照して説明する。

このように構成された本参考例の室内環境制御システムでは、室内温度センサ１２からは居室２の内部の室内温度情報が、外気温度センサ１３からは住宅１の外部の外気温度情報が、降雨センサ１４からは降雨の有無の情報がコントローラ１１にそれぞれ送信される。

所定温度Ｔ１を２９℃、所定温度Ｔ２を２７℃、所定温度Ｔ３を２５℃と設定した場合について説明すると、コントローラ１１のスイッチ１１ｂをＯＮにして室内環境制御システムを動作させると（ステップＳ２）、外気温度センサ１３で検知された外気温度が所定温度２７℃以下であるか否かの判断が行われ（ステップＳ３）、２７℃以下と判断されたときは、室内温度センサ１２で検知された室内温度が所定温度２９℃以上であるか否かの判断が行われ（ステップＳ４）、２９℃以上と判断されたときは、降雨センサ１４で降雨が検知されたか否かの判断が行われる（ステップＳ５）。

ステップ５で降雨の検知が無いと判断されたときは、エアコン１０の運転の有無が判断され（ステップ６）、運転有りと判断されたときは、運転を停止させて（ステップＳ７）、また、運転無しと判断されたときは、そのまま運転停止の状態で地窓５および欄間８を開放させる表示が表示ランプ１１ｃになされると共に、開閉駆動装置５ｂ，８ｂを動作させて地窓５および欄間８が開放される（ステップＳ８）。

地窓５および欄間８が開放されることにより、室内温度が低下し、所定温度２５℃以下になったと判断されると（ステップＳ９）、開閉駆動装置５ｂ，８ｂを動作させることにより、地窓５および欄間８が閉じられる（ステップＳ１０）。

なお、地窓５および欄間８を開放後、室内温度が２５℃以上にある状態で地窓５および欄間８を閉じたくなったときは、コントローラ１１のスイッチ１１ｂをＯＦＦにすることにより、閉じることができる。

ステップＳ３において、外気温度が２７℃以上と判断されたとき、ステップＳ４において室内温度が２９℃以下と判断されたとき、またはステップＳ５で降雨有りと判断されたときは、地窓５および欄間８は閉のままであり、また、エアコン１０の運転の制御は行われない。

従来においては、通常、就寝時に部屋の窓を閉め、ドアも閉めて、エアコンをタイマー運転で設定し、数時間後にタイマーが作動してエアコンの運転が終了すると、就寝中の人から発散される熱や、日中に暖められた躯体からの影響で室温が上昇し、この場合、通常は起きてエアコンや扇風機などの空調設備を運転させるか、窓を開けて外気を取り込むという作業を行わなければならなかった。

本参考例の室内環境制御システムを用いることにより、就寝中に室温が上昇すると、外気を取り込むため、室内の温度上昇を抑えることができ、夜中に暑くて目が覚めるという状況を改善することができる。

また、一日の温度差が激しい季節などにおいては、就寝時に暑かったため窓を開けて寝た場合、夜間の外気温度の低下に伴い室内温度も低下し、風をひくなど体調を崩す原因となるが、本参考例の室内環境制御システムによれば、室内温度が低下すると窓が閉じられ、室内温度が過度に低下するのを防止でき、体調の崩れを防止できる。

さらに、従来、外出時に防犯の関係上、窓を開けて外出することができなかったり、地窓などの開口面積が小さく、人が侵入できない防犯上問題のない窓であっても、雨が降った場合の雨の入り込みなどの問題から、窓を開けて外出することができなかったが、本実施例１の室内環境制御システムによれば、外出中に雨が降り出しても窓を閉めることができるため、雨の入り込みを防ぐことができる。

さらに、本参考例のように、所定温度Ｔ１を２９℃、所定温度Ｔ２を２７℃、所定温度Ｔ３を２５℃と設定した制御を行うことにより、不快に感じない室内温度としながら省エネルギー効果を達成でき、しかも、夏の服装に適した温度範囲（２５℃以上）とすることができる。

［実施例１］
本実施例１による室内環境制御システムについて、前記参考例と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。

本実施例１の室内環境制御システムの構成は、前記参考例と同じであるが、室内温度が所定温度Ｔ１以上であって、外気温度が室内温度よりも所定温度Ｔ４以上低いときの制御形態である。

所定温度Ｔ１を３０℃、所定温度Ｔ３を２５℃、所定温度Ｔ４を２℃と設定した場合について説明すると、コントローラ１１のスイッチ１１ｂをＯＮにして室内環境制御システムを動作させると（ステップＳ１２）、室内温度センサ１２で検知された室内温度が所定温度３０℃以上であるか否かの判断が行われ（ステップＳ１３）、３０℃以上と判断されたときは、外気温度が室内温度よりも２℃以上低いか否かの判断が行われ（ステップＳ１４）、外気温度が室内温度よりも２℃以上低いと判断されたときは、降雨センサ１４で降雨が検知されたか否かの判断が行われる（ステップＳ１５）。

ステップ１５で降雨の検知が無いと判断されたときは、エアコン１０の運転の有無が判断され（ステップ１６）、運転有りと判断されたときは、運転を停止させて（ステップＳ１７）、また、運転無しと判断されたときは、そのまま運転停止の状態で地窓５および欄間８を開放させる表示が表示ランプ１１ｃになされると共に、開閉駆動装置５ｂ，８ｂを動作させて地窓５および欄間８が開放される（ステップＳ１８）。

地窓５および欄間８が開放されることにより、室内温度が低下し、所定温度２５℃以下になったと判断されると（ステップＳ１９）、開閉駆動装置５ｂ，８ｂを動作させることにより、地窓５および欄間８が閉じられる（ステップＳ２０）。

このように、室内温度と外気温度との間に所定値Ｔ４以上の温度差があるときは、エアコンを停止して外気を室内に取り込むことにより、エアコンを運転しているときと同様の快適感が得られる温熱環境を作り出すことができる。

また、本実施例１のように、所定温度Ｔ１を３０℃、所定温度Ｔ３を２５℃、所定温度Ｔ４を２℃と設定した制御を行うことにより、エアコンを運転しているときと同様の快適感が得られる温熱環境を作り出すことができ、しかも、夏期の服装に適した温度範囲（２
５℃以上）とすることができる。

その他の構成および作用は、前記参考例と同様であるので説明を省略する。

［実施例２］
本実施例２による室内環境制御システムについて、前記参考例と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。

本実施例２の室内環境制御システムの構成は、前記参考例で説明した図１の構成に加えて、図４に示すように、コントローラ１１は、室内機１０ａに取り付けられた室内湿度検知手段としての室内湿度センサ１５と、居室２内に取り付けられた室内風速検知手段としての室内風速センサ１６とに信号線を介してそれぞれ接続されている。

次に、本実施例２の作用について図５を参照して説明する。

本実施例２においては、所定温度Ｔ１が２８℃以下の場合と、２８℃を越えて２９℃以下の場合と、２９℃を越えて３０℃以下の場合と、３０℃を越える場合との四通りに分けて地窓５および欄間８の開閉を制御している。

コントローラ１１のスイッチ１１ｂをＯＮにして室内環境制御システムを動作させると（ステップＳ３２）、室内温度が所定温度２８℃以下のとき（ステップＳ３３）は、住宅内機器（地窓５、欄間８、エアコン１０など）を制御する指示はコントローラ１１から出力されないが、コントローラ１１のモニタ１１ａに室内温度、外気温度などが表示される。

室内温度が所定温度２８℃を越えて２９℃以下のとき（ステップＳ３４）は、所定温度Ｔ２を２７℃、所定温度Ｔ３を２５℃、所定湿度Ｈを６５％ＲＨ、所定風速Ｗを０．１ｍ／秒と設定する。

室内風速が０．１ｍ／秒以下（ステップＳ３５）、室内湿度が６５％ＲＨ以下（ステップＳ３６）、外気温度が２７℃以下（ステップＳ３７）の条件を満足し、降雨の検知が無いとき（ステップＳ４４）は、エアコン１０の運転を停止させ（ステップＳ４６）、または、エアコン１０の運転が停止状態のときは、そのまま運転停止の状態で、地窓５および欄間８を開放させる表示が表示ランプ１１ｃになされると共に、開閉駆動装置５ｂ，８ｂを動作させて地窓５および欄間８が開放される（ステップＳ４７）。

地窓５および欄間８が開放されることにより、室内温度が低下して所定温度２５℃以下になると（ステップＳ４８）、地窓５および欄間８が閉じられる（ステップＳ４９）。

室内温度が所定温度２９℃を越えて３０℃以下のとき（ステップＳ３８）は、所定温度Ｔ２を２８℃、所定温度Ｔ３を２５℃、所定湿度Ｈを６５％ＲＨ、所定風速Ｗを０．４５ｍ／秒と設定する。

室内風速が０．４５ｍ／秒以下（ステップＳ３９）、室内湿度が６５％ＲＨ以下（ステ
ップＳ４０）、外気温度が２８℃以下（ステップＳ４１）の条件を満足するときは、前記した室内温度が２８℃を越えて２９℃以下の場合と同様にして地窓５および欄間８の開閉
が行われる（ステップＳ４７、ステップＳ４９）。

室内温度が所定温度３０℃を越える場合（ステップＳ４２）は、前記実施例２と同様にして、室内温度と外気温度との間に２℃以上の温度差があり（ステップＳ４３）、降雨無しと判断されたとき（ステップＳ４４）は、エアコン１０の運転を停止させ（ステップＳ４５）、または、エアコン１０の運転が停止状態のときは、そのまま運転停止の状態で、地窓５および欄間８の開閉が行われる（ステップＳ４７、ステップＳ４９）。

このように、温度に加えて室内湿度および室内風速を制御条件として加ることで、温度のみの制御に比べて、室内での居住環境の良し悪しの判断をきめ細かに行えるようになり、より高い室内温度となっても窓を開けて外気を室内に取り込むことができ、より大きな省エネルギー効果を期待することができる。

また、本実施例２のように、所定温度Ｔ１が２８℃＜Ｔ１≦２９℃のときは、所定温度Ｔ２を２７℃、所定温度Ｔ３を２５℃、所定湿度Ｈを６５ＲＨ％、所定風速Ｗを０．１ｍ／秒と設定した制御を行い、所定温度Ｔ１が２９℃＜Ｔ１≦３０℃のときは、所定温度Ｔ２を２８℃、所定温度Ｔ３を２５℃、所定湿度Ｈを６５ＲＨ％、所定風速Ｗを０．４５ｍ／秒と設定した制御を行うことにより、不快に感じない室内環境としながら、省エネルギー効果を達成でき、しかも、夏期の服装に適した温度範囲（２５℃以上）とすることができる。

他の構成および作用については、前記参考例と同様であるので、説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記参考例では、外気温度センサはエアコンの室外機に設置したが、天窓または住宅外のその他の場所に設置してもよい。

また、前記参考例では、地窓および欄間の双方を開閉させるようにしたが、地窓の一方のみを開閉させるようにしてもよい。

欄間を電動で開閉させない場合は、欄間部分を手動で開閉する方法、欄間部分をスリット状にして空気の流れを促す方法などがあり、また、ドア自体に窓やスリットを形成して空気の流れを促す方法などがある。

本発明の参考例の全体の構成を説明する斜視図である。本発明の参考例の作用を説明するフローチャートである。本発明の実施例１の作用を説明するフローチャートである。本発明の実施例２の全体の構成を説明する斜視図である。本発明の実施例２の作用を説明するフローチャートである。従来例の建物内環境制御システムの全体の構成を説明するブロック図である。

符号の説明

１住宅
２，３居室
４外壁
５地窓
１０エアコンディショナ
１１コントローラ
１２室内温度センサ
１３外気温度センサ
１４降雨センサ
１５室内湿度センサ
１６室内風速センサ

Claims

住宅の室内環境制御システムであって、
室内温度検知手段と、外気温度検知手段と、降雨検知手段とを有し、さらに、
前記室内温度が所定温度Ｔ１以上、前記外気温度が前記室内温度よりも所定温度Ｔ４以上低温であり、かつ降雨の検知が無く、エアコンディショナの運転が停止している状態下で、住宅の外壁に設けた地窓を開にして外気を室内に取り込むよう制御するとともに、前記室内の前記外壁と対向する仕切壁に設けた欄間も開にするよう制御する制御手段を有することを特徴とする室内環境制御システム。
前記制御手段は、前記室内温度が前記所定温度Ｔ１よりも低温の所定温度Ｔ３以下の状態下で、前記地窓及び前記欄間を閉にするよう制御することを特徴とする請求項１記載の室内環境制御システム。
前記所定温度Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４のうち少なくともいずれか１つは、設定変更可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の室内環境制御システム。