JP4910487B2 - 空調制御方法及び空調制御システム - Google Patents

Description

本発明は、空調制御方法及び空調制御システムに関し、特に、結露発生を遠隔から検知して結露発生の抑制対策を採るのに好適な空調制御方法及び空調制御システムに関する。

建物の窓、床、天井、壁等の建具の表面に発生する結露は、腐食、カビ等の原因となるため、結露の発生箇所を早急に特定し、空調システムを作動させる等の対策を採ることにより、それ以上の結露の発生を抑制する必要がある。

従来、結露の発生箇所を特定する方法として、建物の居住者が目視により発生箇所を特定する方法、温度検知器や漏水検知器等を用いて自動的に特定する方法等（例えば、特許文献１、２参照。）があり、建物の規模等に応じてこれらの何れかの方法が採用されている。
実開平７−３２５５８号公報 特開平８−７７４７４号公報

しかし、目視により結露の発生箇所を特定する方法では、結露の発生箇所によっては特定が困難であったり、雨や雪による水滴なのか結露なのかの判別が困難であったり、窓にブラインドが掛かっている場合には、ブラインドの開閉状態によっては結露の発生の確認が困難になる等の問題がある。

また、オフィスビル等の建物においては、結露の発生を目視した居住者がその情報を建物の管理者等に連絡し、管理者等が空調システムを作動させる等の対策を採ることにより、結露の発生を抑制しているため、連絡の遅れや管理者等の不在等によって対応が遅れることがある。

さらに、温度検知器によって結露の発生箇所を特定する場合には、温度検知器の設置箇所の温度が方位等に左右されるため、結露の発生を高精度で検知することができず、誤検知により空調システムを作動させてしまうことが多々あり、無駄なエネルギーを消費してしまう。

さらに、漏水検知器によって結露の発生を特定する場合には、漏水検知器が結露を検知するまでに時間がかかるため、結露発生の初期に空調システムを作動させることが困難になり、結露の発生による腐食、カビの発生等の問題を完全に解決することができない。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、結露の発生箇所を高精度で、かつ結露の発生初期に特定することができる空調制御方法及び空調制御を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、判定対象物の表面に、少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線を有するパターンで撥水処理を施すことにより、判定対象物の表面に撥水処理が施された撥水処理部と撥水処理が施されていない非撥水処理部とからなる結露検知部を設け、該結露検知部の撮影画像に基づいて、前記結露検知部に結露が生じているか否かの判定を行い、その判定結果に基づいて空調制御を行う空調制御方法であって、
前記判定においては、前記撮影画像における前記少なくとも一部に、水平に対して傾斜した斜線を有するパターンが存在するか否かを画像処理ソフトにより算出し、前記パターンが存在する場合に、前記結露検知部に結露が生じていると判定することを特徴とする。

本発明による空調制御方法によれば、判定対象物の表面の結露検知部の非撥水処理部のみに結露が生じることになるので、結露の発生の際に、非撥水処理部の色彩が変化し、結露検知部に少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線を有するパターンが浮き出ることになり、このパターンの画像情報に基づいて、結露検知部に結露が生じているか否かを判定し、その判定結果に基づいて空調制御を行うことができる。

請求項２に係る発明は、判定対象物の表面に結露が生じているか否かの判定を行い、その判定結果に基づいて空調制御する空調制御システムであって、 前記判定対象物の表面に、少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線を有するパターンで設けられる撥水処理が施された撥水処理部と撥水処理が施されていない非撥水処理部とからなる結露検知部と、該結露検知部の画像情報を取得する撮像手段と、該撮像手段が取得した画像情報に基づいて前記結露検知部に結露が生じているか否かの判定を行い、その判定結果に基づいて空調制御する空調制御手段と、を備えた空調制御システムであって、前記空調制御手段は、前記撮影画像における前記少なくとも一部に、水平に対して傾斜した斜線を有するパターンが存在するか否かを画像処理ソフトにより算出し、前記パターンが存在する場合に、前記結露検知部に結露が生じていると判定することを特徴とする。

本発明による空調制御システムによれば、判定対象物の表面の結露検知部の非撥水処理部のみに結露が生じることになるので、結露の発生の際に、非撥水処理部の色彩が変化し、結露検知部に少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線を有するパターンが浮き出ることになり、このパターンを撮像手段によって画像情報として取得し、この撮像手段が取得した画像情報に基づいて制御手段により結露検知部に結露が生じているか否かの判定がなされ、その判定結果に基づいた空調制御が行われることになる。

本発明の空調制御方法によれば、判定対象物の表面の結露検知部の非撥水処理部のみに結露が生じることになるので、結露の発生の際に非撥水処理部の色彩が変化し、結露検知部に少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線を有するパターンが浮き出ることになる。従って、判定対象物の表面の結露検知部を画像情報とし、この画像情報に基づくことにより結露検知部に結露が生じているか否かの判定を行うことができる。従って、判定対象物の種類（窓、床、天井、壁等の建具）や判定対象物の部位（上部、下部、内面、外面等）に関わらずに結露の発生を確実に検知できるとともに、雨や雪等による水滴と誤認することなく結露の発生を確実に検知することができるので、その検知結果に基づいて空調制御を行うことができ、結露によって判定対象物が腐食したり、カビが発生したりするのを確実に防止できる。

さらに、本発明の空調制御システムによれば、判定対象物の表面の結露検知部の非撥水処理部のみに結露が生じることになるので、結露の発生の際に非撥水処理部の色彩が変化し、結露検知部に少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線を有するパターンが浮き出ることになる。従って、判定対象物の表面の結露検知部を画像情報として取得し、この取得した画像情報に基づいて制御手段によって結露検知部に結露が生じているか否かの判定がなされ、この判定結果に基づいた結露情報が出力されることになる。この結果、判定対象物の種類（窓、床、天井、壁等の建具）や判定対象物の部位（上部、下部、内面、外面等）に関わらずに結露の発生を確実に検知できるとともに、雨や雪等による水滴と誤認することなく結露の発生を確実に検知できるので、その検知結果に基づいて空調制御を行うことができ、判定対象物が腐食したり、カビが発生したりするのを確実に防止できる。

以下、図面に示す本発明の一実施の形態について説明する。
図１には、本発明による結露発生の判定システムの一実施の形態が示されていて、この結露発生の判定システム１は、判定対象物である建物の窓、床、天井、壁等の建具２の表面に発生する結露を遠隔から検知し、結露発生の有無の情報に基づいて結露の発生を抑制する空調制御装置２２等の作動を制御するものである。

すなわち、この結露発生の判定システム１は、建具２の表面（外側面又は内側面）に設けられる結露検知部７と、結露検知部７の状態を画像情報として捉える撮像手段１０と、撮像手段１０が捉えた画像情報を処理し、結露検知部７に結露が生じている否かの判定を行い、この判定結果に基づいた結露情報を出力する制御手段１１とを備えている。なお、本実施の形態においては、建具２として、外側ガラス３と、内側ガラス５と、両ガラス３、５間に設けられるブラインド６とからなるブラインド付き二重ガラス窓２を用いている。

結露検知部７は、図２及び図３に示すように、ブラインド付き二重ガラス窓２の外側ガラス３の内側面４に設けられ、内側面４の全体に撥水処理が施されている撥水処理部８と撥水処理が施されていない非撥水処理部９とを少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線８ａを有するパターンで設けることによって構成したものである。

撥水処理部８の撥水処理に使用される撥水剤としては、シリコーンコーティング剤、フッ素コーティング剤等のコーティング剤が挙げられる。但し、これらに限定することなく、所定の撥水性能が得られるものであればよい。

結露検知部７のパターンとしては、図２に示すように、外側ガラス３の内側面４の全体に、帯状の非撥水処理部９を約４５°の角度で全体に亘って所定の間隔ごとに互いに平行をなすように設け、非撥水処理部９以外の部分を撥水処理部８としたパターン、図３に示すように、外側ガラス３の内側面４の全体に、帯状の非撥水処理部９を約４５°の角度で全体に亘って格子状に設け、非撥水処理部９以外の部分を撥水処理部８としたパターン等が挙げられる。但し、これらに限定することなく、少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線８ａを有し、かつ撥水処理部８と非撥水処理部９とを明確に区別できるパターンであればよい。

外側ガラス３の内側面４の全体に撥水処理部８と非撥水処理部９とからなる結露検知部７を設けることにより、外側ガラス３の内側面４に結露が発生した場合に、非撥水処理部９のみに結露が付着し、非撥水処理部９が曇った状態となって色彩が変化し、撥水処理部８と非撥水処理部９との色彩が異なり、結露検知部７に図２及び図３に示すような一部に水平に対して傾斜した斜線８ａを有するパターンが形成される。従って、この結露検知部７のパターンを画像情報として捉えることにより、結露の発生の有無を検知することができる。

非撥水処理部９には、吸水することによって色彩が変化する吸水着色剤をコーティングしてもよい。このような吸水着色剤を非撥水処理部９にコーティングすることにより、非撥水処理部９に結露が生じた場合に、より鮮明に少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線８ａを有するパターンを画像情報として捉えることができる。吸水着色剤としては、例えば、塩化コバルト（無水時には青色、有水には淡赤色になる）、シリカゲル、塩化鉄、硫酸銅、硫酸ニッケル、過マンガン酸カリ、クロム酸仮、硫酸鉄等が挙げられる。

撮像手段１０としては、撥水処理部８と非撥水処理部９とからなる結露検知部７を画像として捉えるとともに、結露発生の際に非撥水処理部９の色彩の変化により結露検知部７に形成される少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線８ａを有するパターンを認識できるものであればよく、例えば市販のデジタルビデオカメラ等が挙げられる。この場合、赤外線を照射することによって夜間等の暗所においても画像を取得できる機能、所謂ナイトモード機能を有するデジタルビデオカメラ等を用いることがより好ましい。

撮像手段１０は、外側ガラス３の内側面４の結露検知部７の全体を捉えることができる位置に設置することが好ましく、本実施の形態においては、ブラインド付き二重ガラス窓２の全体を捉えることができる天井面２５に設置している。

制御手段１１は、撮像手段１０から送信される結露検知部７の画像情報を受信し、その受信した画像情報を処理することにより、結露検知部７に結露が生じているか否かの判定を行う画像処理部１２と、画像処理部１２からの判定結果に基づいた結露情報を出力するとともに、判定結果に基づいてブラインド付き二重ガラス窓２が設置されている部屋の照明、撮像手段１０に付設されているフラッシュ等の照明器具の作動を制御する照明制御装置２０、ブラインド６の開度を調整するブラインド制御装置２１、部屋の湿度、温度を制御する空調制御装置２２を制御する中央監視制御部１３とを備えている。

外側ガラス３の結露検知部７に結露が生じているか否かの判定は、撮像手段１０からの画像情報が少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線８ａを有するパターンを示しているか否かによって判定される。すなわち、結露検知部７に結露が生じていない場合には、結露検知部７には何のパターンも形成されないが、結露が生じている場合には、非撥水処理部９の色彩が変化し、撥水処理部８の色彩が変化しないことにより、結露検知部７に少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線８ａを有するパターンが形成される。従って、このパターンを撮像手段１０が画像として捉えた場合を結露が発生している状態と判定している。

制御手段１１から出力される結露情報は、ディスプレイ等の表示手段に表示させてもよい。制御手段１１から出力される結露情報に基づいて、空調制御装置２２の作動が制御されて湿度、温度が調整され、結露が発生している場合には、それ以上の結露の発生が抑制され、ブラインド付き二重ガラス窓２及びそれを支持している躯体側に腐食やカビが発生するのが防止される。

なお、図中、１４は結露発生の判定システムのＯＮ−ＯＦＦ状態を表示する発停表示器、１５は二重ガラス窓の周囲の温度を表示するデジタル表示器、１６は湿度を表示するアナログ表示器である。

次に、本実施の形態による結露発生の判定システム１の作用について説明する。
図４に示すように、制御手段１１から画像取得処理指令が出力される（Ｓ１）と、画像取得のための照度の確認が行われる（Ｓ２）とともに、画像取得のためのブラインド６の開度の確認が行われる（Ｓ３）。ここで、照度が不足している場合には、制御手段１１によって照明制御装置２０の作動が制御され、部屋の照明又はフラッシュの作動、赤外線の発光が制御され（Ｓ３→Ｓ４）、適正な照度に調整された状態で画像情報の取得が行われる。また、ブラインド６が閉じている場合には、ブラインド制御装置２１の作動が制御され、ブラインド６の開度が結露検部７の画像を取得可能となる半開に調整され（Ｓ５→Ｓ６）、この状態で画像情報の取得が行われる。そして、画像情報を取得した後に、照明消灯指令、ブラインド閉指令が出力され、取得した画像情報に基づいて結露の有無が判定される（Ｓ７）。その判定値に基づいて空調制御装置２２の作動等が制御される（Ｓ８）。

本実施の形態においては、画像情報を取得して結露発生の判定をする場合、結露発生によるパターンと、ブラインド６の輪郭、照明等の写りこみ、窓外の建物等の輪郭等によるノイズとを区別するために、結露発生によるパターンの水平に対して傾斜した斜線８ａを捉え、この水平に対して傾斜した斜線８ａが画像の中に存在するか否かを市販の画像処理ソフトにより算出している。
このため、例えば、ブラインド６を通して建具２を観察した場合にも、前記パターンをブラインド６で途切れた斜めのパターンとして認識できるので、結露の認識精度が高まる。また、建具２のガラスを通して見える屋外には、建物、植物など、水平又は鉛直の線で構成されるものが多く、斜めの直線は少ないため、結露の誤認識を防止することができる。

図５〜図８に、各種の条件における結露発生の状態を捉えた画像と、その画像に対して画像処理ソフトにより２値化処理を行い、結露発生のパターンの斜線８ａを算出した結果を示す。

図５は、照明条件；日中、ブラインド状態；遮蔽（小）の条件で得られた画像であり、（ａ）は撮像手段１０が捉えた結露発生の状態の画像、（ｂ）は（ａ）の画像に対してコントラスト改善を行なった後の画像、（ｃ）は（ｂ）の画像に対して輪郭の抽出を行なった後の画像、（ｄ）は（ｃ）の画像に対して２値化処理を行った後の画像である。（ｄ）の画像から、傾き；２３１．９９°の斜線８ａを抽出することができた。

図６は、照明条件；日中、ブラインド状態；なしの条件で得られた画像であり、（ａ）は撮像手段１０が捉えた結露発生の状態の画像、（ｂ）は（ａ）の画像に対してコントラスト改善を行なった後の画像、（ｃ）は（ｂ）の画像に対して輪郭の抽出を行なった後の画像、（ｄ）は（ｃ）の画像に対して２値化処理を行った後の画像である。（ｄ）の画像から、傾き；２３４．７５°の斜線８ａを抽出することができた。

図７は、照明条件；夜間、ブラインド状態；なしの条件で得られた画像であり、（ａ）は撮像手段１０が捉えた結露発生の状態の画像、（ｂ）は（ａ）の画像に対してコントラスト改善を行なった後の画像、（ｃ）は（ｂ）の画像に対して輪郭の抽出を行なった後の画像、（ｄ）は（ｃ）の画像に対して２値化処理を行った後の画像である。（ｄ）画像から、傾き；１８２．０２°の線分を抽出することができたが、この線分は、ブラインド６によるものである。

図８は、照明条件；ナイトモード、ブラインド状態；遮蔽（中）で得られた画像であり、（ａ）は撮像手段１０が捉えた結露発生の状態の画像、（ｂ）は（ａ）の画像に対してコントラスト改善を行なった後の画像、（ｃ）は（ｂ）の画像に対して輪郭の抽出を行なった後の画像、（ｄ）は（ｃ）の画像に対して２値化処理を行った後の画像である。（ｄ）の画像から、傾き；２２７．６２°の斜線８ａを抽出することができた。
なお、ナイトモードとは、一部のデジタルビデオカメラに搭載された機能であり、夜間などの暗い場面でもセンサの感度を上げて明るく映し出すことができるようにするものである。

これらの結果から、日中は、結露発生の状態を示すパターンを正確に捉えることができることができる。また、夜間等の暗所においても、ナイトモードを使用することにより、結露発生の状態を示すパターンを正確に捉えることができることが分かる。従って、昼夜を問わず、結露発生の有無を監視続けることができる。

なお、前記の説明においては、本発明による結露発生の判定システム１をブラインド付き二重ガラス窓２に適用した場合について説明したが、一重ガラス、天井、床、壁等に適用してもよいし、その他の周知の結露が発生する箇所に適用してもよいし、その場合にも同様の作用効果を奏することになる。

なお、本実施の形態においては、キャノン製のカメラ一体型デジタルビデオ（機種名；ＦＶ−Ｍ３０）を用い、ナイトモードを使用することにより、建具の窓面に写りこんだ照明等の結露の判定に不要なノイズを除去でき、結露の発生を高精度で捉えることができた。

本発明による結露発生の判定システムの一実施の形態の全体を示した説明図である。 結露検知部のパターンの一例を示した正面図である。 結露検知部のパターンの他例を示した正面図である。 図１の結露発生の判定システムの動作を示したフロー図である。 結露発生の状態の画像とその画像を２値化処理した画像との関係を示す説明図であって、照明条件（日中）、ブラインド状態（遮蔽小）における両画像の関係を説明図である。 結露発生の状態の画像とその画像を２値化処理した画像との関係を示す説明図であって、照明条件（日中）、ブラインド状態（なし）における両画像の関係を説明図である。 結露発生の状態の画像とその画像を２値化処理した画像との関係を示す説明図であって、照明条件（夜間）、ブラインド状態（遮蔽中）における両画像の関係を説明図である。 結露発生の状態の画像とその画像を２値化処理した画像との関係を示す説明図であって、照明条件（ナイトモード）、ブラインド状態（遮蔽中）における両画像の関係を説明図である。

符号の説明

１ 結露発生の判定システム ２ 判定対象物（建具）
３ 外側ガラス ４ 内側面
５ 内側ガラス ６ ブラインド
７ 結露検知部 ８ 撥水処理部
９ 非撥水処理部 １０ 撮像手段
１１ 制御手段 １２ 画像処理部
１３ 中央監視制御部 １４ 発停表示器
１５ デジタル表示器 １６ アナログ表示器
２０ 照明制御装置 ２１ ブラインド制御装置
２２ 空調制御装置 ２５ 天井面

Claims (2)

1. 判定対象物の表面に、少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線を有するパターンで撥水処理を施すことにより、判定対象物の表面に撥水処理が施された撥水処理部と撥水処理が施されていない非撥水処理部とからなる結露検知部を設け、該結露検知部の撮影画像に基づいて、前記結露検知部に結露が生じているか否かの判定を行い、その判定結果に基づいて空調制御を行う空調制御方法であって、
   前記判定においては、前記撮影画像における前記少なくとも一部に、水平に対して傾斜した斜線を有するパターンが存在するか否かを画像処理ソフトにより算出し、前記パターンが存在する場合に、前記結露検知部に結露が生じていると判定することを特徴とする空調制御方法。
2. 判定対象物の表面に結露が生じているか否かの判定を行い、その判定結果に基づいて空調制御する空調制御システムであって、
   前記判定対象物の表面に、少なくとも一部に水平に対して傾斜した斜線を有するパターンで設けられる撥水処理が施された撥水処理部と撥水処理が施されていない非撥水処理部とからなる結露検知部と、該結露検知部の画像情報を取得する撮像手段と、該撮像手段が取得した画像情報に基づいて前記結露検知部に結露が生じているか否かの判定を行い、その判定結果に基づいて空調制御する空調制御手段と、を備えた空調制御システムであって、
   前記空調制御手段は、前記撮影画像における前記少なくとも一部に、水平に対して傾斜した斜線を有するパターンが存在するか否かを画像処理ソフトにより算出し、前記パターンが存在する場合に、前記結露検知部に結露が生じていると判定することを特徴とする空調制御システム。