JP5123994B2 - 室内環境制御システム - Google Patents

Description

本発明は、ゾーン毎に室内環境を調節可能な室内環境調節システムの運転を設定値に従って制御するための室内環境制御システムに関する。

一般に、室内の空調温度や照明照度などの室内環境を調節するために空調システムや照明システムなどの室内環境調節システムを制御する場合、センサーの設置位置で検出された温度や照度などの値が設定値になるように制御が行われる。

しかしながら、この種の制御方法では、センサーの設置位置が必ずしも制御対象空間を代表していない場合や、居住者の居場所や各居住者の寒暑感に差があることなどの理由から、室内環境調節システムに対して適切な制御が行われずに、室内環境の快適性を良好に保てないといった問題や、室内を空調又は照明する際の消費エネルギーを削減することができないといった問題などが生じていた。

そこで、従来、このような問題を解決すべく、各種室内環境制御システムが提案されており、この室内環境制御システムの一例として、室内の設定温度に対する変更の要望を居住者が申告し、複数の居住者の合意のもとで室内の設定温度を決定する居住者参加型の空調制御システムが提案されている。

パナソニック電工技報（Vol.57 No.2）「居住者参加型の空調制御システム」

しかしながら、上記した従来の室内環境制御システムでは、複数の居住者の合意に基づき設定値が変更され、定常状態を想定した変更となっているため、日差しが急に差し込んだ場合などの急激な環境変化には室内環境調節システムが追従し難いといった問題があった。

また、各居住者の申告内容を具体的に表示する手段を備えておらず、申告した居住者にとっては、いつ設定温度が変更されるのか、或いはすでに変更されたのかが分からず、申告に対する制御結果の確認ができないといった問題があった。

本発明は上記した課題を解決すべくなされるものであり、省エネルギー化と居住空間の快適性の向上との両立を図ることのできる室内環境制御システムを提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、ゾーン毎に室内環境を調節可能な室内環境調節システムの運転を設定値に従って制御するための室内環境制御システムであって、前記ゾーン内の複数の在席者に対応して設置される端末に表示される設定値変更申告手段と、前記複数の在席者のうちの一在席者の端末の前記設定値変更申告手段からの申告操作に基づき前記設定値を変更する設定値変更実行手段と、を備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る室内環境制御システムにおいて、前記設定値変更実行手段は、前記設定値変更申告手段からの申告操作に基づき前記設定値を変更した後、前記設定値変更申告手段からの別の申告操作による前記設定値の変更を行わない一定長の設定値変更不能時間帯を設定するのが好ましい。

さらに、本発明に係る室内環境制御システムにおいて、前記設定値変更実行手段は、前記設定値変更不能時間帯における前記設定値変更申告手段からの申告操作を含めて、所定時間の前記設定値変更申告手段からのすべての申告操作の履歴をすべての前記端末に表示するのが好ましい。

さらにまた、本発明に係る室内環境制御システムにおいて、前記設定値変更実行手段は、所定時間内における前記設定値変更申告手段からの申告操作の回数に応じて前記端末に所定のメッセージを表示するのが好ましい。

本発明によれば、省エネルギー化と居住空間の快適性の向上との両立を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る室内環境制御システムを示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る室内環境制御システムを示す構成ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る室内環境制御システムの在席者のパソコン端末に表示される申告画面を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る室内環境制御システムが一日運転されている時の空調の負荷率の変化を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、ゾーン毎に空調温度及び照明照度の室内環境を調節可能な室内環境調節システムの運転を制御する室内環境制御システムに本発明を適用した場合について例示して説明する。

本発明の実施の形態に係る室内環境制御システムが運転を制御する室内環境調節システムは、例えば、図１に示すように、ＯＡフロア１と床スラブ２との間の空間３を給気ダクトとして利用し、床吹出し口４から空調エアを吹き出して居住空間である事務室内を空調する床吹出し方式の空調システムと、照度センサー１３により検知した照度に基づき照明１２の照度を制御する照明システムとすることができる。

この室内環境調節システムには、機械室内に、コイル５やファン６を備える床置型の空調機７と、外気導入ダクト８に取り付けられるＶＡＶ（Variable Air Volume）９と、室内環境調節システムの運転を制御するコントローラ１０とが設けられている。また、事務室内の一ゾーンには、在席者毎に設置される複数のパソコン端末１１と、天井面に設置される照明器具１２と、照度センサー１３や人感センサー１４が設けられ、床吹出し口４は各在席者に対応してＯＡフロア１に設置されている。さらに、事務室と機械室との間にはモータダンパー１５により開閉制御可能な還気口１６が設けられている。

コントローラ１０は、中央監視室に設置される中央監視制御装置（図示省略）と共に本発明の実施の形態に係る室内環境制御システムを主として構成するものであり、この室内環境制御システムは、図２に示すように、演算部１７と、制御部１８と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などから成る記憶部１９と、事務室側に設置される各パソコン端末１１や照度センサー１３及び人感センサー１４などとの接続を中継する事務室側Ｉ／Ｆ２０と、空調機７やＶＡＶ９などとの接続を中継する空調機器側Ｉ／Ｆ２１とから主に構成されている。

パソコン端末１１は、前記ゾーン内の複数の在席者に対応して設けられており、図３に示されているように、パソコン端末１１に対して所定の操作を行うことにより、パソコン端末１１に申告画面２２が表示される。この申告画面２２の略中央部には、前記ゾーン内の空調温度の設定値の変更を申告するための温度設定値変更申告部２３と、前記ゾーン内の照明照度の設定値の変更を申告するための照度設定値変更申告部２４とが横並びで配設されている。温度設定値変更申告部２３は、「かなり暑い」、「暑い」、「快適」、「寒い」、「かなり寒い」の５段階に切り換え可能な上下スライド式のスイッチによって構成されており、照度設定値変更申告部２４は、「かなり眩しい」、「眩しい」、「適切」、「暗い」、「かなり暗い」の５段階に切り換え可能な上下スライド式のスイッチによって構成されている。

また、申告画面２２には、温度設定値変更申告部２３及び照度設定値変更申告部２４に隣接して（例えば、図３では正面右側に）、所定日時における温度設定値変更申告部２３及び照度設定値変更申告部２４からのすべての変更申告操作の履歴を表示する申告履歴表示部２５が配設されている。

さらに、申告画面２２には、申告履歴表示部２５の反対側において温度設定値変更申告部２３及び照度設定値変更申告部２４に隣接して（例えば、図３では正面左側に）上から順に、年月日及び時刻表示部２６、外気温度及び外気湿度表示部２７、室内温度及び室内湿度表示部２８、空調機７の運転状態表示部２９、空調延長申請の状態表示部３０、及び省エネ達成率表示部３１がそれぞれ配設されており、省エネ達成率表示部３１には、本発明の実施の形態に係る室内環境制御システムを導入する前（或いはこの室内環境制御システムを導入しないと仮定した場合）の同じ時期の同じ曜日のエネルギー消費量と現在のエネルギー消費量とを演算部１７が比較して算出した割合が百分率で表示されるようになっている。

さらにまた、温度設定値変更申告部２３及び照度設定値変更申告部２４の下方には、メッセージ表示部３２、エネルギー表示釦３３、中央監視装置表示釦３４、及び使用料金表示釦３５がそれぞれ配設されている。

次に、本発明の実施の形態に係る室内環境制御システムが前記室内環境調節システムの運転を制御する方法について説明する。

先ず、前記空調システムの制御方法について説明すると、図４において実線で示されているように、記憶部１９に格納されたエコスケジュールの負荷率に追従するように、空調機７のコイル５の流量バルブの開度や送風機６のインバータの周波数などが制御部１８によってフィードフォワード制御される。これにより、前記エコスケジュールの負荷率に追従するエコ空調用熱量を有する空調空気が空調機７から対応するゾーンに送出される。

なお、この時に使用されるエコスケジュールは演算部１７によって以下のように作成される。すなわち、先ず、毎日、前日に、翌日の曜日と同じ曜日の直近の数週間分（例えば、３〜５週間分）の過去の負荷率（ピーク負荷に対する負荷の割合）が一定時間単位（例えば、１時間単位）で平均され、ゾーン毎に負荷率の履歴データが作成される。次いで、このように作成された負荷率の履歴データから一定割合分（例えば、５〜１０％）の負荷率が減じられ、一定時間単位（例えば、１時間単位）で前記エコスケジュールが作成される。

一方、このように前記空調システムが前記エコスケジュールの負荷率に追従して運転されている間、前記対応するゾーン内の一在席者のパソコン端末１１の申告画面２２から温度設定値変更申告部２３が申告操作されると、前記エコ空調用熱量の増加（或いは削減）を要求する指令が事務室側Ｉ／Ｆ２０を介して前記室内環境制御システムに送信され、前記室内環境調節システムに対して前記エコ空調用熱量を規定量分増加（或いは削減）するように制御部１８によって指示され、温度設定値が変更される。これにより、図４において一点鎖線（パルス空調）で示されているように、一時的に（例えば、１０〜３０分）、前記エコ空調用熱量を規定量分増加（又は削減）させた空調空気が空調機７から前記対応するゾーンに送出される。

この時に増加（或いは削減）させる前記エコ空調用熱量の規定量は、温度設定値変更申告部２３において、例えば、「快適」の位置から「かなり暑い」（又は「かなり寒い」）の位置に２段階切り換えられた場合には、「快適」の位置から「暑い」（又は「寒い」）の位置に１段階切り換えられた場合の２倍の増加率（或いは削減率）となるようにするなど、温度設定値変更申告部２３から切り換えられた段階の数に応じて、空調能力の５〜３０％の間で、制御部１８によって重み付けされ、変更後の温度設定値が決定される。

また、このように温度設定値変更申告部２３からの申告操作に基づき前記温度設定値を変更した後は、温度設定値変更申告部２３からの別の申告操作による前記設定値の変更を行わない一定長（例えば、５〜３０分の間のいずれかの時間）の設定値変更不能時間帯が制御部１８によって設定されている。これにより、例えば、夏期、外出から帰社した時に室内が暑く感じた一在席者個人が、一時的に室内の温度を下げるように設定値変更の申告操作を行った後直ぐに、別の在席者が室内の温度を上げるように反対の申告操作を行ったとしても、先の申告操作を行った一在席者個人の要望に応えることができる。

さらに、申告画面２２の申告履歴表示部２５には、前記設定値変更不能時間帯に温度設定値変更申告部２３から操作された申告を含めて、所定日時に温度設定値変更申告部２３から操作されたすべての申告の履歴が随時、制御部１８によりすべてのパソコン端末１１の申告画面２２の申告履歴表示部２５に表示される。具体的には、例えば、申告の日時に対応させて、温度設定値が変更された申告３６と、温度設定値が変更されなかった申告３７と、現在の制御状態３８とが色分けされて表示される。このように、同一ゾーン内のすべての在席者は、自分のパソコン端末１１に所定の操作を行うことよりすべての申告操作の履歴及び現在の制御状態を容易に確認することができるため、他の在席者の寒暑感と自分の寒暑感とを比較することができ、在席者の体感上の総意を感覚的に認識することができる。この結果、同一ゾーン内の在席者が申告操作を行う際、他の在席者の体感を配慮するようになることが期待でき、省エネルギー化の促進を図ることができる。

さらにまた、申告画面２２のメッセージ表示部３２には、所定時間内における温度設定値変更申告部２３からの申告操作の回数に応じて所定のメッセージが制御部１８によって表示される。具体的には、例えば、あるパソコン端末１１の温度設定値変更申請部２３からの一日の申告操作の回数が所定回数を超えた場合や、所定時間内における申告操作の頻度が多い場合などには、その申告操作を行ったパソコン端末１１のメッセージ表示部３２に、その旨を伝えるための「空調設定変更回数が上限を超えました」といったメッセージや、警告メッセージや、省エネルギーに対するアドバイスのメッセージなどが表示される。これにより、省エネルギーの意識に対する在席者の啓蒙を図ることができ、省エネルギー化の促進を図ることができる。

このように上記した空調システムの制御方法によれば、熱負荷の変動に拘らず前記エコスケジュールに追従した運転を前記空調システムに行わせることができるため、居住者の行動パターンに従ったギリギリの空調を行うことができ、無駄な空調エネルギーを削減することができる。一方、当日の在席者からの申告により、対応するゾーンに供給される空調用熱量を柔軟に変更可能とし、在席者の寒暑感を直接反映させることにより、快適性を高めることができる。したがって、省エネルギー化と個別空調の快適性の両立を図ることができる。

次に、前記照明システムの制御方法について説明すると、記憶部１９に格納されたエコスケジュールのエコ照度に追従するように、照度センサー１３により検知した照度に基づき照明１２の照度が制御部１８によってフィードフォワード制御される。これにより、前記エコスケジュールのエコ照度に追従する照度を有する光が照明器具１２から対応するゾーンに照射される。

一方、このように前記照明システムが前記エコスケジュールの照度に追従して運転されている間、前記対応するゾーン内の一在席者のパソコン端末１１の申告画面２２から照度設定値変更申告部２４が申告操作されると、前記エコ照度の増加（或いは削減）を要求する指令が事務室側Ｉ／Ｆ２０を介して前記室内環境制御システムに送信され、前記室内環境調節システムに対して前記エコ照度を規定量分増加（或いは削減）するように制御部１８によって指示され、照度設定値が変更される。これにより、一時的に（例えば、１０〜３０分）、前記エコ照度を規定量分増加（又は削減）させた光が照明器具１２から前記対応するゾーンに照射される。

この時に増加（或いは削減）させる前記エコ照度の規定量は、照度設定値変更申告部２４において、例えば、「適切」の位置から「かなり眩しい」又は「かなり暗い」の位置に２段階切り換えられた場合には、「適切」の位置から「眩しい」又は「暗い」の位置に１段階切り換えられた場合の２倍の増加率（或いは削減率）となるようにするなど、照度設定値変更申告部２４から切り換えられた段階の数に応じて、制御部１８により重み付けされ、変更後の照度設定値が決定される。

また、このように照度設定値変更申告部２４からの申告操作に基づき前記照度設定値を変更した後は、照度設定値変更申告部２４からの別の申告操作による前記設定値の変更を行わない一定長の設定値変更不能時間帯が制御部１８により設定されることや、或いは、申告画面２２の申告履歴表示部２５に照度設定値変更申告部２４から操作されたすべての申告の履歴が随時、制御部１８によりすべてのパソコン端末１１の申告履歴表示部２５に表示されることや、或いは、所定時間内における温度設定値変更申告部２３からの申告操作の回数に応じてパソコン端末１１の申告画面２２のメッセージ表示部３２に制御部１８により所定のメッセージが表示されることは、上記した空調システムを制御する場合と同様であり、それにより同様の効果を得ることができる。

なお、上記した本発明の実施の形態は、本発明の室内環境制御システムにおける好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、他の構成要素などとの置き換えが可能であり、かつ、他の構成要素との組合せを含む様々な変形が可能である。すなわち、本発明は、天井吹出し方式の空調システムに適用するなど、空調システムの種類などを含め、上記した実施の形態の記載をもって特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１１ パソコン端末
１８ 制御部（設定値変更実行手段）
２３ 温度設定値変更申告部（設定値変更申告手段）
２４ 照度設定値変更申告部（設定値変更申告手段）

Claims (4)

1. ゾーン毎に一定時間単位で作成された負荷率の履歴データから一定割合分の負荷率を減じて作成されたエコスケジュールの負荷率に追従するエコ空調用熱量に従って室内環境調節システムの運転を制御するための室内環境制御システムであって、
   前記ゾーン内の複数の在席者に対応して設置される端末に表示される設定値変更申告手段と、
   前記複数の在席者のうちの一在席者の端末の前記設定値変更申告手段からの申告操作に基づき前記エコ空調用熱量を一時的に増減する設定値変更実行手段と、
   を備えていることを特徴とする室内環境制御システム。
2. 前記設定値変更実行手段は、前記設定値変更申告手段からの申告操作に基づき前記設定値を変更した後、前記設定値変更申告手段からの別の申告操作による前記設定値の変更を行わない一定長の設定値変更不能時間帯を設定することを特徴とする請求項１に記載の室内環境制御システム。
3. 前記設定値変更実行手段は、前記設定値変更不能時間帯における前記設定値変更申告手段からの申告操作を含めて、所定時間の前記設定値変更申告手段からのすべての申告操作の履歴をすべての前記端末に表示することを特徴とする請求項２に記載の室内環境制御システム。
4. 前記設定値変更実行手段は、所定時間内における前記設定値変更申告手段からの申告操作の回数に応じて前記端末に所定のメッセージを表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の室内環境制御システム。

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