JP6309294B2 - 室温制御システム - Google Patents
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- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
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Description
(a)室温が快適温度範囲内のときは、外気温にかかわらずエアコンはOFFとし、外気温が室温より高いと前記2つ以上の窓を閉めて、外気温が室温より低いと前記2つ以上の窓を開ける。
(b)室温が快適温度範囲を上回ったときは、外気温が快適上限温度より高いとエアコンをONして前記2つ以上の窓を閉め、外気温が快適上限温度より低いとエアコンをOFFして前記2つ以上の窓を開ける。
(c)室温が快適温度範囲内のときは、外気温が室温より高いと前記2つ以上の窓を閉めて、外気温が室温より低いと前記2つ以上の窓を開ける。
快適温度範囲は、ユーザーが操作パネル等から自由に設定できる快適上限温度と快適下限温度の間の範囲で、ユーザーが快適だと感じる温度範囲を意味する。
このように構成することで、自然の有効利用と最小限のエアコン運転によって、快適な温度環境を提供することができる。
このように構成することで、室内の熱放射や湿度の高い外気の導入により、エアコンがOFFする前より体感温度が高く感じられることを防ぐことができる。
(a)エアコンがONのとき、室温が快適上限温度よりも所定の窓閉・エアコンOFF遅らせ温度(dT6)以上下がると窓を閉めたままでエアコンをOFFにし(図5中の矢印22参照)、外気温が室温よりも所定の窓開・エアコンOFF遅らせ温度(dT1)以上下がると窓を開け且つエアコンをOFFにする(図5中の矢印23参照)。
(b)エアコンがOFFで室温が快適温度範囲内のとき、外気温が室温よりも所定の窓開・エアコンOFF遅らせ温度(dT1)以上下がると窓を開け(図5中の矢印24参照)、外気温が室温よりも高くなると窓を閉める(図5中の矢印25参照)。
上記(a)の構成により、エアコン設定温度と室温との誤差が原因で発生するエアコンの短い時間間隔でのON・OFF繰り返しを防止できる。
上記(b)の構成により、日射や強風等による室温や外気温の変動が原因で発生する、窓の短い時間間隔での開閉繰り返し動作(ハンチング)を防止できる。
このように構成することで、日射や強風等による室温や外気温の変動が原因で発生する、窓の短い時間間隔での開閉繰り返し動作(ハンチング)を防止できる。
このように構成することで、外気導入による急激な室温低下を防止できる。
居室1には、2つの窓6a,6bと、エアコン7aと、室温センサー8aと、操作パネル9aと、中継装置10aを備えている。居室2には、1つの窓6cと、エアコン7bと、室温センサー8bと、操作パネル9bと、中継装置10bを備えている。居室3には、2つの窓6d,6eと、エアコン7cと、室温センサー8cと、操作パネル9cと、集中制御機11を備えている。非居室5には、1つの窓6fを備えている。居室2と非居室5との間には、出入口となる開口部が設けてある。屋外には、外気温センサー12と雨センサー13が設けてある。
居室1,2の窓6a,6b,6c、エアコン7a,7b、室温センサー8a,8b及び操作パネル9a,9b、非居室5の窓6f、外気温センサー12、雨センサー13は、中継装置10a,10bを介して集中制御機11と有線又は無線で接続されている。居室3の窓6d,6e、エアコン7c、室温センサー8c、操作パネル9cは、集中制御機11と有線又は無線で接続されている。
図13は居室1,2に設けられる操作パネル9a,9bのモニター画面を示し、図14は同操作パネル9a,9bの設定画面を示している。この操作パネル9a,9bでは、居室1,2ごとの状態をモニターする機能、居室1,2ごとに運転モード16等を設定する機能を有している。
居室1に人が居る時には、「自動A」モードが優先する。居室1に人が居ない時や非居室では、「自動N」モードを選択することで、熱溜り排気や壁に蓄冷し、冷房使用を減らすことができる。「自動A」モードと「自動N」モードの相互の切り替えは、ユーザーが操作パネル9a,9b,9cにより手動で行ってもよいが、人感センサーを用いて自動的に切り替えることもできる。
上記の各運転モードに加え、ユーザーが帰宅時に部屋が暑い場合に、強制的にエアコンで暫く冷やし、快適温度になったら通常運転に戻す設定もできる。
図3は、「自動A(エアコン使用モード)」における外気温と室温に対応した窓6a,6b及びエアコン7aの状態をまとめたグラフである。同図に示すように、室温が快適温度範囲内で外気温が室温より高いときは(図中のA領域)、エアコン7aはOFFで窓6a,6bは閉となる。室温が快適温度範囲内で外気温が室温より低いときは(図中のB領域)、エアコン7aはOFFで窓6a,6bは開となる。また、室温が快適温度範囲を上回り、外気温が快適上限温度THより高いときは(図中のC領域)、エアコン7aはONで窓6a,6bは閉となる。室温が快適温度範囲を上回り、外気温が快適上限温度THより低いときは(図中のD領域)、エアコン7aはOFFで窓6a,6bは開となる。このようにエアコン7aと窓6a,6bを制御することで、自然の有効利用と最小限のエアコン運転によって、快適な温度環境を提供できると共に、省エネを図ることができる。
また「自動A」モードにおいて、室温が快適下限温度TLより低いときは(図中のE領域)、エアコン7aはOFFで窓6a,6bは閉となる。また、外気温について窓を開ける下限値(窓閉温度TC)が予め設定してあり、外気温がその下限値TCよりも低いときは(図中のF領域)、エアコン7aはOFFで窓6a,6bは閉となる。これにより、冷たい外気が室内に入って室内が寒くなるのを防ぐことができる。
また、室温が快適下限温度TLより高く、外気温が快適下限温度TLと窓閉温度TCの間にあるときは(図中のG領域)、エアコン7aはOFFとし窓6a,6bを制限的に開けて通風を調節する。窓6a,6bの開ける量は、外気温が快適下限温度TLに近いときは大きく開け、外気温が窓閉温度TCに近くになるにつれ開ける量を小さくする。これにより、適度な換気を行いつつ室内を快適に維持できる。
さらに「自動N」モードにおいて、室温が快適下限温度TLより低いときは(図中のJ領域)、窓6a,6bは閉となる。また、外気温について窓6a,6bを開ける下限値(窓閉温度TC)が予め設定してあり、外気温がその下限値TCよりも低いときは(図中のK領域)、窓6a,6bは閉となる。これにより、冷たい外気が室内に入って室内が寒くなるのを防ぐことができる。
また、室温が快適下限温度TLより高く、外気温が快適下限温度TLと窓閉温度TCの間にあるときは(図中のL領域)、窓6a,6bを制限的に開けて通風を調節する。これにより、適度な換気を行いつつ室内を快適に維持できる。
待機時間経過と判定されると、室温が快適下限温度TL以下か否かを判定する(ステップS9)。室温が快適下限温度TL以下の場合は、窓6a,6bを閉としエアコン7aをOFFし(ステップS10)、制御間隔t1を設定する(ステップS11)。室温が快適下限温度TL以上の場合は、次に外気温が窓閉温度TC以下か否かを判定する(ステップS12)。外気温が窓閉温度TC以下の場合は、窓6a,6bを閉としエアコン7aをOFFし(ステップS10)、制御間隔t1を設定する(ステップS11)。外気温が窓閉温度TC以上の場合は、次に外気温が快適下限温度TL以下か否かを判定する(ステップS13)。外気温が快適下限温度TL以下の場合は、窓6a,6bを制限開としエアコン7aをOFFとし(ステップS14)、制御間隔t2を設定する(ステップS15)。
外気温が快適下限温度TL以上の場合は、エアコン有モードが選択されているか否か(エアコン使用モードかエアコン不使用モードか)を判定する(ステップS16)。エアコン不使用モードが選択されている場合は、次に室温より外気温が低いか否かを判定し(ステップS17)、室温より外気温が低いときは、窓6a,6bを開としエアコン7aをOFFし(ステップS18)、制御間隔t3を設定する(S19)。室温より外気温が高いときは、窓6a,6bは閉としエアコン7aをOFFし(ステップS20)、制御間隔t3を設定する(ステップS21)。
ステップS16でエアコン使用モードが選択されていると、室温が快適温度範囲内か否かを判定する(ステップS22)。室温が快適温度範囲外と判定されると、次に外気温が快適上限温度TH以上か否かを判定する(ステップS23)。外気温が快適上限温度TH以上の場合は、窓6a,6bは閉としエアコン7aをOFFし(ステップS24)、制御間隔t3を設定する(ステップS25)。外気温が快適上限温度TH以下の場合は、窓6a,6bは開としエアコン7aをOFFし(ステップS26)、制御間隔t3を設定する(ステップS27)。
ステップS22で室温が快適温度範囲内のときは、次に外気温が快適上限温度TH以上か否かを判定する(ステップS28)。外気温が快適上限温度TH以上の場合は、窓6a,6bは閉としエアコン7aをOFFし(ステップS29)、制御間隔t3を設定する(ステップS30)。外気温が快適上限温度TH以下の場合は、次に室温が外気温より低いか否かを判定する(ステップS31)。室温より外気温が低い場合は、窓6a,6bは開としエアコン7aをOFFし(ステップS32)、制御間隔t3を設定する(ステップS33)。室温より外気温が高い場合は、窓6a,6bは閉としエアコン7aをOFFし(ステップS34)、制御間隔t3を設定する(ステップS35)。以上のように窓6a,6bとエアコン7aの状態を設定するとグループ毎の処理を終了し、図7のフローチャートのループ処理終了(ステップS5)に移行し、その次にループ処理開始(ステップS1)に戻り、上述の処理が繰り返し行われる。
なお、図8のフローチャートの下部に記載の英文字は、図3,4のグラフのA〜Lの各領域に対応している。図8のフローチャートは、エアコン使用モードのときの制御とエアコン不使用モードのときの制御を合体させたものとなっているが、エアコン使用モードとエアコン不使用モードとでグループ毎の処理のフローチャートを分けることもできる。
この場合でも室温を快適に維持できるし、集中制御機11が室温と外気温を所定時間(t1、t2,t3)毎に確認することで、制御が簡単になり、また室温と外気温を確認する時間を細かくすることで、室温や外気温の変化に応じたタイムリーな温度制御が行える。
外気温が室温より高くなり、窓6a,6bを閉めてエアコン7aをOFFにした場合でも、日射や風などの影響により外気温が室温より一時的に低くなることがあり、窓6a,6bが開け閉め(いづれもエアコン7aはOFF)を繰り返す場合があるが、外気温が室温より所定の窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT1以上低くなってから窓6a,6bを開けてエアコン7aをOFFすることで、そのような不都合(ハンチング)を解消することができる。
この窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT1は、図5より明らかなように、窓を開けるときの外気温と窓を閉めるときの外気温との温度差であり、例えば1〜3℃に設定される。1℃よりも小さいとハンチングが起きるおそれがあり、3℃よりも大きいと窓6a,6bを開く時間が短くなるためである。窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT1は、地域や個人差によって設定を変更できる。
室温と外気温が何れも快適上限温度THよりも高いときに(図中のC領域)、窓6a,6bを閉じてエアコン7aをONするのは、図3の場合と同様である。
室温が快適上限温度THより高い状態で、外気温のみが快適上限温度THより窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT4以上下がった場合(図中の矢印20参照)、窓6a,6bを開けエアコン7aをOFFにする。外気温が快適上限温度THより僅かに低い状態で窓6a,6bを開けてエアコン7aをOFFにすると、室内の壁等からの熱放射によってエアコンOFFする前よりも室温が上がる場合があり、またエアコンONの状態では室内の湿度が低くなっており、エアコンをOFFして窓6a,6bを開けると屋外の湿った空気が室内に入ることで体感温度が上がる場合があるが、外気温が室温より所定の窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT4以上低くなってから窓6a,6bを開けてエアコン7aをOFFすることで、そのような不都合を解消し、室温を快適に維持できる。
また、エアコン7aをONすることにより、室温はエアコン7aの設定温度まで低下するが、このとき室温が快適上限温度THより窓閉・エアコンOFF遅らせ温度dT6以上下がってからエアコンをOFFする(図中の矢印22参照)ことにより、エアコン7aがONとOFFを繰り返す不都合を解消することができる。なお、室温が快適上限温度THより窓閉・エアコンOFF遅らせ温度dT6以上下がらなかった場合は、外気温が室温より窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT1以上下がったとき(図中の矢印23参照)、窓6a,6bを開けてエアコン7aをOFFにする。
また、外気温が快適下限温度TLより一定温度dT3以上低く且つ窓閉温度TCより一定温度dT5以上高く、尚且つ室温が快適下限温度TLより一定温度dT2以上高いときに(図中のG領域)、窓6a,6bを制限開としエアコン7aをOFFにしている。
外気温が室温より高くなり、窓6a,6bを閉めた場合でも、日射や風などの影響により外気温が室温より一時的に低くなることがあり、窓6a,6bが開け閉めを繰り返す場合があるが、外気温が室温より所定の窓開遅らせ温度dT7以上低くなってから窓6a,6bを開けることで、そのような不都合(ハンチング)を解消することができる。この窓開遅らせ温度dT7は、図6より明らかなように、窓を開けるときの外気温と窓を閉めるときの外気温との温度差であり、例えば1〜2℃に設定される。1℃よりも小さいとハンチングが起きるおそれがあり、2℃よりも大きいと窓6a,6bを開く時間が短くなるためである。
また、外気温が快適下限温度TLより一定温度dT3以上低く且つ窓閉温度TCより一定温度dT5以上高く、尚且つ室温が快適下限温度TLより一定温度dT2以上高いときに(図中のL領域)、窓6a,6bを制限開としている。
ステップS17で室温より外気温が低いと判定されると、外気温が室温より窓開遅らせ温度dT7以上低いか否かを判定する(ステップS37)。外気温が室温より窓開遅らせ温度dT7以上低い場合は、窓6a,6bを開としエアコン7aをOFFし(ステップS18)、制御間隔t3を設定する(S19)。
ステップS23で外気温が快適上限温度TH以下と判定されると、外気温が快適上限温度THより窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT4以上低いか否かを判定する(ステップS38)。この条件に合致すると、窓6a,6bは開としエアコン7aをOFFし(ステップS26)、制御間隔t3を設定する(ステップS27)。
ステップS31で室温より外気温が低いと判定されると、外気温が室温より窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT1以上低いか否かを判定する(ステップS39)。外気温が室温より窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT1以上低い場合は、窓6a,6bを開としエアコン7aをOFFし(ステップS32)、制御間隔t3を設定する(S33)。
エアコン有りモードが選択され、室温が快適温度範囲内であると、エアコンがON状態か否かを判定する(ステップS40)。エアコンがONのときは、室温が快適上限温度THより窓閉・エアコンOFF遅らせ温度dT6以上低いか否かを判定する(ステップS41)。室温が快適上限温度THより窓閉・エアコンOFF遅らせ温度dT6以上低い場合は、窓6a,6bを閉としたままエアコン7aをOFFし(ステップS42)、制御間隔t3を設定する(S43)。ステップS41でnoの場合、即ち室温が快適上限温度THより低く且つ(TH−dT6)より高い場合は、外気温が室温より窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT1以上低いか否かを判定する(ステップS44)。外気温が室温より窓開・エアコンOFF遅らせ温度dT1以上低い場合は、窓6a,6bを開としエアコン7aをOFFし(ステップS45)、制御間隔t3を設定する(S46)。
なお、図9のフローチャートの下部に記載の英文字は、図5,6のグラフのA〜Lの各領域に対応している。
このように本システムは、エアコン不使用モードとエアコン使用モードを使い分けることで、最大限の自然風の利用と最小限のエアコンの利用により、住宅の環境や生活シーンに応じた快適な温度環境を提供できると共に、省エネを図ることができる。その結果、熱中症の発症を予防することができ、冷房が苦手な人に対しても夏の健康的な暮らしを提供することができる。
2 居室
3 居室
4 住宅
5 非居室
6a,6b,6c,6d,6e,6f 窓
7a,7b,7c エアコン
8a,8b,8c 室温センサー
9a,9b,9c 操作パネル
11 集中制御機(制御手段)
12 外気温センサー
Claims (1)
- 1つの壁上にない2つ以上の窓と外気温センサーと室温センサーとエアコンと制御手段とを備え、制御手段は、夏期において室温と外気温に応じて、次の(a)及び(b)のいずれかの窓の開閉及びエアコンのON・OFFを行うエアコン使用モードと、室温と外気温に応じて次の(c)の窓の開閉のみを行うエアコン不使用モードを有することを特徴とする室温制御システム。
(a)室温が快適温度範囲内のときは、外気温にかかわらずエアコンはOFFとし、外気温が室温より高いと前記2つ以上の窓を閉めて、外気温が室温より低いと前記2つ以上の窓を開ける。
(b)室温が快適温度範囲を上回ったときは、外気温が快適上限温度より高いとエアコンをONして前記2つ以上の窓を閉め、外気温が快適上限温度より低いとエアコンをOFFして前記2つ以上の窓を開ける。
(c)室温が快適温度範囲内のときは、外気温が室温より高いと前記2つ以上の窓を閉めて、外気温が室温より低いと前記2つ以上の窓を開ける。
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