JP6386336B2

JP6386336B2 - 空調システム及び建物

Info

Publication number: JP6386336B2
Application number: JP2014214577A
Authority: JP
Inventors: 邦寿 ▲桑▼原; 玄規井上
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: JP2016080308A

Description

本発明は、建物内を空調する空調システム、及びこの空調システムを備えた建物に関するものである。

従来から、建物内を空調する空調システムに関する技術は、数多く提案され、実施に供されている。

また、運転スケジュールに沿って空調システムを運転することもなされている（例えば特許文献１等を参照）。

特開２００９−２６４７０２号公報

しかしながら、上記した特許文献１のような従来の多くの空調システムでは、建物の外気温の実測値に基づいて組まれた運転スケジュールを作成してから、この運転スケジュールに沿って運転する制御がなされる。

そのため、複雑な処理を行う構成が必要となり、高価になってしまう。

そこで、本発明は、複雑な処理を行う必要がなく、安価に実施することができる空調システム、及びこの空調システムを備えた建物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、本発明の空調システムは、建物内を空調する空調装置は、少なくとも経済性優先モードと快適性優先モードとの二モードの切替運転が可能であり、制御部は、前記経済性優先モードと前記快適性優先モードとの切替タイミングを、記憶部に記憶した季節及び地域の少なくとも一方に対応した運転タイムスケジュールデータに基づいて制御することを特徴とする。

ここで、前記空調装置は、前記経済性優先モードと前記快適性優先モードに加え、停止モードも有するとよい。

また、前記空調装置は、前記建物の床上空間を空調する床上空調と、前記建物の床下空間を空調する床下空調とが可能であるとよい。

ここで、前記床上空間には人感センサーが設けられており、前記制御部は、前記床上空間内に設けた人感センサーで人が在であるか不在であるかを検知した結果により、前記床上空調の運転条件を制御するとよい。

さらに、前記経済性優先モードから前記快適性優先モードへの切替に際し、切替移行時間を設け、該切替移行時間内に漸時的にモード切替を行うとよい。

また、暖房時における前記経済性優先モードの下限温度は、１５〜２０℃であり、前記快適性優先モードの下限温度は、２０〜２５℃であるとよい。

さらに、冷房時における前記経済性優先モードの上限温度は、２８〜３１℃であり、前記快適性優先モードの上限温度は、２５〜２８℃であるとよい。

ここで、上限温度とは、そのモードでは、その温度以下になるように制御する、という温度であり、下限温度とは、そのモードでは、その温度以上になるように制御する、という温度である。

本発明の建物は、上記した本発明の空調システムを備えていることを特徴とする。

このような本発明の空調システムは、建物内を空調する空調装置は、少なくとも経済性優先モードと快適性優先モードとの二モードの切替運転が可能であり、制御部は、経済性優先モードと快適性優先モードとの切替タイミングを、記憶部に記憶した季節及び地域の少なくとも一方に対応した運転タイムスケジュールデータに基づいて制御する構成とされている。

上記した構成なので、基本的には、記憶部に記憶した季節及び地域の少なくとも一方に対応した運転タイムスケジュールデータに基づいて、経済性優先モードと快適性優先モードとの二モードの切替運転を行う制御をすればよいため、複雑な処理を行う必要がなく、安価に実施することができる。

ここで、空調装置は、経済性優先モードと快適性優先モードに加え、停止モードも有する場合は、停止モード中の消費電力は待機電力だけで済むので、その分、電気代を安く抑えることができる。

また、空調装置は、建物の床上空間を空調する床上空調と、建物の床下空間を空調する床下空調とが可能である場合は、特に、暖房運転をする際には、床下空調による暖房は、床上空間が略均一にムラなく暖まるが、床上空調による暖房に比べれば即効性に欠き、床上空調による暖房は、床上空間が即座に暖まるが、床下空調による暖房に比べれば床上空間を均一に暖めることができないので、床下空調による暖房と床上空調による暖房との長所を活かし、短所を補い合う効率的な建物の空調を行うことができる。

ここで、床上空間には人感センサーが設けられており、制御部は、床上空間内に設けた人感センサーで人が在であるか不在であるかを検知した結果により、床上空調の運転条件を制御する場合は、床上空調では、床上空間内の人の在・不在を区別して、無駄のない運転が行われる。

さらに、経済性優先モードから快適性優先モードへの切替に際し、切替移行時間を設け、切替移行時間内に漸時的にモード切替を行う場合は、急激にモード切替を行うのに比べて、少ない電力で済み、その分、電気代を安く抑えることができる。

また、暖房時における経済性優先モードの下限温度は、１５〜２０℃であり、快適性優先モードの下限温度は、２０〜２５℃である場合は、暖房時の温度環境として、経済性優先モードでも、多くの人が不快でないと感じる環境を確保することができるし、快適性優先モードでは、多くの人が快適であると感じる環境を確保することができる。

さらに、冷房時における経済性優先モードの上限温度は、２８〜３１℃であり、快適性優先モードの上限温度は、２５〜２８℃である場合は、冷房時の温度環境として、経済性優先モードでも、多くの人が不快でないと感じる環境を確保することができるし、快適性優先モードでは、多くの人が快適であると感じる環境を確保することができる。

このような本発明の建物は、上記した本発明の空調システムを備えた構成とされている。

上記した構成なので、上記した本発明の空調システムの効果を奏する建物とすることができる。

実施例の空調システムを備えた建物の概略構成を示す説明図である。実施例の空調システムの制御装置の概略構成を示すブロック図である。実施例の空調システムの制御装置による自動制御設定時の具体例を示すタイムテーブルである。実施例の空調システムによるモード切替と通常の空調システムによるモード切替とを時刻と温度の関係で比較したグラフである。実施例の建物の１１月から３月の床下空調の具体例を示すタイムテーブルである。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

先ず、実施例の構成について説明する。

図１は、実施例の空調システムを備えた建物１の概略構成を示している。

この建物１は、断熱基礎として構築された基礎底盤コンクリート１ｂと、その側縁に立設された基礎側壁コンクリート１ｃと、さらにその上に立設された外壁部１ｄと、その外壁部１ｄの上端開口を塞ぐ天井部１ｅとから主に構成されている。

そして、この天井部１ｅと外壁部１ｄとに囲まれる空間は、床部１ａによって床下空間３と居室などに用いられる床上空間６とが区切られた構成となっている。

また、基礎側壁コンクリート１ｃの床下空間３側には、グラスウールなどの断熱材２が取り付けられており、床下空間３内の熱が屋外に極力漏れない断熱構造となっている。

そして、床下空間３内には、吹出型の空調装置としてのエアコンディショナーの屋内機５が設置されている。

ここで、このエアコンディショナーの屋内機５は、ヒートポンプ式であり、熱媒循環管路により、建物１の屋外に設置された屋外機４と接続されている。

また、このエアコンディショナーの屋内機５は、除湿機能を有し、床下空間３から屋外へ貫通する排水用のドレイン７が設けられている。

さらに、このエアコンディショナーの屋内機５は、吸込部５１と、床上用吹出部５２，５２と、床下用吹出部５３とを有している。

また、このエアコンディショナーの屋内機５には、床上用吹出部５２，５２及び床下用吹出部５３から空気を様々な強さで吹き出させることが可能なファン（図示せず）と、制御部５４と、記憶部５５とが内蔵されている。

さらに、床上用吹出部５２，５２と床下用吹出部５３とには、電動ダンパーなどから成る開閉弁５２ａ，５３ａがそれぞれ設けられている。

また、このエアコンディショナーの屋内機５には、制御部５４に床下空間３の温度データを有線又は無線で送る温度センサー５ａが取り付けられている。

さらに、床部１ａには、グリル付きの、排気口９と、２種類の給気口１０，１０，１１とが設けられている。

ここで、給気口１０，１０は、ダクト８２により、エアコンディショナーの屋内機５の床上用吹出部５２とそれぞれ接続されており、別の給気口１１は、ダクトを介さず、床下空間３と直接連通している。

また、エアコンディショナーの屋内機５の吸込部５１と排気口９との間もダクト８１で接続されている。

さらに、床上空間６内には、人感センサー１２が設けられ、この人感センサー１２は、制御部５４と有線又は無線で接続されている。

また、床上空間６内には、コントローラとしてのリモートコントローラ１３も設けられている。

さらに、このリモートコントローラ１３には、制御部５４に床上空間６の温度データを有線又は無線で送る温度センサー１３ａが内蔵されている。

次に、実施例の空調システムの制御装置Ｓについて説明する。

図２は、実施例の空調システムの制御装置Ｓの概略構成を示している。

この実施例の空調システムの制御装置Ｓは、吹出型の空調装置としてのエアコンディショナーの屋内機５に内蔵された制御部５４及び記憶部５５と、人感センサー１２と、温度センサー１３ａが内蔵されたコントローラとしてのリモートコントローラ１３とから主に構成される。

そして、記憶部５５には、図５に具体例を示した建物１がある地域の季節（ここでは、月毎）に対応した自動制御設定時における経済性優先モードと快適性優先モードとの床下空調の切替タイミング等の制御パターンが記憶されている。

なお、図５は、１１月から３月の床下空調の具体例を示すタイムテーブルであり、寒い時期ほど、朝方の経済性優先モードから快適性優先モードへの切替タイミングを早くしている。

ここで、この自動制御設定時においては、基本的に、人感センサー１２で人が在であると検知し、その状態が所定時間継続すると、その検知結果を検知信号として制御部５４に送り、制御部５４により、エアコンディショナーの屋内機５の床上用吹出部５２，５２から空調空気（暖気又は冷気）を吹き出す制御がなされ、給気口１０，１０から床上空間６に空調空気が吹き出されて、床上空調が行われる。

この制御は、温度センサー１３ａで検知される床上空間６内の温度データに基づいてなされ、モード毎に予め設定された下限（又は上限）温度との開きを計算に入れ、運転のオン・オフ及び強弱の制御がなされる。

また、この自動制御設定時においては、制御パターンとして記憶部５５に記憶された運転タイムスケジュールデータに基づいて、制御部５４により、エアコンディショナーの屋内機５の床下用吹出部５３から空調空気（暖気又は除湿空気）を吹き出す制御がなされ、床下空間３に空調空気が吹き出されて、床下空調が行われる。

この制御は、温度センサー５ａで検知される床下空間３内の温度データに基づいてなされ、モード毎に予め設定された下限（又は上限）温度との開きを計算に入れ、運転のオン・オフ及び強弱の制御がなされる。

ここで、床下空間３に吹き出された空調空気の一部は、給気口１１から床上空間６に吹き出される。

なお、リモートコントローラ１３によって、この自動制御設定のオン・オフ、調整、及び変更が可能であり、特に、調整や変更があった場合には、記憶部５５が記憶し、記憶部５５は、その頻度が高い場合は、自動制御設定に反映させる学習機能を有している。

次に、実施例の空調システムの制御装置Ｓによる制御についてより具体的に説明する。

図３は、実施例の空調システムの制御装置Ｓによる冬場の暖房を想定した自動制御設定の具体例（ここでは、２月の１日分）を示すタイムテーブルである。なお、このタイムテーブル中の数字は、暖房の下限温度を示している。

先ず、床上空調は、４時半から２２時半までは、人感センサー１２で人が在であるか不在であるかを検知し、この検知結果を反映させた制御がなされる。

ここで、人感センサー１２により、人が在であると検知され、その状態が所定時間（例えば１分）継続すると、快適性優先モードが選択され、床上空間６内の下限温度を２２℃とする運転が行われる。

すなわち、２２℃以上を保つために、温度センサー１３ａが２２℃以上の温度を検知すれば、運転をオフとし、２２℃未満であれば、運転をオンとする。

なお、運転をオンとする場合には、２２℃より若干下回っているだけのときは弱運転とし、大きく下回っているときは強運転とする。

また、人感センサー１２により、人が不在であると検知され、その状態が所定時間（例えば１０分）継続すると、経済性優先モードが選択され、床上空間６内の下限温度を１７℃とする運転が行われる。

すなわち、１７℃以上を保つために、温度センサー１３ａが１７℃以上の温度を検知すれば、運転をオフとし、１７℃未満であれば、運転をオンとする。

なお、運転をオンとする場合には、１７℃より若干下回っているだけのときは弱運転とし、大きく下回っているときは強運転とする。

さらに、床上空調は、２２時半から翌４時半までは、記憶部５５に記憶された運転タイムスケジュールデータに基づいて制御がなされ、床上空間６内の下限温度を１７℃とする運転が行われる。

一方、床下空調は、一日中、基本的には、記憶部５５に記憶された運転タイムスケジュールデータに基づいて制御がなされる。

先ず、深夜１時から４時半までは、床下空間３内の下限温度を２０℃とする運転（経済性優先モードによる運転）が行われる。

すなわち、２０℃以上を保つために、温度センサー５ａが２０℃以上の温度を検知すれば、運転をオフとし、２０℃未満であれば、運転をオンとする。

なお、運転をオンとする場合には、２０℃より若干下回っているだけのときは弱運転とし、大きく下回っているときは強運転とする。

４時半にモードが切り替えられ、４時半から１０時までは、床下空間３内の下限温度を２５℃とする運転（快適性優先モードによる運転）が行われる。

すなわち、２５℃以上を保つために、温度センサー５ａが２５℃以上の温度を検知すれば、運転をオフとし、２５℃未満であれば、運転をオンとする。

なお、運転をオンとする場合には、２５℃より若干下回っているだけのときは弱運転とし、大きく下回っているときは強運転とする。

また、１０時から１２時までは、床下空間３内の下限温度を２０℃とする運転（経済性優先モードによる運転）が行われる。

さらに、１２時から１４時までは、４時半から１０時までと同様、床下空間３内の下限温度を２５℃とする運転（快適性優先モードによる運転）が行われる。

また、１４時から１６時までは、１０時から１２時までと同様、床下空間３内の下限温度を２０℃とする運転（経済性優先モードによる運転）が行われる。

さらに、１６時から２２時半までは、１２時から１４時まで及び４時半から１０時までと同様、床下空間３内の下限温度を２５℃とする運転（快適性優先モードによる運転）が行われる。

また、２２時半から翌４時半までは、基本的には、床下空間３内の下限温度を２０℃とする運転（経済性優先モードによる運転）が行われる。

但し、２３時から翌１時までは、停止モードとし、床下用吹出部５３からの空調空気（暖気）の吹き出しを停止する。

なお、この具体例は、床上空間６を居間や寝室などに用いる場合のものであり、人が居ないと想定されるときも、主に急に居住者等の人が戻ってきたときなどにヒートショックを起こすのを予防するのを目的として、床上空間６内の下限温度を１７℃としている。

ここで、図３では、分かり易いように、床下空調のモード間の境目をただの線としたデジタル表示としたが、実際には、図４に示したように、アナログ表示となる。

この実施例では、経済性優先モードから快適性優先モードに切替する際に、節電となるように工夫している。

すなわち、通常、経済性優先モードから快適性優先モードに切替する際には、運転のオン・オフを少なくするため、図４の点線で示したように、経済性優先モードの下限温度の２０℃よりやや高い２２℃程度から、時刻ｔ２からｔ１であまり切替移行時間をかけずに、快適性優先モードの下限温度の２５℃になるようにしている。

これに対し、この実施例では、経済性優先モードから快適性優先モードに切替する際には、図４の実線で示したように、先ず、時刻ｔ３からｔ０で、経済性優先モードの下限温度である２０℃まで温度を下げ、時刻ｔ０からｔ１で、通常の２倍以上の切替移行時間をかけて、漸時的にモード切替を行っている。

これにより、領域Ｄの分だけの電力を節約することができる。

次に、実施例の作用効果について説明する。

このような実施例の空調システムは、建物１内を空調する空調装置としてのエアコンディショナーの屋内機５は、少なくとも経済性優先モードと快適性優先モードとの二モードの切替運転が可能であり、制御部５４は、経済性優先モードと快適性優先モードとの切替タイミングを、記憶部５５に記憶した季節及び地域に対応した運転タイムスケジュールデータに基づいて制御する構成とされている。

上記した構成なので、基本的には、記憶部５５に記憶した季節及び地域に対応した運転タイムスケジュールデータに基づいて、経済性優先モードと快適性優先モードとの二モードの切替運転を行う制御をすればよいため、複雑な処理を行う必要がなく、安価に実施することができる。

ここで、空調装置としてのエアコンディショナーの屋内機５は、経済性優先モードと快適性優先モードに加え、停止モードも有する。

このため、停止モード中の消費電力は待機電力だけで済むので、その分、電気代を安く抑えることができる。

なお、より暖かい地域では、停止モードをより多く設けることができるので、その分、電気代をより安く抑えることができる。

また、空調装置としてのエアコンディショナーの屋内機５は、建物１の床上空間６を空調する床上空調と、建物１の床下空間３を空調する床下空調とが可能である。

このため、特に、暖房運転をする際には、床下空調による暖房は、床上空間６が略均一にムラなく暖まるが、床上空調による暖房に比べれば即効性に欠き、床上空調による暖房は、床上空間６が即座に暖まるが、床下空調による暖房に比べれば床上空間６を均一に暖めることができないので、床下空調による暖房と床上空調による暖房との長所を活かし、短所を補い合う効率的な建物１の空調を行うことができる。

ここで、床上空間６には人感センサー１２が設けられており、制御部５４は、床上空間６内に設けた人感センサー１２で人が在であるか不在であるかを検知した結果により、床上空調の運転条件を制御する。

このため、床上空調では、床上空間６内の人の在・不在を区別して、無駄のない運転が行われる。

さらに、経済性優先モードから快適性優先モードへの切替に際し、切替移行時間を設け、切替移行時間内に漸時的にモード切替を行う。

このため、急激にモード切替を行うのに比べて、少ない電力で済み、その分、電気代を安く抑えることができる。

このような実施例の建物１は、上記した実施例の空調システムを備えた構成とされている。

上記した構成なので、上記した実施例の空調システムの作用効果を奏する建物とすることができる。

以上、図面を参照して、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、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、上記した実施例では、建物１を、説明が簡単なように、単純な構造としたが、勿論、これに限定されず、より複雑な構造として実施してもよい。

また、上記した実施例では、主に、暖房運転の際のみについて記載したが、これに限定されず、本発明は、冷房運転の際にも適用できるものである。

例えば、床下空間３内が結露対策をしているのなら、暖房運転の際と略同様にして実施してもよいし、結露対策がなされていないなら、床下空調は、除湿空気を吹き出すものとし、夏場等の暑いときの体感温度を下げるようにすればよい。

この場合は、温度センサー１３ａ，５ａに、湿度検出機能も持たせるとよい。

さらに、この冷房時では、経済性優先モードの上限温度は、２８〜３１℃であり、快適性優先モードの上限温度は、２５〜２８℃であるとよい。

また、上記した実施例では、空調装置としてのエアコンディショナーの屋内機５に、床上空調と床下空調とを行えるものを用いて実施したが、これに限定されず、通常の床上空調のみが行えるものを用いて実施してもよい。

１建物
１ａ床部
１ｂ基礎底盤コンクリート
１ｃ基礎側壁コンクリート
１ｄ外壁部
１ｅ天井部
２断熱材
３床下空間
４エアコンディショナーの屋外機
５エアコンディショナーの屋内機（空調装置）
５１吸込部
５２床上用吹出部
５２ａ開閉弁
５３床下用吹出部
５３ａ開閉弁
５４制御部
５５記憶部
５ａ温度センサー
６床上空間
７ドレイン
８１ダクト
８２ダクト
９排気口
１０給気口
１１別の給気口
１２人感センサー
１３リモートコントローラ（コントローラ）
１３ａ温度センサー
Ｓ制御装置

Claims

建物内を空調する空調装置と、前記空調装置を制御する制御部と、を備える空調システムであって、
前記空調装置は、前記建物の床上空間を空調する床上空調と、前記建物の床下空間を空調する床下空調とが可能であって、経済性優先モードと快適性優先モードと停止モードとの切替運転が可能であり、
前記床上空間には人感センサーが設けられており、
前記制御部は、前記経済性優先モードと前記快適性優先モードと前記停止モードとの切替タイミングを、記憶部に記憶した季節及び地域に対応した運転タイムスケジュールデータに基づいて制御し、前記人感センサーで人が在であるか不在であるかを検知した結果により、前記床上空調の運転条件を制御し、前記経済性優先モードから前記快適性優先モードへの切替に際し、切替移行時間を設け、該切替移行時間内に漸時的にモード切替を行い、
暖房時における前記経済性優先モードの下限温度は、１５〜２０℃であり、前記快適性優先モードの下限温度は、２０〜２５℃であり、
冷房時における前記経済性優先モードの上限温度は、２８〜３１℃であり、前記快適性優先モードの上限温度は、２５〜２８℃であり、
前記運転タイムスケジュールデータでは、１１月から３月の前記床下空調において、寒い時期ほど朝方の前記経済性優先モードから前記快適性優先モードへの切替タイミングが早くしていることを特徴とする空調システム。
請求項１に記載の空調システムを備えていることを特徴とする建物。