JP6415596B2 - Air control system - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機と各部屋とをダクトで接続し、空気調和機が各部屋の空調を制御する空気制御システムに関する。 The present invention relates to an air control system in which an air conditioner and each room are connected by a duct, and the air conditioner controls air conditioning in each room.
従来、熱交換器を有する1つの空気調和機を用いて、住宅全体の空調を制御する空気制御システムがある。このような空気制御システムでは、空気調和機と各部屋とをダクトにより接続し、空気調和機で生成された空気をダクト経由で各部屋へ供給し、供給不要な部屋についてはダンパの閉口により遮断する。1つの空気調和機と各部屋とがダクトで繋がっている空気制御システムにおいても、部屋ごとの快適性を向上するための制御は不可欠である。このため、下記特許文献1では、空気制御システムにおいて、部屋ごとに人感センサーを設け、部屋ごとに最適な空調制御を行う技術が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an air control system that controls air conditioning of an entire house using one air conditioner having a heat exchanger. In such an air control system, the air conditioner and each room are connected by a duct, the air generated by the air conditioner is supplied to each room via the duct, and the room that does not require supply is shut off by closing the damper. To do. Even in an air control system in which one air conditioner and each room are connected by a duct, control for improving the comfort of each room is indispensable. For this reason, the following
しかしながら、上記従来の技術によれば、各部屋について、人の在、不在により運転モードを切り替えている。そのため、部屋サイズ、在室人数が異なっていても各部屋で同じ運転モードになり、各部屋の状態に適した制御が行われないことが懸念される、という問題があった。 However, according to the above conventional technique, the operation mode is switched for each room depending on the presence or absence of a person. Therefore, there is a problem that even if the room size and the number of people in the room are different, the same operation mode is set in each room, and there is a concern that control suitable for the state of each room is not performed.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空気調和機が各部屋にダクト経由で空気を供給する構成において、各部屋の状態にあわせて空調制御が可能な空気制御システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in an arrangement in which an air conditioner supplies air to each room via a duct, an air control system capable of air conditioning control in accordance with the state of each room is obtained. With the goal.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気制御システムは、空気調和機で熱交換された空気を各部屋に送風するダクトと部屋間の空気量を制御するダンパと、各部屋においてユーザー操作により接続するダンパ数の情報の入力を受け付けるコントローラと、各部屋において室内温度を計測する温度センサーと、各部屋において在室人数を計測する人感センサーと、前記室内温度および前記在室人数の情報を用いて、各部屋について前記ダンパの開閉を制御する制御装置と、を備え、前記コントローラは、ユーザー操作により設定温度および部屋サイズの情報の入力を受け付け、前記制御装置は、各部屋のコントローラで受け付けられた設定温度および各部屋の温度センサーで計測された室内温度の情報を用いて温度重み付けを行い、部屋サイズおよび各部屋の人感センサーで計測された在室人数の情報を用いて密度重み付けを行い、前記温度重みおよび前記密度重みに基づいて各部屋の重み付けを行って、各部屋の重みを用いて各部屋で開口するダンパ数を決定し、前記ダンパの開閉を制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an air control system according to the present invention includes a duct for blowing air exchanged by an air conditioner to each room, and a damper for controlling the amount of air between the rooms. A controller that accepts input of information on the number of dampers connected by user operation in each room, a temperature sensor that measures the room temperature in each room, a human sensor that measures the number of people in each room, the room temperature and A controller that controls the opening and closing of the damper for each room using the information on the number of people in the room, and the controller receives input of information on a set temperature and a room size by a user operation. Using the set temperature received by the controller in each room and the room temperature information measured by the temperature sensor in each room, Each room is weighted using information on the room size and the number of people in the room measured by the human sensor of each room, and each room is weighted based on the temperature weight and the density weight. The number of dampers that are opened in each room is determined using the weights of the two, and the opening / closing of the dampers is controlled .
本発明に係る空気制御システムは、空気調和機が各部屋にダクト経由で空気を供給する構成において、各部屋の状態にあわせて空調制御ができる、という効果を奏する。 The air control system according to the present invention has an effect that air conditioning can be controlled in accordance with the state of each room in a configuration in which the air conditioner supplies air to each room via a duct.
以下に、本発明の実施の形態に係る空気制御システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an air control system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る空気制御システムを住宅に適用した場合の構成例を示す図である。また、図2は、空気制御システムの構成例を示すブロック図である。空気制御システムでは、図1に示すように、空気調和機1によって熱交換された空気はダクト2を通り、部屋5および部屋6に供給される。空気制御システムにおいて、各部屋にはダンパ3が設置されており、空気調和機1からの空気の供給が不要な部屋にはダンパ3を閉口することで空気の供給を遮断することができる。ここでは、部屋5には1つのダクト2がダンパ3経由で接続しており、部屋6には2つのダクト2が各々ダンパ3経由で接続している。なお、図1,2に示す空気制御システムにおいて、部屋、ダクト2、ダンパ3の数、部屋の大きさを表す部屋サイズは一例であって、これに限定するものではない。Embodiment.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example when an air control system according to an embodiment of the present invention is applied to a house. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the air control system. In the air control system, as shown in FIG. 1, the air heat-exchanged by the
部屋ごとに設置されたコントローラ4によって、ユーザーは、空気調和機1に対して部屋サイズ、部屋に接続するダクト2の数と同数のダンパ3の数、および設定温度を設定し、また変更することができる。コントローラ4は、温度センサー8および人感センサー9を備えており、部屋サイズ、ダンパ3の数および設定温度の情報に加えて、温度センサー8および人感センサー9の情報を制御装置10へ送信する。コントローラ4は、各部屋の壁に設置されたタイプであれば制御装置10と有線または無線で通信を行い、移動可能なリモコンタイプであれば、制御装置10と無線で通信を行う。
The
温度センサー8は、コントローラ4のある部屋の室内温度を計測する。人感センサー9は、コントローラ4のある部屋の在室人数を計測する。人感センサー9は、人7の在、不在だけではなく、人数を把握することができる。なお、ここでは、コントローラ4が温度センサー8および人感センサー9を備える構成であるが、一例であり、温度センサー8および人感センサー9は、本来コントローラ4とは独立した機能を有する構成のため、コントローラ4とは独立した構成にしてもよい。独立した構成の場合、温度センサー8は、計測した室内温度の情報を制御装置10へ有線または無線で送信する。また、人感センサー9は、計測した在室人数の情報を制御装置10へ有線または無線で送信する。
The
制御装置10は、空気調和機1、コントローラ4、ダンパ3と有線または無線で接続して通信を行う送受信部11と、コントローラ4で設定された情報、温度センサー8および人感センサー9で計測された情報に基づいて、各部屋におけるダンパ3の開閉を制御する制御部12と、後述する各種テーブルを記憶する記憶部13と、を備える。
The
制御装置10では、制御部12が、送受信部11において取得した、コントローラ4で設定された情報、温度センサー8および人感センサー9で計測された情報に基づいて、各部屋におけるダンパ3の開閉を制御する。具体的に、制御装置10の制御部12は、各部屋の部屋サイズ、在室人数、設定温度および室内温度に基づいて、各部屋についての重みを算出して重み付けを行って、各部屋についてダンパ3の開口数を決定してダンパ3の開閉を制御する。重みとは、空調制御に対する優先度合いを示し、大きな値ほど優先度が高いこととする。制御装置10の制御部12は、各部屋について温度重み付けおよび密度重み付けを行い、温度および密度の重みから部屋重み付けを行って、各部屋の重みによってダンパ3の開口数を決定する。
In the
温度重みとは、設定温度に対する室内温度の状態から求めるものであり、室内温度の変化によって変化する値である。密度重みとは、部屋に在室している人数の密度から求めるものであり、冷房時と暖房時で密度に対する優先度を変える。部屋重みとは、温度重みおよび密度重みから求められる、各部屋の空調制御の優先度を相対的に示すものである。 The temperature weight is obtained from the state of the room temperature with respect to the set temperature, and is a value that changes according to a change in the room temperature. The density weight is obtained from the density of the number of people in the room, and the priority for the density is changed during cooling and heating. The room weight relatively indicates the priority of air conditioning control of each room, which is obtained from the temperature weight and the density weight.
つづいて、制御装置10において重み付けを行う動作について説明する。ここでは、一例として、部屋5および部屋6の状態が図3に示す場合を想定して説明する。図3は、各部屋の状態のパラメータを示す図である。部屋5は、接続するダクト数すなわちダンパ数が「1」、部屋サイズが「40m3」、在室人数が「1人」、設定温度と室内温度との温度差が「5℃」であり、部屋6は、接続するダクト数すなわちダンパ数が「2」、部屋サイズが「80m3」、在室人数が「2人」、温度差が「1℃」であることを示す。Next, an operation for weighting in the
図4は、制御装置10における部屋重み付け動作を示すフローチャートである。まず、制御装置10の制御部12は、温度重み付けを行う(ステップS11)。図5は、制御部12における温度重み付け動作を示すフローチャートである。制御部12は、各部屋のコントローラ4から、コントローラ4で設定された設定温度の情報および温度センサー8で計測された室内温度の情報を送受信部11経由で取得する(ステップS21)。制御部12は、各部屋について、設定温度と室内温度との温度差を算出する(ステップS22)。制御部12は、各部屋について、算出した温度差に基づいて温度重みを決定する(ステップS23)。
FIG. 4 is a flowchart showing the room weighting operation in the
図6は、温度差と温度重みの関係を表した温度重みテーブルを示す図である。制御部12は、図6に示す温度重みテーブルを参照し、算出した温度差から温度重みを決定する。温度重みテーブルについては、制御装置10の記憶部13で保持している。なお、図6に示す温度重みテーブルの値は一例であり、これに限定するものではない。温度差が離れていれば離れているほど空調制御の優先度が高くなるため、温度差が離れているほど温度重みが大きな値となるものであれば、図6以外の温度重みテーブルを用いてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing a temperature weight table showing the relationship between the temperature difference and the temperature weight. The
制御部12では、図3に示すパラメータを用いると、部屋5について、温度差は5℃のため、図6の温度重みテーブルを参照して温度重みを「20」と決定し、部屋6について、温度差は1℃のため、図6の温度重みテーブルを参照して温度重みを「2」と決定する。
In the
図4に戻って、制御部12は、密度重み付けを行う(ステップS12)。図7は、制御装置10における密度重み付け動作を示すフローチャートである。制御部12は、各部屋のコントローラ4から、コントローラ4で設定された部屋の部屋サイズの情報(ステップS31)、および人感センサー9で計測された部屋の在室人数の情報(ステップS32)を送受信部11経由で取得する。制御部12は、各部屋について、部屋サイズおよび在室人数の情報に基づいて密度重みを決定する(ステップS33)。
Returning to FIG. 4, the
図8は、部屋サイズと在室人数と密度重みの関係を表した密度重みテーブルを示す図である。制御部12は、図8に示す密度重みテーブルを参照し、部屋サイズおよび在室人数から密度重みを決定する。密度重みテーブルについては、制御装置10の記憶部13で保持している。なお、図8に示す密度重みテーブルの値は一例であり、これに限定するものではない。冷房時は、人口密度が高ければ高いほど冷え辛くなるため、人口密度が高いほど密度重みが大きな値となるものであれば、図8以外の密度重みテーブルを用いてもよい。一方、暖房時は、人口密度が高ければ高いほど温まり易くなるため、図8とは異なり、人口密度が高いほど密度重みが小さな値となる図示しない密度重みテーブルを用いることとする。
FIG. 8 is a diagram showing a density weight table representing the relationship between the room size, the number of people in the room, and the density weight. The
制御装置10では、図3に示すパラメータを用いると、部屋5について、部屋サイズは40m3で在室人数が1人のため、図8の密度重みテーブルを参照して密度重み「3」と決定し、部屋6について、部屋サイズは80m3で在室人数が2人のため、図8の密度重みテーブルを参照して密度重み「10」と決定する。In the
図4に戻って、制御装置10は部屋重みを算出する(ステップS13)。制御装置10は、各部屋について、温度重みと密度重みを乗算して部屋重みを算出する。
Returning to FIG. 4, the
制御装置10では、図3に示すパラメータを用いると、部屋5の温度重みは「20」で密度重みは「3」のため、部屋5の部屋重みは「20×3=60」と算出し、部屋6の温度重みは「2」で密度重みは「10」のため、部屋6の部屋重みは「2×10=20」と算出する。この結果、部屋6に比べ、部屋5の空気制御の優先度が高いこととなる。
In the
制御装置10は、以下に示す式(1)に基づいて、算出した各部屋の部屋重みの比率に従って各部屋で開口するダンパ3の数を算出する。ダンパ総数とは、各部屋に接続されているダンパ3の数の合計である。ここでは、部屋5のダンパ数は「1」、部屋6のダンパ数は「2」のため、ダンパ総数は「3」となる。なお、制御装置10は、小数点以下は切り上げることとし、算出された開口するダンパ3の数が部屋に備わっているダンパ数よりも大きい場合は部屋に備わっているダンパ数とする。ただし、部屋重みの総数が0の場合は、開口するダンパ数は固定で0とする。
The
各部屋で開口するダンパ数
=(各部屋の部屋重み/部屋重みの総数)×ダンパ総数 …(1)Number of dampers opened in each room = (room weight of each room / total number of room weights) x total number of dampers (1)
図3に示すパラメータを用いた場合、部屋5の部屋重みは「60」、部屋6の部屋重みは「20」のため、部屋重みの総数は「60+20=80」となる。これにより、制御装置10は、部屋5で開口するダンパ数は「(60/80)×3=2.25」を切り上げるので3だが、部屋5に備わっているダンパ数は1であるので「1」とする。また、制御装置10は、部屋6で開口するダンパ数は「(20/80)×3=0.75」を切り上げるので「1」とする。
When the parameters shown in FIG. 3 are used, since the room weight of the
このように、制御装置10では、各部屋の部屋サイズ、在室人数、設定温度および室内温度の情報に基づいて、各部屋について開口するダンパ数を決定してダンパの開閉を制御する。
As described above, the
制御装置10では、上述の制御を一定時間ごと、在室人数の変更時、部屋サイズの変更時、設定温度の変更時、または室内温度の変化時に行うことで、空調制御の効率も向上でき、快適性及び省エネ性を考慮したダンパ制御ができる。
In the
ただし、夜中など、人の在、不在を検知できない時間帯も存在するため、空気制御システムでは、上述の制御を行わない時間帯をコントローラ4から設定できるようにしてもよい。
However, since there is a time zone in which the presence / absence of a person cannot be detected, such as in the middle of the night, the air control system may allow the
制御装置10は、全てのダクト2のダンパ3が閉じた場合、空気調和機1に対して、運転停止の命令を送り、空調運転を止めることで、省エネを図ることができる。
When the
制御装置10は、在室人数が0になって全てのダクト2のダンパ3が閉じることで空気調和機1が停止した場合、在室人数の変化時に空気調和機1に対して運転再開の命令を送り、空調運転を再開することができる。
When the number of people in the room becomes zero and the
ここで、図2に示す制御装置10のブロック図の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。図9は、制御装置10のハードウェア構成を示す図である。制御部12は、プロセッサ22がメモリ23に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。記憶部13は、メモリ23により実現される。送受信部11は、通信部21により実現される。通信部21、プロセッサ22およびメモリ23は、システムバス24により接続されている。制御装置10では、複数のプロセッサ22および複数のメモリ23が連携して図2のブロック図に示す各構成の機能を実行してもよい。制御装置10については、図9に示すハードウェア構成により実現することができるが、ソフトウェアまたはハードウェアのいずれでも実装可能である。
Here, a hardware configuration for realizing each configuration of the block diagram of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、空気制御システムでは、制御装置10において、コントローラ4でユーザー操作により受け付けた設定温度、部屋サイズ、ダンパ数、温度センサー8で計測された室内温度、人感センサー9で計測された室内人数、の情報を用いて部屋の重み付けを行い、部屋重みから各部屋で開口するダンパ数を算出し、ダンパ3の開閉を制御することとした。これにより、空気制御システムでは、各部屋の温度の状況、在室人数など、各部屋の状態にあわせてダンパ3の開口数を求めてダンパ3の開閉を制御することで、より早く部屋の温度を快適にするための空調制御を行うことができ、快適性および省エネ性を考慮した制御が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, in the air control system, the
なお、空気制御システムにおいて、コントローラ4に部屋サイズを入力できないシステムの場合、密度重みは在室人数とする。
In the case of a system in which the room size cannot be input to the
また、人感センサー9が在室人数ではなく、在、不在のみしか検出できない場合、密度重みは、不在時は「0」、在室時は部屋の大きさのみで決定する。この場合、図8に示す密度重みテーブルのうち、例えば、在室人数が「0」と「1」のときの各部屋サイズによる密度重みの情報を用いることとする。また、人感センサー9が存在しない場合、密度重みは部屋の大きさのみで決定する。この場合、図8に示す密度重みテーブルのうち、例えば、在室人数が「1」のときの各部屋サイズによる密度重みの情報を用いることとする。
When the
また、コントローラ4に部屋サイズを入力できず、かつ、人感センサー9が存在しないシステムの場合、密度重みは「1」とする。
In the case of a system in which the room size cannot be input to the
また、温度センサー8が存在しない場合、温度重みは「1」とする。
When the
例えば、図1に示す構成において、コントローラ4で部屋サイズを入力できず、温度センサー8が存在しない場合、制御装置10では、部屋5の部屋重みは密度重み「1」×温度重み「1」で「1」とし、部屋6の部屋重みは密度重み「2」×温度重み「1」で「2」とする。制御装置10は、上記式(1)により、部屋5の開口するダンパ数は「(1/3)×3=1」とする。また、制御装置10は、部屋6の開口するダンパ数は「(2/3)×3=2」とする。
For example, in the configuration shown in FIG. 1, when the room size cannot be input by the
このように、制御装置10は、取得できる情報のみを用いて、すなわち、設定温度、部屋サイズ、室内温度、在室人数の情報のうち少なくとも1つ以上の情報を用いて各部屋の重み付けを行って、各部屋で開口するダンパ数を決定し、ダンパ3の開閉を制御してもよい。
In this way, the
制御装置10では、温度センサー8で計測された室内温度、人感センサー9で計測された在室人数の情報のみを用いて、ダンパ3の開閉を制御してもよい。
The
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 空気調和機、2 ダクト、3 ダンパ、4 コントローラ、5,6 部屋、7 人、8 温度センサー、9 人感センサー、10 制御装置、11 送受信部、12 制御部、13 記憶部、21 通信部、22 プロセッサ、23 メモリ、24 システムバス。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
各部屋においてユーザー操作により接続するダンパ数の情報の入力を受け付けるコントローラと、
各部屋において室内温度を計測する温度センサーと、
各部屋において在室人数を計測する人感センサーと、
前記室内温度および前記在室人数の情報を用いて、各部屋について前記ダンパの開閉を制御する制御装置と、
を備え、
前記コントローラは、ユーザー操作により設定温度および部屋サイズの情報の入力を受け付け、
前記制御装置は、各部屋のコントローラで受け付けられた設定温度および各部屋の温度センサーで計測された室内温度の情報を用いて温度重み付けを行い、部屋サイズおよび各部屋の人感センサーで計測された在室人数の情報を用いて密度重み付けを行い、前記温度重みおよび前記密度重みに基づいて各部屋の重み付けを行って、各部屋の重みを用いて各部屋で開口するダンパ数を決定し、前記ダンパの開閉を制御する、
ことを特徴とする空気制御システム。 A duct that blows air exchanged by the air conditioner into each room and a damper that controls the amount of air between the rooms;
A controller that accepts input of the number of dampers connected by user operation in each room;
A temperature sensor that measures the room temperature in each room;
A human sensor that measures the number of people in each room,
Using the information on the room temperature and the number of people in the room, a control device for controlling the opening and closing of the damper for each room;
With
The controller accepts input of set temperature and room size information by user operation,
The control device performs temperature weighting using the set temperature received by the controller of each room and the indoor temperature information measured by the temperature sensor of each room, and is measured by the room size and the human sensor of each room. Density weighting is performed using information on the number of people in the room, weighting of each room is performed based on the temperature weight and the density weight , and the number of dampers opened in each room is determined using the weight of each room, Control the opening and closing of the damper,
An air control system characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の空気制御システム。 The controller includes the temperature sensor and the human sensor, and transmits information received by a user operation, information measured by the temperature sensor and the human sensor to the control device,
The air control system according to claim 1.
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