JP7020940B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本開示は、床下空調および床上空調が可能な空調システムに関する。

従来、快適な睡眠を促進するために寝室の温度等を制御する空調システムが考えられている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１の空調システムは、設定された就寝時刻前および起床時刻前における寝室のベッド周辺の温度と光と音とを制御することで、速やかに睡眠させて深い眠りとすることができるとともに心地良く目覚めさせることができ、質の良い睡眠を得ることを可能とする。特許文献２の空調システムは、夏季等における睡眠に先立って寝室の熱を排熱するので、省エネルギーを図りつつ快適な睡眠環境を提供できる。

特許第４４２４２７８号公報 特開２０１３－１７８０６４号公報

しかしながら、上記した各空調システムは、暖かい空気の供給により寝室の温度を制御しているので、寝室において上方よりも下方の温度が低い温度差を生じさせてしまう。このような温度差は、体に負担をかけてしまうとともに、眠気を覚ますように作用してしまう。

本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、体への負担を抑制しつつ、眠気を誘うことのできる空調システムを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本開示の空調システムは、床部により床上空間と床下空間とに仕切られた建物に設置された空調装置から前記床上空間への空調空気を吹き出す床上空調と、前記床部を暖める床面暖房と、が可能な空調システムであって、前記床上空間の屋内温度を測定する屋内温度測定部と、前記床部の表面の床面温度を測定する床面温度測定部と、を備え、前記屋内温度を屋内通常温度とするとともに前記床面温度を床面通常温度とする通常運転モードと、設定された就寝時刻より前の就寝準備時刻から前記就寝時刻までの間、前記屋内通常温度よりも高い屋内準備温度とするとともに前記屋内準備温度および前記床面通常温度よりも高い床面準備温度とする就寝準備モードと、を実行可能であることを特徴とする。

ここで、床部により床上空間と床下空間とに仕切られた建物に設置された空調装置から、前記床上空間への空調空気を吹き出す床上空調と、前記床下空間へ空調空気を吹き出す床下空調と、が可能な空調システムであって、前記床上空間の屋内温度を測定する屋内温度測定部と、前記床下空間の床下温度を測定する床下温度測定部と、備え、前記床面温度をＴｆ、前記床下温度をＴｕ、前記屋内温度をＴｉ、前記床部の厚さをｔ、１以上２以下の係数をＡとして、前記屋内温度測定部および前記床下温度測定部からの出力値を用いて下記の式により前記床面温度を求め、Ｔｆ＝（Ａ／（２Ａ＋ｔ））×Ｔｕ＋(１－Ａ／（２Ａ＋ｔ）)×Ｔｉ 前記屋内温度を屋内通常温度とするとともに前記床面温度を床面通常温度とする通常運転モードと、設定された就寝時刻より前の就寝準備時刻から前記就寝時刻までの間、前記屋内通常温度よりも高い屋内準備温度とするとともに前記屋内準備温度および前記床面通常温度よりも高い床面準備温度とする就寝準備モードと、を実行可能である構成とすることができる。

さらに、前記床上空間に人が存在するか否かを感知する人感センサを設け、前記就寝準備モードは、前記就寝準備時刻となった場合、前記人感センサが人を感知しないと実行されず、前記人感センサが人を感知すると実行される構成としてもよい。前記就寝準備モードは、前記人感センサの感知結果に拘わらず前記就寝準備時刻となると実行する設定制御優先時間帯の設定が可能とされている構成とすることができる。さらに、前記就寝準備モードの実行の操作のための操作部を備え、前記就寝準備モードは、前記操作部の操作に応じて実行する構成とすることができる。前記屋内準備温度は、２２℃から２６℃までの間で設定可能であり、前記床面準備温度は、前記屋内準備温度に２℃から４℃までの数値を加算した値で設定可能であり、前記就寝準備時刻は、前記就寝時刻の２時間前から５時間前までの間で設定可能とされている構成としてもよい。

このように構成された本開示の空調システムは、体への負担を抑制しつつ、眠気を誘うことができる。

ここで、床部により床上空間と床下空間とに仕切られた建物に設置された空調装置から、前記床上空間への空調空気を吹き出す床上空調と、前記床下空間へ空調空気を吹き出す床下空調と、が可能な空調システムであって、前記床上空間の屋内温度を測定する屋内温度測定部と、前記床下空間の床下温度を測定する床下温度測定部と、備え、前記床面温度をＴｆ、前記床下温度をＴｕ、前記屋内温度をＴｉ、前記床部の厚さをｔ、１以上２以下の係数をＡとして、前記屋内温度測定部および前記床下温度測定部からの出力値を用いて下記の式により前記床面温度を求め、Ｔｆ＝（Ａ／（２Ａ＋ｔ））×Ｔｕ＋(１－Ａ／（２Ａ＋ｔ）)×Ｔｉ 前記屋内温度を屋内通常温度とするとともに前記床面温度を床面通常温度とする通常運転モードと、設定された就寝時刻より前の就寝準備時刻から前記就寝時刻までの間、前記屋内通常温度よりも高い屋内準備温度とするとともに前記屋内準備温度および前記床面通常温度よりも高い床面準備温度とする就寝準備モードと、を実行可能である構成であれば、簡易な構成で床面温度を求めることができ、その床面温度を調整でき、体への負担を抑制しつつ、眠気を誘うことができる。

さらに、前記就寝時刻となると、前記屋内通常温度よりも低い屋内経済温度とするとともに前記床面通常温度よりも低い床面経済温度とする経済優先モードを実行する構成であれば、住人が寝室へと移動して不在となる部屋を無駄に暖めることを防止でき、寝室の場合には睡眠状態を良好なものにできる。さらに、前記床上空間に人が存在するか否かを感知する人感センサを設け、前記就寝準備モードは、前記就寝準備時刻となった場合、前記人感センサが人を感知しないと実行されず、前記人感センサが人を感知すると実行される構成であれば、住人が不在の場合には無駄に暖めることを防止できるとともに、住人が存在する場合には健康的で睡眠導入が良好な状態とすることができる。

前記就寝準備モードは、前記人感センサの感知結果に拘わらず前記就寝準備時刻となると実行する設定制御優先時間帯の設定が可能とされている構成であれば、設定された設定制御優先時間帯では、予め設定されたタイムスケジュールに沿って就寝準備モードを実行するので、住人が予め設定した通りに就寝準備モードを行うことができる。さらに、前記就寝準備モードの実行の操作のための操作部を備え、前記就寝準備モードは、前記操作部の操作に応じて実行する構成であれば、住人の要望に応じて就寝準備モードを開始したり終了したりすることができる。前記屋内準備温度は、２２℃から２６℃までの間で設定可能であり、前記床面準備温度は、前記屋内準備温度に２℃から４℃までの数値を加算した値で設定可能であり、前記就寝準備時刻は、前記就寝時刻の２時間前から５時間前までの間で設定可能とされている構成であれば、不快感を与えたり低温火傷を引き起こしたりすることなく眠気を誘う効果を得ることを可能としつつ、住人の要望に応じて就寝準備モードを行うことができる。

本開示に係る空調システムの一実施形態に係る一例としての空調システムを示す説明図である。 空調システムの制御系の構成を示すブロック図である。 設定されたタイムスケジュールの一例を示すタイムチャートである。 図３と同様のタイムスケジュールにおいて人感センサが有効とされた際の一例を示すタイムチャートである。 ４つの例（検証例１、検証例２、比較例１、比較例２）を示すタイムチャートである。

以下に、本開示に係る空調システムの一例としての実施例１の空調システム１０について図面を参照しつつ説明する。

本開示に係る空調システムの一実施形態に係る実施例１の空調システム１０を、図１から図５を用いて説明する。空調システム１０は、建物等の内部の空調を行うために用いるものであり、実施例１では建物１に設けられている。

建物１は、図１に示すように、断熱基礎として構築された基礎底盤コンクリート２と、その側縁から立ち上がる基礎側壁コンクリート３と、その上から立ち上がる外壁部４と、その外壁部４に囲まれた上端を塞ぐ天井部５と、を備える。建物１では、外壁部４と天井部５とに囲まれる空間に床部６が設けられ、上方の床上空間７と下方の床下空間８とに区切られている。床上空間７は、屋内に設けられる空間として機能する箇所で、居室や非居室等が設けられる。床下空間８は、基礎側壁コンクリート３の内側にグラスウール等の断熱材９が取り付けられ、内部の熱が屋外に極力漏れない断熱構造とされている。

空調システム１０は、床下空間８内に設けられた屋内機となるヒートポンプ式の空調装置１１に、熱媒循環管路１２を介して屋外機１３が接続されて構成されている。空調装置１１は、温度が調整された暖気または冷気の空調空気を吹き出すことが可能とされている。空調装置１１は、除湿機能を有し、接続されたドレイン１４を通して床下空間８から屋外へと排水することができる。

空調装置１１は、２つの床上用吹出部１５と床下用吹出部１６と吸込部１７とを有する。空調装置１１は、空気を様々な強さで吹き出させることが可能なファンが設けられており、そのファンからの空気が両床上用吹出部１５や床下用吹出部１６に適宜送られる。この各床上用吹出部１５および床下用吹出部１６には、電動ダンパ等からなる開閉弁１５ａ、１６ａがそれぞれ設けられており、開閉および開度が適宜制御される。

この空調装置１１からの空調空気を床上空間７に送るために、床部６に２つの送風給気口２１と、接続給気口２２と、排気口２３と、が設けられている。各送風給気口２１、接続給気口２２および排気口２３は、それぞれグリルが設けられ、ゴミ等が入り込むことが抑えられている。各送風給気口２１は、吸気ダクト２４を介して空調装置１１の各床上用吹出部１５に接続されており、空調装置１１から吹き出される空調空気を直接床上空間７に送ることを可能とする。この送風給気口２１は、床上空間７に設けられた部屋毎に個別に設けられており、後述する床上空調を部屋毎に行うことが可能とされている。

接続給気口２２は、床上空間７と床下空間８とを接続するもので、床下空間８内の空気（空調空気）が床上空間７に流れ込むことを可能とする。排気口２３は、排気ダクト２５を介して空調装置１１の吸込部１７に接続されており、床上空間７の空気を空調装置１１が吸い込むことを可能とする。この接続給気口２２や排気口２３は、床上空間７に設けられた部屋毎に個別に設けてもよく、各部屋の共通のものとして１つまたは複数を設けてもよい。なお、空調装置１１は、床上空間７および床下空間８のそれぞれに空調空気を吹き出すことができるものであればよく、実施例１の構成に限定されない。

空調システム１０は、リモートコントローラ２６と屋内温度測定部２７と床下温度測定部２８と人感センサ２９とを備える。リモートコントローラ２６は、空調装置１１の動作や後述する各運転モードの時間や温度等の設定や実行等の操作を行う操作部であり、実施例１では床上空間７に設けられている。リモートコントローラ２６は、無線の通信路を介して後述する制御部３１に接続され、行われた操作の情報を制御部３１に送信する。このリモートコントローラ２６は、床上空間７に設けられた部屋毎に個別に設けられており、後述する各モードの設定を部屋毎に行うことが可能とされている。なお、操作部は、上記した操作を行うことができるものであれば、制御部３１に有線で接続されたタッチパネルや押ボタンでもよく、ＩＯＴ（Internet of Things）で接続された機器が有するリモコンアプリでもよく、他の構成でもよく、実施例１の構成に限定されない。

屋内温度測定部２７は、床上空間７の屋内温度Ｔｉを測定するもので、実施例１では床上空間７に設けられたリモートコントローラ２６に内蔵されている。屋内温度測定部２７は、後述する制御部３１と有線または無線の通信路を介して接続され、測定した屋内温度Ｔｉ（そのデータ）を制御部３１に送信する。なお、屋内温度測定部２７は、床上空間７の屋内温度Ｔｉを測定するものであれば、リモートコントローラ２６とは別に設けられていてもよく、他の構成でもよく、実施例１の構成に限定されない。

床下温度測定部２８は、床下空間８の床下温度Ｔｕを測定するもので、実施例１では床下空間８に設けられた空調装置１１（その筐体）の上に設けられている。床下温度測定部２８は、後述する制御部３１と有線または無線の通信路を介して接続され、測定した床下温度Ｔｕ（そのデータ）を制御部３１に送信する。なお、床下温度測定部２８は、床下空間８の床下温度Ｔｕを測定するものであれば、空調装置１１とは別に設けられていてもよく、他の構成でもよく、実施例１の構成に限定されない。

人感センサ２９は、床上空間７の人が存在するか否かを感知するもので、実施例１では床上空間７に設けられている。人感センサ２９は、後述する制御部３１と有線または無線の通信路を介して接続され、床上空間７に人が存在するとその旨を示す信号を制御部３１に送信する。この人感センサ２９や屋内温度測定部２７は、床上空間７に設けられた部屋毎に個別に設けられており、後述する床上空調や各モードの部屋毎の実行を可能とする。

空調システム１０は、図１および図２に示すように、空調装置１１に内蔵されて制御部３１と記憶部３２とが設けられている。空調システム１０では、商用電源から制御部３１に電力が供給され、制御部３１が空調装置１１に電力を供給する。制御部３１は、接続された記憶部３２または内蔵する内部メモリに記憶したプログラムを例えばＲＡＭ（Random Access Memory）上に展開することにより、適宜リモートコントローラ２６に対する操作に応じて、空調装置１１の動作を統括的に制御する。記憶部３２は、後述する各モードを実行するための制御パターン等を記憶している。

制御部３１は、屋内温度測定部２７が測定した屋内温度Ｔｉと、床下温度測定部２８が測定した床下温度Ｔｕと、を用いて、床部６の表面の床面温度Ｔｆを求める。制御部３１は、床部６が床上空間７と床下空間８とを区切るものとされていることから、床面温度Ｔｆが屋内温度Ｔｉと床下温度Ｔｕとで決まるものとして、係数の和が１となるように屋内温度Ｔｉと床下温度Ｔｕとの各々の影響の度合いを設定することで床面温度Ｔｆを求める。実施例１では、制御部３１は、次式（１）を用いて床面温度Ｔｆを求める。

Ｔｆ＝（Ａ／（２Ａ＋ｔ））×Ｔｕ＋(１－Ａ／（２Ａ＋ｔ）)×Ｔｉ ・・・（１）
ここで、ｔは、床部６の厚さ（ｍ）とし、Ａは、任意の係数とする。この係数Ａは、実施例１では実験等に基づいて１以上２以下としている。このため、実施例１では、制御部３１が床下温度測定部２８および屋内温度測定部２７と協働して、床部６の表面の床面温度Ｔｆを取得する床面温度測定部（床面温度取得部）として機能する。なお、床面温度測定部は、床部６の表面の床面温度Ｔｆを測定するものであれば、床部６の表面や内部に設置した温度センサでもよく、床部６の表面とは離れた位置に設けたサーモパイル、放射温度計または赤外線カメラ等でもよく、実施例１の構成に限定されない。

制御部３１は、空調装置１１の床上用吹出部１５から空調空気を吹き出させることで、送風給気口２１から床上空間７に空調空気を吹き出させて床上空調を行うことができる。また、制御部３１は、空調装置１１の床下用吹出部１６から空調空気を吹き出させることで、床下空間８に空調空気を吹き出させて床下空調を行うことができる。ここで、床下空間８に吹き出された空調空気の一部は、接続給気口２２から床上空間７に吹き出されるので、制御部３１は、このことも勘案して床上空調および床下空調を行う。この床下空調は、床下空間８を暖めることで、床部６（その表面）を暖めることができ、空調システム１０による床面暖房となる。

制御部３１は、屋内温度測定部２７からの屋内温度Ｔｉと床下温度測定部２８からの床下温度Ｔｕと基づいて、屋内温度Ｔｉおよび床面温度Ｔｆが制御目標とする温度となるように、床上用吹出部１５や床下用吹出部１６から吹き出す空調空気の温度や風量を制御する。制御部３１は、実施例１ではＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御を行うことで、屋内温度Ｔｉおよび床面温度Ｔｆを制御目標の温度とする。

空調システム１０では、秋から冬を経て春に至るまでの暖房時期において、屋内温度Ｔｉと床面温度Ｔｆとを制御する複数の運転モードが設定されており、実施例１では通常運転モードＭｎと経済優先モードＭｅと快適優先モードＭｃと就寝準備モードＭｓとが設定されている。この各モードでは、屋内温度Ｔｉおよび床面温度Ｔｆの目標温度がそれぞれ設定されており、各目標温度を屋内温度Ｔｉよりも床面温度Ｔｆを少し高く設定している。これにより、各モードでは、頭部側のみが暖かくなり足元が冷えることを防止することができ、心臓への負担を低減することができる。なお、以下では、各モードにおける屋内温度Ｔｉおよび床面温度Ｔｆの目標温度の一例を記載するが、各目標温度はリモートコントローラ２６を用いて適宜設定することができる。

通常運転モードＭｎは、暖房時期において、床上空間７を快適な温度としつつ経済性も確保できる観点から設定され、実施例１では屋内温度Ｔｉの目標とする屋内通常温度Ｔｉｎを２１℃とし、床面温度Ｔｆの目標とする床面通常温度Ｔｆｎを２２℃としている。通常運転モードＭｎは、住人が存在するときに、住人が快適に過ごすために用いられる。

経済優先モードＭｅは、暖房時期において、経済性を確保しつつ床上空間７を冷やす過ぎないものとする観点から設定され、実施例１では屋内温度Ｔｉの目標とする屋内経済温度Ｔｉｅを１６℃とし、床面温度Ｔｆの目標とする床面経済温度Ｔｆｅを１７℃としている。経済優先モードＭｅは、住人が存在しないときであっても、戻ってきた住人がヒートショックを起こすのを予防するために用いられる。

快適優先モードＭｃは、暖房時期において、床上空間７を快適な温度とする観点から設定され、実施例１では屋内温度Ｔｉの目標とする屋内快適温度Ｔｉｃを２２℃とし、床面温度Ｔｆの目標とする床面快適温度Ｔｆｃを２３℃としている。快適優先モードＭｃは、住人が存在するときに、住人がより快適に過ごすために用いられる。

就寝準備モードＭｓは、暖房時期において、健康や睡眠導入の面で好適な環境をつくることのできる観点から設定され、設定された就寝時刻ｔｓよりも就寝準備時間帯ｔｚｉだけ前の就寝準備時刻ｔｐにおける屋内温度Ｔｉおよび床面温度Ｔｆを、屋内準備温度Ｔｉｐおよび床面準備温度Ｔｆｐとする。この屋内準備温度Ｔｉｐおよび床面準備温度Ｔｆｐは、眠気を誘うことを狙うために設定されるもので、通常運転モードＭｎの屋内通常温度Ｔｉｎおよび床面通常温度Ｔｆｎよりもそれぞれ高い温度とする。就寝準備モードＭｓは、就寝時刻ｔｓの前に住人が存在する部屋において、住人が健康的に過ごしつつ、眠気を誘って睡眠導入を良好とするために用いられる。

実施例１では、屋内準備温度Ｔｉｐを２２℃から２６℃としている。これは、２６℃を超えると不快感を覚える虞があり、２２℃以上であれば眠気を誘う効果が得られることによる。また、床面準備温度Ｔｆｐを基本的に屋内準備温度Ｔｉｐよりも２℃から４℃高くするものとし、実施例１では２４℃から３０℃としている。これは、３０℃を超えると低温火傷を引き起こす虞があり、２４℃以上であれば眠気を誘う効果が得られることによる。

就寝時刻ｔｓは、住人が就寝する予定の時刻に設定されるもので、就寝準備モードＭｓ等の実行の基準となり、実施例１では遅く帰宅する住人を考慮して１８時から３時の範囲で設定可能としている。就寝準備時間帯ｔｚｉは、健康的で眠気を誘う効果を得るために屋内準備温度Ｔｉｐおよび床面準備温度Ｔｆｐの環境とする時間帯である。就寝準備時間帯ｔｚｉは、就寝時刻ｔｓの前の数時間に設定され、実施例１では就寝時刻ｔｓの前の２時間から５時間の間で設定可能としている。これは、眠気を誘う効果を得るためには最低２時間は必要であることと、５時間あれば十分に眠気を誘う効果を期待できることと、による。なお、就寝準備時間帯ｔｚｉは、２時間以上であれば１０時間までの間で設定可能としてもよい。就寝準備時刻ｔｐは、就寝時刻ｔｓから就寝準備時間帯ｔｚｉだけ前の時刻であり、就寝時刻ｔｓに合わせて就寝準備モードＭｓを開始する時刻となる。

制御部３１は、実施例１では、就寝準備モードＭｓを実行することで、就寝準備時刻ｔｐから就寝時刻ｔｓまでの就寝準備時間帯ｔｚｉで上記したように屋内準備温度Ｔｉｐおよび床面準備温度Ｔｆｐとし、就寝時刻ｔｓとなると経済優先モードＭｅに切り替える。これは、就寝時刻ｔｓとなると住人が寝室へと移動することで不在となる部屋を無駄に暖めることを防止できることによる。また、就寝準備モードＭｓを実行したのが寝室である場合には、住人が寝た後では上記した屋内経済温度Ｔｉｅおよび床面経済温度Ｔｆｅとすることで睡眠状態を良好なものにできることによる。

制御部３１は、基本的に予め設定されたタイムスケジュールに沿って、通常運転モードＭｎと経済優先モードＭｅと快適優先モードＭｃと就寝準備モードＭｓとを適宜切り換えるものとされている。この各モードの設定は、リモートコントローラ２６等の上述した操作部を用いることで、床上空間７に設けられた部屋毎に個別に設定可能としている。なお、制御部３１は、操作部への操作に応じて各モードを切り換える、すなわち操作により選択されたモードを直ちに実行するものとしてもよい。

制御部３１は、床上空間７の各部屋に設けられた人感センサ２９を有効な状態（ＯＮ状態）とすることで、部屋に人が存在するか否かに応じて就寝準備モードＭｓの開始および終了の時刻を変更する。すなわち、制御部３１は、人感センサ２９が人の存在を感知しない場合には、就寝準備時刻ｔｐとなっても就寝準備モードＭｓとはせずにその時点で行っているモードを継続する。そして、制御部３１は、就寝準備時刻ｔｐ以降では、人感センサ２９が人の存在を感知すると直ちに就寝準備モードＭｓとを実行する。実施例１の制御部３１は、就寝準備モードＭｓを実行した後に人感センサ２９が不在であることを感知しても、就寝準備時間帯ｔｚｉの終了時刻すなわち就寝時刻ｔｓまでは就寝準備モードＭｓを終了しない。

加えて、制御部３１は、就寝時刻ｔｓとなっても、人感センサ２９が人の存在を感知していると、就寝準備時間帯ｔｚｉを延長して就寝準備モードＭｓを継続する。この後、制御部３１は、就寝準備時間帯ｔｚｉを延長している場合も含めて就寝時刻ｔｓ以降に人感センサ２９が不在であることを感知すると、就寝準備モードＭｓを終了して経済優先モードＭｅに切り替える。なお、制御部３１は、就寝準備モードＭｓを実行した後であって、人感センサ２９が不在を感知している時間が所定の時間（例えば３０分）を超えた場合には、就寝準備モードＭｓを終了するものとしてもよい。この場合、所定の時間は、操作部を用いて任意の値に設定可能としてもよい。

加えて、実施例１の空調システム１０は、人感センサ２９が有効な状態とされていても、人感センサ２９の感知結果に拘わらず設定されたタイムスケジュールで就寝準備モードＭｓを実行する設定制御優先時間帯ｔｚｐの設定が可能とされている。ここで、例えば、人感センサ２９を有効な状態で、就寝準備時間帯ｔｚｉを５時間に設定しつつ就寝時刻ｔｓの２時間前から就寝時刻ｔｓまでを設定制御優先時間帯ｔｚｐに設定したものとする。すると、空調システム１０は、就寝準備時刻ｔｐからその３時間後までの間は、住人が存在するまでは就寝準備モードＭｓを実行することはないが、就寝準備時刻ｔｐから３時間が経過すると住人の存在の有無に拘わらず就寝準備モードＭｓを実行することとなる。

次に、図３のタイムチャートを用いて、設定されたタイムスケジュールの一例を説明する。図３では、横軸で時刻を示し、その上方に時刻により変化されるモードを示している。この図３の例では、建物１の住人が在宅時に主に過ごすリビングルームに設定されたものとしており、人感センサ２９が無効な状態とされている。そして、就寝時刻ｔｓが２３時に設定され、就寝準備時間帯ｔｚｉが４時間に設定されて、就寝準備時刻ｔｐが１９時とされている。

図３の例では、起床時刻をおよび外出時刻を考慮して、４時から９時までを通常運転モードＭｎとし、不在となることを考慮して９時から１２時までを経済優先モードＭｅとしている。また、帰宅時刻および外出時刻を考慮して１２時から１４時までを通常運転モードＭｎとし、不在となることを考慮して１４時から１６時までを経済優先モードＭｅとしている。さらに、帰宅時刻を考慮して１６時から通常運転モードＭｎとし、就寝準備時刻ｔｐの１９時となると就寝準備モードＭｓとする。そして、就寝時刻ｔｓの２３時となると経済優先モードＭｅとし、再び４時となると通常運転モードＭｎとする。

これにより、空調システム１０は、建物１の住人が外出や帰宅や就寝や起床等の度に操作しなくても、床上空間７のリビングルームを住人の状況に適した環境とすることができ、快適でかつ健康的に過ごしつつ就寝時刻ｔｓには眠気を誘う効果を得ることができる。

なお、図３に示す例では、人感センサ２９を有効な状態としていても、就寝準備モードＭｓの実行予定の１９時から２３時までの間を設定制御優先時間帯ｔｚｐに設定することで、同様の動作が実行される。また、図３に示す例では、快適優先モードＭｃが設定されていないが、快適優先モードＭｃを適宜設定してもよい。

次に、図４のタイムチャートを用いて、人感センサ２９を有効な状態とした際の動作の一例を説明する。図４では、時間軸の下に、対象となるリビングルームに住人が存在したか否かを示している。図４の例では、図３の例と同様に各モードが設定されている。なお、図４の例では、設定制御優先時間帯ｔｚｐを設定していないものとする。

図４の例では、図３と同様に、タイムスケジュールとして１９時から２３時の間が就寝準備モードＭｓに設定されている。このため、人感センサ２９での感知に応じて就寝準備モードＭｓを終了した時刻以降であって翌日の１９時までの間は、住人が存在するか否かに拘わらず、図３と同様のタイムスケジュールに沿って各モードが実行される。図４の例では、住人が２０時に帰宅し、１時に就寝したものとする。このため、就寝準備時刻ｔｐの１９時になると就寝準備モードＭｓとする設定とされているが、住人が未だ帰宅しておらず、人感センサ２９が不在であることを感知しているので、就寝準備モードＭｓとはせずに１６時から実行されている通常運転モードＭｎを継続する。

そして、２０時に住人が帰宅すると、人感センサ２９が人の存在を感知したので、設定された就寝準備モードＭｓを開始する。そして、就寝時刻ｔｓの２３時となっても住人がリビングルームに居ることにより、人感センサ２９が人の存在とを感知しているので、就寝準備時間帯ｔｚｉを延長して就寝準備モードＭｓを継続する。その後、１時となると、住人がリビングルームを出ることにより人感センサ２９が不在となったことを感知したので、経済優先モードＭｅとする。その後は、図３と同様に４時となると通常運転モードＭｎとする。

このように、空調システム１０は、就寝準備モードＭｓが設定されたリビングルームにおいて、住人が不在である場合には就寝準備時刻ｔｐとなっても就寝準備モードＭｓとはせず、住人が存在したときから就寝準備モードＭｓを開始する。このため、空調システム１０は、住人が不在であるにも拘わらず屋内通常温度Ｔｉｎおよび床面通常温度Ｔｆｎよりも高い屋内準備温度Ｔｉｐおよび床面準備温度Ｔｆｐとすることを防止できる。また、空調システム１０は、就寝準備モードＭｓを開始した以降では、住人が不在となっても就寝時刻ｔｓまでは就寝準備モードＭｓを終了しないので、住人がトイレ等に行くことで少しの間不在とした場合であっても就寝準備モードＭｓを継続できる。

さらに、空調システム１０は、就寝時刻ｔｓとなっても、住人が存在していると就寝準備時間帯ｔｚｉを延長して就寝準備モードＭｓを継続するので、設定した就寝時刻ｔｓを過ぎてリビングルームに存在する住人の状況に適した環境とすることができる。加えて、空調システム１０は、就寝準備時間帯ｔｚｉを延長すなわち就寝時刻ｔｓを過ぎて就寝準備モードＭｓを継続している際に住人が不在となると、就寝準備モードＭｓを終了して経済優先モードＭｅとするので、不在であるリビングルームを屋内準備温度Ｔｉｐおよび床面準備温度Ｔｆｐとし続けることを防止できる。

これらのことから、空調システム１０は、不在時に就寝準備モードＭｓを開始することを防止でき、無駄なコストの増加を防止できる。また、空調システム１０は、設定された就寝時刻ｔｓを過ぎて住人が活動していた場合でも住人が実際に睡眠するときに合わせて就寝準備モードＭｓを継続することができ、快適でかつ健康的に過ごしつつ眠気を誘う効果を確実に得ることができる。

次に、空調システム１０が就寝準備モードＭｓを実行することにより、健康的で眠気を誘う効果が得られることの検証のために、図５に示す４つの例（検証例１、検証例２、比較例１、比較例２）を行った。この４つの例では、住人の、起床時刻ｔｇを６時に、外出時刻ｔｏを８時に、帰宅時刻ｔｂを２０時に、就寝時刻ｔｓを２３時に、統一している。

検証例１は、空調システム１０を用いた部屋において、設定したタイムスケジュールで各モードに切り替えたものである。検証例２は、空調システム１０を用いた部屋において、検証例１と略同様のタイムスケジュールで各モードに切り替えるものとしつつ、人感センサ２９を有効な状態としたものである。比較例１は、空調システム１０を用いた部屋において、検証例１と同様のタイムスケジュールで各モードに切り替えるものとしつつ就寝準備モードＭｓの設定をなくしたものである。比較例２は、市販のエアコンを用いた部屋において、そのエアコンで部屋を暖めたものである。

検証例１のタイムスケジュールは、就寝時刻ｔｓが２３時に設定され、就寝準備時間帯ｔｚｉが４時間に設定されて、就寝準備時刻ｔｐが１９時とされている。そして、検証例１のタイムスケジュールは、住人の起床に備えて起床前の５時になると通常運転モードＭｎとし、外出するまで確実に暖めるように９時まで通常運転モードＭｎを継続し、９時からは不在であることから経済優先モードＭｅとする。また、検証例１のタイムスケジュールは、住人の帰宅に備えて１６時になると通常運転モードＭｎとし、就寝準備時刻ｔｐの１９時になると就寝準備モードＭｓとし、就寝時刻ｔｓの２３時になると経済優先モードＭｅとする。

検証例２のタイムスケジュールは、検証例１と略同様であるが、５時から９時までを検証例１での通常運転モードＭｎに替えて快適優先モードＭｃとしている。なお、これらの検証では、後述するように、健康的で眠気を誘う効果が得られたか否かを、２２時３０分に行う状況診断により判断しているので、検証例２が検証例１と比較して快適優先モードＭｃに替えたことによる直接的な影響は略無いものと考えられる。そして、検証例２では、就寝準備時刻ｔｐが１９時とされているが２０時に住人が帰宅したので、２０時から就寝準備モードＭｓを開始している。また、検証例２では、設定された就寝時刻ｔｓの２３時になると部屋を出て就寝したため、タイムスケジュール通りに就寝時刻ｔｓに就寝準備モードＭｓから経済優先モードＭｅに切り替えている。

比較例１のタイムスケジュールは、就寝準備モードＭｓの設定がないので、検証例１での就寝準備モードＭｓの時間帯となる１９時から２３時の間は通常運転モードＭｎとしている。比較例２では、帰宅時刻ｔｂに備えた１６時から外出時刻ｔｏを考慮した翌日の９時までの間を暖めるようにタイマー設定している。比較例２では、タイマー設定において、屋内温度Ｔｉ（室温）が上記した通常運転モードＭｎと同じ条件となるように２１℃に設定している。このとき、床面温度Ｔｆを測定すると１９℃となっていた。

そして、この検証では、各例において、就寝時刻（２３時）の３０分前である２２時３０分に状況診断を行っている。この状況診断は、各例の設定とした部屋で過ごした住人の収縮期血圧（最高血圧）を測定するとともに、その住人の眠気に関する主観評価を取得している。その主観評価は、ヴィジュアルアナログスケールを用いてどの位眠気を感じているのかを住人が自ら評価したものである。

各状況診断の結果は次のようになった。検証例１では、収縮期血圧の中央値が１２９mmＨｇであり、主観評価では５４％である。また、検証例２では、収縮期血圧の中央値が１２８mmＨｇであり、主観評価では５０％である。

これに対して、比較例１では、収縮期血圧の中央値が１３１mmＨｇであり、主観評価では－８％である。このため、比較例１では、両検証例と比較して、収縮期血圧にはあまり変化はないが、主観評価では眠気が失われているものとなった。また、比較例２では、収縮期血圧の中央値が１４０mmＨｇであり、主観評価では－３４％である。このため、比較例２では、両検証例と比較して、収縮期血圧が上昇しており健康面で劣っているとともに、主観評価では眠気が大幅に失われているものとなった。ここで、比較例１では、比較例２を勘案すると、収縮期血圧が各検証例と殆ど変わりないものとなっているが、就寝準備モードＭｓ以外の通常運転モードＭｎや経済優先モードＭｅにおいても床面温度Ｔｆを屋内温度Ｔｉよりも少し高く設定していることによるものと考えられる。

これらのことから、空調システム１０では、就寝準備時刻ｔｐとなると就寝準備モードＭｓを行い、屋内通常温度Ｔｉｎよりも高い屋内準備温度Ｔｉｐとするとともに床面通常温度Ｔｆｎよりも高い床面準備温度Ｔｆｐとするので、眠気を誘うことができる。また、空調システム１０では、就寝準備モードＭｓを含む各モードにおいて床面温度Ｔｆを屋内温度Ｔｉよりも少し高く設定しているので、収縮期血圧の上昇を抑制することができ、体への負担を減らして健康に良い環境をつくり出すことができる。

本開示に係る空調システムの一実施例の空調システム１０は、以下の各作用効果を得ることができる。

空調システム１０は、空調装置１１による空調制御の際、床上空間７の屋内温度Ｔｉを屋内温度測定部２７で測定しつつ、床部６の表面の床面温度Ｔｆを床面温度測定部で測定する。そして、空調システム１０は、屋内温度Ｔｉを屋内通常温度Ｔｉｎとするとともに床面温度Ｔｆを床面通常温度Ｔｆｎとする通常運転モードＭｎと、設定された就寝時刻ｔｓより前の就寝準備時刻ｔｐから就寝時刻ｔｓまでの間、屋内通常温度Ｔｉｎよりも高い屋内準備温度Ｔｉｐとするとともに屋内準備温度Ｔｉｐおよび床面通常温度Ｔｆｎよりも高い床面準備温度Ｔｆｐとする就寝準備モードＭｓと、を実行可能である。このため、空調システム１０は、通常運転モードＭｎとすることで住人を快適に過ごさせることができ、住人の就寝時刻ｔｓに合わせて就寝準備モードＭｓとすることで健康的で睡眠導入が良好な状態とすることができる。

また、空調システム１０は、屋内温度測定部２７で測定した屋内温度Ｔｉと、床下温度測定部２８で測定した床下温度Ｔｕと、床部６の厚さｔと、を用いて、上記した式（１）により床面温度Ｔｆを求めている。このため、空調システム１０は、床面温度Ｔｆを求めるためだけの装置を設ける必要がないので、簡易な構成で床面温度Ｔｆを求めることができ、その床面温度Ｔｆを調整できる。

さらに、空調システム１０は、床面温度Ｔｆを屋内温度Ｔｉよりも高くしているので、何れのモードとしていても住人を健康的な状態とすることができる。加えて、空調システム１０は、屋内温度Ｔｉと床面温度Ｔｆとの双方を調整しているので、床暖房のみを用いる場合と比べて床面温度Ｔｆを低くしつつ快適で健康的な状態とすることができる。これは、床暖房のみを用いる場合、床面温度Ｔｆを高くすることで屋内温度Ｔｉの温度を高くすることができるが、そうすると屋内温度Ｔｉを暖かくするには床面温度Ｔｆが例えば３０℃を超えるものとなり不快感を招いたり低温火傷を引き起こしたりする虞があることによる。

空調システム１０は、就寝時刻ｔｓとなると、床面通常温度Ｔｆｎよりも低い床面経済温度Ｔｆｅとするとともに屋内通常温度Ｔｉｎよりも低い屋内経済温度Ｔｉｅとする経済優先モードＭｅを実行する。このため、空調システム１０は、住人が寝室へと移動して不在となる部屋を無駄に暖めることを防止でき、寝室の場合には睡眠状態を良好なものにできる。

空調システム１０は、床上空間７に人が存在するか否かを感知する人感センサ２９を設け、就寝準備時刻ｔｐとなった場合、人感センサ２９が人を感知しないと就寝準備モードＭｓを実行せず、人感センサ２９が人を感知すると就寝準備モードＭｓを実行する。このため、空調システム１０は、住人が不在の場合には無駄に暖めることを防止できるとともに、住人が存在する場合には健康的で睡眠導入が良好な状態とすることができる。特に、実施例１では、空調システム１０は、就寝準備時刻ｔｐとなって一度就寝準備モードＭｓを実行すると、人感センサ２９が不在であることを感知しても、就寝時刻ｔｓまでは就寝準備モードＭｓを終了しない。このため、空調システム１０は、就寝準備時刻ｔｐ以降で、例えば住人が部屋からちょっとの間だけ出て行って部屋に戻ってきた場合に中断することなく就寝準備モードＭｓを継続することができ、確実に健康的で睡眠導入が良好な状態とすることができる。

空調システム１０は、人感センサ２９の感知結果に拘わらず就寝準備時刻ｔｐとなると就寝準備モードＭｓを実行する設定制御優先時間帯ｔｚｐの設定が可能とされている。このため、空調システム１０は、設定された設定制御優先時間帯ｔｚｐでは、予め設定されたタイムスケジュールに沿って就寝準備モードＭｓを実行するので、住人が予め設定した通りに就寝準備モードＭｓを行うことができる。

空調システム１０は、就寝準備モードＭｓの実行の操作のための操作部（実施例１ではリモートコントローラ２６）を備え、操作部の操作に応じて就寝準備モードＭｓを実行する。このため、空調システム１０は、住人の要望に応じて就寝準備モードＭｓを開始したり終了したりすることができる。

空調システム１０は、屋内準備温度Ｔｉｐを２２℃から２６℃までの間で設定可能とし、床面準備温度Ｔｆｐを屋内準備温度Ｔｉｐに２℃から４℃までの数値を加算した値で設定可能としている。このため、空調システム１０は、不快感を与えたり低温火傷を引き起こしたりすることなく、眠気を誘う効果を得ることができる。

空調システム１０は、就寝準備時刻ｔｐを、就寝時刻ｔｓの２時間前から５時間前までの間で設定可能としている。このため、空調システム１０は、確実に眠気を誘う効果を得ることを可能としつつ住人の要望に応じて就寝準備モードＭｓを行うことができる。

空調システム１０は、就寝準備時刻ｔｐすなわち就寝準備時間帯ｔｚｉを、建物１の部屋毎に個別に設定可能である。このため、空調システム１０は、住人の部屋毎の用途や要望に応じて就寝準備モードＭｓを行うことができる。

空調システム１０は、就寝時刻ｔｓを、建物１の部屋毎に個別に設定可能である。このため、空調システム１０は、住人の部屋毎の要望に応じて就寝準備モードＭｓを行うことができる。

建物１は、空調システム１０を備えている。このため、建物１は、住人が過ごす部屋を、健康的で睡眠導入が良好な状態とすることができる。

したがって、本開示に係る空調システムとしての実施例１の空調システム１０では、体への負担を抑制しつつ、快適な睡眠を促すことができる。

以上、本開示の空調システム１０を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、建物１を単純な構造として説明しているが、より複雑な構造としても同様に空調システム１０を用いることができ、実施例１の構成に限定されない。

また、実施例１では、空調装置１１が床下空調を行うことで床面暖房を行うものとしている。しかしながら、空調システムは、床上空調に加えて床部６（その表面）を暖める床面暖房を行うことができるものであれば、例えば、床部６の内方に温水パイプや電気ヒータを設けるものでもよく、他の構成でもよく、実施例１の構成に限定されない。

さらに、実施例１では、空調装置１１を床下空間８に設けていたが、床上空間７への空調空気を吹き出す床上空調と、床下空間８へ空調空気を吹き出す床下空調と、を行うことができるものであれば、空調装置１１を設ける箇所は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。

１ 建物 ６ 床部 ７ 床上空間 ８ 床下空間 １０ 空調システム １１ 空調装置 ２６ （操作部の一例としての）リモートコントローラ ２７ 屋内温度測定部 ２８ 床下温度測定部 ２９ 人感センサ ３１ （一例としての床面温度測定部の一部を構成する）制御部 Ｍｅ 経済優先モード Ｍｎ 通常運転モード Ｍｓ 就寝準備モード Ｔｆ 床面温度 Ｔｆｅ 床面経済温度 Ｔｆｐ 床面準備温度 Ｔｆｎ 床面通常温度 Ｔｉ 屋内温度 Ｔｉｅ 屋内経済温度 Ｔｉｐ 屋内準備温度 Ｔｉｎ 屋内通常温度 Ｔｕ 床下温度 ｔｐ 就寝準備時刻 ｔｓ 就寝時刻 ｔｚｐ 設定制御優先時間帯

Claims (3)

1. 床部により床上空間と床下空間とに仕切られた建物に設置された空調装置から前記床上空間への空調空気を吹き出す床上空調と、前記床部を暖める床面暖房と、が可能な空調システムであって、
   前記床上空間の屋内温度を測定する屋内温度測定部と、前記床部の表面の床面温度を測定する床面温度測定部と、
   前記床上空間に人が存在するか否かを感知する人感センサと、を備え、
   前記屋内温度を屋内通常温度とするとともに前記床面温度を床面通常温度とする通常運転モードと、
   設定された就寝時刻より前の就寝準備時刻から前記就寝時刻までの間、前記屋内通常温度よりも高い屋内準備温度とするとともに前記屋内準備温度および前記床面通常温度よりも高い床面準備温度とする就寝準備モードと、を実行可能であり、
   前記就寝準備モードは、前記就寝準備時刻となった場合、前記人感センサが人を感知しないと実行されず、前記人感センサが人を感知すると実行されるとともに、前記人感センサの感知結果に拘わらず前記就寝準備時刻となると実行する設定制御優先時間帯の設定が可能とされ、
   前記屋内準備温度は、２２℃から２６℃までの間で設定可能であり、
   前記床面準備温度は、前記屋内準備温度に２℃から４℃までの数値を加算した値で設定可能であり、
   前記就寝準備時刻は、前記就寝時刻の２時間前から５時間前までの間で設定可能とされていることを特徴とする空調システム。
2. 前記就寝時刻となると、前記屋内通常温度よりも低い屋内経済温度とするとともに前記床面通常温度よりも低い床面経済温度とする経済優先モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の空調システムであって、
   さらに、前記就寝準備モードの実行の操作のための操作部を備え、
   前記就寝準備モードは、前記操作部の操作に応じて実行することを特徴とする空調システム。

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