JP7261104B2 - Condensation prediction system and program - Google Patents
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本発明は、窓の結露を予測するための結露予測システムおよびプログラムに関する。 The present invention relates to a dew condensation prediction system and program for predicting dew condensation on windows.
特開2015-31415号公報(特許文献1)には、空気調和機が、窓に面する室内に設置される室内ユニットと、室内ユニットから室内へ吹き出る空気の風向を調整する風向調整部と、窓に取り付けられ、窓の室内側の表面温度を検出する温度センサと、室内の湿度を検出する湿度センサと、窓の位置を認識する認識部とを備え、窓の室内側の表面に結露が発生すると判定したとき、認識部が認識した窓の位置に基づいて、室内ユニットが窓へ向けて空気を吹き出すように、室内ユニットおよび風向調整部を制御することが開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-31415 (Patent Document 1) discloses that an air conditioner includes an indoor unit installed in a room facing a window, a wind direction adjustment unit that adjusts the wind direction of air blown out from the indoor unit into the room, It is attached to a window and includes a temperature sensor that detects the surface temperature of the interior side of the window, a humidity sensor that detects the humidity in the room, and a recognition unit that recognizes the position of the window. It discloses controlling the indoor unit and the wind direction adjusting section so that the indoor unit blows air toward the window based on the position of the window recognized by the recognition section when it is determined that it will occur.
特許文献1では、現在の窓表面温度および室内の湿度に基づいて、窓の結露の有無を判定している。そのため、結露を抑制することはできたとしても、結露を予防することは困難である。また、特許文献1のように窓の表面に温度センサを取り付けることは、電源の確保が困難であることや、窓はコールドドラフトや日射の影響を受けやすいことを考慮すると、現実的ではない。
In
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、窓の結露を予防するのに適した結露予測システムおよびプログラムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems described above, and an object thereof is to provide a dew condensation prediction system and program suitable for preventing dew condensation on windows.
この発明のある局面に従う結露予測システムは、窓の結露を予測するための結露予測システムであって、モデル記憶部と、検知手段と、予測手段と、リスク判定手段とを備える。モデル記憶部は、時間ごとの室内温度、室内の絶対湿度、および外気温度と、各時間の所定期間前の室内温度、室内の絶対湿度、および外気温度とを機械学習させて生成された予測モデルを記憶する。検知手段は、室内温度および室内の絶対湿度を検知する。予測手段は、検知手段により検知された室内温度および室内の絶対湿度と、そのときの外気温度と、所定期間後の予報外気温度とを予測モデルに入力して、所定期間後の室内温度および室内の絶対湿度を予測する。リスク判定手段は、予測手段により予測された室内温度、予報外気温度、および窓の仮想熱貫流率に基づいて窓の表面温度を推定し、推定した窓の表面温度を用いて窓が結露する結露リスクの有無を判定する。 A dew condensation prediction system according to one aspect of the present invention is a dew condensation prediction system for predicting condensation on a window, and includes a model storage unit, detection means, prediction means, and risk determination means. The model storage unit is a prediction model generated by machine-learning the indoor temperature, indoor absolute humidity, and outdoor temperature for each hour, and the indoor temperature, indoor absolute humidity, and outdoor temperature for a predetermined period of time. memorize The detection means detects indoor temperature and indoor absolute humidity. The prediction means inputs the indoor temperature and indoor absolute humidity detected by the detection means, the outdoor temperature at that time, and the predicted outdoor temperature after a predetermined period into the prediction model, and calculates the indoor temperature and indoor temperature after the predetermined period. predict the absolute humidity of The risk determination means estimates the window surface temperature based on the indoor temperature predicted by the prediction means, the predicted outdoor temperature, and the virtual heat transmission coefficient of the window, and uses the estimated window surface temperature to prevent dew condensation on the window. Determine the presence or absence of risk.
好ましくは、リスク判定手段は、予測手段により予測された室内温度を窓の設置高さ情報で補正した窓付近温度を用いて、窓の表面温度を推定する。 Preferably, the risk determination means estimates the surface temperature of the window using the temperature near the window obtained by correcting the room temperature predicted by the prediction means with the installation height information of the window.
好ましくは、設置高さ情報は、床面または天井面から窓の下端部までの高さを示す情報であり、リスク判定手段は、窓の下端部の表面温度を推定する。 Preferably, the installation height information is information indicating the height from the floor or ceiling surface to the lower edge of the window, and the risk determination means estimates the surface temperature of the lower edge of the window.
リスク判定手段は、予測手段により予測された室内温度および絶対湿度から得られる室内の相対湿度と窓付近温度とに基づいて、窓付近の露点温度を算出し、算出した窓付近の露点温度と推定された窓の表面温度とを比較することにより、結露リスクの有無を判定することが望ましい。 The risk determination means calculates the dew point temperature near the window based on the indoor relative humidity obtained from the indoor temperature and absolute humidity predicted by the prediction means and the temperature near the window, and estimates the calculated dew point temperature near the window. It is desirable to determine whether there is a risk of dew condensation by comparing the measured surface temperature of the window.
より好ましくは、仮想熱貫流率は、窓枠の材質ごとに定められており、リスク判定手段は、窓枠の表面温度を推定する。 More preferably, the virtual heat transmission coefficient is determined for each material of the window frame, and the risk determination means estimates the surface temperature of the window frame.
仮想熱貫流率は、窓の表面を覆うカーテンの有無に応じて定められていてもよい。 The virtual heat transmission coefficient may be determined according to the presence or absence of a curtain covering the surface of the window.
好ましくは、所定期間は24時間であり、予測モデルは、一年における月単位で学習して生成されている。 Preferably, the predetermined period is 24 hours, and the prediction model is learned and generated on a monthly basis in a year.
この発明のある局面に従う結露予測プログラムは、窓の結露を予測するための結露予測プログラムであって、時間ごとの室内温度、室内の絶対湿度、および外気温度と、各時間の所定期間前の室内温度、室内の絶対湿度、および外気温度とを機械学習させて生成された予測モデルを、記憶部から読み出すステップと、検知手段により検知された室内温度および室内の絶対湿度と、そのときの外気温度と、所定期間後の予報外気温度とを予測モデルに入力して、所定期間後の室内温度および室内の絶対湿度を予測するステップと、予測された室内温度、予報外気温度、および窓の仮想熱貫流率に基づいて窓の表面温度を推定し、推定した窓の表面温度を用いて窓が結露する結露リスクの有無を判定するステップとをコンピュータに実行させる。 A dew condensation prediction program according to an aspect of the present invention is a dew condensation prediction program for predicting condensation on a window, and includes an hourly indoor temperature, an indoor absolute humidity, and an outdoor air temperature, and an indoor temperature before a predetermined period of each hour. a step of reading a prediction model generated by machine learning of temperature, indoor absolute humidity, and outdoor temperature from a storage unit; indoor temperature and indoor absolute humidity detected by the detection means, and outdoor temperature at that time; and the predicted outside air temperature after a predetermined period of time into a prediction model to predict the indoor temperature and indoor absolute humidity after the predetermined period of time; estimating the surface temperature of the window based on the through-flow rate, and using the estimated surface temperature of the window to determine whether or not there is a risk of dew condensation on the window.
本発明によれば、窓の結露を予防することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dew condensation of a window can be prevented.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
<結露予測システムの構成例>
図1(A)は、本実施の形態に係る結露予測システム1の機能構成を示すブロック図である。図2(A)は、結露予測システム1が適用される部屋9を模式的に示す図である。部屋9は、典型的には住宅の居室(リビング、寝室など)であり、部屋9の外壁に窓90が設けられている。また、部屋9内にはエアコン91が設置されている。エアコン91は、部屋9内の空気の温度を調整する空調機である。なお、部屋9が設けられる建物は住宅以外であってもよい。
<Configuration example of dew condensation prediction system>
FIG. 1A is a block diagram showing the functional configuration of a dew
図2(A)に示されるように、結露予測システム1は、制御装置10と、部屋9内に設けられた温度センサ71および湿度センサ72と、屋外に設けられた外気温センサ73とを備えている。
As shown in FIG. 2A, the dew
制御装置10は、メモリおよびプロセッサを含むコンピュータであり、インターネットなどのネットワーク11に接続されている。温度センサ71は、部屋9内の温度(室温)を検知する。湿度センサ72は、部屋9内の絶対湿度を検知する。外気温センサ73は、外気温度を検知する。
A
図1(A)を参照して、結露予測システム1は、窓90の結露を予測するためのシステムであり、その機能として、モデル記憶部2と、予測部3と、リスク判定部4と、出力部5とを含む。これらの各部は、制御装置10に搭載されている。なお、モデル記憶部2は、制御装置10がアクセスできるサーバ上に設けられていてもよい。
Referring to FIG. 1A, a dew
モデル記憶部2は、翌日(すなわち24時間後)の室内温度および室内の絶対湿度を予測するための予測モデル20を予め記憶している。この予測モデル20は、事前に、図1(B)に示す学習装置100が、図2(B)に示す部屋109(部屋9相当)の空気環境データを機械学習することによって生成されたものである。学習装置100による学習方法については後述する。
The
予測部3は、センサ71~73それぞれから得られる当日の室内温度、絶対湿度、および、外気温度と、ネットワーク11を介して得られる翌日の予報外気温度(天気予報)とを予測モデル20に入力して、翌日の室内温度および絶対湿度を予測する。つまり、予測対象日の1日前の空気環境履歴を利用して、室内温度および絶対湿度を予測する。
The
当日の室内温度、絶対湿度、および、外気温度の実測データは、データ記憶部30に時系列に(時刻ごとに)一時記憶される。予測部3が翌日の室内温度および絶対湿度を予測するときに、データ記憶部30から、一日分の実測データが読み出される。予測部3は、データ記憶部30から読み出した時間ごとの実測値と、翌日の時間ごとの予報外気温度(予報値)とを、予測モデル20に入力することで、翌日の時間ごとの室内温度および絶対湿度を予測(計算)する。これにより、翌日の室内温度および絶対湿度の時間ごとの推移が予測される。室内温度および絶対湿度は、たとえば1時間単位で予測される。
The actual measurement data of the indoor temperature, absolute humidity, and outdoor temperature of the day are temporarily stored in the
なお、本実施の形態では、当日の外気温度は実測されることとするが、当日の外気温度もネットワーク11から得られてもよい。この場合、外気温センサ73は結露予測システム1に含まれなくてもよい。
In the present embodiment, the outside air temperature on the day is actually measured, but the outside air temperature on the day may also be obtained from the
リスク判定部4は、予測部3により予測された室内温度および室内の絶対湿度を利用して、窓90が結露するリスク(以下「結露リスク」という)の有無を判定する。窓90の結露リスクは、窓90の表面温度および室内の露点温度(望ましくは、窓90付近の露点温度)を比較することで判定可能である。そのため、リスク判定部4は、窓90の表面温度および室内の露点温度を推定することにより、窓90の結露リスクを判定する。
The risk determination unit 4 uses the indoor temperature and indoor absolute humidity predicted by the
窓90の結露リスクの判定方法については、図4を参照しながら説明する。図4(A)には、窓90が設けられた部屋9の縦断面が模式的に示されている。図4(B)には、結露リスクの判定に用いられる情報が概念的に示されている。
A method of determining the risk of condensation on the
リスク判定部4は、予測部3により予測された室内温度Ti、外気温度To、および窓90の仮想熱貫流率(U値)に基づいて、窓90の表面温度TAを推定する。窓90の仮想熱貫流率(U値)は、実験により予め定められた値である。窓の熱貫流率は、室外側の表面熱伝達率を定数α(=8.6)とした場合、「U=α×(Ti-TA)/(Ti-To)」で表されるため、実験において外気温度(To)と室内温度(Ti)を一定に保ち、その際の窓の表面温度(TA)を測定することで、仮想熱貫流率(U)を算出できる。実験により得られた窓90の仮想熱貫流率(U)を予めメモリに記憶しておくことにより、外気温度Toおよび室内温度Tiが分かれば、窓90の表面温度TAを算出できる。
The risk determination unit 4 estimates the surface temperature TA of the
ここで、窓90は、表面温度が低い程、結露が起きやすいことから、リスク判定部4は、窓90の下端部90aの表面温度を算出することが望ましい。窓90の表面温度は、下端部90aが上端部90bおよび中央部90cよりも低くなることは、様々な外気・室内条件を再現した実測試験から判明している。図5(A)および(B)は、窓の複数箇所における表面温度を測定するための試験方法の概要および試験結果をそれぞれ示す図である。図5(A)に示されるように、試験体である窓(掃き出し窓)が、恒温恒湿室<1>および<2>の境界壁に配置されている。
Here, the lower the surface temperature of the
恒温恒湿室<1>では温度-12.6℃の外気条件を再現し、恒温恒湿室<2>では温度20℃、相対湿度40~50%の室内条件を再現した。また、換気装置により、室内側が0~5Paの負圧となるように調節した。このような条件下において測定された複数箇所の温度が図5(B)に示されており、窓の表面温度は上端部よりも下端部の方が低いことが分かる。つまり、窓90の下端部90aが床面FLに近い程、窓90の表面温度は低くなる。
In the constant temperature and humidity chamber <1>, an outside air condition with a temperature of −12.6° C. was reproduced, and in the constant temperature and humidity chamber <2>, an indoor condition with a temperature of 20° C. and a relative humidity of 40 to 50% was reproduced. In addition, the inside of the room was adjusted to a negative pressure of 0 to 5 Pa by a ventilator. FIG. 5B shows the temperatures measured at a plurality of locations under such conditions, and it can be seen that the surface temperature of the window is lower at the lower end than at the upper end. That is, the closer the
そこで、本実施の形態におけるリスク判定部4は、予測された室内温度Tiを窓90の設置高さ情報で補正した窓付近温度Twを用いて、窓90の表面温度TAを推定している。設置高さ情報は、部屋9の床面FLから窓90の下端部90aまでの高さを示す情報である。そのため、窓付近温度Twは、窓90の下端高さ付近の温度を表わしている。住宅の設計情報には、各部屋の窓の縦横寸法、窓のまぐさ高さ、窓枠(サッシ)の種類(樹脂、アルミ、など)などの情報が含まれているため、窓90の設置高さ情報は、住宅の設計情報から得ることができる。
Therefore, the risk determination unit 4 in the present embodiment estimates the surface temperature TA of the
具体的には、部屋9の天井高さL11から、窓90のまぐさ高さL12および窓90の高さ寸法L13を引くことで、窓90の下端部90aの高さL1を計算できる。リスク判定部4は、窓90の下端部90aの高さL1が床面FLに近い程、窓付近温度Twが低くなるように、室内温度Tiを補正する。たとえば、部屋9の天井高さL11が2400mmと仮定した場合、窓90の下端部90aの高さL1が、床面FLから1200mm(部屋9の中央高さ)であれば補正値を「0℃」(補正なし)とし、床面FLから0mmであれば補正値を「-1.5℃」とし、床面FLから2300mmであれば補正値を「+1.5℃」とすることができる。なお、この補正値は、温度センサ71の設置高さに応じて定められてよい。
Specifically, by subtracting the lintel height L12 of the
図5(B)の試験結果ではさらに、窓の表面温度は、窓本体よりも、窓本体が嵌め込まれた窓枠の方が低いことが示されている。そのため、リスク判定部4によって算出される窓90の下端部90aの表面温度TAは、窓枠90dの下端部の表面温度であることが望ましい。この場合、上記した仮想熱貫流率は、窓枠90dの仮想熱貫流率であり、窓枠90dの材質ごとに定められている。
The test results in FIG. 5B further indicate that the surface temperature of the window is lower in the window frame in which the window body is fitted than in the window body. Therefore, the surface temperature TA of the
リスク判定部4はまた、窓90の表面温度TAとの比較対象となる室内の露点温度TBを算出する。室内の露点温度TBもまた、室内温度Tiを窓の高さ情報で補正した窓付近温度Twを用いて算出されることが望ましい。つまり、窓90の表面温度TAと比較される露点温度TBは、窓90付近の露点温度であることが望ましい。
The risk determination unit 4 also calculates the indoor dew point temperature TB to be compared with the surface temperature TA of the
そのため、本実施の形態におけるリスク判定部4は、上述の窓付近温度Twと部屋9の相対湿度Hiとを一般公式に当てはめて、窓90付近の露点温度TBを推定(算出)する。これにより、リスク判定部4は、窓90の表面温度TAが窓90付近の露点温度TBを上回った場合に、最も結露が起きやすい窓枠90dの下端部に、結露が発生するリスクがあると判定(予測)することができる。
Therefore, the risk determination unit 4 in the present embodiment applies the window vicinity temperature Tw and the relative humidity Hi of the
なお、窓90の表面がカーテン92(図4(A))で覆われている場合、窓90の表面温度は相対的に低くなることが知られている。そのため、窓90の表面温度TAの算出に用いられる仮想熱貫流率は、カーテン92がある場合の方がカーテン92がない場合よりも高くなるように定められていてもよい。
It is known that the surface temperature of the
出力部5は、リスク判定部4による判定結果を出力する。出力部5は、たとえば、判定結果をユーザ端末8(図2(A))に送信する通信I/F(インターフェイス)により実現される。ユーザ端末8としては、たとえばスマートフォンなどの携帯電話や、タブレット端末が想定される。あるいは、出力部5は、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示部により実現されてもよい。
The output unit 5 outputs the result of determination by the risk determination unit 4 . The output unit 5 is implemented by, for example, a communication I/F (interface) that transmits the determination result to the user terminal 8 (FIG. 2(A)). As the
制御装置10に含まれる、予測部3およびリスク判定部4の機能は、典型的にはソフトウェアにより実現される。なお、これらのうちの少なくとも1つについては、ハードウェアにより実現されてもよい。
The functions of
<学習装置の構成例>
図1(B)は、本実施の形態に係る学習装置100の機能構成を示すブロック図である。図2(B)は、学習装置100による学習対象となる部屋109を模式的に示す図である。部屋109は、結露予測システム1の部屋9を模した部屋である。なお、部屋109は部屋9と同一であってもよい。
<Configuration example of learning device>
FIG. 1B is a block diagram showing the functional configuration of
図1(B)を参照して、学習装置100は、その機能として、モデル生成部101と、データ記憶部102と、モデル記憶部103とを含む。
Referring to FIG. 1B,
データ記憶部102には、図2(B)に示すセンサ71~73それぞれから得られる室内温度、絶対湿度、および、外気温度が時系列で(時刻ごとに)記憶され、蓄積される。また、データ記憶部102には、部屋109に設置されたエアコン91の使用状況が時系列で記憶(蓄積)される。エアコン91の使用状況には、エアコン91のON/OFF情報、および、設定温度情報が含まれる。なお、学習装置100においても、外気温度はネットワーク11を介して得られてもよい。
The
モデル生成部101は、データ記憶部102に蓄積された空気環境データに基づいて、予測モデル130を生成する。具体的には、時間ごとの室内温度、絶対湿度、外気温度、およびエアコン91の使用状況を、前日の室内温度、絶対湿度、および外気温度と関連付けて機械学習することにより、予測モデル130を生成する。これにより、ある時間(時刻)の室内温度、絶対湿度、および外気温度の実測値と、その24時間後の予報外気温度とをキーとして、24時間後の室内温度および絶対湿度を予測できるように、予測モデル130が生成される。なお、エアコン91の使用状況は、予測モデル130の精度を向上させるために用いられるパラメータであり、室内温度および室内の絶対湿度の予測に、間接的に寄与する。
モデル生成部101は、複数日に亘って(望ましくは一年以上)これらの空気環境データを機械学習することで、予測モデル130を更新する。機械学習は、たとえば重回帰分析により行われる。このようにして生成された予測モデル130が、予測モデル20として結露予測システム1のモデル記憶部2に格納されている。予測モデル130は、一年における月単位で学習して生成されていることが望ましい。
The
予測モデル130(20)を用いた予測部3による予測精度について、図3を参照して説明する。図3には、予測モデル130による室内温度の予測条件およびその比較例が示されている。図3(A)に示す「Case1」および「Case3」は、比較例であり、「Case2」が、本願の実施形態に対応する。
The prediction accuracy by the
「Case1」には、過去の室内温度および外気温度の履歴データを用いることなく、室内温度を予測する場合の予測条件が示されている。この場合、室内温度を予測する予測モデルのパラメータは、月・時と、その時の外気温度およびエアコンの使用状況のみである。
"
「Case2」には、一日前の室内温度および外気温度の履歴データを用いて、室内温度を予測する場合の予測条件が示されている。この場合、室内温度を予測する予測モデルのパラメータは、月・時と、その時の外気温度およびエアコンの使用状況と、一日前の同じ時間の室内温度および外気温度である。
"
「Case3」には、10分前の履歴データを用いて、室内温度を予測する場合の予測条件が示されている。この場合、室内温度を予測する予測モデルのパラメータは、月・時と、その時の外気温度およびエアコンの使用状況と、10分前の室内温度および外気温度である。
"
図3(B)に示されるように、Case1の決定係数は0.1(温度誤差:約±3℃)であり、過去の履歴データを用いない場合の予測精度は極めて低い。これに対し、Case2の決定係数は0.48(温度誤差:約±1.5℃)となっていることから、Case1に比べて予測精度が向上していることが分かる。
As shown in FIG. 3B,
Case3の決定係数は0.98(温度誤差:約±0.3℃)であり、予測精度は非常に高いものの、この場合、10分後の窓90の表面温度および露点温度を計算して結露判定を行うことになるため、結露対策を効率的に行うことができない。
The coefficient of determination of
室内の絶対湿度の予測精度についても、一日前の絶対湿度および外気温度の履歴データを用いて予測する場合に、Case2と同等の決定係数(0.4~0.6)が示された。そのため、予測モデル130(20)に従うことで、24時間後の室内温度および絶対湿度を大まかに予測することが可能である。このように、24時間後の室内温度および絶対湿度を大まかに予測することで、24時間後の結露リスクを判定(予測)できるため、本実施の形態によれば、1日単位で最適な結露対策を施すことが可能である。
Regarding the prediction accuracy of the indoor absolute humidity, the same coefficient of determination (0.4 to 0.6) as in
なお、予測モデル130(20)を生成するパラメータは、決定係数が0.5以上(望ましくは0.6以上)となるように、たとえば天気(雨、晴れ、曇)など、上記以外のパラメータ(空気環境データ)を含んでいてもよい。あるいは、予測モデル20(130)を生成するパラメータは、エアコン91の使用状況を含まなくてもよい。
Note that parameters for generating the prediction model 130 (20) are parameters other than the above ( air environment data). Alternatively, the parameters for generating the prediction model 20 (130) may not include the usage status of the
また、本実施の形態では、室内温度および絶対湿度の予測に、共通の予測モデル20が用いられることとするが、限定的ではない。つまり、モデル記憶部2に記憶される予測モデルは、室内温度用の予測モデルと絶対湿度用の予測モデルとで構成されていてもよい。室内温度用の予測モデルは、時間ごとの室内温度、外気温度、およびエアコン91の使用状況と、各時間の24時間前の室内温度および外気温度とを機械学習させて生成される。絶対湿度用の予測モデルは、時間ごとの絶対湿度、外気温度、およびエアコン91の使用状況と、各時間の24時間前の絶対湿度および外気温度とを機械学習させて生成される。
Also, in the present embodiment, the
<結露予測システムの動作について>
本実施の形態に係る結露予測システム1の動作について説明する。図6は、結露予測システム1の制御装置10が実行する処理の流れを示すフローチャートである。なお、図6に示す処理は、午前0時など毎日同時刻に、制御装置10のプロセッサがメモリに予め記憶されたプログラムを読み出して実行することで開始される。また、図4に示す処理に平行して、制御装置10は、センサ71~73により検知される実測値、すなわち、室内温度、絶対湿度、および外気温度を、データ記憶部30に時系列に記憶する処理を行っているものとする。
<Operation of the condensation prediction system>
The operation of the dew
図6を参照して、はじめに、制御装置10の予測部3は、モデル記憶部2に記憶された予測モデル20を読み出す(ステップS1)。また、データ記憶部30に記憶された前日一日分の実測値を読み出す(ステップS2)。具体的には、前日の時間ごとの室内温度、絶対湿度、および外気温度を読み出す。
Referring to FIG. 6, first,
さらに、予測部3は、ネットワーク11を介して今日一日分の予報外気温度を取得する(ステップS3)。つまり、天気予報情報に含まれる時間ごとの外気温度を取得する。なお、ステップS1~S3の順序は特に限定されない。
Furthermore, the
続いて、予測部3は、ステップS2で読み出した昨日の実測値、および、ステップS3で取得した今日の予報外気温度に基づいて、今日一日分の室内温度および絶対湿度を予測する(ステップS5)。すなわち、昨日の実測値および今日の予報外気温度、ならびに今日の月(たとえば3月)を、ステップS1で読み出した予測モデル20に入力することにより、今日の室内温度の予測値、および、今日の絶対湿度の予測値が得られる。これらの予測値は、たとえば1時間ごとに得られる。
Subsequently, the
室内温度および絶対湿度が予測されると、リスク判定部4は、これらの値を用いて室内の相対湿度を算出する(ステップS7)。これにより、部屋9の相対湿度が時間ごとに算出(予測)される。
When the indoor temperature and absolute humidity are predicted, the risk determination unit 4 uses these values to calculate the indoor relative humidity (step S7). Thereby, the relative humidity of the
また、リスク判定部4は、ステップS5で予測された室内温度を設置高さ情報で補正した窓付近温度(Tw)、ネットワーク11を介して天気予報から得られる予報外気温度(To)、および、窓枠90dの材質に応じて定められた仮想熱貫流率(U)に基づいて、窓表面温度TAとして算出する(ステップS9)。つまり、次式に各値を当てはめて、窓表面温度TA、すなわち窓枠90dの下端部の表面温度を算出する。
TA=Tw-U(Tw-To)/α
In addition, the risk determination unit 4 determines the temperature near the window (Tw) obtained by correcting the indoor temperature predicted in step S5 with the installation height information, the forecast outside temperature (To) obtained from the weather forecast via the
TA=Tw−U(Tw−To)/α
さらに、リスク判定部4は、窓付近温度(Tw)と、ステップS7で算出された相対湿度(Hi)を一般公式に当てはめて、窓枠90dの下端部付近の露点温度、すなわち窓付近露点温度TBを算出する(ステップS11)。なお、窓付近露点温度TBは、窓付近温度Twおよび絶対湿度に基づいて求められてもよい。この場合、ステップS7の処理を省略してもよい。
Furthermore, the risk determination unit 4 applies the window vicinity temperature (Tw) and the relative humidity (Hi) calculated in step S7 to a general formula, and determines the dew point temperature near the lower end of the
これにより、今日一日分の窓表面温度TAおよび窓付近露点温度TBの推移が推定される。図7のグラフには、一日における窓表面温度TAおよび窓付近露点温度TBの推移例が示されている。 Thus, transitions of the window surface temperature TA and the window vicinity dew point temperature TB for today are estimated. The graph of FIG. 7 shows an example of transition of the window surface temperature TA and the window vicinity dew point temperature TB in one day.
リスク判定部4は、窓表面温度TAおよび窓付近露点温度TBを時間単位で比較して、結露リスクの有無を判定(予測)する(ステップS13)。図7の例では、16時から22時の時間帯において、窓付近露点温度TBが窓表面温度TAを上回っている。そのため、この例では、16時から22時の時間帯において、結露リスク有りと判定される。つまり、16時から22時に結露が発生すると予測される。 The risk determination unit 4 compares the window surface temperature TA and the window vicinity dew point temperature TB in units of time to determine (predict) whether or not there is a risk of dew condensation (step S13). In the example of FIG. 7, the window vicinity dew point temperature TB exceeds the window surface temperature TA in the time period from 16:00 to 22:00. Therefore, in this example, it is determined that there is a risk of condensation during the time period from 16:00 to 22:00. That is, it is predicted that condensation will occur from 16:00 to 22:00.
リスク判定部4による判定(予測)が完了すると、出力部5は、たとえばユーザ端末8に予測結果を出力する(ステップS15)。図8には、ユーザ端末8における画面表示例が模式的に示されている。図8の例では、ユーザ端末8の表示部80に、結露リスクがあることが表示され、アドバイス(advice)ボタン81、アクション(action)ボタン82が表示されている。アドバイスボタン81が選択されると、「16時から22時で結露が発生します。暖房運転をしましょう。」といったメッセージがポップアップ画面83に表示される。なお、図7に示したようなグラフが予測結果として表示されてもよい。
When the determination (prediction) by the risk determination unit 4 is completed, the output unit 5 outputs the prediction result to the
以上説明したように、本実施の形態によれば、1日分の空気環境データの実測値に基づいて、翌日の窓表面温度TAおよび窓付近温度TBの推移を推定することができる。したがって、窓90の表面に温度センサを取り付けなくても、窓90の結露リスクの有無を判定(予測)することができる。また、本実施の形態では、窓90の最も冷えやすい箇所(窓枠90dの下端部)の表面温度を推定するため、精度良く結露リスクを予測できる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to estimate transitions of the window surface temperature TA and the window vicinity temperature TB on the next day based on the measured values of the air environment data for one day. Therefore, even if a temperature sensor is not attached to the surface of the
また、リスク判定部4は、一日単位ではなく、時間ごと(典型的には1時間ごと)に結露リスクの有無を判定(予測)するため、一日のうちで対策が必要な時間帯をユーザに知らせることができる。また、図7に示したようなグラフを出力することで、対策が必要な時間帯を見える化することもできる。したがって、ユーザは、結露リスク有りの時間よりも前に暖房運転をするなど、計画的に結露対策を行うことができる。その結果、効率的に結露を予防することができる。 In addition, since the risk determination unit 4 determines (predicts) the presence or absence of condensation risk not on a daily basis, but on an hourly basis (typically, on an hourly basis), a period of time during the day when countermeasures are required is determined. User can be notified. In addition, by outputting a graph such as that shown in FIG. 7, it is possible to visualize the time zone in which countermeasures are required. Therefore, the user can systematically take dew condensation countermeasures, such as starting the heating operation before the time when there is a risk of dew condensation. As a result, dew condensation can be efficiently prevented.
(変形例)
本実施の形態では、1日前の履歴データを用いて予測モデル20(130)が生成されることとしたが、限定的ではない。つまり、空気環境データが測定された時間から遡る期間(所定期間)は、24時間に限定されない。上述の決定係数が0.5以上(望ましくは0.6以上)となるように、たとえば半日前の履歴データを用いて予測モデル20(130)が生成されてもよい。この場合、予測部3は、半日後の室内温度および絶対湿度を予測する。
(Modification)
In the present embodiment, the prediction model 20 (130) is generated using history data from one day ago, but this is not restrictive. That is, the period (predetermined period) that goes back from the time when the air environment data was measured is not limited to 24 hours. For example, the prediction model 20 (130) may be generated using history data from half a day ago so that the above-mentioned coefficient of determination is 0.5 or more (preferably 0.6 or more). In this case, the
また、本実施の形態に係る結露予測システム1のモデル記憶部2には、学習装置100で事前に生成された予測モデル20(130)が格納されることとしたが、結露予測システム1が学習装置100を備えていてもよい。つまり、結露予測システム1は、室内温度および絶対湿度の実測と予測とを繰り返すことで、モデル記憶部2に記憶された予測モデル20を更新してもよい。この場合、本システムの使用に伴って、予測モデル20による予測精度を向上させることが可能である。
Further, the
なお、上述の結露予測方法を、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、CD-ROMなどの光学媒体やメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な一時的でない(non-transitory)記録媒体にて記録させて提供することができる。この場合、制御装置10は、記録媒体(図示せず)からプログラムやデータを読み出し/書き込み可能な駆動装置(図示せず)を備える。また、ネットワーク11を介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
Note that the dew condensation prediction method described above can also be provided as a program. Such a program can be provided by being recorded on an optical medium such as a CD-ROM or a computer-readable non-transitory recording medium such as a memory card. In this case, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.
1 結露予測システム、2,103 モデル記憶部、3 予測部、4 リスク判定部、5 出力部、8 ユーザ端末、9,109 部屋、10 制御装置、11 ネットワーク、20,130 予測モデル、71 温度センサ、72 湿度センサ、73 外気温センサ、90 窓、90d 窓枠、100 学習装置、101 モデル生成部。 1 dew condensation prediction system, 2,103 model storage unit, 3 prediction unit, 4 risk determination unit, 5 output unit, 8 user terminal, 9,109 room, 10 control device, 11 network, 20,130 prediction model, 71 temperature sensor , 72 humidity sensor, 73 outside air temperature sensor, 90 window, 90d window frame, 100 learning device, 101 model generating unit.
Claims (8)
時間ごとの室内温度、室内の絶対湿度、および外気温度と、各時間の所定期間前の室内温度、室内の絶対湿度、および外気温度とを機械学習させて生成された予測モデルを記憶するモデル記憶部と、
室内温度および室内の絶対湿度を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された室内温度および室内の絶対湿度と、そのときの外気温度と、前記所定期間後の予報外気温度とを前記予測モデルに入力して、前記所定期間後の室内温度および室内の絶対湿度を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された室内温度、予報外気温度、および窓の仮想熱貫流率に基づいて窓の表面温度を推定し、推定した窓の表面温度を用いて窓が結露する結露リスクの有無を判定するリスク判定手段とを備える、結露予測システム。 A condensation prediction system for predicting condensation on a window,
A model memory that stores a prediction model generated by machine learning of the indoor temperature, indoor absolute humidity, and outdoor temperature for each hour and the indoor temperature, indoor absolute humidity, and outdoor temperature for a predetermined period of time. Department and
detection means for detecting indoor temperature and indoor absolute humidity;
The indoor temperature and indoor absolute humidity detected by the detection means, the outdoor temperature at that time, and the predicted outdoor temperature after the predetermined period are input to the prediction model, and the indoor temperature and indoor temperature after the predetermined period are input to the prediction model. a prediction means for predicting the absolute humidity of
Estimate the surface temperature of the window based on the indoor temperature predicted by the prediction means, the predicted outdoor temperature, and the virtual heat transmission coefficient of the window, and use the estimated surface temperature of the window to determine the presence or absence of the risk of condensation on the window. A dew condensation prediction system, comprising a risk determination means for determining.
前記リスク判定手段は、窓の下端部の表面温度を推定する、請求項2に記載の結露予測システム。 The installation height information is information indicating the height from the floor surface or ceiling surface to the lower end of the window,
3. The dew condensation prediction system according to claim 2, wherein said risk determination means estimates the surface temperature of the lower edge of the window.
前記リスク判定手段は、窓枠の表面温度を推定する、請求項1~4のいずれかに記載の結露予測システム。 The virtual heat transmission coefficient is determined for each material of the window frame,
The dew condensation prediction system according to any one of claims 1 to 4, wherein said risk determination means estimates a surface temperature of a window frame.
前記予測モデルは、一年における月単位で学習して生成されている、請求項1~6のいずれかに記載の結露予測システム。 the predetermined period of time is 24 hours;
7. The dew condensation prediction system according to any one of claims 1 to 6, wherein said prediction model is generated by learning on a monthly basis in a year.
時間ごとの室内温度、室内の絶対湿度、および外気温度と、各時間の所定期間前の室内温度、室内の絶対湿度、および外気温度とを機械学習させて生成された予測モデルを、記憶部から読み出すステップと、
検知手段により検知された室内温度および室内の絶対湿度と、そのときの外気温度と、前記所定期間後の予報外気温度とを前記予測モデルに入力して、前記所定期間後の室内温度および室内の絶対湿度を予測するステップと、
予測された室内温度、予報外気温度、および窓の仮想熱貫流率に基づいて窓の表面温度を推定し、推定した窓の表面温度を用いて窓が結露する結露リスクの有無を判定するステップとをコンピュータに実行させる、結露予測プログラム。 A condensation prediction program for predicting condensation on a window,
A prediction model generated by machine learning of the indoor temperature, indoor absolute humidity, and outdoor temperature for each hour and the indoor temperature, indoor absolute humidity, and outdoor temperature for a predetermined period of time is stored from the storage unit. a step of reading;
The indoor temperature and indoor absolute humidity detected by the detection means, the outdoor temperature at that time, and the predicted outdoor temperature after the predetermined period are input to the prediction model, and the indoor temperature after the predetermined period and the indoor temperature are calculated. predicting absolute humidity;
estimating the surface temperature of the window based on the predicted indoor temperature, the predicted outdoor temperature, and the virtual heat transmission coefficient of the window, and using the estimated window surface temperature to determine whether there is a risk of dew condensation on the window; A dew condensation prediction program that causes a computer to execute
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004291674A (en) | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Japan Climate Systems Corp | Vehicular control device |
JP2005042993A (en) | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Johnson Controls Inc | Air conditioning system |
JP2007291669A (en) | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Toyota Motor Corp | Building equipped with air blowout device |
US20120305661A1 (en) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Ecobee, Inc. | HVAC Controller with Predictive Set-Point Control |
JP2013047583A (en) | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | Air conditioner |
JP2014109809A (en) | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Lixil Corp | Information processor, and room temperature estimation method |
JP2017067427A (en) | 2015-10-01 | 2017-04-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Air conditioning control method, air conditioning control device and air conditioning control program |
WO2017203603A1 (en) | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 三菱電機株式会社 | Air-conditioning control device, air conditioner, and air-conditioning system |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004291674A (en) | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Japan Climate Systems Corp | Vehicular control device |
JP2005042993A (en) | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Johnson Controls Inc | Air conditioning system |
JP2007291669A (en) | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Toyota Motor Corp | Building equipped with air blowout device |
US20120305661A1 (en) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Ecobee, Inc. | HVAC Controller with Predictive Set-Point Control |
JP2013047583A (en) | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | Air conditioner |
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