JP7415051B2 - 換気システム - Google Patents

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Description

本開示は、部屋の換気を行う換気システムに関する。
近年、ビルおよび住宅の気密性が高くなっており、換気装置による換気の必要性が高くなっている。また、部屋の内部における感染症の伝播を回避するために、部屋の換気が重要視されている。
従来、オフィスの会議室のように人が常時居るとは限らない部屋では、使用者が部屋の使用を開始するときに換気装置の運転を開始すると、室内が快適な状態になるまでは使用者が室内を不快に感じるという問題があった。
特許文献1には、会議室の予約と予約の管理とを行う会議室管理装置に関し、会議室の予約の内容を基に設定された管理スケジュールをビル設備の制御手段に送ることによって、会議室の使用の状況に合わせて空調装置を運転することが開示されている。特許文献1によると、管理スケジュールは、会議室の使用開始時刻の一定時間前に空調装置の運転が始められるように設定される。
特開昭64-89854号公報
しかしながら、上記特許文献1の技術によると、使用開始時刻の一定時間前に空調装置が運転を開始しても、使用開始時刻までに室内が快適な状態になるとは限らない。このため、部屋の使用予約に連動して換気装置を制御する換気システムに上記特許文献1の技術が適用されても、使用者が部屋の使用を開始するときにおいて換気が不十分であれば、使用者は室内を不快に感じることとなる。部屋の使用が開始されるときに換気が不十分であると、室内の感染症対策も不十分となる。
また、使用開始時刻の一定時間前に換気装置が運転を開始する場合、室内の換気が完了した後に部屋を使用可能である一方、部屋の使用が開始されるまでに過剰な換気が行われる場合がある。この場合、換気システムは、過剰な換気によって電力を無駄に消費することになる。このように、上記特許文献1の技術によると、換気システムは、使用者が部屋を快適に使用可能とするとともに、電力消費を低減することが困難であるという問題があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、使用者が部屋を快適に使用することを可能とし、かつ電力消費を低減可能とする換気システムを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる換気システムは、部屋の換気を行う換気装置と、部屋の使用が開始される前における換気装置の自動運転を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、自動運転による換気が開始される時刻である第1の時刻を、部屋の使用が開始される時刻である第2の時刻に基づいて決定することによって、第2の時刻の以前に部屋の換気を完了させる自動運転を換気装置に行わせ、かつ、第1の時刻の前に部屋が使用された際の使用状況を示す情報に基づいて、第1の時刻からの部屋の換気における換気量を算出する。使用状況を示す情報は、部屋の使用人数の情報と部屋の使用時間の長さの情報とのうち少なくとも一方である。
本開示にかかる換気システムは、使用者が部屋を快適に使用することが可能となり、かつ電力消費を低減できるという効果を奏する。
実施の形態1にかかる換気システムを有する管理システムの構成を示す図 実施の形態1にかかる換気システムを構成する制御装置の動作手順を示すフローチャート 実施の形態2にかかる換気システムを有する管理システムの構成を示す図 実施の形態3にかかる換気システムにおける換気時間の変更と単位時間当たりの換気量の変更とについて説明するための図 実施の形態4にかかる換気システムにおける単位時間当たりの換気量と換気時間との関係の第1の例を示す図 実施の形態4にかかる換気システムにおける単位時間当たりの換気量と換気時間との関係の第2の例を示す図 実施の形態4にかかる換気システムを構成する換気装置の特性について説明するための図 実施の形態4にかかる換気システムにおける単位時間当たりの換気量と予約外時間の長さとの関係を示す図 実施の形態5にかかる換気システムを有する管理システムの構成を示す図 実施の形態6にかかる換気システムを有する管理システムの構成を示す図 実施の形態7にかかる換気システムを有する管理システムの構成を示す図 実施の形態8にかかる換気システムを有する管理システムの構成を示す図 実施の形態1から8にかかる換気システムの制御装置を実現するハードウェアの第1の構成例を示す図 実施の形態1から8にかかる換気システムの制御装置を実現するハードウェアの第2の構成例を示す図
以下に、実施の形態にかかる換気システムを図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる換気システム1を有する管理システム100の構成を示す図である。管理システム100は、部屋の使用についての管理を行うシステムである。部屋は、ビル、住宅または店舗といった建物の部屋である。部屋は、予約による使用が可能とされている。管理システム100は、部屋の使用についての予約を受け付けて、部屋の使用についてのスケジュールを管理する。また、管理システム100は、予約情報4に基づいて部屋の換気を行うことで、部屋の内部の環境を管理する。予約情報4は、部屋を使用するための予約の内容を示す情報である。なお、換気システム1は、管理システム100内のシステムに限られず、管理システム100に包含されないシステムであっても良い。換気システム1は、管理システム100以外から予約情報4を取得しても良い。
換気システム1は、制御装置2と換気装置3とを有する。制御装置2と換気装置3とは、互いに通信可能に接続されている。換気装置3は、部屋の換気を行う。換気装置3は、部屋の外の空気を部屋の内部へ取り込み、かつ、部屋の内部の空気を部屋の外へ排出することによって、換気を行う。制御装置2は、部屋の使用が開始される前における換気装置3の自動運転を制御する。換気装置3は、制御装置2から入力される指令に従って自動運転を行う。換気装置3は、自動運転による換気の他に、換気装置3への操作に従った運転による通常の換気も行う。
図1に示す換気システム1は、1つの制御装置2と1つの換気装置3とを有する。換気システム1は、1つの制御装置2と複数の換気装置3とを有し、1つの制御装置2が各換気装置3を制御する集中管理型のシステムであっても良い。また、換気システム1は、複数の制御装置2と複数の換気装置3とを有し、各換気装置3に1つの制御装置2が対応付けられて各換気装置3を制御するものであっても良い。
換気装置3は、金属または樹脂からなる筐体と、部屋の内部から取り込まれた空気を部屋の外へ送る送風機と、部屋の外から取り込まれた空気を部屋の内部へ送る送風機とを有する。各送風機は、プロペラファンまたはシロッコファンといった羽根と、羽根を回転させるモータとを有する。モータは、誘導モータおよび同期モータのいずれであっても良い。換気装置3は、操作を受け付ける操作部を有する。操作部は、部屋の壁等に設置される。換気装置3は、リモートコントローラからの操作が可能であっても良い。換気装置3の詳細な構成については図示を省略する。
制御装置2は、換気装置3へ指令を送ることによって、換気装置3の運転モードを制御する。換気装置3は、制御装置2から入力される指令に従って運転モードを切り換える。換気装置3には、運転モードの指令であるデジタル信号またはアナログ信号が入力される。または、運転モードの切り換えは、制御装置2がモータの駆動電圧を変調させる方式によるものであっても良い。実施の形態1では、デジタル信号またはアナログ信号である指令の入力によって運転モードが切り換えられる場合を想定している。
実施の形態1では、換気装置3は、換気のオンオフ、および換気の強度について3つの運転モードを切り換え可能とする。換気装置3の運転モードのうちの2つは、モータの出力電力が高い「強運転」モードと、モータの出力電力が低い「弱運転」モードとする。また、換気装置3の運転モードのうちの1つは、モータの出力電力が無い「停止」モードとする。この他、換気装置3の運転モードには、制御装置2による制御に従って換気を行う事前換気モードと、換気装置3の操作部またはリモートコントローラにおける操作に従って換気を行う通常モードとが含まれる。
制御装置2は、換気装置3の自動運転による換気が開始される時刻である第1の時刻を、部屋の使用が開始される時刻である第2の時刻に基づいて決定する。制御装置2は、第2の時刻に基づいて第1の時刻を決定することによって、第2の時刻の以前に部屋の換気を完了させる自動運転を換気装置3に行わせる。換気が完了するとは、例えば、部屋の内部の空気が入れ換えられた状態を指す。または、空気中の汚染物質の濃度があらかじめ設定された濃度よりも低くなるまで換気が行われた状態を指す。予約情報4は、制御装置2へ入力される。予約情報4には、部屋の使用開始時刻、すなわち第2の時刻を示す情報が含まれる。制御装置2は、制御装置2へ入力された予約情報4から、第2の時刻の情報を取得する。
次に、制御装置2の動作について説明する。図2は、実施の形態1にかかる換気システム1を構成する制御装置2の動作手順を示すフローチャートである。
ステップS1において、制御装置2は、予約情報4を取得する。管理システム100では、部屋の使用が予約されると、管理システム100の予約管理装置に予約情報4が登録される。図1では、予約管理装置の図示は省略する。管理システム100は、予約管理装置に登録された予約情報4を制御装置2へ入力する。
制御装置2は、入力された予約情報4から、第2の時刻である使用開始時刻の情報を取得する。ステップS2において、制御装置2は、現在の時刻が、使用開始時刻よりも前の設定時間内の時刻か否かを判断する。現在の時刻が設定時間内の時刻である場合(ステップS2,Yes)、制御装置2は、手順をステップS3へ進める。一方、現在の時刻が設定時間内の時刻ではない場合(ステップS2,No)、制御装置2は、手順をステップS4へ進める。
設定時間は、あらかじめ設定された時間幅を表す。例えば、設定時間は、使用開始時刻の30分前から1分前までとする。使用開始時刻が15時0分である場合、制御装置2は、14時30分よりも前の時刻において、または15時0分よりも後の時刻において、設定時間内の時刻ではないと判断する。一方、制御装置2は、14時30分から14時59分までの時刻において、設定時間内の時刻であると判断する。
制御装置2には、設定時間の情報があらかじめ設定される。なお、設定時間は固定である場合に限られず、調整可能であっても良い。制御装置2は、予約情報4の内容に応じて設定時間を変更しても良い。制御装置2は、換気開始時刻の前に部屋が使用された際の使用状況に基づいて設定時間の長さを変更することによって、換気開始時刻を調整しても良い。
例えば、次の使用開始時刻よりも前において最後に部屋が使用された際に、使用時間が20分であったとする。この場合における設定時間は、使用開始時刻の5分前から1分前までとする。一方、次の使用開始時刻よりも前において最後に部屋が使用された際に、使用時間が2時間であったとする。この場合における設定時間は、使用開始時刻の30分前から1分前までとする。このように、制御装置2は、最後に部屋が使用された際の使用時間が長いほど、設定時間を長くしても良い。制御装置2は、最後の使用についての予約情報4から、使用時間を取得する。これにより、換気システム1は、使用開始時刻の前における換気を行う時間を、部屋の使用状況に応じて調整することができる。
ステップS3において、制御装置2は、運転モードに事前換気モードを設定する。事前換気モードでは、換気装置3は、操作部またはリモートコントローラにおける操作によらず、「強運転」モードでの運転を強制的に行う。なお、換気装置3は、事前換気モードにおいて「弱運転」モードでの運転を行っても良い。
ステップS4において、制御装置2は、運転モードに通常モードを設定する。通常モードでは、換気装置3は、操作部またはリモートコントローラにおける操作に従って動作する。すなわち、換気装置3は、通常モードでは、制御装置2による制御を受けず、換気装置3への操作に従って動作する。
ステップS5では、制御装置2は、換気装置3へ指令を出力する。事前換気モードが設定された場合、制御装置2は、事前換気モードにより「強運転」モードまたは「弱運転」モードでの運転を換気装置3に行わせるための指令を換気装置3へ出力する。一方、通常モードが設定された場合、制御装置2は、通常モードでの運転を換気装置3に行わせるための指令を換気装置3へ出力する。以上により、制御装置2は、図2に示す手順による動作を終了する。
制御装置2は、管理システム100が稼働している間、図2に示す手順による上記動作を繰り返す。制御装置2は、制御周期を調整するための一定時間の待機を挟んで、上記動作を繰り返しても良い。換気システム1は、制御装置2による上記動作によって、使用開始時刻よりも前に、換気装置3の自動運転による換気を行うことができる。
実施の形態1によると、換気システム1は、換気開始時刻である第1の時刻を、使用開始時刻である第2の時刻に基づいて決定することによって、第2の時刻の以前に部屋の換気を完了させる自動運転を換気装置3に行わせる。使用者が部屋の使用を開始するときには換気が完了しているため、使用者は、部屋の使用を開始したときから快適さを得ることができる。また、換気システム1は、使用開始時刻に基づいて換気開始時刻が決定されることで、部屋の内部が過剰に換気されることを回避可能とする。このため、換気システム1は、過剰な換気による無駄な電力消費を低減できる。以上により、換気システム1は、使用者が部屋を快適に使用することが可能となり、かつ電力消費を低減できるという効果を奏する。
実施の形態2.
図3は、実施の形態2にかかる換気システム1Aを有する管理システム100Aの構成を示す図である。実施の形態2において、換気システム1Aは、換気開始時刻の前に部屋が使用された際の使用状況に基づいて、換気開始時刻からの部屋の換気における換気量を算出する。実施の形態2では、上記の実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1とは異なる構成について主に説明する。
管理システム100Aは、換気システム1Aと予約システム5とを有する。予約システム5は、部屋の使用についての予約を受け付け、かつ、部屋の使用についてのスケジュールを管理するシステムである。予約システム5は、予約情報4が入力される入力装置6を有する。予約システム5は、入力された予約情報4を基に、スケジュール管理を行う。
換気システム1Aと予約システム5との連携によって、予約システム5は、入力された予約情報4を換気システム1Aへ出力する。これにより、換気システム1Aは、予約システム5へ入力された予約情報4を自動的に取得する。換気システム1Aにおける換気装置3の自動運転の制御には、部屋の使用を予約するための予約情報4が利用される。換気システム1Aは、予約システム5とは別のシステムの使用によって予約情報4が入力される必要が無いという利点がある。
換気システム1Aへ入力される予約情報4は、使用開始時刻の情報と、使用終了時刻の情報と、部屋の使用人数の情報とを含む。すなわち、予約システム5に入力される予約情報4は、少なくとも、使用開始時刻の情報と、使用終了時刻の情報と、部屋の使用人数の情報とを含む。
換気システム1Aは、制御装置2Aと換気装置3とを有する。制御装置2Aは、事前換気モードによる換気開始時刻の前において部屋が最後に使用された際の使用状況に基づいて、当該換気開始時刻からの部屋の換気における換気量を算出する。制御装置2Aは、使用状況を示す情報として、部屋の使用人数の情報と部屋の使用時間の長さの情報とを取得する。制御装置2Aは、換気開始時刻の前において部屋が最後に使用された際における予約情報4から、部屋の使用人数の情報と部屋の使用時間の長さの情報とを取得する。制御装置2Aは、取得された情報から換気量を算出する。制御装置2Aは、使用開始時刻と使用終了時刻とから、使用時間の長さを求める。
実施の形態2では、制御装置2Aは、使用時間と使用人数との積を換気量の概算値として扱う。制御装置2Aは、部屋の換気に必要な換気量の概算値を算出する。ここで、使用時間の単位を「Hr」、使用人数の単位を「人」とする。制御装置2Aは、例えば、予約情報4を基に算出した換気量が5Hr・人以上である場合、事前運転モードにおいて「強運転」モードでの運転を換気装置3に行わせる。また、制御装置2Aは、予約情報4を基に算出した換気量が5Hr・人未満である場合、事前運転モードにおいて「弱運転」モードでの運転を換気装置3に行わせる。これにより、換気システム1Aは、使用開始時刻の前における換気の強度を、部屋の使用状況に応じて調整することができる。
なお、換気システム1Aは、使用状況の情報を、予約システム5以外から取得しても良い。換気システム1Aは、入室管理システム、または部屋に設置された人感センサから、使用人数の情報を取得しても良い。入室管理システムは、入室と退室とを管理するシステムである。入室管理システムと人感センサとの図示は省略する。
制御装置2Aが取得する使用状況を示す情報は、部屋の使用人数の情報と部屋の使用時間の長さの情報とのうち少なくとも一方であれば良い。部屋の使用人数と、部屋の使用時間の長さとは、部屋の内部における空気の状態に影響を及ぼす。このため、制御装置2Aは、部屋の使用人数と部屋の使用時間の長さとのうち少なくとも一方を基に換気の強度を調整することで、部屋の内部における空気の状態に適した換気を行うことができる。
実施の形態2によると、換気システム1Aは、換気開始時刻の前に部屋が使用された際の使用状況に基づいて、換気に必要な換気量を算出する。これにより、換気システム1Aは、部屋の内部における空気の状態に適した換気を行うことができる。
実施の形態3.
実施の形態1または2における事前換気モードによる部屋の換気には、次のような要求があり得る。第1に、静粛性の観点から、部屋の予約時間外における換気量を小さくし、かつ換気時間を長くするという要求が考えられる。第2に、換気をできるだけ早く完了させる観点から、使用終了時刻からの換気時間を短くし、かつ換気量を大きくするというという要求が考えられる。予約時間外においても部屋が使用されることがある場合は、かかる事情を考慮して、部屋の内部をできるだけ早く快適な状態に回復させることが望まれる。
実施の形態3では、実施の形態1にかかる換気システム1が、このような要求に応じ得るように換気量および換気時間の調整を行う場合について説明する。実施の形態3による換気量および換気時間の調整は、実施の形態2にかかる換気システム1Aが行っても良い。実施の形態3では、上記の実施の形態1または2と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1または2とは異なる構成について主に説明する。
実施の形態3において、制御装置2は、図2に示すステップS2における設定時間を、要求される態様に応じて変更する。または、制御装置2は、図2に示すステップS3の事前換気モードにおける換気の強度を、要求される態様に応じて変更する。このように、制御装置2は、事前換気モードでの自動運転による換気において、換気時間と、単位時間当たりの換気量とのうちの少なくとも一方を変更可能である。
図4は、実施の形態3にかかる換気システム1における換気時間の変更と単位時間当たりの換気量の変更とについて説明するための図である。図4には、2つのケースにおける換気時間と換気量との関係を示す。Qは換気量、tは時刻を表す。
図4の上部には、第1のケースにおける換気時間と換気量との関係を表すグラフを示す。第1のケースは、単位時間当たりの換気量を小さくし、かつ換気時間を長くしたケースである。第1のケースにおける換気量Q1は、単位時間当たりの換気量を小さくすることを優先させた場合における換気量であって、「弱運転」モードにおける換気量とする。図4の上部のグラフにおいて、両矢印は、換気量Q1と、後述する第2のケースの場合における換気量Q2との差を表す。制御装置2は、換気時間を長くして、「弱運転」モードでの運転を換気装置3に行わせる。換気装置3は、第1のケースでは、羽根の風切り音の低減とモータの振動音の低減とによって、静粛性を向上できる。
図4の下部には、第2のケースにおける換気時間と換気量との関係を表すグラフを示す。第2のケースは、換気時間を短くし、かつ単位時間当たりの換気量を大きくしたケースである。第2のケースにおける換気量Q2は、換気時間を短くすることを優先させた場合における換気量であって、「強運転」モードにおける換気量とする。図4の下部のグラフにおいて、両矢印は、第1のケースにおける換気時間と第2のケースにおける換気時間との差を表す。制御装置2は、換気時間を短くして、「強運転」モードでの運転を換気装置3に行わせる。換気装置3は、第2のケースでは、部屋の使用が予約されていない場合であっても、換気が完了した状態の部屋を使用者が使用可能とする確率を向上できる。
制御装置2は、予約情報4の内容または部屋についての情報を基に、換気時間または単位時間当たりの換気量を自動で切り換えても良い。部屋についての情報とは、例えば、部屋サイズの情報である。部屋サイズは、部屋の容積である。換気システム1は、リモートコントローラ等による換気装置3への操作によって、換気時間または単位時間当たりの換気量を切り換えても良い。換気システム1は、複数の部屋に対し、部屋ごとに異なる換気量、または部屋ごとに異なる換気時間を設定しても良い。
実施の形態3によると、換気システム1は、要求に応じて換気の態様を適宜変更することができる。これにより、換気システム1は、要求に応じた態様での換気を行うことが可能となり、利便性を向上できる。
実施の形態4.
実施の形態4では、実施の形態1にかかる換気システム1において、予約外時間の長さに応じて単位時間当たりの換気量と換気時間とを調整する例について説明する。予約外時間については後述する。実施の形態4では、上記の実施の形態1から3と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から3とは異なる構成について主に説明する。
図5は、実施の形態4にかかる換気システム1における単位時間当たりの換気量と換気時間との関係の第1の例を示す図である。図6は、実施の形態4にかかる換気システム1における単位時間当たりの換気量と換気時間との関係の第2の例を示す図である。図5および図6の各々には、予約の有無を表すグラフと、単位時間当たりの換気量を表すグラフとを示す。以下、部屋の使用が予約されている時間を予約時間、部屋の使用が予約されていない時間を予約外時間と称する。
換気システム1は、予約時間と当該予約時間の次の予約時間との間隔である予約外時間において、自動運転による換気を行う。ある一定の体積の空間を予約外時間において換気する場合、予約外時間が短いほど、単位時間当たりの換気量は高くなる。図5に示す第1の例では、図6に示す第2の例の場合よりも予約外時間が短い。そのため、第1の例では、第2の例の場合よりも単位時間当たりの換気量が高い。なお、第1の例および第2の例では、予約外時間にて常時換気が行われることとしているが、換気システム1は、予約外時間のうちの一部の時間のみにおいて換気を行うこととしても良い。
図7は、実施の形態4にかかる換気システム1を構成する換気装置3の特性について説明するための図である。図7には、換気装置3の効率と、単位時間当たりの換気量との関係を表すグラフを示す。換気装置3の効率は、特定の換気量において最大となる。換気システム1は、効率が最大となる換気量で換気装置3を運転することが望ましい。または、換気システム1は、効率が最大となる換気量では換気装置3を運転できない場合、効率が最大となる換気量にできるだけ近い換気量で換気装置3を運転することが望ましい。
図8は、実施の形態4にかかる換気システム1における単位時間当たりの換気量と予約外時間の長さとの関係を示す図である。図8には、ある一定の体積の空間を換気する場合における、単位時間当たりの換気量Qと予約外時間の長さとの関係を示す。予約外時間が長いほど単位時間当たりの換気量は小さくなり、予約外時間が短いほど単位時間当たりの換気量は高くなる。
制御装置2は、単位時間当たりの換気量と予約外時間の長さとの関係を表すテーブルと換気量の閾値とを保持する。制御装置2は、テーブルを基に、予約情報4に基づいて決定された予約外時間の長さから単位時間当たりの換気量を算出する。制御装置2は、算出された換気量が閾値を超えた場合は、事前換気モードでの運転に「強運転」モードを設定する。一方、制御装置2は、算出された換気量が閾値を超えない場合は、事前換気モードでの運転に「弱運転」モードを設定する。
なお、制御装置2は、算出された換気量の値を、換気装置3の換気量を制御するための設定値として換気装置3へ出力しても良い。換気装置3は、入力された設定値に応じた換気を行う。これにより、換気システム1は、必要十分な換気を達成することができる。
ここで、図7に示す特性を考慮した場合における換気システム1の制御例について説明する。次の使用開始時刻が15時0分、その1つ前の予約における使用終了時刻が14時0分であって、予約外時間は1.0Hrであるものとする。また、予約外時間である1.0Hrから算出された単位時間当たりの換気量は、200m/Hrであって、「弱運転」モードにおける換気量とする。一方、換気装置3の効率が最大となるときにおける単位時間当たりの換気量は、300m/Hrであって、「強運転」モードにおける換気量とする。
制御装置2は、換気装置3の効率を向上させるために、事前換気モードにおいて、換気量を300m/Hrとする運転を換気装置3に行わせる。「強運転」モードでの換気を行うと、部屋の換気に要する換気時間は2/3Hr、すなわち40分に短縮される。使用開始時刻の1分前である14時59分に換気を完了させるとすると、換気開始時刻は、14時19分となる。
これにより、制御装置2は、14時0分から14時19分までの間は換気装置3を停止させ、14時19分に300m/Hrでの運転を換気装置3に開始させる。また、制御装置2は、14時19分から14時59分までの間において300m/Hrでの運転を換気装置3に行わせ、14時59分に換気を完了させる。
図2に示す手順において、制御装置2は、ステップS2における設定時間を、使用開始時刻の41分前から1分前までとする。また、制御装置2は、ステップS3における事前換気モードについて、「強運転」モードによる300m/Hrでの換気を設定する。
このように、制御装置2は、換気装置3の効率と単位時間当たりの換気量との関係に基づいて、自動運転による単位時間当たりの換気量と自動運転による換気時間とをさらに調整する。これにより、換気システム1は、事前換気モードでの自動運転における換気装置3の効率を向上させることができる。
なお、制御装置2は、換気装置3の効率を考慮して単位時間当たりの換気量を調整するものに限られない。制御装置2は、事前換気モードについて、「弱運転」モードによる200m/Hrでの換気を設定しても良い。この場合、制御装置2は、14時0分から14時59分までの間において200m/Hrでの運転を換気装置3に行わせる。
実施の形態4によると、換気システム1は、予約外時間の長さに応じて単位時間当たりの換気量と換気時間とを調整することで、必要十分な換気を達成することができる。
実施の形態5.
図9は、実施の形態5にかかる換気システム1Bを有する管理システム100Bの構成を示す図である。実施の形態5において、換気システム1Bは、予約情報4に基づいて換気完了時刻を求め、換気完了時刻の情報9を換気システム1Bの外部に出力する。実施の形態5では、上記の実施の形態1から4と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から4とは異なる構成について主に説明する。
管理システム100Bは、換気完了時刻を、予約による部屋の使用が可能となる時刻として扱うことによって、換気が完了する前には部屋を使用できないようにする。これにより、換気システム1Bは、換気が完了していない部屋が使用されることを防ぐことができる。以下、予約による部屋の使用が可能となる時刻を、予約可能時刻と称する。
管理システム100Bは、換気システム1Bと予約システム5とを有する。換気システム1Bと予約システム5との連携によって、予約システム5は、予約システム5へ入力された予約情報4を換気システム1Bへ出力する。
予約システム5は、入力装置6と予約管理装置7とを有する。予約管理装置7は、予約管理装置7への入力操作による部屋の予約を受け付ける。または、予約管理装置7は、予約管理装置7との通信が可能な端末装置からの操作によって部屋の予約を受け付ける。予約管理装置7は、予約の際に入力された予約情報4を保持し、部屋の使用についてのスケジュールを管理する。
換気システム1Bは、制御装置2B、換気装置3および出力装置8を有する。制御装置2Bは、求めた換気完了時刻の情報を出力装置8へ送る。出力装置8は、換気完了時刻の情報9を換気システム1Bの外部へ出力する。
換気システム1Bへ入力される予約情報4は、使用開始時刻の情報と、使用終了時刻の情報と、部屋の使用人数の情報と、部屋サイズの情報とを含む。部屋サイズは、部屋の容積である。部屋サイズの情報は、容積の値である以外に、部屋の形状といった、容積以外の要素が考慮された値であっても良い。制御装置2Bは、換気装置3の換気能力情報を保持する。換気能力情報は、換気装置3による給気および排気が可能な空気量を表し、換気装置3による単位時間当たりの最大換気量の値とする。制御装置2Bは、部屋を換気するための換気量と換気能力情報とに基づいて自動運転による換気時間を算出し、予約情報4に示される使用終了時刻と算出された換気時間とに基づいて、自動運転による換気完了時刻を求める。
実施の形態5では、制御装置2Bは、使用時間と使用人数と部屋サイズとの積を換気量の概算値として扱う。制御装置2Bは、部屋の換気に必要な換気量の概算値を算出する。ここで、使用時間の単位を「Hr」、使用人数の単位を「人」、部屋サイズの単位を「m」とする。
制御装置2Bは、事前換気モードによる換気開始時刻の前における部屋の使用についての予約情報4から、使用時間の情報と、使用人数の情報と、部屋サイズの情報とを取得する。取得された情報に基づいて算出された換気量が30Hr・人・mであって、換気能力情報の値が20人・m/Hrであった場合、換気時間は30Hr・人・m÷20人・m/Hr=1.5Hrと求まる。前回の使用終了時刻が15時0分であったとすると、換気完了時刻、すなわち予約可能時刻は16時30分である。
出力装置8は、換気完了時刻の情報9を、換気システム1Bの外部の表示装置へ出力する。ここでは、換気完了時刻の情報9は、換気完了時刻である予約可能時刻を表す文字情報とする。表示装置は、電光板または液晶表示装置といった装置である。表示装置は、部屋の外に設置される。図9では表示装置の図示を省略する。表示装置は、入力された文字情報に従って予約可能時刻を表示する。これにより、管理システム100Bは、部屋の外に居る人に予約可能時刻を知らせることができる。
出力装置8は、換気完了時刻の情報9を予約システム5へ出力しても良い。予約管理装置7は、予約を受け付ける際における予約可否の判定において、換気完了時刻の情報9、すなわち予約可能時刻の情報を使用する。予約管理装置7は、予約可能時刻よりも前からの部屋の使用についての予約を不可とする。予約管理装置7は、予約を受け付けるための画面において予約可能時刻を表示しても良い。当該画面は、予約管理装置7が有するモニタの画面、または予約管理装置7との通信を行う端末装置の画面である。予約システム5から部屋の使用を予約する者は、予約可能時刻が表示されることによって、換気が完了した状態で部屋を使用可能となる時刻を確認することができる。予約システム5は、予約可能時刻よりも前からの部屋の使用についての予約を不可とすることで、換気が完了していない部屋が使用されることを防ぐことができる。
実施の形態5によると、換気システム1Bは、予約情報4に基づいて換気完了時刻を求め、換気完了時刻の情報を換気システム1Bの外部に出力することで、換気が完了していない状態の部屋が使用されることを防ぐことができる。
実施の形態6.
図10は、実施の形態6にかかる換気システム1Cを有する管理システム100Cの構成を示す図である。実施の形態6において、換気システム1Cは、制御装置2Cによって、換気装置3と空調装置10とを制御する。実施の形態6では、上記の実施の形態1から5と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から5とは異なる構成について主に説明する。
換気システム1Cは、制御装置2Cと、換気装置3と、出力装置8と、空調装置10とを有する。空調装置10は、部屋の温度調節と部屋の湿度調節とによって、部屋の空調を行う。制御装置2Cと空調装置10とは、互いに通信可能に接続されている。
空調装置10は、冷房運転と暖房運転とを行う。空調装置10は、操作を受け付ける操作部を有する。操作部は、部屋の壁等に設置される。空調装置10は、リモートコントローラからの操作が可能であっても良い。空調装置10の詳細な構成については図示を省略する。空調装置10は、冷房運転と暖房運転との各々において空調温度を切り換え可能とする。空調装置10は、操作部またはリモートコントローラにおける操作に従って空調温度を切り換える。また、空調装置10の運転モードには、操作部またはリモートコントローラにおける操作に従って空調を行う通常モードと、制御装置2Cによる制御に従って空調を行う事前空調モードとが含まれても良い。以下の説明では、空調装置10の運転モードに、通常モードと事前空調モードとが含まれるものとする。制御装置2Cは、事前空調モードにおいて空調装置10を制御する。
制御装置2Cは、図2に示すステップS3において、換気装置3の運転モードの設定と、空調装置10の運転モードの設定とを行う。制御装置2Cは、運転モードに事前空調モードを設定する。事前空調モードにおける空調温度は、あらかじめ設定されている。例えば、事前空調モードによる冷房運転の場合、空調温度は、通常モードにおいて設定されている温度よりも2度高い温度とする。事前空調モードによる暖房運転の場合、空調温度は、通常モードにおいて設定されている温度よりも2度低い温度とする。このように、換気システム1Cは、冷房運転では通常モードの場合よりも空調温度を高くし、暖房運転では通常モードの場合よりも空調温度を低くすることにより、電力消費の低減が可能となる。なお、事前空調モードにおける空調温度は、通常モードにおいて設定されている温度と同じ温度であっても良い。
事前空調モードによる空調装置10の空調開始時刻は、事前換気モードによる換気装置3の換気開始時刻と同様に設定される。事前空調モードによる空調装置10の空調開始時刻は、事前換気モードによる換気装置3の換気開始時刻とは異なる時刻であっても良い。
実施の形態6によると、換気システム1Cは、制御装置2Cにより空調装置10の運転を制御する。使用者は、換気が完了しており、かつ、快適な温度または快適な湿度に空調された部屋を使用することができる。また、換気開始時刻と同様に空調開始時刻が設定されることによって、換気システム1Cは、過剰な空調が行われることを回避可能とする。これにより、換気システム1Cは、使用者が部屋を快適に使用することが可能となり、かつ電力消費を低減できる。
実施の形態7.
図11は、実施の形態7にかかる換気システム1Dを有する管理システム100Dの構成を示す図である。実施の形態7において、換気システム1Dは、自動運転による部屋の換気が行われている時間に、換気中であることを示す情報12を換気システム1Dの外部に出力する。これにより、換気システム1Dは、部屋が換気中であることを部屋の外に居る人に知らせる。実施の形態7では、上記の実施の形態1から6と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から6とは異なる構成について主に説明する。
管理システム100Dは、換気システム1Dと、予約システム5と、表示装置11とを有する。表示装置11は、換気システム1Dの外部の装置であって、電光板または液晶表示装置といった装置である。表示装置11は、部屋の状況についての情報を表示する。表示装置11は、部屋の外に設置される。
換気システム1Dは、制御装置2Dと、換気装置3と、出力装置8とを有する。制御装置2Dは、事前換気モードによる部屋の換気が行われている時間において、部屋が換気中であることを示す情報12を表示装置11へ出力する。情報12は、換気中であるか否かを表す2値の論理信号である。情報12は、換気中であることを示す文字列の情報であっても良い。
制御装置2Dは、表示装置11へ情報12を出力することによって、部屋が換気中であることについて表示装置11に表示させる。実施の形態7では、表示装置11は、入力された情報12に従って、換気中であることを示す文字列を表示する。文字列は、例えば、「自動運転による換気中」、「事前換気モードで換気中」、「換気中」といった文字列である。文字列は、換気が行われていることを広義に把握できる文字列であっても良く、「換気後に入室すること」、「空気の入れ替え中」、「空気感染対策中」といった文字列でも良い。
表示装置11における表示は、換気中か否かを部屋の外に居る人に知らせることが可能な表示であれば良く、文字列の表示に限られない。例えば、表示装置11は、換気中であることを示すランプを点灯させることによって、換気中であることを表示しても良い。
管理システム100Dは、換気システム1Dと入室管理システムとの連携によって、事前換気モードでの換気中における入室を制限することとしても良い。入室管理システムの図示は省略する。
実施の形態7によると、換気システム1Dは、換気中であることを示す情報12を換気システム1Dの外部に出力することによって、部屋が換気中であることを部屋の外に居る人に知らせる。これにより、部屋の外に居る人は、部屋が換気中であることを把握することができる。また、換気システム1Dは、事前換気モードによる換気が完了する前における入室について、部屋の外に居る人に注意を促すことができる。
実施の形態8.
図12は、実施の形態8にかかる換気システム1Eを有する管理システム100Eの構成を示す図である。実施の形態8において、換気システム1Eは、部屋に人が居る時間において、部屋に人が居ることを示す情報15を換気システム1Eの外部に出力する。これにより、換気システム1Eは、部屋に人が居る場合に、部屋の使用についての予約の有無に関わらず、人が居ることを部屋の外に居る人に知らせる。実施の形態8では、上記の実施の形態1から7と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態1から7とは異なる構成について主に説明する。
管理システム100Eは、換気システム1Eと、予約システム5と、表示装置11とを有する。表示装置11は、換気システム1Eの外部の装置である。換気システム1Eは、制御装置2Eと、換気装置3と、出力装置8とを有する。
制御装置2Eは、室内情報13を取得する。室内情報13には、入室管理システムが保持する入室情報が含まれる。入室管理システムは、部屋の出入口に設置された赤外線センサにより、入室と退室とを検知する。制御装置2Eは、室内情報13から入室情報を取得することによって、部屋における人の有無を判断する。
室内情報13には、入室情報の代わりに、センサによる検知結果の情報である在室情報が含まれても良い。センサは、室内における人の存在を検知するセンサであって、人感センサ、温度センサまたは照度計といったセンサである。制御装置2Eは、室内情報13から在室情報を取得することによって、部屋における人の有無を判断する。なお、入室管理システムおよびセンサの図示は省略する。制御装置2Eは、入室情報または在室情報を保持する。
制御装置2Eは、部屋に人が居る時間において、人が居ることを示す情報15を表示装置11へ出力する。情報15は、入室情報または在室情報の内容を表す情報である。情報15は、部屋に人が居るか否かを表す2値の論理信号である。情報15は、部屋に人が居ることを示す文字列の情報であっても良い。
制御装置2Eは、表示装置11へ情報15を出力することによって、部屋に人が居ることについて表示装置11に表示させる。実施の形態8では、表示装置11は、入力された情報15に従って、人が居ることを示す文字列を表示する。文字列は、例えば、「入室あり」、「在室あり」、「入室中」、「在室中」といった文字列である。文字列は、部屋に人が居ることを広義に把握できる文字列であっても良く、「使用中」といった文字列でも良い。
表示装置11における表示は、部屋に人が居ることを部屋の外に居る人に知らせることが可能な表示であれば良く、文字列の表示に限られない。例えば、表示装置11は、人が居ることを示すランプを点灯させることによって、人が居ることを表示しても良い。管理システム100Eは、換気システム1Eと入室管理システムとの連携によって、事前換気モードでの換気中における入室を制限することとしても良い。
制御装置2Eは、入室情報または在室情報を保持することによって、部屋に人が居た時間と、部屋に居た人数とを把握する。制御装置2Eは、部屋に居た人が部屋から出た場合に、入室情報または在室情報を基に、部屋が無人になったと判断する。制御装置2Eは、部屋が無人になると、部屋が無人になったことを示す情報15を予約管理装置7へ出力する。予約管理装置7へ出力される情報15は、人が居た時間の情報と、部屋に居た人数の情報とを含む。また、制御装置2Eは、保持していた入室情報または在室情報を消去する。
予約管理装置7は、入力された情報15を、予約情報4と同様に、部屋の使用実績として扱う。予約システム5は、情報15の内容を、予約情報4の場合と同様に換気システム1Eへ出力する。換気システム1Eは、予約情報4の場合と同様に、情報15の内容に基づいて、事前換気モードにおける換気装置3の運転を制御する。換気システム1Eは、予約外時間における部屋の使用があった場合に、事前換気モードによる換気を行うことができる。
換気システム1Eは、予約情報4の内容と情報15の内容との差分に基づいて換気装置3の制御を修正しても良い。入室情報の精度は入室管理システムの仕様によって異なり、また、在室情報の精度はセンサの仕様によって異なるため、換気システム1Eは、かかる修正の要否を判断するための基準を任意に設定することができる。例えば、換気システム1Eは、予約情報4における使用人数に対し、情報15に示される人数が2倍以内であった場合は、予約情報4の内容に基づく制御を行う。また、換気システム1Eは、予約情報4における使用人数がゼロであるのに対し、情報15に示される人数が1人であった場合、予約情報4を用いず、情報15の内容に基づく制御を行う。このように、換気システム1Eは、予約外時間に部屋が使用された場合、予約情報4に基づく制御から、情報15に基づく制御への修正を行う。
実施の形態8によると、換気システム1Eは、部屋に人が居るときに、部屋に人が居ることを示す情報15を換気システム1Eの外部に出力することによって、部屋に人が居ることを部屋の外に居る人に知らせる。これにより、部屋の外に居る人は、部屋に人が居ることを把握することができる。換気システム1Eは、予約外時間における部屋の使用があった場合にも、事前換気モードによる換気を行うことができる。
次に、実施の形態1から8の制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eを実現するハードウェアについて説明する。制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eは、図13または図14に示す構成のハードウェアで実現することが可能である。
図13は、実施の形態1から8にかかる換気システム1,1A,1B,1C,1D,1Eの制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eを実現するハードウェアの第1の構成例を示す図である。図13は、制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eの機能を専用のハードウェアである処理回路22で実現する場合の構成を示す。処理回路22は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせた回路である。なお、図13に示す例では、制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eの機能を単一の処理回路22で実現するものとしたがこれに限定されない。ハードウェアが複数の処理回路22を備え、制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eの機能をそれぞれ異なる処理回路22で実現しても良い。
入力部21は、制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eに対する入力信号を外部から受信する回路である。入力部21は、予約情報4および室内情報13を受信する。出力部23は、制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eで生成した信号を外部へ出力する回路である。出力部23は、換気装置3および空調装置10の各々へ指令を出力する。出力部23は、換気完了時刻の情報を出力装置8へ出力する。出力部23は、表示装置11へ情報12を出力する。出力部23は、表示装置11および予約管理装置7の各々へ情報15を出力する。
図14は、実施の形態1から8にかかる換気システム1,1A,1B,1C,1D,1Eの制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eを実現するハードウェアの第2の構成例を示す図である。図14は、図13に示す処理回路22の機能を、プロセッサ24とメモリ25とを有する処理回路26によって実現する場合の構成を示す。プロセッサ24は、CPU(Central Processing Unit)である。プロセッサ24は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)でも良い。メモリ25は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の、不揮発性または揮発性のメモリである。
制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eの機能をプロセッサ24とメモリ25とで実現する場合、制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eの処理が記述されたプログラムをプロセッサ24が実行する。かかるプログラムは、メモリ25にあらかじめ格納されている。プロセッサ24は、メモリ25に格納されているプログラムを読み出して実行することによって、制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eの処理を実行する。
なお、制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eの機能のうちの一部をプロセッサ24とメモリ25とで実現し、残りを図13に示す処理回路22と同様の専用のハードウェアで実現しても良い。
なお、プロセッサ24が実行するプログラムは、メモリ25にあらかじめ格納されているものに限定されない。プロセッサ24が実行するプログラムは、コンピュータシステムによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたプログラムでも良い。記憶媒体に記憶されたプログラムがメモリ25へ格納されても良い。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリでも良い。プログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介して制御装置2,2A,2B,2C,2D,2Eへインストールされても良い。
以上の各実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。
1,1A,1B,1C,1D,1E 換気システム、2,2A,2B,2C,2D,2E 制御装置、3 換気装置、4 予約情報、5 予約システム、6 入力装置、7 予約管理装置、8 出力装置、9,12,15 情報、10 空調装置、11 表示装置、13 室内情報、21 入力部、22,26 処理回路、23 出力部、24 プロセッサ、25 メモリ、100,100A,100B,100C,100D,100E 管理システム。

Claims (17)

  1. 部屋の換気を行う換気装置と、
    前記部屋の使用が開始される前における前記換気装置の自動運転を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記自動運転による換気が開始される時刻である第1の時刻を、前記部屋の使用が開始される時刻である第2の時刻に基づいて決定することによって、前記第2の時刻の以前に前記部屋の換気を完了させる前記自動運転を前記換気装置に行わせ、かつ、前記第1の時刻の前に前記部屋が使用された際の使用状況を示す情報に基づいて、前記第1の時刻からの前記部屋の換気における換気量を算出し、
    前記使用状況を示す情報は、前記部屋の使用人数の情報と前記部屋の使用時間の長さの情報とのうち少なくとも一方であることを特徴とする換気システム。
  2. 前記部屋は、予約による使用が可能とされており、
    前記制御装置には、前記部屋を使用するための予約の内容を示す予約情報が入力され、
    前記制御装置は、前記予約情報から前記第2の時刻の情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の換気システム。
  3. 前記制御装置は、前記第1の時刻の前に前記部屋が使用された際の使用状況に基づいて、前記第1の時刻を調整することを特徴とする請求項1または2に記載の換気システム。
  4. 前記部屋は、予約による使用が可能とされており、
    前記制御装置には、前記部屋を使用するための予約の内容を示す予約情報が入力され、
    前記制御装置は、前記第1の時刻の前における前記部屋の使用についての前記予約情報から前記使用人数の情報を取得することを特徴とする請求項に記載の換気システム。
  5. 前記部屋は、予約による使用が可能とされており、
    前記制御装置には、前記部屋を使用するための予約の内容を示す予約情報が入力され、
    前記制御装置は、前記第1の時刻の前における前記部屋の使用についての前記予約情報から前記使用時間の長さの情報を取得することを特徴とする請求項に記載の換気システム。
  6. 前記予約情報には、前記部屋の使用開始時刻の情報と前記部屋の使用終了時刻の情報とが含まれており、
    前記制御装置は、前記使用開始時刻および前記使用終了時刻から前記使用時間の長さを求めることを特徴とする請求項に記載の換気システム。
  7. 前記制御装置は、前記自動運転による換気において、換気時間と、単位時間当たりの換気量とのうちの少なくとも一方を変更可能であることを特徴とする請求項からのいずれか1つに記載の換気システム。
  8. 前記制御装置は、前記部屋の使用が予約されていない時間である予約外時間の長さに応じて、前記自動運転による単位時間当たりの換気量と、前記自動運転による換気時間とを調整することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の換気システム。
  9. 前記制御装置は、前記換気装置の効率と単位時間当たりの換気量との関係に基づいて、前記自動運転による単位時間当たりの換気量と、前記自動運転による換気時間とをさらに調整することを特徴とする請求項に記載の換気システム。
  10. 前記換気システムの外部へ情報を出力する出力装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記第1の時刻の前における前記部屋の使用についての予約情報に基づいて、前記自動運転による換気完了時刻を求め、
    前記出力装置は、前記換気完了時刻の情報を出力することを特徴とする請求項1からのいずれか1つに記載の換気システム。
  11. 前記制御装置は、前記部屋を換気するための換気量と前記換気装置による給気および排気が可能な空気量とに基づいて前記自動運転による換気時間を算出し、前記予約情報に示される使用終了時刻と算出された前記換気時間とに基づいて、前記自動運転による換気完了時刻を求めることを特徴とする請求項10に記載の換気システム。
  12. 前記制御装置は、前記部屋の容積に基づいて前記換気量を算出することを特徴とする請求項11に記載の換気システム。
  13. 前記部屋の空調を行う空調装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記空調装置の運転を制御することを特徴とする請求項1から12のいずれか1つに記載の換気システム。
  14. 前記制御装置は、前記自動運転による前記部屋の換気が行われている時間に、換気中であることを示す情報を前記換気システムの外部に出力することを特徴とする請求項1から13のいずれか1つに記載の換気システム。
  15. 前記制御装置は、前記自動運転による前記部屋の換気が行われている時間に、前記部屋が換気中であることについて前記制御装置の外部の表示装置に表示させることを特徴とする請求項1から13のいずれか1つに記載の換気システム。
  16. 前記制御装置は、前記部屋に人が居る時間において、前記部屋に人が居ることを示す情報を前記換気システムの外部に出力することを特徴とする請求項1から13のいずれか1つに記載の換気システム。
  17. 前記制御装置は、前記部屋に人が居る時間において、前記部屋に人が居ることを示す情報を前記制御装置の外部の表示装置へ出力し、
    前記表示装置は、前記制御装置から入力される情報に基づいて、前記部屋に人が居ることを示す情報を表示することを特徴とする請求項1から13のいずれか1つに記載の換気システム。
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