JPWO2014167837A1 - 空調システムおよびコントローラ - Google Patents

Abstract

空調システムは、開閉装置と、空調装置と、監視装置と、コントローラとを備える。開閉装置は、建物の開口部に設けられた開閉部を開閉させる。空調装置は、稼動時にエネルギーを消費して建物内の空気調節を行う。監視装置は、建物の内および外の環境情報を監視する。コントローラは、監視装置から取得する環境情報、現在の日時を表わす日時情報、建物の立地条件を表わす建物情報、および開閉部の開口面積と開口形状とを含むパラメータにより決定される通風情報に基づいて開閉装置および空調装置を制御する。そして、コントローラは、建物外の方が建物内より空気環境が良好である場合、開閉部を開位置とし且つ空調装置を停止させ、建物内の方が建物外より空気環境が良好である場合、開閉部を閉位置とし且つ空調装置を稼動させるように構成されている。

Description

本発明は、一般に空調システム、およびそれに用いるコントローラに関し、より詳細には、建物の開口部に設けられている窓や扉などの開閉部を自動的に開閉する空調システム、およびそれに用いるコントローラに関する。

従来、部屋の窓を自動的に開閉する機能を備えたシステムが提案されている（たとえば、日本国特許出願公開番号２００６−１７０４６４（以下「文献１」という））。

文献１に記載のシステムは、室内の換気を行う換気扇と、窓の開閉を行う窓開閉手段と、換気扇の動作状態をネットワーク経由で検出し、窓開閉手段を介して窓の開閉を行う監視手段とを有している。監視手段は、換気扇が動作を開始した場合に、窓開閉手段を介して窓を開け、換気扇が動作を停止した場合に、窓開閉手段を介して窓を閉める。

そのため、文献１に記載のシステムによれば、使用者が換気扇の運転を開始すると自動的に窓が開けられ、空気の流れを確保するための開口部が確保されることとなり、たとえ部屋の気密性が高くても、所定の換気性能を得ることができる。使用者においては、換気扇を動作させる度に窓のある場所まで行って窓を開ける必要がないので、窓の開閉に伴う煩わしさがない。

また、文献１に記載のシステムは、人検知センサを有し、人が在室しない部屋の窓を優先的に開けることで、換気性能を維持したまま、人がいる部屋の温度を変化させないようにすることができる。さらに、文献１に記載のシステムは外気温を検出する外気温センサを有しており、監視手段は、外気温が所定値より低い場合は、窓の開閉量を小さくし、且つ換気扇の運転能力を下げることにより、部屋の温度を下げないようにすることができる。
しかし、文献１に記載のシステムでは、監視手段は、換気扇に連動させて開閉部（窓やドア）を開閉することで換気扇の換気性能を上げているのであって、開閉部の開閉による省エネ（省エネルギー）効果は特に期待できない。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、建物の開閉部を自動的に開閉することによる省エネ効果が期待できる空調システムおよびコントローラを提供することを目的とする。
本発明に係る第１の形態の空調システムは、開閉装置と、空調装置と、監視装置と、コントローラとを備える。前記開閉装置は、建物の開口部に設けられた開閉部を、前記建物の内と外とで空気の移動を許容する開位置と、閉位置との間で開閉させる。前記空調装置は、稼動時にエネルギーを消費して前記建物内の空気調節を行う。前記監視装置は、前記建物の内および外の環境情報を監視する。前記コントローラは、前記監視装置から取得する前記環境情報、現在の日時を表わす日時情報、前記建物の立地条件を表わす建物情報、および前記開閉部の開口面積と開口形状とを含むパラメータにより決定される通風情報に基づいて前記開閉装置および前記空調装置を制御する。前記コントローラは、前記建物外の方が当該建物内より空気環境が良好である場合、前記開閉部を前記開位置とし且つ前記空調装置を停止させる省エネモードを選択するように構成されている。また、前記コントローラは、前記建物内の方が当該建物外より空気環境が良好である場合、前記開閉部を前記閉位置とし且つ前記空調装置を稼動させる空調モードを選択するように構成されている。

本発明に係る第２の形態の空調システムでは、第１の形態において、前記コントローラは、現在時刻を計時する時計部と、防犯時間帯となる時間帯を記憶した記憶部とを有する。そして、前記コントローラは、現在時刻が前記防犯時間帯であれば、前記開閉部を前記閉位置とする防犯モードを前記省エネモードよりも優先的に選択するように構成されている。

本発明に係る第３の形態の空調システムは、第１または第２の形態において、前記建物内の人の存否を検出する第１検出部をさらに備える。前記コントローラは、前記第１検出部の検出結果から前記建物内に人が不在と判断すれば、前記開閉部を前記閉位置とする防犯モードを前記省エネモードよりも優先的に選択するように構成されている。

本発明に係る第４の形態の空調システムは、第１〜第３の形態の何れか１つにおいて、前記建物の周辺に設定された警戒領域内の人の存否を検出する第２検出部をさらに備える。前記コントローラは、前記第２検出部の検出結果から前記警戒領域内に人が存在すると判断すれば、前記開閉部を前記閉位置とする防犯モードを前記省エネモードよりも優先的に選択するように構成されている。

本発明に係る第５の形態の空調システムでは、第１〜第４の形態の何れか１つにおいて、前記空調装置は、前記建物内の温度を調節する機能を有する。前記監視装置は、温度を前記環境情報に含めて監視するように構成されている。

本発明に係る第６の形態の空調システムでは、第１〜第４の形態の何れか１つにおいて、前記コントローラは、前記省エネモードを選択した場合に、前記環境情報に基づいて前記開閉部の開度を調節するように構成されている。

本発明に係る第７の形態のコントローラは、第１制御部と、第２制御部と、第１取得部と、処理部とを有する。前記第１制御部は、建物の開口部に設けられた開閉部を、前記建物の内と外とで空気の移動を許容する開位置と、閉位置との間で開閉させる開閉装置を制御する。前記第２制御部は、稼動時にエネルギーを消費して前記建物内の空気調節を行う空調装置を制御する。前記第１取得部は、前記建物の内および外の環境情報を監視する監視装置から前記環境情報を取得する。前記処理部は、前記環境情報、現在の日時を表わす日時情報、前記建物の立地条件を表わす建物情報、および前記開閉部の開口面積と開口形状とを含むパラメータにより決定される通風情報に基づいて前記開閉装置および前記空調装置の制御内容を決定する。前記処理部は、前記建物外の方が当該建物内より空気環境が良好である場合、前記開閉部を前記開位置とし且つ前記空調装置を停止させる省エネモードを選択するように構成されている。また、前記処理部は、前記建物内の方が当該建物外より空気環境が良好である場合、前記開閉部を前記閉位置とし且つ前記空調装置を稼動させる空調モードを選択するように構成されている。

実施形態１に係る空調システムを示す概略ブロック図である。 図２Ａおよび図２Ｂは実施形態１に係る空調システムの動作の説明図である。 実施形態１に係る空調システムに用いるコントローラの動作の説明図である。

（実施形態１）
本実施形態の空調システムは、建物に適用され、建物の開口部に設けられている窓や扉などの開閉部を自動的に開閉するシステムである。以下では、戸建住宅に空調システムが適用された例を示すが、空調システムが適用される建物は戸建住宅に限らず、たとえば集合住宅、店舗、オフィスビル、工場などであってもよい。

空調システム１０は、図１に示すように、開閉装置２と、空調装置３と、監視装置４と、コントローラ１とを備えている。開閉装置２は、建物の開口部に設けられた開閉部２１を、建物の内と外とで空気の移動を許容する開位置と、閉位置との間で開閉させる。空調装置３は、稼動時にエネルギーを消費して建物内の空気調節を行う。監視装置４は、建物の内および外の空気の環境情報を監視する。コントローラ１は、監視装置４から取得する環境情報、現在の日時を表わす日時情報、建物の立地条件を表わす建物情報、および開閉部２１の開口面積と開口形状とを含むパラメータにより決定される通風情報に基づいて開閉装置２および空調装置３を制御する。

コントローラ１は、建物外の方が建物内より空気環境が良好である場合、開閉部２１を開位置とし且つ空調装置３を停止させる省エネモードを選択するように構成されている。また、コントローラ１は、建物内の方が建物外より空気環境が良好である場合、開閉部２１を閉位置とし且つ空調装置３を稼動させる空調モードを選択するように構成されている。

以下、本実施形態に係る空調システム１０の各部の構成についてより詳しく説明する。

開閉部２１は、建物（戸建住宅）の開口部に設けられ、建物の内と外とで空気の移動を許容する開位置と、この空気の移動を禁止（あるいは制限）する閉位置との間で開閉可能に構成されていればよい。つまり、開閉部２１は、開位置にあるときに、建物の内と外とで開口部を通して空気が移動することを許容し、閉位置にあるときに、建物の内と外とで開口部を通して空気が移動することを禁止（あるいは制限）する。

開閉部２１は、窓や扉に限らず、たとえばルーバの角度を変化させることにより開閉可能なガラリや、換気口に設けられたシャッタなどであってもよい。開閉部２１は、設置場所や目的によって採用される種類が決定され、たとえば採光や視界の確保が必要な場所には窓が採用され、天井付近の壁にはガラリが採用される。

開閉装置２は、上述したような開閉部２１を、開位置と閉位置との間で開閉させるように構成されている。開閉装置２は、モータなどの動力源（図示せず）を有しており、動力源が発生する動力によって開閉部２１を自動で開閉する装置である。開閉装置２は開閉部２１ごとに設けられている。

開閉装置２は、コントローラ１との通信機能を有しており、コントローラ１から送信される制御信号に従って開閉部２１の開閉を行うように構成されている。なお、開閉装置２は、たとえば鍵付きの窓や扉からなる開閉部２１については、開閉部２１の施解錠も含めて開閉部２１を自動で開閉する。

図１では開閉装置２および開閉部２１を各１つずつ図示しているが、実際には、開閉装置２および開閉部２１は、少なくとも部屋ごとに設けられており、建物（戸建住宅）全体では複数組設けられている。

空調装置３は、建物内の空気の温度、湿度、清浄度、気流などを調節し、建物内を快適な状態に保つ装置である。空調装置３は、たとえばエアコン（エアーコンディショナ）や床暖房等の冷暖房機器、空気清浄機、除湿器、加湿器、サーキュレータ等である。ただし、ここでいう空調装置３は、稼動時に電力やガス等のエネルギーを消費する装置のみを含み、稼動時に何らエネルギーを消費しない装置を含まない。

以下では、建物（戸建住宅）の各部屋に設けられ、電気エネルギー（電力）を消費して建物内の温度（気温）を調節する機能を有した冷暖房機器であるエアコンを、空調装置３の一例として説明する。空調装置３は、コントローラ１との通信機能を有しており、コントローラ１から送信される制御信号に従って少なくとも稼動・停止の切り替えを行うように構成されている。さらに、空調装置３は、コントローラ１からの制御信号に従って、設定温度を決定する機能も有している。

監視装置４は、温度（気温）を環境情報に含めて監視するように構成されている。ここでは、監視装置４は、温度、湿度といった空気質の基本的な項目に加え、風向（空気の流れの向き）、風速（空気の流れの速度）、空気の汚れ（臭気、粉塵、化学物質、細菌等）などの複数の項目を含む情報を、空気環境に関する環境情報として監視する。

そのため、監視装置４は、温度センサや湿度センサ、風向風速センサ、においセンサ、浮遊粒子センサなど、空気環境に関連した情報を検出する各種のセンサを複合的に組み合わせて構成されている。監視装置４は、建物内と建物外とのそれぞれについて環境情報を監視するので、上記のようなセンサを建物の内と外とにそれぞれ備えている。

また、監視装置４は、上記のセンサによる環境量測定結果のみを用いるのではなく、建物情報および通風情報を併せて用い、開閉部２１を開状態で保持する時間長を算出する。ここで、建物情報および通風情報という指標は、監視装置４が建物外の環境情報を推測するために用意された、その部屋固有の情報である。

建物情報は、監視装置４の監視対象とする部屋について、住所や、標高、周囲の建物、近隣の障害物の高さ、障害物までの距離などの設置環境（言い換えると立地条件）を特定するための情報である。そして、これらの情報を表わす数値をおおよその風速数値に変換する変換表（詳細は開示せず）を用いることで、一般的な風速センサが無くとも建物外のおおよその風速を推測することが可能となる。また、上記の変換表により推測される風速値は季節や日時によっても変わるため、風速値を決定する際には季節や日時（以下、日時情報という）も併せて用いることになる。

また、通風情報は、開閉部２１の開口面積と開口形状とを含むパラメータにより決定される抵抗係数や風圧係数といった通風量を算定するための情報である。そして、風速センサや建物情報に基づく風速推測値と通風情報に基づく風速予測値とから、コントローラ１は、開閉部２１を通して建物内に流入する風量を、正確とは言えないまでも概略値として予測するのである。

また、監視装置４は、インターネットへの接続機能を有していてもよく、この場合、たとえば天気予報サーバから提供される建物の所在地付近の天気情報に基づいて、建物外の温度、湿度、風向、風速等を予測することができる。

このとき、上記の建物情報および通風情報を機密性の高い外部サーバ（図示せず）に記憶させておき、必要に応じてネットワーク経由でコントローラ１に読み出すようにしてもよい。また、上記の変換表を機密性の高い外部サーバに記憶させておき、ネットワーク経由でコントローラ１に読み出すようにしてもよい。

さらに、上記の抵抗係数や風圧係数についても機密性の高い外部サーバに記憶させておき、コントローラ１での演算時などに、外部サーバからネットワーク経由で読み出して利用するようにしてもよい。この処理は、後述する図３中のステップＳ６，Ｓ７において実行される。

ここで、上記の建物情報および通風情報のうち、少なくとも建物情報については、対象となる部屋を特定するために、住所や、居住契約者の電話番号、パスワードなどを、図示しない入力インタフェース（たとえば液晶パネルなど）を使って入力する。コントローラ１は、入力インタフェースを介して入力された建物情報を、上記の居住契約者の建物情報として特定する。これにより、上記の建物情報を個人情報として保護することができ、さらに引っ越しなどにも容易に対応することができる。

なお、対象となる部屋が集合住宅の場合、集合住宅の屋号も上記の住所に含められる。また、居住契約者の電話番号は、固定電話の番号でもよいし、携帯電話の番号でもよい。さらに、上記の入力インタフェースではなく、たとえば無線機器を経由して建物情報を処理部１４に認識させるようにしてもよい。

さらに、監視装置４は、上記の例に限らず、家人にとっての快適性に影響し、且つ空調装置３による調節が可能な要素であれば、環境情報に含めて監視対象としてもよい。

監視装置４は、コントローラ１に接続されており、定期的に、あるいはコントローラ１からの要求に対する応答として、環境情報をコントローラ１へ出力する。監視装置４は、各々に複数の項目を含む建物内の環境情報と建物外の環境情報とを１組として、コントローラ１へ出力する。

コントローラ１は、図１に示すように、第１制御部１１と、第２制御部１２と、第１取得部１３と、処理部１４と、記憶部１５と、第１通信インタフェース（以下、「インタフェース」を「Ｉ／Ｆ」と表記する）１６と、第２通信Ｉ／Ｆ１７とを有している。また、図１の例では、コントローラ１は、第２取得部１８と、第３取得部１９と、時計部２０とをさらに有している。

本実施形態では、コントローラ１は、コンピュータを主構成とし、記憶部１５に格納されたプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。なお、コントローラ１は、上記のプログラムを記録媒体から読み込むか、あるいはインターネットを介してサーバ（図示せず）からダウンロードすることによってインストールする。

第１制御部１１は、開閉装置２を制御する機能を有している。ここでは、第１通信Ｉ／Ｆ１６が開閉装置２との間で双方向に通信する機能を有しており、第１制御部１１は、第１通信Ｉ／Ｆ１６から開閉装置２へ制御信号を送信することによって、開閉装置２を制御する。さらに、第１制御部１１は、開閉部２１の開閉状態（開位置、閉位置の別など）を示す監視信号を第１通信Ｉ／Ｆ１６にて開閉装置２から受信することによって、開閉部２１の開閉状態を監視する。コントローラ（第１通信Ｉ／Ｆ１６）１と開閉装置２との間の通信は、無線通信であってもよいし有線通信であってもよい。

第２制御部１２は、空調装置３を制御する機能を有している。ここでは、第２通信Ｉ／Ｆ１７が空調装置３との間で双方向に通信する機能を有しており、第２制御部１２は、第２通信Ｉ／Ｆ１７から空調装置３へ制御信号を送信することによって、空調装置３を制御する。さらに、第２制御部１２は、空調装置３の動作状態（稼動、停止の別など）を示す監視信号を第２通信Ｉ／Ｆ１７にて空調装置３から受信することによって、空調装置３の動作状態を監視する。コントローラ（第２通信Ｉ／Ｆ１７）１と空調装置３との間の通信は、無線通信であってもよいし有線通信であってもよい。

第１取得部１３は、監視装置４から環境情報を取得する機能を有している。ここでは、第１取得部１３は、監視装置４に接続されており、監視装置４から定期的に出力される建物の内と外との両方の環境情報を取得する。あるいは、第１取得部１３は、監視装置４へ要求を出し、この要求への応答として監視装置４から出力される建物の内と外との両方の環境情報を取得する。

処理部１４は、第１取得部１３が取得した環境情報、上記の日時情報、建物情報、および通風情報に基づいて、開閉装置２および空調装置３の制御内容を決定するように構成されている。処理部１４には、第１制御部１１と第２制御部１２と第１取得部１３とが接続されている。処理部１４は、建物外の環境情報と建物内の環境情報とを対比し、その対比結果に応じて動作モードを選択することにより、開閉装置２および空調装置３の制御内容を決定する。

なお、動作モード（開閉装置２および空調装置３の制御内容）と、建物の内外の環境情報の対比結果との対応関係は、制御テーブルとして記憶部１５に予め記憶されており、処理部１４は制御テーブルを参照して動作モードを選択する。

処理部１４は、建物外の方が建物内より空気環境が良好である場合、開閉部２１を開位置とし且つ空調装置３を停止させる省エネモードを選択するように構成されている。一例として、夏季において、日没などにより建物外の温度が低下すると建物外の方が建物内より涼しく（温度が低く）なって、家人は建物外の方が建物内より快適と感じる場合がある。また、冬季において、日射などにより建物外の温度が上昇すると建物外の方が建物内より暖かく（温度が高く）なって、家人は建物外の方が建物内より快適と感じる場合がある。

このような場合、処理部１４は、建物外の環境情報（温度）と建物内の環境情報（温度）との対比結果から、建物外の方が建物内よりも空気環境が良好であると判断し、省エネモードを選択する。言い換えれば、建物外の空気を建物内に取り込むことで建物内の快適性が向上するような場合、処理部１４は省エネモードを選択する。

一方で、処理部１４は、建物内の方が建物外より空気環境が良好である場合、開閉部を閉位置とし空調装置３を稼働させる空調モードを選択するように構成されている。一例として、夏季において、建物内の方が建物外より涼しく（温度が低く）、家人は建物内の方が建物外より快適と感じる場合がある。また、冬季において、建物内の方が建物外より暖かく（温度が高く）、家人は建物内の方が建物外より快適と感じる場合がある。

このような場合、処理部１４は、建物外の環境情報（温度）と建物内の環境情報（温度）との対比結果から、建物内の方が建物外よりも空気環境が良好であると判断し、空調モードを選択する。言い換えれば、建物外の空気を建物内に取り込んでも建物内の快適性が低下するような場合、処理部１４は空調モードを選択する。

処理部１４は、選択した動作モード（省エネモード、空調モード）に従って開閉装置２および空調装置３の制御内容を決定し、第１制御部１１および第２制御部１２による開閉装置２および空調装置３の制御を実行する。

つまり、処理部１４は、省エネモードを選択すると、開閉部２１を開位置とするように第１制御部１１に開閉装置２を制御させ、且つ空調装置３を停止させるように第２制御部１２に空調装置３を制御させる。これにより、コントローラ１は、図２Ａに例示するように、開閉部２１である窓を自動的に開け、且つ空調装置３であるエアコンを自動的に停止して、建物外の空気を建物内に取り込むことによって建物内の快適性を向上させることができる。

一方で、処理部１４は、空調モードを選択すると、開閉部２１を閉位置とするように第１制御部１１に開閉装置２を制御させ、且つ空調装置３を稼動させるように第２制御部１２に空調装置３を制御させる。これにより、コントローラ１は、図２Ｂに例示するように、開閉部２１である窓を自動的に閉じ、且つ空調装置３であるエアコンを自動的に稼動させて、空調装置３によって建物内の快適性を向上させることができる。コントローラ１は、制御信号により設定温度を指示するように構成されていてもよい。

この場合に、コントローラ１は、第１取得部１３が取得した環境情報に基づいて設定温度を決定するように構成されていることが望ましい。このように、本実施形態の空調システム１０は、できる限り高い省エネ効果が得られるように、開閉装置２と空調装置３とをコントローラ１で協調的に制御している。

また、在室者の熱的快適性には、室温、平均放射温度、相対湿度、平均風速の他、在室者の着衣量および活動量といった要素が影響する。そこで、監視装置４は、建物内の家人（在室者）の着衣量や活動量を環境情報に含めて監視するように構成されていてもよい。この場合、コントローラ１は、環境情報に基づいてＰＭＶ（Predicted Mean Vote）指数等の指標を求め、この指標から、建物外と建物内とのいずれの空気環境が良好である（つまり快適性が高い）か判断するように構成されることが望ましい。

なお、本実施形態の空調システム１０は、できる限り高い省エネ効果が得られるように、建物外と建物内との空気環境が同じ場合には、処理部１４が省エネモードを選択するように構成されている。そのため、コントローラ１は、建物外の空気環境が建物内の空気環境と同じか建物内の空気環境より良好である場合、言い換えれば、建物外の快適性が建物内の快適性以上である場合、省エネモードを選択する。ただし、建物内の快適性を優先するのであれば、空調システム１０は、建物外と建物内との空気環境が同じ場合に、処理部１４が空調モードを選択するように構成されていてもよい。

また、開閉装置２および開閉部２１が各部屋に設けられており、空調装置３も各部屋に設けられている場合、コントローラ１は、同室の開閉装置２と空調装置３とを１組として各組ごと（つまり部屋ごと）に制御する構成であることが望ましい。この場合、コントローラ１は、監視装置４からの環境情報についても部屋ごとに取得し、各部屋の環境情報に基づいて各部屋の開閉装置２および空調装置３を制御する。ただし、この例に限らず、コントローラ１は、建物全体の開閉装置２と空調装置３とを一括制御する構成であってもよい。

ところで、本実施形態の空調システム１０は、所定の条件を満たす場合には、コントローラ１が上述した省エネモードに優先して後述の防犯モードを選択することにより、十分な防犯性を確保するように構成されている。本実施形態では、コントローラ１は、防犯モードを選択するための条件として、時間帯と、建物内の人の存否と、建物周辺の人の存否との３つの条件を用いる。

具体的には、コントローラ１は、現在時刻を計時する時計部２０と、防犯時間帯となる時間帯を記憶した記憶部１５とを有し、現在時刻が防犯時間帯であれば、開閉部２１を閉位置とする防犯モードを省エネモードよりも優先的に選択するように構成される。つまり、コントローラ１は、時計部２０で計時されている現在時刻が防犯時間帯として予め記憶部１５に記憶されている時間帯であれば、たとえ建物外の方が建物内より空気環境が良好な場合であっても、処理部１４にて防犯モードを選択する。

処理部１４は、防犯モードを選択すると、開閉部２１を閉位置とするように第１制御部１１に開閉装置２を制御させる。コントローラ１は、防犯モードの選択時には空調装置３を制御することは必須でなく、空調装置３に直前の動作状態（稼動もしくは停止）を継続させてもよい。または、コントローラ１は、防犯モードの選択時に、空調装置３を停止させるように、あるいは空調装置３を稼動させるように第２制御部１２に空調装置３を制御させる構成であってもよい。

ここで、家人は、コントローラ１を設定モードで動作させることによって、コントローラ１の入力装置（図示せず）を用いて防犯時間帯を任意に設定することができる。よって、家人は、自身（あるいは同居人）の生活パターンに合わせて、たとえば日常的に就寝する時間帯や外出する時間帯を防犯時間帯として設定することにより、これらの防犯時間帯には、省エネモードよりも優先的に防犯モードを選択させることができる。

この構成によれば、防犯時間帯には、たとえ建物外の方が建物内より空気環境が良好である場合でも、開閉部２１は強制的に閉じられることになり、十分な防犯性を確保することができる。

また、空調システム１０は、図１に示すように建物内の人の存否を検出する第１検出部５をさらに備えている。第１検出部５は、周知の人体検知センサを用いて構成され、ここでは建物内の各所に配置された焦電型赤外線センサを有している。なお、第１検出部５は、人体検知センサに限らず、たとえば家人が外出時に操作するスイッチの操作状態に応じて人の存否を検出する装置であってもよいし、カメラで撮影された建物内の映像を画像処理することによって人の存否を検出する装置であってもよい。

コントローラ１は、第１検出部５から検出結果を取得する機能を第２取得部１８に有している。ここでは、第２取得部１８は、第１検出部５に接続されており、検出結果が変化する度に第１検出部５から出力される検出結果を取得する。コントローラ１は、第１検出部５の検出結果から建物内に人が不在と判断すれば、開閉部２１を閉位置とする防犯モードを省エネモードよりも優先的に選択するように構成されている。つまり、コントローラ１は、建物内に人が不在となる留守時には、たとえ建物外の方が建物内より空気環境が良好な場合であっても、処理部１４にて防犯モードを選択する。

この構成によれば、留守時には、たとえ建物外の方が建物内より空気環境が良好である場合でも、開閉部２１は強制的に閉じられることになり、十分な防犯性を確保することができる。

また、空調システム１０は、図１に示すように建物の周辺に設定された警戒領域内の人の存否を検出する第２検出部６をさらに備えている。警戒領域は、建物の周辺の適当な領域であればよいが、窓や扉等の開閉部２１の付近であることが望ましい。第２検出部６は、第１検出部５と同様に周知の人体検知センサを用いて構成され、ここでは警戒領域を検知範囲とするように配置された焦電型赤外線センサを有している。なお、第２検出部６は、人体検知センサに限らず、たとえばカメラで撮影された警戒領域内の映像を画像処理することによって人の存否を検出する装置であってもよい。

コントローラ１は、第２検出部６から検出結果を取得する機能を第３取得部１９に有している。ここでは、第３取得部１９は、第２検出部６に接続されており、検出結果が変化する度に第２検出部６から出力される検出結果を取得する。コントローラ１は、第２検出部６の検出結果から警戒領域内に人が存在すると判断すれば、開閉部２１を閉位置とする防犯モードを省エネモードよりも優先的に選択するように構成されている。つまり、コントローラ１は、建物周辺の警戒領域に人が存在するときには、たとえ建物外の方が建物内より空気環境が良好な場合であっても、処理部１４にて防犯モードを選択する。

この構成によれば、警戒領域に不審者がいるような状況では、たとえ建物外の方が建物内より空気環境が良好である場合でも、開閉部２１は強制的に閉じられることになり、十分な防犯性を確保することができる。

なお、第１検出部５および第２検出部６はいずれも人体のみを検知対象とする構成に限らず、犬、猫等の動物についても検知対象とする構成であってもよい。

本実施形態では、コントローラ１は、上述のように時間帯と、建物内の人の存否と、建物周辺の人の存否との３つの条件を用い、これら３つの条件のうちいずれか１つでも条件を満たせば、防犯モードを選択するように構成されている。

ただし、コントローラ１は、防犯モードを選択するための条件として、上記３つの条件を全て用いる必要はなく、３つの条件のうち１ないし２つの条件のみを用いてもよい。この場合、空調システム１０は、不要な構成については適宜省略可能である。すなわち、空調システム１０は、たとえば建物内の人の存否を条件に用いないのであれば、第１検出部５および第２取得部１８を省略可能であり、建物周辺の人の存否を条件に用いないのであれば第２検出部６および第３取得部１９を省略可能である。

また、空調システム１０は、省エネのみを目的とする場合には、防犯モードを選択するための上記の構成そのものを省略可能である。

次に、本実施形態の空調システム１０のコントローラ１の動作について図３を参照して説明する。

コントローラ１は、まず情報読込処理にて、監視装置４から環境情報を読み込み、第１検出部５および第２検出部６から検出結果の情報を読み込む（Ｓ１）。その後、コントローラ１は、現在時刻が防犯時間帯か否かを判断し（Ｓ２）、防犯時間帯でなければ（Ｓ２：Ｎｏ）、留守（建物内に人が不在）か否かを判断し（Ｓ３）、留守でなければ（Ｓ３：Ｎｏ）、警戒領域に人が存在するか否かを判断する（Ｓ４）。

コントローラ１は、警戒領域に人が存在しなければ（Ｓ４：Ｎｏ）、環境情報に基づいて、建物外の空気環境と建物内の空気環境とを対比し、建物外の快適性が建物内の快適性以上であるか否かを判断する（Ｓ５）。このとき、建物外の快適性が建物内の快適性以上であれば（Ｓ５：Ｙｅｓ）、コントローラ１は省エネモードを選択し（Ｓ６）、開閉部２１が開位置となるように開閉装置２を制御し、且つ空調装置３が停止するように空調装置３を制御する（Ｓ７）。

本実施形態では、ステップＳ６，Ｓ７の処理において、上記の建物情報および通風情報を決定し、決定した建物情報および通風情報を開閉装置２による開閉部２１の開閉制御に活用する。

一方、建物外の快適性が建物内の快適性未満であれば（Ｓ５：Ｎｏ）、コントローラ１は空調モードを選択し（Ｓ８）、開閉部２１が閉位置となるように開閉装置２を制御し、且つ空調装置３が稼動するように空調装置３を制御する（Ｓ９）。

また、コントローラ１は、防犯時間帯であるか（Ｓ２：Ｙｅｓ）、留守であるか（Ｓ３：Ｙｅｓ）、警戒領域に人が存在する場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）には、防犯モードを選択し（Ｓ１０）、開閉部２１が閉位置となるように開閉装置２を制御する（Ｓ１１）。

コントローラ１は上記Ｓ１〜Ｓ１１の処理を繰り返し行う。

以上説明した本実施形態の空調システム１０によれば、監視装置４から取得した建物の内および外の環境情報、上記の日時情報、建物情報、および通風情報に基づいて開閉装置２および空調装置３を制御するコントローラ１を備えている。コントローラ１は、建物外の方が建物内より空気環境が良好である場合、開閉部２１を開位置とし且つ空調装置３を停止させる省エネモードを選択するように構成されている。また、コントローラ１は、建物内の方が建物外より空気環境が良好である場合、開閉部２１を閉位置とし且つ空調装置３を稼動させる空調モードを選択するように構成されている。

すなわち、本実施形態の空調システム１０は、できる限り高い省エネ効果が得られるように、開閉装置２と空調装置３とをコントローラ１で協調的に制御している。要するに、コントローラ１は、建物外の空気を建物内に取り込むことによって建物内の快適性が向上するような場合には、可能な限り開閉部２１を開放して、空調装置３に頼らずに建物内の快適性を向上させる。

この空調システム１０によれば、空調装置３でのエネルギーの消費を抑制した上で、開閉部２１を開けて自然換気や通風という形で自然エネルギーを有効利用した空気調節を行うことができ、建物の開閉部２１を自動的に開閉することによる省エネ効果が期待できる。結果的に、空調システム１０は、建物内の快適性の向上と省エネ効果とを両立することができる。

さらに、本実施形態では、空調装置３は建物内の温度を調節する機能を有し、監視装置４は温度を環境情報に含めて監視するように構成されているので、コントローラ１は、開閉装置２と空調装置３とを協調的に制御することで、建物内を快適な温度に調節できる。したがって、この空調システム１０によれば、省エネを優先するあまり、建物内の温度が極端に高くあるいは低くなることで家人の身体に負担が掛かる事態を回避できる。

また、本実施形態の空調システム１０は、所定の条件を満たす場合には、コントローラ１が省エネモードに優先して防犯モードを選択することにより、十分な防犯性を確保するように構成されている。すなわち、防犯モードではコントローラ１は開閉部２１を閉じるように開閉装置２を制御するので、開放された開閉部２１から建物内への不審者の侵入を防止し、防犯性を確保できる。

上記実施形態では、空調装置３の例として建物内の温度（気温）を調節する機能を有したエアコンを示したが、この例に限らず、空調装置３は稼動時にエネルギーを消費して前記建物内の空気調節を行う装置であればよい。たとえば空調装置３が空気清浄機である場合、コントローラ１は、建物外の環境情報（空気の汚れ）と建物内の環境情報（空気の汚れ）とを対比した結果、空気清浄度の高い方（空気の汚れが少ない方）の空気環境が良好であると判断する。

また、コントローラ１は、防犯性を確保する以外の目的で、防犯モードのように開閉部２１を閉じる動作モードを省エネモードに優先して選択するように構成されていてもよい。たとえば、空調システム１０を降雨センサ（図示せず）と組み合わせれば、コントローラ１は、降雨センサの出力に基づき、突然の降雨など建物外の環境が急に悪化した場合に、開閉部２１を閉じる動作モードを省エネモードに優先して選択する処理が可能になる。これにより、空調システム１０は、開放された開閉部２１からの雨などの吹き込みを防止することができる。

（実施形態２）
本実施形態の空調システム１０は、コントローラ１が、省エネモードを選択した場合に、環境情報に基づいて開閉部２１の開度を調節するように構成されている点で、実施形態１の空調システム１０と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施形態では、処理部１４は、第１取得部１３が取得した環境情報に基づいて省エネモードを選択する際、開閉部２１の開度を、開閉装置２および空調装置３の制御内容に含めて決定するように構成されている。ここでいう開閉部２１の開度は、見かけ上の開口面積であって、たとえば引き違い窓からなる開閉部２１であれば閉位置からの窓のスライド（移動）量、ルーバの角度を変化させることにより開閉可能なガラリからなる開閉部２１であればルーバの角度で表される。

処理部１４は、たとえば建物外の風速が速い場合には開閉部２１の開度を小さくし、建物外の風速が遅い場合には開閉部２１の開度を大きくすることによって、換気量（通風量）を適度に調節する。また、処理部１４は、開閉部２１の開度を決定するための演算に、開閉部２１の向きと建物外の風向との関係も含めてもよい。このように風向風速を用いる場合、処理部１４は、建物の所在地情報や日時情報を用いて、統計的な情報から建物内の通風状況を予測し、その予測結果から開閉部２１の開度を決定してもよい。

さらに、コントローラ１は、建物外の風速が遅い場合や風がない場合には、省エネモードの選択時に、開閉装置２および空調装置３の制御と併せて、換気扇（図示せず）を制御して換気扇を稼動させるように構成されていてもよい。

したがって、処理部１４は、建物外の方が建物内より空気環境が良好である場合、省エネモードを選択し、求めた開度で開閉部２１が開くように第１制御部１１に開閉装置２を制御させ、且つ空調装置３を停止させるように第２制御部１２に空調装置３を制御させる。第１制御部１１は、制御信号によって開閉部２１の開度を指示する。

以上説明した本実施形態の空調システム１０によれば、コントローラ１が省エネモードを選択した場合に環境情報に基づいて開閉部２１の開度を調節するので、開閉部２１を開けて自然換気、通風を行う際の換気量（通風量）を適度に調節できる。これにより、空調システム１０は、建物内の快適性をさらに高めることができる。

なお、ルーバの角度を変化させることにより開閉可能なガラリなどの開閉部２１であれば、ルーバの角度によって建物内の空気流の向きが変わるので、処理部１４は、開閉部２１の開度によって空気流の向きを調節することもできる。

また、本実施形態において、コントローラ１は、上述した動作モード（省エネモード、空調モード、防犯モード）の他に、開閉部２１を開位置とし且つ空調装置３を稼動させる協調モードを有していてもよい。協調モードでは、コントローラ１は、たとえば環境情報に基づいて開閉部２１の開度と空調装置３の設定温度との両方を決定することにより、建物内の快適性を向上しつつ省エネ効果についても期待できる。

なお、上述した空調システム１０の各構成は、同一の実施形態内に限らず、異なる実施形態間であっても適宜組み合わせて採用することができる。また、上記実施形態は本発明の一態様に過ぎず、本発明の技術的課題を解決し得る範囲で設計等に応じて種々の変更が可能である。

Claims (7)

1. 建物の開口部に設けられた開閉部を、前記建物の内と外とで空気の移動を許容する開位置と、閉位置との間で開閉させる開閉装置と、
   稼動時にエネルギーを消費して前記建物内の空気調節を行う空調装置と、
   前記建物の内および外の環境情報を監視する監視装置と、
   前記監視装置から取得する前記環境情報、現在の日時を表わす日時情報、前記建物の立地条件を表わす建物情報、および前記開閉部の開口面積と開口形状とを含むパラメータにより決定される通風情報に基づいて前記開閉装置および前記空調装置を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記建物外の方が当該建物内より空気環境が良好である場合、前記開閉部を前記開位置とし且つ前記空調装置を停止させる省エネモードを選択し、
   前記建物内の方が当該建物外より空気環境が良好である場合、前記開閉部を前記閉位置とし且つ前記空調装置を稼動させる空調モードを選択するように構成されている
   ことを特徴とする空調システム。
2. 前記コントローラは、現在時刻を計時する時計部と、防犯時間帯となる時間帯を記憶した記憶部とを有し、現在時刻が前記防犯時間帯であれば、前記開閉部を前記閉位置とする防犯モードを前記省エネモードよりも優先的に選択するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
3. 前記建物内の人の存否を検出する第１検出部をさらに備え、
   前記コントローラは、前記第１検出部の検出結果から前記建物内に人が不在と判断すれば、前記開閉部を前記閉位置とする防犯モードを前記省エネモードよりも優先的に選択するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の空調システム。
4. 前記建物の周辺に設定された警戒領域内の人の存否を検出する第２検出部をさらに備え、
   前記コントローラは、前記第２検出部の検出結果から前記警戒領域内に人が存在すると判断すれば、前記開閉部を前記閉位置とする防犯モードを前記省エネモードよりも優先的に選択するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調システム。
5. 前記空調装置は、前記建物内の温度を調節する機能を有し、
   前記監視装置は、温度を前記環境情報に含めて監視するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調システム。
6. 前記コントローラは、前記省エネモードを選択した場合に、前記環境情報に基づいて前記開閉部の開度を調節するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調システム。
7. 建物の開口部に設けられた開閉部を、前記建物の内と外とで空気の移動を許容する開位置と、閉位置との間で開閉させる開閉装置を制御する第１制御部と、
   稼動時にエネルギーを消費して前記建物内の空気調節を行う空調装置を制御する第２制御部と、
   前記建物の内および外の環境情報を監視する監視装置から前記環境情報を取得する第１取得部と、
   前記環境情報、現在の日時を表わす日時情報、前記建物の立地条件を表わす建物情報、および前記開閉部の開口面積と開口形状とを含むパラメータにより決定される通風情報に基づいて前記開閉装置および前記空調装置の制御内容を決定する処理部とを有し、
   前記処理部は、
   前記建物外の方が当該建物内より空気環境が良好である場合、前記開閉部を前記開位置とし且つ前記空調装置を停止させる省エネモードを選択し、
   前記建物内の方が当該建物外より空気環境が良好である場合、前記開閉部を前記閉位置とし且つ前記空調装置を稼動させる空調モードを選択するように構成されている
   ことを特徴とするコントローラ。

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