JPWO2020166503A1 - 空調システム - Google Patents

空調システム Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020166503A1
JPWO2020166503A1 JP2020572218A JP2020572218A JPWO2020166503A1 JP WO2020166503 A1 JPWO2020166503 A1 JP WO2020166503A1 JP 2020572218 A JP2020572218 A JP 2020572218A JP 2020572218 A JP2020572218 A JP 2020572218A JP WO2020166503 A1 JPWO2020166503 A1 JP WO2020166503A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
room
living room
fan
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020572218A
Other languages
English (en)
Inventor
晃規 安藤
直之 舟田
歩 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2020166503A1 publication Critical patent/JPWO2020166503A1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/044Systems in which all treatment is given in the central station, i.e. all-air systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00Ventilation
    • F24F7/007Ventilation with forced flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/0001Control or safety arrangements for ventilation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/50Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/54Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication using one central controller connected to several sub-controllers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • F24F11/65Electronic processing for selecting an operating mode
    • F24F11/67Switching between heating and cooling modes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00Ventilation
    • F24F7/007Ventilation with forced flow
    • F24F7/013Ventilation with forced flow using wall or window fans, displacing air through the wall or window
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • F24F11/64Electronic processing using pre-stored data
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50Air quality properties
    • F24F2110/64Airborne particle content
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50Air quality properties
    • F24F2110/65Concentration of specific substances or contaminants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50Air quality properties
    • F24F2110/65Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/66Volatile organic compounds [VOC]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50Air quality properties
    • F24F2110/65Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70Carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50Air quality properties
    • F24F2110/65Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/72Carbon monoxide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

上位階と上位階よりも下位に位置する下位階とを有する家屋を空調する空調システムであって、上位階または上位階よりも高位置に設けられた空調室の空気を空調する空調機と、空調室の空気を空調室とは独立し上位階に位置する複数の上位居室に搬送する、複数の上位居室毎に対応して設けられた複数の搬送ファンと、上位居室と上位居室の下位に位置する下位居室とを上位居室から下位居室に送風可能に連結する連結ファンと、空調機と搬送ファンと連結ファンとを制御するシステムコントローラと、を備えた空調システムを提供する。

Description

本開示は、空調システムに関するものである。
従来、住居に対して全館空調機での空調が行なわれている。また、省エネルギー住宅需要の高まりや規制強化に伴い、高断熱・高気密住宅が増加していくことが予想されており、その特徴に適した空調システムが要望されている。
例えば特許文献1に示されるように、複数個の居室を備えた高断熱・高気密家屋において、空調機を独立して設けるとともに、空調室と各居室を連結する給気ダクトを備え、各居室に配置されたコントローラにより空調室内空気を個別的に分配給気する方法が知られている。
特開2011−127845号公報
このような従来の空調システムは、空調室から各居室に配管(ダクト)を連結する必要がある。しかしながら、例えば床、外壁、内壁、天井などの共通パーツを予め複数種準備し、これら複数の共通パーツの組み合わせで家屋を組み立てる、いわゆる広義のユニット工法では、すべての居室に配管を引き回すのは非効率であった。つまりすべてのパーツを配管対応にする場合には、家屋内に配管を通さない不要な空間が多数存在することになり、空間効率が悪化する。また、一部のパーツのみ配管対応にするような場合には、パーツの種類が多種に及び、ユニット工法のメリットを損なうことになる。これらの問題は、特に上位階(例えば2階)と下位階(例えば1階)との間における配管の引き回し時に顕著に表れる。
そこで本開示は、上記従来の課題を解決するものであり、上位階と下位階との間での配管の引き回し問題を解決した空調システムを提供することを目的とする。
そして、この目的を達成するために、本開示は、上位階と前記上位階よりも下位に位置する下位階とを有する家屋を空調する空調システムであって、
前記上位階または前記上位階よりも高位置に設けられた空調室の空気を空調する空調機と、
前記空調室の空気を前記空調室とは独立し前記上位階に位置する複数の上位居室に搬送する、前記複数の上位居室毎に対応して設けられた複数の搬送ファンと、
前記上位居室と前記上位居室の下位に位置する下位居室とを前記上位居室から前記下位居室に送風可能に連結する連結ファンと、
前記空調機と前記搬送ファンと前記連結ファンとを制御するシステムコントローラと、
を備えた空調システムとし、これにより所期の目的を達成するものである。
本開示によれば、上位階と下位階との間での効率よい送風を可能とした空調システムを提供することができる。
図1は、本開示の実施の形態1に係る空調システムの接続概略図である。 図2は、本開示の実施の形態1に係る家屋の居室配置の一例を示す図である。 図3は、空調システムのシステムコントローラの概略機能ブロック図である。 図4は、空調処理を示すフローチャートである。 図5は、空調室の温度と居室の室内温度と居室目標温度との関係の一例を示す図である。 図6は、空調室温度制御処理を示すフローチャートである。 図7は、ファン風量設定処理を示すフローチャートである。 図8は、ファン風量調整処理を示すフローチャートである。 図9は、空調室負荷低減処理を示すフローチャートである。 図10Aは、上面吸込下面吹出型の貫流ファンの一例を示す図である。 図10Bは、図10AのA面断面図である。
以下、本開示を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。よって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ(工程)及びステップの順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。従って、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
まず、図1、図2を参照して、本開示の実施の形態1に係る空調システム20について説明する。図1は、本実施の形態に係る空調システム20の接続概略図であり、図2は、本実施の形態に係る家屋1の居室配置の一例を示す図である。
空調システム20は、例えば二階と、二階よりも下位に位置する一階とを有する一般住宅としての家屋1に対応可能である。
家屋1は、例えば上位階に該当する二階に4つの上位居室2(上位居室2a〜2d)と、下位階に該当する一階に3つの下位居室3(下位居室3a〜3c)と、二階よりもさらに高位置にある屋根裏に、居室即ち上位居室2及び下位居室3とは独立した少なくとも1つの空調室18とを備える。ここで家屋1とは、居住者がプライベートな生活を営む場として提供された住居、住宅であり、一般的な構成として居室にはリビング(居間)、ダイニング(台所+食堂)、寝室、個室、子供部屋等が含まれる。また空調システム20が提供する居室にトイレ、浴室、洗面所、脱衣所等を含んでもよい。
図1は簡易的な図であるため二次元表記であり、廊下や階段などが明示されていないが、各居室の上下関係は図2に示すように以下の関係にある。すなわち、上位居室2aの階下に下位居室3aが位置する。上位居室2bの階下に下位居室3bが位置する。上位居室2c及び上位居室2dの階下に下位居室3cが位置する。なお、理解に供するため、上位居室2及び下位居室3、つまり各居室を実際の家屋に当てはめると、例えば上位居室2aが寝室に該当し、上位居室2bが物置などの小部屋に該当し、上位居室2c及び上位居室2dが子供部屋としての個室に該当する。また、下位居室3aは客間としての個室に該当し、下位居室3bが洗面所及びトイレに該当し、下位居室3cが台所と食堂と居間とが一つの空間として設けられたいわゆるリビングダイニングに該当する。
空調システム20は、外気導入ファン7と、複数の搬送ファン4(搬送ファン4a,4b,4c,4d)と、複数の循環ファン5(循環ファン5a,5b,5c,5d)と、複数の連結ファン8(連結ファン8a,8b,8c,8d)と、複数の排気ファン9(排気ファン9a,9b,9c,9d)と、複数の送風ファン10(送風ファン10a,10b,10c)を備えている。
また、空調システム20は、居室温度センサー11(居室温度センサー11a,11b,11c,11d,11e,11f,11g)と、居室湿度センサー12(居室湿度センサー12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g)と、空気質センサー22(空気質センサー22a,22b,22c,22d,22e,22f,22g)と、空調室温度センサー14と、空調室湿度センサー15と、エアコンディショナー13と、加湿器16と、除湿器17と、入出力端末19と、システムコントローラ21(空調システムコントローラに該当)と、を備えている。
空調室18では、上位居室2より搬送された空気同士が混合される。また、外気導入ファン7により外気が空調室18内に取り込まれ、循環ファン5によって上位居室2より搬送された空気と混合される。空調室18の空気は、空調室18内に設けられたエアコンディショナー13、加湿器16及び除湿器17によって温度及び湿度が制御され、すなわち空調されて、上位居室2に搬送すべき空気が生成される。空調室18にて空調された空気は、搬送ファン4により、上位居室2に搬送される。
上位居室2の空気は、循環ファン5により空調室18へ搬送される他、排気ファン9によって居室6内から家屋1外へ外気として排出される。空調システム20は、排気ファン9の排気風量を制御して室内から外気を排出しつつ、その排気ファン9の排気風量と連動させながら外気導入ファン7の給気風量を制御して室内に外気を取り込むことで、第1種換気方式の換気が行われる。
外気導入ファン7は、家屋1の室内に外気を取り込むファンであり、給気ファンや熱交換気扇の給気機能等が該当する。上述した通り、外気導入ファン7により取り込まれた外気は、空調室18内に導入される。外気導入ファン7の給気風量は、複数段階で設定可能に構成されており、外気導入ファン7が熱交換気扇の場合には、当該熱交換気扇動作時の排気風量は、後述するように、排気ファン9の排気風量に応じて設定される。
排気ファン9は、対応する居室6の空気の一部を例えば排気ダクトを介して外気として排出するファンであり、天埋換気扇、壁掛換気扇、レンジフード、熱交換気扇の排気機能等が該当する。なお、図1においては、排気ファン9は直接家屋1外へ接続されているが、熱交換気扇の排気機能を利用する場合には、排気ファン9に接続された排気ダクトがいったん熱交換気扇に接続されてから家屋1外へ接続される。つまり排気ダクトを通る空気が熱交換気扇の給気風路を通る空気との間で熱交換されたのち、家屋1外へ排出される。排気ファン9aは上位居室2aに、排気ファン9bは下位居室3aに、排気ファン9cは上位居室2dに、排気ファン9dは下位居室3cに設けられている。ただし、排気ファン9を接続した居室は一例であり、家屋1の居室6の配置と必要性に基づいて、他の居室に設けられてもよい。
排気ファン9は、それぞれ、その排気風量が複数段階で設定可能に構成されている。通常時は、予め設定された排気風量となるように各排気ファン9は制御される。そして、ユーザによる設定や、各種センサーにより取得された値に応じて、排気ファン9a〜9d毎に排気風量が制御される。
搬送ファン4a〜4dは、上位居室2a〜2dに対応して空調室18の例えば壁面に設けられている。空調室18の空気は、搬送ファン4aによって搬送ダクトを介して上位居室2aに搬送され、搬送ファン4bによって搬送ダクトを介して上位居室2bに搬送され、搬送ファン4cによって搬送ダクトを介して上位居室2cに搬送され、搬送ファン4dによって搬送ダクトを介して上位居室2dに搬送される。なお、上位居室2と接続される搬送ダクトはそれぞれ独立して設けられる。
循環ファン5は、各上位居室2の例えば天井に設けられ、各上位居室2内の空気の一部を、循環ダクトを介して空調室18に送風する。循環ファン5aは上位居室2aに、循環ファン5bは上位居室2bに、循環ファン5cは上位居室2cに、循環ファン5dは上位居室2dに設けられている。上位居室2a〜2dの空気の一部は、それぞれ対応する循環ファン5a〜6dによって、循環ダクトを介して空調室18に搬送される。なお、空調室18と上位居室2とを接続する循環ダクトはそれぞれ独立して設けられてもよいが、循環ダクトの一部である複数の支流ダクトを途中より合流させて1つの循環ダクトに統合した後、空調室18に接続されてもよい。また、循環ファン5及び循環ダクトは必ずしも必要なものではない。つまり、空調室18が例えば上位階に設けられさらに廊下に面している場合等、居室内の空気の空調室18への自然循環や、あるいは搬送ファン4の負圧化による空調室18への循環が見込める場合には、設ける必要はない。
連結ファン8は、各上位居室2の床面に設けられ、各上位居室2内の空気、つまり空調室を介して空調されて搬送された空気の一部を、上位居室2から直下の下位居室3に送風する。連結ファン8aは上位居室2aの床下と下位居室3aの天井との間に配置される。連結ファン8bは上位居室2bの床下と下位居室3bの天井との間に配置される。連結ファン8c及び連結ファン8dは、それぞれ上位居室2c及び上位居室2dの床下と下位居室3cの天井との間に配置される。
送風ファン10は、同一階の居室の間の壁内に配置され、居室間の空気の授受を行う。送風ファン10aは、上位階送風ファンに該当し、上位居室2aと上位居室2bとの間の壁内に配置される。送風ファン10bは、上位階送風ファンに該当し、上位居室2cと上位居室2dとの間の壁内に配置される。送風ファン10cは、下位階送風ファンに該当し、下位居室3aと下位居室3bとの間の壁内に配置される。図中では、模式的に2つの居室間の送風を1つのファンで行っているが、必ずしも1つのファンで行う必要は無く、複数のファンを用いて双方向の送風を実現してもよい。また、本実施の形態では、居室間にのみ送風ファン10を設けているが、例えば図2に示す、各居室に対してホールとの間、階段との間、玄関との間、等に送風ファン10を設けることで、家屋1内の空気の循環を促すことができ、あるいは不要な居室などへの送風を停止することで、効率よい空調を実現できる。送風ファン10は、風量をシステムコントローラ21によって制御可能である。
エアコンディショナー13は、空調機に該当するものであり、空調室18の空調を制御する。エアコンディショナー13は、空調室18の空気の温度が設定された目標温度(空調室目標温度)となるように、空調室18の空気を冷却又は加熱する。
加湿器16は、空調室18の空気の湿度が設定された目標湿度(空調室目標湿度)よりも低い場合にその湿度が空調室目標湿度となるように、空調室18の空気を加湿する。なお、加湿器16がエアコンディショナー13に内蔵されている場合もあるが、複数の居室に対応するだけの加湿能力を得るために、エアコンディショナー13とは独立した加湿器16を備えるのが望ましい。
除湿器17は、空調室18の空気の湿度が設定された目標湿度(空調室目標湿度)よりも高い場合にその湿度が空調室目標湿度となるように、空調室18の空気を除湿する。なお、除湿器17がエアコンディショナー13に内蔵されている場合もあるが、複数の居室に対応するだけの除湿能力を得るために、エアコンディショナー13とは独立した除湿器17を備えるのが望ましい。
居室温度センサー11は、対応する居室の室内温度を取得して、システムコントローラ21に送信するセンサーである。居室温度センサー11aは、上位居室2aに設けられ、居室温度センサー11bは、上位居室2bに設けられ、居室温度センサー11cは、上位居室2cに設けられ、居室温度センサー11dは、上位居室2dに設けられている。また、居室温度センサー11eは、下位居室3aに設けられ、居室温度センサー11fは、下位居室3bに設けられ、居室温度センサー11gは、下位居室3cに設けられている。
居室湿度センサー12は、対応する居室の室内湿度を取得して、システムコントローラ21に送信するセンサーである。居室湿度センサー12aは、上位居室2aに設けられ、居室湿度センサー12bは、上位居室2bに設けられ、居室湿度センサー12cは、上位居室2cに設けられ、居室湿度センサー12dは、上位居室2dに設けられている。また、居室湿度センサー12eは、下位居室3aに設けられ、居室湿度センサー12fは、下位居室3bに設けられ、居室湿度センサー12gは、下位居室3cに設けられている。
空気質センサー22は、対応する居室の空気質を取得して、システムコントローラ21に送信するセンサーである。空気質センサー22aは、上位居室2aに設けられ、空気質センサー22bは、上位居室2bに設けられ、空気質センサー22cは、上位居室2cに設けられ、空気質センサー22dは、上位居室2dに設けられている。また、空気質センサー22eは、下位居室3aに設けられ、空気質センサー22fは、下位居室3bに設けられ、空気質センサー22gは、下位居室3cに設けられている。ここで空気質とは、空気中のガス成分や粉塵であって、基準値以上では人体に悪影響を与える可能性がある物質の成分量を示す。具体的には、一酸化炭素、二酸化炭素、粉塵(PM2.5等)、臭いの原因物質、シックハウス症候群の原因物質、総揮発性有機化合物(TVOC:Total Volatile Organic Compounds)などが該当する。
空調室温度センサー14は、空調室18の空気の温度を取得して、システムコントローラ21に送信するセンサーである。なお、空調室温度センサー14は、エアコンディショナー13に内蔵されている場合もあるが、エアコンディショナー13に内蔵されている場合にはエアコンディショナー13周囲(例えば給気口付近)の情報しか得られない。空調室18は、上述のように外気と各居室から搬送された空気とが混合されるため、空調室18全体としての情報が得られるように、エアコンディショナー13とは独立して備えるのが望ましい。
空調室湿度センサー15は、空調室18の空気の湿度を取得して、システムコントローラ21に送信するセンサーである。なお、空調室湿度センサー15も空調室温度センサー14と同様の理由で、空調室18全体としての情報が得られるように、エアコンディショナー13とは独立して備えるのが望ましい。
システムコントローラ21は、空調システム20全体を制御するコントローラである。システムコントローラ21は、外気導入ファン7、排気ファン9、搬送ファン4、循環ファン5、居室温度センサー11、居室湿度センサー12、空調室温度センサー14、空調室湿度センサー15、エアコンディショナー13、加湿器16及び除湿器17と無線通信により通信可能に接続されている。
システムコントローラ21は、排気ファン9の排気風量に応じた風量となるように、外気導入ファン7の給気風量を設定する等、外気導入ファン7と排気ファン9とを連動させて制御する。これにより、家屋1に対して第1種換気方式による換気が行われる。
また、システムコントローラ21は、空調室温度センサー14及び空調室湿度センサー15により取得される空調室18の空気の温度及び湿度に基づいて、空調室18の温度及び湿度の少なくとも一方が、空調室18に設定された空調室目標温度及び空調室目標湿度の少なくとも一方となるように、空調機としてのエアコンディショナー13、加湿器16、除湿器17を制御する。
また、システムコントローラ21は、居室温度センサー11及び居室湿度センサー12により取得された各居室の室内温度及び室内湿度の少なくとも一方と、居室毎に設定された目標温度(居室目標温度)及び目標湿度(居室目標湿度)の少なくとも一方等に応じて、搬送ファン4の風量や循環ファン5の風量を設定する。
これにより、空調室18にて空調された空気が、各搬送ファン4に設定された風量でまず上位居室2に搬送され、さらに、連結ファン8の動作により各上位居室2に対応するそれぞれの下位居室3に搬送される。また、各上位居室2の空気が、各循環ファン5に設定された風量で空調室18に搬送される。よって、各上位居室2の室内温度及び室内湿度の少なくとも一方が、上位居室2の居室目標温度及び居室目標湿度の少なくとも一方となるように制御される。また、対応する上位居室2の空調(空気)が与えることのできる影響の範囲内で、下位居室3の室内温度及び室内湿度の少なくとも一方が、下位居室3の居室目標温度及び居室目標湿度の少なくとも一方となる、または近づくように制御される。
ここで、システムコントローラ21と、外気導入ファン7、排気ファン9、搬送ファン4、循環ファン5、居室温度センサー11、居室湿度センサー12、空調室温度センサー14、空調室湿度センサー15、エアコンディショナー13、加湿器16及び除湿器17とが、無線通信で接続されることにより、複雑な配線工事を不要とすることができる。ただし、これら全体を、又は、システムコントローラ21とこれらの一部を、有線通信により通信可能に構成してもよい。
入出力端末19は、システムコントローラ21と無線通信により通信可能に接続され、空調システム20を構築するうえで必要な情報の入力を受け付けてシステムコントローラ21に記憶させたり、空調システム20の状態をシステムコントローラ21から取得して表示したりするものである。入出力端末19は、携帯電話、スマートフォン、タブレットといった携帯情報端末が例として挙げられる。
なお、入出力端末19は、必ずしも無線通信によりシステムコントローラ21と接続される必要はなく、有線通信により通信可能にシステムコントローラ21と接続されてもよい。この場合、入出力端末19は、例えば、壁掛のリモートコントローラにより実現されるものであってもよい。
次いで、図3を参照して、システムコントローラ21の各機能について説明する。図3は、システムコントローラ21の概略機能ブロック図である。
システムコントローラ21は、居室目標温度取得部34、空調室温度制御部35、送風量決定部40、ファン風量制御部31、送風総量算出部41、送風量比較部42、記憶部46を備える。
居室目標温度取得部34は、入出力端末19により居室6毎に設定された複数の居室目標温度を取得する。
空調室温度制御部35は、冷房期、つまり居室の室内温度(居室内温度)が高く、エアコンディショナー13が冷房運転する場合であれば、空調室18の温度(空調室温度)が、居室目標温度取得部34が取得した複数の居室目標温度のうち最も低い温度以下となるように、空調機としてのエアコンディショナー13を制御する。空調室温度制御部35は、暖房期、つまり居室の室内温度が低く、エアコンディショナー13が暖房運転する場合であれば、空調室18の温度が、居室目標温度取得部34が取得した複数の居室目標温度のうち最も高い温度以上となるように、エアコンディショナー13を制御する。
送風量決定部40は、第一温度比較部43と、第二温度比較部44と、温度差比較部45とを備える。そして送風量決定部40は、居室目標温度取得部34が取得した居室目標温度と、空調室温度制御部35にて制御された空調室18の温度と、居室温度センサー11が取得した居室それぞれの室内温度に基づいて各搬送ファン4の送風量を決定する。なお、送風量の決定、変更手順については後述する。
第一温度比較部43は、居室目標温度取得部34が取得した居室目標温度と、空調室温度センサー14が検出した空調室の温度との温度差を、居室毎に算出する。
第二温度比較部44は、居室目標温度取得部34が取得した居室目標温度と、居室温度センサー11が検出した居室の室内温度との温度差を、居室毎に算出する。
温度差比較部45は、第二温度比較部44が所定のタイミングAにて算出した温度差Aと、第二温度比較部44が所定のタイミングAから一定時間経過後のタイミングBにて算出した温度差Bとを比較する。なお、タイミングAは所定の時刻、タイミングBは所定の時刻から一定時間経過後の時刻と言い換えることができる。
ファン風量制御部31は、複数の上位居室2a〜2dにそれぞれ対応して設けられた複数の搬送ファン4a〜4dの風量を、送風量決定部40にて決定された搬送ファン4a〜4dのそれぞれの送風量に制御する。また、ファン風量制御部31は、循環ファン5a〜5dについても制御してよいが、ここでは詳細説明を省略する。
送風総量算出部41は、複数の搬送ファン4a〜4dによる送風量の総和である送風総量を算出する。ここで送風量の総和とは、搬送ファン4a〜4dの単位時間当たりの送風量の和で示される。
送風量比較部42は、送風総量算出部41が算出した送風総量と所定の送風量閾値とを比較する。ここで所定の送風量閾値とは、例えば複数の搬送ファン4a〜4dの最大送風量の総和や、あるいは当該最大送風量の総和の70%〜95%の値とすることができる。
記憶部46は、あらかじめ設定された所定の送風量閾値を記憶する、いわゆるメモリである。また、その他システムコントローラ21による制御に数値などの情報の記憶が必要な場合にも記憶部46が利用される。
<上位居室の空調処理>
次いで、図4〜図9を参照して、システムコントローラ21により実行される、主に上位居室に関する空調処理について説明する。図4は、空調処理を示すフローチャートである。図5は、空調室の温度と居室の室内温度と居室目標温度との関係の一例を示す図である。図6は、空調室温度制御処理を示すフローチャートである。図7は、ファン風量設定処理を示すフローチャートである。図8は、ファン風量調整処理を示すフローチャートである。図9は、空調室負荷低減処理を示すフローチャートである。
システムコントローラ21が実行する空調処理は、図4に示すように、主に空調室温度制御処理S100、ファン風量設定処理S200、ファン風量調整処理S300により構成され、この順で実行される。
ユーザが空調処理を実行すると、まず、システムコントローラ21は、図4に示す空調室温度制御処理S100を実行する。図6に示す空調室温度制御処理S100では、システムコントローラ21は、入出力端末19にて設定された冷暖房期設定を取得する(S101)。ここで冷暖房期設定とは、例えば気温が高くなりエアコンディショナー13を冷房機として運転(稼働)させる夏季を冷房期と設定し、気温が低くなりエアコンディショナー13を暖房機として運転させる冬季を暖房期と設定する。ユーザは、入出力端末19のカレンダー機能に対して、例えば六月から九月を冷房期と設定し、一二月から三月を暖房期と設定することで、システムコントローラ21は当該設定を取得することができる。
次にシステムコントローラ21は、居室目標温度取得部34を介して入出力端末19により居室毎に設定された複数の居室目標温度を取得する(S102)。ただし、上位居室2の制御であるため、上位居室2の居室目標温度のみを取得してもよい。
居室目標温度を取得すると、空調室温度制御部35は、エアコンディショナー13に空調室18の目標温度(空調室目標温度)を設定する(S103)。具体的に空調室目標温度は、以下のように決定される。
図5は、空調室18及び上位居室2a、上位居室2b、上位居室2cにおける温度環境を例示している。上位居室2aは、室内温度が28℃、居室目標温度が25℃である。上位居室2bは、室内温度が27℃、居室目標温度が22℃である。上位居室2cは、室内温度が27℃、居室目標温度が20℃である。上位居室2dは、室内温度が27℃、居室目標温度は設定されていないものとする。ここで空調室温度制御部35は、S101で取得した冷暖房期設定が冷房期、つまり冷房運転であるため、空調室目標温度を複数の居室目標温度のうち最も低い温度以下の温度に制御する。つまり、図5に示された例では、複数の居室目標温度を比較し、最も低い20℃以下に設定する。ここでは、空調室目標温度を20℃であるものとする。
なお、暖房期、つまり暖房運転である場合には、空調室温度制御部35は、空調室目標温度を複数の居室目標温度のうち最も高い温度以上の温度に制御する。図5のような例示はしないが、暖房期の場合例えば設定温度は23℃である。
上記設定により、空調室18は設定温度である20℃に冷却され、この空調室目標温度であればすべての上位居室2の居室目標温度(ここでは20℃〜25℃)に対応可能となる。
次に、システムコントローラ21は、図7に示すファン風量設定処理S200を実行する。ファン風量設定処理S200では、システムコントローラ21は、空調室温度センサー14を介して空調室温度を取得する(S201)。続いて、システムコントローラ21は、居室温度センサー11を介して各上位居室2の室内温度を取得する(S202)。さらに、システムコントローラ21は、居室目標温度取得部34を介して入出力端末19により上位居室2a〜2d毎に設定された複数の居室目標温度を取得する(S203)。
上記取得が完了すると、第一温度比較部43は、居室目標温度と空調室温度とを比較して温度差を算出する(S204)。
第一温度比較部43が温度差を算出すると、送風量決定部40は、算出した温度差に基づいて搬送ファン4a〜4dの各々の送風量を決定する(S205)。
送風量の決定は、具体的に以下のように行われる。すなわち、上位居室2cの居室目標温度が20℃、空調制御された空調室18の温度が20℃であるため、上位居室2cと空調室18とを結ぶ搬送ダクトに対応する搬送ファン4cの送風量を最大値とする。ここで送風量とは、搬送ファンの送風能力、あるいは動作ノッチとすることができる。例えば搬送ファン4の送風量を送風量の小さいものから順に送風量1〜送風量10の10段階の設定が可能とすると、ここでは送風量10に決定する。つまり送風量決定部40は、上位居室2cの室内温度を27℃から下げ、さらに居室目標温度の20℃を維持するために、空調室18の同温(20℃)の空気を最大量送風するよう、決定する。
また例えば上位居室2bの居室目標温度が22℃、空調制御された空調室18の温度が20℃であるため、搬送ファン4bの送風能力を最大値である送風量10とすると、上位居室2bの居室目標温度が22℃を下回る可能性がある。よって送風量決定部40は、搬送ファン4bの送風量を最大値よりは低い値とする。低い値とは、例えば送風量8である。
同様に上位居室2aの居室目標温度が25℃、空調制御された空調室18の温度が20℃であるため、搬送ファン4aの送風能力を最大値である送風量10とすると、上位居室2aの居室目標温度が25℃を下回る可能性がある。よって送風量決定部40は、搬送ファン4aの送風量を最大値より低い例えば送風量5とする。
つまり、送風量決定部40は、居室目標温度と空調室の温度の差に応じて、例えば第一温度比較部43が算出した温度差が小さい居室(上位居室2c:温度差0℃)に対しては、温度差が大きい居室(例えば上位居室2a:温度差5℃、上位居室2b:温度差2℃)に対するよりも搬送ファン4cの送風量を大きくする。
上記処理は、上位居室2dを含むすべての上位居室に対して行われる(S206No→S202・・・→S206Yes)。
送風量決定部40が各搬送ファン4の風量を決定すると、当該決定に従って、ファン風量制御部31が各搬送ファン4を制御する。
これにより、空調室温度制御部35が制御した空調室18の温度と、独立した複数の搬送ファン4a〜4dの制御によって、各上位居室2を居室目標温度に制御することが可能となる。
なお、居室の室内温度と居室目標温度との差にかかわらず、居室目標温度に到達していない上位居室に対しては、まず最大風量で送風することで、素早く居室目標温度に到達させることも可能である。この場合であっても、後述のファン風量調整処理S300によって、各居室を居室目標温度に維持することが可能である。しかしながら、空調室18は、複数の上位居室2に空気を搬送しているため、一度に大量の空気の搬送が発生すると、空調室18の冷暖房処理が追い付かず、つまり冷暖房効果が低下してしまう。例えば空調システムの処理の開始や、不在の住宅に対して家族が帰宅し、各居室の目標設定温度を一斉に低く設定した場合などがこれに該当する。これらに対応するためには、空調室の体積を大きくしてもよいが、これでは空間コストが上がり、さらに空調機も大容量化が要求される。これに対して送風量決定部40は、温度差が小さい居室に対し、温度差が大きい居室に対するよりも搬送ファンの送風量を大きくしている。言い換えると、送風量決定部40は、温度差が大きい上位居室2に対しては、温度差が小さい上位居室に対するよりも搬送ファンの送風量を小さくしている。これにより、各上位居室2の室内温度を居室目標温度に徐々に下げることで、冷暖房効果の低下を抑制し、結果的に空調室の小型化を実現している。
ところで、上記設定では、例えば上位居室2cの居室目標温度は空調室18の温度と同一の20℃であるため、搬送ファン4cを最大風量で制御することで、上位居室2cを居室目標温度に制御可能である。しかしながら、例えば上位居室2aに対しては、居室目標温度が25℃であるため、上記例の送風量5では、居室目標温度に到達するのか、または到達して維持できるのか、あるいは過冷却となるのかが不明である。上位居室2bに対しても同様である。このような状況に対応するために、システムコントローラ21は、図8に示すファン風量調整処理S300を実行する。ファン風量調整処理S300では、システムコントローラ21は、ファン風量設定処理S200が終了してから一定時間経過したか否かを判定する(S301)。一定時間経過していない場合には、一定時間経過するまで待機する(S301No)。これは、ファン風量設定処理S200が設定した環境にて空調システムを稼働させ、各上位居室2の室内温度を居室目標温度に近づけるための時間を確保するためである。
一定時間が経過すると、システムコントローラ21は、居室温度センサー11を介して各上位居室2の室内温度を取得する(S302)。さらに、システムコントローラ21は、居室目標温度取得部34を介して入出力端末19により上位居室2a〜2d毎に設定された複数の居室目標温度を取得する(S303)。
上記取得が完了すると、第二温度比較部44は、居室目標温度と居室の室内温度とを比較して温度差(温度の乖離)を算出する(S304)。
第二温度比較部44が温度差を算出すると、温度差比較部45は、前回のファン風量調整処理S300にて記憶した、前回のタイミング(タイミングAに該当)にて第二温度比較部が算出した温度差Aと比較する。今回は一回目の処理なので前回算出した温度差Aが存在しないため、比較は行わずに算出した温度差を温度差Aとして記憶部46に記憶してS301の処理に戻る。
なお、前回のタイミング(タイミングA)にて算出した温度差Aがある場合、温度差比較部45は、今回のタイミング(タイミングBに該当)で第二温度比較部44が算出した温度差Bと、記憶部46に記憶しているタイミングAにおける温度差Aとを比較する。
ここで、タイミングAからタイミングBへの時間の遷移によって、居室の室内温度の居室目標温度からの乖離が小さくなっている場合、つまり温度差Bが温度差Aより小さい場合、搬送ファン4の動作によって、居室の室温が居室目標温度に近づいていることを意味する。このため、送風量決定部40は、搬送ファン4の送風量を減少させる(S305Yes→S306)。
また、タイミングAからタイミングBへの時間の遷移によって、上位居室の室内温度の居室目標温度からの乖離が無いか又は大きくなっている場合、つまり温度差Bが温度差Aより大きい場合、さらに過冷却(冷房期の場合)、過加熱(暖房期の場合)を判定する(S307)。つまり、乖離が大きくなっている場合には、搬送ファン4の送風量が大きすぎて居室目標温度を超えた冷却(加熱)を行っている場合(過処理)と、搬送ファン4の送風量が小さすぎて居室目標温度に近づかず、さらに外気の影響で上位居室2の室内温度が居室目標温度から離れている場合と、が考えられる。このため、S307にてこれらを判定する。
ここで、過冷却や過加熱、つまり過処理であると判定された場合、送風量決定部40は、搬送ファンの送風量を減少させる(S307Yes→S306)。
また、過冷却や過加熱、つまり過処理ではないと判定された場合、送風量決定部40は、搬送ファンの送風量を増加させる(S307No→S308)。
上述の過冷却(過加熱)か否か(過処理か否か)は、冷暖房期設定と、居室目標温度と、上位居室2の室内温度とから判定可能である。
なお、図8には示していないが、タイミングAからタイミングBへの時間の遷移によって乖離が無く、さらに居室の室内温度が居室目標温度に近い(例えばプラスマイナス0.3℃)範囲の場合には、搬送ファン4の送風量を変更せず、維持してもよい。
上記ファン風量調整処理S300は、一定時間ごとに実行される。
以上に示したファン風量調整処理S300により、空調室温度制御部35による空調室の温度制御と搬送ファン4の送風量制御によって、各上位居室2を居室目標温度に到達させ、居室目標温度を維持することが可能となる。
特に空調室18は、循環ファン5等により複数の居室からの様々な温度の空気が流入するため、温度変化が激しい。よって、気圧差とダンパーを利用したシステムなどでは制御が困難であるため、搬送ファン4を利用して送風することが重要である。なお、上述の処理であれば、一般的なファンを搬送ファンに利用しても温度制御が可能であるが、細かい温度制御を可能とするためにも、ダクト長や圧の影響を受けずに設定された一定量の送風量を維持できる風量一定制御機能部を備えたファンを搬送ファンに利用するのが好ましい。
なお、上記空調処理は、各居室目標温度の設定の変更や冷暖房期の切替処理を割り込み処理として、当該割り込み処理が行われた場合には、空調温度制御処理S100から開始されることで、設定変更に対応可能となる。
ところで、空調室18は限られた体積を備えた空間であり、例えばすべての上位居室2a〜2dに対して最大の送風量10で冷房又は暖房する必要が生じた場合、空調室18の温度維持が困難になる。これは、空調室18は、温度調節された空気の流出が多く、逆に空調室18の設定温度に比較して温度差の大きい空気の流入が多くなることに起因する。
従って、このような状況に対応するために、システムコントローラ21は、図9に示す空調室負荷低減処理S400を実行してもよい。空調室負荷低減処理S400では、送風総量算出部41は、複数の搬送ファン4a〜4dによる送風量の総和である送風総量を算出する(S401)。次に、送風量比較部42は、送風総量算出部41が算出した送風総量と、記憶部46にあらかじめ記憶されている所定の送風量閾値とを比較する(S402)。ここでは、所定の送風量閾値は、複数の搬送ファン4a〜4dの最大送風量の総和の80%の値とする。
ここで、送風総和が所定の送風量閾値を超えている場合(S403でYes)、送風量比較部42は、さらに入出力端末19にて設定された冷暖房期設定を取得し、この情報を基に冷暖房期を判定する(S404)。送風量比較部42は、送風総和が所定の送風量閾値を超えている旨及び冷房期又は暖房期である旨を空調室温度制御部35に送信する。なお、送風総和が所定の送風量閾値以下の場合は(S403でNo)、処理を終了する。
空調室温度制御部35は、送風総和が所定の送風量閾値を超えている旨と冷房期又は暖房期である旨を受信すると、冷房期の場合には、空調室温度を現状の設定からさらに低く変更する(S404冷房期→S406)。また、空調室温度制御部35は、暖房期の場合には、空調室温度の現状の設定からさらに高く変更する(S404暖房期→S405)。
空調室温度制御部35は、空調室温度の設定を変更した旨を送風量決定部40に送信し、送風量決定部40はこれに基づいて搬送ファン4の送風量を減少させる(S407)。
これにより、空調室18の温度の設定をより低く(冷房期)あるいは高く(暖房期)変更することで、空調室18の限られた体積を増加させることなく居室目標温度の幅広い温度領域に対応可能となる。
なお、空調室温度の下げ幅(冷房期)や上げ幅(暖房期)は、固定値とするのではなく、送風総和が所定の送風量閾値を超えている量に比例して大きくすると空調室18の利用効率とエネルギー消費量の面で有利である。具体的には、所定の送風量閾値が70であって送風総和が80の場合には、2℃、温度を変更する。同じく送風総和が90の場合には4℃、送風総和が100の場合には6℃といった変更がこれに該当する。
また、送風量決定部40は、空気質センサー22を介して取得した空気質が所定の基準値を超える基準値外居室と、前記基準値が前記所定の基準値以内である基準値内居室とに分ける判別部47を備えてもよい。そして、送風量決定部40は、基準値内居室への送風が基準値外居室に対する送風よりも多くなるよう搬送ファン4の送風量を決定する。これにより、基準値内居室は加圧状態となることで、基準値外居室から基準値内居室への、基準値以上では人体に悪影響を与える可能性がある、いわゆる有害物質の流入を抑制することができる。
さらに、送風量決定部40は、基準値外居室に属する連結ファン8を停止または最小ノッチでの送風に決定する。これにより、基準値外居室の内部からの、有害物質の流出を抑制することができる。
以上が、搬送ファン4を利用した上位居室2に対する空調処理である。
<下位居室の空調処理>
続いて、図1、図3を参照して、システムコントローラ21により実行される下位居室に関する空調処理について説明する。上述した処理にて、上位居室2の空調が完了して居室目標温度に到達し、あるいは上位居室2の空調が実行されている最中に、下位居室3に対する空調処理が行われる。
なお、システムコントローラ21は、あらかじめ記憶部46に上位居室2と下位居室3との関係が記憶されているものとする。具体的には、記憶部46に、連結ファン8aが上位居室2aと下位居室3aとを、連結ファン8bが上位居室2bと下位居室3bとを、連結ファン8c及び連結ファン8dが上位居室2c及び上位居室2dと下位居室3cとを、送風可能に連結している旨が記憶されている。当該記憶のための入力は、例えば入出力端末19を介して行われる。
下位居室3に対する空調では、システムコントローラ21は、居室目標温度取得部34を介して入出力端末19により下位居室3毎に設定された複数の居室目標温度を取得する。
次に、システムコントローラ21は、居室温度センサー11を介して上位居室2a〜2d及び下位居室3a〜3cの室内温度を取得する。
ここで、システムコントローラ21は、上位居室2の空気を、当該上位居室2の直下に位置する下位居室3に送風することで、下位居室3の室内温度が当該下位居室3の居室目標温度に近づくと判断した場合、上位居室2に設けられた連結ファン8を動作させる。
具体的に、例えば冷房期であって、上位居室2cの室内温度が20℃、上位居室2dは空調がされていないため室内温度が27℃、下位居室3cの室内温度が27℃、下位居室3cの居室目標温度が24℃とする。この場合、システムコントローラ21は、上位居室2cの20℃の空気を下位居室3cに送風することで、現在の室内温度27℃を下位居室3cの居室目標温度24℃に近づけることができると判断する。そして、システムコントローラ21は、上位居室2cと下位居室3cとを連結する連結ファン8cを動作させる。
これにより、下位居室3cの室内温度は居室目標温度に近づき、到達する。なお、システムコントローラ21を構成する送風量決定部40は、連結ファン8cを動作させる際に、連結ファン8cの風量を決定することが可能である。決定の手順は、上述した上位居室の空調処理と同様でよい。つまり、下位居室3の空調処理では、下位居室3に対応する上位居室2を空調室と見立て、この空調室と見立てた上位居室2から下位居室3への送風を行うのである。連結ファン8の風量が決定されると、ファン風量制御部31は、決定された風量で連結ファン8を動作させる。
以上の処理により、下位居室の空調処理が実施され、上位居室の室温の範囲に影響されるとはいえ、ダクトを遠距離間引き回すことなく下位居室3の室内温度が制御可能となる。つまり上位階と下位階との間での効率よい送風が可能となる。このような空調システムは、上述のユニット工法において、共通パーツを流用できるという意味で特に有効である。
<連結ファンの構成>
連結ファン8としては、通常のプロペラファンが利用可能であるが、上面吸込下面吹出型の貫流ファンを利用するのが好ましい。具体的には、図10Aおよび図10Bに示すように、貫流ファン50は、上面に吸込口51と、下面に吹出口52と、吸込口51から吹出口52に空気を導く、回転方向に湾曲した多数の羽根をもつ筒形の羽根車53とを備えている。
貫流ファン50は、長辺を長くすることで静音大風量化することが可能であるため、上位居室2の床面であって、壁沿いに長辺を平行に配置することで、邪魔にならず、また目立つことなく大風量で下位居室3に送風可能となる。
(変形例)
以上、本発明に係る空調システム及びシステムコントローラについて説明を行ったが、上記実施の形態は、一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、循環ファン5a〜5d、及び搬送ファン4a〜4dは、上位居室2と空調室18とを接続するダクトによって連通されている。しかしながら循環ファン5a〜5dについては必ずしもダクトで接続する必要はなく、居室間を結ぶ廊下等の空間をダクトとみなすことも可能である。この場合、居室内の空気は居室から送風ファン10によって廊下に搬送される。廊下に搬送された居室内の空気は、廊下と連通する空調室18に取り込まれる。空調室18への取り込みは、空調室18の廊下に面した壁面に新たに循環ファンを備えることで行われ、あるいは循環ファンを利用することなく空調室の負圧化により取り込んでもよい。このような構成によっても、ダクトで接続するのに対して循環効率は下がることが予想されるが、空調システムに寄与することができる。
また、上記の実施の形態では、居室として示しているが、居室は必ずしも人が居る必要は無く、一つの空間として捉えることができる。つまり、廊下やキッチンもある程度区切られているのであれば1つの空間として捉えることができ、1つの居室に該当する。
また、上述の実施の形態では、空調室18は、屋根裏に設けられているが、二階、つまり上位階に設けられてもよい。
また、家屋は二階建てに限定されず、例えば家屋が三階建ての場合、三階が上位階に該当し、二階及び一階が下位階に該当する。
また、上記の実施の形態においては、温度の制御について述べているが、湿度の制御に利用してもよい。
本発明にかかる空調システムは、上位階と下位階との間での効率よい送風を可能であるため、いわゆるユニット工法を採用した家屋の全館空調として有用である。
1 家屋
2、2a、2b、2c、2d 上位居室
3、3a、3b、3c 下位居室
4、4a、4b、4c、4d 搬送ファン
5、5a、5b、5c、5d 循環ファン
7 外気導入ファン
8、8a、8b、8c、8d 連結ファン
9、9a、9b、9c、9d 排気ファン
10、10a、10b、10c 送風ファン
11、11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g 居室温度センサー
12、12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g 居室湿度センサー
13 エアコンディショナー
14 空調室温度センサー
15 空調室湿度センサー
16 加湿器
17 除湿器
18 空調室
19 入出力端末
20 空調システム
21 システムコントローラ
22、22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g 空気質センサー
31 ファン風量制御部
34 居室目標温度取得部
35 空調室温度制御部
40 送風量決定部
41 送風総量算出部
42 送風量比較部
43 第一温度比較部
44 第二温度比較部
45 温度差比較部
46 記憶部
47 判別部

Claims (9)

  1. 上位階と前記上位階よりも下位に位置する下位階とを有する家屋を空調する空調システムであって、
    前記上位階または前記上位階よりも高位置に設けられた空調室の空気を空調する空調機と、
    前記空調室の空気を前記空調室とは独立し前記上位階に位置する複数の上位居室に搬送する、前記複数の上位居室毎に対応して設けられた複数の搬送ファンと、
    前記上位居室と前記上位居室の下位に位置する下位居室とを前記上位居室から前記下位居室に送風可能に連結する連結ファンと、
    前記空調機と前記搬送ファンと前記連結ファンとを制御するシステムコントローラと、
    を備えた空調システム。
  2. 前記搬送ファンは、
    前記空調室の空気の前記下位居室への搬送を行わない請求項1記載の空調システム。
  3. 前記連結ファンは、
    前記上位居室内の空気を当該上位居室の直下に位置する下位居室に前記上位居室の床面を介して送風する請求項1または2に記載の空調システム。
  4. 隣接する前記下位居室間を送風可能に接続し前記システムコントローラから制御可能な下位階送風ファンを備えた請求項1から3のいずれかに記載の空調システム。
  5. 隣接する前記上位居室間を送風可能に接続し前記システムコントローラから制御可能な上位階送風ファンを備えた請求項1から4のいずれかに記載の空調システム。
  6. 複数の居室それぞれの室内温度を取得して前記システムコントローラに送信する居室温度センサーと、
    前記空調室の温度を取得して前記システムコントローラに送信する空調室温度センサーと、を備え、
    前記システムコントローラは、
    前記複数の前居室毎に設定された複数の居室目標温度を取得する居室目標温度取得部と、
    前記空調機が冷房運転の場合には前記空調室の温度を前記複数の居室目標温度のうち最も低い温度以下の温度に制御し、前記空調機が暖房運転の場合には前記空調室の温度を前記複数の目標温度のうち最も高い温度以上の温度に制御する空調室温度制御部と、
    前記居室目標温度取得部が取得した居室目標温度と、前記居室温度センサーが取得した各居室の室内温度と、前記空調室温度制御部にて制御された前記空調室の温度とに基づいて少なくとも前記搬送ファンの送風量を決定する送風量決定部と、
    前記送風量決定部が決定した送風量で前記搬送ファンそれぞれの送風量を制御するファン風量制御部と、を備えた請求項1記載の空調システム。
  7. 前記送風量決定部は、
    前記下位居室の居室目標温度と前記上位居室の居室目標温度とに基づいて前記連結ファンの送風量を決定し、
    前記ファン風量制御部は、
    前記送風量決定部にて決定された前記連結ファンの送風量で前記連結ファンそれぞれの送風量を制御する請求項6記載の空調システム。
  8. 複数の居室それぞれの空気質を取得して前記システムコントローラに送信する空気質センサーと、
    前記システムコントローラに設けられ前記搬送ファンの送風量を決定する送風量決定部と、
    を備え、
    前記送風量決定部は、
    前記空気質センサーを介して取得した空気質が所定の基準値を超える基準値外居室と、前記基準値が前記所定の基準値以内である基準値内居室とに分ける判別部と、
    前記基準値内居室への送風が前記基準値外居室に対する送風よりも多くなるよう前記搬送ファンの送風量を決定する、請求項1に記載の空調システム。
  9. 前記送風量決定部は、
    前記基準値外居室に属する連結ファンを停止または最小ノッチでの送風に決定する請求項8記載の空調システム。
JP2020572218A 2019-02-15 2020-02-07 空調システム Pending JPWO2020166503A1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019025295 2019-02-15
JP2019025295 2019-02-15
PCT/JP2020/004784 WO2020166503A1 (ja) 2019-02-15 2020-02-07 空調システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2020166503A1 true JPWO2020166503A1 (ja) 2021-12-09

Family

ID=72045348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020572218A Pending JPWO2020166503A1 (ja) 2019-02-15 2020-02-07 空調システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220113044A1 (ja)
JP (1) JPWO2020166503A1 (ja)
WO (1) WO2020166503A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021186729A1 (ja) * 2020-03-19 2021-09-23 株式会社Fhアライアンス 空調システム
JP2022035825A (ja) * 2020-08-21 2022-03-04 パナソニック株式会社 換気システム、換気システムを備えた建物
WO2022091438A1 (ja) * 2020-10-30 2022-05-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 気流形成システム、及び気流形成システムの製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2277247A (en) * 1939-02-01 1942-03-24 American Blower Corp Apparatus for multiple room heating and air conditioning
JPH0894123A (ja) * 1992-02-13 1996-04-12 Osaka Gas Co Ltd 空調システム
US6021953A (en) * 1995-08-22 2000-02-08 Swan; Ross M. Year-round air conditioning apparatus and method
CA2321243A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-18 Shinyo Co., Ltd. Air cycle houses and house ventilation system
WO2006028698A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-16 Daniels William B Roof providing improved passive ventilation and energy efficiency
US8033479B2 (en) * 2004-10-06 2011-10-11 Lawrence Kates Electronically-controlled register vent for zone heating and cooling
US8079898B1 (en) * 2005-07-13 2011-12-20 Qc Manufacturing, Inc. Air cooling system for a building structure
CA2558994C (en) * 2006-09-08 2013-02-19 Air Tech Equipment Ltd. Basement ventilator
US7966837B2 (en) * 2007-03-28 2011-06-28 Madina, LLC Air-conditioning register assembly and method
PL2370748T3 (pl) * 2008-12-30 2017-05-31 Zoner Llc Automatycznie równoważąca kratka wentylacyjna dla systemów hvac
JP5094894B2 (ja) * 2010-02-25 2012-12-12 丸七ホーム株式会社 空調システム
JP2014199154A (ja) * 2013-03-29 2014-10-23 パナソニック株式会社 通風制御装置、通風システムおよびプログラム
US10088211B2 (en) * 2013-11-08 2018-10-02 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning apparatus
SE539896C2 (en) * 2014-12-22 2018-01-02 Levivent Ab A system and method for controlling in-door ventilation in a building having a plurality of rooms.
JP2017194242A (ja) * 2016-04-21 2017-10-26 北海道電機株式会社 屋内空調システム
JP6832760B2 (ja) * 2017-03-17 2021-02-24 三菱電機株式会社 空気調和システム及び建物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020166503A1 (ja) 2020-08-20
US20220113044A1 (en) 2022-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6941772B2 (ja) 空調システム、空調システムコントローラ
JP7411873B2 (ja) 換気空調システム
JP7022906B2 (ja) 空調システムコントローラ
WO2020166503A1 (ja) 空調システム
JP7361247B2 (ja) 空調システム、空調室
JP7142969B2 (ja) 空調システム
JP2010032099A (ja) 換気システム
JP7352780B2 (ja) 空調システム、空調システムコントローラ
US11635225B2 (en) Air conditioning system
JP7411869B2 (ja) 空調システム、空調システムコントローラ
JP7029612B2 (ja) 空調システム
CN113551325B (zh) 空调系统、空调系统控制器
JP7462131B2 (ja) 空調システム
JP7462132B2 (ja) 空調システム
WO2020066801A1 (ja) 空調システム
JP2023148649A (ja) 空調システム
JP2022158377A (ja) 空調システム
JP2022174618A (ja) 空調装置、空調システム、空調方法及び換気方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20221021

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240315

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240326