JPWO2020208823A1 - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

空気調和システムは、空気調和対象空間に設置されて空気調和対象空間の空気調和を行う空気調和設備（１）と、空気調和設備（１）に実装された実装センサ（１３）と、空気調和対象空間における空気調和設備（１）の外部に設置されて空気調和対象空間の空気質の濃度を検出する個別センサ（２）と、空気調和対象空間を換気する換気設備と、空気調和設備（１）と個別センサ（２）と換気設備とに通信ネットワークを介して接続されたシステム制御部と、を備える。システム制御部は、実装センサ（１３）で検出されたセンサデータと個別センサ（２）で検出されたセンサデータとに基づいて、換気設備における換気と、換気設備における換気時の空気調和設備（１）における空気調和とを制御する。

Description

本発明は、空気調和設備が設置された空気調和対象空間に設置されたセンサにおいて検出される情報を用いて制御を行う空気調和システムに関する。

生活家電には、石油ストーブおよびガス湯沸器などの一酸化炭素（ＣＯ）を生成する家電製品が存在する。一酸化炭素は、人に対して悪い影響を及ぼす可能性のある空気質の１つである。また、加熱式タバコからも微量の一酸化炭素が排出される。このため、住人は、密閉空間では、気が付かないうちに一酸化炭素中毒になることがある。また、寝ている間に高濃度の一酸化炭素を吸ってしまい、症状が出るケースも多い。しかしながら、一酸化炭素の濃度を検出するセンサを取り付けている家庭が少なく、一酸化炭素中毒による事故は、後を絶たない。

小型湯沸器等の室内開放型の湯沸器については、技術省令で１９８９年以降の製品に不完全燃焼防止装置の搭載が義務化されている。しかしながら、湯沸器が不完全燃焼していない場合でも、換気が十分に行われない場合には、空気中の一酸化炭素濃度が上昇してしまう。このため、一酸化炭素中毒にならない環境の構築または対策が必要不可欠である。

近年、省エネルギー住宅といった断熱性能および気密性が高い住宅が増加傾向にある。現在、住宅には、建築基準法の改正により２４時間換気が義務化されている。しかしながら、２４時間換気の義務化は過去に建築された住宅には適用されない。このため、換気が不十分な住宅も数多く存在する。

また、空気調和設備は、換気機能が搭載されていない商品が多い。このため、換気扇などの換気設備によって室内の換気を行うこととなる。この場合、空気調和設備を動作させないまま換気を単独で実施すると、室内温度を快適な値に維持できず、換気を終えた時点では、室内温度が快適な値から大きくかけ離れてしまう場合がある。その後、空気調和設備を動作させた場合には、室内温度を快適な値とするまでに、多くの時間およびエネルギーを要し、空気調和の効率が悪くなる。したがって、室内温度を快適な値に保ったまま換気するには、空気調和と換気とを連携制御する必要がある。

特許文献１には、一酸化炭素濃度センサと室温センサとを備え、両センサにおける計測値に基づいて換気装置の起動および停止を判断して換気装置を制御することで、室温を一定に保ちつつ室内を換気可能とする空気調和機の室内機が開示されている。

特開平６−３２３６０６号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術によれば一酸化炭素濃度センサが空気調和機の室内機に設けられているため、室内機の周辺の一酸化炭素濃度しか測定できず、一酸化炭素濃度の発生源に近く一酸化炭素濃度が高い場所での一酸化炭素濃度の検出ができない、という問題があった。この場合、適切な換気が行われない可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空気調和対象空間における空気質の濃度の状況に対応して、空気調和と換気とを連携制御することが可能な空気調和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、本発明にかかる空気調和システムは、空気調和対象空間に設置されて空気調和対象空間の空気調和を行う空気調和設備と、空気調和設備に実装された実装センサと、空気調和対象空間における空気調和設備の外部に設置されて空気調和対象空間の空気質の濃度を検出する個別センサと、空気調和対象空間を換気する換気設備と、空気調和設備と個別センサと換気設備とに通信ネットワークを介して接続されたシステム制御部と、を備える。システム制御部は、実装センサで検出されたセンサデータと個別センサで検出されたセンサデータとに基づいて、換気設備における換気と、換気設備における換気時の空気調和設備における空気調和とを制御する。

本発明にかかる空気調和システムは、空気調和対象空間における空気質の濃度の状況に対応して、空気調和と換気とを連携制御することが可能である、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる空気調和システムの全体概要構成を示す図 本発明の実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１にかかる空気調和システムが住宅に適用される場合の構成例を示す図 本発明の実施の形態１にかかる空気調和システムの制御開始時の動作の手順を説明するフローチャート 本発明の実施の形態１にかかる空気調和システムのクラウドサーバのサーバ制御部において作成されるグラフの一例を示す特性図 一酸化炭素が空気中に何％あると人に影響があるかを示した図 本発明の実施の形態１にかかる空気調和システムにおいて換気運転を開始した場合でも空気調和対象空間の室温を空気調和設備における設定室温に維持する制御を模式的に示す図 本発明の実施の形態１にかかる空気調和システムの制御における具体的なセンサデータの利用方法の手順の一例を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる空気調和システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１００の全体概要構成を示す図である。空気調和システム１００は、空気調和設備１と、各種の個別センサ２と、換気扇３と、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ルータ４と、クラウドサーバ５と、端末６と、を備えて構成されている。空気調和システム１００は、空気調和設備１による空気調和と、換気扇３による換気と、を連携させた連携運転が可能である。

空気調和設備１と各種の個別センサ２と換気扇３と端末６とは、無線ＬＡＮルータ４と無線通信可能である。空気調和設備１と各種の個別センサ２と換気扇３と端末６とは、無線ＬＡＮルータ４を介してグローバルな情報通信網であるインターネット７に接続し、クラウドサーバ５との間で情報の送受信が可能とされている。これにより、クラウドサーバ５は、空気調和設備１の運転状態の情報、空気調和設備１に実装された実装センサ１３で検出された検出結果、各種の個別センサ２で検出された検出結果などの各種の情報を、インターネット７を介して取得することができる。

空気調和システム１００が備えるセンサには、室内の状態を検出する室内状態センサと、空気質を検出する空気質センサと、が含まれる。センサは、空間によって判定したい対象が異なる場合には、すなわち検出したい検出対象が異なる場合には、複数の異なるセンサが、無線ＬＡＮルータ４およびインターネット７を介してクラウドサーバ５に接続する同一通信ネットワーク上に存在する状況になる。

空気質は、人が安全に且つ快適に過ごすための空気の質に関する要素である。このような空気質は、化学的要素、生物的要素、物理的要素の環境要素に分類することができる。化学的要素には、一酸化炭素、二酸化炭素、揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：ＶＯＣ）、イオンおよび臭気成分などが例示される。生物的要素には、ハウスダストおよび花粉などが例示される。物理的要素には、温度、湿度、光および人などが例示される。

空気質センサには、たとえば室内温度センサ１３ａ、室内湿度センサ１３ｂ、においセンサ２ａ、イオン濃度センサ２ｂ、ガス濃度センサ２ｃ、人感センサ２ｄ、照度センサ２ｅ、一酸化炭素センサ２ｆ、室外温度センサ２ｇ、室外湿度センサ２ｈ、などが例示される。

イオン濃度センサ２ｂは、イオン電極を利用して空気中のイオン濃度を検出するセンサである。室内温度センサ１３ａは、空気質である室内温度を検出する温度センサである。室外温度センサ２ｇは、室外に設置されて外気温度を検出する温度センサである。一酸化炭素センサ２ｆは、空気中に存在するＣＯの濃度を測定するセンサである。においセンサ２ａは、においを機械が理解できる情報に変換することができるセンサである。

ガス濃度センサ２ｃは、水素、炭化水素、および特定フロンの代替として産業利用されている合成化合物である代替フロンを計測するセンサである。室内湿度センサ１３ｂは、空気質である室内湿度を検出する湿度センサである。室外湿度センサ２ｈは、室外に設置されて外気湿度を検出する湿度センサである。人感センサ２ｄは、超音波または可視光を利用して人間の所在を検知するセンサである。照度センサ２ｅは、光の強さを測定するセンサである。

室内状態センサは、空気調和対象空間である室内にいる人の人数、窓の位置などの室内の細かい状態を検出するために設けラルセンサであり、空気調和対象空間状態センサである。赤外線センサ１３ｃが例示される。赤外線センサ１３ｃは、受光した赤外領域の光を電気信号に変換して必要な情報を取り出すセンサである。赤外線センサ１３ｃは、周期的に空気調和対象空間である室内の全てまたは指定された特定の領域の表面温度を検出する。赤外線センサ１３ｃにより、室内の表面温度の情報を得ることができる。赤外線センサ１３ｃにより得られる室内の表面温度の情報により、室内のどこが暑いのか、または室内のどこが寒いのか、といった室内の寒暖についての情報を得ることができる。

空気調和設備１は、空気調和対象空間の空気調和を行う家電機器であり、たとえば空気調和機である。空気調和設備１は、換気設備として機能する換気機能を有していてもよい。空気調和設備１は、空気調和対象空間の空気調和を行う空気調和部１１と、無線ＬＡＮルータ４と無線通信を行うためのインターフェースである無線ＬＡＮアダプタ１２と、空気調和設備１に実装されたセンサである実装センサ１３と、空気調和設備１全体の動作を制御する空気調和制御部１４と、を備える。

無線ＬＡＮアダプタ１２は、空気調和設備１がインターネット７に接続するためのシステム部材の１つである。無線ＬＡＮアダプタ１２は、端末６等とＷｉ−Ｆｉ（登録商標） Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｓｅｔｕｐ（ＷＰＳ）を利用して通信接続することができる。

空気調和制御部１４は、例えば、図２に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図２は、本発明の実施の形態１にかかる処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。空気調和制御部１４の機能が図２に示す処理回路により実現される場合、空気調和制御部１４の機能は、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して空気調和制御部１４の機能を実現してもよい。また、空気調和制御部１４の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。

実装センサ１３として、空気調和設備１には、室内温度センサ１３ａ、室内湿度センサ１３ｂおよび赤外線センサ１３ｃが実装されている。実装センサ１３は、空気調和システム１００の動作中、検出された検出結果であるセンサデータを、無線ＬＡＮルータ４およびインターネット７を介してクラウドサーバ５に送信する。

各種の個別センサ２は、空気調和設備１とは別個に空気調和設備１の外部に個別に配置され、空気調和対象空間である室内の空気質の濃度を検出するセンサであり、においセンサ２ａ、イオン濃度センサ２ｂ、ガス濃度センサ２ｃ、人感センサ２ｄ、照度センサ２ｅ、一酸化炭素センサ２ｆ、室外温度センサ２ｇ、室外湿度センサ２ｈ、などが例示される。各種の個別センサ２は、空気調和システム１００の動作中、検出された検出結果であるセンサデータを、無線ＬＡＮルータ４およびインターネット７を介してクラウドサーバ５に送信する。

各種の個別センサ２は、検出対象となる室内の状態または空気質を検出する検出部２１と、無線ＬＡＮルータ４と無線通信を行うセンサ通信部２２と、を備える。なお、各種の個別センサ２の一部は、空気調和設備１に実装されてもよい。

なお、実装センサ１３も個別センサ２と同様の構成を有する。ただし、実装センサ１３は、空気調和設備１の空気調和制御部１４にもセンサデータを送信する。

図３は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１００が住宅に適用される場合の構成例を示す図である。空気調和システム１００は、住宅内において、リビング１１１と、寝室１１２と、子供部屋１１３と、ゲストルーム１１４と、玄関および廊下１１５との各々の場所に、空気調和設備１と各種の個別センサ２と無線ＬＡＮルータ４とが設置されている。

リビング１１１には、無線ＬＡＮルータ４と、空気調和設備１と、各種の個別センサ２と、が設置されている。空気調和設備１には、上述したように、室内温度センサ１３ａと、室内湿度センサ１３ｂと、赤外線センサ１３ｃとが実装されている。リビング１１１には、各種の個別センサ２として、においセンサ２ａと、イオン濃度センサ２ｂと、ガス濃度センサ２ｃと、人感センサ２ｄと、照度センサ２ｅと、一酸化炭素センサ２ｆと、室外温度センサ２ｇと、室外湿度センサ２ｈと、が設置されている。

寝室１１２には、無線ＬＡＮルータ４と、空気調和設備１と、各種の個別センサ２と、が設置されている。寝室１１２には、各種の個別センサ２として、イオン濃度センサ２ｂと、室外温度センサ２ｇと、が設置されている。

子供部屋１１３には、無線ＬＡＮルータ４と、空気調和設備１と、各種の個別センサ２と、が設置されている。子供部屋１１３には、各種の個別センサ２として、一酸化炭素センサ２ｆが設置されている。

ゲストルーム１１４には、無線ＬＡＮルータ４と、空気調和設備１と、各種の個別センサ２と、が設置されている。ゲストルーム１１４には、各種の個別センサ２として、ガス濃度センサ２ｃと、室外温度センサ２ｇと、が設置されている。

玄関および廊下１１５には、無線ＬＡＮルータ４と、空気調和設備１と、各種の個別センサ２と、が設置されている。玄関および廊下１１５には、各種の個別センサ２として、一酸化炭素センサ２ｆと、室外温度センサ２ｇと、が設置されている。

空気調和システム１００は、１つの無線ＬＡＮルータでは建物内の空間の全体を網羅できないため、インターネット７を介してメッシュネットワークが構成されている。なお、ここでは、建物内の空間の全体を網羅できるようにメッシュネットワークを用いる場合について示しているが、空気調和システム１００は、メッシュネットワークを使用しなくてもよい。

図３に示すように住宅内の各空間に無線ＬＡＮルータ４が設置されている場合、実装センサ１３および各種の個別センサ２と、空間とのペアリングが不要になる。無線ＬＡＮルータ４は、無線ＬＡＮルータ４に接続する同一通信ネットワーク上に存在する実装センサ１３の電波強度から、無線ＬＡＮルータ４が受信している電波を発している実装センサ１３が無線ＬＡＮルータ４と同一空間にあるか否かを判定する。同様に、無線ＬＡＮルータ４は、無線ＬＡＮルータ４に接続する同一通信ネットワーク上に存在する各種の個別センサ２の電波強度から、無線ＬＡＮルータ４が受信している電波を発している各種の個別センサ２が無線ＬＡＮルータ４と同一空間にあるか否かを判定する。

換気扇３は、換気を行う換気設備であり、室内の換気を行う換気部３１と、無線ＬＡＮルータ４と無線通信を行う換気扇通信部３２と、を備える。

無線ＬＡＮルータ４は、空気調和設備１と各種の個別センサ２とをインターネット７に接続するために必要な中継中間機器である。なお、ここでは、中継中間機器として無線ＬＡＮルータ４を用いる場合について示しているが、中継中間機器として有線ＬＡＮルータを使用することも可能である。

クラウドサーバ５は、空気調和設備１に実装されたセンサで検出された検出結果および各種の個別センサ２で検出された検出結果などの各種の情報の値を演算した結果に基づいて、空気調和設備１および換気扇３を制御する。クラウドサーバ５は、たとえばＬｉｎｕｘ（登録商標）などのオペレーティングシステム（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＯＳ）を利用したサーバであり、センサデータを集約し、演算を行うサーバである。クラウドサーバ５は、空気調和設備１に実装された実装センサ１３で検出された検出結果および各種の個別センサ２で検出された検出結果などの各種のセンサデータの値を演算した結果に基づいて、空気調和設備１および換気扇３を制御する。クラウドサーバ５は、空気調和設備１の運転状態の情報、各種の個別センサ２で検出された検出結果などの各種の情報を、インターネット７を介して取得することができる。

クラウドサーバ５は、インターネット７および無線ＬＡＮルータ４を介して空気調和設備１と各種の個別センサ２と換気扇３と端末６と通信を行うサーバ通信部５１と、空気調和設備１に実装されたセンサで検出された検出結果および各種の個別センサ２で検出された検出結果などの各種の情報を記憶するサーバ記憶部５２と、空気調和設備１に実装されたセンサで検出された検出結果および各種の個別センサ２で検出された検出結果に基づいて空気調和設備１と換気扇３とを制御するサーバ制御部５３と、を備える。

サーバ制御部５３は、空気調和設備１に実装されたセンサで検出された検出結果および各種の個別センサ２で検出された検出結果などの各種の情報の値を解析して演算する処理を行う。また、サーバ制御部５３は、個別センサ２で検出された検出結果に基づいて、個別センサ２で検出される対象物質の今後の予測値を算出し、予測値に基づいて空気調和設備１と換気扇３とを制御する。サーバ制御部５３は、空気調和設備１による空気調和と、換気扇３による換気と、を連携させた連携運転を制御するために、空気調和設備１および換気扇３に制御信号を送信する。

したがって、サーバ制御部５３は、空気調和システム１００において、空気調和設備１による空気調和と、換気扇３による換気と、を連携させた連携運転を制御するシステム制御部である。システム制御部は、実装センサ１３で検出されたセンサデータと個別センサ２で検出されたセンサデータとに基づいて、換気設備における換気と、換気設備における換気時の空気調和設備１における空気調和とを制御する制御部である。サーバ制御部５３は、空気調和設備１に搭載されている実装センサ１３のセンサデータだけでなく、空気調和設備１と同一のネットワークに接続されている個別センサ２のセンサデータを全て利用できる。空気調和設備１と同一のネットワークは、無線ＬＡＮルータ４およびインターネット７を介してクラウドサーバ５に接続するネットワークである。

サーバ制御部５３は、例えば、図２に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。サーバ制御部５３を構成する各構成要素が図２に示す処理回路により実現される場合、サーバ制御部５３の機能は、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、サーバ制御部５３の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。

また、サーバ通信部５１を、同様にプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現されるように構成してもよい。また、サーバ通信部５１を実現するためのプロセッサおよびメモリは、サーバ制御部５３を実現するプロセッサおよびメモリと同一であってもよいし、別のプロセッサおよびメモリであってもよい。

端末６は、クラウドサーバ５から送信される情報を表示し、またクラウドサーバ５に各種の情報を送信可能である。端末６は、設定操作を受け付ける端末操作部６１と、各種情報を表示する表示部である端末表示部６２と、各種の情報を記憶する端末記憶部６３と、無線ＬＡＮルータ４との間で通信を行う端末通信部６４と、端末６の処理を制御する端末制御部６５と、を備える。端末６には、たとえば空気調和設備１のリモートコントローラおよびスマートフォンなどの無線通信端末を用いることができる。

つぎに、空気調和システム１００の動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１００の制御開始時の動作の手順を説明するフローチャートである。

まず、空気調和システム１００の動作の開始時に、ステップＳ１０において、クラウドサーバ５のサーバ制御部５３が、同一通信ネットワークに接続された機器の確認を行う。すなわち、サーバ制御部５３は、空気調和システム１００の動作の開始時に、空気調和システム１００のネットワークにおいてインターネット７を介してクラウドサーバ５と通信可能となっている空気調和システム１００の機器の確認を行う。クラウドサーバ５と通信可能となっている空気調和システム１００の機器の確認は、コネクションの接続要求などを用いた公知の方法により行われる。

つぎに、ステップＳ２０において、空気調和設備１に実装された実装センサ１３と、空気調和設備１とは別個に個別に配置された各種の個別センサ２とが、センサデータの収集を開始する。実装センサ１３と各種の個別センサ２とは、予め決められた周期で検出対象を検出する。

つぎに、ステップＳ３０において、実装センサ１３と各種の個別センサ２とは、検出された検出結果であるセンサデータを、無線ＬＡＮルータ４およびインターネット７を介してクラウドサーバ５に送信する。サーバ制御部５３は、実装センサ１３と各種の個別センサ２とから送信されたセンサデータを、サーバ通信部５１を介して受信する。サーバ制御部５３は、受信したセンサデータをサーバ記憶部５２に記憶させる。

つぎに、ステップＳ４０において、サーバ制御部５３は、センサデータのグラフ化および対象物質の予測値の算出を行う情報解析機能を作動させる。図５は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１００のクラウドサーバ５のサーバ制御部５３において作成されるグラフの一例を示す特性図である。図５においては、サーバ制御部５３が、一酸化炭素センサ２ｆにおいて検出されたセンサデータである空気中における一酸化炭素濃度のデータがグラフ化された仮想グラフを示している。

図５における実線は、サーバ制御部５３が実際に取得したセンサデータを結んだ曲線である。図５における破線は、実際に取得したセンサデータに基づいてサーバ制御部５３が算出した、空気中における一酸化炭素濃度（％）の予測値である。空気中における一酸化炭素濃度の予測値は、実際に取得したセンサデータに基づいてサーバ制御部５３が算出した、各種の個別センサ２で検出される対象物質の今後の予測値である。サーバ制御部５３は、一定期間にわたって実際に取得したセンサデータを仮想グラフにプロットした後、時間軸を延長して対象物質の今後の予測値を仮想グラフにプロットする。

予測値の算出においては、たとえば図５に示すように、仮想グラフにプロットした、実際に取得したセンサデータの値を結んだ曲線を作成する。つぎに、曲線に接線を作ることで、接線の一定の傾きが求められる。接線は、曲線の最新のセンサデータ部分に作成される。そして、仮想グラフにおける接線上の値が現在からの任意の経過時間に対応する予測値となる。

サーバ制御部５３は、経過時間について、算出した接線の傾きが予め決められた傾き閾値以上になる場合に、所望の経過時間以内に空気中における一酸化炭素濃度が濃度閾値に到達すると判断する。すなわち、仮想グラフにおいて、曲線における最新のセンサデータ部分の接線の傾きのまま時間を経過させて、予め決められた経過時間内に接線が濃度閾値に到達するか否かを判定する。なお、予測値の算出方法は限定されない。

つぎに、ステップＳ５０において、サーバ制御部５３は、算出した対象物質の予測値が時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達するか否かを判定する。予め決められた濃度閾値は、サーバ制御部５３が空気調和設備１および換気扇３の制御を開始するか否かを判定するための閾値である。濃度閾値は、予め決められてサーバ記憶部５２に記憶されている。濃度閾値は、端末６から情報をサーバ記憶部５２に送信することにより、所望の値に設定可能である。濃度閾値は、各種の個別センサ２の各々について個別に設定できる。

図６は、一酸化炭素が空気中に何％あると人に影響があるかを示した図である。年齢や性別によって個人差はあるものの、空気中の一酸化炭素濃度の影響で、一般的に人には図６に示すような症状が現れる。空気中の一酸化炭素濃度：０．０４％は、人が１時間から２時間にわたって呼吸すると頭痛の症状が現れる一酸化炭素濃度である。空気中の一酸化炭素濃度：０．０８％は、人が４５分間にわたって呼吸すると頭痛、めまい、吐き気の症状が現れる一酸化炭素濃度である。空気中の一酸化炭素濃度：０．１６％は、人が２０分間にわたって呼吸すると頭痛、めまい、吐き気の症状が現れる一酸化炭素濃度である。空気中の一酸化炭素濃度：０．３２％は、人が５分間にわたって呼吸すると頭痛、めまいの症状が現れ、２６分間にわたって呼吸すると死亡する一酸化炭素濃度である。濃度閾値は、年齢や性別によって個人差はあるものの、図６に示すような周知の事実の数値すなわち周知の事実として証明されている値を設定しておく。なお、濃度閾値は、ユーザによって任意に設定された値であってもよい。

サーバ制御部５３は、実際に取得したセンサデータおよび算出した対象物質の今後の予測値を仮想グラフにプロットし、時間軸を延長した場合の予測値が予め決められた濃度閾値に到達するか否かを判定する。すなわち、サーバ制御部５３は、予測値が予め決められた濃度閾値に到達するか否かによって、空気調和設備１および換気扇３の制御を開始するか否かを判定する。

算出した対象物質の予測値が時間の経過とともに予め決められた濃度閾値に到達すると判定された場合には、ステップＳ５０においてＹｅｓとなり、ステップＳ６０に進む。算出した対象物質の予測値が時間の経過とともに予め決められた濃度閾値に到達しないと判定された場合には、ステップＳ５０においてＮｏとなり、ステップＳ１００に進む。

ステップＳ６０において、サーバ制御部５３は、「算出した対象物質の予測値が時間の経過とともに予め決められた濃度閾値に到達する」旨のメッセージおよび予測値を端末６に表示させる制御を行う。たとえば一酸化炭素の濃度を利用者が都度確認できることにより、人々が住宅で安全に生活する状況を実現できる。

つぎに、ステップＳ７０において、サーバ制御部５３は、換気扇３における換気運転の開始の制御および設定室温を維持させる制御を行って、空気調和設備１による空気調和と換気扇３による換気とを連携させた連携運転の制御を行う。すなわち、サーバ制御部５３は、換気扇３に換気運転を開始させる制御を行う。また、サーバ制御部５３は、換気扇３における換気運転が開始された後においても、空気調和対象空間である室内の室温が空気調和設備１における設定室温に維持されるように空気調和設備１を運転させる制御を行う。これにより、ユーザに不快感を与えることを抑制および防止できる。

図７は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１００において換気運転を開始した場合でも空気調和対象空間の室温を空気調和設備１における設定室温に維持する制御を模式的に示す図である。ステップＳ７０において、換気扇３における換気運転の開始後、サーバ制御部５３は、空気調和設備１に実装された実装センサ１３である赤外線センサ１３ｃから送信されるセンサデータを受信する。

サーバ制御部５３は、赤外線センサ１３ｃから送信されるセンサデータに基づいて、外気が室外から空気調和対象空間である室内に入ってくる場所、すなわち換気扇３が設置された場所を特定する。サーバ制御部５３は、現在の空気調和設備１の設定温度の情報を空気調和設備１から取得する。サーバ制御部５３は、現在の空気調和設備１の設定温度と、赤外線センサ１３ｃのセンサデータとを比較して、現在の空気調和設備１の設定温度と温度が大幅に異なる場所を換気扇３が設置された場所であると特定する。

サーバ制御部５３は、たとえば、現在の空気調和設備１の設定温度よりも、予め決められた温度幅以上高い場所、または現在の空気調和設備１の設定温度よりも、予め決められた温度幅以上低い場所を、換気扇３が設置された場所であると特定できる。

また、サーバ制御部５３は、赤外線センサ１３ｃから送信されるセンサデータにより、室内の温度分布を作成し、室内の温度分布において他の領域よりも予め決められた温度幅以上温度が変化している場所を、換気扇３が設置された場所であると特定することもできる。なお、赤外線センサ１３ｃから送信されるセンサデータに基づいて換気扇３の設置場所を特定する方法は限定されない。

たとえば、図７に示すように、室外温度が５度であり、現在の空気調和設備１の設定温度が２４度であり、現在の室内温度が２４度である状態を考える。この状態で、上述したようにサーバ制御部５３の制御によって換気扇３が換気を開始する。換気扇３での換気によって、暖かい室内空気が室外に出る。また、換気扇３での換気によって、冷たい外気が室内に入る。室外から換気扇３によって室内に取り入れられた外気によって、換気扇３の周囲の室内温度が１０度になる。また、室内温度も低下する。

サーバ制御部５３は、空気調和設備１の室内温度センサ１３ａにより測定される室内温度が空気調和設備１の設定温度に戻るように空気調和設備１を制御する。ここで、サーバ制御部５３は、換気扇３が設置された場所を特定する。そして、サーバ制御部５３は、換気扇３が設置された場所の室内温度が現在の空気調和設備１の設定温度から、予め決められた温度幅以上離れている場合は、換気扇３が設置された場所およびその周囲の領域の温度を現在の空気調和設備１の設定温度に戻すように、空気調和設備１を制御する。予め決められた温度幅の一例は、２度である。現在の空気調和設備１の設定温度が２４度であり、換気扇３の周囲の室内温度が１０度であり、予め決められた温度幅が２度であるので、サーバ制御部５３は、換気扇３が設置された場所およびその周囲の領域の温度をピンポイントで２４度に戻すように、空気調和設備１を制御する。

また、サーバ制御部５３は、室内の湿度についても同様に制御可能である。このようなサーバ制御部５３の制御は、換気が必要であるが室内の温度および室内の湿度を変化させたくない環境の場所である病院等で利用されることが好ましい。

すなわち、サーバ制御部５３は、ステップＳ５０およびステップＳ７０に示したように、予測値より、現在の空気質の状態が続いた場合に人に対して悪い影響があると判定した場合のみ、換気扇３および空気調和設備１の制御を開始する。そして、サーバ制御部５３は、一定濃度の空間に人間が居続けると影響がある空気質の濃度が、正常な値から濃度閾値に到達する前に換気等の制御を行う。このために、サーバ制御部５３は、濃度閾値に到達してから制御を行うのではなく、予測値を利用する。

つぎに、ステップＳ８０において、サーバ制御部５３は、ステップＳ４０においてセンサデータのグラフ化および対象物質の予測値の算出を行った後に取得したセンサデータを含めて、再度センサデータのグラフ化および対象物質の予測値の算出を行う。そして、サーバ制御部５３は、算出した対象物質の予測値が時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達するか否かを判定する。

算出した対象物質の予測値が時間の経過とともに予め決められた濃度閾値に到達すると判定された場合には、ステップＳ８０においてＹｅｓとなり、ステップＳ４０に戻る。算出した対象物質の予測値が時間の経過とともに予め決められた濃度閾値に到達しないと判定された場合には、ステップＳ８０においてＮｏとなり、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０において、サーバ制御部５３は、換気扇３の換気運転の停止の制御および設定室温を維持させる制御を行う。すなわち、サーバ制御部５３は、換気扇３に換気運転を停止させる制御を行う。また、サーバ制御部５３は、換気扇３における換気運転が停止された後において、空気調和対象空間の室温が空気調和設備１における設定室温に維持されるように空気調和設備１を運転させる制御を行う。

したがって、サーバ制御部５３は、換気扇３による換気を開始した場合でも、センサデータの値が人に対して良い方向に改善されれば、即座に換気扇３による換気を停止させる制御を行う。

一方、ステップＳ５０においてＮｏの場合は、ステップＳ１００において、サーバ制御部５３は、現在のセンサデータを端末６に表示させる制御を行う。サーバ制御部５３は、たとえば一酸化炭素センサ２ｆにおいて検出されたセンサデータである、現在の空気中における一酸化炭素濃度のデータを端末６に表示させる制御を行う。たとえば一酸化炭素の濃度を利用者が都度確認できることにより、人々が住宅で安全に生活する状況を実現できる。その後、サーバ制御部５３は、ステップＳ４０に戻る。

図８は、本発明の実施の形態１にかかる空気調和システム１００の制御における具体的なセンサデータの利用方法の手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、リビング１１１における空気調和システム１００の連携運転を例に説明する。

空気調和システム１００の動作の開始後、ステップＳ２１０において、実装センサ１３と各種の個別センサ２とが、センサデータの取得を開始して予め決められた周期でセンサデータを収集する。各種の個別センサ２は、収集したセンサデータを順次、サーバ制御部５３に送信する。

つぎに、ステップＳ２２０において、サーバ制御部５３は、センサデータ解析機能を作動させるか否かを判定する。サーバ制御部５３は、空気調和設備１による空気調和と、換気と、を連携させる連携モードがオンに設定されている場合に、センサデータ解析機能を作動させると判定する。サーバ制御部５３は、連携モードがオフに設定されている場合に、センサデータ解析機能を作動させないと判定する。連携モードのオンおよびオフは、端末６からクラウドサーバ５のサーバ制御部５３に設定可能である。

センサデータ解析機能を作動させないと判定された場合には、ステップＳ２２０においてＮｏとなり、一連の連携運転の制御が終了する。センサデータ解析機能を作動させると判定された場合には、ステップＳ２２０においてＹｅｓとなり、ステップＳ２３０に進む。

つぎに、ステップＳ２３０において、サーバ制御部５３は、センサデータ解析機能を作動させて、各種の個別センサ２のセンサデータを個別に解析し、センサデータのグラフ化および対象物質の予測値の算出を行う。

つぎに、ステップＳ２４０において、サーバ制御部５３は、換気が必要か否かを判定する。サーバ制御部５３は、ステップＳ２３０において算出された各種の個別センサ２のセンサデータの予測値のうち、時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達する予測値があると判定された場合に、換気が必要であると判定する。サーバ制御部５３は、ステップＳ２３０において算出された各種の個別センサ２のセンサデータの予測値のうち、時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達する予測値がない場合に、換気が不要であると判定する。

換気が不要であると判定された場合には、ステップＳ２４０においてＮｏとなり、ステップＳ２１０に戻る。換気が必要であると判定された場合には、ステップＳ２４０においてＹｅｓとなり、ステップＳ２５０に進む。ここでは、空気中の一酸化炭素濃度のセンサデータの予測値が時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達すると判定されて、換気が必要であると判定された場合を例に説明する。

ステップＳ２５０において、サーバ制御部５３は、空気調和設備１に換気機能が有るか否かを判定する。サーバ制御部５３は、予めサーバ記憶部５２に記憶されている空気調和設備１の機能の情報に基づいて、空気調和設備１に換気機能が有るか否かを判定する。空気調和設備１の機能の情報は、端末６からクラウドサーバ５に送信されサーバ記憶部５２に記憶される。また、サーバ制御部５３が、空気調和設備１の機能の情報を空気調和設備１から取得して、サーバ記憶部５２に記憶させてもよい。

空気調和設備１に換気機能が有ると判定された場合は、ステップＳ２５０においてＹｅｓとなり、ステップＳ２６０に進む。空気調和設備１に換気機能が無いと判定された場合は、ステップＳ２５０においてＮｏとなり、ステップＳ３００に進む。

ステップＳ２６０において、サーバ制御部５３は、空気調和設備１の換気機能を稼働させる制御を行う。空気調和設備１は、サーバ制御部５３の制御に従って換気機能を稼働させて、リビング１１１の換気を行う。

つぎに、ステップＳ２７０において、サーバ制御部５３は、ステップＳ２４０において換気が必要であると判定した際の根拠となった対象物質の濃度のセンサデータ、すなわち一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータを再取得する。

つぎに、ステップＳ２８０において、サーバ制御部５３は、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたか否か、すなわち空気中の一酸化炭素濃度が改善されたか否かを判定する。サーバ制御部５３は、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータについて、ステップＳ２３０において予測値の算出を行った後に取得した一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータを含めて、再度、予測値の算出を行う。そして、サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達するか否かを判定する。

サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達しないと判定された場合に、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたと判定する。サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が時間の経過とともに予め決められた濃度閾値に到達すると判定された場合に、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されていないと判定する。

一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたと判定された場合は、ステップＳ２８０においてＹｅｓとなり、ステップＳ２９０に進む。一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されていないと判定された場合は、ステップＳ２８０においてＮｏとなり、ステップＳ３００に進む。

ステップＳ２９０において、サーバ制御部５３は、空気調和設備１の換気機能の停止の制御および設定室温を維持させる制御を行う。すなわち、サーバ制御部５３は、空気調和設備１の換気機能を停止させる制御を行う。また、サーバ制御部５３は、空気調和設備１の換気機能が停止された後において、空気調和対象空間の室温が空気調和設備１における設定室温に維持されるように空気調和設備１を運転させる制御を行う。その後、ステップＳ２１０に戻る。

ステップＳ３００において、サーバ制御部５３は、換気扇３と接続がある否かを判定する。換気扇３と接続が有ると判定された場合は、ステップＳ３００においてＹｅｓとなり、ステップＳ３１０に進む。換気扇３と接続が無いと判定された場合は、ステップＳ３００においてＮｏとなり、ステップＳ３５０に進む。

ステップＳ３１０において、サーバ制御部５３は、換気扇３を稼働させる制御を行う。換気扇３は、サーバ制御部５３の制御に従って稼働し、リビング１１１の換気を行う。また、サーバ制御部５３は、室温を空気調和設備１の設定室温に維持させる制御を行って、空気調和設備１による空気調和と換気扇３による換気とを連携させた連携運転の制御を行う。

つぎに、ステップＳ３２０において、サーバ制御部５３は、ステップＳ２４０において換気が必要であると判定した際の根拠となった対象物質の濃度のセンサデータ、すなわち一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータを再取得する。

つぎに、ステップＳ３３０において、サーバ制御部５３は、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたか否か、すなわち空気中の一酸化炭素濃度が改善されたか否かを判定する。サーバ制御部５３は、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータについて、ステップＳ２３０において予測値の算出を行った後に取得した一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータを含めて、再度、予測値の算出を行う。そして、サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達するか否かを判定する。

サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達しないと判定された場合に、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたと判定する。サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が時間の経過とともに予め決められた濃度閾値に到達すると判定された場合に、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されていないと判定する。

一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたと判定された場合は、ステップＳ３３０においてＹｅｓとなり、ステップＳ３４０に進む。一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されていないと判定された場合は、ステップＳ３３０においてＮｏとなり、ステップＳ３５０に進む。

換気扇３の換気の能力には限界がある。サーバ制御部５３は、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されていないと判定した場合には、自動で窓を開けたほうが良いと判定し、自動で窓を開く制御に移行する。なお、自動で窓を開き、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善された場合は、自動で窓を閉じる制御が行われる。

ステップＳ３４０において、サーバ制御部５３は、換気扇３の停止の制御および設定室温を維持させる制御を行う。すなわち、サーバ制御部５３は、換気扇３を停止させる制御を行う。また、サーバ制御部５３は、換気扇３が停止された後において、空気調和対象空間の室温が空気調和設備１における設定室温に維持されるように空気調和設備１を運転させる制御を行う。その後、ステップＳ２１０に戻る。

ステップＳ３５０において、サーバ制御部５３は、自動で開閉する窓と接続がある否かを判定する。自動で開閉する窓と接続が有ると判定された場合は、ステップＳ３５０においてＹｅｓとなり、ステップＳ３６０に進む。自動で開閉する窓と接続が無いと判定された場合は、ステップＳ３５０においてＮｏとなり、ステップＳ２１０に戻る。

ステップＳ３６０において、サーバ制御部５３は、自動で開閉する窓を開く制御を行う。換気扇３は、サーバ制御部５３の制御に従って自動で開閉する窓が開き、リビング１１１の換気が行われる。また、サーバ制御部５３は、室温を空気調和設備１の設定室温に維持させる制御を行って、空気調和設備１による空気調和と窓による換気とを連携させる制御を行う。

つぎに、ステップＳ３７０において、サーバ制御部５３は、ステップＳ２４０において換気が必要であると判定した際の根拠となった対象物質の濃度のセンサデータ、すなわち一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータを再取得する。

つぎに、ステップＳ３８０において、サーバ制御部５３は、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたか否か、すなわち空気中の一酸化炭素濃度が改善されたか否かを判定する。サーバ制御部５３は、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータについて、ステップＳ２３０において予測値の算出を行った後に取得した一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータを含めて、再度、予測値の算出を行う。そして、サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達するか否かを判定する。

サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達しないと判定された場合に、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたと判定する。サーバ制御部５３は、再度算出した一酸化炭素濃度の予測値が時間の経過とともに予め決められた濃度閾値に到達すると判定された場合に、一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されていないと判定する。

一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されたと判定された場合は、ステップＳ３８０においてＹｅｓとなり、ステップＳ３９０に進む。一酸化炭素センサ２ｆのセンサデータが改善されていないと判定された場合は、ステップＳ３８０においてＮｏとなり、ステップＳ３７０に戻る。

ステップＳ３９０において、サーバ制御部５３は、自動で窓を閉じる制御および設定室温を維持させる制御を行う。すなわち、サーバ制御部５３は、自動で窓を閉じる制御を行った後、窓が閉じられた後において、空気調和対象空間の室温が空気調和設備１における設定室温に維持されるように空気調和設備１を運転させる制御を行う。その後、ステップＳ２１０に戻る。

上述したように、空気調和システム１００は、同一通信ネットワーク上に接続されている各種の個別センサ２において検出されたセンサデータから得られる情報をクラウドまで吸い上げ、センサデータの値を処理して、予測値を算出する。そして、予測値と予め決められた濃度閾値とに基づいて換気の必要の有無を判定し、換気が必要である場合には換気を行う制御を行う。

これにより、空気調和システム１００は、各種の個別センサ２が配置された室内が広い場合でも、空気調和設備１から離れた場所に個別センサ２を配置することで、室内における個別センサ２の配置された場所の空気質の濃度に対応して適切に換気を行うことができる。

また、空気調和設備１に実装された赤外線センサ１３ｃを利用して、換気を行って外気を取り入れている場所を特定し、外気を取り入れている場所に対して重点的に空気調和を行う制御をすることにより、換気を行っている場合でも室内の温度および湿度が空気調和設備１の設定値に維持されるように、空気調和と換気との連携制御を行うことができる。

すなわち、換気を行って外気を室内に取り入れる場合、室内と室外とにおける気温差および湿度差により、快適に保たれていた室内空間の環境が換気によって乱れる。しかし、空気調和システム１００は、空気調和設備１に赤外線センサ１３ｃを搭載しているため、室内のどの部分が暑いのか、または寒いのか、といった室内の寒暖についての状況を、空気調和設備１およびサーバ制御部５３が把握できる。空気調和システム１００は、外気を取り入れて環境が乱れた場所に局所的に快適な空気を流し込み、快適な環境を維持することができる。

ここで、局所的に快適な空気を流し込むためには、空間全体の大きさなどの状態も把握する必要がある。赤外線センサ１３ｃおよびその他のセンサでも取得できない情報がある場合は、端末６などから情報をサーバ制御部５３に入力して、連携制御の精度を高めることができる。空間全体の大きさなどの情報には、天井の高さおよび壁の材質などが例示される。

また、個別センサ２は、室内に設置するだけでなく、室外にも設置することで、換気時の空気の流れと合わせて利用者の過ごす空間を快適に管理することができる。換気を実施してもセンサデータが改善されない場合、室内と室外とに設置された同じ空気質を検出する個別センサ２のセンサデータに基づいて別の対処法を検討することができる。

また、同じ空気質を検出する個別センサ２が室内と室外との両方に設置されている場合は、換気したほうがよいのか、または換気しないほうがよいのかを、サーバ制御部５３において判断することができる。すなわち、サーバ制御部５３は、室内に設置された個別センサ２である内部個別センサで検出されたセンサデータと、室内の外部に設置されて内部個別センサと同じ空気質の濃度を検出する個別センサ２である外部個別センサで検出されたセンサデータと、を比較して換気設備における換気を行うか否かを判定し、換気設備における換気を制御することができる。

また、この場合、サーバ制御部５３は、内部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度が外部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度よりも高い場合は、換気設備における換気を行うと判定して、換気設備に換気を行わせる制御を行う。一方、サーバ制御部５３は、内部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度が外部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度よりも低い場合は、換気設備における換気を行わないと判定して、換気設備に換気を行わせずに予測値を端末に通知する。

また、サーバ制御部５３は、上記のように換気設備に換気を行わせずに予測値を端末６に通知した後に、空気調和設備１の換気機能によって室内を換気させることができる。

また、サーバ制御部５３は、上記のように換気設備に換気を行わせずに予測値を端末６に通知した後に、室内における個別センサ２で検出された空気質の濃度を改善する家電機器が同一通信ネットワークに接続されている場合、家電機器を動作させることができる。家電機器には、例えば空気清浄機が例示される。これにより、換気以外の方法で室内の空気質の濃度を改善することができる。

また、サーバ制御部５３は、空気調和設備１の換気機能、または空気清浄機などの通信ネットワークに接続されている家電機器が動作している場合に、予め空気調和設備１に設定されている設定室温および設定湿度などの空気調和条件を維持するように空気調和設備１を制御する。これにより、ユーザに不快感を与えることを抑制および防止できる。

また、サーバ制御部５３は、赤外線センサ１３ｃで検出された、室内における全ての領域または指定された特定の領域の表面温度の情報を取得する。そして、サーバ制御部５３は、赤外線センサ１３ｃで検出された情報から室内にいる人または動物の体温を取得し、人または動物の体温に異常を検出した場合に、人または動物の体温の異常を端末６に通知することができる。人または動物の体温に異常である場合は、たとえば取得した人または動物の体温が予め決められた体温閾値範囲から外れている場合である。

また、上記においては、空気調和設備１が住宅に設置されている場合について説明したが、空気調和システム１００における空気調和設備１の設置場所は、建物に限定されない。空気調和システム１００の空気調和設備１は、自動車などの閉鎖的な空間になる場所に設置されていればよい。

自動車の排気ガスには、一定の一酸化炭素が含まれている。このため、一酸化炭素中毒と気づかないまま生活している人もいると推測される。空気中には、一酸化炭素以外にも濃度によって有害物質となる物質が数多く存在する。空気調和システム１００は、上述した連携制御に利用したい空気質を検出する個別センサ２があれば適用可能であり、基本的な制御は上記の説明と変わらない。

空気調和設備１が設置された自動車に空気調和システム１００を適用することにより、車内の空気の有害物質の濃度が車外の空気の有害物質の濃度より高い場合に、自動的に外気を取り入れる制御を行うことができる。車のエンジンをかけている状態で長時間停止すると、マフラーから排出される有害物質がトランクの隙間から車内に侵入する場合がある。この場合、サーバ制御部５３は、エアコンフィルターから車外に接続されている車外の空気を取り込む位置に設置された個別センサ２のセンサデータと、車内に設置された個別センサ２のセンサデータとを比較する。そして、車外の空気のほうが有害物質の濃度が低い場合、サーバ制御部５３は、自動的に空気調和設備１を稼働させて外気を取り入れる制御を行う。また、サーバ制御部５３は、クラクションを鳴らすなど、利用者に危険な状態を通知する。

なお、上記においては、クラウドサーバ５のサーバ制御部５３がシステム制御部として機能する場合について説明した。空気調和設備１の空気調和制御部１４にシステム制御部としての処理性能を求めると、高性能なＣＰＵを搭載する必要がある。クラウドサーバ５のサーバ制御部５３をシステム制御部として用いることで、空気調和設備１の空気調和制御部１４のハードウェアを大きく変更することなく、空気調和システム１００を構築することができる。なお、空気調和設備１の空気調和制御部１４の処理性能が高い場合は、クラウドサーバ５を用いることなく、空気調和設備１の空気調和制御部１４をシステム制御部として用いてもよい。

上述したように、本実施の形態１にかかる空気調和システム１００は、本実施の形態１にかかる空気調和システム１００は、個別センサ２において検出されたセンサデータを解析処理した予測値に基づいて換気の必要の有無を判定し、換気が必要である場合には換気を行う制御を行う。また、空気調和システム１００は、換気を行っている間も、空気調和設備１に実装された赤外線センサ１３ｃおよび室内温度センサ１３ａにおいて検出されたセンサデータに基づいて、空気調和設備１における設定室温に維持する制御を行う。これにより、空気調和システム１００は、室内温度を空気調和設備１における設定室温から大きく変動させることなく室内を空気調和設備１における設定室温に空気調和でき、省エネルギーで室内温度を設定室温に維持することができる。

そして、空気調和システム１００は、人に対して悪い影響を及ぼす可能性のある空気質の発生源の周囲に個別センサ２を配置することにより、室内が広い場合でも、室内における空気質の発生源の周囲における空気質の濃度に対応して適切に換気を行うことができる。

したがって、本実施の形態１にかかる空気調和システム１００によれば、個別センサ２において検出されたセンサデータと空気調和設備１に実装された実装センサ１３において検出されたセンサデータとを用いて、空気調和対象空間における空気質の濃度の状況に対応した空気調和と換気とを効率良く行うことができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 空気調和設備、２ 個別センサ、２ａ においセンサ、２ｂ イオン濃度センサ、２ｃ ガス濃度センサ、２ｄ 人感センサ、２ｅ 照度センサ、２ｆ 一酸化炭素センサ、２ｇ 室外温度センサ、２ｈ 室外湿度センサ、３ 換気扇、４ 無線ＬＡＮルータ、５ クラウドサーバ、６ 端末、７ インターネット、１１ 空気調和部、１２ 無線ＬＡＮアダプタ、１３ 実装センサ、１３ａ 室内温度センサ、１３ｂ 室内湿度センサ、１３ｃ 赤外線センサ、１４ 空気調和制御部、２１ 検出部、２２ センサ通信部、３１ 換気部、３２ 換気扇通信部、５１ サーバ通信部、５２ サーバ記憶部、５３ サーバ制御部、６１ 端末操作部、６２ 端末表示部、６３ 端末記憶部、６４ 端末通信部、６５ 端末制御部、１００ 空気調和システム、１０１ プロセッサ、１０２ メモリ、１１１ リビング、１１２ 寝室、１１３ 子供部屋、１１４ ゲストルーム、１１５ 玄関および廊下。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる空気調和システムは、空気調和対象空間に設置されて空気調和対象空間の空気調和を行う空気調和設備と、空気調和設備に実装された実装センサと、空気調和対象空間における空気調和設備の外部に設置されて空気調和対象空間の空気質の濃度を検出する個別センサと、空気調和対象空間を換気する換気設備と、空気調和設備と個別センサと換気設備とに通信ネットワークを介して接続されたシステム制御部と、を備える。システム制御部は、個別センサで検出されたセンサデータに基づいて、個別センサで検出されるセンサデータの今後の予測値を算出し、今後の予測値に基づいて換気設備における換気を行うか否かを判定して、実装センサで検出されたセンサデータと今後の予測値とに基づいて、換気設備における換気と、換気設備における換気時の空気調和設備における空気調和とを制御する。

室内状態センサは、空気調和対象空間である室内にいる人の人数、窓の位置などの室内の細かい状態を検出するために設けられるセンサであり、空気調和対象空間状態センサである。赤外線センサ１３ｃが例示される。赤外線センサ１３ｃは、受光した赤外領域の光を電気信号に変換して必要な情報を取り出すセンサである。赤外線センサ１３ｃは、周期的に空気調和対象空間である室内の全てまたは指定された特定の領域の表面温度を検出する。赤外線センサ１３ｃにより、室内の表面温度の情報を得ることができる。赤外線センサ１３ｃにより得られる室内の表面温度の情報により、室内のどこが暑いのか、または室内のどこが寒いのか、といった室内の寒暖についての情報を得ることができる。

ステップＳ３００において、サーバ制御部５３は、換気扇３と接続があるか否かを判定する。換気扇３と接続が有ると判定された場合は、ステップＳ３００においてＹｅｓとなり、ステップＳ３１０に進む。換気扇３と接続が無いと判定された場合は、ステップＳ３００においてＮｏとなり、ステップＳ３５０に進む。

ステップＳ３５０において、サーバ制御部５３は、自動で開閉する窓と接続があるか否かを判定する。自動で開閉する窓と接続が有ると判定された場合は、ステップＳ３５０においてＹｅｓとなり、ステップＳ３６０に進む。自動で開閉する窓と接続が無いと判定された場合は、ステップＳ３５０においてＮｏとなり、ステップＳ２１０に戻る。

ステップＳ３６０において、サーバ制御部５３は、自動で開閉する窓を開く制御を行う。サーバ制御部５３の制御に従って自動で開閉する窓が開くことにより、リビング１１１の換気が行われる。また、サーバ制御部５３は、室温を空気調和設備１の設定室温に維持させる制御を行って、空気調和設備１による空気調和と窓による換気とを連携させる制御を行う。

上述したように、空気調和システム１００は、同一通信ネットワーク上に接続されている各種の個別センサ２において検出されたセンサデータから得られる情報をクラウドサーバ５まで吸い上げ、センサデータの値を処理して、予測値を算出する。そして、予測値と予め決められた濃度閾値とに基づいて換気の必要の有無を判定し、換気が必要である場合には換気を行う制御を行う。

また、この場合、サーバ制御部５３は、内部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度が外部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度よりも高い場合は、換気設備における換気を行うと判定して、換気設備に換気を行わせる制御を行う。一方、サーバ制御部５３は、内部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度が外部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度よりも低い場合は、換気設備における換気を行わないと判定して、換気設備に換気を行わせずに予測値を端末６に通知する。

また、サーバ制御部５３は、赤外線センサ１３ｃで検出された、室内における全ての領域または指定された特定の領域の表面温度の情報を取得する。そして、サーバ制御部５３は、赤外線センサ１３ｃで検出された情報から室内にいる人または動物の体温を取得し、人または動物の体温に異常を検出した場合に、人または動物の体温の異常を端末６に通知することができる。人または動物の体温に異常がある場合は、たとえば取得した人または動物の体温が予め決められた体温閾値範囲から外れている場合である。

Claims (13)

1. 空気調和対象空間に設置されて前記空気調和対象空間の空気調和を行う空気調和設備と、
   前記空気調和設備に実装された実装センサと、
   前記空気調和対象空間における前記空気調和設備の外部に設置されて前記空気調和対象空間の空気質の濃度を検出する個別センサと、
   前記空気調和対象空間を換気する換気設備と、
   前記空気調和設備と前記個別センサと前記換気設備とに通信ネットワークを介して接続されたシステム制御部と、
   を備え、
   前記システム制御部は、前記実装センサで検出されたセンサデータと前記個別センサで検出されたセンサデータとに基づいて、前記換気設備における換気と、前記換気設備における換気時の前記空気調和設備における空気調和とを制御する、空気調和システム。
2. 前記システム制御部は、前記個別センサで検出されたセンサデータに基づいて、前記個別センサで検出されるセンサデータの予測値を算出し、前記予測値に基づいて前記換気設備における換気を行うか否かを判定する、請求項１に記載の空気調和システム。
3. 前記システム制御部は、前記予測値が時間の経過とともに予め決められた経過時間内に予め決められた濃度閾値に到達する場合に、前記換気設備における換気を行わせ、前記予測値を端末に通知する、請求項２に記載の空気調和システム。
4. 前記濃度閾値は、周知の事実として証明されている値または任意に設定される値である、請求項３に記載の空気調和システム。
5. 前記システム制御部は、前記空気調和対象空間に設置された前記個別センサである内部個別センサで検出されたセンサデータと、前記空気調和対象空間の外部に設置されて前記内部個別センサと同じ空気質の濃度を検出する前記個別センサである外部個別センサで検出されたセンサデータと、を比較して前記換気設備における換気を行うか否かを判定し、前記換気設備における換気を制御する、請求項３または４に記載の空気調和システム。
6. 前記システム制御部は、
   前記内部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度が前記外部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度よりも高い場合は、前記換気設備における換気を行うと判定して、前記換気設備に換気を行わせ、
   前記内部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度が前記外部個別センサで検出されたセンサデータの空気質の濃度よりも低い場合は、前記換気設備における換気を行わないと判定して、前記換気設備に換気を行わせずに前記予測値を前記端末に通知する、請求項５に記載の空気調和システム。
7. 前記システム制御部は、前記換気設備に換気を行わせずに前記予測値を前記端末に通知した後に、前記空気調和設備の換気機能によって前記空気調和対象空間を換気させる、請求項６に記載の空気調和システム。
8. 前記システム制御部は、前記換気設備に換気を行わせずに前記予測値を前記端末に通知した後に、前記通信ネットワークに接続されて、前記空気調和対象空間における前記個別センサで検出された空気質の濃度を改善する家電機器を動作させる、請求項６に記載の空気調和システム。
9. 前記空気調和設備は、前記空気調和設備の換気機能または前記通信ネットワークに接続されている家電機器が動作している場合に、予め前記空気調和設備に設定されている空気調和条件を維持するように前記空気調和設備を制御する、請求項８に記載の空気調和システム。
10. 前記空気調和設備は、前記実装センサとして前記空気調和対象空間の状態を検出する赤外線センサを備える、請求項３から９のいずれか１つに記載の空気調和システム。
11. 前記赤外線センサは、前記赤外線センサで検出された情報を前記端末に通知する、請求項１０に記載の空気調和システム。
12. 前記システム制御部は、前記赤外線センサで検出された情報から前記空気調和対象空間にいる人または動物の体温を取得し、前記人または前記動物の体温に異常を検出した場合に、前記人または前記動物の体温の異常を前記端末に通知する、請求項１１に記載の空気調和システム。
13. 前記空気質の種類が異なる複数の前記個別センサを有する、請求項１から１２のいずれか１つに記載の空気調和システム。

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