WO2015033459A1 - 空調制御システム - Google Patents
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- F24F7/08—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit with separate ducts for supplied and exhausted air with provisions for reversal of the input and output systems
Definitions
- the present invention relates to an air conditioning control system that reduces the air conditioning load using outside air.
- the environment control means such as a ventilator is operated to forcibly introduce the outside air into the room to reduce the air conditioning load when the user returns home
- An air conditioning control system using outside air that adjusts the indoor thermal environment is known (see Patent Document 1).
- the air volume of a ventilator or the like used as a conventional thermal environment control means is determined by calculating from the volume of the room, the number of people, etc., and the air volume is generally smaller than the air volume of an air conditioner such as an air conditioner. Is. Therefore, when the temperature difference and enthalpy difference between the outside air and the room are small, there is a problem that the ability to adjust the temperature of the room is low, and the efficiency of the outside air conditioning with respect to the power consumption of the ventilator is deteriorated.
- ventilators often ventilate multiple rooms with a single unit, and the amount of outside air introduced into specific rooms with high priority for outside air conditioning is relatively small. There was room for further improvement in the temperature control efficiency of specific rooms with respect to input power.
- the present invention has been made in order to solve the above-described problems.
- the ventilator is controlled to prioritize the air conditioning load of a specific air conditioning target space.
- the purpose is to provide an air conditioning control system that can alleviate the problem.
- the air conditioning control system is provided in each of the plurality of indoor spaces, the exhaust means for exhausting the air in the plurality of indoor spaces to the outside of the indoor space, and the indoor spaces.
- an air supply / exhaust air volume adjusting unit that can adjust the flow rate of air passing through the interior and the outside of the air supply system, so that each air supply / exhaust air volume adjusting unit in the plurality of indoor spaces is set to the first air volume setting.
- a normal ventilation operation mode in which the exhaust means is operated, and a passing air amount of the air supply / exhaust amount adjusting means installed in a specific indoor space among the plurality of indoor spaces as compared with the first air amount setting.
- the air conditioning control system of the present invention it is possible to improve the effect of outside air conditioning without increasing power consumption by limiting the supply of outside air to a specific air conditioning target space in the outside air air conditioning mode.
- FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioning control system according to Embodiment 1.
- FIG. 2 is a control block diagram of the air conditioning control system according to Embodiment 1.
- FIG. It is the schematic at the time of the normal ventilation operation mode of the air-conditioning control system which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is the schematic at the time of the external air air-conditioning mode of the air-conditioning control system which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is the schematic at the time of the large air flow outside air air-conditioning mode of the air-conditioning control system which concerns on Embodiment 1.
- FIG. It is the figure which showed the indoor temperature of the normal ventilation operation mode which concerns on Embodiment 1, and the fluctuation
- FIG. 6 is a configuration diagram of an air conditioning control system according to Embodiment 3. It is a block diagram of the air-conditioning control system which concerns on Embodiment 4. It is a block diagram of the air-conditioning control system which concerns on Embodiment 5.
- FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioning control system according to Embodiment 1 of the present invention.
- the air conditioning control system according to Embodiment 1 is installed and used in a building such as a general house, for example.
- a priority air conditioning target space A and a general air conditioning target space B are formed by a partition 50.
- the exhaust means 10 In the priority air-conditioning target space A, the exhaust means 10, the air supply / exhaust amount adjusting means 20a, the large air volume exhaust means 30, and the air conditioning means 40a are installed.
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20b and the air conditioning means 40b are provided. is set up.
- the indoor temperature detection means 1a and the occupancy detection means 3a are installed, and in the general air conditioning target space B, the room temperature detection means 1b and the occupancy detection means 3b are installed.
- outdoor temperature detection means 2 is arranged outside the room.
- a control setting means 60 is arranged in the room, and sets the control contents of the exhaust means 10, the supply / exhaust amount adjustment means 20a, the large air volume exhaust means 30, the air conditioning means 40a, the supply / exhaust amount adjustment means 20b, and the air conditioning means 40b. be able to.
- the exhaust unit 10 performs exhaust by one air blower.
- a plurality of exhaust units 10 may be installed as long as the exhaust amount can be secured, and the number of installed units is not limited.
- the supply / exhaust amount adjusting means 20a, 20b is not limited as long as the supply / exhaust amount can be appropriately secured.
- the large air volume exhaust means 30 is disposed in the priority air conditioning target space A in FIG. 1, but may be disposed in the general air conditioning target space B or other places (toilet, bathroom, etc.) as long as the exhaust can be performed. The location and the number of installed units are not limited.
- control setting means 60 illustrated what is arrange
- each device since each device may be controlled using wireless communication or the like, it may be installed as software on a mobile phone, smartphone, tablet terminal, etc. so that it can be carried by a user on the go. It is not limited.
- the exhaust means 10 is a fan that can convey air from the room to the outside and vary the amount of air flow.
- the fan is a centrifugal fan, a multiblade fan, or the like driven by a motor such as a DC fan motor, and adjusts the conveyance air volume by changing the rotation speed.
- the exhaust means 10 is mainly used for the purpose of regular ventilation, and the air volume is determined by the volume of the target space, the number of residents, and the like.
- the ventilation frequency is often about 0.5 to 1 time / hour, and the ventilation air volume is about 30 to 60 m 3 / h.
- the ventilation air volume per person is designed to be 20 to 30 m 3 / h.
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20a, 20b are installed to adjust the air supply / exhaust amount, and are openable and closable vent holes that can move outdoor air and indoor air.
- the supply / exhaust amount adjusting means 20a, 20b is provided with a damper or the like whose opening degree is variable inside the vent hole, and the opening degree can be controlled using a stepping motor or the like.
- a fan (not shown) may be disposed in the vent hole to control the supply / exhaust amount, and the method for controlling the supply / exhaust amount is not limited.
- the large air volume exhaust means 30 is a fan capable of transporting air from the room to the outside and changing the transport air volume.
- the fan is a centrifugal fan, a multiblade fan, or the like driven by a motor such as a DC fan motor, and adjusts the conveyance air volume by changing the rotation speed.
- the large air volume exhaust means 30 is not a purpose of regular ventilation, but is installed as a local exhaust device for the purpose of odor and moisture countermeasures. For example, toilet ventilation, bathroom drying, kitchen ventilation fan, etc.
- the local exhaust system installed in addition to these regular ventilation applications has a large ventilation volume compared to the regular ventilation system.
- a ventilation volume of 300 m 3 / h or more is generally required.
- the exhaust capacity is about 5 to 10 times.
- Air conditioning means 40a, 40b are air-conditioning equipment that can cool and heat the target space, such as an air conditioner that uses a refrigeration cycle and includes an indoor unit and an outdoor unit.
- a partition 50 is arranged between the priority air conditioning target space A and the general air conditioning target space B, but the partition 50 has a gap or a ventilation hole, and air can move according to the pressure difference on both sides of the partition 50. It is like that.
- Various sensors are arranged in the air conditioning control system of the present invention.
- indoor temperature detection means 1a and 1b for detecting the indoor temperature are installed, and an outdoor temperature detection means 2 for detecting the outdoor temperature is installed outside the room.
- occupancy detection means 3a and 3b for detecting whether or not the user is occupying the room are arranged.
- the air-conditioning means 40a, 40b, the indoor TV, lighting, human sensor, indoor door opening / closing mechanism, etc. are provided with the use frequency detecting means 4 (see FIG. 2). The time zone used and the device used can be stored.
- the indoor temperature detection means 1a, 1b and the outdoor temperature detection means 2 are temperature detection means such as a thermistor and a thermocouple.
- a room temperature detection sensor (not shown) arranged in the air conditioning means 40a, 40b may be used as the indoor temperature detection means 1a, 1b, and the outdoor temperature detection means 2 is an outdoor unit of the air conditioning means 40a, 40b. You may utilize the temperature sensor installed in.
- the outdoor temperature may acquire the outdoor temperature information obtained through the internet etc., The detection method is not limited.
- the occupancy detection means 3 detects the power consumption of equipment (lighting / air conditioning equipment, etc.) placed in the target space to detect the presence or absence of the user, or implements infrared temperature measurement at multiple points Some of them detect the moving heat source. Further, the user may directly input the occupancy information, and the detection method is not limited.
- equipment light / air conditioning equipment, etc.
- the usage frequency detection means 4 detects which space the user is using when in the room. For example, it is possible to detect the frequency of use of each space by detecting the power consumption of the TV and PC and the usage time zone. Moreover, you may detect by having a user input usage frequency, and does not limit a detection method.
- FIG. 2 is a control block diagram of the air conditioning control system according to the first embodiment.
- the indoor / outdoor environment detection means 70 is connected to indoor temperature detection means 1a, 1b, outdoor temperature detection means 2, occupancy detection means 3a, 3b, and usage frequency detection means 4.
- the indoor / outdoor environment detection means 70 acquires the temperature, occupancy status, and usage frequency information from each of these sensors, and sends the indoor / outdoor environment information and usage status information to the device control means 80.
- the device control means 80 determines the control content of each device from the control setting means 60, indoor / outdoor environment information, and usage status information. Then, the device control means 80 transmits the determined control content to the exhaust means 10, the supply / exhaust air amount adjustment means 20a, 20b, the large air volume exhaust means 30, and the air conditioner 40 via the control signal communication means 90 to transmit the control contents of each device. Control can be performed.
- FIG. 3 is a schematic diagram of the air conditioning control system according to Embodiment 1 in a normal ventilation operation mode. Solid arrows indicate air flow.
- the exhaust means 10 is operating, and exhausts the air in the priority air conditioning target space A and the general air conditioning target space B to the outside of the room.
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20a in the priority air-conditioning target space A and the air supply / exhaust amount adjusting means 20b in the general air-conditioning target space B are both set to a state where air can freely flow in and out (first air volume setting).
- the same amount of outside air as the room air exhausted to the outside by the exhaust means 10 flows into the room.
- the large air volume exhaust means 30 is not operated except for the user's operation.
- since there is no factor which produces a pressure difference between the partitions 50 the movement of the air through the partitions 50 hardly occurs.
- FIG. 4 is a schematic diagram of the air-conditioning control system according to Embodiment 1 in the outside air-conditioning mode. Solid arrows indicate air flow.
- the exhaust means 10 is operating, and exhausts the air in the priority air conditioning target space A and the general air conditioning target space B to the outside of the room.
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20a in the priority air-conditioning target space A is set so that air can freely flow in and out, and the air supply / exhaust amount adjusting means 20b in the general air-conditioning target space B cannot perform air inflow / outflow. Or, it is set to a small state (second air volume setting).
- FIG. 5 is a schematic diagram of the air conditioning control system according to Embodiment 1 in a large air volume outside air air conditioning mode. Solid arrows indicate air flow.
- the exhaust means 10 is operating, and exhausts the air in the priority air conditioning target space A and the general air conditioning target space B to the outside of the room.
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20a in the priority air-conditioning target space A is set so that air can freely flow in and out, and the air supply / exhaust amount adjusting means 20b in the general air-conditioning target space B cannot perform air inflow / outflow. Or, it is set to a small state (second air volume setting).
- second air volume setting By setting the air supply / exhaust amount adjusting means 20a and 20b in this manner, substantially the same amount of outside air as the room air exhausted by the exhaust means 10 to the outside flows into the priority air conditioning target space A.
- the large air volume exhaust means 30 a large amount of outside air is introduced into the priority air-conditioning target space A via the air supply / exhaust amount adjusting means 20a. Therefore, the amount of outside air introduced into the priority air conditioning target space A can be further increased as compared with the outside air air conditioning mode, and the outside air air conditioning can be preferentially performed. And by performing outdoor air conditioning with an increased amount of outside air introduced, it becomes possible to adjust the indoor environment in a direction that reduces the air conditioning load even when the temperature difference or enthalpy difference between the outdoor air and the room air is small. . At this time, the differential pressure generated between the priority air-conditioning target space A and the general air-conditioning target space B is eliminated by the air in the priority air-conditioning target space A moving to the general air-conditioning target space B through the partition 50.
- FIGS. 6 to 8 are diagrams showing fluctuations in room temperature and power consumption in each mode.
- the outside air temperature is lower than the room temperature (for example, 23 ° C.), and the cooling operation by the outside air is possible, and the room temperature is set to the air conditioning set temperature (for example, 26 ° C.) specified by the user.
- a high state for example, 35 ° C.
- the heat capacity of the building housing is sufficiently higher than the heat capacity of air, and the housing temperature is higher than the outdoor temperature. This condition corresponds to, for example, sunset at a day when sufficient solar radiation is obtained in summer.
- FIG. 6 is a diagram showing a change in room temperature and power consumption in the normal ventilation operation mode according to the first embodiment. Since the indoor air has a higher temperature than the outdoor air, the indoor temperature gradually decreases due to the ventilation operation. However, the room temperatures Ta and Tb of the priority air-conditioning target space A and the general air-conditioning target space B are not the same as the outdoor temperature To even when the time Ts at which the number of ventilations with respect to the room volume becomes one has elapsed. This is because the outdoor air that has flowed into the room also cools the housing of a building having a large heat capacity. Further, the power consumption is constant because only the exhaust means 10 is driven.
- FIG. 7 is a diagram showing fluctuations in room temperature and power consumption in the outside air conditioning mode according to Embodiment 1.
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20a in the priority air conditioning target space A is set to a state where air can freely enter and exit
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20b in the general air conditioning target space B is Since the inflow / outflow cannot be performed or is set to a small state (second air volume setting), approximately the same amount of outside air as the room air exhausted by the exhaust unit 10 to the outside flows into the priority air conditioning target space A in a concentrated manner. .
- the indoor temperature Ta in the priority air-conditioning target space A is relatively large compared to the indoor temperature Tb in the general air-conditioning target space B.
- the power consumption is constant because only the exhaust means 10 is driven.
- FIG. 8 is a diagram showing fluctuations in room temperature and power consumption in the large-air-volume outdoor air-conditioning mode according to Embodiment 1.
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20a of the priority air conditioning target space A is set to a state in which air can freely flow in and out
- the air supply / exhaust amount adjusting means 20b of the general air conditioning target space B is Since the inflow / outflow of air cannot be performed or is set to a small state (second air volume setting), approximately the same amount of outside air as the indoor air exhausted by the exhaust unit 10 to the outside is concentrated in the priority air conditioning target space A. Inflow.
- the large air volume exhaust means 30 by operating the large air volume exhaust means 30, a larger amount of outside air is introduced into the priority air-conditioning target space A via the air supply / exhaust amount adjusting means 20a. Accordingly, the amount of outside air introduced into the priority air-conditioning target space A can be further increased as compared with the outside air air-conditioning mode, and the indoor temperature Ta of the priority air-conditioning target space A becomes the indoor temperature Tb of the general air-conditioning target space B as compared with the outside air air-conditioning mode. On the other hand, it turns out that it has fallen further greatly.
- FIG. 9 is a flowchart of operation mode selection in the air conditioning control system according to the first embodiment.
- step 1 (Air-conditioning target space setting (ST1))
- step 1 (ST1), a space for performing outside air conditioning is selected.
- the air-conditioning target space selection is set by the user, or is set from the detection result of the usage frequency detection means 4.
- step 2 (Control information acquisition (ST2))
- step 2 information necessary for control is obtained.
- the indoor temperature Ti of the air-conditioning target space is acquired from the indoor temperature detection means 1a, 1b
- the outdoor temperature To is acquired from the outdoor temperature detection means 2
- the presence / absence information of the user is acquired from the presence detection means 3a, 3b.
- it calculates from the setting by a user or the past history of the usage frequency detection means 4, and calculates a user's occupancy start time TIMEr.
- the occupancy start predicted time TIMEr is predicted by the usage information by the usage frequency detection means 4 provided in the device in the priority air conditioning target space A.
- These devices are targeted for one or more of an air conditioner, illumination, a human sensor, and an indoor door opening / closing mechanism.
- step 3 it is determined whether or not to start the outside air conditioning.
- the process proceeds to outside air conditioning determination (ST4). In other cases, normal ventilation is performed. Operation (ST11) is performed.
- step 4 it is determined whether or not the outside air conditioning is possible. In the determination, if the temperature difference between the indoor temperature Ti and the outdoor temperature To in the priority air-conditioning target space A is equal to or greater than the set value ⁇ , the process proceeds to the outdoor air-conditioning mode determination 1 (ST5). Operation is carried out (ST11).
- step 5 the operation mode of the outside air conditioning is determined.
- the difference between the indoor temperature Ti and the outdoor temperature To in the priority air-conditioning target space A is equal to or less than the set value ⁇
- the flow proceeds to the large air volume outside air air conditioning mode (ST6), and in other cases, the outside air air conditioning mode determination 2 ( Perform ST7).
- step 6 (Large air volume outside air conditioning mode (ST6))
- step 6 (ST6), a large air volume outside air conditioning mode is implemented. Thereafter, an end determination (ST10) is performed.
- step 7 the operation mode of the outside air conditioning is determined.
- the difference between the indoor temperature Ti and the outdoor temperature To in the priority air-conditioning target space A is equal to or less than the set value ⁇
- the process proceeds to the outdoor air-conditioning mode (ST8), and otherwise the normal ventilation operation (ST10) is performed.
- ⁇ , ⁇ , and ⁇ set here have a relationship of ⁇ ⁇ ⁇ .
- step 8 In step 8 (ST8), the outside air conditioning mode is performed. Thereafter, an end determination (ST10) is performed.
- step 9 (Normal ventilation operation mode (ST9)
- step 9 the normal ventilation operation mode is performed. Thereafter, an end determination (ST10) is performed.
- Step 10 It is determined whether or not to terminate the outside air conditioning.
- the determination of the end is that air-conditioning is performed when the user's occupancy is detected, when the activation of the air-conditioning means 40a, 40b is detected, or when the indoor temperature of the priority air-conditioning target space A reaches the set target temperature.
- the normal ventilation operation (ST11) is carried out. In other cases, an outside air conditioning determination (ST4) is performed.
- FIG. FIG. 10 is a configuration diagram of an air conditioning control system according to the second embodiment. Since the basic configuration is the same as that of the air conditioning control system according to the first embodiment, only the configuration different from the first embodiment will be described.
- supply / exhaust amount adjusting means 20c, 20d are also installed in the exhaust systems of the priority air conditioning target space A and the general air conditioning target space B.
- the amount of outside air introduced into the priority air conditioning target space A can be relatively increased, and the effect of the outside air conditioning can be improved.
- FIG. 11 is a configuration diagram of an air conditioning control system according to the third embodiment. Since the basic configuration is the same as that of the air conditioning control system according to the first embodiment, only the configuration different from the first embodiment will be described.
- exhaust means 10a and 10b are individually installed in the exhaust systems of the priority air conditioning target space A and the general air conditioning target space B, respectively.
- the priority air conditioning is achieved by operating the supply / exhaust air volume adjusting means 20b of the general air conditioning target space B to reduce the ventilation rate (second air volume setting).
- the amount of outside air introduced into the target space A can be relatively increased, and the effect of the outside air conditioning can be improved.
- FIG. FIG. 12 is a configuration diagram of an air conditioning control system according to the fourth embodiment. Since the basic configuration is the same as that of the air conditioning control system according to the first embodiment, only the configuration different from the first embodiment will be described.
- the air supply means 11 and the air supply / exhaust amount adjusting means 20a, 20c are installed in the air supply system of the priority air conditioning target space A and the general air conditioning target space B, and the exhaust means is provided in the exhaust system. 10 and supply / exhaust gas amount adjusting means 20b, 20d are installed.
- the amount of outside air introduced into the priority air conditioning target space A can be relatively increased, and the effect of the outside air conditioning can be improved.
- FIG. FIG. 13 is a configuration diagram of an air conditioning control system according to the fifth embodiment. Since the basic configuration is the same as that of the air conditioning control system according to the first embodiment, only the configuration different from the first embodiment will be described.
- exhaust means 10a and 10b are individually installed in the exhaust systems of the priority air conditioning target space A and the general air conditioning target space B, respectively, and an additional exhaust means 10c is further installed.
- the outside air conditioning mode of the air conditioning control system the outside air to the priority air conditioning target space A is reduced by operating the supply / exhaust amount adjusting means 20b of the general air conditioning target space B to reduce the ventilation rate (second air volume setting).
- the amount of introduction can be increased relatively, and the effect of outside air conditioning can be improved.
- the exhaust means 10c can be operated to increase the amount of outside air introduced into the priority air conditioning target space A.
- the two rooms are divided into the priority air-conditioning target space A and the general air-conditioning target space B, and the outside air conditioning is controlled by controlling the supply / exhaust route and the total exhaust amount.
- the priority order of the outside air-conditioning may be set for three or more spaces, and the air flow rate of the air supply / exhaust amount adjusting means 20 may be controlled according to the priority order, and the number of control target spaces is not limited.
- this air conditioning control system it is important to obtain indoor occupancy time information with high accuracy. Therefore, not only the information related to the priority air conditioning target space A but also the occupancy information can be set from the lifestyle pattern of the entire home. Good.
- a HEMS Home Energy Management System
- the presence information is processed by the system, the presence information is transmitted to the air conditioning control system, and the outside air conditioning is controlled. You may make it use for.
- the air conditioning control system obtained in this manner can improve the effect of the outside air conditioning without increasing the power consumption by limiting the supply of outside air to a specific air conditioning target space. Further, by using exhaust means other than the regular ventilation application, the effect of the outside air conditioning can be obtained even when the temperature difference or enthalpy difference between the indoor and outdoor air is small. Furthermore, since the exhaust air with a large air volume is used for the outside air conditioning, the target temperature can be reached in a short operation time. Therefore, even when the user's absence time is short, the comfort at home can be improved. .
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Abstract
連通する複数の室内空間と、前記複数の室内空間の空気を前記室内空間の外部に排気する排気手段10と、前記複数の室内空間のそれぞれに設けられ前記室内空間の内部と外部とを連通し通過風量を調整可能な給排気量調整手段20と、を備えた空調制御システムにおいて、前記複数の室内空間の各前記給排気量調整手段20が第1風量設定となるように設定し、かつ、前記排気手段10を運転する通常換気運転モードと、前記第1風量設定に比べて前記複数の室内空間のうち特定の室内空間に設置された前記給排気量調整手段20の通過風量が前記特定の室内空間以外の前記室内空間の前記給排気量調整手段20の通過風量より相対的に増加する第2風量設定に設定され、かつ、前記排気手段10を運転する外気空調モードと、を備える。
Description
本発明は、外気を利用して空調負荷を低減する空調制御システムに関するものである。
従来、ユーザの不在時に外気条件が所定の条件となっている場合、換気装置などの環境制御手段を動作させて外気を室内に強制的に導入し、ユーザ帰宅時の空調負荷を低減する方向に室内の温熱環境を調整する外気を利用した空調制御システムが知られている(特許文献1を参照)。
しかしながら、従来の温熱環境制御手段として用いられる換気装置などの風量は室内の容積や人員数等から演算して決まっており、その風量はエアコンなどの空調機の風量と比較すると小さくなることが一般的である。そのため、外気と室内の温度差やエンタルピー差が小さい場合は室内を温調する能力が低く、換気装置の消費電力に対する外気空調の効率が悪くなるという問題があった。
また、換気装置は複数の部屋の換気を1台で集中換気している場合が多く、外気空調の優先順位の高い特定の部屋への外気導入量が相対的に少なくなるため、換気装置への入力電力に対する特定の部屋の温調効率について更なる改善の余地が残されていた。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、外気を導入して室内を温調する空調制御システムにおいて、換気装置を制御し特定の空調対象空間の空調負荷を優先して軽減する空調制御システムを提供することを目的とする。
本発明に係る空調制御システムは、連通する複数の室内空間と、前記複数の室内空間の空気を前記室内空間の外部に排気する排気手段と、前記複数の室内空間のそれぞれに設けられ前記室内空間の内部と外部とを連通し通過風量を調整可能な給排気量調整手段と、を備えた空調制御システムにおいて、前記複数の室内空間の各前記給排気量調整手段が第1風量設定となるように設定し、かつ、前記排気手段を運転する通常換気運転モードと、前記第1風量設定に比べて前記複数の室内空間のうち特定の室内空間に設置された前記給排気量調整手段の通過風量が前記特定の室内空間以外の前記室内空間の前記給排気量調整手段の通過風量より相対的に増加する第2風量設定に設定され、かつ、前記排気手段を運転する外気空調モードと、を備えるものである。
本発明に係る空調制御システムによれば、外気空調モード時に特定の空調対象空間に外気の供給を限定することで、外気空調の効果を消費電力の増加なしに向上させることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
[機器構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る空調制御システムの構成図である。
実施の形態1に係る空調制御システムは、例えば一般家屋などの建物に設置されて利用される。該建物の内部には、仕切り50によって優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bが形成されている。
優先空調対象空間Aには、排気手段10、給排気量調整手段20a、大風量排気手段30、空調手段40aが設置され、一般空調対象空間Bには給排気量調整手段20b、空調手段40bが設置されている。
[機器構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る空調制御システムの構成図である。
実施の形態1に係る空調制御システムは、例えば一般家屋などの建物に設置されて利用される。該建物の内部には、仕切り50によって優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bが形成されている。
優先空調対象空間Aには、排気手段10、給排気量調整手段20a、大風量排気手段30、空調手段40aが設置され、一般空調対象空間Bには給排気量調整手段20b、空調手段40bが設置されている。
また、優先空調対象空間Aには、室内温度検知手段1a、在室検知手段3aが設置され、一般空調対象空間Bには、室内温度検知手段1b、在室検知手段3bが設置されている。そして、室外には室外温度検知手段2が配置されている。
室内には、制御設定手段60が配置され、排気手段10、給排気量調整手段20a、大風量排気手段30、空調手段40a、給排気量調整手段20b、空調手段40bの各制御内容を設定することができる。
室内には、制御設定手段60が配置され、排気手段10、給排気量調整手段20a、大風量排気手段30、空調手段40a、給排気量調整手段20b、空調手段40bの各制御内容を設定することができる。
なお、図1では排気手段10は1台の送風装置によって排気を実施しているが、排気量が確保できれば複数台設置しても良く、設置台数を限定するものではない。また、給排気量調整手段20a、20bも給排気量が適切に確保できればよく、個数を限定するものではない。
さらに、大風量排気手段30は、図1では優先空調対象空間Aに配置されているが、排気できれば一般空調対象空間B、もしくはそれ以外(トイレ、浴室など)に配置されていてもよく、配置箇所、設置台数を限定するものではない。
さらに、大風量排気手段30は、図1では優先空調対象空間Aに配置されているが、排気できれば一般空調対象空間B、もしくはそれ以外(トイレ、浴室など)に配置されていてもよく、配置箇所、設置台数を限定するものではない。
制御設定手段60は、優先空調対象空間Aに配置されているものを例示したが、室内に配置された各機器の制御を指示できればよいため、設置場所を限定するものではない。また、無線通信などを利用して各機器を制御してもよいため、携帯電話やスマートフォン、タブレット端末等にソフトウェアとして搭載し、外出中のユーザが持ち運びできるようにしてもよく、その設置形態を限定するものではない。
[各機器の説明]
(排気手段10)
排気手段10は、室内から室外へ空気を搬送し、搬送風量を可変することが可能なファンである。ファンは、DCファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等であり、回転数を変更することで搬送風量を調整する。
(排気手段10)
排気手段10は、室内から室外へ空気を搬送し、搬送風量を可変することが可能なファンである。ファンは、DCファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等であり、回転数を変更することで搬送風量を調整する。
また、排気手段10は主に常用換気目的で使用され、その風量は対象空間の容積や居住人数等によって決定される。例えば、面積25m2、高さ2.5mのリビングであれば、換気回数は0.5~1回/時間程度とする場合が多く、換気風量は30~60m3/h程度となる。また、居住人数で決定する場合には一人当たりの換気風量を20~30m3/hとして設計される。
(給排気量調整手段20a、20b)
給排気量調整手段20a、20bは、給排気量を調整するために設置され、室外空気と室内空気の移動が可能で開閉自在な通気孔である。給排気量調整手段20a、20bは通気孔内部に開度が可変であるダンパなどを配置し、ステッピングモータなどを用いて開度を制御することができるようになっている。また、通気孔にファン(図示せず)を配置して給排気量を制御してもよく、給排気量の制御方法は限定されないものとする。
給排気量調整手段20a、20bは、給排気量を調整するために設置され、室外空気と室内空気の移動が可能で開閉自在な通気孔である。給排気量調整手段20a、20bは通気孔内部に開度が可変であるダンパなどを配置し、ステッピングモータなどを用いて開度を制御することができるようになっている。また、通気孔にファン(図示せず)を配置して給排気量を制御してもよく、給排気量の制御方法は限定されないものとする。
(大風量排気手段30)
大風量排気手段30は、室内から室外へ空気を搬送し、搬送風量を可変することが可能なファンである。ファンは、DCファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等であり、回転数を変更することで搬送風量を調整する。
大風量排気手段30は、室内から室外へ空気を搬送し、搬送風量を可変することが可能なファンである。ファンは、DCファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンや多翼ファン等であり、回転数を変更することで搬送風量を調整する。
また、大風量排気手段30は常用換気目的ではなく、臭いや湿気対策などを目的とする局所排気装置として設置されている。例えば、トイレの換気や、浴室乾燥、キッチンの換気扇などがあげられる。
これらの常用換気用途以外に設置された局所排気装置は、常用換気装置と比較して換気量が大きく、例えばキッチンの排気用途では一般的に300m3/h以上の換気量を必要としているため、常用換気目的の排気手段10と比較すると5~10倍程度の排気能力を備えている。
(空調手段40a、40b)
空調手段40a、40bは、対象空間を冷暖房することができる空調機器であり、例えば冷凍サイクルを用い、室内機及び室外機から構成されるエアコンなどである。
空調手段40a、40bは、対象空間を冷暖房することができる空調機器であり、例えば冷凍サイクルを用い、室内機及び室外機から構成されるエアコンなどである。
また、優先空調対象空間A、一般空調対象空間Bの間には仕切り50が配置されているが仕切り50には隙間もしくは通風孔があり、仕切り50の両側の圧力差に応じて空気は移動できるようになっている。
(各種センサ類)
本発明の空調制御システムには各種センサが配置される。
優先空調対象空間A及び一般空調対象空間Bには、室内温度を検知する室内温度検知手段1a、1bが設置され、また、室外には室外温度を検知する室外温度検知手段2が設置される。優先空調対象空間A及び一般空調対象空間Bにはユーザが在室しているかどうかを検知する在室検知手段3a、3bが配置されている。
さらに、空調手段40a、40bや、室内にあるテレビ、照明、人感センサ、室内ドアの開閉機構など(図示せず)は、使用頻度検知手段4(図2を参照)を備えており、過去に使用した時間帯、使用機器を記憶することができる。
本発明の空調制御システムには各種センサが配置される。
優先空調対象空間A及び一般空調対象空間Bには、室内温度を検知する室内温度検知手段1a、1bが設置され、また、室外には室外温度を検知する室外温度検知手段2が設置される。優先空調対象空間A及び一般空調対象空間Bにはユーザが在室しているかどうかを検知する在室検知手段3a、3bが配置されている。
さらに、空調手段40a、40bや、室内にあるテレビ、照明、人感センサ、室内ドアの開閉機構など(図示せず)は、使用頻度検知手段4(図2を参照)を備えており、過去に使用した時間帯、使用機器を記憶することができる。
室内温度検知手段1a、1b、及び室外温度検知手段2は、サーミスタや熱伝対などの温度検知手段である。なお、空調手段40a、40bに配置されている室温検知センサ(図示せず)を室内温度検知手段1a、1bとして使用してもよく、さらに室外温度検知手段2は空調手段40a、40bの室外機に設置された温度センサを利用してもよい。また、室外温度は、インターネットなどを通じて得られる外気温度情報を取得してもよく、その検知方法を限定するものではない。
在室検知手段3は、ユーザの在、不在を検知するために対象空間に配置された機器(照明・空調機器など)の消費電力量を検知するもの、もしくは、赤外線温度計測を多点で実施して移動する熱源を検知するものなどがある。また、ユーザが直接在室情報を入力してもよく、検知方法を限定しない。
使用頻度検知手段4はユーザが在室時にどの空間を使用しているかを検知する。たとえばテレビ、PCの消費電力量、使用時間帯を検知することによって各空間の使用頻度の検知が可能となる。また、ユーザに使用頻度を入力してもらうことで検知してもよく、検知方法を限定するものではない。
図2は、実施の形態1に係る空調制御システムの制御ブロック図である。
図2に示すように室内外環境検知手段70には、室内温度検知手段1a、1b、室外温度検知手段2、在室検知手段3a、3b、使用頻度検知手段4が接続されている。室内外環境検知手段70は、これらの各センサからの温度、在室状況、使用頻度の情報を取得して室内外環境情報と使用状況の情報を機器制御手段80に送付する。
図2に示すように室内外環境検知手段70には、室内温度検知手段1a、1b、室外温度検知手段2、在室検知手段3a、3b、使用頻度検知手段4が接続されている。室内外環境検知手段70は、これらの各センサからの温度、在室状況、使用頻度の情報を取得して室内外環境情報と使用状況の情報を機器制御手段80に送付する。
機器制御手段80は制御設定手段60と室内外環境情報、使用状況の情報から各機器の制御内容を決定する。そして、機器制御手段80は、決定した制御内容を制御信号通信手段90を介して、排気手段10、給排気量調整手段20a、20b、大風量排気手段30、空調装置40に送信し各機器の制御を行うことが可能となる。
[運転モード]
次に、本発明の空調制御システムにおける運転モードについて図2~4を用いて説明する。
次に、本発明の空調制御システムにおける運転モードについて図2~4を用いて説明する。
(通常換気運転モード)
図3は、実施の形態1に係る空調制御システムの通常換気運転モード時の概略図である。
実線の矢印は空気の流れを示す。排気手段10は運転をしており、優先空調対象空間A及び一般空調対象空間B内の空気を室外に排気している。優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20a、及び、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは共に空気の流入、流出が自由にできる状態(第1風量設定)に設定されており、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が室内に流入している。
この時、大風量排気手段30はユーザの操作以外では運転しない。また、仕切り50間では圧力差が発生する要因がないため、仕切り50を通じた空気の移動はほとんど発生していない。
図3は、実施の形態1に係る空調制御システムの通常換気運転モード時の概略図である。
実線の矢印は空気の流れを示す。排気手段10は運転をしており、優先空調対象空間A及び一般空調対象空間B内の空気を室外に排気している。優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20a、及び、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは共に空気の流入、流出が自由にできる状態(第1風量設定)に設定されており、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が室内に流入している。
この時、大風量排気手段30はユーザの操作以外では運転しない。また、仕切り50間では圧力差が発生する要因がないため、仕切り50を通じた空気の移動はほとんど発生していない。
(外気空調モード)
図4は、実施の形態1に係る空調制御システムの外気空調モード時の概略図である。
実線の矢印は空気の流れを示す。排気手段10は運転をしており、優先空調対象空間A及び一般空調対象空間B内の空気を室外に排気している。優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20aは空気の流入、流出が自由にできる状態に設定されており、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは、空気の流入・流出ができない、もしくは少ない状態に設定されている(第2風量設定)。
図4は、実施の形態1に係る空調制御システムの外気空調モード時の概略図である。
実線の矢印は空気の流れを示す。排気手段10は運転をしており、優先空調対象空間A及び一般空調対象空間B内の空気を室外に排気している。優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20aは空気の流入、流出が自由にできる状態に設定されており、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは、空気の流入・流出ができない、もしくは少ない状態に設定されている(第2風量設定)。
このように給排気量調整手段20a、20bを設定することで、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が優先空調対象空間Aに流入する。したがって、優先空調対象空間Aの外気空調を優先的に行うことが可能となる。
このとき、大風量排気手段30は運転しない。また、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bとの間に生じた差圧は仕切り50を通じて優先空調対象空間Aの空気が一般空調対象空間Bへ移動することで解消される。
このとき、大風量排気手段30は運転しない。また、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bとの間に生じた差圧は仕切り50を通じて優先空調対象空間Aの空気が一般空調対象空間Bへ移動することで解消される。
(大風量外気空調モード)
図5は、実施の形態1に係る空調制御システムの大風量外気空調モード時の概略図である。
実線の矢印は空気の流れを示す。排気手段10は運転をしており、優先空調対象空間A及び一般空調対象空間B内の空気を室外に排気している。優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20aは空気の流入、流出が自由にできる状態に設定されており、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは、空気の流入・流出ができない、もしくは少ない状態に設定されている(第2風量設定)。このように給排気量調整手段20a、20bを設定することで、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が優先空調対象空間Aに流入する。
図5は、実施の形態1に係る空調制御システムの大風量外気空調モード時の概略図である。
実線の矢印は空気の流れを示す。排気手段10は運転をしており、優先空調対象空間A及び一般空調対象空間B内の空気を室外に排気している。優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20aは空気の流入、流出が自由にできる状態に設定されており、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは、空気の流入・流出ができない、もしくは少ない状態に設定されている(第2風量設定)。このように給排気量調整手段20a、20bを設定することで、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が優先空調対象空間Aに流入する。
さらに、大風量排気手段30を運転することで、給排気量調整手段20aを介して優先空調対象空間Aに大量の外気が導入されることとなる。したがって、優先空調対象空間Aへの外気導入量を外気空調モードよりさらに増加させ、外気空調を優先的に行うことが可能となる。そして、外気導入量を増加させた外気空調を行うことで、室外空気と室内空気との温度差やエンタルピー差が小さい場合でも室内の環境を空調負荷の小さくなる方向に調整することが可能となる。
このとき、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bとの間に生じた差圧は仕切り50を通じて優先空調対象空間Aの空気が一般空調対象空間Bへ移動することで解消される。
このとき、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bとの間に生じた差圧は仕切り50を通じて優先空調対象空間Aの空気が一般空調対象空間Bへ移動することで解消される。
[各モードにおける室内温度、及び消費電力の変動]
図6~8は、各モードにおける室内温度、及び消費電力の変動を示した図である。
この例では、外気温度は室内温度に対して低く(例えば23℃)、外気による冷房運転が可能な場合を示しており、且つ、室内温度はユーザが指定する空調設定温度(例えば26℃)に対して高い(例えば35℃)状態を想定している。また、建物の躯体の熱容量は空気の熱容量よりも十分高く、躯体温度は室外温度よりも高い状態を想定している。この条件は、例えば夏期に日射が十分得られる日の日没時などに相当する。
図6~8は、各モードにおける室内温度、及び消費電力の変動を示した図である。
この例では、外気温度は室内温度に対して低く(例えば23℃)、外気による冷房運転が可能な場合を示しており、且つ、室内温度はユーザが指定する空調設定温度(例えば26℃)に対して高い(例えば35℃)状態を想定している。また、建物の躯体の熱容量は空気の熱容量よりも十分高く、躯体温度は室外温度よりも高い状態を想定している。この条件は、例えば夏期に日射が十分得られる日の日没時などに相当する。
(通常換気運転モード)
図6は、実施の形態1に係る通常換気運転モードの室内温度、及び消費電力の変動を示した図である。
室内空気は室外空気よりも温度が高いため、換気運転によって室内温度は徐々に低下する。しかし、室容積に対する換気回数が1回となる時間Tsを経過しても優先空調対象空間A及び、一般空調対象空間Bの室内温度Ta、Tbは室外温度Toと同一にはならない。これは、室内に流入した室外空気は、熱容量の大きい建物の躯体も冷却しているためである。また、消費電力は排気手段10のみが駆動されているため一定値となっている。
図6は、実施の形態1に係る通常換気運転モードの室内温度、及び消費電力の変動を示した図である。
室内空気は室外空気よりも温度が高いため、換気運転によって室内温度は徐々に低下する。しかし、室容積に対する換気回数が1回となる時間Tsを経過しても優先空調対象空間A及び、一般空調対象空間Bの室内温度Ta、Tbは室外温度Toと同一にはならない。これは、室内に流入した室外空気は、熱容量の大きい建物の躯体も冷却しているためである。また、消費電力は排気手段10のみが駆動されているため一定値となっている。
(外気空調モード)
図7は、実施の形態1に係る外気空調モードの室内温度、及び消費電力の変動を示した図である。
外気空調モードでは、優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20aは空気の流入、流出が自由にできる状態に設定されており、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは、空気の流入・流出ができない、もしくは少ない状態に設定されている(第2風量設定)ため、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が優先空調対象空間Aに集中的に流入する。したがって、優先空調対象空間Aの外気空調を優先的に行うことが可能となり、優先空調対象空間Aの室内温度Taが一般空調対象空間Bの室内温度Tbに比べて相対的に大きく低下していることがわかる。また、消費電力は排気手段10のみが駆動されているため一定値となっている。
図7は、実施の形態1に係る外気空調モードの室内温度、及び消費電力の変動を示した図である。
外気空調モードでは、優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20aは空気の流入、流出が自由にできる状態に設定されており、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは、空気の流入・流出ができない、もしくは少ない状態に設定されている(第2風量設定)ため、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が優先空調対象空間Aに集中的に流入する。したがって、優先空調対象空間Aの外気空調を優先的に行うことが可能となり、優先空調対象空間Aの室内温度Taが一般空調対象空間Bの室内温度Tbに比べて相対的に大きく低下していることがわかる。また、消費電力は排気手段10のみが駆動されているため一定値となっている。
(大風量外気空調モード)
図8は、実施の形態1に係る大風量外気空調モードの室内温度、及び消費電力の変動を示した図である。
大風量外気空調モードでは、優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20aは空気の流入、流出が自由にできる状態に設定されており、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは、空気の流入・流出ができない、もしくは少ない状態に設定されている(第2風量設定)ため、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が優先空調対象空間Aに集中的に流入する。
図8は、実施の形態1に係る大風量外気空調モードの室内温度、及び消費電力の変動を示した図である。
大風量外気空調モードでは、優先空調対象空間Aの給排気量調整手段20aは空気の流入、流出が自由にできる状態に設定されており、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bは、空気の流入・流出ができない、もしくは少ない状態に設定されている(第2風量設定)ため、排気手段10が室外に排気した室内空気と略同量の外気が優先空調対象空間Aに集中的に流入する。
そしてこの時、大風量排気手段30を運転することで、給排気量調整手段20aを介して優先空調対象空間Aにさらに大量の外気が導入されることとなる。したがって、優先空調対象空間Aへの外気導入量を外気空調モードよりさらに増加させることができ、外気空調モードに比べて優先空調対象空間Aの室内温度Taが一般空調対象空間Bの室内温度Tbに対してさらに大きく低下していることがわかる。
[運転モードの選択]
図9は、実施の形態1に係る空調制御システムにおける運転モード選択のフロー図である。
図9は、実施の形態1に係る空調制御システムにおける運転モード選択のフロー図である。
(空調対象空間設定(ST1))
ステップ1(ST1)では外気空調を実施する空間を選択する。空調対象空間選択はユーザにより設定されるか、もしくは使用頻度検知手段4の検出結果から設定される。
ステップ1(ST1)では外気空調を実施する空間を選択する。空調対象空間選択はユーザにより設定されるか、もしくは使用頻度検知手段4の検出結果から設定される。
(制御情報入手(ST2))
ステップ2(ST2)では制御に必要な情報を入手する。室内温度検知手段1a、1bから空調対象空間の室内温度Tiを、室外温度検知手段2から室外温度Toを、在室検知手段3a、3bからユーザの在・不在情報をそれぞれ取得する。また、ユーザによる設定、もしくは使用頻度検知手段4の過去の履歴から演算してユーザの在室開始予測時刻TIMErを算出する。
ここでユーザの設定によらない場合、在室開始予測時間TIMErは、優先空調対象空間A内の機器に設けた使用頻度検知手段4による使用情報によって予測される。これらの機器は、空調装置、照明、人感センサ、室内ドアの開閉機構のうちの1または複数が対象となっている。
ステップ2(ST2)では制御に必要な情報を入手する。室内温度検知手段1a、1bから空調対象空間の室内温度Tiを、室外温度検知手段2から室外温度Toを、在室検知手段3a、3bからユーザの在・不在情報をそれぞれ取得する。また、ユーザによる設定、もしくは使用頻度検知手段4の過去の履歴から演算してユーザの在室開始予測時刻TIMErを算出する。
ここでユーザの設定によらない場合、在室開始予測時間TIMErは、優先空調対象空間A内の機器に設けた使用頻度検知手段4による使用情報によって予測される。これらの機器は、空調装置、照明、人感センサ、室内ドアの開閉機構のうちの1または複数が対象となっている。
(開始判定(ST3))
ステップ3(ST3)では外気空調を開始するか否か判定を実施する。空調対象空間への人の帰宅を予測した在室開始予測時間TIMErと現在時刻TIMEnとの時間差が規定時間T以下になったときに外気空調判定(ST4)に進み、他の場合には通常換気運転(ST11)を実施する。
ステップ3(ST3)では外気空調を開始するか否か判定を実施する。空調対象空間への人の帰宅を予測した在室開始予測時間TIMErと現在時刻TIMEnとの時間差が規定時間T以下になったときに外気空調判定(ST4)に進み、他の場合には通常換気運転(ST11)を実施する。
(外気空調判定(ST4))
ステップ4(ST4)では、外気空調が可能であるか否かの判定を実施する。判定には優先空調対象空間Aの室内温度Tiと室外温度Toの温度差が設定された値α以上となった場合には外気空調モード判定1(ST5)に進み、他の場合には通常換気運転を実施する(ST11)。
ステップ4(ST4)では、外気空調が可能であるか否かの判定を実施する。判定には優先空調対象空間Aの室内温度Tiと室外温度Toの温度差が設定された値α以上となった場合には外気空調モード判定1(ST5)に進み、他の場合には通常換気運転を実施する(ST11)。
(外気空調モード判定1(ST5))
ステップ5(ST5)では、外気空調の運転モードを判定する。優先空調対象空間Aの室内温度Tiと室外温度Toの差が設定された値β以下となった場合には大風量外気空調モード(ST6)に進み、他の場合には外気空調モード判定2(ST7)を実施する。
ステップ5(ST5)では、外気空調の運転モードを判定する。優先空調対象空間Aの室内温度Tiと室外温度Toの差が設定された値β以下となった場合には大風量外気空調モード(ST6)に進み、他の場合には外気空調モード判定2(ST7)を実施する。
(大風量外気空調モード(ST6))
ステップ6(ST6)では、大風量外気空調モードを実施する。その後、終了判定(ST10)を実施する。
ステップ6(ST6)では、大風量外気空調モードを実施する。その後、終了判定(ST10)を実施する。
(外気空調モード判定2(ST7))
ステップ7(ST7)では、外気空調の運転モードを判定する。優先空調対象空間Aの室内温度Tiと室外温度Toとの差が設定された値γ以下となった場合には外気空調モード(ST8)に進み、他の場合には通常換気運転(ST10)を実施する。
ここで設定されたα、β、γは、α<β<γの関係となっている。
ステップ7(ST7)では、外気空調の運転モードを判定する。優先空調対象空間Aの室内温度Tiと室外温度Toとの差が設定された値γ以下となった場合には外気空調モード(ST8)に進み、他の場合には通常換気運転(ST10)を実施する。
ここで設定されたα、β、γは、α<β<γの関係となっている。
(外気空調モード(ST8))
ステップ8(ST8)では、外気空調モードを実施する。その後、終了判定(ST10)を実施する。
ステップ8(ST8)では、外気空調モードを実施する。その後、終了判定(ST10)を実施する。
(通常換気運転モード(ST9))
ステップ9(ST9)では通常換気運転モードを実施する。その後、終了判定(ST10)を実施する。
ステップ9(ST9)では通常換気運転モードを実施する。その後、終了判定(ST10)を実施する。
(終了判定(ST10))
ステップ10(ST10)外気空調を終了するかどうかを判定する。
終了の判定は、ユーザの在室を検知した場合、空調手段40a、40bの起動を検出した場合、もしくは優先空調対象空間Aの室内温度が設定された目標温度に到達した場合には外気空調を終了し、通常換気運転(ST11)を実施する。それ以外の場合には、外気空調判定(ST4)を実施する。
ステップ10(ST10)外気空調を終了するかどうかを判定する。
終了の判定は、ユーザの在室を検知した場合、空調手段40a、40bの起動を検出した場合、もしくは優先空調対象空間Aの室内温度が設定された目標温度に到達した場合には外気空調を終了し、通常換気運転(ST11)を実施する。それ以外の場合には、外気空調判定(ST4)を実施する。
実施の形態2.
図10は、実施の形態2に係る空調制御システムの構成図である。
基本構成は実施の形態1に係る空調制御システムと同様であるため、実施の形態1と相違する構成のみ説明する。
本実施の形態に係る空調制御システムは、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bの排気系統にも給排気量調整手段20c、20dが設置されている。
そして、空調制御システムの外気空調モード時と大風量外気空調モード時には、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20b、20dを操作して通風量を減少させる(第2風量設定)ことにより、優先空調対象空間Aへの外気導入量を相対的に増加させ、外気空調の効果を向上させることができる。
図10は、実施の形態2に係る空調制御システムの構成図である。
基本構成は実施の形態1に係る空調制御システムと同様であるため、実施の形態1と相違する構成のみ説明する。
本実施の形態に係る空調制御システムは、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bの排気系統にも給排気量調整手段20c、20dが設置されている。
そして、空調制御システムの外気空調モード時と大風量外気空調モード時には、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20b、20dを操作して通風量を減少させる(第2風量設定)ことにより、優先空調対象空間Aへの外気導入量を相対的に増加させ、外気空調の効果を向上させることができる。
実施の形態3.
図11は、実施の形態3に係る空調制御システムの構成図である。
基本構成は実施の形態1に係る空調制御システムと同様であるため、実施の形態1と相違する構成のみ説明する。
本実施の形態に係る空調制御システムは、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bの排気系統にそれぞれ排気手段10a、10bを個別に設置したものである。
そして、空調制御システムの外気空調モード時と大風量外気空調モード時には、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bを操作して通風量を減少させる(第2風量設定)ことにより、優先空調対象空間Aへの外気導入量を相対的に増加させ、外気空調の効果を向上させることができる。
図11は、実施の形態3に係る空調制御システムの構成図である。
基本構成は実施の形態1に係る空調制御システムと同様であるため、実施の形態1と相違する構成のみ説明する。
本実施の形態に係る空調制御システムは、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bの排気系統にそれぞれ排気手段10a、10bを個別に設置したものである。
そして、空調制御システムの外気空調モード時と大風量外気空調モード時には、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bを操作して通風量を減少させる(第2風量設定)ことにより、優先空調対象空間Aへの外気導入量を相対的に増加させ、外気空調の効果を向上させることができる。
実施の形態4.
図12は、実施の形態4に係る空調制御システムの構成図である。
基本構成は実施の形態1に係る空調制御システムと同様であるため、実施の形態1と相違する構成のみ説明する。
本実施の形態に係る空調制御システムは、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bの給気系統に給気手段11と給排気量調整手段20a、20cとを設置し、排気系統に排気手段10と給排気量調整手段20b、20dを設置したものである。
そして、空調制御システムの外気空調モード時と大風量外気空調モード時には、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20c、20dを操作して通風量を減少させる(第2風量設定)ことにより、優先空調対象空間Aへの外気導入量を相対的に増加させ、外気空調の効果を向上させることができる。
図12は、実施の形態4に係る空調制御システムの構成図である。
基本構成は実施の形態1に係る空調制御システムと同様であるため、実施の形態1と相違する構成のみ説明する。
本実施の形態に係る空調制御システムは、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bの給気系統に給気手段11と給排気量調整手段20a、20cとを設置し、排気系統に排気手段10と給排気量調整手段20b、20dを設置したものである。
そして、空調制御システムの外気空調モード時と大風量外気空調モード時には、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20c、20dを操作して通風量を減少させる(第2風量設定)ことにより、優先空調対象空間Aへの外気導入量を相対的に増加させ、外気空調の効果を向上させることができる。
実施の形態5.
図13は、実施の形態5に係る空調制御システムの構成図である。
基本構成は実施の形態1に係る空調制御システムと同様であるため、実施の形態1と相違する構成のみ説明する。
本実施の形態に係る空調制御システムは、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bの排気系統にそれぞれ排気手段10a、10bを個別に設置し、さらに追加の排気手段10cを設置したものである。
そして、空調制御システムの外気空調モード時は、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bを操作して通風量を減少させる(第2風量設定)ことにより、優先空調対象空間Aへの外気導入量を相対的に増加させ、外気空調の効果を向上させることができる。
さらに、大風量外気空調モード時には、排気手段10cを作動させ、優先空調対象空間Aへの外気導入量を増加させることが可能となる。
図13は、実施の形態5に係る空調制御システムの構成図である。
基本構成は実施の形態1に係る空調制御システムと同様であるため、実施の形態1と相違する構成のみ説明する。
本実施の形態に係る空調制御システムは、優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bの排気系統にそれぞれ排気手段10a、10bを個別に設置し、さらに追加の排気手段10cを設置したものである。
そして、空調制御システムの外気空調モード時は、一般空調対象空間Bの給排気量調整手段20bを操作して通風量を減少させる(第2風量設定)ことにより、優先空調対象空間Aへの外気導入量を相対的に増加させ、外気空調の効果を向上させることができる。
さらに、大風量外気空調モード時には、排気手段10cを作動させ、優先空調対象空間Aへの外気導入量を増加させることが可能となる。
以上実施の形態1~5では、二つの室について優先空調対象空間Aと一般空調対象空間Bに区分し、給排気経路、合計排気量を制御することで外気空調の制御をしているが、3つ以上の空間に対して外気空調の優先順位を設定し、優先順位別に給排気量調整手段20の通風量を制御してもよく、制御対象空間の数を制限するものではない。
また、本空調制御システムでは、室内の在室時間情報の高精度な入手が重要となるため、優先空調対象空間Aに関する情報だけでなく、家庭全体の生活パターンから在室情報を設定してもよい。例えば、家全体の機器の状態を監視するHEMS(ホームエネルギーマネージメントシステム)を別途導入し、そのシステムにて在室情報を処理させ、その在室情報を空調制御システムに伝送し、外気空調の制御に用いるようにしてもよい。
[実施の形態1~5に係る空調制御システムの効果]
このようにして得られる空調制御システムは、特定の空調対象空間に外気の供給を限定することで、外気空調の効果を消費電力の増加なしに向上させることが可能となる。
また、常用換気用途以外の排気手段を併用することで、室内外空気の温度差やエンタルピー差が小さい場合でも外気空調の効果を得ることができる。
さらに、大風量の排気手段を外気空調に用いることにより、少ない運転時間で目標温度の到達が可能となるため、ユーザの不在時間が短い場合でも帰宅時の快適性を向上させることが可能となる。
このようにして得られる空調制御システムは、特定の空調対象空間に外気の供給を限定することで、外気空調の効果を消費電力の増加なしに向上させることが可能となる。
また、常用換気用途以外の排気手段を併用することで、室内外空気の温度差やエンタルピー差が小さい場合でも外気空調の効果を得ることができる。
さらに、大風量の排気手段を外気空調に用いることにより、少ない運転時間で目標温度の到達が可能となるため、ユーザの不在時間が短い場合でも帰宅時の快適性を向上させることが可能となる。
1a 室内温度検知手段、1b 室内温度検知手段、2 室外温度検知手段、3 在室検知手段、3a 在室検知手段、3b 在室検知手段、4 使用頻度検知手段、10 排気手段、10a 排気手段、10b 排気手段、10c 排気手段、11 給気手段、20 給排気量調整手段、20a 給排気量調整手段、20b 給排気量調整手段、20c 給排気量調整手段、20d 給排気量調整手段、30 大風量排気手段、40 空調装置、40a 空調手段、40b 空調手段、50 仕切り、60 制御設定手段、70 室内外環境検知手段、80 機器制御手段、90 制御信号通信手段。
Claims (10)
- 連通する複数の室内空間と、前記複数の室内空間の空気を前記室内空間の外部に排気する排気手段と、前記複数の室内空間のそれぞれに設けられ前記室内空間の内部と外部とを連通し通過風量を調整可能な給排気量調整手段と、を備えた空調制御システムにおいて、
前記複数の室内空間の各前記給排気量調整手段が第1風量設定となるように設定し、かつ、前記排気手段を運転する通常換気運転モードと、
前記第1風量設定に比べて前記複数の室内空間のうち特定の室内空間に設置された前記給排気量調整手段の通過風量が前記特定の室内空間以外の前記室内空間の前記給排気量調整手段の通過風量より相対的に増加する第2風量設定に設定され、かつ、前記排気手段を運転する外気空調モードと、
を備えることを特徴とする空調制御システム。 - 前記複数の室内空間の空気を前記室内空間の外部に排気する大風量排気手段をさらに備え、
前記給排気量調整手段を前記第2風量設定に設定し、かつ、前記排気手段及び前記大風量排気手段を運転する大風量外気空調モード
を備えることを特徴とする請求項1に記載の空調制御システム。 - 前記複数の室内空間の温度を検出する室内温度検知手段と、前記複数の室内空間の外部の温度を検出する室外温度検出手段と、をさらに備え、
前記外気空調モードと前記大風量外気空調モードとは、前記室内温度検知手段が検出した前記特定の室内空間の温度と前記室外温度検出手段が検出した前記外部の温度との温度差が第1の閾値以上となったときに実施されることを特徴とする請求項2に記載の空調制御システム。 - 前記大風量外気空調モードは、前記温度差が前記第1の閾値以上、かつ、前記第1の閾値より大きい値の第2の閾値以下のときに実施されることを特徴とすることを特徴とする請求項3に記載の空調制御システム。
- 前記外気空調モードは、前記温度差が前記第2の閾値以上、かつ、前記第2の閾値より大きい値の第3の閾値以下のときに実施されることを特徴とすることを特徴とする請求項4に記載の空調制御システム。
- 前記排気手段は前記大風量排気手段よりも排気風量が小さいことを特徴とする請求項2~5のいずれか1項に記載の空調制御システム。
- 前記外気空調モードまたは前記大風量外気空調モードは、前記複数の空調対象空間に人が不在のときに実施され、
人の在室を検出する在室検知手段が人の在室を検出したとき、または、前記室内空間の空調装置が起動したとき、または、前記室内空間の温度が目標温度に到達したときには前記通常換気運転モードに移行することを特徴とする請求項2~6のいずれか1項に記載の空調制御システム。 - 前記外気空調モードまたは前記大風量外気空調モードは、前記複数の室内空間に人が不在のときに実施され、
前記室内空間への人の来室を予測した在室開始予測時間と現在時刻との時間差が規定時間以下になったときに前記外気空調モードまたは前記大風量外気空調モードを実施するか否かの判定を行うことを特徴とする請求項3~7のいずれか1項に記載の空調制御システム。 - 前記在室開始予測時間は、前記特定の室内空間内の機器の使用情報によって予測されることを特徴とする請求項8に記載の空調制御システム。
- 前記機器は、空調装置、照明、人感センサ、室内ドアの開閉機構のうちの1または複数であることを特徴とする請求項9に記載の空調制御システム。
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