WO2022054244A1 - 換気システム、コントローラ、および換気扇の制御方法 - Google Patents

換気システム、コントローラ、および換気扇の制御方法 Download PDF

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WO2022054244A1
WO2022054244A1 PCT/JP2020/034530 JP2020034530W WO2022054244A1 WO 2022054244 A1 WO2022054244 A1 WO 2022054244A1 JP 2020034530 W JP2020034530 W JP 2020034530W WO 2022054244 A1 WO2022054244 A1 WO 2022054244A1
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building
ventilation
ventilation fan
controller
wind
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PCT/JP2020/034530
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正樹 小松
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三菱電機ビルテクノサービス株式会社
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    • F24F2110/32—Velocity of the outside air
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • This disclosure relates to a ventilation system, a controller, and a control method for a ventilation fan.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-48022 describes, as such a system, a supply air blower that introduces outside air into the ceiling chamber (behind the ceiling) and an outlet that introduces the outside air of the ceiling chamber into the room. And an air conditioning system including an exhaust port for exhausting air from the ceiling chamber and a latent heat storage material in the ceiling chamber are disclosed.
  • the latent heat storage material is cooled by introducing cold outside air into the ceiling by operating the supply air blower and the exhaust blower at night, and the introduced outside air is discharged from the exhaust port.
  • the air supply blower and the exhaust blower are used as ventilation fans for the ceiling.
  • the air supply blower is operated to introduce warm outside air into the ceiling, so that the outside air is cooled by the latent heat storage material cooled at night. The cooled outside air is supplied to the room without being exhausted from the exhaust port.
  • the present disclosure provides a ventilation system capable of reducing the cost required for driving the ventilation fan, a controller constituting the ventilation system, and a control method of the ventilation fan constituting the ventilation system.
  • the ventilation system is installed in the building with each facing in a different direction, with multiple ventilation fans that ventilate the attic inside the building and a controller that controls the operation of each ventilation fan. , Equipped with.
  • the controller acquires wind direction information indicating the direction of the wind around the building.
  • the controller controls the operation of each ventilation fan based on the wind direction information on condition that the temperature of the outside air of the building is lower than the temperature of the room.
  • the controller is installed in the building with wind direction acquisition means for acquiring wind direction information indicating the direction of the wind around the building, and each of them facing different directions, and is installed in the building. It is provided with a command generation means for generating a control command for controlling the operation of a plurality of ventilation fans for ventilating the ceiling, and a transmission means for transmitting the control command to each ventilation fan.
  • the command generation means generates a control command based on the wind direction information on condition that the temperature of the outside air of the building is lower than the temperature of the room.
  • the method of controlling the ventilation fan is to obtain wind direction information indicating the direction of the wind around the building, and to install the ventilation fan in the building in a different direction and to control the building. It includes steps to control the operation of multiple ventilators that ventilate the attic of the room. In the step of controlling the operation of a plurality of ventilation fans, the operation of each ventilation fan is controlled based on the wind direction information on the condition that the temperature of the outside air of the building is lower than the temperature of the room.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. It is a side view of a ventilation fan.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. It is a figure for demonstrating the direction of the wind.
  • the detected wind direction is No. 5 in FIG. It is a figure for demonstrating the ventilation state of the attic in the case of 1 direction.
  • the detected wind direction is No. 5 in FIG.
  • It is a figure for demonstrating the ventilation state (wind flow) of the attic in the case of 4 directions.
  • It is a functional block diagram for demonstrating the functional configuration of a controller. It is a flow diagram which shows the flow of the process which a controller executes. It is a figure which showed the typical example of the hardware configuration of a controller.
  • the "direction” means the direction from the building, which will be described later.
  • the “direction” will be described using an orientation with respect to the building (specifically, a plane orientation).
  • the point stroke type is used among the plane orientations. More specifically, it will be described using eight directions (east, west, south, north, northeast, southeast, northwest, southwest). It is not limited to 8 directions, and may be 4 directions, 16 directions, or 32 directions.
  • the direction is expressed as an azimuth (angle in the horizontal plane). The direction is the direction in the horizontal plane.
  • Outer wall means the wall at the boundary between the inside of the building and the outside world (outside the building).
  • the outer wall is different from the wall (that is, the inner wall) that divides each room inside the building or separates the room from the corridor.
  • the ventilation system according to the present embodiment includes "a plurality of ventilation fans installed in the building in a state where each faces in a different direction and ventilates the ceiling inside the building".
  • ventilation fans are provided on each of the multiple outer walls of the building.
  • a ventilation fan is installed in a through hole formed in each of the plurality of outer walls. The operation of each ventilation fan is controlled by a controller.
  • the controller acquires wind direction information indicating the direction of the wind around the building.
  • the controller controls the operation of each ventilation fan based on the acquired wind direction information on condition that the temperature of the outside air of the building is lower than the temperature of the room.
  • the controller operates the ventilation fan located leeward so that the air behind the ceiling is exhausted to the outside of the building from the ventilation fan located leeward among the plurality of ventilation fans. Further, the controller operates the ventilation fan located on the windward side so that the air outside the building is supplied to the ceiling from the ventilation fan located on the windward side among the plurality of ventilation fans.
  • the ventilation fan operates on the condition that the temperature of the outside air of the building is lower than the temperature of the room
  • the outside air (cold air) lower than the temperature of the room is supplied to the ceiling and the attic is also supplied. Air is exhausted to the outside of the building. In the air behind the ceiling, the heat in the room is conducted through the ceiling. This cools the room.
  • each ventilation fan since the operation of each ventilation fan is controlled based on the wind direction information, it is possible to drive the ventilation fan with the help of the wind force. Therefore, in the ventilation system according to the present embodiment, the cost required for driving the ventilation fan can be reduced as compared with the ventilation system that does not consider the wind direction.
  • night purge is to take in cool outside air into a building and release the heat accumulated in the building when the outside air at night or early morning is lower than the room temperature.
  • the above control can also be applied to the outside air cooling.
  • the above control can be applied in the intermediate period (a period in which cooling operation and heating operation are small such as spring and autumn).
  • the above controls can be applied during the day or at night. The above control can assist in cooling the outside air.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of the building 900.
  • Building 900 is typically an office building.
  • the building 900 comprises a plurality of exterior walls 901, a plurality of windows 902, a rooftop 903, an interior 940, a ceiling 950, an attic 960, a floor surface 970, and an underfloor 980. ..
  • the attic 960 is used as a space (chamber) for heat exchange.
  • the ventilation system 1 includes a controller 110, a temperature sensor 120, a temperature sensor 130, a wind direction anemometer 140, a rain sensor 150, and a plurality of ventilation fans 500.
  • the controller 110 is communicably connected to the temperature sensor 120, the temperature sensor 130, the wind direction anemometer 140, the rain sensor 150, and the plurality of ventilation fans 500.
  • each ventilation fan 500 is installed on each of the plurality of outer walls 901. Specifically, each ventilation fan 500 is installed in a through hole 909 formed in the outer wall 901. More specifically, each ventilation fan 500 is installed in a through hole 909 of an outer wall 901 constituting the attic 960 in order to ventilate the attic 960 of the room 940.
  • one ventilation fan 500 is embedded in one through hole 909. Further, at least, the housing of the ventilation fan 500 is housed in the through hole 909.
  • the through hole 909 is typically created by hollowing out a portion of the outer wall of the building 900 to install the ventilation fan 500.
  • Each ventilation fan 500 is capable of air supply operation and exhaust operation. Each ventilation fan 500 can supply and exhaust air by rotating the motor that rotates the wings in the forward and reverse directions. In this example, each ventilation fan 500 supplies outside air to the attic 960 by rotating the wings counterclockwise (in the direction of reverse rotation of the motor). Each ventilation fan 500 discharges the air in the attic 960 to the outside of the building 900 by rotating the wings in the clockwise direction (direction of forward rotation of the motor).
  • the temperature sensor 120 is installed in the room 940. Specifically, the temperature sensor 120 is installed in the room 940 directly below the ceiling 960 in which the ventilation fan 500 is installed. The temperature sensor 120 detects (measures) the temperature of the room 940.
  • the temperature sensor 130 is installed on the rooftop 903 of the building 900.
  • the temperature sensor 130 detects the temperature of the outside air around the building 900.
  • the temperature sensor 130 does not necessarily have to be installed on the rooftop 903 as long as it can detect the temperature of the outside air around the building 900.
  • the temperature sensors 120 and 130 notify the controller 110 of the detection result. Specifically, the temperature sensors 120 and 130 transmit an electric signal (information indicating the temperature) to the controller 110.
  • the anemometer 140 is installed on the rooftop 903.
  • the wind direction anemometer 140 detects (measures) the direction of the wind blowing around the building 900 (in this example, the rooftop 903) and the wind speed of the wind.
  • the anemometer 140 notifies the controller 110 of the detection result.
  • the wind direction anemometer 140 does not necessarily have to be installed on the rooftop 903 like the temperature sensor 130, as long as it can detect the direction and speed of the wind around the building 900. However, since the rooftop 903 is more suitable for detecting the wind direction and the wind speed than other places, it is preferable that the wind direction anemometer 140 is installed on the rooftop 903.
  • the rain sensor 150 is installed on the rooftop 903.
  • the rain sensor 150 detects at least rainfall. Instead of the rain sensor 150, a sensor capable of detecting rainfall may be used.
  • the rain sensor 150 does not necessarily have to be installed on the rooftop 903 as long as it can detect the presence or absence of rainfall. However, since the rooftop 903 is more suitable for detecting rainfall than other places, it is preferable that the rain sensor 150 is installed on the rooftop 903.
  • the controller 110 is installed behind the ceiling 960.
  • the installation location of the controller 110 is not limited to the attic 960.
  • the controller 110 determines the temperature of the room 940 (hereinafter, also referred to as “room temperature”) based on the voltage value of the electric signal received from the temperature sensor 120.
  • the controller 110 determines the temperature of the outside air around the building 900 (hereinafter, also referred to as “outside air temperature”) based on the voltage value of the electric signal received from the temperature sensor 130.
  • the controller 110 determines whether or not the outside air temperature of the building 900 is lower than the room temperature based on the detection results of the temperature sensors 120 and 130.
  • the controller 110 ventilates the attic 960 by driving the ventilation fan 500 on condition that the outside air temperature of the building 900 is lower than room temperature.
  • the controller 110 controls the operation of each ventilation fan 500 based on the detection result by the anemometer 140. Further, the controller 110 controls the operation of each ventilation fan based on the detection result by the rain sensor 150.
  • the temperature of the attic 960 is lower than the room temperature. Therefore, heat exchange is performed between the room 940 and the attic 960 via the ceiling 950 (see arrow 890). Specifically, the heat of the room 940 is conducted to the ceiling 960, so that the room temperature is lowered.
  • the heat conducted to the attic 960 is released to the outside of the building 900 by driving the ventilation fan 500. Further, new outside air (cold air) is supplied to the attic 960 by the ventilation fan 500. Since such a heat exchange cycle is executed, the room 940 is gradually cooled.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • the building 900 has a core 990 in which elevators, stairs, etc. are installed.
  • the core 990 runs through the building 900 up and down. Therefore, the attic 960 is an area of the cross section of the building 900 shown in FIG. 2, excluding the area of the core 990. Note that FIG. 2 does not show the controller 110 for convenience.
  • a ventilation fan 500 is installed on the outer wall 901. Specifically, a plurality of ventilation fans 500 are installed on a plurality of outer walls 901 of the building 900 in a state of facing different directions. More specifically, a plurality of ventilation fans 500 capable of intake and exhaust connecting the attic 960 and the outside of the building 900 are arranged so as to face a plurality of directions in the building 900. Each ventilation fan 500 is installed at a location corresponding to the attic 960 in the building 900.
  • the building 900 includes an outer wall 901 on the east side, an outer wall 901 on the west side, an outer wall 901 on the south side, and an outer wall 901 on the north side as a plurality of outer walls 901. Further, it is assumed that the ventilation fan 500 is installed on each of the outer wall 901 on the east side, the outer wall 901 on the west side, the outer wall 901 on the south side, and the outer wall 901 on the north side.
  • four ventilation fans 500 are installed on the outer wall 901 on the north side.
  • Four ventilation fans 500 are installed on the outer wall 901 on the east side.
  • Four ventilation fans 500 are installed on the outer wall 901 on the south side.
  • Four ventilation fans 500 are installed on the outer wall 901 on the west side.
  • the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 are installed facing north. Ventilation fans 500_b1 to 500_b4 are installed facing east. The ventilation fans 500_c1 to 500_c4 are installed facing south. The ventilation fans 500_d1 to 500_d4 are installed facing west.
  • the number (4) of ventilation fans 500 on the outer wall 901 in each direction (direction) is an example, and is not limited to this.
  • the number of ventilation fans 500 is appropriately determined depending on the shape and size of the building 900 and the like. Further, the number of through holes 909 in which the ventilation fan 500 is installed is determined.
  • the ventilation system 1 Focusing on any one of the ventilation fans 500 (for example, the ventilation fan 500_a1,500_b1,500_c1,500_d1) among the ventilation fans 500 provided on each outer wall 901, the ventilation system 1 "turns in different directions. It can be said that it is equipped with a plurality of ventilation fans 500 which are installed in the building 900 in a state and ventilate the ceiling 960 of the indoor 940 of the building 900.
  • first ventilation fan group 50A a group of ventilation fans consisting of four ventilation fans 500_a1 to 500_a4 installed on the outer wall 901 on the north side
  • second ventilation fan group 50B a group of ventilation fans consisting of four ventilation fans 500_b1 to 500_b4 installed on the outer wall 901 on the east side
  • third ventilation fan group 50C A group of ventilation fans consisting of four ventilation fans 500_c1 to 500_c4 installed on the outer wall 901 on the south side is referred to as a "third ventilation fan group 50C”.
  • a group of ventilation fans consisting of four ventilation fans 500_d1 to 500_d4 installed on the outer wall 901 on the west side is referred to as a "fourth ventilation fan group 50D". Further, any one of the first ventilation fan group 50A to the fourth ventilation fan group 50D is also referred to as "ventilation fan group 50".
  • FIG. 3 is a side view of the ventilation fan.
  • the ventilation fan 500 includes a housing 540, a filter 560, and a shutter 570.
  • the shutter 570 can be opened and closed based on the instruction from the controller 110.
  • the shutter 570 is provided to prevent rainwater from entering, damage to the ventilation fan 500, and prevent hot outside air from flowing into the attic 960 during the daytime. The timing of opening and closing the shutter 570 will be described later.
  • the filter 560 prevents rainwater, insects, etc. from entering the inside of the housing 540 from the shutter 570.
  • the filter 560 is installed so that the main surface is parallel to the XY plane in the figure.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • the ventilation fan 500 further comprises wings 550.
  • the wings 550 are attached to a motor (not shown) provided in the housing 540.
  • the wing 550 rotates in the A direction and the B direction of the arrow due to the rotation of the motor (forward rotation, reverse rotation).
  • the A direction is the direction of clockwise rotation (forward rotation of the motor).
  • the B direction is the direction of counterclockwise rotation (reverse rotation of the motor).
  • the wing 550 rotates in the B direction, air is supplied to the attic 960.
  • the orientation of the ventilation fan 500 described above means the positive orientation of the Z-axis shown in the figure.
  • Ventilation fan control> The ventilation system 1 measures the direction of the wind that naturally blows around the building 900, and controls the intake / exhaust direction of the ventilation fan 500 so as not to go against the direction of the wind. That is, the air in the attic 960 and the outside air are exchanged with the help of the wind force.
  • a control example of such a ventilation fan 500 will be described.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the direction of the wind.
  • the wind direction is divided into eight (No. 1 to No. 8).
  • No. The direction of 1 is north.
  • the directions of 8 are northeast, east, southeast, south, southwest, west, and northwest, respectively. It should be noted that these eight directions are the directions centered on the building 900.
  • the wind direction may be further divided.
  • the controller 110 acquires wind direction information indicating the direction of the wind around the building 900 based on the output from the anemometer 140.
  • the controller 110 acquires one of the above eight directions (see FIG. 5) as the wind direction information.
  • the controller 110 classifies the direction of the wind output from the anemometer 140 (for example, 0 to 360 degrees) into any of eight categories.
  • FIG. 6 is a data table D6 referenced by the controller 110.
  • the data table D6 is stored in the controller 110 in advance.
  • the controller 110 controls the operation of each ventilation fan 500 based on the wind direction information on condition that the outside air temperature of the building 900 is lower than the room temperature. At that time, the controller 110 determines the operation of each ventilation fan 500 with reference to the data table D6.
  • Exhaust in the data table D6 means that the ventilation fan 500 is rotated in the direction of exhausting the air of the attic 960 to the outside of the building 900.
  • air supply means rotating the ventilation fan 500 in a direction of taking air from the outside of the building 900 into the attic 960.
  • the detected wind direction is No. 5 in FIG.
  • the controller 110 has the wings 550 (directly) of the four ventilation fans 500_a1 to 500_a4 of the first ventilation fan group 50A, provided that the outside air temperature of the building 900 is lower than the room temperature. Motor) is rotated in the direction in which the air in the attic 960 is exhausted to the outside of the building 900. Further, in this case, the controller 110 rotates the wings 550 of the four ventilation fans 500_c1 to 500_c4 of the third ventilation fan group 50C in the direction in which the outside air is supplied to the attic 960.
  • the controller 110 controls the ventilation fans 500_b1 to 500_b4, 500_d1 to 500_d4 so that the ventilation fans 500_b1 to 500_b4 of the second ventilation fan group 50B and the ventilation fans 500_d1 to 500_d4 of the fourth ventilation fan group 50D are stopped.
  • the reason for the stop state is that the ventilation fans 500_b1 to 500_b4, 500_d1 to 500_d4 cannot use the force of the northward wind as an auxiliary for rotation.
  • the detected wind direction is No. 5 in FIG.
  • the controller 110 blows the wings 550 of the four ventilation fans 500_a1 to 500_a4 of the first ventilation fan group 50A to the outside air, provided that the outside air temperature of the building 900 is lower than the room temperature. Is rotated in the direction in which air is supplied to the attic 960. Similarly, the controller 110 rotates the wings 550 of the four ventilation fans 500_d1 to 500_d4 of the fourth ventilation fan group 50D in the direction in which the outside air is supplied to the attic 960.
  • the controller 110 rotates the wings 550 of the four ventilation fans 500_b1 to 500_b4 of the second ventilation fan group 50B in the direction in which the air in the attic 960 is exhausted to the outside of the building 900.
  • the controller 110 rotates the wings 550 of the four ventilation fans 500_c1 to 500_c4 of the third ventilation fan group 50C in the direction in which the air in the attic 960 is exhausted to the outside of the building 900.
  • the controller 110 Even when the wind direction is in another direction (that is, in the case of No. 2, No. 3, No. 5 to No. 8), the controller 110 also performs the ventilation fan 500 based on the provisions in the data table D6. Controls the behavior of. Specifically, the controller 110 drives or stops each ventilation fan 500. Specifically, the controller 110 controls the rotation direction of the wing 550 during driving in order to switch between supply air and exhaust air.
  • the controller 110 operates all the ventilation fans 500 with reference to the data table D6.
  • the wings 550 of the eight ventilation fans 500 (500_a1 to 500_a4, 500_b1 to 500_b4) of the first ventilation fan group 50A and the second ventilation fan group 50B, and the air in the ceiling 960 is outside the building 900. Rotate in the direction of exhaust.
  • the wings 550 of the eight ventilation fans 500 (500_c1 to 500_c4, 500_d1 to 500_d4) of the third ventilation fan group 50C and the fourth ventilation fan group 50D are rotated in the direction in which the air in the ceiling 960 is exhausted to the outside of the building 900.
  • the detected wind direction is No. 5 in FIG. It is a figure for demonstrating the ventilation state (air flow) of the attic 960 in the case of 1 direction (that is, the north direction indicated by arrow 610).
  • the controller 110 supplies outside air (that is, cold air) to the attic 960 by means of ventilation fans 500_c1 to 500_c4 installed on the outer wall 901 on the south side, as described with reference to FIG. Specifically, the controller 110 uses the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 located on the windward side of the plurality of ventilation fans 500 so that the air outside the building is supplied to the ceiling from the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 located on the windward side. Make it work.
  • the controller 110 discharges the air in the attic 960 to the outside of the building 900 by the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 installed on the outer wall 901 on the north side. Specifically, the controller 110 operates the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 located on the leeward side so that the air behind the ceiling is exhausted to the outside of the building from the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 located on the leeward side of the plurality of ventilation fans 500.
  • an air flow in the direction indicated by the arrow 710 is generated in the attic 960. That is, ventilation of the attic 960 is performed. Specifically, a process of arousing warm air with cold air is performed.
  • the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 are located on the windward side of the ventilation fans 500_a1 to 500_a4, and receive the wind directly from the front (south side). Therefore, it is possible to reduce the driving force required for the rotation of the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 by causing the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 to perform the above-mentioned air supply operation rather than causing the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 to perform the exhaust operation. That is, the power consumption of the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 can be reduced.
  • the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 are located on the leeward side of the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 and do not directly receive the wind. Further, outside air is supplied to the attic 960 by the ventilation fans 500_c1 to 500_c4. Therefore, by causing the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 to perform the above-mentioned exhaust operation, efficient ventilation of the attic 960 can be realized.
  • the detected wind direction is No. 5 in FIG. It is a figure for demonstrating the ventilation state (air flow) of the attic 960 in the case of 4 directions (that is, the southeast direction indicated by arrow 620).
  • the controller 110 is provided with outside air by means of ventilation fans 500_a1 to 500_a4 installed on the north outer wall 901 and ventilation fans 500_d1 to 500_d4 installed on the west outer wall 901, as described with reference to FIG. (That is, cold air) is supplied to the attic 960.
  • the controller 110 is located on the windward side of the plurality of ventilation fans 500 so that the air outside the building 900 is supplied to the ceiling 960 from the ventilation fans 500_a1 to 500_a4,500_d1 to 500_d4 located on the windward side.
  • the ventilation fans 500_a1 to 500_a4, 500_d1 to 500_d4 are operated.
  • the air in the attic 960 is discharged to the outside of the building 900 by the ventilation fans 500_b1 to 500_b4 installed on the outer wall 901 on the east side and the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 installed on the outer wall 901 on the south side.
  • the controller 110 has the ventilation fans 500_b1 to 500_b4 located on the leeward side so that the air behind the ceiling is exhausted from the ventilation fans 500_b1 to 500_b4, 500_c1 to 500_c4 located on the leeward side of the plurality of ventilation fans 500. , 500_c1 to 500_c4 are operated.
  • an air flow in the direction indicated by the arrow 720 is generated in the attic 960. That is, ventilation of the attic 960 is performed. Specifically, a process of arousing warm air with cold air is performed.
  • the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 and the ventilation fans 500_d1 to 500_d4 are located on the windward side of the ventilation fans 500_b1 to 500_b4 and the ventilation fans 500_c1 to 500_c4, and receive the wind directly from an oblique direction.
  • the driving force required for the rotation of the ventilation fan 500 can be reduced by performing the operation. That is, the power consumption of the ventilation fan 500 can be reduced.
  • the ventilation fans 500_b1 to 500_b4 and the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 are located on the leeward side of the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 and the ventilation fans 500_d1 to 500_d4, and do not directly receive the wind. Further, outside air is supplied to the attic 960 by the ventilation fans 500_a1 to 500_a4 and the ventilation fans 500_d1 to 500_d4. Therefore, by causing the ventilation fans 500_b1 to 500_b4 and the ventilation fans 500_c1 to 500_c4 to perform the above-mentioned exhaust operation, efficient ventilation of the attic 960 can be realized.
  • the controller 110 controls the operation of the ventilation fan 500 based on the data table D6. Will provide similar benefits.
  • the controller 110 controls the rotation direction of the blades 550 of each ventilation fan 500 according to the direction of the wind. Specifically, the controller 110 controls the air supply to the attic 960 and the exhaust from the attic 960 by each ventilation fan 500 so as not to go against the direction of the wind. Specifically, the controller 110 ventilates the attic 960 with the assistance of wind pressure.
  • the cost required for driving the ventilation fan 500 can be reduced as compared with the configuration in which the ventilation fan 500 is driven without considering the wind direction.
  • FIG. 9 is a functional block diagram mainly for explaining the functional configuration of the controller 110.
  • the controller 110 includes a room temperature information acquisition unit 111, an outside air temperature information acquisition unit 112, a wind direction wind speed information acquisition unit 113, a rainfall information acquisition unit 114, a command generation unit 115, and a transmission unit 116. And prepare.
  • the room temperature information acquisition unit 111 receives the electric signal transmitted from the temperature sensor 120.
  • the room temperature information acquisition unit 111 determines the temperature of the room 940 based on the voltage value of the electric signal.
  • the outside air temperature information acquisition unit 112 receives the electric signal transmitted from the temperature sensor 130.
  • the outside air temperature information acquisition unit 112 determines the outside air temperature around the building 900 based on the voltage value of the electric signal.
  • the controller 110 acquires the indoor temperature information from the temperature sensor 120 and the outside air temperature information from the temperature sensor 130.
  • the signal converter 160 converts the detection result by the anemometer 140 into a signal format that can be processed by the controller 110.
  • the wind direction wind speed information acquisition unit 113 acquires the signal converted by the signal converter 160.
  • the wind direction wind speed information acquisition unit 113 acquires at least wind direction information indicating the direction of the wind around the building 900.
  • the signal converter 170 converts the detection result by the rain sensor 150 into a signal format that can be processed by the controller 110.
  • the rainfall information acquisition unit 114 acquires the signal converted by the signal converter 170.
  • the rainfall information acquisition unit 114 acquires rainfall information indicating the presence or absence of rainfall around the building.
  • the controller 110 can directly capture the detection result by the wind direction anemometer 140 and the detection result by the rain sensor 150, the signal converters 160 and 170 are not required.
  • the rainfall information acquired by is sent to the command generation unit 115.
  • the command generation unit 115 determines what state each ventilation fan 500 should be in, and generates a control command based on the determined content. Specifically, the command generation unit 115 determines and determines the state of each ventilation fan 500 based on the room temperature information, the outside air temperature information, the wind direction and wind speed information, and the rainfall information. Generate a control command based on the contents.
  • the control command is a command for controlling the operation of the ventilation fan 500.
  • the control command includes the presence / absence (drive or stop) of driving the ventilation fan 500, the rotation direction (forward rotation or reverse rotation) at the time of driving, and the shutter opening / closing command.
  • the command generation unit 115 periodically generates a control command. Specifically, the command generation unit 115 generates a control command on condition that the outside air temperature of the building 900 is lower than room temperature. More specifically, in this example, the command generation unit 115 generates a control command on condition that it is not raining.
  • the command generation unit 115 sends the generated control command to the transmission unit 116, which is a communication interface, in order to transmit the generated control command to each ventilation fan 500.
  • the command generation unit 115 determines which of the plurality of ventilation fans 500 to drive.
  • the command generation unit 115 determines which of the plurality of ventilation fans 500 to rotate in which direction. Specifically, the command generation unit 115 determines whether or not each ventilation fan 500 is driven and the rotation direction at the time of driving based on the data table D6.
  • the command generation unit 115 determines whether or not each ventilation fan 500 is driven and the rotation direction at the time of driving based on the wind direction information and the data table D6. Since the specific determination method using the data table D6 has already been described with reference to FIG. 6 and the like, the description will not be repeated here.
  • the command generation unit 115 issues a control command to drive the ventilation fan 500 of at least one ventilation fan group 50 in each ventilation fan group 50 on condition that the wind speed is less than a predetermined threshold value Th_L.
  • a predetermined threshold value Th_L for example, a wind speed at the time of a strong wind (for example, 15 m / sec) can be used.
  • the command generation unit 115 determines whether the shutter 570 of the ventilation fan 500 should be in the open state or the closed state.
  • the command generation unit 115 determines whether the shutter 570 of the ventilation fan 500 should be opened or closed based on the wind speed information. Specific examples of opening and closing the shutter 570 will be described later (FIG. 10).
  • the generated control command is transmitted to each ventilation fan 500 by the transmission unit 116.
  • the same control command is transmitted to the ventilation fan 500 of the same ventilation fan group 50.
  • the controller 110 is installed at least on the wind direction wind speed information acquisition unit 113 for acquiring the wind direction information indicating the direction of the wind around the building 900 and the outer wall 901 of the building 900 facing different directions, and the building.
  • a command generation unit 115 for generating a control command for controlling the operation of a plurality of ventilation fans 500 for ventilating the ceiling 960 of the room 940 of the 900, and a transmission unit 116 for transmitting the control command to each ventilation fan are provided.
  • the command generation unit 115 generates a control command based on the wind direction information on condition that the temperature of the outside air of the building 900 is lower than the temperature of the indoor 940.
  • FIG. 10 is a flow chart showing the flow of processing executed by the controller 110.
  • step S1 the controller 110 determines whether or not the control cycle has arrived.
  • the control cycle is, for example, 10 minutes.
  • step S1 When it is determined that the control cycle has not arrived (NO in step S1), the controller 110 advances the process to step S1. When it is determined that the control cycle has arrived (YES in step S1), the controller 110 acquires rainfall information from the rain sensor 150 in step S2.
  • step S3 the controller 110 determines whether or not it is in a rainy state based on the rainfall information. If it is determined that it is in a rainy state (YES in step S3), the controller 110 advances the process to step S1. If the ventilation fan 500 is operated when it rains, the rain will enter the ceiling 960. Therefore, it damages the building 900. Therefore, as described above, when it is determined that it is raining, the process returns to step S1.
  • the controller 110 acquires room temperature information from the temperature sensor 120 in step S4. In step S5, the controller 110 acquires outside air temperature information from the temperature sensor 130. In step S6, the controller 110 compares the outside air temperature with the room temperature. In this example, the controller 110 determines whether the outside air temperature is lower than room temperature.
  • step S6 If it is determined that the outside air temperature is not lower than room temperature (NO in step S6), the controller 110 proceeds to step S1. If the outside air is taken into the ceiling 960 by the ventilation fan 500 when the outside air temperature is not lower than the room temperature (that is, when the outside air temperature is higher than the room temperature), the room temperature rises. Therefore, if the room temperature is not higher than the outside air temperature, the process returns to step S1.
  • step S7 the controller 110 acquires the wind speed information and the wind direction information from the anemometer 140.
  • step S8 the controller 110 compares the wind speed based on the wind speed information with the threshold value less than Th_H, which is larger than the above-mentioned threshold value Th_L. In this example, the controller 110 determines whether the wind speed is less than the threshold Th_H.
  • Th_H for example, a wind speed at the time of a storm (for example, 30 m / sec) can be used.
  • step S9 the controller 110 controls the shutters 570 of all the ventilation fans 500 to be closed.
  • the reason for closing the shutter 570 when the wind speed is not less than the threshold Th_H is that "the forced rotation of the wings 550 by the wind damages the ventilation fan 500". This is to prevent it.
  • step S10 the controller 110 compares the wind speed based on the wind speed information with the above-mentioned threshold value Th_L (for example, 15 m / sec). In this example, the controller 110 determines whether or not the wind speed is less than the threshold value Th_L.
  • Th_L for example, 15 m / sec
  • step S12 the controller 110 controls all the ventilation fans 500 to the stopped state.
  • the controller 110 transmits a stop command to all the ventilation fans 500.
  • the controller 110 sends a stop command only to the driving ventilation fan 500.
  • step S13 the controller 110 controls the shutters 570 of all the ventilation fans 500 to be in the open state. Since the pressure on the windward side is positive, if the shutter 570 of the ventilation fan 500 on the windward side is opened, air can be released to the outside of the building 900 from the ventilation fan 500 on the leeward side, which is a negative pressure.
  • the reason why all the ventilation fans 500 are stopped and the shutter 570 is opened when the wind speed is not less than the threshold value Th_L (that is, when the wind speed is 15 m / sec or more) is that the ventilation fan 500 is rotated only by the force of the wind. To make it happen. By performing such control, it is possible to reduce the power consumption required for ventilation of the attic 960 as compared with the case where the ventilation fan 500 is driven by a motor.
  • step S11 the controller 110 controls the operation of the ventilation fan 500 based on the wind direction information and the data table D6. That is, as described with reference to FIGS. 6 to 8, the controller 110 controls the rotation direction of each ventilation fan 500 according to the direction of the wind. Specifically, in order to reduce the power consumption of the ventilation fan 500, the controller 110 controls the rotation direction of the blades 550 of each ventilation fan 500 so as not to go against the direction of the wind.
  • FIG. 11 is a diagram showing a typical example of the hardware configuration of the controller 110.
  • the controller 110 is generated by executing the program by the processor 11 that executes the program, the ROM (Read Only Memory) 12 that stores the data non-volatilely, and the processor 11 as the main components. It includes a RAM (Random Access Memory) 13 that volatilely stores data or data input via an input device, a flash memory 14 that stores data non-volatilely, a communication IF 15, and a clock 16.
  • RAM Random Access Memory
  • Each component is connected to each other by a data bus.
  • the communication IF 15 is an interface for communicating with various other devices.
  • the processing in the controller 110 is realized by the software executed by each hardware and the processor 11.
  • Such software may be stored in the flash memory 14 in advance.
  • the software may be stored in other storage media and distributed as a program product.
  • the software may be provided as a downloadable program product by an information provider connected to the so-called Internet.
  • Such software is read from the storage medium by a reading device, or downloaded via a communication IF 15 or the like, and then temporarily stored in the flash memory 14.
  • the software is read from the flash memory 14 by the processor 11 and stored in the RAM 13 in the form of an executable program.
  • the processor 11 executes the program.
  • Each component constituting the controller 110 shown in the figure is a general one. Therefore, it can be said that an essential part of the present disclosure is RAM 13, flash memory 14, software stored in a storage medium, or software that can be downloaded via a network. Since the operation of each hardware of the controller 110 is well known, detailed description thereof will not be repeated.
  • the ventilation fan 500 on the leeward side may be stopped. This is because when the air is supplied to the attic 960, the air is also exhausted from the attic 960 in order to keep the air pressure of the attic 960 constant. However, driving the ventilation fan 500 on the leeward side can improve the efficiency of ventilation as compared with the case of stopping.
  • the ventilation fan 500 on the windward side may be stopped. This is because when the air is exhausted from the attic 960 to the outside, air flows into the attic 960 through the stopped ventilation fan 500 on the windward side in order to keep the air pressure of the attic 960 constant.
  • driving the ventilation fan 500 on the windward side can improve the efficiency of ventilation as compared with the case of stopping.
  • the ventilation fan 500 capable of intake and exhaust has been described as an example. That is, the ventilation fan 500 capable of forward rotation and reverse rotation has been described as an example. However, it is not limited to this.
  • a set of a ventilation fan dedicated to exhaust and a ventilation fan dedicated to air supply may be used.
  • a ventilation fan dedicated to exhaust air and a ventilation fan dedicated to air supply may be installed side by side in the through hole 909 of the outer wall 901.
  • the controller 110 drives one of the exhaust-dedicated ventilation fan and the air-dedicated ventilation fan in the above set according to the wind direction based on the relationship between the air supply and the exhaust shown in the data table D6 of FIG. do it.
  • the controller 110 of each ventilation fan 500 based on the wind direction information. An example of controlling the operation was explained. However, it is not always necessary to detect the room temperature and the outside air temperature.
  • the outside temperature of the building 900 is lower than the room temperature in the night time zone (especially the midnight time zone) in the summer. That is, such a time zone (specifically, a predetermined time zone on a predetermined date (or season, month)) indirectly indicates that the outside air temperature of the building 900 is lower than the room temperature. .. In this way, the controller 110 may determine whether or not the outside air temperature of the building 900 is lower than the room temperature without using the temperature sensors 120 and 130.
  • a sensor (not shown) for measuring the wind pressure may be provided on the outer wall 901 of the building 900 to detect the wind direction. The faster the wind speed, the stronger the detected wind pressure. This makes it possible to know the wind direction.
  • the anemometer 140 does not have to be installed in the building 900. Since it is only necessary to determine the direction of the wind with respect to the building 900, the wind direction anemometer 140 may be installed around the building 900, for example.
  • the ventilation system 1 includes a temperature sensor 130, an anemometer 140, and a rain sensor 150 has been described as an example.
  • the temperature sensor 130, the anemometer 140, and the rain sensor 150 are not always necessary.
  • the controller 110 obtains meteorological data (outside air temperature, wind speed, wind direction, rainfall information, etc.) around the building 900 from a server device of a public or private organization (Japan Meteorological Agency, etc.) that provides meteorological data. You may get it. According to such a configuration, the hardware configuration of the ventilation system 1 can be simplified.
  • the configuration in which the ventilation fan 500 is provided in the attic 960 is given as an example.
  • the reason why the ventilation fan 500 is provided in the attic 960 is to prevent the ventilation fan 500 from being seen from the room 940. That is, the appearance is taken into consideration. Therefore, if the appearance is not taken into consideration, it is possible to provide the ventilation fan 500 in the room 940 instead of the attic 960.
  • FIG. 1 shows a state in which the ventilation fan 500 is embedded in the through hole 909, but the ventilation fan 500 does not necessarily have to be embedded in the through hole 909. That is, the housing 540 does not necessarily have to be housed in the through hole 909.
  • the ventilation fan 500 may be connected to the duct sleeve, the duct sleeve may be inserted into the through hole 909, and the duct sleeve may be fixed to the through hole 909.
  • the orientation of each ventilation fan 500 (the mounting posture of the ventilation fan 500, the Z-axis direction in FIGS. 3 and 4) may be the same as that shown in FIG. According to such a configuration, the housing 540 of the ventilation fan 500 protrudes from the outer wall 901 (specifically, the outer wall surface), but the diameter of the through hole 909 can be reduced.
  • the orientation of the ventilation fan 500 is the same as that shown in FIG. 2, provided that the sleeve is used, the mounting position of the ventilation fan 500 can be changed as appropriate.
  • the ventilation fan 500 can be fixed to the pillar or beam of the building 900 by a fixing member instead of the outer wall 901.
  • the data in the data table D6 may be appropriately changed according to the direction of each ventilation fan 500.
  • the control in the ventilation system 1 can be applied to a building without an attic (for example, a building for livestock with a triangular roof (cattle barn, pig barn, etc.)).
  • a ventilation fan 500 may be provided on the outer wall near the lower part of the roof, and each ventilation fan may be controlled based on the wind direction information as described above. With such a configuration, it is possible to efficiently cool the inside of the building.
  • the program is installed on a plurality of outer walls of the building in a state of acquiring wind direction information indicating the direction of the wind around the building and facing different directions, and is installed behind the ceiling inside the building.
  • Let the controller's processor perform the steps to control the operation of multiple ventilators.
  • the step of controlling the operation of the plurality of ventilation fans the operation of each of the ventilation fans is controlled based on the wind direction information, provided that the temperature of the outside air of the building is lower than the temperature of the room.
  • a computer-readable recording medium for example, a non-temporary recording medium
  • the program obtains wind direction information indicating the direction of the wind around the building, and each of them has a step of acquiring wind direction information.
  • the controller processor is made to perform a step of controlling the operation of a plurality of ventilation fans installed on a plurality of outer walls of the building in different directions and ventilating the ceiling of the interior of the building.
  • the step of controlling the operation of the plurality of ventilation fans the operation of each of the ventilation fans is controlled based on the wind direction information, provided that the temperature of the outside air of the building is lower than the temperature of the room.
  • Ventilation system 50A 1st ventilation fan group, 50B 2nd ventilation fan group, 50C 3rd ventilation fan group, 50D 4th ventilation fan group, 110 controller, 111 room temperature information acquisition unit, 112 outside temperature information acquisition unit, 113 wind direction wind speed information acquisition unit , 114 Rainfall information acquisition unit, 115 command generation unit, 116 transmitter, 120, 130 temperature sensor, 140 wind direction wind speed meter, 150 rain sensor, 160, 170 signal converter, 500 ventilation fan, 540 housing, 550 wings, 560 Filter, 570 shutter, 710, 720, 890 arrow, 900 building, 901 outer wall, 902 window, 903 rooftop, 909 through hole, 940 interior, 950 ceiling, 960 ceiling back, 970 floor surface, 980 underfloor, 990 core, D6 data table.

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Abstract

換気システムは、各々が異なる方角を向いた状態で建物（９００）に設置され、かつ建物（９００）の室内の天井裏を換気する複数の換気扇（５００）と、各換気扇（５００）の動作を制御するコントローラと、を備える。コントローラは、建物（９００）の周囲の風の向きを示す風向情報を取得する。コントローラは、建物（９００）の外気の温度が室内の温度よりも低いことを条件に、風向情報に基づき各換気扇（５００）の動作を制御する。

Description

換気システム、コントローラ、および換気扇の制御方法
　本開示は、換気システム、コントローラ、および換気扇の制御方法に関する。
　従来、建物の天井裏を熱交換用の空間（チャンバー）として利用するシステムが知られている。
　たとえば、特開２０１４－４８０２２号公報（特許文献１）には、このようなシステムとして、天井チャンバー（天井裏）に外気を導入する給気送風機と、天井チャンバーの外気を室内へ導入する吹出口と、天井チャンバーの空気を排出する排気口と、天井チャンバー内の潜熱蓄熱材とを備える空気調和システムが開示されている。
　当該空気調和システムでは、夜間においては、給気送風機と排気送風機との運転により冷たい外気を天井裏に導入することにより潜熱蓄熱材を冷やすとともに、導入した外気を排気口から排出する。このように、夜間においては、給気送風機と排気送風機とを天井裏用の換気扇として利用する。一方、昼間においては、給気送風機を運転して暖かい外気を天井裏に導入することにより、当該外気を夜間のうちに冷やした潜熱蓄熱材により冷やす。冷やされた外気は、排気口から排出されることなく、室内に供給される。
特開２０１４－４８０２２号公報
　天井裏の空気を効率良く冷やすためには、特許文献１における夜間の状態のように、天井裏に設置された換気扇を駆動する必要がある。しかしながら、換気扇の駆動に要する費用に対して、換気扇の駆動により得られる効果は高いとは言えない。
　本開示は、換気扇の駆動に要する費用を低減可能な換気システム、換気システムを構成するコントローラ、および換気システムを構成する換気扇の制御方法を提供する。
　本開示のある局面に従うと、換気システムは、各々が異なる方角を向いた状態で建物に設置され、かつ建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇と、各換気扇の動作を制御するコントローラと、を備える。コントローラは、建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得する。コントローラは、建物の外気の温度が室内の温度よりも低いことを条件に、風向情報に基づき各換気扇の動作を制御する。
　本開示の他の局面に従うと、コントローラは、建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得する風向取得手段と、各々が異なる方角を向いた状態で建物に設置され、かつ建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇の動作を制御する制御指令を生成する指令生成手段と、制御指令を各換気扇に送信する送信手段と、を備える。指令生成手段は、建物の外気の温度が室内の温度よりも低いことを条件に、風向情報に基づき制御指令を生成する。
　本開示のさらに他の局面に従うと、換気扇の制御方法は、建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得するステップと、各々が異なる方角を向いた状態で建物に設置され、かつ建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇の動作を制御するステップと、を備える。複数の換気扇の動作を制御するステップでは、建物の外気の温度が室内の温度よりも低いことを条件に、風向情報に基づき各換気扇の動作を制御する。
　本開示によれば、換気扇の駆動に要する費用を低減可能となる。
建物の断面を表した断面図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。 換気扇の側面図である。 図３におけるＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。 風の向きを説明するための図である。 コントローラが参照するデータテーブルである。 検出された風向きが図５のＮｏ．１の方向である場合における天井裏の換気状態を説明するための図である。 検出された風向きが図５のＮｏ．４の方向である場合における天井裏の換気状態（風の流れ）を説明するための図である。 コントローラの機能的構成を説明するための機能ブロック図である。 コントローラが実行する処理の流れを表したフロー図である。 コントローラのハードウェア構成の典型例を表した図である。
　以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
　なお、「方角」とは、後述する建物からの方位を意味する。「方角」とは、建物を基準とした方位（具体的には、平面方位）を用いて説明する。詳しくは、平面方位のうち点画式を用いる。より詳しくは、８方位（東、西、南、北、北東、南東、北西、南西）を用いて説明する。８方位に限定されず、４方位、１６方位、３２方位であってもよい。また、点画式の代わりに、３６０度式を用いてもよい。３６０度式の場合、方角は、方位角（水平面内での角度）として表記される。方角は、水平面内における方向である。
　「外壁」とは、建物内部と外界（建物外部）との境にある壁を意味する。外壁は、建物内部の各室内を仕切ったり、あるいは室内と廊下とを仕切ったりする壁（すなわち、内壁）とは異なるものである。
　＜Ａ．技術思想の概要＞
　本実施の形態に係る換気システムは、「各々が異なる方角を向いた状態で建物に設置され、かつ建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇」を備える。たとえば、換気システムでは、建物の複数の外壁の各々に換気扇が設けられている。典型的には、複数の外壁の各々に形成された貫通穴に換気扇が設置されている。各換気扇は、コントローラによって動作が制御される。
　詳しくは、コントローラは、建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得する。コントローラは、建物の外気の温度が室内の温度よりも低いことを条件に、取得された風向情報に基づき各換気扇の動作を制御する。
　典型的には、コントローラは、複数の換気扇のうち風下に位置する換気扇から天井裏の空気が建物の外に排気されるように、当該風下に位置する換気扇を動作させる。また、コントローラは、複数の換気扇のうち風上に位置する換気扇から建物の外の空気が天井裏に給気されるように、当該風上に位置する換気扇を動作させる。
　上記のように、建物の外気の温度が室内の温度よりも低いことを条件に換気扇が動作するため、天井裏に室内の温度よりも低い外気（冷気）が給気されるともに、天井裏の空気が建物の外部に排気される。天井裏の空気には、室内の熱が天井を介して伝導する。これにより、室内が冷やされる。
　また、風向情報に基づき各換気扇の動作を制御するため、風の力を補助として換気扇を駆動することが可能となる。したがって、本実施の形態に係る換気システムでは、風向を考慮しない換気システムに比べて、換気扇の駆動に要する費用を低減可能となる。
　上記の制御は、特にナイトパージに好適である。なお、「ナイトパージ」とは、夜間または早朝の外気が室内の温度よりも低い場合に、涼しい外気を建物に取り込んでおき、建物に蓄積された熱を逃がしておくことである。
　また、上記の制御は、外気冷房の際にも適用できる。外気冷房の場合、中間期（春、秋等の冷房運転および暖房運転が少ない期間）において上記の制御が適用し得る。外気冷房の場合、上記の制御は、日中であっても夜間であっても適用できる。上記の制御は、外気冷房の補助となり得る。
　以下、このような構成の具体例を図面に基づいて説明する。
　＜Ｂ.システム構成＞
　図１は、建物９００の断面を表した断面図である。建物９００は、典型的にはオフィスビルである。
　図１を参照して、建物９００は、複数の外壁９０１と、複数の窓９０２と、屋上９０３と、室内９４０と、天井９５０と、天井裏９６０と、床面９７０と、床下９８０とを備える。天井裏９６０は、熱交換用の空間（チャンバー）として利用される。
　換気システム１は、コントローラ１１０と、温度センサ１２０と、温度センサ１３０と、風向風速計１４０と、感雨センサ１５０と、複数の換気扇５００とを備える。コントローラ１１０は、温度センサ１２０と、温度センサ１３０と、風向風速計１４０と、感雨センサ１５０と、複数の換気扇５００とに通信可能に接続されている。
　本例では、複数の外壁９０１の各々に、少なくとの１つの換気扇５００が設置されている。詳しくは、各換気扇５００は、外壁９０１に形成された貫通穴９０９に設置されている。より詳しくは、各換気扇５００は、室内９４０の天井裏９６０を換気するために、天井裏９６０を構成する外壁９０１の貫通穴９０９に設置されている。
　本例では、１つの換気扇５００が、１つの貫通穴９０９に埋め込まれている。また、少なくとも、換気扇５００の筐体が貫通穴９０９に収容されている。貫通穴９０９は、典型的には、換気扇５００を設置するために建物９００の外壁の一部をくり抜くことにより生成される。
　各換気扇５００は、給気動作と排気動作とが可能である。各換気扇５００は、羽を回転させるモータを正回転および逆回転させることより、給気と排気とが可能である。本例では、各換気扇５００は、羽を左回転（モータの逆回転の方向）に回転させることにより、外気を天井裏９６０へと供給する。各換気扇５００は、羽を右回転（モータの正回転の方向）に回転させることにより、天井裏９６０の空気を建物９００の外へと排出する。
　温度センサ１２０は、室内９４０に設置されている。詳しくは、温度センサ１２０は、換気扇５００が設置された天井裏９６０の真下の室内９４０に設置されている。温度センサ１２０は、室内９４０の温度を検出（測定）する。
　温度センサ１３０は、建物９００の屋上９０３に設置されている。温度センサ１３０は、建物９００の周囲の外気の温度を検出する。なお、温度センサ１３０は、建物９００の周囲の外気の温度を検出できればよいため、必ずしも屋上９０３に設置される必要はない。
　温度センサ１２０，１３０は、検出結果をコントローラ１１０に通知する。具体的には、温度センサ１２０，１３０は、電気信号（温度を示す情報）をコントローラ１１０に送信する。
　風向風速計１４０は、屋上９０３に設置されている。風向風速計１４０は、建物９００の周囲（本例では、屋上９０３）に吹く風の向き、および当該風の風速を検出（測定）する。風向風速計１４０は、検出結果を、コントローラ１１０に通知する。なお、風向風速計１４０は、建物９００の周囲の風の向きおよび風速を検出できればよいため、温度センサ１３０と同様、必ずしも屋上９０３に設置される必要はない。ただし、屋上９０３の方が他の場所よりも風向および風速の検出に適しているため、風向風速計１４０は屋上９０３に設置されることが好ましい。
　感雨センサ１５０は、屋上９０３に設置されている。感雨センサ１５０は、少なくとも、降雨を検出する。感雨センサ１５０の代わりに、雨量を検出可能なセンサを用いてもよい。なお、感雨センサ１５０は、降雨の有無を検出できればよいため、必ずしも屋上９０３に設置される必要はない。ただし、屋上９０３の方が他の場所よりも降雨の検出に適しているため、感雨センサ１５０は屋上９０３に設置されることが好ましい。
　コントローラ１１０は、本例では、天井裏９６０に設置されている。しかしながら、コントローラ１１０の設置場所は天井裏９６０に限定されるものではない。
　コントローラ１１０は、温度センサ１２０から受信した電気信号の電圧値に基づき、室内９４０の温度（以下、「室温」とも称する）を判断する。コントローラ１１０は、温度センサ１３０から受信した電気信号の電圧値に基づき、建物９００の周囲の外気の気温（以下、「外気温」とも称する）を判断する。
　本例では、コントローラ１１０は、温度センサ１２０，１３０による検出結果に基づき、建物９００の外気温が室温度よりも低いか否かを判断する。コントローラ１１０は、建物９００の外気温が室温よりも低いことを条件に、換気扇５００を駆動することによって天井裏９６０の換気を行う。
　詳細については後述するが、コントローラ１１０は、風向風速計１４０による検出結果に基づいて、各換気扇５００の動作を制御する。また、コントローラ１１０は、感雨センサ１５０による検出結果に基づいて、各換気扇の動作を制御する。
　上述した換気を行った場合、天井裏９６０の温度の方が、室温よりも低くなる。したがって、室内９４０と天井裏９６０との間で、天井９５０を介した熱交換が行われる（矢印８９０参照）。具体的には、室内９４０の熱が天井裏９６０に伝導することにより、室温が低下する。
　天井裏９６０に伝導した熱は、換気扇５００の駆動によって建物９００の外部へ放出される。また、換気扇５００によって、新たな外気（冷気）が天井裏９６０に供給される。このような熱交換サイクルが実行されるため、室内９４０は徐々に冷やされる。
　図２は、図１におけるＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。
　図２を参照して、建物９００は、エレベータ、階段等が設置されるコア９９０を有する。コア９９０は、建物９００を上下に貫いている。したがって、天井裏９６０は、図２に示した建物９００の断面のうち、コア９９０のエリアを除いたエリアとなる。なお、図２では、便宜上、コントローラ１１０を図示していない。
　外壁９０１には、換気扇５００が設置されている。詳しくは、複数の換気扇５００が、異なる方角を向いた状態で建物９００の複数の外壁９０１に設置されている。より詳しくは、天井裏９６０と建物９００の外部とを繋ぐ吸排気可能な換気扇５００が、建物９００において複数の方向を向くように複数個配置されている。各換気扇５００は、建物９００における、天井裏９６０に対応する箇所に設置されている。
　本例では、説明の便宜上、建物９００が、複数の外壁９０１として、東側の外壁９０１と、西側の外壁９０１と、南側の外壁９０１と、北側の外壁９０１とを備えるものとする。また、東側の外壁９０１と、西側の外壁９０１と、南側の外壁９０１と、北側の外壁９０１との各々に、換気扇５００が設置されているものとする。
　詳しくは、本例では、北側の外壁９０１に、４つの換気扇５００（５００＿ａ１～５００＿ａ４）が設置されている。東側の外壁９０１に、４つの換気扇５００（５００＿ｂ１～５００＿ｂ４）が設置されている。南側の外壁９０１に、４つの換気扇５００（５００＿ｃ１～５００＿ｃ４）が設置されている。西側の外壁９０１に、４つの換気扇５００（５００＿ｄ１～５００＿ｄ４）が設置されている。
　詳しくは、換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４は、北向きに設置されている。換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４は、東向きに設置されている。換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４は、南向きに設置されている。換気扇５００＿ｄ１～５００＿ｄ４は、西向きに設置されている。
　各方角（方位）の外壁９０１における換気扇５００の数（４個）は例示であって、これに限定されるものではない。建物９００等の形状および大きさによって、換気扇５００の数は適宜決定される。また、換気扇５００を設置する貫通穴９０９の数が決定される。
　なお、各外壁９０１に設けられた各換気扇５００のうちの任意の１つの換気扇５００（たとえば、換気扇５００＿ａ１，５００＿ｂ１，５００＿ｃ１，５００＿ｄ１）に着目すると、換気システム１は、「各々が異なる方角を向いた状態で建物９００に設置され、かつ建物９００の室内９４０の天井裏９６０を換気する複数の換気扇５００」を備えると言える。
　以下では、説明の便宜上、北側の外壁９０１に設置された４つの換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４からなる換気扇群を、「第１換気扇群５０Ａ」と称する。同様に、東側の外壁９０１に設置された４つの換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４からなる換気扇群を、「第２換気扇群５０Ｂ」と称する。南側の外壁９０１に設置された４つの換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４からなる換気扇群を、「第３換気扇群５０Ｃ」と称する。西側の外壁９０１に設置された４つの換気扇５００＿ｄ１～５００＿ｄ４からなる換気扇群を、「第４換気扇群５０Ｄ」と称する。さらに、第１換気扇群５０Ａから第４換気扇群５０Ｄのうちの任意の１つの換気扇群を、「換気扇群５０」とも称する。
　＜Ｃ.換気扇＞
　図３は、換気扇の側面図である。
　図３を参照して、換気扇５００は、筐体５４０と、フィルタ５６０と、シャッター５７０とを備える。
　シャッター５７０は、コントローラ１１０からの指示に基づき、開閉が可能である。シャッター５７０は、雨水の侵入防止、換気扇５００の損傷防止、昼間において暑い外気が天井裏９６０に流入することを防止するために設けられている。なお、シャッター５７０を開閉するタイミングについては後述する。
　フィルタ５６０は、雨水および虫等がシャッター５７０から筐体５４０の内部に侵入することを防止する。フィルタ５６０は、主面が図のＸＹ平面に平行な状態で設置されている。
　図４は、図３におけるＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。
　図４を参照して、換気扇５００は、羽５５０をさらに備える。羽５５０は、筐体５４０に設けられたモータ（図示せず）に取り付けられている。羽５５０は、モータの回転（正回転、逆回転）により、矢印のＡ方向とＢ方向とに回転する。なお、本例では、Ａ方向が右回転（モータの正回転）の方向である。羽５５０がＡ方向に回転すると、天井裏９６０から排気が行われる。Ｂ方向が左回転（モータの逆回転）の方向である。羽５５０がＢ方向に回転すると、天井裏９６０への給気が行われる。
　なお、上述した換気扇５００の設置の向きは、図示したＺ軸の正の向きを意味する。
　＜Ｄ．換気扇の制御＞
　換気システム１では、建物９００の周囲に自然に吹く風の方向を計測し、当該風の向きに逆らわないように換気扇５００の吸排気方向を制御する。すなわち、風の力を補助として、天井裏９６０の空気と外気とを入れ換える。以下、このような換気扇５００の制御例を説明する。
　図５は、風の向きを説明するための図である。
　図５を参照して、本例では、風向きを８つ（Ｎｏ．１～Ｎｏ．８）に区分する。Ｎｏ．１の向きは北向きである。同様に、Ｎｏ．２～Ｎｏ．８の向きは、それぞれ、北東の向き、東向き、南東の向き、南向き、南西の向き、西向き、北西の向きである。なお、これらの８つの向きは、建物９００を中心とした向きである。なお、さらに細かく風向きを区分してもよい。
　コントローラ１１０は、上述したように、風向風速計１４０からの出力に基づき、建物９００の周囲の風の向きを示す風向情報を取得する。本例では、コントローラ１１０は、風向情報として、上述した８つの向き（図５参照）のいずれかを取得する。たとえば、コントローラ１１０は、風向風速計１４０から出力される風の向き（たとえば０度から３６０度）を、８つの区分のいずれかに区分する。
　図６は、コントローラ１１０が参照するデータテーブルＤ６である。なお、データテーブルＤ６は、コントローラ１１０に予め記憶されている。
　図６を参照して、コントローラ１１０は、建物９００の外気温が室温よりも低いことを条件に、風向情報に基づき各換気扇５００の動作を制御する。その際、コントローラ１１０は、データテーブルＤ６を参照して、各換気扇５００の動作を決定する。
　データテーブルＤ６では、換気扇５００の羽５５０を給気が行われる方向に回転させるか、換気扇５００の羽５５０を排気が行われる方向に回転させるか、あるいは、羽５５０の回転を停止させるかが規定されている。
　データテーブルＤ６における「排気」とは、建物９００の外部に天井裏９６０の空気を排出する方向に換気扇５００を回転させることを意味する。同様に、「給気」とは、建物９００の外部から天井裏９６０に空気を取り込む方向に換気扇５００を回転させることを意味する。
　たとえば検出された風向きが、図５のＮｏ．１の方向（すなわち北向き）である場合、コントローラ１１０は、建物９００の外気温が室温よりも低いことを条件に、第１換気扇群５０Ａの４つの換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４の羽５５０（直接的にはモータ）を、天井裏９６０の空気が建物９００の外部に排気される方向に回転させる。また、この場合、コントローラ１１０は、第３換気扇群５０Ｃの４つの換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４の羽５５０を、外気が天井裏９６０に給気される方向に回転させる。
　なお、コントローラ１１０は、第２換気扇群５０Ｂの換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４と、第４換気扇群５０Ｄの５００＿ｄ１～５００＿ｄ４とが停止状態となるように、換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４，５００＿ｄ１～５００＿ｄ４を制御する。停止状態とする理由は、換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４，５００＿ｄ１～５００＿ｄ４は、北向きの風の力を、回転の補助として利用できないためである。
　また、検出された風向きが、図５のＮｏ．４の方向（すなわち南東の向き）である場合、コントローラ１１０は、建物９００の外気温が室温よりも低いことを条件に、第１換気扇群５０Ａの４つの換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４の羽５５０を、外気が天井裏９６０に給気される方向に回転させる。同様に、コントローラ１１０は、第４換気扇群５０Ｄの４つの換気扇５００＿ｄ１～５００＿ｄ４の羽５５０を、外気が天井裏９６０に給気される方向に回転させる。
　さらに、この場合、コントローラ１１０は、第２換気扇群５０Ｂの４つの換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４の羽５５０を、天井裏９６０の空気が建物９００の外部に排気される方向に回転させる。同様に、コントローラ１１０は、第３換気扇群５０Ｃの４つの換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４の羽５５０を、天井裏９６０の空気が建物９００の外部に排気される方向に回転させる。
　風向きが他の向きの場合（すなわち、Ｎｏ．２，Ｎｏ．３,Ｎｏ．５～Ｎｏ．８の向きの場合）にも、コントローラ１１０は、同様に、データテーブルＤ６における規定に基づき、換気扇５００の動作を制御する。具体的には、コントローラ１１０は、各換気扇５００を駆動させたり、あるいは停止させたりする。詳しくは、コントローラ１１０は、給気と排気とを切り替えるため、駆動時における羽５５０の回転方向を制御する。
　なお、無風の場合には、コントローラ１１０は、データテーブルＤ６を参照して、全ての換気扇５００を動作させる。具体的には、本例の場合、第１換気扇群５０Ａおよび第２換気扇群５０Ｂの８つの換気扇５００（５００＿ａ１～５００＿ａ４，５００＿ｂ１～５００＿ｂ４）の羽５５０を、天井裏９６０の空気が建物９００の外部に排気される方向に回転させる。第３換気扇群５０Ｃおよび第４換気扇群５０Ｄの８つの換気扇５００（５００＿ｃ１～５００＿ｃ４，５００＿ｄ１～５００＿ｄ４）の羽５５０を、天井裏９６０の空気が建物９００の外部に排気される方向に回転させる。
　図７は、検出された風向きが図５のＮｏ．１の方向（すなわち矢印６１０で示す北向き）である場合における天井裏９６０の換気状態（空気の流れ）を説明するための図である。
　図７を参照して、コントローラ１１０は、図６に基づいて説明したように、南側の外壁９０１に設置された換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４によって、外気（すなわち冷気）を天井裏９６０に供給する。詳しくは、コントローラ１１０は、複数の換気扇５００のうち風上に位置する換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４から建物の外の空気が天井裏に給気されるように、当該風上に位置する換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４を動作させる。
　さらに、コントローラ１１０は、北側の外壁９０１に設置された換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４によって、天井裏９６０の空気を建物９００の外部に排出する。詳しくは、コントローラ１１０は、複数の換気扇５００のうち風下に位置する換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４から天井裏の空気が建物の外に排気されるように、当該風下に位置する換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４を動作させる。
　コントローラ１１０による上述した換気扇５００の制御によって、天井裏９６０では、矢印７１０で示した方向の空気の流れが生じる。すなわち、天井裏９６０の換気が行われる。具体的には、暖気を冷気で喚起する処理が行われる。
　この際、換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４は、換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４の風上に位置し、かつ風を正面（南側）から直接受ける。それゆえ、換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４に排気動作を行わせるよりも上述した給気動作を行わせる方が、換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４の回転に要する駆動力を小さくできる。すなわち、換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４の消費電力を低減できる。
　一方、換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４は、換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４の風下に位置し、かつ風を直接的には受けない。また、換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４によって天井裏９６０に外気が供給される。それゆえ、換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４に上述した排気動作を行わせることにより、効率的な天井裏９６０の換気が実現できる。
　図８は、検出された風向きが図５のＮｏ．４の方向（すなわち矢印６２０で示す南東の向き）である場合における天井裏９６０の換気状態（空気の流れ）を説明するための図である。
　図８を参照して、コントローラ１１０は、図６に基づいて説明したように、北側の外壁９０１に設置された換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４と西側の外壁９０１に設置された換気扇５００＿ｄ１～５００＿ｄ４とによって、外気（すなわち冷気）を天井裏９６０に供給する。詳しくは、コントローラ１１０は、複数の換気扇５００のうち風上に位置する換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４，５００＿ｄ１～５００＿ｄ４から建物９００の外の空気が天井裏９６０に給気されるように、当該風上に位置する換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４，５００＿ｄ１～５００＿ｄ４を動作させる。
　さらに、東側の外壁９０１に設置された換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４と南側の外壁９０１に設置された換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４とによって、天井裏９６０の空気を建物９００の外部に排出する。詳しくは、コントローラ１１０は、複数の換気扇５００のうち風下に位置する換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４，５００＿ｃ１～５００＿ｃ４から天井裏の空気が建物の外に排気されるように、当該風下に位置する換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４，５００＿ｃ１～５００＿ｃ４を動作させる。
　コントローラ１１０による上述した換気扇５００の制御によって、天井裏９６０では、矢印７２０で示した方向の空気の流れが生じる。すなわち、天井裏９６０の換気が行われる。具体的には、暖気を冷気で喚起する処理が行われる。
　この際、換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４および換気扇５００＿ｄ１～５００＿ｄ４は、換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４および換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４の風上に位置し、かつ風を斜め方向から直接受けるため、排気動作を行うよりも上述した給気動作を行う方が換気扇５００の回転に要する駆動力を小さくできる。すなわち、当該換気扇５００の消費電力を低減できる。
　一方、換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４および換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４は、換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４および換気扇５００＿ｄ１～５００＿ｄ４の風下に位置し、かつ風を直接的には受けない。また、換気扇５００＿ａ１～５００＿ａ４および換気扇５００＿ｄ１～５００＿ｄ４によって天井裏９６０に外気が供給される。それゆえ、換気扇５００＿ｂ１～５００＿ｂ４および換気扇５００＿ｃ１～５００＿ｃ４に上述した排気動作を行わせることにより、効率的な天井裏９６０の換気が実現できる。
　風向きが他の向きの場合（すなわち、Ｎｏ．２，Ｎｏ．３,Ｎｏ．５～Ｎｏ．８の向きの場合）にも、コントローラ１１０がデータテーブルＤ６に基づいた換気扇５００の動作制御を行うことにより、同様の利点が得られる。
　このように、換気システム１では、コントローラ１１０は、風の向きに応じて、各換気扇５００の羽５５０の回転方向を制御する。具体的には、コントローラ１１０は、風の向きに逆らわないように、各換気扇５００による天井裏９６０への給気と天井裏９６０からの排気とを制御する。詳しくは、コントローラ１１０は、風圧を補助として、天井裏９６０の換気を行う。
　それゆえ、換気システム１によれば、風向を考慮せずに換気扇５００を駆動させる構成に比べて、換気扇５００の駆動に要する費用を低減可能となる。
　＜Ｅ．機能的構成＞
　図９は、主として、コントローラ１１０の機能的構成を説明するための機能ブロック図である。
　図９を参照して、コントローラ１１０は、室温情報取得部１１１と、外気温情報取得部１１２と、風向風速情報取得部１１３と、降雨情報取得部１１４と、指令生成部１１５と、送信部１１６とを備える。
　室温情報取得部１１１は、温度センサ１２０から送信された電気信号を受信する。室温情報取得部１１１は、電気信号の電圧値に基づいて、室内９４０の温度を判断する。
　外気温情報取得部１１２は、温度センサ１３０から送信された電気信号を受信する。外気温情報取得部１１２は、電気信号の電圧値に基づいて、建物９００の周囲の外気温を判断する。
　このように、コントローラ１１０は、温度センサ１２０から室内の温度情報を取得し、かつ温度センサ１３０から外気の温度情報を取得する。
　信号変換器１６０は、風向風速計１４０による検出結果を、コントローラ１１０が処理可能な信号形式になるように変換する。風向風速情報取得部１１３は、信号変換器１６０によって変換された信号を取得する。風向風速情報取得部１１３は、少なくとも、建物９００の周囲の風の向きを示す風向情報を取得する。
　信号変換器１７０は、感雨センサ１５０による検出結果を、コントローラ１１０が処理可能な信号形式になるように変換する。降雨情報取得部１１４は、信号変換器１７０によって変換された信号を取得する。降雨情報取得部１１４は、建物の周囲の降雨の有無を表す降雨情報を取得する。
　なお、風向風速計１４０による検出結果と感雨センサ１５０による検出結果とを、コントローラ１１０が直接取り込める場合には、信号変換器１６０，１７０は必要ではない。
　室温情報取得部１１１によって取得された室温の情報と、外気温情報取得部１１２によって取得された外気温の情報と、風向風速情報取得部１１３によって取得された風向風速情報と、降雨情報取得部１１４によって取得された降雨情報とは、指令生成部１１５に送られる。
　指令生成部１１５は、各換気扇５００をどのような状態にすべきかを決定し、かつ決定された内容に基づく制御指令を生成する。具体的には、指令生成部１１５は、室温の情報と、外気温の情報と、風向風速情報と、降雨情報とに基づき、各換気扇５００をどのような状態にすべきか決定し、かつ決定された内容に基づく制御指令を生成する。
　制御指令は、換気扇５００の動作を制御するための指令である。制御指令は、換気扇５００の駆動の有無（駆動または停止）と、駆動時の回転方向（正回転または逆回転）と、シャッターの開閉指令とを含む。
　指令生成部１１５は、周期的に制御指令を生成する。詳しくは、指令生成部１１５は、建物９００の外気温が室温よりも低いことを条件に、制御指令を生成する。さらに詳しくは、本例では、指令生成部１１５は、降雨でないことを条件に、制御指令を生成する。指令生成部１１５は、生成された制御指令を各換気扇５００に送信するために、当該制御指令を通信インターフェイスである送信部１１６に送る。
　指令生成部１１５は、複数の換気扇５００のうち、どの換気扇５００を駆動させるかを決定する。指令生成部１１５は、複数の換気扇５００のうち、どの換気扇５００をどちらの方向に回転させるかを決定する。具体的には、指令生成部１１５は、データテーブルＤ６に基づき、各換気扇５００の駆動の有無および、駆動時の回転方向を決定する。
　詳しくは、指令生成部１１５は、上述したように、風向情報とデータテーブルＤ６とに基づき、各換気扇５００の駆動の有無および、駆動時の回転方向を決定する。なお、データテーブルＤ６を用いた具体的な決定手法については、図６等に基づいて既に説明したので、ここでは説明を繰り返さない。
　より詳しくは、本例では、指令生成部１１５は、風速が所定の閾値Ｔｈ＿Ｌ未満であることを条件に、各換気扇群５０のうちの少なくとも１つの換気扇群５０の換気扇５００を駆動させる制御指令を生成する。閾値Ｔｈ＿Ｌとしては、たとえば強風時の風速（たとえば１５ｍ／秒）を用いることができる。
　また、指令生成部１１５は、換気扇５００のシャッター５７０を開状態とすべきか、あるいは閉状態とすべきかを決定する。指令生成部１１５は、風速情報に基づき、換気扇５００のシャッター５７０を開状態とすべきか、あるいは閉状態とすべきかを決定する。シャッター５７０の開閉の具体例については、後述する（図１０）。
　生成された制御指令は、送信部１１６によって、各換気扇５００に送信される。本例では、同じ換気扇群５０の換気扇５００に対しては、同一の制御指令が送信される。
　以上のように、コントローラ１１０は、少なくとも、建物９００の周囲の風の向きを示す風向情報を取得する風向風速情報取得部１１３と、建物９００の外壁９０１において異なる方角を向いて設置され、かつ建物９００の室内９４０の天井裏９６０を換気する複数の換気扇５００の動作を制御する制御指令を生成する指令生成部１１５と、制御指令を各換気扇に送信する送信部１１６とを備える。指令生成部１１５は、建物９００の外気の温度が室内９４０の温度よりも低いことを条件に、風向情報に基づき制御指令を生成する。
　＜Ｆ．制御構造＞
　図１０は、コントローラ１１０が実行する処理の流れを表したフロー図である。
　図１０を参照して、ステップＳ１において、コントローラ１１０は、制御周期が到来したか否かを判断する。当該制御周期は、たとえば１０分である。
　制御周期が到来していないと判断された場合（ステップＳ１においてＮＯ）、コントローラ１１０は、処理をステップＳ１に進める。制御周期が到来したと判断された場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、コントローラ１１０は、ステップＳ２において、感雨センサ１５０から降雨情報を取得する。
　ステップＳ３において、コントローラ１１０は、降雨情報に基づいて、降雨状態であるか否かを判断する。降雨状態であると判断された場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、コントローラ１１０は、処理をステップＳ１に進める。降雨の際に換気扇５００を動作させてしまうと、雨が天井裏９６０に入ってしまう。それゆえ、建物９００にダメージを与える。それゆえ、上述したように、降雨状態と判断された場合には、処理をステップＳ１に戻す。
　降雨状態でないと判断された場合（ステップＳ３においてＮＯ）、コントローラ１１０は、ステップＳ４において、温度センサ１２０から室温情報を取得する。ステップＳ５において、コントローラ１１０は、温度センサ１３０から外気温情報を取得する。ステップＳ６において、コントローラ１１０は、外気温と室温とを比較する。本例では、コントローラ１１０は、外気温が室温よりも低いか否かを判断する。
　外気温が室温よりも低くないと判断された場合（ステップＳ６においてＮＯ）、コントローラ１１０は、処理をステップＳ１に進める。外気温が室温よりも低くない（すなわち、外気温が室温よりも高い場合）に換気扇５００によって天井裏９６０に外気を取り込むと、室温が上昇してしまう。このため、室温が外気温よりも高くない場合には、処理をステップＳ１に戻す。
　外気温が室温よりも低いと判断された場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ステップＳ７において、コントローラ１１０は、風向風速計１４０から風速情報と風向情報とを取得する。
　ステップＳ８において、コントローラ１１０は、風速情報に基づく風速と、上述した閾値Ｔｈ＿Ｌよりも大きい閾値Ｔｈ＿Ｈ未満とを比較する。本例では、コントローラ１１０は、風速が閾値Ｔｈ＿Ｈ未満であるか否かを判断する。閾値Ｔｈ＿Ｈとしては、たとえば暴風時の風速（たとえば３０ｍ／秒）を用いることができる。
　風速が閾値Ｔｈ＿Ｈ未満でないと判断された場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ９において、コントローラ１１０は、全ての換気扇５００のシャッター５７０を閉状態に制御する。風速が閾値Ｔｈ＿Ｈ未満でない場合（すなわち、風速が３０ｍ／秒以上である場合）にシャッター５７０を閉状態にする理由は、「風による羽５５０の強制回転によって換気扇５００が損傷してしまう」ことを防止するためである。
　風速が閾値Ｔｈ＿Ｈ未満であると判断された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ１０において、コントローラ１１０は、風速情報に基づく風速と、上述した閾値Ｔｈ＿Ｌ（たとえば、１５ｍ／秒）とを比較する。本例では、コントローラ１１０は、風速が閾値Ｔｈ＿Ｌ未満であるか否かを判断する。
　風速が閾値Ｔｈ＿Ｌ未満でないと判断された場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ１２において、コントローラ１１０は、全ての換気扇５００を停止状態に制御する。コントローラ１１０は、全ての換気扇５００に対して停止指令を送信する。あるいは、コントローラ１１０は、駆動している換気扇５００に対してのみ停止指令を送信する。さらに、ステップＳ１３において、コントローラ１１０は、全ての換気扇５００のシャッター５７０を開状態に制御する。なお、風上側は正圧であるため、風上側の換気扇５００のシャッター５７０を開けば、負圧である風下側の換気扇５００から空気を建物９００の外部へと逃がすことができる。
　風速が閾値Ｔｈ＿Ｌ未満でない場合（すなわち、風速が１５ｍ／秒以上である場合）に全ての換気扇５００を停止状態とし、かつシャッター５７０を開状態にする理由は、風に力のみで換気扇５００を回転させるためである。このような制御を行うことにより、換気扇５００をモータで駆動させる場合に比べて、天井裏９６０の換気に要する消費電力を低減させることができる。
　風速が閾値Ｔｈ＿Ｌ未満であると判断された場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１１において、コントローラ１１０は、風向情報およびデータテーブルＤ６に基づいて、換気扇５００の動作を制御する。すなわち、図６～図８等に基づいて説明したように、コントローラ１１０は、風の向きに応じて、各換気扇５００の回転方向を制御する。具体的には、換気扇５００の消費電力を低減するために、コントローラ１１０は、風の向きに逆らわないように、各換気扇５００の羽５５０の回転方向を制御する。
　＜Ｇ．ハードウェア構成＞
　図１１は、コントローラ１１０のハードウェア構成の典型例を表した図である。
　図１１を参照して、コントローラ１１０は、主たる構成要素として、プログラムを実行するプロセッサ１１と、データを不揮発的に格納するＲＯＭ（Read　Only　Memory）１２と、プロセッサ１１によるプログラムの実行により生成されたデータ、又は入力装置を介して入力されたデータを揮発的に格納するＲＡＭ（Random　Access　Memory）１３と、データを不揮発的に格納するフラッシュメモリ１４と、通信ＩＦ１５と、時計１６とを備える。
　各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。なお、通信ＩＦ１５は、本例では、他の各種機器と間における通信を行うためのインターフェイスである。
　コントローラ１１０における処理は、各ハードウェアおよびプロセッサ１１により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、フラッシュメモリ１４に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信ＩＦ１５等を介してダウンロードされた後、フラッシュメモリ１４に一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ１１によってフラッシュメモリ１４から読み出され、ＲＡＭ１３に実行可能なプログラムの形式で格納される。プロセッサ１１は、そのプログラムを実行する。
　同図に示されるコントローラ１１０を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本開示の本質的な部分は、ＲＡＭ１３、フラッシュメモリ１４、記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、コントローラ１１０の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
　＜Ｈ．変形例＞
　（１）上記においては、図７等に基づき説明したように、風上側の換気扇５００の回転方向を天井裏９６０に給気がなされる方向に回転させるとともに、風下側の換気扇５００の回転方向を天井裏９６０から排気がなされる方向に回転させる例を説明した。しかしながら、これに限定されるものではない。
　たとえば、風下側の換気扇５００を停止状態としてもよい。天井裏９６０に給気を行なうと、天井裏９６０の気圧を一定に保つべく、天井裏９６０から排気も行われるためのである。ただし、風下側の換気扇５００を駆動する方が、停止する場合に比べて、換気の効率を上げることができる。
　あるいは、風上側の換気扇５００を停止状態としてもよい。天井裏９６０から外部へ排気を行なうと、天井裏９６０の気圧を一定に保つべく、天井裏９６０へ空気が風上側の停止中の換気扇５００を介して流入するためのである。ただし、風上側の換気扇５００を駆動する方が、停止する場合に比べて、換気の効率を上げることができる。
　（２）上記においては、吸排気が可能な換気扇５００を例に挙げて説明した。すなわち、正回転および逆回転が可能な換気扇５００を例に挙げて説明した。しかしながら、これに限定されるものではない。
　たとえば、１台の換気扇５００の代わりに、排気専用の換気扇と給気専用の換気扇とのセットを用いてもよい。たとえば、排気専用の換気扇と給気専用の換気扇とを外壁９０１の貫通穴９０９内に並べて設置してもよい。
　この場合、コントローラ１１０は、図６のデータテーブルＤ６に示した給気および排気の関係に基づき、風向きに応じて、上記セットのうちの排気専用の換気扇と給気専用の換気扇との一方を駆動すればよい。
　（３）上記では、室温と外気温とを温度センサ１２０，１３０によって検出し、かつ、コントローラ１１０は、建物９００の外気温が室温よりも低いことを条件に、風向情報に基づき各換気扇５００の動作を制御する例を説明した。しかしならが、室温と外気温との検出は必ずしも必要ではない。
　たとえば夏場の夜間の時間帯（特に深夜時間帯）では、建物９００の外気温が室温よりも低くなることが知られている。すなわち、このような時間帯（詳しくは、所定の日にち（あるいは季節、月）における所定の時間帯）になったことが、建物９００の外気温が室温よりも低いことを間接的に表すことなる。このように、コントローラ１１０は、温度センサ１２０，１３０を用いずに、建物９００の外気温が室温よりも低くなっているか否かを判定してもよい。
　（４）風向風速計１４０を建物９００の屋上９０３に設置する代わりに、建物９００の外壁９０１に風圧を測るセンサ（図示せず）を設けて、風向を検知してもよい。なお、風速が早ければ、検知される風圧も強くなる。これにより、風向を知ることができる。
　（５）風向風速計１４０は、建物９００に設置されていなくてもよい。建物９００に対する風の向きが判断できればよいため、風向風速計１４０は、たとえば建物９００の周辺に設置されていてもよい。
　（６）上記においては、換気システム１が、温度センサ１３０と、風向風速計１４０と、感雨センサ１５０とを備える構成を例に挙げて説明した。しかしながら、温度センサ１３０と、風向風速計１４０と、感雨センサ１５０とは、必ずしも必要ではない。
　コントローラ１１０は、気象データの提供を行っている公共または民間の機関（気象庁等）のサーバ装置等から、建物９００の周辺の気象データ（外気温と、風速と、風向と、降雨情報等）を取得してもよい。このような構成によれば、換気システム１のハードウェア構成を簡略化できる。
　（７）上記においては、天井裏９６０に換気扇５００を設ける構成を例に挙げた。天井裏９６０に換気扇５００を設けた理由は、室内９４０から換気扇５００が見えないようにするためである。すなわち、外観面を考慮したためである。このため、外観面を考慮しなければ、天井裏９６０ではなく、室内９４０に換気扇５００を設けることも可能である。
　（８）上記においては、複数の外壁９０１の各貫通穴９０９に換気扇５００が設置されている例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。換気扇５００が、建物９００の複数の外壁９０１の各々に設置されていればよい。たとえば図１では、換気扇５００が貫通穴９０９に埋め込まれている状態を示したが、換気扇５００は貫通穴９０９に必ずしも埋め込まれている必要はない。すなわち、筐体５４０が貫通穴９０９に収容されている必要は必ずしもない。
　たとえば換気扇５００をダクトスリーブに接続しておき、かつ当該ダクトスリーブを貫通穴９０９に挿入し、かつ貫通穴９０９に固定してもよい。なお、この場合にも、各換気扇５００の向き（換気扇５００の取付姿勢、図３，図４におけるＺ軸方向）は、図２に示した状態と同じにすればよい。このような構成によれば、換気扇５００の筐体５４０は外壁９０１（詳しくは外壁面）から飛び出ることになるが、貫通穴９０９の直径を小さくすることができる。スリーブを利用することを条件に、換気扇５００の向きを図２に示した状態と同様にする限り、換気扇５００の取付位置は適宜変更し得る。
　また、上記のようにダクトスリーブを用いる場合には、換気扇５００を外壁９０１ではなく、建物９００の柱あるいは梁に固定部材により固定することも可能である。
　さらに述べれば、互いに異なる方角を向くように複数の換気扇５００が建物９００に設置されていればよい。この場合、データテーブルＤ６内のデータを各換気扇５００の向きに応じて適宜変更すればよい。
　（９）上記においては、建物９００の全ての外壁９０１に換気扇５００が設置された構成を例に挙げて説明したが、必ずしも全ての外壁９０１に換気扇５００が設置されている必要はない。たとえば、４つの外壁９０１のうちの３つ外壁９０１のみに換気扇５００が備えられている場合であっても、換気扇５００の消費電力を低減できる。
　（１０）換気システム１における制御は、天井裏が存在しない建物（たとえば、三角屋根の家畜用の建物（牛舎、豚舎等））にも適用可能である。屋根の下部付近の外壁に換気扇５００を設け、上述したような風向情報に基づく各換気扇の制御を行ってもよい。このような構成の場合、効率的に建物内を冷やすことが可能となる。
　＜Ｉ．付記＞
　（１）プログラムは、建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得するステップと、各々が異なる方角を向いた状態で前記建物の複数の外壁に設置され、かつ前記建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇の動作を制御するステップと、をコントローラのプロセッサに実行させる。複数の換気扇の動作を制御するステップでは、前記建物の外気の温度が前記室内の温度よりも低いことを条件に、前記風向情報に基づき各前記換気扇の動作を制御する。
　（２）プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体（たとえば、一時的ではない記録媒体）であって、前記プログラムは、建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得するステップと、各々が異なる方角を向いた状態で前記建物の複数の外壁に設置され、かつ前記建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇の動作を制御するステップと、をコントローラのプロセッサに実行させる。複数の換気扇の動作を制御するステップでは、前記建物の外気の温度が前記室内の温度よりも低いことを条件に、前記風向情報に基づき各前記換気扇の動作を制御する。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　換気システム、５０Ａ　第１換気扇群、５０Ｂ　第２換気扇群、５０Ｃ　第３換気扇群、５０Ｄ　第４換気扇群、１１０　コントローラ、１１１　室温情報取得部、１１２　外気温情報取得部、１１３　風向風速情報取得部、１１４　降雨情報取得部、１１５　指令生成部、１１６　送信部、１２０，１３０　温度センサ、１４０　風向風速計、１５０　感雨センサ、１６０，１７０　信号変換器、５００　換気扇、５４０　筐体、５５０　羽、５６０　フィルタ、５７０　シャッター、７１０，７２０，８９０　矢印、９００　建物、９０１　外壁、９０２　窓、９０３　屋上、９０９　貫通穴、９４０　室内、９５０　天井、９６０　天井裏、９７０　床面、９８０　床下、９９０　コア、Ｄ６　データテーブル。

Claims (8)

  1. 　各々が異なる方角を向いた状態で建物に設置され、かつ前記建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇と、
    　各前記換気扇の動作を制御するコントローラと、を備え、
    　前記コントローラは、
    　　前記建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得し、
    　　前記建物の外気の温度が前記室内の温度よりも低いことを条件に、前記風向情報に基づき各前記換気扇の動作を制御する、換気システム。
  2. 　前記建物の複数の外壁の各々に前記換気扇が設置され、
    　前記コントローラは、前記複数の換気扇のうち風下に位置する第１の換気扇から前記天井裏の空気が前記建物の外に排気されるように、前記第１の換気扇を動作させる、請求項１に記載の換気システム。
  3. 　前記コントローラは、前記複数の換気扇のうち風上に位置する第２の換気扇から前記建物の外の空気が前記天井裏に給気されるように、前記第２の換気扇を動作させる、請求項２に記載の換気システム。
  4. 　前記コントローラは、
    　前記建物の周囲の降雨の有無を表す降雨情報を取得し、
    　前記降雨情報が降雨を示している場合、各前記換気扇の動作を停止させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の換気システム。
  5. 　各前記換気扇は、シャッターを有し、
    　前記コントローラは、前記降雨情報が降雨を示している場合、各前記シャッターを閉状態とする、請求項４に記載の換気システム。
  6. 　前記建物の周囲の風の向きを検出するセンサをさらに備え、
    　前記コントローラは、前記センサから前記風向情報を取得する、請求項１から５のいずれか１項に記載の換気システム。
  7. 　建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得する風向取得手段と、
    　各々が異なる方角を向いた状態で前記建物に設置され、かつ前記建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇の動作を制御する制御指令を生成する指令生成手段と、
    　前記制御指令を各前記換気扇に送信する送信手段と、を備え、
    　前記指令生成手段は、前記建物の外気の温度が前記室内の温度よりも低いことを条件に、前記風向情報に基づき前記制御指令を生成する、コントローラ。
  8. 　建物の周囲の風の向きを示す風向情報を取得するステップと、
    　各々が異なる方角を向いた状態で前記建物に設置され、かつ前記建物の室内の天井裏を換気する複数の換気扇の動作を制御するステップと、を備え、
    　前記複数の換気扇の動作を制御するステップでは、前記建物の外気の温度が前記室内の温度よりも低いことを条件に、前記風向情報に基づき各前記換気扇の動作を制御する、換気扇の制御方法。
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