JP2007120088A - Solar radiation shading control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、日射遮蔽制御装置に関するものである。 The present invention relates to a solar radiation shielding control device.
近年、温暖化による省エネルギの社会的要求が増えてきている。特に、昼光(日光)の導入を利用した省エネルギ制御は、自然エネルギ利用として期待は高く、また昼光を建物開口部である窓から執務室内(空調対象エリア)へ導入する場合、窓本来の機能である利用者の外部環境とのつながりを促すことから執務者の開放感や快適性の面からも有効と考えられる。このような背景により、近年の制御技術の発展に伴い、外環境の状態に合わした日射遮蔽をブラインドの開閉により自動的に行う日射遮蔽制御装置が普及しつつある。このような日射遮蔽制御装置は、日中の照明エネルギ削減を目的としており、就業以前に関しては制御の対象外であった。しかし夏季において就業以前にブラインドを開放すれば、室内に日射負荷が直接入射する恐れもあり、冷房負荷の増加が懸念される。また冬季において昼光が補助暖房として利用できるにも拘わらず、セキュリティ上始業時刻までブラインドを閉じたままとするため有効に利用されていない場合もある。 In recent years, social demands for energy saving due to global warming have increased. In particular, energy-saving control using daylight (sunlight) is expected to be a natural energy utilization, and when daylight is introduced from a window that is a building opening into a office room (area subject to air conditioning), It is considered to be effective from the viewpoint of the openness and comfort of the office worker because it promotes the connection with the external environment of the user, which is a function of. Against this background, with the recent development of control technology, solar shading control devices that automatically perform solar shading according to the state of the external environment by opening and closing the blinds are becoming widespread. Such a solar shading control device is intended to reduce daytime lighting energy, and was not subject to control before work. However, if the blinds are opened before the start of work in the summer, there is a concern that the solar radiation load may directly enter the room, which may increase the cooling load. Also despite daylight it can be used as auxiliary heating in winter, sometimes not effectively used to remain closed blind to security opening time.
一方季節や時刻別にきめ細かくブラインドを制御する方法が提供されている(例えば、特許文献1)。
ところで、上述の特許文献1に開示されている方法は、日昇時刻や日没時刻、西面日射時刻などの太陽の位置状態にのみ着目として方法であり、このような方法では、事業所の始業時刻等の運用特性について考慮されず、執務者の快適性を損なうという問題があった。
By the way, the method disclosed in
本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、事業所の運用特性を考慮して執務者の快適性を損なうことなく、空調装置の起動時の消費エネルギを削減することができる日射遮蔽制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to take into account the operational characteristics of the office and to reduce the energy consumption at the start-up of the air conditioner without impairing the comfort of the workers. It is in providing the solar radiation shielding control apparatus which can reduce.
上述の目的を達成するために、請求項1の発明では、空調装置が備えられた空調対象エリアに設けられ、建物開口部から空調対象エリアへの日光の入射量をブラインドで制御する日射遮蔽制御装置であって、現在の時刻情報を取得する時計部と、始業時刻を記憶する情報記憶部と、前記空調装置の動作モードを取得する動作モード取得部と、前記時計部の時刻情報が前記始業時刻より前のときに、前記動作モード取得部が取得している空調装置の動作モードと屋外の日射量に基づいて前記空調装置の消費エネルギが減少するように前記ブラインドの開閉度を制御する始業前モードの動作を行う制御手段とを備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, in the invention of
請求項1の発明によれば、事業所の始業時刻前から空調対象エリアへの入射量を制御することで、空調装置が暖房動作モードで動作する冬季では日射により室温を始業時刻前に上昇させることができ、また空調装置が冷房動作モードで動作する夏季では入射を遮蔽して空調対象エリアの温度上昇を抑制することができ、その結果事業所の始業時刻のような運用特性に考慮して冬、夏を問わず空調装置の起動時の消費エネルギを削減することができる。
According to the invention of
請求項2の発明では、請求項1の発明において、空調対象エリア内の人の存在を検知する人検知手段を備え、前記制御手段は、前記人検知手段が人検知信号を出力したときに前記始業前モードの動作を終了することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a human detection unit that detects the presence of a person in the air-conditioning target area is provided, and the control unit is configured to output the human detection signal when the human detection unit outputs a human detection signal. The operation in the pre-start mode is terminated.
請求項2の発明によれば、始業前に空調対象エリアに人が居る場合には、始業前の省エネルギに適した空調装置の動作モードを終了し、執務(作業)環境に適した環境にすることができる。
According to the invention of
請求項3の発明では、請求項2の発明において、前記人検知手段は執務状態の人が検知されたときに人検知信号を出力することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the human detection means outputs a human detection signal when a person in office is detected.
請求項3の発明によれば、人の執務状態に基づいて人を検出するので、実際に執務するまで始業前の動作モードの動作状態を維持することができる。
According to the invention of
本発明は、事業所の始業時刻前から空調対象エリアへの入射量を制御することで、空調装置が暖房動作モードで動作する冬季では日射により室温を始業時刻前に上昇させることができ、また空調装置が冷房動作モードで動作する夏季では入射を遮蔽して空調対象エリアの温度上昇を抑制することができ、その結果事業所の始業時刻のような運用特性に考慮して冬、夏を問わず空調装置の起動時の消費エネルギを削減することができるという効果がある。 In the present invention, by controlling the incident amount to the air-conditioning target area before the start time of the office, the room temperature can be raised by the solar radiation before the start time in winter when the air conditioner operates in the heating operation mode. In the summer when the air conditioner operates in the cooling operation mode, it is possible to block the incidence and suppress the temperature rise in the air conditioning target area. Therefore, there is an effect that energy consumption at the time of starting the air conditioner can be reduced.
以下本発明を実施形態により説明する。
(実施形態1)
本実施形態は、図1に示すように日射遮蔽制御対象となる執務室のような空調対象エリアAを囲む建物の壁Wには窓部wが開口し、この窓部wには電動制御型のベネチャンブラインド(以下ブラインドという)1が装着され、ブラインドIcont(Intelligent Controller)10によって、そのスラット1aの開き角度(開閉度)を制御することで、空調対象エリアA内に入る日射Xの量を制御する日射遮蔽制御装置(ブラインドシステム)を設けてある。
Embodiments of the present invention will be described below.
(Embodiment 1)
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a window portion w is opened in a wall W of a building surrounding an air-conditioning target area A such as a office room that is subject to solar radiation shielding control, and this window portion w is electrically controlled. Venetian blind (hereinafter referred to as the blind) 1 is mounted, and the opening angle (opening / closing degree) of the
また空調対象エリアAの天井CEには照明器具2を設けるとともに、窓際の天井CEに明るさセンサ21を設け、明るさセンサ21が検知する明るさに基づいて机上面照度が所定照度となるように照明器具2を照明Icont20により調光制御する照明システムを設置している。また天井CEの裏にVAVシステムを構成する変風量ユニット3aと、空調装置3b(VAVシステム以外にCAVシステム・FCU・パッケージ型エアコンなどでも良い)を設置し、冷房/暖房の吹き出し口31から給気する空気の温度や給気量を空調Icont30により制御することで、室内の温熱環境を制御する空調システムを設置している。
In addition, the
更に屋外の日射量を測定する日射量計41、照度計42等から構成され、これら計測情報を計測Icont40で収集する計測システムを設けてある。
Further, a
これらのIcont10,20,30,40は、ビルオートメーション専用線を用いたビルオートメーションシステム(例えばBACnet<登録商標>規格に対応したビルオートメーションシステム)に接続されて情報の授受が為されるようになっている。
These
ここでブラインドIcont10は図2に示すように、現在時刻をシステムタイマ(図示せず)から取得して出力する時計部100と、制御対象となる空調対象エリアAでの事業所の始業時刻を記憶する情報記憶部101と、計測Icont40から日射量計41、照度計42の計測情報を取得する日射状態取得部102と、空調Icont30から空調の動作モード(冷暖房状態)の情報を取得する動作モード取得部103と、空調対象エリアAに設けた人検知センサ105からの人の存否の検知情報を取得する在席者情報取得部104と、時計部100,情報記憶部101,各取得部102〜104の情報を取り込んで、当該空調対象エリアAの環境情報を把握する情報処理部106と、該情報処理部106で把握した情報に基づいて後述するようにブラインド1を制御する制御信号を生成する制御部107とで構成される。
Here, as shown in FIG. 2, the
ここで日射状態取得部102は、屋外(例えば建物の屋上)に設置された照度計42より各包囲の鉛直面照度を1分間隔で取得し、また日射量計41より日射量を取得する。尚照度は、日射量計41が計測する日射量から照度へ変換するようにしても良い。
Here, the solar radiation
次に本実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、図3に示すようにビルオートメーションシステムをスタート(ステップS1)させると、日射制御システムのブラインドIcont10の制御部107は、時計部100からの現在時刻と、日射状態取得部102が取得する日射量計41からの日射量情報とを情報処理部106を通じて取り込み、当該システムの設置場所に対応した現在時刻(日時)での太陽位置を求めるとともに、この太陽位置と予め設定した日の出判定の閾値を日射量が超えるか否から日の出の判定を行い、且つ現在時刻が始業時刻前であるか否かの判定を行う(ステップS2)。
First, as shown in FIG. 3, when the building automation system is started (step S <b> 1), the
ここで日射量に基づいて日の出と判定し且つ現在時刻が始業時刻前である場合には制御部107は空調Icont30から空調装置3bの動作モードを動作モード取得部103,情報処理部106を通じて取り込み、現在の空調装置3bの動作モードが”冷房”か”暖房”かを判定する(ステップS3)。そして”冷房”と判定した場合には制御部107は、ブラインド1のスラット1aを全閉させる始動前モード用の制御信号を生成し、ブラインド1の駆動装置(図示せず)を制御する。これによりブラインド1は遮蔽状態(ステップS4)となって、始業前に空調対象エリアA内の温度が日射Xにより上昇するのを抑制する。この始動前モードにおけるブラインド制御のステップS2〜S4の処理は現在時刻が始業時刻になるまで繰り返されることになり、ステップS2において、現在時刻が就業時間(始業時刻)と判定されると、予めプログラミングされている就業時間帯のブラインド1の制御を行う通常モードへ移行することになる(ステップS5)。図4(a)は上述の”冷房”の動作モードにおけるブラインド1の開き角度の変化を示すタイミングチャートであり、日の出(t1)から始業時刻(t2)までは全閉状態(図4(b)の(イ)参照)となるようにブラインド1のスラット1aの開き角度(開閉度)が制御され、始業時刻(t2)からは日照量や照度に基づいた通常制御により開き角度が制御され(図4(b)の(ロ)参照)、例えば日射Xが無くなる日の入り時(t3)には全閉される。
Here, when the sunrise is determined based on the amount of solar radiation and the current time is before the start time, the
一方ステップS3で動作モードが”暖房”と判定された場合には、制御部16は、在席者情報検出部104,情報処理部106を通じて取り込む在席情報が在席を示すか不在を示すかを次のステップS6で判定し、不在と判定した場合には、ステップS7において日照情報取得部102と、情報処理部106とを通じて取得した照度計42からの各方位の鉛直面照度が予め設定している基準値以上であるのか否かの判定を行い、照度計42の照度が基準値以上の場合には、ステップS8において、ブラインド1のスラット1aを所定角度まで開く制御信号を生成してブラインド1の駆動装置を制御する。これによりブラインド1が開放状態(ステップS8)となって、日射Xが空調対象エリアAに導入され、始業前に空調対象エリアAの温度が日射Xにより上昇することになる。
On the other hand, when it is determined in step S3 that the operation mode is “heating”, the control unit 16 determines whether the presence information taken in through the presence
一方照度が基準値未満のときには制御部107は、ブラインド1のスラット1aを全閉させる制御信号を生成し、ブラインド1の駆動装置(図示せず)を制御する。この場合、ブラインド1は遮蔽状態(ステップS9)となり、空調対象エリアAから外部に熱が逃げるのを防ぐ。また空調対象エリアAの窓部wが通りに面しているような場合に、日射量が少ない、つまり周囲が暗い状態でブラインド1を開くことによって屋内が見えるのを防いで、セキュリティ上の問題を無くしている。さて”暖房”での動作モードにおけるブラインド制御は、”冷房”の動作モード時と同様に現在時刻が始業時刻になると、ステップS5の通常モードへ移行し、予めプログラミングされている就業時間帯のブラインド1の制御を行うことになるが、始業時刻前であっても、ステップS6において在席と判定された場合にはステップS5へ移行する。図5(a)は上述の”暖房”の動作モードにおけるブラインド1の開き角度の変化を示すタイミングチャートであり、日の出(t1)から始業時刻(t2)までは全開状態(図5(b)の(イ)参照)となるようにブラインド1のスラット1aの開き角度が制御され、始業時刻(t2)からは日照量や照度に基づいた通常制御により開き角度が制御され(図5(b)の(ロ)参照)、例えば日射Xが無くなる日の入り時(t3)には全閉される。
On the other hand, when the illuminance is less than the reference value, the
以上のように本実施形態では、始業前に空調装置3bの動作モードに応じてブラインド1のスラット1aの角度を制御することにより、始業前において空調対象エリアAへの日射Xの入り込みを制御し、始業時刻に空調装置3bの起動際の消費エネルギを削減し、省エネルギ化が図れることになる。尚本実施形態では、上述のようにステップS2において日の出判定に閾値と日射量との比較を用いているが、太陽位置のみで判定するようにしても良い。
As described above, in this embodiment, by controlling the angle of the
ところで、上述の場合では、人検知センサ105としては例えば赤外線等の人感センサを用いて空調対象エリアA内の人の存否(在席/不在)を検知していたが、人が執務(作業)を行っている場合にのみ通常制御へ移行するようにして、執務(作業)状態でないのに空調装置3bを動かすことによる無駄なエネルギ消費を防ぐようにしても良い。この場合、人検知センサ105として撮像カメラにより人の動きを検知し、執務(作業)状態にあるか否かを判断する手段、或いは執務者が机上のコンピュータを立ち上げたことを検知する手段、椅子に座ったことで執務(作業)状態に入ることを検知する手段等を人検知センサ105として設け、これらの手段から出力される人検知信号、つまり執務(作業)状態の検知信号の有無をステップS6で判定し、検知信号があったときにステップS5へ移行するようにする。
(実施形態2)
実施形態1ではビルオートメーション専用線を用いて各Icont10、21、30,40の情報授受を行うを行うようにしているが、本実施形態では図6に示すようにイーサネット(登録商標)を用いたLAN5を用いて接続したもので、例えばブラインドIcont10にWebサーバを搭載し、LAN5に接続されているパーソナルコンピュータからなる個人端末PCや、パネルスイッチ装置PSからHTTP(HyperText Transfer Protocol)を用いてWebサーバにアクセスしてWebサーバが提供するブラインドIcont10側のホームページを閲覧することができるようにし、例えば個人端末PCやパネルスイッチPSからブラインドIcont10の運転状況を変更することを可能とすることで、始業前の制御状態から通常制御へ移行するためのトリガをこれら個人端末PCやパネルスイッチPSから与えることができるようにすることもできる。
By the way, in the above-mentioned case, the presence / absence (presence / absence) of the person in the air-conditioning target area A is detected by using, for example, a human sensor such as an infrared ray as the human detection sensor 105. ) May be shifted to the normal control only when it is being performed, and wasteful energy consumption due to the movement of the
(Embodiment 2)
In the first embodiment, information is transferred to and from each of the
ところで、エミット(EMIT(Embedded Micro Internetworking Technology))と称する機器組み込み型ネットワーク技術(機器に簡単にミドルウェアを組み込んでネットワークに接続できる機能を備えるネットワーク技術、以降、EMIT技術と称する。)を用いることで、携帯電話、PC(Personal Computer)、PDA(Personal Digital Assistant)、PHS(Personal Handy phone System)等の外部端末(図示せず)から様々な設備機器(照明装置、空調装置、動力装置、センサ、電気錠、Webカメラ等、以降、EMIT端末と称する。)<図示せず>にアクセスして、EMIT端末を遠隔監視・制御することができるシステムがある。 By the way, by using a device-embedded network technology called EMIT (Embedded Micro Internetworking Technology) (a network technology having a function of easily incorporating middleware into a device and connecting to the network, hereinafter referred to as EMIT technology). Various equipment (illumination equipment, air conditioning equipment, power equipment, sensors) from external terminals (not shown) such as mobile phones, PCs (Personal Computers), PDAs (Personal Digital Assistants), PHSs (Personal Handy phone Systems) Electric locks, Web cameras, etc. are hereinafter referred to as EMIT terminals.) There is a system that can access <not shown> to remotely monitor and control the EMIT terminal.
尚、EMIT端末は、マイコン搭載の組み込み機器であり、機器組み込み型のネット接続用ミドルウェアでありEMIT技術を実現するEMITソフトウェアが搭載されている。 Note that the EMIT terminal is a built-in device equipped with a microcomputer, and is a device-embedded middleware for connecting to the network and is equipped with EMIT software that realizes the EMIT technology.
上述のEMIT技術を応用したシステム(以降、EMITシステムと称する。)としては、外部端末がインターネット上に設けられたセンタサーバ(図示せず)経由でEMIT端末を遠隔監視・制御する構成のものや、センタサーバを介することなく、例えばEMITソフトウェアが搭載された外部端末から、直接各EMIT端末にアクセスしてEMIT端末を遠隔監視・制御する構成のものを挙げることができる。 As a system to which the above-mentioned EMIT technology is applied (hereinafter referred to as an EMIT system), an external terminal remotely monitors and controls an EMIT terminal via a center server (not shown) provided on the Internet. For example, a configuration in which an EMIT terminal is directly accessed from an external terminal equipped with EMIT software to remotely monitor and control the EMIT terminal without using a center server.
そしてEMITシステムによって、例えば、建物(戸建住宅、マンション、ビル、工場用等)<図示せず>内に上述のEMIT端末を分散配置させて、外部端末からEMIT端末の状態を遠隔から監視することで、建物全体のエネルギ管理や、建物内のガス、水道、電気の遠隔検針を行うことも可能となる。 Then, by using the EMIT system, for example, the above-mentioned EMIT terminals are distributed in a building (for detached houses, condominiums, buildings, factories, etc.) <not shown>, and the status of the EMIT terminals is monitored remotely from an external terminal. This makes it possible to perform energy management of the entire building and remote meter reading of gas, water, and electricity in the building.
そこで上述の本発明の実施形態1、2に係る日射遮蔽制御装置を上述のEMITシステムを用いて構成しても良い。
Therefore, the above-described solar radiation shielding control apparatus according to
1 ブラインド
1a スラット
10 ブラインドIcont
105 人検知センサ
2 照明器具
20 照明Icont
21 明るさセンサ
3a 変風量ユニット
3b 空調装置
30 空調Icont
40 計測Icont
41 日射量計
42 照度計
W 壁
w 窓部
X 日射
A 空調対象エリア
1
105
21 Brightness Sensor
40 Measurement Icont
41
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