(57)【要約】【課題】既存建物における照明設備および空調設備を人感センサによる在室者の感知信号に基づいて制御する。【解決手段】既存建物を対象として既存の照明設備および空調設備を人感センサによる感知信号に基づいて制御するための制御システムであって、既存の照明設備におけるスイッチ回路のゾーニングに合致する感知ゾーンを設定して、各感知ゾーンにそれぞれ在室者の有無を感知する人感センサ７を設置し、各人感センサの感知信号に基づいて前記スイッチ回路を操作して各感知ゾーン内の照明設備を制御するとともに、各感知ゾーンを処理ゾーン内に包含している空調設備を制御する制御装置８を付加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物を対象として既存の照明設備および空調設備を人感センサによる感知信号に基づいて制御するための制御システムであって、
既存の照明設備におけるスイッチ回路のゾーニングに合致する感知ゾーンを設定して各感知ゾーンにそれぞれ在室者の有無を感知する人感センサを設置し、各人感センサの感知信号に基づいて前記スイッチ回路を操作して各感知ゾーン内の照明設備を制御するとともに、各感知ゾーンを処理ゾーン内に包含している空調設備を制御する制御装置を付加してなることを特徴とする人感センサによる設備制御システム。
【請求項２】
前記空調設備は室内負荷処理用の空調機と外気負荷処理用の外調機を備え、かつ前記外調機は全熱交換器を備えており、前記制御装置は、前記人感センサの感知信号に基づいて各感知ゾーンを処理ゾーンとして包含している前記空調機、前記外調機、前記全熱交換器の少なくともいずれかを制御する構成とされてなることを特徴とする請求項１記載の人感センサによる設備制御システム。
【請求項３】
前記空調設備は室内負荷処理用の空調機と外気負荷処理用の外調機を備え、かつ前記空調機はインテリアゾーンに設置されるインテリア用空調機とペリメータゾーンに設置されるペリメータ用空調機からなるとともに、前記外調機は全熱交換器を備えており、
前記制御装置は、前記人感センサの感知信号に基づいて各感知ゾーンを処理ゾーンとして包含している前記空調機、前記外調機、前記全熱交換器の少なくともいずれかを制御可能に構成されているとともに、前記インテリア用空調機による処理ゾーンと前記ペリメータ用空調機による処理ゾーンに跨る感知ゾーンにおいては前記ペリメータ用空調機を制御して前記インテリア用空調機は強制送風運転とする構成とされてなることを特徴とする請求項１記載の人感センサによる設備制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存建物を対象として既存の照明設備および空調設備を人感センサによる在室者の感知信号に基づいて制御するための制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物内における在室者の有無を人感センサにより感知して、その感知信号に基づいて空調設備を自動制御するという空調制御システムが特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の空調制御システムによれば、各部屋の人間の在／不在を検出して空調設備を制御することにより省エネルギーと快適性を両立し得るとされているが、そのためには複雑な制御機構を必要とすることから、既存建物を対象として簡易に改修するようなことは現実的ではない。
また、人感センサを利用して不在時には照明器具を消灯させることも行われているが、そのためには人感センサを内蔵した特殊な照明器具を用いる必要があるので、既存建物を対象とする場合には改修コストが嵩みすぎてやはり現実的ではない。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は人感センサにより空調設備のみならず照明設備をも制御可能であり、しかも既存建物を対象として簡易に改修することが可能な有効適切な制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、既存建物を対象として既存の照明設備および空調設備を人感センサによる感知信号に基づいて制御するための制御システムであって、既存の照明設備におけるスイッチ回路のゾーニングに合致する感知ゾーンを設定して各感知ゾーンにそれぞれ在室者の有無を感知する人感センサを設置し、各人感センサの感知信号に基づいて前記スイッチ回路を操作して各感知ゾーン内の照明設備を制御するとともに、各感知ゾーンを処理ゾーン内に包含している空調設備を制御する制御装置を付加してなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の制御システムにおいて、前記空調設備は室内負荷処理用の空調機と外気負荷処理用の外調機を備え、かつ前記外調機は全熱交換器を備えており、前記制御装置は、前記人感センサの感知信号に基づいて各感知ゾーンを処理ゾーンとして包含している前記空調機、前記外調機、前記全熱交換器の少なくともいずれかを制御する構成とされてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の制御システムにおいて、前記空調設備は室内負荷処理用の空調機と外気負荷処理用の外調機を備え、かつ前記空調機はインテリアゾーンに設置されるインテリア用空調機とペリメータゾーンに設置されるペリメータ用空調機からなるとともに、前記外調機は全熱交換器を備えており、前記制御装置は、前記人感センサの感知信号に基づいて各感知ゾーンを処理ゾーンとして包含している前記空調機、前記外調機、前記全熱交換器の少なくともいずれかを制御可能に構成されているとともに、前記インテリア用空調機による処理ゾーンと前記ペリメータ用空調機による処理ゾーンに跨る感知ゾーンにおいては前記ペリメータ用空調機を制御して前記インテリア用空調機は強制送風運転とする構成とされてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の制御システムによれば、既存の照明設備における既存の照明器具とそのスイッチ回路をそのまま利用して人感センサおよび制御装置を付加することのみで、在室者の在／不在に応じて照明設備をスイッチ回路を単位とするゾーンごとに自動的に点灯／消灯でき、加えて空調設備も在室者の有無に応じた無駄のない最適運転を行うことが可能である。
したがって、既存建物を改修して本発明の制御システムを採用することにより、人感センサを内蔵する特殊かつ高価な照明器具に交換するようなコストと手間を必要とせず、改修に要する費用を最少限に抑制しつつ省エネルギー効果を充分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の制御システムの実施形態を示す概略構成図である。
【図２】同、照明設備におけるスイッチ回路のゾーニングの一例を示す図である。
【図３】同、空調設備における空調機（インテリア用空調機およびペリメータ用空調機）のゾーニングの一例を示す図である。
【図４】同、空調設備における外調機のゾーニングの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の制御システムの実施形態を図１〜図４を参照して説明する。本実施形態は、既存建物を対象としてその建物内における在室者の有無と位置を人感センサにより感知し、それに基づき既存の照明設備と既存の空調設備を制御して最適運転するように改修する場合の適用例である。
【００１２】
本実施形態が改修対象としている既存建物における照明設備は、図１に模式的に示すように壁面に設置されている既存のスイッチ１の手動操作により天井面に設置されている照明器具２を点灯／消灯するものであるが、そのスイッチ回路は図２に破線で囲んで示すような多数のゾーンＺ１にゾーニングされていて、各ゾーンＺ１に対応するスイッチ１をオン／オフ操作することにより各ゾーンＺ１内の照明器具群がゾーンＺ１単位で一斉に点灯／消灯するようにされている。
【００１３】
また、この既存建物における基準階の空調設備は、図３に示すような室内負荷処理用の空調機３と、図４に示すような外気負荷処理用の空調機４から構成され、それら空調機３と外調機４の処理ゾーンＺ２、Ｚ３はそれぞれ図３および図４に破線で囲んで示す範囲に設定されている。
そして、さらに上記の室内負荷処理用の空調機３は、図３に示されるように内部側のインテリアゾーンに設置されるインテリア用空調機３Ａと、窓側のペリメータゾーンに設置されるペリメータ用空調機３Ｂとにより構成されている。
【００１４】
上記の照明設備におけるスイッチ回路のゾーニングと、空調設備における空調機３（インテリア用空調機３Ａおよびペリメータ用空調機３Ｂ）のゾーニングと、外調機４のゾーニングとの相互関係は、図２〜図４から明らかなように、各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３の面積がその順で大きくなるように設定されていて、図３〜図４に示されるように外調機４の処理ゾーンＺ３内に複数の空調機３（インテリア用空調機３Ａおよびペリメータ用空調機３Ｂ）の処理ゾーンＺ２が包含されている。
また、図２〜図３に示すように、空調機３の処理ゾーンＺ２内にはそれぞれ複数のスイッチ回路のゾーンＺ１が包含されるが、一部のスイッチ回路のゾーンＺ１（たとえば図中にｃとして示すゾーン）はインテリアゾーンとペリメータゾーンに跨るように、したがってインテリア用空調機３Ａの処理ゾーンＺ２とペリメータ用空調機３Ｂの処理ゾーンＺ２の双方に跨るように設定されている。
【００１５】
なお、本実施形態では、図示例のように外調機４には取入外気（ＯＡ）と室内からの排気（ＥＡ）との熱交換を行う全熱交換器５（ＨＥＸ）を内蔵しており、かつ取入外気量を広範に調整可能な可変風量機構６（ＶＡＶ）が備えられている。
また、インテリア用空調機３Ａおよびペリメータ用空調機３Ｂとしてはいずれも天井隠蔽タイプのパッケージエアコン（ＰＡＣ）が採用されており、これらは室内空気を還気（ＲＡ）として吸い込んで給気（ＳＡ）として吹き出して循環させるものである。
【００１６】
本実施形態では、上記のように構成されている既存建物を対象として、図１に示すように既存の照明設備におけるスイッチ回路のゾーンＺ１ごとに人感センサ７を設置する。すなわち、多数の人感センサ７をそれぞれの感知ゾーンが照明設備におけるスイッチ回路のゾーンＺ１に合致するように設置する。そして、各人感センサ７の感知信号に基づいて既存の照明設備および空調設備を制御するための制御装置８を付加する。
人感センサ７としては、従来より防犯設備として不審者の侵入を感知するために広く用いられている汎用のものを用いれば良く、これを図２に示すように各ゾーンＺ１のほぼ中央位置において天井面に設置することで各ゾーンＺ１内における人間の有無、すなわち在室者の「在／不在」をゾーンＺ１単位で高感度で感知して、その感知信号を制御装置８に出力するものである。
なお、図示例のように人感センサ７の感知信号を有線にて制御装置８に伝送することでも良いが、電波や光信号を利用してワイヤレスにて伝送することも勿論可能であり、その場合には伝送用配線を省略できて改修費用をより削減することが可能である。
【００１７】
制御装置８は、各人感センサ７から入力された感知信号に基づいて既存のスイッチ回路を操作することにより照明設備をゾーンＺ１単位で（つまり既存のスイッチ回路ごとに）点灯／消灯させるように制御するものである。すなわち、人感センサ７が在室者を感知するとそのゾーンからの「在」情報によりそのゾーンのスイッチ回路をオンとしてそのゾーン内の照明器具２を点灯させ、在室者が退出して「不在」情報が入力されればスイッチ回路をオフとして消灯するものである。
より具体的には、たとえば、図２にａ，ｂ，ｃとして示すゾーンＺ１において人感センサ７により在室者が感知された場合には、それらａ，ｂ，ｃの各ゾーンＺ１の照明器具２のみが点灯されて他のゾーンの照明器具２は消灯したままとなり、これにより無駄な点灯を防止して省エネルギー効果を得ることができる。
【００１８】
さらに、本実施形態のシステムでは、上記の制御装置８により照明設備のみならず、以下のように空調設備も併せて制御するものである。
すなわち、人感センサ７が在室者を感知したゾーンＺ１に対しては制御装置８がそのゾーンＺ１を処理ゾーンＺ２内に包含している空調機３（インテリア用空調機及び／又はペリメータ用空調機３Ｂ）のみを運転し、在室者が無い他の処理ゾーンＺ２での空調機３の無駄な運転は停止する。
より具体的には、たとえば上記のようにａ，ｂ，ｃの各ゾーンＺ１に在室者がある場合には、それらａ、ｂ、ｃの各ゾーンＺ１を処理ゾーンＺ２内に包含しているインテリア用空調機３Ａとペリメータ用空調機３Ｂのみが運転されて他の空調機３は強制停止されられており、これにより在室者がないゾーンへの無断な空調運転がなくなって省エネルギー効果が得られる。
【００１９】
この場合、インテリアゾーンとペリメータゾーンの双方に跨っているゾーンＺ１、たとえば図３においてｃとして示すようにインテリア用空調機３Ａの処理ゾーンＺ２とペリメータ用空調機３Ｂの処理ゾーンＺ２の双方に跨っているゾーンＺ１においては、そのゾーンＺ１を処理ゾーンＺ２として包含しているインテリア用空調機３Ａとペリメータ用空調機３Ｂの双方を運転することでも良いのではあるが、たとえば事務所における残業時間帯や休日出勤時のような低負荷時においてもそのように１ゾーンに対して２台の空調機を運転するようなことは過剰でもあるので、その場合はペリメータ用空調機３Ｂのみを運転してインテリア用空調機３Ａは強制送風運転のみとすれば良い。
また、ピーク負荷時等においてはインテリア負荷に比べてペリメータ負荷が大きくかつその変動が小さいことが通常であるので、そのような場合にはペリメータ用空調機３Ｂは在室者の有無に拘わらず常に連続運転したうえで、インテリア用空調機３Ａのみを人感センサ７による感知信号に基づいて発停させるように制御するようにしても良い。
このように、ペリメータ用空調機３Ｂをインテリア空調機３Ａよりも優先させて運転するようなパターンを制御装置８に設定しておくことにより、ペリメータ用空調機３Ｂを全負荷運転に近い状態で効率的に運転することができるとともに、インテリア用空調機３Ａを部分負荷で非効率的に運転することを回避でき、全体として省エネルギー効果を高めることができる。
【００２０】
一方、外調機４は、人感センサ７の感知信号に基づいて推定されるその時点での在室人数に基づいて部分負荷運転を行う。その場合、在室人員の推定は、外調機４の処理ゾーンＺ３ごとに、
推定在室人数＝設計在室人数（または実最大在室人数）×在室者を感知したゾーンＺ１                の合計面積／外調機の処理ゾーンＺ３の全体面積
として求めることができ、その推定在室人数に応じた必要外気量を決定して可変風量機構６を制御して必要外気量を処理ゾーンＺ３へ供給すれば良い。
より具体的には、たとえば図４に示すように外調機４の処理ゾーンＺ３内において、上記のようにａ，ｂ，ｃの各ゾーンＺ１に在室者がある場合には、それらａ、ｂ、ｃの各ゾーンＺ１の合計面積と処理ゾーンＺ３の全体の面積比から在室人数が推定され、それに見合う必要最少限の外気が供給されることにより在室人数以上の無駄な外気の供給を防止して省エネルギー効果が得られる。
【００２１】
なお、本実施形態のように外調機４が可変風量機構６（ＶＡＶ）を備えている場合にはそれにより外気量を調整すれば良いが、可変風量機構６による調整に代えて、あるいはそれに加えて、外調機４が備える送風機自体をインバータ制御したりあるいは段階的な強弱運転に切り換えることによっても、外気量の調整を行うことが可能である。
また、従来においては室内のＣＯ２濃度を測定して必要外気量を制御することも行われているが、その場合は高精度のＣＯ２センサによるＣＯ２濃度の検知とそれに基づく複雑な制御が必要であるのでそのためにかなりのコストを要するものとなるが、本実施形態のように人感センサ７の感知信号に基づいて在室人員を推定して必要外気量を決定することとすれば、遙かに簡易に必要外気量を決定することが可能である。
【００２２】
以上のように、本発明のシステムによれば、既存のスイッチ１と既存の照明器具２をそのまま利用して人感センサ７および制御装置８を付加することのみで、在室者の在／不在に応じて照明設備を既存のスイッチ回路を単位とするゾーンごとに自動的に点灯／消灯できるものであるし、加えて空調設備も在室者の有無に応じた無駄のない最適運転を行うことが可能である。
したがって既存建物を本発明の制御システムに改修することにより、人感センサを内蔵する特殊かつ高価な照明器具に交換するようなコストと手間を必要とせず、また空調設備には殆ど改修を必要とせず、改修に要する費用を最少限に抑制しつつ省エネルギー効果を充分に得ることができる。
【００２３】
なお、上記実施形態は、既存建物における既存の空調設備が室内負荷用処理用の空調機３と外気処理用の外調機４により構成されており、かつ外調機４は全熱交換器５を備えているとともに、室内負荷処理用の空調機３がインテリア用空調機３Ａとペリメータ用空調機３Ｂにより構成されている場合の適用例であるので、それに対応して空調機３と外調機４の双方を制御対象とし、かつインテリア用空調機３Ａとペリメータ用空調機３Ｂの双方を制御対象とし、その場合には特にペリメータ用空調機３Ｂをインテリア用空調機３Ａに優先させて運転するような制御を行うことが好ましいのであるが、本発明においては必ずしもそうすることはなく、たとえば空調機３あるいは外調機４のいずれか一方のみを制御するに留めたり、あるいはインテリア用空調機３Ａあるいはペリメータ用空調機３Ｂのいずれか一方を制御するに留めることでも良い。さらには、外調機４が備えている全熱交換器５についても、それを単独であるいは外調機４やインテリア用空調機３Ａ、ペリメータ用空調機３Ｂと適宜組み合わせて、制御することでも良い。
要は、既存の照明設備と空調設備の構成に対応して、また既存建物の用途や使用形態に対応して、既存の照明設備および空調設備に対して必要最少限度の改修を加えるに留めたうえで、在室者の有無に応じて最も効率的な空調運転を行い得るような最適制御を行うように構成すれば良いのであって、その限りにおいて本発明は上記実施形態に限定されることなく適宜の設計的変更や応用が可能であることは当然である。
【符号の説明】
【００２４】
１  スイッチ
２  照明器具
３  空調機（ＰＡＣ）
３Ａ  インテリア用空調機
３Ｂ  ペリメータ用空調機
４  外調機
５  全熱交換器（ＨＥＸ）
６  可変風量機構（ＶＡＶ）
７  人感センサ
８  制御装置
Ｚ１  人感センサの感知ゾーン（照明設備におけるスイッチ回路のゾーン）
Ｚ２  空調機の処理ゾーン
Ｚ３  外調機の処理ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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