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2018 年度 実施状況報告書

フィードフォワード空調制御を導入した住宅における環境ライフスタイル評価

研究課題

研究課題/領域番号 18K02185
研究機関宮城教育大学

研究代表者

菅原 正則  宮城教育大学, 教育学部, 教授 (60300513)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードスマートハウス / HEMS / エネルギー教育 / 実験教材
研究実績の概要

本年度はフィードフォワード空調制御システムの構築の手始めとして、スマートハウスの仕組みを簡易で安価な電子回路で構成した建物模型教材キット「スマハキット」を開発した。これは、小学生から一般の成人までを対象に、スマートハウスの仕組みによる「創エネ」「蓄エネ」「省エネ」の効果を体験できる建物模型教材キットである。
建物模型には照明用LEDと照度計が取り付けられてあり、Scratchというプログラム言語によって操作できる電子回路を通して、LEDを調光したり、照度をフィードバックできる。電子回路は、センサーボードとリレーからなり、LEDの電源として電池や手回し発電機を選択したり、コンデンサを用いた蓄電回路を付加することができる。Scratchのプログラムには、LED点灯モードの切り替え機能を持たせ、単純な点滅、手動の調光、そしてHEMSを模擬した自動調光ができる。また、LEDの出力値、スライダースイッチの設定値、そして照度については逐次値や平均値、過去1分間の変化を表すグラフ、安定度の評価をモニターすることもできる。
このキットを体験する親子向けイベントを仙台市内で開催したところ、手回し発電のときの内部照度の評価が蓄電回路やHEMSを使用することによって向上する結果が得られた。実施後の参加者アンケートでは、HEMSの役割や効果を理解した旨の回答が見られた。開発した「スマハキット」は、環境調整行動の誘導において有力な手段になり得ると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

フィードフォワード空調制御システムの構築に関して、期待していた技術資料が予定通りに集まらなかったために、作業が滞っている。代わりに、環境調整行動の誘導に関する検討を先行して進めている状態である。

今後の研究の推進方策

初年度の計画であったフィードフォワード空調制御システムの構築に重点的に取り組み、研究の遅れを取り戻す。

次年度使用額が生じた理由

フィードフォワード空調制御システムの構築が遅れており、その際に使用する予定であった建物の熱シミュレーションソフト年間ライセンスおよび技術資料の購入が行われなかった。購入時期は次年度を予定している。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 学会発表 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 大規模災害時の給水・給湯設備の凍結防止対策技術(その1)研究の目的、水抜き栓2019

    • 著者名/発表者名
      菅原正則、赤井仁志、濱田靖弘、小林光、飯沼靖彦、田原誠、田中和則、新倉万結
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会東北支部第8回学術・技術報告会論文集

      巻: - ページ: 17-18

  • [雑誌論文] 大規模災害時の給水・給湯設備の凍結防止対策技術(その2)断熱ラインと配管位置①2019

    • 著者名/発表者名
      飯沼靖彦、赤井仁志、濱田靖弘、小林光、菅原正則、田原誠、田中和則、新倉万結
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会東北支部第8回学術・技術報告会論文集

      巻: - ページ: 19-20

  • [雑誌論文] 大規模災害時の給水・給湯設備の凍結防止対策技術(その3)断熱ラインと配管位置②、給湯配管2019

    • 著者名/発表者名
      赤井仁志、濱田靖弘、小林光、菅原正則、飯沼靖彦、田原誠、田中和則、新倉万結
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会東北支部第8回学術・技術報告会論文集

      巻: - ページ: 21-22

  • [雑誌論文] 大規模災害時の給水・給湯設備の凍結防止対策技術(その4)給水配管、ヒートポンプ給湯機と貯水槽2019

    • 著者名/発表者名
      田中和則、新倉万結、赤井仁志、濱田靖弘、小林光、菅原正則、飯沼靖彦、田原誠
    • 雑誌名

      空気調和・衛生工学会東北支部第8回学術・技術報告会論文集

      巻: - ページ: 23-24

  • [雑誌論文] 避難所の備品で製作するアースバッグハウスの提案2018

    • 著者名/発表者名
      菅原正則、渡部聡美
    • 雑誌名

      日本建築学会東北支部研究報告集

      巻: 81 ページ: 53-56

  • [雑誌論文] 避難所における自作・利用のためのアースバッグハウスの試作2018

    • 著者名/発表者名
      菅原正則
    • 雑誌名

      日本建築学会大会(東北)学術講演梗概集

      巻: D-2 ページ: 211-212

  • [学会発表] 大規模災害時の給水・給湯設備の凍結防止対策技術(その1)研究の目的、水抜き栓2019

    • 著者名/発表者名
      菅原正則
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会東北支部第8回学術・技術報告会
  • [学会発表] 避難所の備品で製作するアースバッグハウスの提案2018

    • 著者名/発表者名
      菅原正則
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
  • [学会発表] 避難所における自作・利用のためのアースバッグハウスの試作2018

    • 著者名/発表者名
      菅原正則
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [備考] 国立大学法人 宮城教育大学 教員一覧

    • URL

      http://www.miyakyo-u.ac.jp/KyouinDB/public/teacher/view/33

  • [備考] 宮城教育大学 家庭科教育講座 菅原研究室

    • URL

      http://staff.miyakyo-u.ac.jp/~msugawa/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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