JP2012026625A

JP2012026625A - 送風制御装置および方法

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Publication number: JP2012026625A
Application number: JP2010164662A
Authority: JP
Inventors: Masahito Tanaka; 雅人田中; Mayumi Miura; 眞由美三浦; Kenji Akai; 健二赤井; Shuji Sawada; 周二澤田; Yasuko Horiguchi; 康子堀口
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: JP5520154B2; KR20120010110A; CN102345913A; US20120020831A1; CN102345913B; KR101225340B1; US8734575B2

Abstract

【課題】微生物数の余裕度合に応じて空調機や送風機の空気搬送動力を節約する。
【解決手段】送風制御装置は、被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測部１と、微生物数に対して第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理部２と、微生物数に対して第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理部３と、各風量に対応する微生物低減能力を記憶する微生物低減能力記憶部４と、第１の平滑化処理部２の処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第１の風量判断部５と、第２の平滑化処理部３の処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第２の風量判断部６と、第１、第２の風量判断部５，６が選択した風量に基づいて被制御空間への風量を決定する風量決定部７とから構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、衛生的であることが要求される食品工場や医薬品工場あるいは病院などにおいて、被制御空間に存在する細菌などの微生物を低減させる空調システムに係り、特に被制御空間への風量を制御する送風制御装置および方法に関するものである。

食品工場や医薬品工場あるいは病院などの衛生的な施設では、浮遊菌および付着菌が人や物の出入りに伴って室内に侵入する可能性があり、侵入した浮遊菌および付着菌が室内の壁面や装置等に付着して増殖することにより、室内が汚染されるという問題があった。室内の汚染があると、製品の品質悪化につながり、また食品の場合には食中毒の原因となり問題である。

従来、この問題の対策として、循環空気および外気を空気浄化フィルタで濾過してから室内に吹き込む方法が多く採用されている。
また、別の方法として、循環ダクトと給気ダクトの各々に微生物低減手段として紫外線照射装置と抗菌剤噴霧装置とを設け、空気中の菌を紫外線殺菌すると共に、室内に抗菌剤を散布して抗菌雰囲気に保持するようにした空調システムが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−１０６２９６号公報

上記のように空気を空気浄化フィルタで濾過してから室内に吹き込む換気を行なう場合、空調機の搬送動力を消費することになる。従来は、微生物の確実な除去を優先して、十分に余裕のある高めの風量に設定して運用している。この場合、実際には微生物が十分に少ない状況であっても、高めの風量で運用することになるので、実質的には搬送動力の浪費が生じていることになる。しかしながら、微生物数の変化は、計測可能な要因に伴って増減するものではないので、搬送動力を節約するために風量を低めに設定するのは困難である。
また、特許文献１に開示された空調システムのように微生物低減手段を採用する場合であっても、送風量の設定に際しては、搬送動力の浪費を認識しながらも、微生物の確実な除去を優先して高めに設定することは避けられない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、微生物低減手段を備えた空調システムにおいて、微生物数の余裕度合に応じて、換気のための空調機や減菌装置のための送風機などの空気搬送動力を節約することができる送風制御装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の送風制御装置は、被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測手段と、前記微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理手段と、前記微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理手段と、前記被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶手段と、この微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第１の平滑化処理手段の処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第１の風量判断手段と、前記微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第２の平滑化処理手段の処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第２の風量判断手段と、前記第１の風量判断手段が選択した風量と前記第２の風量判断手段が選択した風量とに基づいて前記被制御空間への風量を決定する風量決定手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の送風制御装置は、被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測手段と、前記微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理手段と、前記微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理手段と、前記被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶手段と、前記第１の平滑化処理手段の処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第１の到達時間推定手段と、前記第２の平滑化処理手段の処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第２の到達時間推定手段と、前記微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第１の到達時間推定手段が推定した時間と前記第２の到達時間推定手段が推定した時間とから予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択し、選択した風量を前記被制御空間への風量とする風量決定手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の送風制御装置の１構成例において、前記微生物低減能力は、前記被制御空間の微生物数を上限微生物数から所定の割合へ減少させるまでの所要時間で表されることを特徴とするものである。

また、本発明の送風制御方法は、被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測ステップと、前記微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理ステップと、前記微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理ステップと、前記被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第１の平滑化処理ステップの処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第１の風量判断ステップと、前記微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第２の平滑化処理ステップの処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第２の風量判断ステップと、前記第１の風量判断ステップで選択した風量と前記第２の風量判断ステップで選択した風量とに基づいて前記被制御空間への風量を決定する風量決定ステップとを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の送風制御方法は、被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測ステップと、前記微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理ステップと、前記微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理ステップと、前記第１の平滑化処理ステップの処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第１の到達時間推定ステップと、前記第２の平滑化処理ステップの処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第２の到達時間推定ステップと、前記被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第１の到達時間推定ステップで推定した時間と前記第２の到達時間推定ステップで推定した時間とから予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択し、選択した風量を前記被制御空間への風量とする風量決定ステップとを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、異なる平滑化時間指標による平滑化処理に基づき、実質的に複数の判断を行なうことになるので、微生物数の変化速度のばらつきを考慮した風量決定を行うことができ、微生物数の余裕度合に応じて、空調機や送風機の空気搬送動力の節約を安全に実施することができる。本発明では、常に最大風量が選ばれるような空気搬送動力の浪費も抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る送風制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係る送風制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態において微生物低減能力記憶部に記憶された情報の１例を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る送風制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態に係る送風制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態における微生物数実測値と平滑処理結果の例を示す図である。本発明の第２の実施の形態における到達予測時間の算出例を示す図である。

［発明の原理］
本発明では、米国バイオビジラントシステムズ（BioVigilant Systems）社が開発したリアルタイム細菌ディテクタ（長谷川倫男他，「気中微生物リアルタイム検出技術とその応用」，株式会社山武，ａｚｂｉｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｖｉｅｗ２００９年１２月号，ｐ．２−７，２００９年）を室内に配置し、微生物数を計測する。微生物数は、季節、温度、湿度、空間内の在室者数などによりランダムに変化する。

本発明で実行するのは空調機の換気送風制御や送風機の送風制御であることから、モデル予測制御の概念を採用し、微生物数の増加を予測して換気や減菌が遅れないように判断することが考えられる。ただし、微生物数についてはモデル予測のためのモデル作成が難しく、特に難しいのは微生物数の変化速度の絞込みである。
そこで、本発明では、送風制御の風量を、省エネモードを含む少なくとも２段階に分ける。そして、各風量における微生物低減能力を予め調査し、登録しておく。例えば、風量Ａｍ³／ｍｉｎでは、Ｎ個／ｍ³ｍｉｎの低減能力というような数値化されたものになる。

次に、微生物数の計測データを平滑化する手法を採用するわけであるが、複数の異なる平滑化時間指標（平滑化処理が１次遅れフィルタ処理であれば時定数）に分けて処理する。この際、微生物数の変化速度のばらつきを考慮して、平滑化時間指標を設定する。例えば、微生物数が最速で変化する場合に減菌が追従できるように過去のデータから定められた平滑化時間指標と、微生物数が統計的に信頼度が高い緩やかな速度で変化する場合に減菌が追従できるように過去のデータから定められた平滑化時間指標に分ける。

そして、微生物低減能力が、微生物数の変化速度のばらつきを考慮した複数の平滑化処理の結果から予測される微生物数の増加に対応できるか否かに基づき、送風制御の風量を増減させれば、不必要に過剰な空気搬送動力を節約することが可能になる。

［第１の実施の形態］
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の実施の形態は、細菌などの微生物を完全にゼロにする空間において使用されるのではなく、通常はその空間に隣接あるいは連続する周辺の空間において使用される。すなわち、医薬品工場などにおいて完全無菌化空間を作るためには、周辺に準無菌化空間が必要になるわけであり、以下の実施の形態はそのような準無菌化空間が適用対象になると考えるのが好ましい。このような準無菌化空間では、前述したように、人や物の出入りなどに伴って室内の微生物数が増加し得る。しかし、出入りする人や物の量に正比例して微生物数が増加するというわけではないので、微生物数を計測せずに微生物数を把握するのは困難である。以下の実施の形態は、微生物低減手段として、換気を濾過する空気浄化フィルタを用いるものとする。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る送風制御装置の構成を示すブロック図である。送風制御装置は、被制御空間の微生物数をリアルタイムで計測する微生物数計測部１と、微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理部２と、微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理部３と、被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶部４と、微生物低減能力記憶部４を参照して、第１の平滑化処理部２の処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第１の風量判断部５と、微生物低減能力記憶部４を参照して、第２の平滑化処理部３の処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第２の風量判断部６と、第１の風量判断部５が選択した風量と第２の風量判断部６が選択した風量とに基づいて被制御空間への風量を決定する風量決定部７とから構成される。

図２は本実施の形態の送風制御装置の動作を示すフローチャートである。微生物低減能力記憶部４には、空気浄化フィルタで濾過する換気における空調機の送風制御の風量Ｖｉ［ｍ³／ｍｉｎ］と、風量Ｖｉに対応する微生物低減能力として、上限微生物数ＮＵから微生物数を半減させるまでの所要時間Ｓｉ［ｍｉｎ］が、予め調査され記憶されている。図３に微生物低減能力記憶部４に記憶された情報の１例を示す。風量が少ないほど搬送動力の消費は少なく、省エネルギーになるが、微生物数を半減させる能力は低くなる。

微生物数計測部１は、空調機や送風機で換気を行う被制御空間（上記の準無菌化空間）における特定のタイミングＴｊで検出される単位容積および単位時間（例えば１分）あたりの微生物の数をＮｊ［個／ｍ³］として計測する（図２ステップＳ１００）。微生物数計測部１としては、リアルタイム細菌ディテクタが利用できる。微生物数計測部１が計測対象とする空気は、例えば準無菌化空間内の代表的な位置の空気である。

第１の平滑化処理部２は、微生物数計測部１が計測した微生物数Ｎｊに対して、第１の平滑化時間指標Ｔ１によって定まる第１の平滑化処理を行う（ステップＳ１０１）。第１の平滑化時間指標Ｔ１は、過去のデータから想定される状況として微生物数が最速で変化する場合に変化の検出が追従できるように予め決定されたものである。すなわち、危険な増加傾向でありかつ現実的な数値として認め得るものを確実に検出することを目的とする。ここでは、第１の平滑化処理を１次遅れフィルタ処理とし、第１の平滑化時間指標Ｔ１を１次遅れフィルタの時定数Ｔ１＝４１［ｍｉｎ］とする。このＴ１＝４１［ｍｉｎ］は、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓ３＝４１［ｍｉｎ］と同じ値である。第１の平滑化処理部２による処理結果をＤ１とする。

第２の平滑化処理部３は、微生物数計測部１が計測した微生物数Ｎｊに対して、第２の平滑化時間指標Ｔ２によって定まる第２の平滑化処理を行う（ステップＳ１０２）。第２の平滑化時間指標Ｔ２は、過去のデータから統計的に信頼度が高い緩やかな速度で微生物数が変化する場合の変化を反映できるように予め決定されたものである。すなわち、増加傾向の頭打ちなどを不用意に安全側で判断してしまわないように堅実に検出することを目的とする。ここでは、第２の平滑化処理を１次遅れフィルタ処理とし、第２の平滑化時間指標Ｔ２を１次遅れフィルタの時定数Ｔ２＝２９８［ｍｉｎ］とする。このＴ２＝２９８［ｍｉｎ］は、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓ１＝２９８［ｍｉｎ］と同じ値である。第２の平滑化処理部３による処理結果をＤ２とする。

第１の風量判断部５は、第１の平滑化処理を実行した結果Ｄ１の変化率ΔＤ１を算出する（ステップＳ１０３）。第１の平滑化処理部２の前回の処理結果をＤ１_OLDとすれば、変化率ΔＤ１は（Ｄ１−Ｄ１_OLD）／単位時間（例えば１分）により算出することができる。第１の風量判断部５は、ステップＳ１０３で算出した変化率ΔＤ１が前回算出した変化率に比べて増加傾向であるとき（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、この変化率ΔＤ１が継続すると仮定して、微生物数が上限微生物数ＮＵに到達するまでの時間Ｒ１を算出する（ステップＳ１０５）。現在の微生物数を示すＤ１とその変化率ΔＤ１が既知であれば、時間Ｒ１を算出できることは言うまでもない。

第１の風量判断部５は、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓｉのうちα１×Ｒ１（α１は所定の設計係数）よりも小さい所要時間の中で最大となる所要時間に対応する風量Ｖｉ＿１を微生物低減能力記憶部４から取得する（ステップＳ１０６）。上記の微生物低減能力は、上限微生物数ＮＵから微生物数を半減させるまでの所要時間で与えられているので、α１＝１．０程度に設計しておけば、十分に問題のない風量が選ばれることになる。なお、ステップＳ１０４において変化率ΔＤ１が増加傾向にない場合は、ステップＳ１０５，Ｓ１０６による風量Ｖｉ＿１の更新は実行されず、最低風量が選ばれることになる（ステップＳ１０７）。

一方、第２の風量判断部６は、第２の平滑化処理を実行した結果Ｄ２の変化率ΔＤ２を算出する（ステップＳ１０８）。第２の平滑化処理部３の前回の処理結果をＤ２_OLDとすれば、変化率ΔＤ２は（Ｄ２−Ｄ２_OLD）／単位時間（例えば１分）により算出することができる。第２の風量判断部６は、ステップＳ１０８で算出した変化率ΔＤ２が前回算出した変化率に比べて増加傾向であるとき（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、この変化率ΔＤ２が継続すると仮定して、微生物数が上限微生物数ＮＵに到達するまでの時間Ｒ２を算出する（ステップＳ１１０）。現在の微生物数を示すＤ２とその変化率ΔＤ２が既知であれば、時間Ｒ２を算出できることは言うまでもない。

第２の風量判断部６は、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓｉのうちα２×Ｒ２（α２は所定の設計係数）よりも小さい所要時間の中で最大となる所要時間に対応する風量Ｖｉ＿２を微生物低減能力記憶部４から取得する（ステップＳ１１１）。上記の微生物低減能力は、上限微生物数ＮＵから微生物数を半減させるまでの所要時間で与えられているので、α２＝１．０程度に設計しておけば、十分に問題のない風量が選ばれることになる。なお、ステップＳ１０９において変化率ΔＤ２が増加傾向にない場合は、ステップＳ１１０，Ｓ１１１による風量Ｖｉ＿２の更新は実行されず、最低風量が選ばれることになる（ステップＳ１１２）。

風量決定部７は、第１の風量判断部５が決定した風量Ｖｉ＿１と第２の風量判断部６が決定した風量Ｖｉ＿２とのうち最大のものを、被制御空間への風量Ｖｉとして決定する（ステップＳ１１３）。

図示しない空調機は、被制御空間から戻される空気（還気）を冷却もしくは加熱するか、あるいは還気と外気との混合気を冷却もしくは加熱して、被制御空間へ送り出す。空調機または送風機から送り出される空気（給気）は、空気浄化フィルタを通過した後に被制御空間へ送り出される。風量決定部７は、給気風量がステップＳ１１３で決定した値Ｖｉとなるように、空調機または送風機のファン回転数を制御する。
送風制御装置は、以上の図２に示した処理を特定の周期（あるいは特定のタイミング）で繰り返し実行する。なお、温度・湿度制御のためなら換気を少なくするのが効率的であり、無菌化空間あるいは準無菌化空間における換気は、実質的に滅菌のためだけに換気を多くしていることになる。すなわち、微生物数のみに応じて風量を決定することが妥当であり、支障は生じない。

以上のように、本実施の形態では、異なる平滑化時間指標による平滑化処理に基づき、実質的に複数の判断を行なうことになるので、微生物数の変化速度のばらつきを考慮した風量決定を行うことができ、微生物数の余裕度合に応じて、空調機や送風機の空気搬送動力の節約を安全に実施することができる。本実施の形態では、常に最大風量が選ばれるような空気搬送動力の浪費も抑制することができる。

なお、微生物低減能力の数値は適宜調査して設定されるべきものである。また、微生物低減能力を、上限微生物数ＮＵから微生物数を半減させるまでの所要時間Ｓｉ［ｍｉｎ］で表す与え方は一例に過ぎず、風量を適切に選択し得る微生物低減能力の与え方であれば、これに限られない。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は本発明の第２の実施の形態に係る送風制御装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の送風制御装置は、微生物数計測部１と、第１の平滑化処理部２と、第２の平滑化処理部３と、微生物低減能力記憶部４と、第１の平滑化処理部２の処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第１の到達時間推定部８と、第２の平滑化処理部３の処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第２の到達時間推定部９と、微生物低減能力記憶部４を参照して、第１の到達時間推定部８が推定した時間と第２の到達時間推定部９が推定した時間とから予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択し、選択した風量を被制御空間への風量とする風量決定部７ａとから構成される。

図５は本実施の形態の送風制御装置の動作を示すフローチャートである。図５のステップＳ２００〜Ｓ２０２の処理は、図２のステップＳ１００〜Ｓ１０２と同じである。

第１の到達時間推定部８は、第１の平滑化処理を実行した結果Ｄ１の変化率ΔＤ１を算出する（ステップＳ２０３）。第１の到達時間推定部８は、ステップＳ２０３で算出した変化率ΔＤ１が前回算出した変化率に比べて増加傾向であるとき（ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、この変化率ΔＤ１が継続すると仮定して、微生物数が上限微生物数ＮＵに到達するまでの時間Ｒ１を算出する（ステップＳ２０５）。このステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理は、図２のステップＳ１０３〜Ｓ１０５と同じである。なお、ステップＳ２０４において変化率ΔＤ１が増加傾向にない場合は、ステップＳ２０５による時間Ｒ１の算出は実行されず、時間Ｒ１は無限大相当の時間（例えば１００００分）が設定されることになる（ステップＳ２０６）。

第２の到達時間推定部９は、第２の平滑化処理を実行した結果Ｄ２の変化率ΔＤ２を算出する（ステップＳ２０７）。第２の到達時間推定部９は、ステップＳ２０７で算出した変化率ΔＤ２が前回算出した変化率に比べて増加傾向であるとき（ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、この変化率ΔＤ２が継続すると仮定して、微生物数が上限微生物数ＮＵに到達するまでの時間Ｒ２を算出する（ステップＳ２０９）。このステップＳ２０７〜Ｓ２０９の処理は、図２のステップＳ１０８〜Ｓ１１０と同じである。なお、ステップＳ２０８において変化率ΔＤ２が増加傾向にない場合は、ステップＳ２０９による時間Ｒ２の算出は実行されず、時間Ｒ２は無限大相当の時間（例えば１００００分）が設定されることになる（ステップＳ２１０）。

風量決定部７ａは、第１の到達時間推定部８が算出した時間Ｒ１と第２の到達時間推定部９が算出した時間Ｒ２とのうち最小のものを、到達予測時間ＲＸとして決定する（ステップＳ２１１）。これにより、ばらつきを考慮した到達予測時間算出を行うことができる。そして、風量決定部７ａは、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓｉのうちα×ＲＸ（αは所定の設計係数）よりも小さい所要時間の中で最大となる所要時間に対応する風量Ｖｉを微生物低減能力記憶部４から取得し、このＶｉを被制御空間への風量Ｖｉとして決定する（ステップＳ２１２）。上記の微生物低減能力は、上限微生物数ＮＵから微生物数を半減させるまでの所要時間で与えられているので、α＝１．０程度に設計しておけば、十分に問題のない風量が選ばれることになる。

第１の実施の形態と同様に、図示しない空調機または送風機から送り出される空気（給気）は、空気浄化フィルタを通過した後に被制御空間へ送り出される。風量決定部７ａは、給気風量がステップＳ２１２で決定した値Ｖｉとなるように、空調機または送風機のファン回転数を制御する。
送風制御装置は、以上の図５に示した処理を特定の周期（あるいは特定のタイミング）で繰り返し実行する。

図６、図７は本実施の形態の動作例を示す図であり、図６は３００分間の微生物数実測値と平滑処理結果の例を示す図である。図６の６００は微生物数計測部１による単位時間（１分）毎の微生物数実測値であり、０，１，２，３，４の整数で得られている。６０１は第１の平滑化処理部２による第１の平滑化処理結果Ｄ１であり、微生物数実測値に対して時定数Ｔ１＝４１［ｍｉｎ］の１次遅れフィルタによる平滑化処理を行なった結果を示している。６０２は第２の平滑化処理部３による第２の平滑化処理結果Ｄ２であり、微生物数実測値に対して時定数Ｔ２＝２９８［ｍｉｎ］の１次遅れフィルタによる平滑化処理を行なった結果を示している。

図７は微生物数が上限微生物数ＮＵに到達するまでの到達予測時間の算出例を示す図である。ただし、図７では、表示の都合により到達予測時間を逆数で示している。７００は第１の風量判断部５が第１の平滑化処理結果Ｄ１に基づいて算出した到達予測時間Ｒ１の逆数である。７０１は第２の風量判断部６が第２の平滑化処理結果Ｄ２に基づいて算出した到達予測時間Ｒ２の逆数である。７０２は４１分の逆数のボーダーラインを示し、７０３は１２６分の逆数のボーダーラインを示し、７０４は２９８分の逆数のボーダーラインを示している。

到達予測時間Ｒ１，Ｒ２の逆数が２９８分の逆数のボーダーライン未満の場合、すなわち到達予測時間Ｒ１，Ｒ２が２９８分より大の場合、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓｉのうち最大となる所要時間２９８分に対応する風量Ｖ１＝０．５０［ｍ³／ｍｉｎ］が選ばれる。

到達予測時間Ｒ１，Ｒ２の逆数が２９８分の逆数のボーダーライン以上で１２６分の逆数のボーダーライン未満の場合、すなわち到達予測時間Ｒ１，Ｒ２が２９８分以下で１２６分より大の場合、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓｉのうち２９８分よりも小さい所要時間の中で最大となる所要時間１２６分に対応する風量Ｖ２＝１．５０［ｍ³／ｍｉｎ］が選ばれる。

到達予測時間Ｒ１，Ｒ２の逆数が１２６分の逆数のボーダーライン以上で４１分の逆数のボーダーライン未満の場合、すなわち到達予測時間Ｒ１，Ｒ２が１２６分以下で４１分より大の場合、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓｉのうち１２６分よりも小さい所要時間の中で最大となる所要時間４１分に対応する風量Ｖ３＝４．５０［ｍ³／ｍｉｎ］が選ばれる。

到達予測時間Ｒ１，Ｒ２の逆数が４１分の逆数のボーダーライン以上の場合、すなわち到達予測時間Ｒ１，Ｒ２が４１分以下の場合、微生物低減能力記憶部４に記憶されている所要時間Ｓｉのうち４１分よりも小さい所要時間の中で最大となる所要時間１５分に対応する風量Ｖ４＝１０．０［ｍ³／ｍｉｎ］が選ばれる。

図７において、時刻１３５分近傍までは、到達予測時間Ｒ１の逆数が到達予測時間Ｒ２の逆数よりも概ね大、すなわち到達予測時間Ｒ１が到達予測時間Ｒ２よりも概ね短くなっており、第１の風量判断部５が選んだ風量が第２の風量判断部６が選んだ風量よりも概ね大きくなる。このため、風量決定部７は、第１の風量判断部５が選んだ風量を被制御空間への風量Ｖｉとして決定する。

次に、時刻１３５分近傍から１４８分近傍までは、到達予測時間Ｒ２の逆数が到達予測時間Ｒ１の逆数よりも概ね大、すなわち到達予測時間Ｒ２が到達予測時間Ｒ１よりも概ね短くなっており、第２の風量判断部６が選んだ風量が第１の風量判断部５が選んだ風量よりも概ね大きくなる。このため、風量決定部７は、第２の風量判断部６が選んだ風量を被制御空間への風量Ｖｉとして決定する。

時刻１４８分近傍から２００分近傍までは、到達予測時間Ｒ１の逆数が到達予測時間Ｒ２の逆数よりも概ね大、すなわち到達予測時間Ｒ１が到達予測時間Ｒ２よりも概ね短くなっている。このため、風量決定部７は、第１の風量判断部５が選んだ風量を被制御空間への風量Ｖｉとして決定する。

時刻２００分以降は、到達予測時間Ｒ２の逆数が到達予測時間Ｒ１の逆数よりも概ね大、すなわち到達予測時間Ｒ２が到達予測時間Ｒ１よりも概ね短くなっている。このため、風量決定部７は、第２の風量判断部６が選んだ風量を被制御空間への風量Ｖｉとして決定する。
本実施の形態の動作は第１の実施の形態と実質的に同一であり、第１の実施の形態と同じ効果を得ることができる。

なお、第１、第２の実施の形態の送風制御装置は、ＣＰＵ、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１、第２の実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、微生物低減手段を備えた空調システムにおいて、空調機や送風機の空気搬送動力を節約する技術に適用することができる。

１…微生物数計測部、２…第１の平滑化処理部、３…第２の平滑化処理部、４…微生物低減能力記憶部、５…第１の風量判断部、６…第２の風量判断部、７，７ａ…風量決定部、８…第１の到達時間推定部、９…第２の到達時間推定部。

Claims

被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測手段と、
前記微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理手段と、
前記微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理手段と、
前記被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶手段と、
この微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第１の平滑化処理手段の処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第１の風量判断手段と、
前記微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第２の平滑化処理手段の処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第２の風量判断手段と、
前記第１の風量判断手段が選択した風量と前記第２の風量判断手段が選択した風量とに基づいて前記被制御空間への風量を決定する風量決定手段とを備えることを特徴とする送風制御装置。
被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測手段と、
前記微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理手段と、
前記微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理手段と、
前記被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶手段と、
前記第１の平滑化処理手段の処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第１の到達時間推定手段と、
前記第２の平滑化処理手段の処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第２の到達時間推定手段と、
前記微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第１の到達時間推定手段が推定した時間と前記第２の到達時間推定手段が推定した時間とから予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択し、選択した風量を前記被制御空間への風量とする風量決定手段とを備えることを特徴とする送風制御装置。
請求項１または２記載の送風制御装置において、
前記微生物低減能力は、前記被制御空間の微生物数を上限微生物数から所定の割合へ減少させるまでの所要時間で表されることを特徴とする送風制御装置。
被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測ステップと、
前記微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理ステップと、
前記微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理ステップと、
前記被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第１の平滑化処理ステップの処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第１の風量判断ステップと、
前記微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第２の平滑化処理ステップの処理結果から予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択する第２の風量判断ステップと、
前記第１の風量判断ステップで選択した風量と前記第２の風量判断ステップで選択した風量とに基づいて前記被制御空間への風量を決定する風量決定ステップとを備えることを特徴とする送風制御方法。
被制御空間の微生物数を計測する微生物数計測ステップと、
前記微生物数に対して第１の平滑化時間指標によって定まる第１の平滑化処理を行う第１の平滑化処理ステップと、
前記微生物数に対して第２の平滑化時間指標によって定まる第２の平滑化処理を行う第２の平滑化処理ステップと、
前記第１の平滑化処理ステップの処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第１の到達時間推定ステップと、
前記第２の平滑化処理ステップの処理結果から微生物数が上限微生物数に到達するまでの時間を推定する第２の到達時間推定ステップと、
前記被制御空間への各風量に対応する微生物低減手段の微生物低減能力を予め記憶する微生物低減能力記憶手段を参照して、前記第１の到達時間推定ステップで推定した時間と前記第２の到達時間推定ステップで推定した時間とから予測される微生物数の増加に対応できる微生物低減能力に適した風量を選択し、選択した風量を前記被制御空間への風量とする風量決定ステップとを備えることを特徴とする送風制御方法。
請求項４または５記載の送風制御方法において、
前記微生物低減能力は、前記被制御空間の微生物数を上限微生物数から所定の割合へ減少させるまでの所要時間で表されることを特徴とする送風制御方法。