JP2016044944A

JP2016044944A - 人検知手段を備えた換気システム

Info

Publication number: JP2016044944A
Application number: JP2014171745A
Authority: JP
Inventors: 和大齋藤; Kazuhiro Saito
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2016-04-04

Abstract

【課題】本発明は、人検知手段を備えた換気システムに関するもので、在室か否かを判断して、不在時には換気風量を増大して不在中に部屋の空気質を改善することを目的とする。【解決手段】室外より取り入れた空気を室内空間に供給して、室内空間の換気を行う換気システムにおいて、室内空間における人１４の存在の有無を検出する人検知手段１３と、外気の物性値を測定する屋外空質測定手段１１と、室内空気の物性値を測定する室内空質測定手段１２を備え、前記人検知手段１３により人１４が不在と判断されたとき、通常時の通常換気モードの風量より換気量を増やした設定となる不在時換気大風量モードとして換気を実施し、各空質測定手段により測定された測定結果に従い、前記不在時換気大風量モードを終了し、前記通常換気モードへと切り替わる構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、人検知手段を備えた換気システムに関するものである。

例えば、人検知手段を備えた換気システムの構成は、次のような構成となっていた。

すなわち、室内を換気する換気手段、室内に人がいるか否かを検知する人検知手段、室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段、人検知手段の出力および空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて換気手段を制御する制御手段を備え、その制御手段は人検知手段の人検知出力があれば、空気質検知手段の有無に拘らず換気手段を運転させ、人検知手段の人検知出力が無ければ、空気質検知手段の出力に応じて換気手段を運転させるか停止させるかのいずれかの制御動作を行う構成となっていた（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００５−１４７６２４号公報

上記従来例で課題となるのは、人が不在で且つ揮発性有機化合物の検知出力が閾値以下のときには換気手段を停止するという制御方法である。この方法においては、法律に規定されている空気環境に保つことはもちろん可能であるが、快適な空気質を得るための制御方法であるとは言い切れない。

すなわち、近年の高気密性の住宅においては、揮発性有機化合物以外にも生活粉塵や臭い、また人体から発生されるＣＯ２や湿度など空気質を汚染する物質が屋内に留まりやすい環境となっている。そこで機械的に換気を行うのであるが、一般に快適とされている外気の環境と同等の数値まで改善しようとすると、換気に要する風量や時間は現状に比べ相当量大きくなり、その換気を人の在室時に行おうとすると騒音やその他要因により不快な環境となってしまう。

そこで本発明は、人の不在時に室内の空気を大風量の換気で入替え、再びその部屋に戻ってきた際の快適性を向上させることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、室外より取り入れた空気を室内空間に供給して、室内空間の換気を行う換気システムにおいて、室内空間における人の存在の有無を検出する人検知手段と、室内および室外の空気の物性値を測定する空質測定手段を備え、前記人検知手段により人が不在と判断されたとき、通常時の通常換気モードの風量より換気量を増やした設定となる不在時換気大風量モードとして換気を実施し、前記空質測定手段により測定された測定結果に従い、前記不在時換気大風量モードを終了し、前記通常換気モードへと切り替わることにより、上記目的を達成している。

以上のように、本発明は人の不在時に大風量で換気を行うことで、騒音を気にせず短時間での空気の入替えを実現することが出来る。さらには、自動で大風量換気モードから通常換気モードに切り替わることで、換気に必要な消費電力を抑えることが可能となる。

本発明の実施の形態における換気システムが設置される移住空間の見取り図同換気システムが設置される寝室の見取り図同人検知自動運転モードの運転フローチャート同不在時換気大風量モードへと切替る際の閾値一覧を示す図同熱交換気システムが設置される寝室の見取り図同風路切替機能を備えた熱交換気システムが設置される寝室の見取り図同換気方式選択のための室内屋外温度の関係一覧を示す図

本発明の換気システムは、室外より取り入れた空気を室内空間に供給して、室内空間の換気を行う換気システムにおいて、室内空間における人の存在の有無を検出する人検知手段と、室内および室外の空気の物性値を測定する空質測定部を備え、前記人検知手段により人が不在と判断されたとき、通常時の通常換気モードの風量より換気量を増やし換気を実施する不在時換気大風量モードを備え、前記空質測定部により測定された測定結果に従い、前記不在時換気大風量モードを終了し、前記通常換気モードへと切り替わるという構成を有する。これにより、人が不在と判断されることや、空質測定部により測定された測定結果に従い、手動で行うことなく、自動で換気のモードを切り替えることができるため、手動でモードを切り替える煩わしさから解消され、最適なタイミングでの換気を実現することが出来る。また、人の不在時に大風量で換気を行うことで、騒音を気にせず短時間での空気の入替えを実現することが出来る。また、自動で大風量換気モードから通常換気モードに切り替わることで、換気に必要な消費電力を抑えることが可能となるという効果を奏する。

また、前記空質測定部は二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定手段を備えるという構成を有する。これにより、室内の二酸化炭素濃度の設定閾値への到達、または室内室外の二酸化炭素濃度の差の設定閾値への到達、または、室内の二酸化炭素濃度の推移により室内の空気環境を判断し、換気モードの切り替えをすることが出来るため、換気モードに切り替える閾値を室内と室外の二酸化炭素濃度が近しくなる値に設定しておくことで、不在時換気大風量モード終了時には外気同等の快適なＣＯ２濃度とすることが可能となる。また、不在時換気大風量モードにおいても室内の二酸化炭素濃度に変化がない場合は、その状態においては大風量の換気が二酸化炭素濃度低減に効果が無いものと判断することが出来るため、不必要な過換気を抑制することが可能となるという効果を奏する。

また、前記空質測定部は温度を測定する温度測定手段を備えるという構成を有する。これにより、室内室外の温度差または、室内温度の推移により室内の空気環境を判断し、換気モードの切り替えをすることが出来るため、空気質のみならず、温度による快適性を損なうことなく換気量を調節することが可能となるという効果を奏する。

また、前記空質測定部は湿度を測定する湿度測定手段を備えるという構成を有する。これにより、室内室外の湿度差または、室内湿度の推移により室内の空気環境を判断し、換気モードの切り替えをすることが出来るため、例えば梅雨時や雨天時など、外気が高湿度で不快な状態においては換気量を増やさないなどの調整が可能となるという効果を奏する。

また、前記空質測定部は粉塵濃度を測定する粉塵濃度測定手段を備えるという構成を有する。これにより、室内室外の粉塵濃度差または、室内粉塵濃度の推移により室内の空気環境を判断し、換気モードの切り替えをすることが出来るため、例えば花粉が多く飛散している時季や交通量が多く空気に多くの粉塵が含まれている状態においては換気量を増やさないなどの調整が可能となるという効果を奏する。

また、前記空質測定部は臭気強度を測定する臭気濃度測定手段を備えるという構成を有する。これにより、室内室外の臭気強度または、室内臭気強度の推移により室内の空気環境を判断し、換気モードの切り替えをすることが出来るため、例えば屋外で臭いの発生するような事象があるような場合においては換気路湯を増やさないなどの調整が可能となるという効果を奏する。

また、前記空質測定部は各種空質測定部の組合せにより構成されているという構成を有する。これにより、室内室外の二酸化炭素濃度、温度、湿度、粉塵濃度、臭度の差または、室内の二酸化炭素濃度、温度、湿度、粉塵濃度、臭度の推移により室内の空気環境を判断し、換気モードの切り替えをすることが出来るため、屋外の状態を種々検知して、二酸化炭素濃度、温度、湿度、粉塵濃度、臭度において閾値を超えるような外気状態では換気量を増やさないなどの調整が可能となるという効果を奏する。

また、室外より室内に取り入れた空気と、室内より室外に排出する空気の熱交換を行う熱交換換気運転を備えたという構成を有する。これにより、室内より室外に空気を排出する際に、室内で空調に利用した熱量をそのまま排気するのではなく、室内空気に熱量をのせて戻すことが出来るため、室外が快適な温度環境ではない場合においても、室内環境に近い温度の空気を室内に取り入れることが可能となる。また、空調負荷の削減を実施することが可能となるという効果を奏する。

また、前記熱交換換気運転と、室外より取り入れた空気を直接室内に供給する直接換気運転とを備え、それぞれの運転における換気量を、前記空質測定部における測定結果に従い設定するという構成を有する。これにより、室内室外の温湿度によって熱交換換気運転と直接換気運転のそれぞれの換気量を切り替えることが出来るため、熱エネルギーを有
効に活用することができ、不必要な熱交換により熱ロスが生じてしまうような状態を防止することが可能となる。また、熱交換を必要としない際には、直接換気運転にすることで、圧損の高い熱交換部を介することのない低圧損風路で換気ができるため、送風エネルギーの省エネ化も可能となるという効果を奏する。

また、前記不在時換気大風量モードより前記通常換気モードへと切り替わる際の空気の物性値を、使用者があらかじめ設定しておくことの出来るという構成を有する。これにより、使用者が求める閾値で換気モードの切り替えが出来るため、季節や時間帯によって
好ましい設定にしておくことが可能となる。

また、花粉症の患者や、時間帯によって交通量の異なる幹線道路沿いに住んでいる使用者など、特定の環境条件を極端に望まない使用者においては、その要因に特化した設定とすることが可能となるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における換気システムが設置される移住空間の見取り図、また図２には部屋の１例として寝室７における見取り図を示す。図１において、居住空間１は、リビング２、浴室３、脱衣室４、トイレ５、書斎６、寝室７、子供部屋８などに区画されており、各部屋には室外より取り入れた空気を室内空間に供給する給気手段９、また室内の空気を屋外に排出する排気手段１０が備えられている。

また、図２において、給気手段９および排気手段１０にはそれぞれ屋外空質測定手段１１および室内空質測定手段１２が備えられている。また、部屋内には人検知手段１３も設けられており、人１４が在室しているか否かを検知する。

ここでの人検知手段１３とは、例えば人の動きを検知して、在室を検知したときにはＤＣ５Ｖの電圧を出力し、不在時には０Ｖを出力する赤外線センサーなどであるが、必ずしもこれによるものではなく、人の不在を検知できるのであれば別の方式を採用しても問題なく、作用効果に差異は生じない。

そしてこれら給気手段９、排気手段１０、屋外空質測定手段１１、室内空質測定手段１２、人検知手段１３は制御手段１５に連結しており、この制御手段１５に連結しているリモコン１６により給気手段９および排気手段１０の動作の指示や設定変更をすることが出来る。

運転モードは複数設けられており、屋外空質測定手段１１、室内空質測定手段１２、人検知手段１３によらず、リモコン１６により設定した換気運転を継続して実行するモードを手動運転モード、屋外空質測定手段１１、室内空質測定手段１２により運転モードを自動で切り替えるモードを空質検知自動運転モード、また、屋外空質測定手段１１、室内空質測定手段１２、人検知手段１３により、人１４が在室しているか否かによって運転モードを自動で切り替えていくモードを人検知自動運転モードとする。ここでは、手動運転モードと人検知自動運転モードの説明のみとし、その他の運転モードの説明は省略することとする。

リモコン１６によって手動運転モードが設定され、運転指示された場合には、制御手段１５は設定された風量で換気が行われるように給気手段９および排気手段１０を連続運転させ、停止指示がなされたときには、給気手段９と排気手段１０を停止させる。

リモコン１６によって人検知自動運転モードが設定され、運転指示がされた場合の動作を図３に示す。人検知自動運転モードが設定されると人検知手段１３によって、その部屋に人１４が在室しているか否かの検知を行う。この際、部屋が在室の状態であれば通常換気モードとし、換気風量を通常時の設定とする。また、人検知手段１３が在室を検知した際には、屋外空質測定手段１１と室内空質測定手段１２の測定値の関係より、その値の関係が閾値に満たない状態であれば通常換気モードで運転するが、もしその値が閾値を上回るようであれば、不在時換気大風量モードへと切替り、換気風量を大とした状態での運転とする。この制御動作を繰り返し、屋外空質測定手段１１と室内空質測定手段１２の測定値の関係が、閾値に満たない状態となれば、通常換気モードへと切替る。その後は、制御手段１５に連結したリモコン１６において設定されたタイマー時間ｔが経過するか、もしくはリモコン１６において停止の指示がなされた際に換気運転は停止することとなる。

また、不在時換気大風量モードに関しては、人が不在の際に騒音を気にすることなく大風量で換気し、短時間のうちに空気を外気同等の環境に入れ替える目的であるので、人検知手段１３によってその部屋の不在が検知されてから一定時間（例えば５分間）経過後に不在時換気大風量モードに切替るという制御としても良い。

また、本実施の形態における通常換気とは建築基準法における必要換気量として定められた風量程度（一人当たり２０ｍ³／ｈ）のことであり、これに対して大風量モードでの風量は、最低でも通常換気量の倍程度の風量で設定するものとする。

次に、不在時換気大風量モードへと切替る閾値の考え方を説明する。

図４には、不在時換気大風量モードへと切替る際の屋外空質測定手段１１と室内空質測定手段１２の測定値の関係を記載している。ここには、空質測定手段としてＣＯ２濃度（ｐｐｍ）を測定するＣＯ２濃度測定手段、温度（℃）を測定する温度測定手段、相対湿度（％）を測定する湿度測定手段、粉塵濃度（ｍｇ／ｍ³）を測定する粉塵濃度測定手段、臭気強度を測定する臭気強度測定手段のそれぞれにおける閾値の値を示す。この図４に示す閾値を室内側と屋外側の測定値の差が上回っているときは、室内空気が呼気や生活粉塵で汚染された状態にあることが分かる。つまりは、この閾値に満たない数値に至るまで換気風量を増大した運転を継続することで、室内空気を外気と同様の快適な環境まで改善することが出来るのである。ただし、環境によっては外気の方が好ましくない環境であることも考えられる。例えば、花粉が多い季節の屋外粉塵濃度や、梅雨時や雨天時の屋外相対湿度がこれに該当する。こうした外気環境にある際には、換気風量を増やした換気を行ってしまわないように閾値は設定してある。

なお、本実施の形態においては給気手段９および排気手段１０は、壁面に設置された送風手段を備えた構成として説明してきたが、必ずしもこれによるものではなく給気手段９もしくは排気手段１０のいずれか一方が機械的に送風可能な送風手段を備える構成とするのであれば、もう一方は送風手段を備えない、いわゆる自然給気口または自然排気口のような構成としても、十分な換気が行えるのであれば問題は無く、作用効果に差異は生じない。

なお、本実施の形態においては給気手段９および排気手段１０を各部屋にそれぞれ設置する構成として説明してきたが、必ずしもこれによるものではなく、各部屋の給気手段９および排気手段１０、屋外空質測定手段１１、室内空質測定手段１２、人検知手段１３などが全て連結された制御手段１５が各部屋のリモコン１６と連結している構成としても十分な換気が行えるのであれば問題は無く差異は生じない。さらには、居室全体としての換気風量管理などにも対応することが可能となる。

（実施の形態２）
図５には熱交換気運転の機能を備えた熱交換気システム１７が設置された寝室７における見取り図を示す。本実施の形態における換気システムも基本的には実施の形態１の換気システムと同様である。従って、実施の形態１と同じ部分に関しては、実施の形態１と同じ符号を用いて、それらの説明は省略する。

熱交換気システム１７には、室外より取り入れた空気を室内空間に供給する給気手段９、また室内の空気を屋外に排出する排気手段１０が備えられている。また、給気手段９および排気手段１０にはそれぞれ屋外空質測定手段１１および室内空質測定手段１２が備えられている。また、人検知手段１３も設けられており、人１４が在室しているか否かを検知する。そしてこれら給気手段９、排気手段１０、屋外空質測定手段１１、室内空質測定手段１２、人検知手段１３は制御手段１５に連結しており、この制御手段１５に連結しているリモコン１６により給気手段９および排気手段１０の動作の指示や設定変更をすることが出来る。また、熱交換気システム１７内の給気経路と排気経路の交差部には熱交換素子１８が備えられていて、それぞれの経路を通過する空気において熱の授受を行うことが出来る。つまりは、夏期において室内をエアコン等により冷房している状態において通常の換気を行うと室内の冷房空気を排気して、屋外の高温の外気が供給されてしまうため熱ロスが生じるが、熱交換素子１８を介して熱交換気運転を行うと、排気側の冷房空気と給気側の高温空気で熱交換が行われるため、外気よりも低い温度の空気を室内に供給することが可能となり、省エネと快適性の向上を実現することが出来る。

また、熱交換気システム１７内の送風経路は図６に示すように、風路切替手段１９により、熱交換気風路２０と直接換気風路２１を切り替えることが出来る構成としても良い。このような構成とし、屋外空質測定手段１１により測定される外気温度と、室内空質測定手段１２により測定される室内空気温度、またリモコン１６により設定される設定温度Ｔの関係により、熱交換気風路２０で運転するか直接換気風路２１で運転するかを判断し、省エネを実現する換気運転を行う。その際の各温度と換気方式の組合せを図７に示す。

ここで、熱交換気風路２０での運転を判断するということは、外気よりも室内の空気温度の方が季節的には好ましい環境（夏期は涼しく、冬期は暖かい）ということである。つまりは、汚染物質を排気するなどの空気質改善といった観点では大風量換気が望ましいが、快適温度といった観点では換気量を通常状態に抑えるほうが望ましい。そこで、人検知運転モードに切替る条件においても、その時の外気温度と室内温度の関係が熱交換気風路２０を介した運転をする条件にある場合には、通常の換気量での運転をするものとする。

以上のように、本発明の人検知手段を備えた換気システムは、
人が不在と判断されることや、空質測定手段により測定された測定結果に従い、手動で行うことなく、自動で換気のモードを切り替えることができるため、手動でモードを切り替える煩わしさから解消され、最適なタイミングでの換気を実現することが出来る。また、人の不在時に大風量で換気を行うことで、騒音を気にせず短時間での空気の入替えを実現することが出来る。さらには、自動で大風量換気モードから通常換気モードに切り替わることで、換気に必要な消費電力を抑えることが可能となる。

したがって、例えば、一般住宅向けのみならず、産業用換気設備への活用も期待される。

１居住空間
２リビング
３浴室
４脱衣室
５トイレ
６書斎
７寝室
８子供部屋
９給気手段
１０排気手段
１１屋外空質測定手段
１２室内空質測定手段
１３人検知手段
１４人
１５制御手段
１６リモコン
１７熱交換気システム
１８熱交換素子
１９風路切替手段
２０熱交換気風路
２１直接換気風路

Claims

室外より取り入れた空気を室内空間に供給して、室内空間の換気を行う換気システムにおいて、室内空間における人の存在の有無を検出する人検知手段と、室内および室外の空気の物性値を測定する空質測定部を備え、前記人検知手段により人が不在と判断されたとき、通常時の通常換気モードの風量より換気量を増やし換気を実施する不在時換気大風量モードを備え、前記空質測定部により測定された測定結果に従い、前記不在時換気大風量モードを終了し、前記通常換気モードへと切り替わる構成とした、換気システム。
前記空質測定部は二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定手段を備える構成とした、請求項１記載の換気システム。
前記空質測定部は温度を測定する温度測定手段を備える構成とした、請求項１または２記載の換気システム。
前記空質測定部は湿度を測定する湿度測定手段を備える構成とした、請求項１から３のいずれかに記載の換気システム。
前記空質測定部は粉塵濃度を測定する粉塵濃度測定手段を備える構成とした、請求項１から４のいずれかに記載の換気システム。
前記空質測定部は臭気強度を測定する臭気濃度測定手段を備える構成とした、請求項１から５のいずれかに記載の換気システム。
前記空質測定部は各種空質測定手段の組合せにより構成された請求項１から６のいずれかに記載の換気システム。
室外より室内に取り入れた空気と、室内より室外に排出する空気の熱交換を行う熱交換換気運転を備えた請求項１から７のいずれかに記載の換気システム。
前記熱交換換気運転と、室外より取り入れた空気を直接室内に供給する直接換気運転とを備え、それぞれの運転における換気量を、前記空質測定部における測定結果に従い設定する構成とした請求項８に記載の換気システム。
前記不在時換気大風量モードより前記通常換気モードへと切り替わる際の空気の物性値を、使用者があらかじめ設定しておくことの出来る構成とした請求項１から９のいずれかに記載の換気システム。