JP2016138705A

JP2016138705A - 空質検知手段を備えた換気システム

Info

Publication number: JP2016138705A
Application number: JP2015013844A
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: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2016-08-04

Abstract

【課題】本発明は、空質検知手段を備えた換気システムに関するもので、室内に空気汚染物質が発生したか否かを判断して、発生した際にはその部屋の排気量を増やし他室の給気量を増やすことで、効率的に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、外気の物性値を測定する屋外空質測定手段２１と、室内空気の物性値を測定する室内空質測定手段２２を備え、前記空質検知手段により空気汚染物質が発生したと判断されたとき、該当する部屋の排気量を過多にし、他室の給気量を方にする給気排気バランス調整モードを備えた構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、空質検知手段を備えた換気システムに関するものである。

従来、この種の空質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、換気手段の運転に関する動作が運転するか停止するしかない制御方法である。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。それは、空気質検知手段の出力に応じて換気手段を運転させた場合、その部屋から汚染物質を排出しようとしても、他の部屋においても換気手段で排気している場合は、他の部屋が負圧になり、排出しようとしている汚染物質が他の部屋に拡散する可能性があるからである。他室への拡散を防止するためには、汚染物質を排出させたい部屋が負圧となり、その部屋へと連通する部屋および廊下が正圧となる必要がある。そうすれば、他室から汚染物質を排出させたい部屋へと流れる気流が発生し、その気流により、汚染物質の拡散を防止することができる。ただし、運転させるか停止させるかのみの制御動作では、この対応が不十分である。

そこで本発明は、室内空気汚染物質の他室への拡散を防止することを目的としたものである。

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する給気手段と、室内空間の空気を室外に排出する排気手段の少なくとも一方を居住空間内の複数の部屋に設け、前記給気手段による給気風量と前記排気手段による排気風量を制御する制御部を備えた換気システムにおいて、前記換気システムは、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、前記空質測定部により、ある部屋に空気質を悪化させる要因があると判断されたとき、前記制御部は、前記部屋における排気手段の排気風量を多くするとともに、前記部屋以外の部屋における給気手段の給気風量を多くする給気排気バランス調整モードに切り替えることにより、上記目的を達成している。

以上のように、本発明は空気質を悪化させる要因があると判断した時に、すぐさまその部屋から空気を排出し、さらには他室から給気を行うことで住宅内に風の流れを作り、効率良く空気汚染物質の排出を行うことができる。

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空質検知自動運転モードの運転フローチャート同給気排気調整モードの運転フローチャート同給気排気調整モードへと切替る際の閾値一覧を示す図

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する給気手段と、室内空間の空気を室外に排出する排気手段の少なくとも一方を居住空間内の複数の部屋に設け、前記給気手段による給気風量と前記排気手段による排気風量を制御する制御部を備えた換気システムにおいて、前記換気システムは、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、前記空質測定部により、ある部屋に空気質を悪化させる要因があると判断されたとき、前記制御部は、前記部屋における排気手段の排気風量を多くするとともに、前記部屋以外の部屋における給気手段の給気風量を多くする給気排気バランス調整モードに切り替えるという構成を有する。これにより、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、ほこりやにおいの発生など、室内の空気質を悪化させる要因を、その部屋においてすぐさま排気することで、他の部屋への空気質悪化の影響を抑制し、居住空間全体を快適に保つことが可能となる。また、他の部屋で強制的に大風量の排気がなされた場合においても、その部屋における空気質悪化要因を他の部屋を介して排気させることを抑制できるので、空気質悪化要因の他の部屋への拡散を防ぐ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、室内二酸化炭素量の増加は在室人数に関係するため、人が在室しているときの空気質悪化を検知して、快適なＣＯ２濃度と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、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、湿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、室内でほこりの発生するような作業を行った際には、その作業を検知してほこりをすぐさま排気することで対応することができる。また、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、室内でにおいの発生するような作業を行った際には、その作業を検知してにおいをすぐさま排気することで対応することができる。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、前記空質測定部は各種空質測定手段の組合せによ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、空質悪化要因を組合せで検知することができるので、単体要因の検知に比べ精度良く対応することが可能となる。また、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、前記給気排気バランス調整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。

また、前記給気排気バランス調整モードへと切替るタイミングをタイマーにより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、使用者の設定したタイミングで自動で換気モードの切り替えが出来るため、生活シーンやスタイルに合わせたタイミングを事前に設定しておくことが可能となり、空気質悪化要因が室内に拡散する前に排出することが出来るので、より効果的な換気運転を実施することが出来るという効果を奏する。

また、前記換気手段において室外の空気を供給する経路に集塵フィルターを設ける
という構成を有する。これにより、室外の空気に含まれる粉塵を取り除いた状態で室外に供給できるため、室外の環境が好ましくない地域においてもこのシステムを活用することが可能となるという効果を奏する。

また、前記給気排気バランス調整モードでの運転の際に、家全体における給気風量の総量が排気風量の総量よりも大きいという構成を有する。これにより、室外から集塵フィルターを介して供給された空気により家全体が正圧の状態にすることができるため、室外から供給される空気のほぼ大半を集塵フィルターを介して供給することができ、家の建材の隙間等からの流入を防止できるので、家全体の清浄度を高めることができるという効果を奏する。

また、前記複数の部屋の出入り口である開閉可能な開口部に開口部開閉検知手段を設け、ある部屋に空気質を悪化させる要因があると判断されたとき、前記部屋の前記開口部が閉鎖状態にあると検知した際の前記部屋以外の部屋における給気手段の給気風量より、前記部屋の前記開口部が開放状態にあると検知した際の前記部屋以外の部屋における給気手段の給気風量を多くする構成を有する。これにより、空気質を悪化させる要因があると判断された部屋の開口部が開放状態にある、汚染物質が拡散しやすい環境においても、他の部屋の給気風量をより多くすることにより他の部屋をより正圧の状態として、汚染物質が進入しない空気環境を作り、結果として、汚染物質の拡散を防止するという効果を奏する。また、空気質を悪化させる要因があると判断された部屋の開口部が閉鎖状態にある、汚染物質が他室へ拡散しにくい環境に関しては、他の部屋の給気手段を必要以上に運転することなく、エネルギー消化を抑制でき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８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、キッチン３、浴室４、脱衣室５、トイレ６、書斎７、寝室８、子供部屋９などに区画されている。この中でリビング２、書斎７、寝室８、子供部屋９の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、また室内の空気を屋外に排出する排気手段が備えられており、ここではそれぞれリビング給気手段１０、リビング排気手段１１、書斎給気手段１２、書斎排気手段１３、寝室給気手段１４、寝室排気手段１５、子供部屋給気手段１６、子供部屋排気手段１７とする。また、汚染物質の発生しやすい部屋であるキッチン３、浴室４、トイレ６にはそれぞれ排気手段のみが備えられており、ここではそれぞれキッチン排気手段１８、浴室排気手段１９、トイレ排気手段２０とする。

また、図２において、寝室給気手段１４および寝室排気手段１５にはそれぞれ屋外空質測定手段２１および室内空質測定手段２２が備えられている。また、ここでは図示しないが、各部屋の給気手段にはそれぞれ屋外空質測定手段２１が、また排気手段にはそれぞれ室内空質測定手段２２が備えられている。

そしてこれら各給気手段、各排気手段、屋外空質測定手段２１、室内空質測定手段２２は制御手段２３に連結しており、この制御手段２３に連結しているリモコン２４により各給気手段および各排気手段の動作の指示や設定変更をすることが出来る。

また、各部屋には開閉可能な開口部としてドア２５が設けられており、そのドア２５には開閉状態を検知するための開口部開閉検知手段としての接点センサ２６が備えられている。

なお、ここでの開閉状態を検知するための開口部検知手段に関してはマグネットや電流を利用した接点センサとしているが、開閉を判断することができればこれによるものではなく、超音波や赤外線を用いたものであっても差異は生じない。

運転モードは複数設けられており、屋外空質測定手段２１、室内空質測定手段２２によらず、リモコン２４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２１、室内空質測定手段２２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とする。

リモコン２４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２３は設定された風量で換気が行われるように各給気手段および各排気手段を連続運転させ、停止指示がなされたときには、各給気手段と各排気手段を停止させる。

リモコン２４によって空質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。空質検知自動運転モードが設定されると各部屋において、屋外空質測定手段２１と室内空質測定手段２２の測定値の関係より、その値の関係が閾値を満たす状態か否かが判断される（ここでの空質の閾値に関しては後で記す）。このとき全ての部屋において、空質の測定値が閾値を下回る環境であるならば、設定通りの通常の換気量における換気を行う通常換気モードとして運転される。しかし、空質の測定値が閾値を上回る部屋がひとつでも存在すれば、給気排気バランス調整モードへと切替り、各部屋において給気量を過多とする換気風量とするか、排気量を過多とする風量にするかの判断が行われる。
その後は、制御手段２３に連結したリモコン２４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２４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。

ここで、給気排気バランス調整モードに関する動作を図４に示す。給気手段および換気手段の設けられた各部屋において、屋外空質測定手段２１と室内空質測定手段２２の測定値の関係より、その値の関係が閾値を満たす状態か否かを判断する。その部屋が空質の測定値が閾値を下回る環境であるならば、通常時よりも給気量を過多とする風量バランスに切り替えた運転を行い、空質の測定値が閾値を上回る環境であるならば、通常時よりも排気量を過多とする風量バランスに切り替えた運転を行う。

例えば、寝室８に設けられた屋外空質測定手段２１と室内空質測定手段２２の測定値の関係が閾値を満たし、それ以外の部屋であるリビング２、書斎７、子供部屋９における屋外空質測定手段２１と室内空質測定手段２２の測定値の関係が閾値に満たない場合を考える。この環境においては、寝室８の寝室給気手段１４、寝室排気手段１５の風量バランスは給気量＜排気量とし、それ以外の部屋における給気排気の風量のバランスは給気量＞排気量となる。これにより、リビング２、書斎７、子供部屋９から流入した空気が各部屋および連通する廊下を介して寝室８から排出されるという風の流れができるので、寝室８の空質悪化要因が他室へ拡散することを防止することができる。

次に、給気排気バランス調整モード中の空質の閾値の考え方を説明する。

図５には、給気排気バランス調整モードにおいて、給気を過多にするか排気を過多にするかの判断に用いる、屋外空質測定手段２１と室内空質測定手段２２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５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排気風量を増大した運転を継続することで、他室を介して外気を導入することができ、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。

また、各部屋の出入り口に設けられた開閉可能な開口部であるドア２５が開放状態にあるか否かによっても、給気排気バランス調整モード中の風量の設定を調整するものとする。室内空気が呼気や生活粉塵で汚染された状態にある部屋のドア２５が開放状態にある場合においては、その部屋から他室へと汚染物質が拡散しやすい連通の状態にあるため、その以外の部屋における給気量を大幅に増加させることで、給気側から排気側への大きな流れを作り、汚染物質の拡散を防止することとする。また、室内空気が呼気や生活粉塵で汚染された状態にある部屋のドア２５が閉鎖状態にある場合においては、その部屋から他室へと汚染物質が拡散しにくい連通の状態にあるため、他室の給気量をそれほど増やすことなくとも汚染物質は他室へと拡散しづらい。つまりは、給気風量を必要最低限に抑えることで、エネルギーの消費を抑制することができる。

なお、本実施の形態においては給気手段および排気手段は、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もしくは排気手段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および排気手段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、各部屋の給気手段および排気手段、屋外空質測定手段２１、室内空質測定手段２２などが全て連結された制御手段２３が各部屋のリモコン２４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。

以上のように、本発明の空質検知手段を備えた換気システムは、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、空気質を悪化させる要因があると判断した時に、すぐさまその部屋から空気を排出し、さらには他室から給気を行うことで住宅内に風の流れを作り、効率良く空気汚染物質の排出を行うことができる。

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キッチン
４浴室
５脱衣室
６トイレ
７書斎
８寝室
９子供部屋
１０リビング給気手段
１１リビング排気手段
１２書斎給気手段
１３書斎排気手段
１４寝室給気手段
１５寝室排気手段
１６子供部屋給気手段
１７子供部屋排気手段
１８キッチン排気手段
１９浴室排気手段
２０トイレ排気手段
２１屋外空質測定手段
２２室内空質測定手段
２３制御手段
２４リモコン
２５ドア
２６接点センサ

Claims

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と、室内空間の空気を室外に排出する排気手段の少なくとも一方を居住空間内の複数の部屋に設け、前記給気手段による給気風量と前記排気手段による排気風量を制御する制御部を備えた換気システムにおいて、前記換気システムは、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、前記空質測定部により、ある部屋に空気質を悪化させる要因があると判断されたとき、前記制御部は、前記部屋における排気手段の排気風量を多くするとともに、前記部屋以外の部屋における給気手段の給気風量を多くする給気排気バランス調整モードに切り替える構成とした、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、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る構成とした請求項１から６のいずれかに記載の換気システム。
前記給気排気バランス調整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７のいずれかに記載の換気システム。
前記給気排気バランス調整モードへと切替るタイミングをタイマーにより設定しておくことの出来る構成とした請求項１から８のいずれかに記載の換気システム。
前記換気手段において室外の空気を供給する経路に集塵フィルターを設け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。
前記給気排気バランス調整モードでの運転の際に、家全体における給気風量の総量が排気風量の総量よりも大きい構成とした請求項１０に記載の換気システム。
前記複数の部屋の出入り口である開閉可能な開口部に開口部開閉検知手段を設け、ある部屋に空気質を悪化させる要因があると判断されたとき、前記部屋の前記開口部が閉鎖状態にあると検知した際の前記部屋以外の部屋における給気手段の給気風量より、前記部屋の前記開口部が開放状態にあると検知した際の前記部屋以外の部屋における給気手段の給気風量を多くする構成とした請求項１から１１のいずれかに記載の換気システム。