JP2020143825A - 送風システム - Google Patents

Abstract

【課題】使用者への生体負荷を抑制しつつ、当該使用者の状態に応じた温熱環境を自動的に生成する。【解決手段】本発明に係る送風システムの一例である換気空調システムは、空気を送り出す送風手段の一例として、空気調和装置および換気装置を備える。この換気空調システムは、送風手段を制御する制御手段の一例として、システム制御部８、空調制御部１０および換気制御部１１を備える。また、換気空調システムは、人の発汗量を検出可能な発汗量検出手段の一例として、生体情報取得部１、発汗量判定部６および判定テーブル７を備える。システム制御部８、空調制御部１０および換気制御部１１は、生体情報取得部１、発汗量判定部６および判定テーブル７によって検出された発汗量に応じて、空気調和装置および換気装置によって送り出される空気の風向と風量とを変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、送風システムに関するものである。

特許文献１に空気調和装置が記載されている。この空気調和装置は、居住者の活動量に応じて制御されることを特徴としている。

特公平０７−０４９８７９号公報

特許文献１に記載の空気調和装置では、居住者の活動量に応じた温熱環境を生成することはできるが、居住者の生理状態によっては当該居住者が受ける生体負荷が大きくなるという課題がある。特許文献１に記載の空気調和装置は、例えば、活動量が多い場合には、冷房温度を低めにしたり風量を大きくしたりする。しかしながら、例えば、居住者の発汗量が多い場合において、当該居住者に強い冷風が当てられると、当該居住者が受ける生体負荷は大きなものとなる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、使用者への生体負荷を抑制しつつ、当該使用者の状態に応じた温熱環境を自動的に生成することである。

本発明に係る送風システムは、空気を送り出す送風手段と、送風手段を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、人の発汗量を検出可能な発汗量検出手段によって検出された発汗量に応じて、送風手段によって送り出される空気の風向と風量とを変化させる。

本発明に係る送風システムによれば、使用者への生体負荷を抑制しつつ、当該使用者の状態に応じた温熱環境を自動的に生成することができる。

実施の形態１に係る換気空調システムの機能を示すブロック図である。 実施の形態１に係る空気調和装置の室内機の斜視図である。 実施の形態１に係る空気調和装置が備える赤外線センサを説明する図である。 実施の形態１に係る空気調和装置が備える赤外線センサの縦方向の検知範囲を示す図である。 実施の形態１に係る空気調和装置が備える赤外線センサの横方向の検知範囲を示す図である。 実施の形態１に係る換気装置が取り付けられた家屋の構成を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る換気空調システムの動作例を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、以下の各実施の形態によって開示される構成のあらゆる変形およびあらゆる組み合わせを含み得るものである。

実施の形態１．
図１から図６は、実施の形態１に係る換気空調システムの構成を説明するものである。換気空調システムは、本開示に係る送風システムの一例である。実施の形態１に係る換気空調システムには、空気調和装置および換気装置が含まれる。空気調和装置および換気装置は、空気を送り出す送風装置の一例である。また、空気調和装置および換気装置は、本開示に係る送風手段の一例でもある。

図１は、実施の形態１に係る換気空調システムの機能を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係る空気調和装置の室内機２０の斜視図である。図３は、実施の形態１に係る空気調和装置が備える赤外線センサ２１を説明する図である。図４は、実施の形態１に係る空気調和装置が備える赤外線センサ２１の縦方向の検知範囲を示す図である。図５は、実施の形態１に係る空気調和装置が備える赤外線センサ２１の横方向の検知範囲を示す図である。図６は、実施の形態１に係る換気装置が取り付けられた家屋の構成を模式的に示す図である。

図１に示されるように、実施の形態１に係る換気空調システムは、生体情報取得部１を備える。生体情報取得部１は、人の生体情報を取得する機能を有するものである。生体情報取得部１の機能は、例えば、人の表面温度を検出するセンサ機器、ウェアラブル型の加速度計、ウェアラブル型の心拍計およびウェアラブル型の発汗量計等の計器によって実現される。なお、生体情報取得部１の機能は、単一の計器によって実現されてもよいし、複数の計器によって実現されてもよい。

人の表面温度を検出するセンサ機器は、人が活動する室内に設置される各種の家庭用電気機器に搭載される。人の表面温度を検出するセンサ機器は、例えば、空気調和装置または換気装置に搭載される。なお、人の表面温度を検出するセンサ機器は、表面温度を検出するための専用の装置であってもよい。また、ウェアラブル型の各種の計器は、スマートフォン、携帯電話またはその他の携帯端末等に組み込まれていてもよい。

また、図１に示されるように、実施の形態１に係る換気空調システムは、活動量判定部２、位置判定部４および発汗量判定部６を備える。

活動量判定部２は、生体情報取得部１によって取得された情報および判定テーブル３に蓄積されたデータベースから、人の活動量を判定する。生体情報取得部１、活動量判定部２および判定テーブル３は、人の活動量を検出する活動量検出手段の一例を構成している。

位置判定部４は、生体情報取得部１によって取得された情報および判定テーブル５に蓄積されたデータベースから、人の位置を判定する。生体情報取得部１、位置判定部４および判定テーブル５は、人の位置を検出する位置検出手段の一例を構成している。

発汗量判定部６は、生体情報取得部１によって取得された情報および判定テーブル７に蓄積されたデータベースから、人の発汗量を判定する。生体情報取得部１、発汗量判定部６および判定テーブル７は、人の発汗量を検出する発汗量検出手段の一例を構成している。

活動量判定部２、判定テーブル３、位置判定部４、判定テーブル５、発汗量判定部６および判定テーブル７の機能は、例えば、コンピュータ等の電気回路により実現される。すなわち、実施の形態１に係る換気空調システムは、図示しないプロセッサ及び記憶装置を備えている。記憶装置に記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより、予め設定された処理が実行され、上記各部の機能が実現される。

活動量判定部２、判定テーブル３、位置判定部４、判定テーブル５、発汗量判定部６および判定テーブル７の機能を実現する電気回路は、例えば、空気調和装置または換気装置に搭載される。なお、上記各部の機能は、例えば、空気調和装置または換気装置の外部のコンピュータ等によって実現されてもよい。また、上記各部の機能を実現する電気回路は、例えば、生体情報取得部１の機能を実現する計器に搭載されていてもよい。上記各部の機能は、単一の装置によって実現されてもよいし、複数の装置が連携することで実現されてもよい。

ここで、一例として、空気調和装置に搭載された赤外線センサ２１によって生体情報取得部１の機能が実現されている場合の実施例について説明する。赤外線センサ２１は、検出範囲における物の表面温度を非接触で検出することができるセンサ機器の一例である。

検出範囲内における人の有無は、生体情報取得部１である赤外線センサ２１によって取得された表面温度の情報と判定テーブル５に蓄積されているデータベースとから判定される。同様にして、検出範囲内における人の有無も判定される。赤外線センサ２１の検出範囲内における人の有無および人の位置は、位置判定部４によって判定される。具体的には、赤外線センサ２１検出範囲内における人の表面温度と当該人の周囲の表面温度との差に基づいて、人の有無および人の位置が判定される。

人の活動量は、位置判定部４によって人として判定された熱源の表面温度の情報から判定される。検出範囲内における人の活動量は、活動量判定部２によって判定される。活動量判定部２は、例えば、人の表面温度が高く且当該人の位置の移動量が多い場合には、当該人の活動量が大きいと判定する。逆に、人の表面温度が低く且つ当該人の位置の移動量が少ない場合には、活動量判定部２は、当該人の活動量が小さいと判定する。活動量判定部２は、上記したように、判定テーブル３に蓄積されているデータベースに基づいて、人の活動量を判定する。活動量は、例えば、４段階に分けられている。この４段階に分けられた活動量と人の表面温度と移動量との関係を示すテーブルを、データベースとして判定テーブル３に予め蓄積しておく。

人の発汗量は、位置判定部４によって人として判定された熱源の表面温度の情報から判定される。具体的には、検出範囲内における人の表面温度との時間変化と絶対値とに基づいて、人の発汗量が判定される。発汗量判定部６は、赤外線センサ２１の検出結果と判定テーブル７に蓄積されているデータベースとに基づいて、人の発汗量と発汗部位とを判定する。

赤外線センサ２１の検出結果から人の発汗量を判定する方法について、より具体的に説明する。赤外線センサ２１が人の表面温度を検出したとき、当該人の肌が露出した箇所の表面温度は、非露出部すなわち着衣部の表面温度よりも高い値として検出される。人の肌が露出していない着衣部の表面温度は、露出部の表面温度よりも低い値として、赤外線センサ２１によって検出される。人の肌が露出した箇所の表面温度は、例えば、３０℃以上である。人の肌が露出していない着衣部は、例えば、３０℃以下である。

上記の表面温度の差異に基づいて、人の露出部と非露出部との位置が、位置判定部４によって判定される。位置判定部４は、例えば、表面温度が３０℃以上となっている熱源を、人の露出部として判定する。

発汗量判定部６は、位置判定部４によって露出部として判定された熱源の表面温度の時間変化量により、発汗量を判定する。人が発汗している場合には、気化熱により、当該人の露出部の表面温度が低下する。このとき、発汗量が多くなるほど、表面温度は速く低下する。

そこで、表面温度の低下速度と発汗量との関係を示す情報テーブルを、データベースとして判定テーブル７に予め蓄積しておく。発汗量判定部６は、このデータベースに基づいて発汗量を判定する。例えば、発汗量と表面温度の低下速度とを４段階に区分して、各段階における、発汗量と表面温度の低下速度との関係を示すテーブルを、データベースとして判定テーブル７に予め蓄積しておく。

また、位置判定部４によって非露出部として判定された部分と露出部として判定された部分との面積の比率から、着衣量が算出されてもよい。着衣量は、例えば、露出部全体の表面温度に対する非露出部全体の表面温度の割合に基づいて算出することができる。例えば、発汗量判定部６によって判定された発汗量は、着衣量の算出結果によって補正されてもよい。

また、露出部のうち、発汗している部位の表面温度の低下速度は、発汗していない部位の表面温度の低下速度よりも早い。発汗量判定部６は、露出部における表面温度の低下速度の差の情報と、判定テーブル７に蓄積されているデータベースとに基づいて、発汗部位を判定することができる。判定テーブル７には、例えば、発汗部位の表面温度の低下速度の情報と非発汗部位の表面温度の低下速度との情報を含むデータベースが予め蓄積されている。このように、発汗量検出手段の一例である生体情報取得部１、発汗量判定部６および判定テーブル７は、発汗量に加えて、人の発汗部位を検出することが可能である。

また、別の実施例として、ウェアラブル型の各種の計器によって生体情報取得部１の機能が実現されている場合の実施例について説明する。例えば、ウェアラブル型の加速度計および心拍計等が用いられる場合、位置判定部４は、そのウェアラブル型の計器の位置情報から人の位置を判定する。位置判定部４は、例えば、ウェアラブル型の計器から発せられる電波の強弱に応じて、判定テーブル５に蓄積されたデータベースから、当該計器を装着している人の位置を判定する。

また、活動量判定部２は、ウェアラブル型の計器が計測した加速度および心拍数の大小に応じて、判定テーブル３に蓄積されたデータベースから、活動量を判定する。例えば、活動量判定部２は、ウェアラブル型の計器が計測した加速度および心拍数が大きい場合には、当該計器を装着している人の活動量が大きいと判定する。活動量判定部２は、ウェアラブル型の計器が計測した加速度および心拍数が小さい場合には、当該計器を装着している人の活動量が小さいと判定する。

発汗量判定部６は、例えば、ウェアラブル型の発汗量計によって計測された検出値と判定テーブル７に蓄積されたデータベースとから、人の発汗量を判定する。なお、発汗量判定部６は、例えば、ウェアラブル型の計器が計測した加速度および心拍数と判定テーブル７に蓄積されたデータベースとから、人の発汗量を判定してもよい。

実施の形態１に係る換気空調システムに含まれる空気調和装置および換気装置の動作は、上記した活動量判定部２と位置判定部４と発汗量判定部６との判定結果に基づいて制御される。特に、空気調和装置および換気装置は、発汗量検出手段の一例である生体情報取得部１、発汗量判定部６および判定テーブル７によって検出された発汗量に応じて動作することを特徴としている。

図１に示されるように、実施の形態１に係る換気空調システムは、システム制御部８、空調制御部１０および換気制御部１１を備える。システム制御部８、空調制御部１０および換気制御部１１は、換気空調システムの動作を制御する制御手段の一例である。システム制御部８は、換気空調システム全体の制御をするためのものである。空調制御部１０は、空気調和装置を制御するためのものである。換気制御部１１は、換気装置を制御するためのものである。

システム制御部８は、活動量判定部２と位置判定部４と発汗量判定部６との判定結果に基づいて、制御知識部９に蓄積されたデータベースから、空気調和装置を制御するための制御情報を選択する。システム制御部８は、選択した制御情報を、例えば電気信号等に変換して、空調制御部１０に出力する。

空調制御部１０は、システム制御部８から出力された制御情報に基づいて、空気調和装置を制御する。図１に示されるように、実施の形態１に係る換気空調システムは、風向板動作部１２、圧縮機制御装置１３および空調ファンモータ１４を備える。風向板動作部１２、圧縮機制御装置１３および空調ファンモータ１４は、空気調和装置に備えられている。空調制御部１０は、システム制御部８から出力された制御情報に基づいて、風向板動作部１２、圧縮機制御装置１３および空調ファンモータ１４のそれぞれに対して、制御信号を出力する。

風向板動作部１２は、空気調和装置によって送り出される空気の風向を変化させる風向板を動作させる。風向板は、空気調和装置に備えられている。風向板動作部１２は、空調制御部１０から出力された制御信号に基づいて、風向板を動作させる。

図１に示されるように、風向板動作部１２は、生体情報取得部１、活動量判定部２、判定テーブル３、位置判定部４、判定テーブル５、発汗量判定部６、判定テーブル７によって得られた人の生体情報に基づいて動作する。すなわち、実施の形態１に係る換気空調システムにおいて、空気調和装置によって送り出される空気の風向は、人の発汗量、発汗部位および活動量等の生体情報に応じて変化する。

圧縮機制御装置１３は、空気調和装置が送り出す空気の温度を調整する圧縮機を制御する。圧縮機は、空気調和装置に備えられている。圧縮機制御装置１３は、空調制御部１０から出力された制御信号に基づいて、圧縮機を制御する。

図１に示されるように、圧縮機制御装置１３は、生体情報取得部１、活動量判定部２、判定テーブル３、位置判定部４、判定テーブル５、発汗量判定部６、判定テーブル７によって得られた人の生体情報に基づいて動作する。すなわち、実施の形態１に係る換気空調システムにおいて、空気調和装置によって送り出される空気の温度は、人の発汗量、発汗部位および活動量等の生体情報に応じて変化する。

空調ファンモータ１４は、空調制御部１０から出力された制御信号に基づいて動作する。空調ファンモータ１４の動作状態によって、空気調和装置から送り出される風の強さ、すなわち風量が変化する。

図１に示されるように、空調ファンモータ１４は、生体情報取得部１、活動量判定部２、判定テーブル３、位置判定部４、判定テーブル５、発汗量判定部６、判定テーブル７によって得られた人の生体情報に基づいて動作する。すなわち、実施の形態１に係る換気空調システムにおいて、空気調和装置によって送り出される空気の風量は、人の発汗量、発汗部位および活動量等の生体情報に応じて変化する。

また、システム制御部８は、活動量判定部２と位置判定部４と発汗量判定部６との判定結果に基づいて、制御知識部９に蓄積されたデータベースから、換気装置を制御するための制御情報を選択する。システム制御部８は、選択した制御情報を、例えば電気信号等に変換して、換気制御部１１に出力する。

換気制御部１１は、システム制御部８から出力された制御情報に基づいて、換気装置を制御する。図１に示されるように、実施の形態１に係る換気空調システムは、ダンパ制御装置１５および換気ファンモータ１６を備える。ダンパ制御装置１５および換気ファンモータ１６は、換気装置に備えられている。換気制御部１１は、システム制御部８から出力された制御情報に基づいて、ダンパ制御装置１５および換気ファンモータ１６のそれぞれに対して、制御信号を出力する。

ダンパ制御装置１５は、換気装置に備えられたダンパ３０の開閉状態を制御する。ダンパ３０の開閉状態によって、室外から室内へ取り込まれる外気の量、すなわち換気量が変化する。ダンパ制御装置１５は、換気制御部１１から出力された制御信号に基づいて、ダンパ３０を開閉する。

換気ファンモータ１６は、換気制御部１１から出力された制御信号に基づいて動作する。換気ファンモータ１６の動作状態によって、換気装置によって室内へ送り出される風の強さ、すなわち風量が変化する。

図１に示されるように、ダンパ制御装置１５および換気ファンモータ１６は、生体情報取得部１、活動量判定部２、判定テーブル３、位置判定部４、判定テーブル５、発汗量判定部６、判定テーブル７によって得られた人の生体情報に基づいて動作する。実施の形態１に係る換気空調システムにおいて、換気装置によって取り込まれる外気の量は、人の生体情報、特に活動量に応じて変化する。

制御手段の一例であるシステム制御部８、空調制御部１０および換気制御部１１は、活動量判定部２、判定テーブル３、位置判定部４、判定テーブル５、発汗量判定部６および判定テーブル７と同様に、コンピュータ等の電気回路により実現される。システム制御部８、空調制御部１０および換気制御部１１の機能を実現する電気回路は、例えば、空気調和装置または換気装置に搭載される。上記各部の機能は、例えば、空気調和装置または換気装置の外部の装置によって実現されてもよい。

ここで、実施の形態１に係る空気調和装置の構成について説明する。空気調和装置は、冷風を吹き出す冷房運転、温風を吹き出す暖房運転および常温の風を吹き出す送風運転を含む空調運転を実行可能な装置である。

図２に示される空気調和装置の室内機２０には、冷媒が流れる配管を介して、室外機が接続されている。この配管および室外機の図示を、本開示では省略している。また、空気調和装置が空調運転を実行するために必要な冷凍サイクルを構成する各機器および空気を送り出すための送風ファン等の図示も、本開示では省略している。冷凍サイクルを構成する各機器には、例えば、熱交換器および圧縮機等が含まれる。上記したように、圧縮機は、圧縮機制御装置１３によって制御される。送風ファンは、空調ファンモータ１４が動作することによって回転し、気流を発生させる。

図２に示されるように、室内機２０は、室内機本体２２を備えている。室内機本体２２には、吸込口２３が形成されている。吸込口２３は、室内機本体２２の内部に空気を取り込むための開口である。一例として、吸込口２３は、室内機本体２２の上部に形成されている。

室内機本体２２には、当該室内機本体２２の内部から外部へと空気を送り出すための開気孔である吹出口が形成されている。一例として、吹出口は、室内機本体２２の前面側の下部に形成されている。

上記した送風ファンおよび熱交換器は、室内機本体２２内に搭載されている。送風ファンには、例えば、ラインフローファン、クロスフローファン、ターボファンまたは軸流ファン等が用いられる。送風ファンが駆動すると、室内の空気が、吸込口２３から室内機本体２２の内部へ吸い込まれる。室内機本体２２の内部へ吸い込まれた空気は、熱交換器を通過して温度調整された後、吹出口から吹き出される。

室内機本体２２には、吹出口から吹き出される空気の風向を変化させる上下ルーバ２４が設けられている。上下ルーバ２４は、上記した風向板の一例である。上下ルーバ２４は、上下に動くことで、室内機本体から吹き出される空気の上下方向の吹き出し角度を調整する。

上下ルーバ２４は、モータによって動かされる。このモータは、風向板動作部１２の一例である。一例として、室内機本体２２には、２つの上下ルーバ２４が設けられている。２つの上下ルーバ２４は、それぞれ、独立して駆動可能なモータによって動かされる。

なお、上下ルーバ２４の数量は、上記した実施例に限られず、任意の数でよい。また、室内機本体２２には、吹出口から吹き出される空気の左右方向の吹き出し角度を調整するルーバが設けられていてもよい。

生体情報取得部１の機能を実現する赤外線センサ２１は、図２に示されるように、室内機本体２２の前面部に搭載されている。なお、赤外線センサ２１が搭載される位置は、室内機本体２２の前面部に限られない。赤外線センサ２１は、例えば、室内機本体２２の側面部または下面部等に搭載されていてもよい。

赤外線センサ２１は、縦方向に並べられた複数の受光素子を備えている。例えば、赤外線センサ２１は、縦方向に並べられた８個の受光素子を備えている。これら８個の受光素子のそれぞれは、赤外線の受光および温度の検出を個別に実行可能な検出素子である。８個の受光素子は、例えば、図３に示されるように、円筒状の金属缶２１ａの内部に、縦方向に直線状に並んで配置されている。金属缶２１ａの上面には、８個の受光素子に赤外線を通すための、図示しないレンズ製の窓が設けられている。赤外線センサ２１は、図３および図４に示されるように、室内の温度を互いに高さが異なる８個のエリアに区分して検出することができる。

８個の受光素子のそれぞれの検出範囲は、図３に示されるように、互いに大きさが等しい四角形状のエリアとして設定されている。各受光素子の配光視野角は、例えば、縦方向における配光視野角が７°に設定され、横方向における配光視野角が８°に設定されている。各受光素子の配光視野角を合わせた赤外線センサ２１全体の配光視野角は、上下方向に細長いエリアとして設定されている。

なお、縦方向における配光視野角および横方向における配光視野角の具体的な値は、上記した例に限定されるものではない。また、受光素子の個数は、上記した８個に限定されるものではなく、任意に設定される。受光素子の配光視野角および数量は、例えば、１個の受光素子の縦方向における配光視野角と受光素子との数との積が一定になる条件のもとで、任意に設定される。また、各受光素子の配光視野角は、同じでなくともよい。

赤外線センサ２１は、図５に示されるように、複数の受光素子を予め設定された角度範囲内において左右に向きを変えることができるように構成されている。縦方向に並べられた複数の受光素子は、例えば、図示しないステッピングモータによって横方向に回転駆動する。赤外線センサ２１は、縦方向に並べられた複数の受光素子を横方向に動かして、予め設定された検出範囲を走査する機能を備えている。

赤外線センサ２１は、室内の検出範囲を走査することで、複数の熱画像データを取得する。赤外線センサ２１は、例えば、予め設定された一定時間毎に熱画像を撮影する。例えば、ステッピングモータは、複数の受光素子を、所定の角度だけ移動させる毎に、所定の時間だけ停止させる。この所定の角度は、例えば、１°から５°の範囲内で設定される。また、所定の時間は、例えば、０．１秒から０．２秒の範囲内で設定される。

複数の受光素子が所定の時間だけ停止している間、当該受光素子によって熱画像データが取得される。取得された熱画像データは、活動量判定部２、位置判定部４および発汗量判定部６等へ取り込まれる。受光素子によって取得された熱画像データの取り込みが完了した後、ステッピングモータは、複数の受光素子を再び所定の角度だけ移動させる。

赤外線センサ２１は、上記の動作を繰り返し行い、複数の熱画像データを取得する。赤外線センサ２１は、例えば、横方向における９０から１００箇所での熱画像データを取得する。複数の熱画像データは、活動量判定部２、位置判定部４および発汗量判定部６等へ取り込まれる。活動量判定部２、位置判定部４および発汗量判定部６は、取り込んだ熱画像データに基づいて各種の演算を行う。

なお、受光素子は、縦方向だけでなく、横方向にも複数並べられていてもよい。複数の受光素子が横方向に並んでいる場合には、ステッピングモータによって受光素子が１回に移動させられる角度を大きく設定することができ、取得する熱画像データの量を減らすことができる。

赤外線センサ２１が取得した複数の熱画像データには、検出範囲における表面温度の情報が含まれる。赤外線センサ２１によって取得された熱画像データには、壁面、床面および窓等の表面温度の情報、また、人の表面温度の情報が含まれる。赤外線センサ２１によって取得された熱画像データが処理されることで、例えば、人と背景との温度差から、検出範囲内における人の有無および人の位置を検出することができる。また、赤外線センサ２１によって取得された熱画像データが処理されることで、人の露出部と非露出部と検出することができる。また、赤外線センサ２１によって取得された熱画像データが処理されることで、人の活動量、発汗量および発汗部位を検出することができる。

赤外線センサ２１による生体情報の検出精度は、当該赤外線センサ２１の受光素子の画素数が多いほど高くなる。例えば、８個の各受光素子の画素数が３０画素以上であれば、赤外線センサ２１は、室内における表面温度の情報を十分に高精度で取得することができる。

次に、実施の形態１に係る換気装置の構成について説明する。上記したように、図６は実施の形態１に係る換気装置が取り付けられた家屋の構成を模式的に示す図である。

換気装置が取り付けられた家屋には、複数の部屋が設けられている。例えば、図６に示されるように、換気装置が取り付けられた家屋の一階には、和室およびＬＤＫ（リビング・ダイニング・キッチン）が設けられている。例えば、換気装置が取り付けられた家屋の二階には、寝室および２つの洋室が設けられている。なお、本開示に係る換気装置が取り付けられた家屋の部屋の構成は、上記した例に限られるものではない。

換気装置は、換気の対象となる各部屋の室内に、屋外の空気、すなわち外気を取り込むためのものである。換気装置は、換気装置本体３１および給気ダクト３２を備えている。換気装置本体３１は、例えば、中空の箱状を呈する。換気装置本体３１は、例えば、図６に示されるように、１階の天井裏すなわち天井の上側に設置されている。

換気装置が取り付けられた家屋には、屋外吸気口３３および排気口３４が形成されている。屋外吸気口３３は、屋外の空気、すなわち外気を屋内へ取り込むための開口である。排気口３４は、屋内の空気を屋外に排出するための開口である。

換気の対象となる各部屋には、図６に示されるように、屋内給気口３５が形成されている。屋内給気口３５は、屋外吸気口３３から取り込まれた屋外の空気を、各部屋に供給するための開口である。屋外吸気口３３は、例えば、各部屋の天井に設けられる。

換気装置本体３１の一端側は、屋外吸気口３３に通じている。換気装置本体３１の他端側には、給気ダクト３２の一端が接続されている。給気ダクト３２は、中空筒状の管等によって形成されるダクトである。給気ダクト３２は、屋外吸気口３３から取り込まれた屋外の空気を各部屋に搬送するためのダクトである。給気ダクト３２の他端側は、複数に分岐して、複数の屋内給気口３５のそれぞれに通じている。

図６に示されるように、給気ダクト３２には、複数のダンパ３０が設けられている。それぞれのダンパ３０は、給気ダクト３２のうち、屋内給気口３５のそれぞれに通じる部分に設けられている。ダンパ３０は、屋内給気口３５と同数設けられ、屋内給気口３５と一対一で対応している。各ダンパ３０が開閉することで、各部屋への給気量が調整される。ダンパ３０の動作は、上記したように、ダンパ制御装置１５によって制御される。

また、換気装置本体３１には、図６に示されるように、換気ファン３６が設けられている。換気ファン３６は、給気ダクト３２内に、屋外吸気口３３から屋内給気口３５に向かう気流を生成する。換気ファン３６は、換気ファンモータ１６が動作することによって回転し、気流を生成する。

換気装置による家屋全体における換気量は、換気ファンモータ１６および換気ファン３６によって調整される。各部屋への給気量は、上記したように、各ダンパ３０によって調整される。換気ファン３６の動作とダンパ３０との動作とは、独立して制御される。このため、家屋全体における換気量は変化させずに、各部屋への給気量のみを変化させることが可能である。例えば、使用しない部屋へ通じるダンパ３０を閉め、使用する部屋に通じるダンパ３０を開けることで、効率よく換気を行うことができる。

なお、換気装置は、例えば、熱交換器を備えていてもよい。換気装置は、屋外の空気を、熱交換器によって温度調整してから屋内へ取り込む機能を有していてもよい。換気装置は、屋内の空気を、熱交換器によって温度調整してから屋外へ排出する機能を有していてもよい。

次に、フローチャートを参照して、実施の形態１に係る換気空調システムの動作について説明する。図７は、実施の形態１に係る換気空調システムの動作例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、一例として、空調装置が冷房運転または送風運転を行う場合の動作例を示している。すなわち、図７のフローチャートは、夏季等の温かい時季における換気空調システムの動作例を示している。

まず、生体情報取得部１による、室内の人の生体情報の取得が行われる（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１で取得された生体情報に基づいて、室内における人の有無および人の位置の判定が行われる。人の有無および人の位置の判定は、位置判定部４によって行われる。

また、ステップＳ１０１で取得された生体情報に基づいて、発汗量の判定および活動量の判定が行われる（ステップＳ１０２）。発汗量の判定は、発汗量判定部６によって行われる。活動量の判定は、活動量判定部２によって行われる。そして、発汗量判定部６の判定結果および活動量判定部２の判定結果に基づいて、空気調和装置および換気装置が制御される。

図７のフローチャートによって示される動作例においては、一例として、発汗量および活動量は、それぞれ、大小の二段階に判定される。換言すると、発汗量は、基準値より大きい第１の量であるか当該基準値より小さい第２の量であるか判定される。同様に、活動量は、基準値より大きい第３の量であるか当該基準値より小さい第４の量であるか判定される。

発汗量および活動量の両方が小さい場合（ステップＳ１０３）には、圧縮機制御装置１３によって空調温度を高め、空調ファンモータ１４によって空調風量を少なくし、ダンパ制御装置１５および換気ファンモータ１６によって換気量も少なくする。具体的には、空調温度を設定温度ａより高くし、空調風量を設定風量ｂよりも少なくし、換気量を設定換気量ｉよりも少なくする（ステップＳ１０４）。

一方、発汗量が少なくて活動量が大きい場合（ステップＳ１０５）には、圧縮機制御装置１３によって空調温度を低め、空調ファンモータ１４によって空調風量を多くし、ダンパ制御装置１５および換気ファンモータ１６によって換気量も多くする。具体的には、空調温度を設定温度ａより低くし、空調風量を設定風量ｂよりも多くし、換気量を設定換気量ｉよりも多くする（ステップＳ１０６）。

本実施の形態に係る換気空調システムは、上記したステップＳ１０３からステップＳ１０６によって示されるように、活動量に応じて動作する。人の体感温度は、一般的に、活動量と相関がある、本実施の形態に係る換気空調システムは、人の体感温度に応じた温度調整が可能である。また、本実施の形態に係る換気空調システムは、人の活動量に応じた二酸化炭素濃度の調整を、換気により実施できる。

なお、換気空調システムは、屋外の温度を計測する機能を有していてもよい。例えば、屋外の気温が低い場合には、換気によって屋内の温度を低下させることができる。換気空調システムは、屋外の温度に応じて、空調温度と空調風量と換気量とを調整する機能を有していてもよい。

また、発汗量が大きく活動量が少ない場合（ステップＳ１０７）には、圧縮機制御装置１３によって空調温度を低める。具体的には、空調温度を設定温度ａより低くする。このとき、発汗部位に冷風が当たると刺激が高く、生体負荷が高くなる可能性が高い。そこで、風向板動作部１２によって、発汗部位を避けて送風するように、風向板が制御される。なお、人の発汗量が大きい場合、空気調和装置は、当該人の全体を避けて送風してもよい。さらに、活動量が低いため、換気量を設定換気量ｉよりも少なくする（ステップＳ１０８）。これにより、必要以上に多量の外気が取り込まれることがなく、空気調和装置による屋内の温度調整が効率よく行われる。

発汗量および活動量の両方が大きい場合（ステップＳ１０９）には、圧縮機制御装置１３によって空調温度を低める。具体的には、空調温度を設定温度ａより低くする。また、換気量を設定換気量ｉよりも多くする。これにより、人が効率よく冷却され、かつ室内の二酸化炭素濃度を低下させることができる。そして、風向板動作部１２によって、発汗部位または人全体を避けて送風するように、風向板が制御される（ステップＳ１１０）。

例えば、ステップＳ１０５に示される発汗量が少なくて活動量が大きい場合には、空気調和装置は、人に向けて積極的に送風してもよい。これにより、活動量の高い人の体感温度を効率よく下げることができる。

また、ステップＳ１０７およびステップＳ１０９に示されるように発汗量が大きい場合、空気調和装置は、必ずしも発汗部位または人全体を避けて送風しなくてもよい。例えば、空気調和装置は、人の発汗量が大きい場合には、風向を変更する代わりに風量を低減させてもよい。発汗している人に当たる風の強さが低減することで、人への送風によって生じる生体負荷を抑えることができる。

また、一般的には、人の上半身は下半身に比べて汗腺が多い。このことを考慮し、空気調和装置は、人の発汗量が大きい場合には、風向を下方に変更してもよい。例えば、空気調和装置は、人の発汗量が大きい場合には、人の足元へ向けて送風してもよい。これにより、人の足元を冷却することで当該人の体温を効果的に下げつつ、発汗部位への送風によって生じる生体負荷を抑制することができる。

また、発汗はしているが発汗量が少なく、発汗部位が狭い場合には、空気調和装置は、あえて発汗部位を狙って送風してもよい。これにより、効果的に汗を引かせることができる。また、発汗量が少ないが発汗部位が広い場合には、空気調和装置は、人全体を避けて送風してもよい。このように、本実施の形態の換気空調システムを構成する空気調和装置が送風する風量および風向は、生体負荷を抑制することができるように、発汗量に応じて任意に制御される。

また、換気装置は、空気調和装置と同様に、風向板を備えていてもよい。風向板は、例えば、屋内給気口３５に設けられる。換気装置によって室内に取り込まれる外気の風向も空気調和装置が送り出す空気の風向と同様に、発汗量および発汗部位に応じて制御されてもよい。例えば、換気装置は、発汗部位を避けて送風してもよい。これによって、換気によって生じる生体負荷を抑制することができる。

上記したように、図７のフローチャートは、あくまで換気空調システムの動作の一例を示すものである。例えば、空調温度、空調風量および換気量の制御は、２段階の制御でなくてもよい。上記したように、活動量および発汗量は、一例として、４段階に判定される。例えば、空調温度、空調風量および換気量の制御は、活動量および発汗量の判定結果に応じて、４段階に調整されてもよい。空調温度、空調風量および換気量の制御は、任意の数の段階の制御でもよいし、また、無段階制御であってもよい。

また、換気空調システムを構成する空気調和装置は、暖房運転を行ってもよい。空気調和装置は、例えば、冬季に暖房運転を行う場合においても、発汗部位への送風を避けてもよい。これにより、発汗部位への送風による生体負荷が抑制される。また、空気調和装置は、例えば、冬季に暖房運転を行う場合においては、発汗部位を避けつつ、足元等の冷えやすい末梢へ暖気を送風してもよい。

上記の実施の形態に係る換気空調システムは、送風手段の一例である空気調和装置と、送風手段を制御する制御手段の一例である空調制御部１０と、を備える。空調制御部１０は、発汗量検出手段の一例である生体情報取得部１、発汗量判定部６および判定テーブル７によって検出された発汗量に応じて、空気調和装置によって送り出される空気の風向と風量とを変化させる。上記の構成によれば、使用者への生体負荷を抑制しつつ、当該使用者の状態に応じた温熱環境を自動的に生成することが可能な換気空調システムが得られる。

上記の実施の形態において、空調制御部１０は、発汗量に加えて、活動量検出手段の一例である生体情報取得部１、活動量判定部２および判定テーブル３によって検出された活動量に応じて、空気調和装置によって送り出される空気の風向と風量とを変化させる。上記の構成によれば、使用者への生体負荷を抑制しつつ、当該使用者の状態に応じた温熱環境をより効果的に生成することが可能な換気空調システムが得られる。

また、空調制御部１０は、発汗量に応じて、空気調和装置によって送り出される空気の温度を変化させる。制御手段の一例である換気制御部１１は、活動量に応じて、送風手段の一例である換気装置によって取り込まれる外気の量を変化させる。上記の構成によれば、使用者の状態に応じた温熱環境をより効果的に生成することが可能な換気空調システムが得られる。

活動量検出手段の一例である生体情報取得部１の機能は、上記したように、赤外線センサ２１によって実現することができる。上記の構成によれば、使用者の状態を非接触で検出することができ、かつ複雑な構成を必要としない換気空調システムが得られる。

なお、上記した実施の形態１に係る換気空調システムは、本開示に係る送風システムの一例である。本開示に係る送風システムは、例えば、単一の送風装置から構成されていてもよい。送風装置は、温度を調整する機能を有していない換気装置であってもよいし、換気を行う機能を有していない空気調和装置であってもよい。また、送風装置は、温度を調整する機能と換気を行う機能との両方を備えていないものでもよいし、両方を備える換気空調装置でもよい。

換言すると、本開示に係る送風システムが備える送風手段は、単一の送風装置であってもよいし、複数の送風装置であってもよい。送風装置は、空気を送り出す機能を有する任意のものでよい。また、本開示に係る送風システムが備える制御手段は、送風装置に搭載されていてもよいし、送風装置とは別の機器であってもよい。

本開示に係る送風システムは、例えば、少なくとも１つ以上の送風装置と外部装置とから構成されていてもよい。外部装置には、例えば、上記の実施の形態で例示したウェアラブル型の計器、外部のコンピュータまたはサーバ装置等が該当する。

上記の実施の形態においては、発汗量と活動量とのそれぞれが、独立して検出されている。発汗量および活動量は、例えば、一方から他方が推定されてもよい。例えば、活動量と発汗量との間には正の相関があると仮定し、活動量が多いほど発汗量が多いとして、発汗量および活動量の一方から他方が推定されてもよい。本例においては、送風システムの構成をより単純化することができる。

１ 生体情報取得部、 ２ 活動量判定部、 ３ 判定テーブル、 ４ 位置判定部、 ５ 判定テーブル、 ６ 発汗量判定部、 ７ 判定テーブル、 ８ システム制御部、 ９ 制御知識部、 １０ 空調制御部、 １１ 換気制御部、 １２ 風向板動作部、 １３ 圧縮機制御装置、 １４ 空調ファンモータ、 １５ ダンパ制御装置、 １６ 換気ファンモータ、 ２０ 室内機、 ２１ 赤外線センサ、 ２１ａ 金属缶、 ２２ 室内機本体、 ２３ 吸込口、 ２４ 上下ルーバ、 ３０ ダンパ、 ３１ 換気装置本体、 ３２ 給気ダクト、 ３３ 屋外吸気口、 ３４ 排気口、 ３５ 屋内給気口、 ３６ 換気ファン

Claims (9)

1. 空気を送り出す送風手段と、
   前記送風手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、人の発汗量を検出する発汗量検出手段によって検出された発汗量に応じて、前記送風手段によって送り出される空気の風向と風量とを変化させる送風システム。
2. 人の活動量を検出する活動量検出手段によって検出された活動量に応じて、前記送風手段によって送り出される空気の風向と風量とを変化させる請求項１に記載の送風システム。
3. 前記送風手段は、送り出す空気の温度を調整する機能を有し、
   前記制御手段は、前記発汗量検出手段によって検出された発汗量に応じて、前記送風手段によって送り出される空気の温度を変化させる請求項１または請求項２に記載の送風システム。
4. 前記送風手段は、室外から室内に外気を取り込む機能を有し、
   前記制御手段は、前記活動量検出手段によって検出された活動量に応じて、前記送風手段によって取り込まれる外気の量を変化させる請求項２に記載の送風システム。
5. 前記送風手段は、送り出す空気の温度を調整する機能と室外から室内に外気を取り込む機能とを有し、
   前記制御手段は、前記発汗量検出手段によって検出された発汗量と前記活動量検出手段によって検出された活動量とに応じて、前記送風手段によって送り出される空気の温度と前記送風手段によって取り込まれる外気の量とを変化させる請求項２に記載の送風システム。
6. 前記発汗量検出手段は、表面温度の情報を取得する赤外線センサを有し、人に非接触で当該人の発汗量を検出することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の送風システム。
7. 前記活動量検出手段は、表面温度の情報を取得する赤外線センサを有し、人に非接触で当該人の発汗量を検出することを特徴とする請求項２、請求項４または請求項５の何れか１項に記載の送風システム。
8. 前記発汗量検出手段は、人の発汗部位を検出することができ、
   前記制御手段は、前記発汗量検出手段によって検出された発汗部位に応じて、前記送風手段によって送り出される空気の風向と風量との少なくとも一方を変化させる請求項１から請求項７の何れか１項に記載の送風システム。
9. 前記制御手段は、前記送風手段に、前記発汗量検出手段によって検出された発汗部位を避けて送風させる請求項８に記載の送風システム。

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