JP2518099B2 - 換気装置 - Google Patents

換気装置

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JP2518099B2 JP2301864A JP30186490A JP2518099B2 JP 2518099 B2 JP2518099 B2 JP 2518099B2 JP 2301864 A JP2301864 A JP 2301864A JP 30186490 A JP30186490 A JP 30186490A JP 2518099 B2 JP2518099 B2 JP 2518099B2
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50Air quality properties
    • F24F2110/65Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70Carbon dioxide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

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  • Ventilation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本願発明は、換気装置に関するものである。
(従来の技術) 最近の空気調和システムでは、その快適性の向上のた
めにIAQ(インドア・エア・クオリティー)と呼ばれる
空気新鮮度のレベル自体が問題とされるようになってい
る。
空気の汚れの目安は、一般に人又は家畜の排出する二
酸化炭素(CO2)の発生量又はその濃度を基準として判
定されるようになっている。
空気中のCO2など特定の気体成分を検出するには従来
より電気化学式、熱伝導式、半導体式などの各種のガス
センサが採用されている。しかし、電気化学式のガスセ
ンサは、長期間使用時の性能の安定性やメンテナンス性
に問題があり、また熱伝導式のガスセンサは感度や選択
性に問題がある。さらに例えばセラミックス等を用いる
半導体式のガスセンサは、セラミックスの表面で起こる
ガスの吸着および脱離によるセラミックスの電気伝導度
の変化を検出し、それに応じてガス濃度を検出するよう
になっている。該半導体ガスセンサは、特定のガスに対
しては感度が高く、長期使用による安定性も良好でメン
テナンス性も良い。
ところが、現在のところ該半導体式のガスセンサでは
CO2の検知を行えるものは存在しないのが現状である。
ところで、上記空気調和機の快適性向上対策のひとつ
として、室内外の温湿度を検出して全熱交・換気ユニッ
トの熱回収・換気動作を自動的に切り替え、また室温に
応じて冷暖房機を運転することで、空調の快適性向上と
省エネルギー化を図った空気調和システムも提案されて
いる(例えば特開平1−182723号公報参照)。
(発明が解決しようとする課題) 上述のように、空気中の二酸化炭素CO2を簡易かつ正
確に測定演算することができて、しかも長期の使用にも
耐え、メンテナンスも容易な空調システムに適した二酸
化炭素検出装置が存在しないのが現状であり、該検出装
置の開発が切に待たれている。
また、上記のように温湿度を中心として快適性を向上
させるようとした空調システムでは、調和空気自体の新
鮮度を向上させることはできないから、その快適性の向
上には限界がある。
(課題を解決するための手段) 本願請求項1記載の発明は、上記従来の課題を解決
し、簡易かつ正確に二酸化炭素の発生量を演算すること
ができて、長期の使用にも耐え、しかもメンテナンスも
容易な二酸化炭素検出機能を備え、調和空気自体の新鮮
度を向上させ得るようにした換気装置を提供することを
目的としてなされたものであって、次のように構成され
ている。
すなわち、本願の請求項1記載の発明の換気装置は、
例えば第1図に示されているように、人又は家畜等の活
動量を検出する活動量検出手段(1,2)と、該活動量検
出手段(1,2)の検出データから予じめ設定された所定
のマップ特性に基いて二酸化炭素生成量を演算する二酸
化炭素生成量演算手段(3)と、該二酸化炭素生成量演
算手段(3)によって演算された二酸化炭素量に応じて
該二酸化炭素生成量が所定の設定レベル以上になった時
に換気手段(7)を作動させる換気手段作動制御手段
(4,5,6)と、該換気手段作動制御手段(4,5,6)によっ
て作動制御される換気手段(7)とを備えて構成されて
いる。
また、本願の請求項2記載の発明は、上記同様の二酸
化炭素の検出機能を備え、調和空気自体の新鮮度を向上
させ得るようにした換気装置を提供することを目的とし
てなされたものであって、次のように構成されている。
すなわち、本願の請求項2記載の発明の換気装置は、
例えば第1図に示すように、人又は家畜等の活動量を検
出する活動量検出手段(1,2)と、該活動量検出手段
(1,2)の検出データから予じめ設定された所定のマッ
プ特性に基いて二酸化炭素生成量を演算する二酸化炭素
生成量演算手段(3)と、該二酸化炭素生成量(3)に
よって演算された二酸化炭素量に応じて該二酸化炭素生
成量が部屋容積に応じた所定の設定レベル以上になった
時に部屋容積に対応して設定された所定時間内換気手段
(7)を作動させる換気手段作動制御手段(4,5,6)
と、部屋容積に対応して換気手段の作動時間を設定する
タイマー時間設定手段(10)と、上記換気手段作動制御
手段(4,5,6)によって作動制御される換気手段(7)
とを備えて構成されている。
(作 用) 上記請求項1記載の発明の二酸化炭素検出装置の構成
では、例えば空調を必要とする室内の二酸化炭素の発生
量が、ユーザーやペット等の活動量(移動量)に比例す
ることに着眼し、活動量検出手段(1,2)によって人や
家畜等の活動量を検出し、該検出された活動量を二酸化
炭素生成量演算手段(3)によって所定のマップ特性と
対照させることによって実際の二酸化炭素量を略正確に
演算推定する。そして、該演算推定された二酸化炭素生
成量が換気を必要とする所定の設定レベル以上になった
ときは、換気手段作動制御手段(4,5,6)によって換気
手段(7)を作動させて適切に換気を行うようになって
いる。
従って、該換気装置の構成では例えば撮像検知による
人体や家畜の移動検出、放射赤外線の変化検知による人
体や家畜の移動検出などによって比較的簡単かつ容易に
活動量検出手段(1,2)を構成することができ、また二
酸化炭素演算手段(3)もRAM,ROMを備えたマイクロコ
ンピュータなどにより容易に形成することができる。
そして、反応部を有するガスセンサのような長期使用
による劣化もなく、耐用年数も長い。また、メンテナン
スも容易である。
従って、例えば部屋の容積を考慮して所定の換気が必
要と判断されるCO2レベルを設定して置けば、該設定レ
ベルになれば換気手段作動手段(4,5,6)によって、換
気手段(7)を自動的かつ適切に作動させるようにする
ことができる。
次に、上記請求項2記載の発明の換気装置の構成で
は、上述のような二酸化炭素生成量演算手段(3)の演
算推定値に応じて換気手段作動制御手段(4,5,6)によ
り換気手段(7)を適切に自動作動させるようにした構
成において、さらにその作動設定レベルを部屋の容積に
対応して設定するとともにタイマー時間設定手段(10)
を設け、上記換気手段作動制御手段(4,5,6)が部屋の
容積に応じて決まる二酸化炭素生成量になった時に作動
するようにするとともに、部屋の容積に応じて設定され
た所定時間内のみ換気手段(7)を作動させるようにな
っている。
従って、該換気装置によると、具体的に二酸化炭素
(CO2)の発生量を検出し、その上で部屋自体の広さを
も考慮した所定の二酸化炭素濃度の時に、それに応じた
適切な時間内のみ換気手段(7)を作動させて換気を行
うようにすることができるから、当該部屋の実際の二酸
化炭素濃度に対応した無駄のない適切で新鮮な空気の取
り入れとそれによる快適性の向上とが可能であり、必要
以上の換気量、換気時間による電力エネルギー等の不必
要な消費並びに空調温度の変動がなくなる。
(発明の効果) 以上の結果、先ず本願各発明によると、長期の使用に
よっても検出精度の変化がなく、しかもメンテナンス性
が良好で選択性、感度共に高い二酸化炭素検出機能を備
えた換気装置を提供することができる。
また、調和空気の快適性が高く、しかも省エネ性能の
良好な換気機能を備えた空気調和装置を提供することが
できるようになる。
(実施例) 第1図〜第3図は本願の請求項1記載の発明の実施例
に係る二酸化炭素検出装置および同二酸化炭素検出装置
を使用して構成された本願の請求項2記載の発明の実施
例に係る換気装置を具備した空気調和装置の構成および
作用を示している。
先ず第1図は、同二酸化炭素検出装置並びに換気装置
を含んで構成された空気調和装置の構成を示しており、
図中符号1はユーザー又はペット等の室内に於ける活動
量(移動量)を検出する活動量検出手段の一部を構成す
る活動量検知センサである。この活動量検知センサ1
は、例えばCCDイメージセンサなどの光学的撮像手段又
はサーモパイル等の放射赤外線検出手段を使用して構成
され、ユーザーやペットの室内での移動量が周波数又は
電圧変化によって検出されるようになっている。
そして、該活動量検知センサ1の検出データは次に活
動量検出回路2に供給される。活動量検出回路2は、上
記活動量検知センサ1の検出データを単位時間内積算
し、その積算出力を二酸化炭素生成量算出回路3に入力
する。
二酸化炭素生成量算出回路3には、後述する換気装置
7作動用の第1タイマー6のリセット信号を第2タイマ
ー8を介して入力するようになっており、それによって
上記活動量検出回路2からの単位時間当りの二酸化炭素
生成量と上記第1タイマー6のリセット信号に基き前回
換気終了時から現在までの二酸化炭素生成量を算出する
ようになっている。
一方、符号4は空気清浄度設定スイッチであり、例え
ばポテンショメータ等によって構成されていて、上記換
気装置7を作動させるに必要な二酸化炭素生成量の発生
レベルを任意に設定できるようになっている。例えば人
や家畜の総活動量と二酸化炭素CO2の発生量は、第2図
のように比例関係にある。従って、該特性に従って部屋
の容積を考慮して所定のCO2レベルを設定して置けば、
該設定レベルになれば換気装置7を自動的に作動させる
ようにすることができる。
さらに符号5はコンパレータであり、上記二酸化炭素
生成量算出回路3の演算値が上記空気清浄度設定スイッ
チ4で設定された設定値に達した時に第1タイマー6を
ON作動させて所定の設定時間内だけ例えば換気扇よりな
る換気装置7を作動させることにより換気を行って室内
に新鮮な空気を取り入れ、快適性(IAQ)を向上させ
る。
なお、上記第1タイマー6の設定時間、つまり換気装
置7の作動時間の設定は、部屋容積入力スイッチ9で設
定された部屋容積に合せてタイマー時間設定回路10が自
動的に設定するようになっている。
従って、以上の構成によれば、空気調和を必要とする
部屋の中の二酸化炭素の発生量が上述の第2図に示す如
くユーザーやペット等の室内空間での活動量(移動量)
に比例することに着眼し、活動量検知センサ1と活動量
検出回路2によって形成される活動量検出手段によって
同ユーザ(人)やペット(家畜)等の活動量を検出し、
該検出された活動量を二酸化炭素生成量算出回路3に於
いて所定のマップ特性と対照させることによって実際に
生成する二酸化炭素量を演算(推定)するようになって
いる。
従って、該空気調和装置の二酸化炭素検出装置の構成
では例えば上述したCCDイメージセンサ等の撮像検知に
よる人体や家畜の移動検出方法、またサーモパイル等人
や動物の体の表面から出る放射赤外線の変化検知による
人体や家畜の移動検出方法などの方法によって比較的簡
単かつ容易に活動量検出手段を構成することができ、ま
た二酸化炭素生成量算出回路3もマイクロコンピュータ
などにより容易に形成することができる。
そして、反応部を有するガスセンサのような長期間の
使用による劣化もなく耐用年数も長い。また、メンテナ
ンスも容易である。
次に、上記換気装置の構成では、上述のような構成お
よび作用を有する二酸化炭素検出装置を備え、該二酸化
炭素検出装置の検出量に応じて換気装置作動制御手段を
構成する空気清浄度設定スイッチ4、コンパレータ5、
第1タイマー6等により換気装置7を適切に所定時間作
動させるようになっている。
つまり、該換気装置によると、具体的に二酸化炭素
(CO2)の発生量を検出し、その上で同二酸化炭素発生
量に応じて適切に換気装置を作動させて換気を行うか
ら、新鮮な空気の取り入れによる快適性の向上が可能で
あり、しかも該新鮮な空気の取入(換気)は具体的に真
に換気を行うことが必要と認められる一定量以上の二酸
化炭素の発生量を検出して初めて行なわれるから、タイ
マー方式などの場合と異なり必要以上の換気によるエネ
ルギーの無駄がなくなる。従って、省エネ効果も向上す
る。
一方、上記のようにして構成された換気装置を備えた
空気調和装置は、さらに、その中央制御装置部15に対し
て空調機制御用のセンシングパラメータとして、二酸化
炭素生成量11、設定体感温度12、室内温・湿度並びに輻
射温度13、室外温・湿度14等を各々入力して空調機16お
よび該空調機16に付設された全熱交付換気装置17を例え
ば第4図のフローチャートに示すように制御すると、室
内環境(部屋)20内に於ける快適性(IAQ)と温冷感を
更に良好に制御することができるようになる。
すなわち、先ずステップS1で上述の場合と同様にして
部屋20内の二酸化炭素生成量を算出する。次にステップ
S2で上記空気清浄度設定スイッチ4で設定されたCO2
生量設定値と実際のCO2生成量とを比較し、実際のCO2
成量が未だ同設定値よりも低い(小さい)場合(NO)に
はステップS3の動作に進んで上記空調機16を通常の状態
で運転する。
一方、それとは逆に設定CO2量以上に実際のCO2発生量
が大きくなっている場合(YES)には、ステップS4に進
んで今度は上記入力された室内体感温度を設定値と比較
する。
そして、その結果、室内体感温度が設定値よりも低い
NOの時にはステップS5の動作に進んで上述同様空調機16
は通常運転する一方、全熱交による熱回収と換気を行
い、該動作をタイマーの設定時間が経過するまで行う
(ステップS6)。
他方、上記ステップS4の判定でYES、つまり室内の体
感温度が設定値を越えている時は更にステップS7に移っ
て、同室内体感温度が室外温・湿度よりも大であるか否
かを判定し、その結果によってYESの場合にはステップS
8の熱回収による換気動作を、またNOの場合にはステッ
プS9の換気動作を各々タイマーの設定時間が経過するま
で行う。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本願発明の実施例に係る二酸化炭素検出装置
および同二酸化炭素検出装置を具備して形成された換気
装置の構成を示すブロック図、第2図は、同実施例にお
ける上記二酸化炭素検出装置の要部の検出特性を示すグ
ラフ、第3図は、本願発明実施例の上記第1図の換気装
置を利用して形成された空気調和装置の構成を示すシス
テムブロック図、第4図は、第3図の空気調和装置の制
御動作を示すフローチャートである。 1……活動量検知センサ 2……活動量検出回路 3……二酸化炭素生成量算出回路 4……空気清浄度設定スイッチ 5……コンパレータ 6……第1タイマー 7……換気装置 8……第2タイマー

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】人又は家畜等の活動量を検出する活動量検
    出手段(1,2)と、該活動量検出手段(1,2)の検出デー
    タから予じめ設定された所定のマップ特性に基いて二酸
    化炭素生成量を演算する二酸化炭素生成量演算手段
    (3)と、該二酸化炭素生成量演算手段(3)によって
    演算された二酸化炭素量に応じて該二酸化炭素生成量が
    所定の設定レベル以上になった時に換気手段(7)を作
    動させる換気手段作動制御手段(4,5,6)と、該換気手
    段作動制御手段(4,5,6)によって作動制御される換気
    手段(7)とを備えてなる換気装置。
  2. 【請求項2】人又は家畜等の活動量を検出する活動量検
    出手段(1,2)と、該活動量検出手段(1,2)の検出デー
    タから予じめ設定された所定のマップ特性に基いて二酸
    化炭素生成量を演算する二酸化炭素生成量演算手段
    (3)と、該二酸化炭素生成量演算手段(3)によって
    演算された二酸化炭素量に応じて該二酸化炭素生成量が
    部屋容積に応じた所定の設定レベル以上になった時に部
    屋容積に対応して設定された所定時間内換気手段(7)
    を作動させる換気手段作動制御手段(4,5,6)と、部屋
    容積に対応して換気手段の作動時間を設定するタイマー
    時間設定手段(10)と上記換気手段作動制御手段(4,5,
    6)によって作動制御される換気手段(7)と、を備え
    てなる換気装置。
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