JP3032391B2 - 換気制御装置 - Google Patents

換気制御装置

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JP3032391B2
JP3032391B2 JP4299505A JP29950592A JP3032391B2 JP 3032391 B2 JP3032391 B2 JP 3032391B2 JP 4299505 A JP4299505 A JP 4299505A JP 29950592 A JP29950592 A JP 29950592A JP 3032391 B2 JP3032391 B2 JP 3032391B2
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京也 坂本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、事務所ビルなどに設置
する換気装置システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ビルディングの高度情報化に伴
い、オフィス環境の快適化と省エネルギーを両立させる
ため、空気調和設備及びその集中制御システムの充実が
要望されつつある。そして高級な事務所ビルなどにおい
ては、空調負荷を抑えるために、断熱材を豊富に使用
し、かつ部屋の密閉度を上げて対処している。
【0003】しかし、密閉度を上げることによって、空
気の換気量を適切に維持することが困難になっている。
【0004】室内の人員、炭酸ガス濃度、温湿度等を検
知して適量の換気を行う必要が生じている。
【0005】従来の換気装置では、室内の空気調和負荷
をあらかじめ把握して、換気量を一方的に一定時間毎に
換気装置を制御していたが、換気量が多いと、空気調和
負荷が大きくなり省エネルギーに反することになってい
た。また、逆に換気量が少ないと室内環境が悪化し、環
境、業務効率が悪くなるという相反することとなり快適
性と省エネルギーの両立は難しかった。
【0006】また、例えば、特開昭60−178516
号公報には、炭酸ガスセンサーをダクト内に設置してい
るために、建築工事と同時にセンサーを設置しなければ
ならなく後付けの工事は難しかった。
【0007】また、特開昭61−159046号公報で
も、人員センサー、炭酸ガスセンサーともに建築工事と
同時に各センサーの配線工事が必要となっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
ではセンサーの位置が固定され、しかも建築工事と平行
して配線工事をしなければならないという課題があっ
た。
【0009】本発明は、上記課題に留意し、既存のビル
などに後からの取り付けが簡単にでき、適切な換気制御
システムを構築することで省エネルギーと快適環境を両
立させることを第1の目的とする。
【0010】また、第2の目的は、複数の送信機からの
無線信号を受信機が混信、受信ミスすることを防ぐこと
にある。
【0011】また、第3の目的は、室内外のエンタルピ
ー比較および、室内炭酸ガス濃度値を演算して外気導入
による室内空気調和状態の変化を予測して、室内環境の
快適性を維持しながら空気調和機の連動運転制御を行う
ことにある。
【0012】また、第4の目的は、空気調和ゾーンの在
室の有無、人員の活動状況を検知して換気の必要、空気
調和の必要の有無を確認するとともに、人員の活動量に
応じた換気量の設定を行い、省エネルギー、適切な換気
を行うことにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の換気装置は上記
第1の目的を達成するために、第1の手段は、炭酸ガス
センサーを備え、室内の炭酸ガス濃度計測を行う炭酸ガ
ス濃度計測手段と、前記炭酸ガス濃度計測手段に接続さ
れ計測した炭酸ガス濃度値を入力する第1マイクロコン
ピュータと、前記第1マイクロコンピュータに接続され
無線信号にて一定時間毎に炭酸ガス濃度値を送信する送
信手段と、直流電源を備えた複数のそれぞれの送信機
と、前記複数のそれぞれの送信機からの無線信号を受信
し復調するそれぞれの送信機に対応した受信手段と、前
記受信手段で受信した炭酸ガス濃度値信号を記憶し、外
部へ信号を出力する第2マイクロコンピュータとからな
る複数のそれぞれの受信機と、前記複数のそれぞれの
信機に接続された中央監視装置と前記中央監視装置に
記複数のそれぞれの受信機に対応して接続された複数の
それぞれの空気調和機と前記複数のそれぞれの空気調和
機は、冷房機能、暖房機能、外気導入機能、外気温湿度
計測機能および室内温湿度計測機能を有し、前記中央監
視装置は前記複数のそれぞれの受信機から室内炭酸ガス
濃度値のデータを収集し、前記複数の受信機のそれぞれ
に対応した前記複数のそれぞれの空気調和機の最適換気
量を計算し、換気制御を行い室内の空気調和環境を快適
に維持する構成とする。
【0014】また、第2の目的を達成するために、第2
の手段は、請求項1記載の複数のそれぞれの送信機に無
線信号を受信し復調する受信手段を備え、請求項1記載
複数のそれぞれの受信機に前記複数の受信機のそれぞ
れに対応する前記複数の送信機へ受信完了確認の無線信
号を送る送信手段を本願発明の第1手段の構成に追加し
た構成とする。
【0015】また、第3の目的を達成するために、第3
の手段は、請求項1記載の複数のそれぞれの送信機に温
度センサー、湿度センサーを備え、請求項1記載の複数
のそれぞれの受信機に室内外のエンタルピー計算比較と
室内炭酸ガス濃度値により比較計算し、室内温度変化
を予測制御し室内の快適性を維持する比較演算手段を設
けてなる本願発明の第1手段の構成に追加した構成とす
る。
【0016】また、第4の目的を達成するために、第4
の手段は、請求項1記載の複数の受信機に人員の活動量
を把握する人体検知センサーを備えてなる本願発明の第
1手段の構成に追加した構成とする。
【0017】
【作用】本発明は上記した第1手段の構成により、複数
の無線送信機に炭酸ガスセンサーを備え、無線信号等で
前記送信機のそれぞれに対応する複数の受信機へ炭酸ガ
ス濃度値を送信し端末機器へ通信する構成により、前記
複数の受信機のそれぞれに対応する空気調和機の最適換
気量を計算し、換気制御を行い室内の快適性を維持する
ことができ既存の建物にも建築後、容易に設置すること
ができるものである。
【0018】また、第2の手段の構成により、複数の送
信機からの無線信号を受信機から送信機へ受信完了確認
することで混信、受信ミスせずに受信することが可能と
なるものである。
【0019】また、第3の手段の構成により、室内外の
エンタルピー比較をして、室内の炭酸ガス濃度値により
空気調和機の運転指令を的確に行い、外気導入による室
内空気調和状態の変化、つまり温湿度変化を予測して、
空気調和機の運転を制御し、室内環境の快適性を維持し
ながら換気することを可能とするものである。
【0020】また、第4の手段の構成により、在室の有
無を把握すること、人員の活動量を把握することによ
り、換気の必要、空気調和の必要の有無を判断し、適切
な換気量を設定することができるものである。
【0021】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を、図1、図2に
もとづいて説明する。
【0022】図1において送信機a1aは、炭酸ガスセ
ンター2を内蔵し、この炭酸ガスセンサー2に接続され
た炭酸ガス濃度計測手段3により室内の炭酸ガス濃度計
測を行い、この濃度値を第1マイクロコンピューター4
が記憶し、この第1マイクロコンピューター4に接続さ
れた赤外発光ダイオード5により赤外線信号にて炭酸ガ
ス濃度値を受信機a6aへ送信するものである。また直
流電電源7は前記炭酸ガスセンサー2、炭酸ガス濃度計
測手段3、第1マイクロコンピューター4、赤外発光ダ
イオード5の電源である。
【0023】また、受信機a6aはフォトダイオード8
とこのフォトダイオード8に接続された第2マイクロコ
ンピューター9で送信機a1aからの赤外線信号を受信
してデータを受取り、この第2マイクロコンピューター
9に接続されたデータ通信手段10により受信機a6a
からさらに外部へデータ通信するものである。
【0024】上記構成により送信機a1a炭酸ガスセン
サー2と炭酸ガス濃度計測手段3により室内の炭酸ガス
濃度値を計測するとともに第1マイクロコンピューター
4へ濃度値が記憶され、一定時間毎に赤外発光ダイオー
ド5で受信機a6aに赤外線信号にて信号にて炭酸ガス
濃度値を送信する。次に受信機a6aでは送信機a1a
からの赤外線信号をフォトダイオード8で受信し、第2
マイクロコンピューター9で復調し室内の炭酸ガス濃度
値を記憶し、前記第2マイクロコンピューター9にて外
部からの要求信号に応じて外部へ炭酸ガス濃度値を送信
することができる。
【0025】図2において1a、1b、1cは送信機
a、b、cで、6a、6b、6cは受信機a、b、cで
それぞれ送信機1a、1b、1cからの赤外線信号を受
信する。また、中央監視装置11が受信機a6a、b6
b、c6c、空気調和機12a〜12iに接続され、そ
れぞれデータ通信を行っている。空気調和機12a〜1
2iは室内機、室外機一体型のもので、通常の冷房、暖
房機能とともに外気導入もでき、外気温湿度、室内温湿
度も計測できるものである。
【0026】上記構成により、中央監視装置11は送信
機a1a、b1b、c1cで計測した室内の炭酸ガス濃
度値を受信機a6a、b6b、c6cを通してデータ収
集して、それぞれに対応した空気調和機12a〜12i
の最適換気量を計算し、換気量制御を行い室内の空気調
和環境を快適に維持するとともに、空気調和エネルギー
のロスを最小にして省エネルギーを図ることができる。
【0027】また、上記構成を施工する場合に、新築、
既存の建物いずれにも導入が容易にできることは、炭酸
ガスの検知を行う送信機a1a、b1b、c1cと受信
を行う受信機a6a、b6b、c6cそれぞれの通信に
赤外線を用いた事で通信線の敷設を不要にしたことから
あきらかである。
【0028】このように本発明の第1実施例の換気制御
装置によれば室内の快適環境を維持するとともに省エネ
ルギーを達成するという相反することを両立し、しかも
施工を容易にして新築ビル、既存ビルいずれにも導入可
能とした。
【0029】つぎに本発明の第2実施例について、図
2、図3にもとづいて説明する。第1実施例と同一部分
は同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【0030】図3において13aは図1で既に説明した
送信機にフォトダイオード8を付加したもので、赤外線
送信だけでなく、赤外線受信も可能としたもので、他の
構成は送信機1aと同じものである。受信機d14aは
図1で既に説明した受信機a、b、cに赤外発光ダイオ
ード5を付加したもので、赤外線受信だけでなく、赤外
線送信も可能としたもので、他の構成は同じものであ
る。
【0031】上記構成により図2と同様のシステムを構
築すると、つまり送信機a1aを送信機d13aに置き
換え、受信機a6aを受信機d14aに置き換えると、
送信機d13aからの信号を受信機d14aが受信ミ
ス、送信機同士の混信、あるいは何等かの障害が発生し
て受信出来なかったときに、送信機d13aに再送信要
求を受信機d14aから送信して、受信ミス、受信障害
の少ない通信システムを構築することができる。
【0032】このように本発明の第2実施例の換気制御
装置によれば、室内の炭酸ガス濃度値を途中の受信ミ
ス、受信障害を少なくし確実に中央監視装置まで通信す
ることができる。
【0033】つぎに本発明の第3実施例について、図
2、図4にもとづいて説明する。第1実施例と同一部分
は同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【0034】図4において15aは図1で既に説明した
送信機eに温度センサー16と湿度センサー17を付加
したもので、室内の炭酸ガスだけでなく、温湿度も計測
可能としたもので、他の構成は送信機a1aと同じもの
である。受信機e18aは図1で既に説明した受信機
a、b、cに比較演算手段19を付加したもので、他の
構成は受信機a6aと同じものである。
【0035】上記構成により図2と同様のシステムを構
築すると、つまり送信機a1aを送信機e15aに置き
換えると、送信機e15aから炭酸ガス濃度値に加え、
室内温度、室内湿度を計測、送信して、受信機e18a
で受信しさらに中央監視装置11へデータを通信するこ
とができ、空気調和機12a〜12iの外気温湿度計測
値を中央監視装置11を介して、受信機e18aで室内
外の温湿度をエンタルピー計算し比較して、室内炭酸ガ
ス濃度値の大小と演算することにより、つまり炭酸ガス
濃度値が大きく、室内外のエンタルピー差が大きい場合
には換気量を少なくして、徐々に炭酸ガス濃度を下げる
ようにする。こうすると室内の温度の急激な低下あるい
は急激な上昇等を防ぎながら換気を行うことができる。
逆に、室内炭酸ガス濃度値が大きく、室内外のエンタル
ピー差が小さい場合には、換気量を最大にして、短時間
で炭酸ガス濃度を下げるようにする。こうすると換気量
を最大にしても室内の温度の急激な低下あるいは急激な
上昇等を防ぐことができる。このように室内の快適性を
維持しながら、換気を行い、しかも省エネルギー運転を
行う。上記のように外気導入による室内温湿度の変化を
予測制御して空気調和機12a〜12iを室内の快適性
が維持可能なように受信機e18aで比較演算して、運
転指令を中央監視装置11にかける。
【0036】このように本発明の第3実施例の換気制御
装置によれば、空気調和機の換気による室内環境の変化
なしに、つまり快適性を維持したまま換気を行うことが
できる。
【0037】つぎに本発明の第4実施例について、図
2、図5にもとづいて説明する。第1実施例と同一部分
は同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【0038】図5において1aは図1で既に説明した送
信機と同じものである。受信機20aは図1で既に説明
した受信機a、b、cに人体検知センサー21を付加し
たもので、他の構成は受信機a6aと同じものである。
【0039】上記構成により図2と同様のシステムを構
築すると、つまり受信機a6aを受信機f20aに置き
換えると、送信機a1aの動作は同じで、受信機f20
aで室内の在室状態を検知して、中央監視装置11へデ
ータ通信することで、中央監視装置11から各空気調和
機12a〜12iへ通信によって、不在の部屋の空気調
和を停止したり、空気調和設定温度を省エネルギー側へ
シフトしたりすることができる。
【0040】このように本発明の第4実施例の換気制御
装置によれば、空気調和機の動作の必要の有無を各部屋
毎に自動的に判断し、しかも人員の活動量に応じて換気
量を適切に設定することで、省エネルギー、適切な換気
を実現することができる。
【0041】なお、実施例では無線通信に赤外線通信を
用いたが、赤外線に代えて電波を用いてもよく、その作
用効果に差異を生じない。
【0042】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば新築ビル、既存ビルでも容易に施工でき、適
切な換気制御が実現でき、室内環境の快適性と省エネル
ギーの両立ができる効果のある換気制御装置が提供でき
る。
【0043】また、室内の炭酸ガス濃度値が確実に伝送
され、通信ミス、通信障害の少ない確実なデータ伝送が
できる効果のある換気制御装置が提供できる。
【0044】また、室内の炭酸ガス濃度値、温湿度値に
応じて外気導入を行い、しかも室内の快適性を損なう事
なく空気調和機を連動運転制御できる効果のある換気制
御装置が提供できる。
【0045】さらに、室内の在室を確認して、空気調
和、換気の必要の有無を制御でき、省エネルギー、換気
量の適切な設定ができる効果のある換気制御装置が提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の換気制御装置の構成図
【図2】同第1実施例の同システム構成図
【図3】同第2実施例の同構成図
【図4】同第3実施例の同構成図
【図5】同第4実施例の同構成図
【符号の説明】
1a 送信機a 1b 送信機b 1c 送信機c 2 炭酸ガスセンサー 3 炭酸ガス濃度計測手段 4 第1マイクロコンピューター 5 赤外発光ダイオード 6a 受信機a 6b 受信機b 6c 受信機c 7 直流電源 8 フォトダイオード 9 第2マイクロコンピューター 13a 送信機d 14a 受信機d 15a 送信機e 16 温度センサー 17 湿度センサー 18a 受信機e 19 比較演算手段 20a 受信機f 21 人体検知センサー
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 7/007

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭酸ガスセンサーを備え、室内の炭酸ガ
    ス濃度計測を行う炭酸ガス濃度計測手段と、前記炭酸ガ
    ス濃度計測手段に接続され計測した炭酸ガス濃度値を入
    力する第1マイクロコンピュータと、前記第1マイクロ
    コンピュータに接続され無線信号にて一定時間毎に炭酸
    ガス濃度値を送信する送信手段と、直流電源を備えた複
    数のそれぞれの送信機と、前記複数のそれぞれの送信機
    からの無線信号を受信し復調するそれぞれの送信機に対
    応した受信手段と、前記受信手段で受信した炭酸ガス濃
    度値信号を記憶し、外部へ信号を出力する第2マイクロ
    コンピュータとからなる複数のそれぞれの受信機と、前
    記複数のそれぞれの受信機に接続された中央監視装置と
    前記中央監視装置に前記複数のそれぞれの受信機に対応
    して接続された複数のそれぞれの空気調和機と前記複数
    それぞれの空気調和機は、冷房機能、暖房機能、外気
    導入機能、外気温湿度計測機能および室内温湿度計測機
    能を有し、前記中央監視装置は前記複数のそれぞれの
    信機から室内炭酸ガス濃度値のデータを収集し、前記複
    数の受信機のそれぞれに対応した前記複数のそれぞれの
    空気調和機の最適換気量を計算し、換気制御を行い室内
    の空気調和環境を快適に維持する換気制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の複数のそれぞれの送信機
    に無線信号を受信し復調する受信手段を備え、請求項1
    記載の複数のそれぞれの受信機に前記複数の受信機のそ
    れぞれに対応する前記複数の送信機へ受信完了確認の無
    線信号を送る送信手段を備えてなる請求項1記載の換気
    制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の複数のそれぞれの送信機
    に温度センサー、湿度センサーを備え、請求項1記載の
    複数のそれぞれの受信機に室内外のエンタルピー計算比
    較と室内炭酸ガス濃度値とにより比較計算し、室内温度
    変化を予測制御し、室内の快適性を維持する比較演算手
    段を設けてなる請求項1記載の換気制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の複数の受信機に人員の活
    動量を把握する人体検知センサーを備えてなる請求項1
    記載の換気制御装置。
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