JP3711096B2

JP3711096B2 - Fume hood dead time display method and apparatus

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Publication number: JP3711096B2
Application number: JP2002226670A
Authority: JP
Inventors: 義宏相磯; 昭男松村; 昌太山田; 暢秀本田; 健甘利
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: JP2004069121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、実験により発生する有害ガス等を排気するヒュームフードを備えたシステムにおけるヒュームフードの無駄時間表示方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学実験では、実験作業過程において、人体に有害なガス、あるいは粉塵等が発生する場合が多い。これら有害物質の室内への拡散を防止し、人体への汚染を防ぐために、ヒュームフードが用いられている。
【０００３】
図９に従来のヒュームフードの概略を示す。同図において、１は内部に作業空間が形成されたチャンバ、２はチャンバ１の開口部１Ａに開閉自在に設けられたサッシであり、サッシ２はガラス窓とされている。図９の状態はサッシ２を上まで上げた状態（１００％開いた状態）を示しており、サッシ２を下げることによってチャンバ１の開口部１Ａが閉じられて行く。チャンバ１の上部には排気ダクト３が設けられており、この排気ダクト３を介してチャンバ１内の空気が排出される。
【０００４】
〔定風量方式（ＣＶ方式）〕
チャンバ１内の空気の排出方式の一例として定風量方式（ＣＶ方式）がある。ＣＶ方式では、サッシ２の開度に拘わらず、定風量でチャンバ１内の空気を排出する。すなわち、作業者（研究者）は、サッシ２を開いて実験を行うが、状況に応じてサッシ２を上げたり、下げたりする。このサッシ２の開度の変化に対し、ＣＶ方式では、チャンバ１からの空気の排出量（排気風量）が一定とされる。
【０００５】
〔変風量方式（ＶＡＶ方式）〕
チャンバ１内の空気の排出方式の別の例として変風量方式（ＶＡＶ方式）がある。ＶＡＶ方式では、サッシ２の開度に応じて、チャンバ１からの排気風量を調整する。例えば、図１０に示すように、サッシ２の開度θが１００％のときは排気風量Ｑを１００％、サッシ２の開度θが５０％のときは排気風量Ｑを５０％、サッシ２の開度θが２０％以下（θmin 以下）のときは排気風量Ｑを必要最小排気風量Ｑmin ＝２０％に維持するというように変化させる。これにより、ＶＡＶ方式では、開口部１Ａにおいてチャンバ１に取り込まれる空気の流速、すなわち面風速ｖがほゞ一定（例えば、ｖ＝０．５ｍ／ｓ）に保たれる。
【０００６】
〔ＣＶ方式とＶＡＶ方式との対比〕
ＣＶ方式では、サッシ２の開度θの変化に拘わらずチャンバ１からの排気風量Ｑを一定としているので、エネルギーの無駄が多い。これに対して、ＶＡＶ方式では、サッシ２の開度θが小さいときは排気風量Ｑも小さくなるので、省エネルギーを図ることができる。また、ＣＶ方式では、サッシ２の開度θが小さくなると、チャンバ１に取り込まれる空気の面風速ｖが増大する。このため、気流の乱れや渦が生じ、チャンバ１からガスが室内側に漏れる虞れがある。これに対して、ＶＡＶ方式では、サッシ２の開度θが小さくなってもチャンバ１に取り込まれる空気の面風速ｖが増大することがなく、ほゞ一定に保たれるので、チャンバ１からガスが室内側に漏れる虞れがない。
【０００７】
〔作業者の在／不在により面風速ｖを変える変風量方式（ＵＢＣ方式）〕
ＶＡＶ方式をさらに進めた方式としてＵＢＣ方式と呼ばれるものがある。ＵＢＣ方式では、ヒュームフード１０に対する作業者の在／不在を検出するようにし、作業者が不在であればチャンバ１に取り込まれる空気の面風速ｖを下げる。例えば、作業者がいる場合には面速度ｖをｖ＝０．５ｍ／ｓとし、作業者がいない場合には面速度ｖをｖ＝０．３ｍ／ｓとする。このように、ＵＢＣ方式では、作業者がいる場合には乱流などが発生するため面速度ｖを上げ（０．５ｍ／ｓ）、作業者がいない場合には乱流などの発生が少ないため面速度ｖを下げる（０．３ｍ／ｓ）ことにより、作業者の安全と省エネルギーの両立を図っている。
【０００８】
これにより、図１０に示されたサッシ２の開度θと排気風量Ｑとの関係は、開度θに対する排気風量Ｑが４０％削減され、図１１に１点鎖線で示すような関係とされる。なお、必要最小排気風量Ｑmin ＝２０％は作業者の在／不在に拘わらず確保しなければならないので、θmin はθＡmin からθＢmin に変わる。このようにして、ＵＢＣ方式では、ＶＡＶ方式よりもさらなる省エネルギーが図られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＶＡＶ方式やＵＢＣ方式では、チャンバ１に取り込まれる空気の面風速ｖをほゞ一定に保つように、サッシ２の開度θに応じてチャンバ１からの排気風量Ｑを調整しているので、チャンバ１からガスが室内側に漏れる虞れをなくすとともに、排気風量を少なくして省エネルギーを図ることができるという利点がある。
【００１０】
しかしながら、ヒュームフード１０を使用する作業者は、このようなＶＡＶ方式やＵＢＣ方式の持つ利点に甘んじて、自ら省エネルギーを促進しようとする意識を持っていない。すなわち、ＶＡＶ方式やＵＢＣ方式での最大の省エネルギーは、作業者が不在であるときにはサッシ２をきちんと閉めるということであるにも拘わらず、これが徹底されていない。
【００１１】
この理由は、いくら口答や文書で伝えても、作業者の理解を得られないためである。従来からも例えば、排気風量などの消費分についてのデータ収集や集計を行い、エネルギーの総量を減らすための各種指標や目標値を示すことが行われている。また、作業者が不在中の排気風量から必要最小排気風量を差し引いて無駄風量を求め、この無駄風量と室外・室内の温度差から空調コストや排気ファンの消費電力などを求め、これを具体的な数値として作業者に提示することも考えられる。
【００１２】
しかし、そのような指標や数値データは施設管理者などの少数の専門知識や経験の豊富な人にしか理解することができず、ヒュームフードを使用するいわば普通の人たちにとっては、これらの指標や数値データから省エネルギーのアクション、すなわち作業者が不在であるときにはサッシをきちんと閉めるというアクションを導き出すことは困難である。
また、そのような指標や数値データを示しても、作業者は実験中の排気風量を減らそうと考えるのみで、すなわち実験中のサッシの開度を１００％ではなく６０％にして作業を行おうなどと考えるのみで、省エネルギーを図ろうとするために逆に使い勝手が悪くなる。すなわち、最善の使い方をしたいにも拘わらず、省エネルギーを図ろうとするためにそれができなくなり、現場にとっては受け入れがたいルールを課せられることもある。
【００１３】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、不在時にサッシをきちんと閉めればよいことを作業者に直感的に分かり易い形で理解させ、作業者の使い勝手を悪化させることなく、省エネルギーを図ることができるヒュームフードの無駄風量算出方法および装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明は、内部に作業空間が形成されたチャンバと、このチャンバの開口部に開閉自在に設けられたサッシとを有し、サッシの開度に応じてチャンバからの排気風量が調整されるヒュームフードを備えたシステムにおいて、ヒュームフードに対する作業者が不在であるにも拘わらずサッシの開度が所定値を超えている状態を無駄状態とし、この無駄状態の時間を積算し無駄時間として表示するようにしたものである。
この発明によれば、ヒュームフードに対する作業者が不在であるにも拘わらずサッシの開度が所定値を超えている状態が無駄状態とされ、この無駄状態の時間が積算され無駄時間として表示される。
【００１５】
本発明において、ヒュームフードに対する作業者の在／不在は、人検知手段で検知する。人検知手段としては、赤外線センサやカメラなど、種々の手段を用いることができる。
また、サッシの開度が所定値を超えているか否かは、サッシ開閉検知手段で検知する。本発明において、サッシの開度が所定値を超えているか否かの検知は、サッシの開度を直接検知する方法だけに限られない。例えば、チャンバーからの排気風量Ｑに基づき、この排気風量Ｑが必要最小排気風量Ｑmin を超えている場合をサッシ開（サッシの開度が所定値を超えている）と判断するようにしてもよい。すなわち、このような方法でサッシの開閉を判断する手段も、本発明のサッシ開閉検知手段に含まれる。
【００１６】
また、本発明において、無駄時間は、周期的に積算されて行く累計値として表示するようにしてもよいが、単位時間毎の積算値として表示するようにすれば、より作業者に理解してもらい易くなる。例えば、１時間毎に、その１時間内に積算された無駄時間を表示する。なお、本発明でいう時間単位は、日単位や月単位、年単位も含む概念である。すなわち、１日単位ということは２４時間単位ということであり、日単位も時間単位の一つの形態に含まれる。同様に、月単位、年単位も時間単位の１つの形態に含まれる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施に用いる実験室風量制御システムの概略を示す構成図である。
【００１８】
同図において、１０−１〜１０−ｎはヒュームフード、２０はヒュームフード１０−１〜１０−ｎの排気ダクト３−１〜３−ｎをつなぐ主管、３０は主管２０の末端に設けられた排気ファン、４０−１〜４０−ｎはヒュームフード１０−１〜１０−ｎに対して各個に設けられたインターフェイス、５０は管理装置、６０−１〜６０−ｎはヒュームフード１０−１〜１０−ｎを使用する作業者が主として使うパソコンである。管理装置５０とインターフェイス４０−１〜４０−ｎは通信ライン７０を介して接続されている。管理装置５０とパソコン６０−１〜６０−ｎとはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）８０によって接続されている。
【００１９】
ヒュームフード１０−１〜１０−ｎには、サッシ２−１〜２−ｎの開度を直接検出するサッシ開度検出器４−１〜４−ｎが設けられており、サッシ開度検出器４−１〜４−ｎが検出するサッシ２−１〜２−ｎの開度θ１〜θｎがインターフェイス４０−１〜４０−ｎを介して管理装置５０へ与えられるようになっている。
【００２０】
また、ヒュームフード１０−１〜１０−ｎには、赤外線センサなどの人検知センサ５−１〜５−ｎが設けられており、人検知センサ５−１〜５−ｎの感知ゾーンに人が入った場合、すなわち人検知センサ５−１〜５−ｎが人を検知した場合、人検知センサ５−１〜５−ｎよりインターフェイス４０−１〜４０−ｎを介して管理装置５０へ「Ｈ」レベルの信号が送られるようになっている。人検知センサ５−１〜５−ｎは、人を検知していない場合、「Ｌ」レベルの信号を出力する。
【００２１】
また、ヒュームフード１０−１〜１０−ｎの排気ダクト３−１〜３−ｎには、風量制御ダンパ６−１〜６−ｎが設けられており、この風量制御ダンパ６−１〜６−ｎのダンパ開度がインターフェイス４０−１〜４０−ｎを介する管理装置５０からの指令（制御信号）によって制御されるようになっている。
【００２２】
〔実施の形態１：ＶＡＶ方式〕
図２はＶＡＶ方式を採用した場合の管理装置５０の主要部を示す機能ブロック図である。以下、この機能ブロック図を用いて、管理装置５０における特徴的な動作について説明する。なお、管理装置５０は、ヒュームフード１０−１〜１０−ｎに対して同様の動作を行うので、ヒュームフード１０−１に対する動作を代表して説明する。
【００２３】
管理装置５０は、排気風量算出部５０−１において、サッシ開度センサ４−１から与えられるサッシ２−１の開度θ１に基づき、図１０に示される関係を記憶したテーブルＴＢ１を参照して、サッシ２−１の開度θ１に応じた排気風量Ｑ１を求める。
【００２４】
そして、管理装置５は、この求めた排気風量Ｑ１に応じた制御信号をインターフェイス４０−１を介して風量制御ダンパ６−１へ与える。これにより、風量制御ダンパ６−１のダンパ開度が制御され、チャンバ１−１からの排気風量がサッシ２−１の開度θ１に応じた排気風量Ｑ１に調整される。
【００２５】
一方、管理装置５０は、サッシ開閉検知部５０−２において、サッシ開度センサ４−１からのサッシ２−１の開度θ１と予め定められている開度θ１min とを比較し、サッシ２−１の開度θ１がθ１min を超えている状態をサッシ開として検知する。
【００２６】
無駄期間検出部５０−３は、サッシ開閉検知部５０−２からの検知結果と、人検知センサ５−１からの検知結果とを入力とし、「人検知センサ５−１がヒュームフード１０−１に対する作業者の不在を検知しているにも拘わらず、サッシ開閉検知部５０−２がサッシ開を検知している期間」を無駄期間として検出する。
【００２７】
無駄風量算出部５０−４は、無駄期間検出部５０−３において検出された無駄期間を入力とし、この無駄期間におけるチャンバ１−１からの排気風量Ｑ１の総量から必要最小排気風量Ｑ１min の総量を差し引き、これにより得られる排気風量を無駄風量Ｑ１_LOSとして求める。無駄期間におけるチャンバ１−１からの排気風量の総量は、排気風量算出部５０−１で算出された排気風量Ｑ１を積算して求める。勿論、チャンバ１−１からの排気風量Ｑ１を実測し、その実測した排気風量Ｑ１を積算して求めるようにしてもよい。
【００２８】
サッシ開時間積算部５０−５は、１時間毎にその１時間内のサッシ開閉検知部５０−２がサッシ開を検知している時間を積算し、その積算値をサッシ開時間の１時間積算値ｔ１openとして第１のグラフ作成部５０−９へ送る。
無駄時間積算部５０−６は、人検知センサ５−１からの検知結果とサッシ開閉検知部５０−２からの検知結果とを入力とし、ヒュームフード１０−１に対する作業者が不在であるにも拘わらずサッシ２−１の開度がθ１min を超えている状態を無駄状態とし、１時間毎にその１時間内の無駄状態の時間を積算し無駄時間の１時間積算値ｔ１_LOSとして第１のグラフ作成部５０−９へ送る。
【００２９】
無駄風量積算部５０−７は、１時間毎にその１時間内の無駄風量算出部５０−４が算出した無駄風量を積算し、無駄風量の１時間積算値Ｑ１_LOSとして第２のグラフ作成部５０−１０へ送る。
排気風量積算部５０−８は、１時間毎にその１時間内の排気風量算出部５０−１が算出した排気風量を積算し、排気風量の１時間積算値Ｑ１として第２のグラフ作成部５０−１０へ送る。
【００３０】
〔無駄風量の算出例〕
図３は無駄風量算出部５０−４での無駄風量の算出例を示すタイミングチャートである。同図（ａ）は排気風量算出部５０−１からの排気風量Ｑ１、同図（ｂ）はサッシ開度センサ４−１からのサッシ２−１の開度θ１、同図（ｃ）は人検知センサ５−１からの作業者の在／不在を示す信号である。人検知センサ５−１からの信号は、作業者がいる場合には「Ｈ」レベルとされ、作業者がいない場合には「Ｌ」レベルとされる。
【００３１】
図３に示すｔ１点では、人検知センサ５−１からの信号が「Ｈ」レベルとされており、作業者がヒュームフード１０−１の前に立ったことを示している。この時、サッシ２−１の開度θ１は２０％開度とされており、排気風量Ｑ１はサッシ２−１の２０％開度に応じた値（必要最小排気風量Ｑ１min ）とされている。
【００３２】
図３に示すｔ２点では、サッシ２−１の開度θ１が１００％開度とされ、これによって排気風量Ｑ１はサッシ２−１の１００％開度に応じた値とされている。以下、同様にして、ｔ３点ではサッシ２−１の開度θ１が５０％開度とされ、ｔ４点ではサッシ２−１の開度θ１が１００％開度にされ、ｔ５点では２０％開度とされている。このサッシ２−１の開度θ１の変化に追随して、排気風量Ｑ１も変化する。
【００３３】
図３に示すｔ５点では、人検知センサ５−１からの信号が「Ｌ」レベルとされており、作業者がいなくなったことを示している。この場合、サッシ２−１の開度θ１は２０％開度とされており、きちんと閉められている。したがって、次に作業者の存在が検出されるまでの期間、無駄風量が算出されることはない。
【００３４】
図３に示すｔ６点では、人検知センサ５−１からの信号が「Ｈ」レベルとされており、作業者が再びヒュームフード１０−１の前に立ったことを示している。この時、サッシ２−１はきちんと閉められており、サッシ２−１の開度θ１は２０％開度、排気風量Ｑ１は必要最小排気風量Ｑ１min とされている。
【００３５】
図３に示すｔ７点では、サッシ２−１の開度θ１が１００％開度とされ、これによって排気風量Ｑ１はサッシ２−１の１００％開度に応じた値とされている。図３に示すｔ８点では、人検知センサ５−１からの信号が「Ｌ」レベルとされており、作業者がいなくなったことを示している。この場合、サッシ２−１の開度θ１は１００％開度とされており、きちんと閉められていない。すなわち、作業者は、サッシ２−１を開けっ放しで、ヒュームフード１０−１の前からいなくなっている。この状態は、ｔ９点で人検知センサ５−１からの信号が「Ｈ」レベルとされるまで、すなわち人検知センサ５−１が人の存在を確認するまで続いている。
【００３６】
この時、無駄期間検出部５０−３は、ｔ８点からｔ９点までの期間Ｔ１を無駄期間として検出し、無駄風量算出部５０−４は、この無駄期間Ｔ１におけるチャンバ１−１からの排気風量Ｑ１の総量から必要最小排気風量Ｑ１min の総量を差し引き、これにより得られる排気風量（図３（ａ）に斜線で示した面積部分Ｓ１）を無駄風量Ｑ１_LOSとして求める。
【００３７】
図３に示した例では、ｔ１０点からｔ１１点までの期間Ｔ２においても、作業者がサッシ２−１を開けっ放しでヒュームフード１０−１の前からいなくなっている。この場合も期間Ｔ１の場合と同様にして、無駄風量算出部５０−４は、図３（ａ）に斜線で示した面積部分Ｓ２を無駄風量Ｑ１_LOSとして求める。
【００３８】
〔グラフの作成▲１▼（サッシ開時間、無駄時間）〕
第１のグラフ作成部５０−９は、サッシ開時間積算部５０−５からのサッシ開時間の１時間積算値ｔ１openと無駄時間算出部５０−６からの無駄時間の１時間積算値ｔ１_LOSとを入力し、図４（ａ）に示すような折れ線グラフを作成する。すなわち、１時間毎に、サッシ開時間積算部５０−５からのサッシ開時間の１時間積算値ｔ１openをグラフ中にプロットし、折れ線グラフＧ１を作成する。また、１時間毎に、無駄時間算出部５０−６からの無駄時間の１時間積算値ｔ１_LOSをグラフ中にプロットし、折れ線グラフＧ２を作成する。
【００３９】
図３に示した例で言うと、例えば１３：００〜１４：００までのサッシ開度θ１がθ１min を超えている時間が１４：００におけるサッシ開時間の１時間積算値ｔ１openとされ、１４：００〜１５：００までのサッシ開度θ１がθ１min を超えている時間が１５：００におけるサッシ開時間の１時間積算値ｔ１openとされ、グラフ中にプロットされることによって、折れ線グラフＧ１が作成される。
【００４０】
また、１３：００〜１４：００までの人がいないにも拘わらずサッシ開度θ１がθ１min を超えている時間（Ｔａ）が１４：００における無駄時間の１時間積算値ｔ１_LOSとされ、１４：００〜１５：００までの人がいないにも拘わらずサッシ開度θ１がθ１min を超えている時間（Ｔｂ＋Ｔｃ）が１５：００における無駄時間の１時間積算値ｔ１_LOSとされ、グラフ中にプロットされることによって、折れ線グラフＧ２が作成される。
【００４１】
〔グラフの作成▲２▼（無駄風量、排気風量、理想排気風量）〕
第２のグラフ作成部５０−１０は、無駄風量積算部５０−７からの無駄風量の１時間積算値Ｑ１_LOSと排気風量積算部５０−８からの排気風量の１時間積算値Ｑ１とを入力し、図４（ｂ）に示すような棒グラフを作成する。すなわち、１時間毎に、排気風量積算部５０−８からの排気風量の１時間積算値Ｑ１をＳＡとし、無駄風量積算部５０−７からの無駄風量の１時間積算値Ｑ１_LOSをＳＢとし、排気風量の１時間積算値ＳＡから無駄風量の１時間積算値ＳＢを差し引いた値を理想排気風量の１時間積算値ＳＣとして１つの棒グラフで示す。
【００４２】
図３に示した例で言うと、例えば１３：００〜１４：００までの排気風量の総和が１４：００における排気風量の１時間積算値Ｑ１とされ、１３：００〜１４：００までの無駄風量の総和（図３（ａ）における面積部分Ｓ１ａ）が１４：００における無駄風量の１時間積算値Ｑ１_LOSとされ、グラフ中に１つの棒グラフとして示される。
【００４３】
また、１４：００〜１５：００までの排気風量の総和が１５：００における排気風量の１時間積算値Ｑ１とされ、１４：００〜１５：００までの無駄風量の総和（図３（ａ）における面積部分Ｓ１ｂ＋Ｓ２）が１５：００における無駄風量の１時間積算値Ｑ１_LOSとされ、グラフ中に１つの棒グラフとして示される。
【００４４】
この第１のグラフ作成部５０−９および第２のグラフ作成部５０−１０によって作成されたグラフは、ＬＡＮ８０を介して作業者のパソコン６０−１へ送られ、このパソコン６０−１の画面上に表示される。作業者は、このパソコン６０−１の画面上に表示されるグラフを見ることにより、無駄に費やされたエネルギーを定量的に知ることができると同時に、不在時にサッシをきちんと閉めるというアクションをとるべきことについて、直感的に分かり易い形で理解できるようになる。
【００４５】
すなわち、図４（ｂ）に示されたグラフを表示することにより、単位時間内の無駄風量ＳＢと総排気風量ＳＡと理想排気風量ＳＣとを対比することができ、何時頃が無駄風量が多いのか、総排気風量に対し無駄風量の割合が多いのか少ないのかなど、作業者により分かり易い形で情報を提供し、無駄に費やされたエネルギーを定量的に知るせることができる。
【００４６】
また、図４（ａ）に示されたグラフを表示することにより、すなわち誰にでも分かり易い「無駄時間」という概念を導入し、この「無駄時間」を表示することにより、不在時にサッシをきちんと閉めるというアクションの徹底について、直感的に分かり易い形で作業者に理解させることができる。このことは、図４（ｂ）に示されたグラフだけを表示する場合を考えると分かり易い。
【００４７】
図４（ｂ）に示されたグラフでは、無駄風量を知ることはできるが、この無駄風量の意味を知っていなければ、すぐには不在時にサッシをきちんと閉めるというアクションにはつながらない。すなわち、作業者に、直感的に、すぐに理解させるにはもう少し工夫が必要である。
【００４８】
これに対して、図４（ａ）に示されたグラフでは、無駄風量が大きいか小さいかではなく、無駄な状態が生じていた時間（不在であったのにサッシが開いていた時間）が示されるので、この無駄時間を零とすべきアクションが何であるのかを作業者に直感的に理解させ易い。すなわち、無駄時間を零とするには、不在時にサッシをきちんと閉めればよいことはすぐに分かることであり、これによって不在時にサッシをきちんと閉めるというアクションを徹底させることができるようになる。
【００４９】
なお、図４（ｂ）の例では、１時間単位で無駄風量と総排気風量と理想排気風量とをグラフ表示するようにしたが、１日単位で表示するようにしてもよい。１日単位で表示するようにした場合、毎日の無駄風量が表示され、休日などにサッシを開けっ放しで帰宅してしまったようなことも知ることができる。また、月単位、年単位で表示させることも可能である。
また、図４（ｂ）の例では、無駄風量ＳＢと総排気風量ＳＡと理想排気風量ＳＣとの関係を１つの棒グラフで表示したが、無駄風量ＳＢと理想排気風量ＳＣとを横に並べて表示するようにしてもよい。また、棒グラフに限られるものではなく、円グラフで表示するなどとしてもよい。
【００５０】
また、図４（ａ）の例では、サッシ開時間や無駄時間を折れ線グラフで表示するようにしたが、棒グラフなどで表示させるようにしてもよい。また、サッシ開時間や無駄時間を１時間単位で表示するようにしたが、日単位、月単位、年単位で表示するようにしてもよい。
また、サッシ開時間や無駄時間は、時間毎、月毎、年毎の積算値ではなく、時間毎、月毎、年毎に積算されて行く累計値を表示するようにしてもよい。しかし、累計値を表示すると、作業者には理解しづらくなる。時間毎、月毎、年毎の積算値として表示した方が作業者の理解を得られ易い。
【００５１】
〔実施の形態２：ＵＢＣ方式〕
図５はＵＢＣ方式を採用した場合の図２に対応する機能ブロック図である。ＵＢＣ方式では、排気風量算出部５０−１において、サッシ開度センサ４−１から与えられるサッシ２−１の開度θ１に基づき、図１１に示される関係を記憶したテーブルＴＢ２を参照して、サッシ２−１の開度θ１に応じた排気風量Ｑ１を求める。テーブルＴＢ２には、面風速ｖをｖ＝０．５ｍ／ｓとするための特性Ｉと、面速度ｖをｖ＝０．３ｍ／ｓとするための特性IIが用意されている。人検知センサ５−１が人の存在を検知している場合には、特性Ｉを使用し、人検知センサ５−１が人の存在を検知していない場合には、特性IIを使用する。
【００５２】
サッシ開閉検知部５０−２は、人検知センサ５−１から「Ｈ」レベルの信号が与えられている場合、サッシ開度センサ４−１からのサッシ２−１の開度θ１と予め定められている開度θ１Ａmin とを比較し、サッシ２−１の開度θ１がθ１Ａmin を超えている状態を人がいる場合のサッシ開として検知する。また、人検知センサ５−１から「Ｌ」レベルの信号が与えられている場合、サッシ開度センサ４−１からのサッシ２−１の開度θ１と予め定められている開度θ１Ｂmin とを比較し、サッシ２−１の開度θ１がθ１Ｂmin を超えている状態を人がいない場合のサッシ開として検知する。
【００５３】
無駄期間検出部５０−３は、サッシ開閉検知部５０−２からの検知結果と、人検知センサ５−１からの検知結果とを入力とし、「人検知センサ５−１がヒュームフード１０−１に対する作業者の不在を検知しているにも拘わらず、サッシ開閉検知部５０−２がサッシ開を検知している期間」を無駄期間として検出する。
【００５４】
無駄風量算出部５０−４は、無駄期間検出部５０−３において検出された無駄期間を入力とし、この無駄期間におけるチャンバ１−１からの排気風量Ｑ１の総量から必要最小排気風量Ｑ１min の総量を差し引き、これにより得られる排気風量を無駄風量Ｑ１_LOSとして求める。無駄風量算出部５０−４において、無駄期間におけるチャンバ１−１からの排気風量Ｑ１の総量は、排気風量算出部５０−１で算出された排気風量Ｑ１を積算して求める。勿論、チャンバ１−１からの排気風量Ｑ１を実測し、その実測した排気風量Ｑ１を積算して求めるようにしてもよい。
【００５５】
サッシ開時間積算部５０−５は、１時間毎にその１時間内のサッシ開閉検知部５０−２がサッシ開を検知している時間を積算し、その積算値をサッシ開時間の１時間積算値ｔ１openとして第１のグラフ作成部５０−９へ送る。
無駄時間積算部５０−６は、人検知センサ５−１からの検知結果とサッシ開閉検知部５０−２からの検知結果とを入力とし、ヒュームフード１０−１に対する作業者が不在であるにも拘わらずサッシ２−１の開度がθ１Ｂmin を超えている状態を無駄状態とし、１時間毎にその１時間内の無駄状態の時間を積算し無駄時間の１時間積算値ｔ１_LOSとして第１のグラフ作成部５０−９へ送る。
【００５６】
無駄風量積算部５０−７は、１時間毎にその１時間内の無駄風量算出部５０−４が算出した無駄風量Ｑ１_LOSを積算し、無駄風量の１時間積算値Ｑ１_LOSとして第２のグラフ作成部５０−１０へ送る。
排気風量積算部５０−８は、１時間毎にその１時間内の排気風量算出部５０−１が算出した排気風量を積算し、排気風量の１時間積算値Ｑ１として第２のグラフ作成部５０−１０へ送る。
【００５７】
第１のグラフ作成部５０−９は、サッシ開時間積算部５０−５からのサッシ開時間の１時間積算値ｔ１openと無駄時間算出部５０−６からの無駄時間の１時間積算値ｔ１_LOSとを入力し、図４（ａ）に示すような折れ線グラフを作成する。
第２のグラフ作成部５０−１０は、無駄風量積算部５０−７からの無駄風量の１時間積算値Ｑ１_LOSと排気風量積算部５０−８からの排気風量の１時間積算値Ｑ１とを入力し、図４（ｂ）に示すような棒グラフを作成する。
【００５８】
ここで、ＶＡＶ方式と異なる点は、排気風量算出部５０−４での排気風量Ｑ１が特性Ｉではなく、特性IIから求められている点である。すなわち、無駄風量算出部５０−４ではＶＡＶ方式よりも４０％排気風量が抑えられた排気風量Ｑ１の総量から必要最小排気風量Ｑ１min の総量を差し引いて無駄風量Ｑ１_LOSを求める。従って、図３に対応して示す図６のタイムチャートにおいて、無駄期間Ｔ１，Ｔ２における無駄風量は、図６（ａ）に示すようにＶＡＶ方式よりも４０％削減された斜線で示す面積部分Ｓ１’，Ｓ２’とされる。
【００５９】
なお、図２や図５に示した機能ブロック図では、サッシ開閉検知部５０−２において、サッシ開度センサ４−１からのサッシ２−１の開度θ１と予め定められている開度θ１Ａmin やθ１Ｂmin とを比較し、サッシ２−１の開度θ１がθ１Ａmin やθ１Ｂmin を超えている状態をサッシ開として検知するようにしたが、図７や図８に示すように、サッシ開閉検知部５０−２において、排気風量算出部５０−１によって算出された排気風量Ｑ１と必要最小排気風量Ｑ１min とを比較し、排気風量Ｑ１がＱ１min を超えている状態をサッシ開として検知するようにしてもよい。
【００６０】
また、図１に示したシステム構成では、ヒュームフード１０−１〜１０−ｎにサッシ開度センサ４−１〜４−ｎを設けているが、サッシ開度センサ４−１〜４−ｎを設けないシステムにおいても同様にして適用することが可能である。サッシ開度センサ４−１〜４−ｎを設けないシステムでは、チャンバ１−１〜１−ｎへ取り込まれる空気の面速度ｖをサッシ２−１〜２−ｎの開度に拘わらず一定に保つように制御するが、このときのチャンバ１−１〜１−ｎからの排気風量を実測するようにすれば、この実測した排気風量からサッシ２−１〜２−ｎの開度を逆算することができる。このようなシステムでも、大局的に見れば、サッシの開度に応じてチャンバからの排気風量が調整されるシステムであると言える。
【００６１】
また、図１に示したシステム構成では、人検知センサとして赤外線センサを使用したが、赤外線センサに限られるものではない。例えば、作業者の在／不在を検知する方法として、次の▲１▼〜▲３▼などのような方法が考えられる。
【００６２】
▲１▼ヒュームフードが設けられている部屋から人が退出した場合を不在と判断する。但し、この方法の場合、その部屋にヒュームフードが複数設けられていると、ヒュームフード毎に人検知センサを設ける方法よりも精度が荒くなる。
▲２▼カードやＩＤタグなどによって人を検知する。すなわち、作業者が携行するカードやＩＤタグなどをヒュームフードにおいて直接認識し（接触・非接触を問わない）、人の存在を検知する。カードやＩＤタグなどによって部屋への入退室を管理しているような場合には、その入退室情報から作業者の在／不在を判断するようにしてもよい。
▲３▼チャンバーへのタッチ、サッシへのタッチを検知して、人の存在を認識する。台の上に作業者が乗ったことを検知して人の存在を認識する。画像センサを設け、作業者の顔などを認識し、人の存在を判断する。ヒュームフードに鍵をつけ、この鍵が操作された場合に人が存在していると判断する。
【００６３】
カードやＩＤタグなどを用いた場合、ヒュームフード毎の作業者を特定することが可能であり、省エネルギーの管理を個人ベースで管理することができるという派生効果が得られる。この場合、省エネルギーの余地の多い作業者に対して、個人宛の警告メールを送付するようにすることもできる。
【００６４】
また、実施の形態１ではＶＡＶ方式への適用例として、実施の形態２ではＵＢＣ方式への適用例として説明したが、２位置方式にも同様にして適用することが可能である。２位置方式では、サッシの開度θに対してある設定開度θｓｐを定め（例えば、θｓｐ＝θmin とする）、サッシの開度θがθｓｐを超えた場合には排気風量を大とし、サッシの開度θがθｓｐを下回った場合には排気風量を小とする。このような２位置方式においても、サッシの開度θがθｓｐを超えている状態をサッシ開として検知することにより、ＶＡＶ方式やＵＢＣ方式と同様にして無駄風量や無駄時間を求め、作業者に提示することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、サッシの開度に応じてチャンバからの排気風量が調整されるヒュームフードを備えたシステムにおいて、ヒュームフードに対する作業者が不在であるにも拘わらずサッシの開度が所定値を超えている状態が無駄状態とされ、この無駄状態の時間が積算され無駄時間として表示されるので、不在時にサッシをきちんと閉めればよいことを作業者に直感的に分かり易い形で理解させ、作業者の使い勝手を悪化させることなく、省エネルギーを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いる実験室風量制御システムの概略を示す構成図である。
【図２】ＶＡＶ方式を採用した場合の管理装置の主要部を示す機能ブロック図である。
【図３】ＶＡＶ方式を採用した場合の無駄風量の算出例を示すタイミングチャートである。
【図４】サッシ開時間および無駄時間の１時間積算値をプロットした折れ線グラフおよびび無駄風量を１時間単位で積算集計し、１時間毎の無駄風量と総排気風量と理想排気風量との関係を示した棒グラフを示す図である。
【図５】ＵＢＣ方式を採用した場合の管理装置の主要部を示す機能ブロック図である。
【図６】ＵＢＣ方式を採用した場合の無駄風量の算出例を示すタイミングチャートである。
【図７】ＶＡＶ方式を採用した場合の管理装置の主要部の別の例を示す機能ブロック図である。
【図８】ＵＢＣ方式を採用した場合の管理装置の主要部の別の例を示す機能ブロック図である。
【図９】従来のヒュームフードの概略を示す図である。
【図１０】ＶＡＶ方式を採用した場合のサッシの開度θと排気風量Ｑとの関係を示す図である。
【図１１】ＵＢＣ方式を採用した場合のサッシの開度θと排気風量Ｑとの関係をＶＡＶ方式を採用した場合の関係と比較して示す図である。
【符号の説明】
１−１〜１−ｎ…チャンバ、１Ａ１〜１Ａｎ…開口部、２−１〜２−ｎ…サッシ、３−１〜３−ｎ…排気ダクト、４−１〜４−ｎ…サッシ開度センサ、５−１〜５−ｎ…人検知センサ、６−１〜６−ｎ…風量制御ダンパ、１０−１〜１０−ｎ…ヒュームフード、２０…排気ダクトの主管、３０…排気ファン、４０−１〜４０−ｎ…インターフェイス、５０…管理装置、５０−１…排気風量算出部、５０−２…サッシ開閉検知部、５０−３…無駄期間検出部、５０−４…無駄風量算出部、５０−５…サッシ開時間積算部、５０−６…無駄時間積算部、５０−７…無駄風量積算部、５０−８…排気風量積算部、５０−９…第１のグラフ作成部、５０−１０…第２のグラフ作成部、ＴＢ１，ＴＢ２…テーブル、６０−１〜６０−ｎ…パーソナルコンピュータ（パソコン）、７０…通信ライン、８０…ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fume hood dead time display method and apparatus in a system provided with a fume hood for exhausting harmful gases or the like generated by experiments.
[0002]
[Prior art]
In chemical experiments, gas or dust that is harmful to the human body is often generated in the course of experimental work. A fume hood is used to prevent the diffusion of these harmful substances into the room and to prevent contamination of the human body.
[0003]
FIG. 9 shows an outline of a conventional fume hood. In the figure, reference numeral 1 denotes a chamber in which a work space is formed, 2 denotes a sash provided in an opening 1A of the chamber 1 so as to be freely opened and closed, and the sash 2 is a glass window. The state of FIG. 9 shows a state in which the sash 2 is raised to the top (a state in which the sash 2 is opened), and the opening 1A of the chamber 1 is closed by lowering the sash 2. An exhaust duct 3 is provided in the upper part of the chamber 1, and air in the chamber 1 is exhausted through the exhaust duct 3.
[0004]
[Constant air flow method (CV method)]
As an example of a method for discharging the air in the chamber 1, there is a constant air volume method (CV method). In the CV method, the air in the chamber 1 is discharged with a constant air volume regardless of the opening degree of the sash 2. That is, the worker (researcher) opens the sash 2 and conducts the experiment, but raises or lowers the sash 2 depending on the situation. With respect to the change in the opening degree of the sash 2, in the CV method, the amount of air discharged from the chamber 1 (exhaust air volume) is constant.
[0005]
[Variable air volume method (VAV method)]
Another example of a method for discharging the air in the chamber 1 is a variable air volume method (VAV method). In the VAV method, the exhaust air volume from the chamber 1 is adjusted according to the opening degree of the sash 2. For example, as shown in FIG. 10, when the opening θ of the sash 2 is 100%, the exhaust air volume Q is 100%, and when the opening θ of the sash 2 is 50%, the exhaust air volume Q is 50%. When the opening degree θ is 20% or less (θmin or less), the exhaust air volume Q is changed so as to maintain the required minimum exhaust air volume Qmin = 20%. Thereby, in the VAV system, the flow velocity of the air taken into the chamber 1 in the opening 1A, that is, the surface wind velocity v is kept substantially constant (for example, v = 0.5 m / s).
[0006]
[Contrast between CV method and VAV method]
In the CV method, the exhaust air volume Q from the chamber 1 is constant regardless of the change in the opening θ of the sash 2, so that energy is wasted. On the other hand, in the VAV method, when the opening degree θ of the sash 2 is small, the exhaust air volume Q is also small, so that energy saving can be achieved. In the CV method, the surface wind speed v of the air taken into the chamber 1 increases as the opening degree θ of the sash 2 decreases. For this reason, turbulence and vortices of the air current are generated, and there is a possibility that gas leaks from the chamber 1 to the indoor side. On the other hand, in the VAV system, even if the opening θ of the sash 2 is reduced, the surface wind speed v of the air taken into the chamber 1 does not increase and is kept almost constant. There is no risk of leaking into the room.
[0007]
[Variable air volume method (UBC method) that changes surface wind speed v depending on presence / absence of worker]
There is a so-called UBC system that is a further advancement of the VAV system. In the UBC system, the presence / absence of an operator with respect to the fume hood 10 is detected. If the operator is absent, the surface wind speed v of air taken into the chamber 1 is lowered. For example, the surface speed v is set to v = 0.5 m / s when there is an operator, and the surface speed v is set to v = 0.3 m / s when there is no worker. As described above, in the UBC method, turbulent flow or the like occurs when an operator is present, so the surface speed v is increased (0.5 m / s), and when there is no worker, turbulence or the like is less generated. By reducing the surface speed v (0.3 m / s), both safety of workers and energy saving are achieved.
[0008]
Thus, the relationship between the opening θ of the sash 2 and the exhaust air volume Q shown in FIG. 10 is such that the exhaust air volume Q with respect to the opening θ is reduced by 40%, and the relationship shown by the one-dot chain line in FIG. The It should be noted that the necessary minimum exhaust air volume Qmin = 20% must be ensured regardless of the presence / absence of the worker, so that θmin changes from θAmin to θBmin. In this way, the UBC system can save more energy than the VAV system.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the VAV method and the UBC method, the exhaust air volume Q from the chamber 1 is adjusted according to the opening θ of the sash 2 so that the surface wind velocity v of the air taken into the chamber 1 is kept almost constant. Therefore, there is an advantage that gas can be prevented from leaking from the chamber 1 to the indoor side, and energy can be saved by reducing the amount of exhaust air.
[0010]
However, the worker who uses the fume hood 10 is not conscious of trying to promote energy saving by himself / herself with the advantages of the VAV method and the UBC method. That is, although the maximum energy saving in the VAV system and the UBC system is that the sash 2 is properly closed when the worker is absent, this is not thoroughly implemented.
[0011]
The reason for this is that no matter how much the answer or document is given, the worker's understanding cannot be obtained. Conventionally, for example, data about consumption such as exhaust air volume is collected and tabulated, and various indexes and target values for reducing the total amount of energy are shown. Also, subtract the required minimum exhaust air volume from the exhaust air volume when the worker is absent to obtain the waste air volume, and obtain the air conditioning cost and the power consumption of the exhaust fan from the waste air volume and the temperature difference between the outside and the room. It is also possible to present it to the worker as a simple numerical value.
[0012]
However, such indicators and numerical data can only be understood by a few specialists and experienced people such as facility managers, and for those ordinary people who use fume hood, these indicators It is difficult to derive energy-saving actions from numerical data, that is, actions to close the sash properly when the worker is absent.
Even if such an index or numerical data is shown, the operator only thinks to reduce the exhaust air volume during the experiment, that is, the sash opening during the experiment is set to 60% instead of 100%. By simply thinking about it, it is difficult to use it to save energy. In other words, even though you want to use it best, you may not be able to do it to save energy, and you may be imposed rules that are not acceptable to the field.
[0013]
The present invention has been made to solve such a problem, and the purpose of the present invention is to make the operator understand in an easy-to-understand manner that the sash should be properly closed when absent. It is an object of the present invention to provide a fume hood waste air volume calculating method and apparatus capable of saving energy without deteriorating usability.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention has a chamber in which a working space is formed, and a sash provided in an openable and closable manner at the opening of the chamber, and the chamber is formed according to the opening of the sash. In a system equipped with a fume hood in which the exhaust air volume from the exhaust is adjusted, a state in which the opening degree of the sash exceeds a predetermined value despite the absence of an operator for the fume hood is defined as a waste state. The time is accumulated and displayed as wasted time.
According to the present invention, a state in which the opening degree of the sash exceeds a predetermined value in spite of the absence of an operator for the fume hood is regarded as a waste state, and the time of this waste state is integrated and displayed as a waste time. The
[0015]
In the present invention, the presence / absence of the worker with respect to the fume hood is detected by the human detection means. Various means such as an infrared sensor and a camera can be used as the human detection means.
Further, whether or not the opening degree of the sash exceeds a predetermined value is detected by a sash opening / closing detection means. In the present invention, detection of whether or not the opening degree of the sash exceeds a predetermined value is not limited to the method of directly detecting the opening degree of the sash. For example, based on the exhaust air volume Q from the chamber, it may be determined that the sash is open (the sash opening exceeds a predetermined value) when the exhaust air volume Q exceeds the necessary minimum exhaust air volume Qmin. . That is, means for determining whether the sash is opened or closed by such a method is also included in the sash opening / closing detection means of the present invention.
[0016]
Further, in the present invention, the dead time may be displayed as a cumulative value that is periodically accumulated. However, if it is displayed as a cumulative value per unit time, the worker can understand more. It becomes easy to get. For example, the waste time accumulated within the hour is displayed every hour. The time unit referred to in the present invention is a concept including a daily unit, a monthly unit, and a year unit. That is, the unit of one day is a unit of 24 hours, and the unit of day is included in one form of the unit of time. Similarly, monthly units and year units are included in one form of time units.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a laboratory air volume control system used for carrying out the present invention.
[0018]
In the figure, 10-1 to 10-n are fume hoods, 20 are main pipes connecting the exhaust ducts 3-1 to 3-n of the fume hoods 10-1 to 10-n, and 30 is provided at the end of the main pipe 20. Exhaust fans, 40-1 to 40-n are interfaces provided for each of the fume hoods 10-1 to 10-n, 50 is a management device, and 60-1 to 60-n are fume hoods 10-1 to 10 This is a personal computer mainly used by workers using -n. The management apparatus 50 and the interfaces 40-1 to 40-n are connected via the communication line 70. The management device 50 and the personal computers 60-1 to 60-n are connected by a local area network (LAN) 80.
[0019]
The fume hoods 10-1 to 10-n are provided with sash opening detectors 4-1 to 4-n that directly detect the opening of the sashes 2-1 to 2-n. Openings θ1 to θn of the sashes 2-1 to 2-n detected by 4-1 to 4-n are given to the management device 50 via the interfaces 40-1 to 40-n.
[0020]
Further, the fume hoods 10-1 to 10-n are provided with human detection sensors 5-1 to 5-n such as infrared sensors, and a person is placed in the detection zone of the human detection sensors 5-1 to 5-n. When entering, that is, when the human detection sensors 5-1 to 5-n detect a person, the human detection sensors 5-1 to 5-n send “H” to the management device 50 via the interfaces 40-1 to 40-n. Level signal is sent. The human detection sensors 5-1 to 5-n output an “L” level signal when no human is detected.
[0021]
Also, air volume control dampers 6-1 to 6-n are provided in the exhaust ducts 3-1 to 3-n of the fume hoods 10-1 to 10-n, and the air volume control dampers 6-1 to 6-n are provided. The damper opening degree of n is controlled by a command (control signal) from the management device 50 via the interfaces 40-1 to 40-n.
[0022]
[Embodiment 1: VAV system]
FIG. 2 is a functional block diagram showing a main part of the management apparatus 50 when the VAV system is adopted. Hereinafter, the characteristic operation in the management apparatus 50 will be described using this functional block diagram. Since the management device 50 performs the same operation on the fume hoods 10-1 to 10-n, the operation on the fume hood 10-1 will be described as a representative.
[0023]
The management device 50 refers to the table TB1 storing the relationship shown in FIG. 10 based on the opening θ1 of the sash 2-1 given from the sash opening sensor 4-1 in the exhaust air volume calculation unit 50-1. The exhaust air volume Q1 corresponding to the opening θ1 of the sash 2-1 is obtained.
[0024]
And the management apparatus 5 gives the control signal according to this calculated | required exhaust air volume Q1 to the air volume control damper 6-1 via the interface 40-1. Thereby, the damper opening degree of the air volume control damper 6-1 is controlled, and the exhaust air volume from the chamber 1-1 is adjusted to the exhaust air volume Q1 corresponding to the opening angle θ1 of the sash 2-1.
[0025]
On the other hand, the management device 50 compares the opening degree θ1 of the sash 2-1 from the sash opening degree sensor 4-1 with a predetermined opening degree θ1min in the sash opening / closing detection unit 50-2. A state in which the opening degree θ1 of 1 exceeds θ1 min is detected as a sash open.
[0026]
The dead time detection unit 50-3 receives the detection result from the sash opening / closing detection unit 50-2 and the detection result from the human detection sensor 5-1, and inputs “the human detection sensor 5-1 is a fume hood 10-1. The period during which the sash opening / closing detection unit 50-2 detects the sash opening despite the absence of the worker is detected as a dead period.
[0027]
The waste air volume calculation unit 50-4 receives the waste period detected by the waste period detection unit 50-3, and calculates the total amount of the required minimum exhaust air volume Q1min from the total amount of the exhaust air volume Q1 from the chamber 1-1 during this waste period. The exhaust air volume obtained by subtraction is obtained as a waste air volume Q1 _LOS . The total amount of the exhaust air volume from the chamber 1-1 during the dead time is obtained by integrating the exhaust air volume Q1 calculated by the exhaust air volume calculator 50-1. Of course, the exhaust air volume Q1 from the chamber 1-1 may be actually measured, and the actually measured exhaust air volume Q1 may be integrated.
[0028]
The sash opening time integration unit 50-5 integrates the time during which the sash opening / closing detection unit 50-2 detects sash opening every hour, and integrates the integrated value for one hour of the sash opening time. The value t1open is sent to the first graph creating unit 50-9.
The dead time integrating unit 50-6 receives the detection result from the human detection sensor 5-1 and the detection result from the sash opening / closing detection unit 50-2 as input, and there is no worker for the fume hood 10-1. Regardless, the state in which the opening degree of the sash 2-1 exceeds θ1 min is regarded as a waste state, and the waste time within the hour is integrated every hour, and the first time integration value t1 _LOS of the waste time is set as the first time. The data is sent to the graph creation unit 50-9.
[0029]
The waste air volume integrating unit 50-7 integrates the waste air volume calculated by the waste air volume calculating unit 50-4 within the hour every hour, and a second graph creating unit as a one hour integrated value Q1 _LOS of the waste air volume Send to 50-10.
The exhaust air volume integrating unit 50-8 integrates the exhaust air volume calculated by the exhaust air volume calculating unit 50-1 within the hour every hour, and the second graph creating unit 50 is set as the exhaust air volume one-hour integrated value Q1. Send to -10.
[0030]
[Calculation example of wasted air volume]
FIG. 3 is a timing chart showing a calculation example of the waste air volume in the waste air volume calculation unit 50-4. The figure (a) is the exhaust air quantity Q1 from the exhaust air quantity calculation part 50-1, the figure (b) is the opening degree θ1 of the sash 2-1 from the sash opening degree sensor 4-1, and the figure (c) is the person. It is a signal indicating the presence / absence of an operator from the detection sensor 5-1. The signal from the human detection sensor 5-1 is set to “H” level when there is an operator, and is set to “L” level when there is no worker.
[0031]
At a point t1 shown in FIG. 3, the signal from the human detection sensor 5-1 is at the “H” level, indicating that the worker has stood in front of the fume hood 10-1. At this time, the opening θ1 of the sash 2-1 is set to a 20% opening, and the exhaust air volume Q1 is set to a value (required minimum exhaust air volume Q1min) corresponding to the 20% opening of the sash 2-1.
[0032]
At the point t2 shown in FIG. 3, the opening degree θ1 of the sash 2-1 is set to a 100% opening degree, whereby the exhaust air volume Q1 is set to a value corresponding to the 100% opening degree of the sash 2-1. Similarly, the opening θ1 of the sash 2-1 is set to a 50% opening at the point t3, the opening θ1 of the sash 2-1 is set to the 100% opening at the point t4, and the opening is opened 20% at the point t5. It is considered a degree. Following the change in the opening θ1 of the sash 2-1, the exhaust air volume Q1 also changes.
[0033]
At a point t5 shown in FIG. 3, the signal from the human detection sensor 5-1 is at the “L” level, indicating that there is no worker. In this case, the opening degree θ1 of the sash 2-1 is 20%, and is closed properly. Therefore, the amount of wasted air is not calculated for the period until the next presence of the worker is detected.
[0034]
At a point t6 shown in FIG. 3, the signal from the human detection sensor 5-1 is at the “H” level, indicating that the worker has stood in front of the fume hood 10-1 again. At this time, the sash 2-1 is properly closed, the opening degree θ1 of the sash 2-1 is 20%, and the exhaust air volume Q1 is the minimum required exhaust air volume Q1min.
[0035]
At the point t7 shown in FIG. 3, the opening θ1 of the sash 2-1 is set to 100%, and the exhaust air volume Q1 is set to a value corresponding to the 100% opening of the sash 2-1. At a point t8 shown in FIG. 3, the signal from the human detection sensor 5-1 is at the “L” level, indicating that there is no worker. In this case, the opening θ1 of the sash 2-1 is 100% and is not properly closed. That is, the operator leaves the sash 2-1 open and disappears from the front of the fume hood 10-1. This state continues until the signal from the human detection sensor 5-1 is set to the “H” level at time t9, that is, until the human detection sensor 5-1 confirms the presence of a person.
[0036]
At this time, the dead time detection unit 50-3 detects the period T1 from the time point t8 to the time point t9 as a dead time, and the waste air volume calculation unit 50-4 detects the exhaust air volume from the chamber 1-1 in the waste time period T1. The total amount of the required minimum exhaust air volume Q1min is subtracted from the total amount of Q1, and the exhaust air volume obtained by this (the area portion S1 indicated by hatching in FIG. 3A) is obtained as the waste air volume Q1 _LOS .
[0037]
In the example shown in FIG. 3, even in the period T2 from the point t10 to the point t11, the operator leaves the sash 2-1 and disappears from the front of the fume hood 10-1. In this case as well, in the same manner as in the period T1, the waste air volume calculation unit 50-4 obtains the area portion S2 indicated by the oblique lines in FIG. 3A as the waste air volume Q1 _LOS .
[0038]
[Creation of graph (1) (sash opening time, dead time)]
The first graph creating unit 50-9 includes a one-hour integrated value t1open of the sash opening time from the sash opening time integrating unit 50-5 and a one-hour integrated value t1 _{LOS of the} dead time from the dead time calculating unit 50-6. To create a line graph as shown in FIG. That is, the hourly integrated value t1open of the sash opening time from the sash opening time integrating unit 50-5 is plotted in the graph every hour to create a line graph G1. In addition, every hour, the one-hour integrated value t1 _LOS of the dead time from the dead time calculating unit 50-6 is plotted in the graph to create a line graph G2.
[0039]
In the example shown in FIG. 3, for example, the time when the sash opening θ1 from 13: 00 to 14:00 exceeds θ1 min is the one-hour integrated value t1open of the sash opening time at 14:00, The time when the sash opening θ1 from 00 to 15:00 exceeds θ1 min is set as the one-hour integrated value t1open of the sash opening time at 15:00, and is plotted in the graph, thereby creating a line graph G1. The
[0040]
In addition, the time (Ta) in which the sash opening θ1 exceeds θ1min despite the absence of a person from 13:00 to 14:00 is the one-hour integrated value t1 _LOS of the wasted time at 14:00, : The time (Tb + Tc) in which the sash opening θ1 exceeds θ1min despite the absence of a person from 00 to 15:00 is the 1 hour integrated value t1 _LOS of the wasted time at 15:00, and is plotted in the graph As a result, a line graph G2 is created.
[0041]
[Create graph (2) (Waste air volume, exhaust air volume, ideal exhaust air volume)]
The second graph creating unit 50-10 inputs the one-hour integrated value Q1 _LOS of the waste air volume from the waste air volume integrating unit 50-7 and the one-hour integrated value Q1 of the exhaust air volume from the exhaust air volume integrating unit 50-8. Then, a bar graph as shown in FIG. That is, for each hour, the 1-hour integrated value Q1 of the exhaust air volume from the exhaust air volume integrating unit 50-8 is SA, the 1-hour integrated value Q1 _LOS of the waste air volume from the waste air volume integrating unit 50-7 is SB, A value obtained by subtracting the one-hour integrated value SB of the waste air volume from the one-hour integrated value SA of the exhaust air volume is shown by one bar graph as the one-hour integrated value SC of the ideal exhaust air volume.
[0042]
In the example shown in FIG. 3, for example, the sum of exhaust airflows from 13:00 to 14:00 is set as a one-hour integrated value Q1 of exhaust airflows at 14:00, and wasted from 13:00 to 14:00. The sum of the airflows (area portion S1a in FIG. 3A) is the one-hour integrated value Q1 _LOS of the wasteful airflow at 14:00, and is shown as one bar graph in the graph.
[0043]
Further, the sum of the exhaust airflows from 14:00 to 15:00 is set as the one-hour integrated value Q1 of the exhaust airflows at 15:00, and the sum of the waste airflows from 14:00 to 15:00 (FIG. 3A). The area portion S1b + S2) at 15:00 is the one hour integrated value Q1 _LOS of the waste air volume at 15:00, and is shown as one bar graph in the graph.
[0044]
The graphs created by the first graph creation unit 50-9 and the second graph creation unit 50-10 are sent to the worker's personal computer 60-1 via the LAN 80, and are displayed on the screen of the personal computer 60-1. Is displayed. By looking at the graph displayed on the screen of the personal computer 60-1, the worker can quantitatively know the energy wasted, and at the same time, takes action to close the sash properly when absent. You can understand what should be done in an intuitive and easy-to-understand manner.
[0045]
That is, by displaying the graph shown in FIG. 4B, it is possible to compare the waste air volume SB, the total exhaust air volume SA, and the ideal exhaust air volume SC within a unit time. It is possible to provide information in an easy-to-understand manner for the operator, such as whether the ratio of the waste air volume is large or small with respect to the total exhaust air volume, so that the wasteful energy can be quantitatively known.
[0046]
In addition, by displaying the graph shown in FIG. 4A, that is, the concept of “dead time” that is easy for anyone to understand, and by displaying this “dead time”, the sash can be properly displayed when absent. The operator can understand the thorough action of closing in an intuitively understandable manner. This is easy to understand when only the graph shown in FIG. 4B is displayed.
[0047]
In the graph shown in FIG. 4B, it is possible to know the amount of wasted air. However, if the meaning of the amount of wasted air is not known, it does not immediately lead to the action of closing the sash properly when it is absent. In other words, a little more ingenuity is necessary to make the worker understand intuitively and immediately.
[0048]
On the other hand, in the graph shown in FIG. 4A, the time when the wasteful state occurred (the time when the sash was open when it was absent) was not the large or small amount of wasted air. As shown, it is easy for the operator to intuitively understand what action should be taken to eliminate this dead time. That is, in order to make the dead time zero, it is immediately understood that the sash should be properly closed when absent, so that the action of properly closing the sash when absent can be thoroughly implemented.
[0049]
In the example of FIG. 4B, the waste air volume, the total exhaust air volume, and the ideal exhaust air volume are displayed in graphs in units of one hour, but may be displayed in units of days. When the display is made in units of one day, the daily waste air volume is displayed, and it is possible to know that the sash is left open on a holiday or the like. It is also possible to display in units of months or years.
In the example of FIG. 4B, the relationship between the waste air volume SB, the total exhaust air volume SA, and the ideal exhaust air volume SC is displayed as one bar graph, but the waste air volume SB and the ideal exhaust air volume SC are displayed side by side. You may make it do. Further, the display is not limited to the bar graph, and may be displayed as a pie chart.
[0050]
Further, in the example of FIG. 4A, the sash opening time and the dead time are displayed as a line graph, but may be displayed as a bar graph or the like. Further, the sash opening time and dead time are displayed in units of one hour, but may be displayed in units of days, months, and years.
Further, the sash opening time and the dead time may be displayed not as an integrated value every hour, every month, or every year but as an accumulated value accumulated every hour, every month or every year. However, displaying the cumulative value makes it difficult for the operator to understand. It is easier to obtain the operator's understanding if it is displayed as an integrated value for each hour, month, or year.
[0051]
[Embodiment 2: UBC method]
FIG. 5 is a functional block diagram corresponding to FIG. 2 when the UBC method is adopted. In the UBC method, the exhaust air volume calculation unit 50-1 refers to the table TB2 storing the relationship shown in FIG. 11 based on the opening θ1 of the sash 2-1 given from the sash opening sensor 4-1. An exhaust air volume Q1 corresponding to the opening degree θ1 of the sash 2-1 is obtained. The table TB2 has a characteristic I for setting the surface wind speed v to v = 0.5 m / s and a characteristic II for setting the surface speed v to v = 0.3 m / s. When the human detection sensor 5-1 detects the presence of a person, the characteristic I is used, and when the human detection sensor 5-1 does not detect the presence of a person, the characteristic II is used.
[0052]
The sash opening / closing detection unit 50-2 is predetermined as the opening θ1 of the sash 2-1 from the sash opening sensor 4-1, when the “H” level signal is given from the human detection sensor 5-1. The opening degree θ1Amin of the sash 2-1 is detected as a sash opening when there is a person. When the “L” level signal is given from the human detection sensor 5-1, the opening degree θ1 of the sash 2-1 from the sash opening degree sensor 4-1 and the predetermined opening degree θ1Bmin are obtained. In comparison, the state in which the opening degree θ1 of the sash 2-1 exceeds θ1Bmin is detected as the sash opening when there is no person.
[0053]
The dead time detection unit 50-3 receives the detection result from the sash opening / closing detection unit 50-2 and the detection result from the human detection sensor 5-1, and inputs “the human detection sensor 5-1 is a fume hood 10-1. The period during which the sash opening / closing detection unit 50-2 detects the sash opening despite the absence of the worker is detected as a dead period.
[0054]
The waste air volume calculation unit 50-4 receives the waste period detected by the waste period detection unit 50-3, and calculates the total amount of the required minimum exhaust air volume Q1min from the total amount of the exhaust air volume Q1 from the chamber 1-1 during this waste period. The exhaust air volume obtained by subtraction is obtained as a waste air volume Q1 _LOS . In the waste air volume calculation unit 50-4, the total amount of the exhaust air volume Q1 from the chamber 1-1 during the waste period is obtained by integrating the exhaust air volume Q1 calculated by the exhaust air volume calculation unit 50-1. Of course, the exhaust air volume Q1 from the chamber 1-1 may be actually measured, and the actually measured exhaust air volume Q1 may be integrated.
[0055]
The sash opening time integration unit 50-5 integrates the time during which the sash opening / closing detection unit 50-2 detects sash opening every hour, and integrates the integrated value for one hour of the sash opening time. The value t1open is sent to the first graph creating unit 50-9.
The dead time integrating unit 50-6 receives the detection result from the human detection sensor 5-1 and the detection result from the sash opening / closing detection unit 50-2 as input, and there is no worker for the fume hood 10-1. Regardless, the state in which the opening degree of the sash 2-1 exceeds θ1Bmin is regarded as a waste state, and the waste time within the hour is integrated every hour, and the first time integrated value t1 _LOS of the waste time is set as the first time. The data is sent to the graph creation unit 50-9.
[0056]
The waste air volume integrating unit 50-7 integrates the waste air volume Q1 _LOS calculated by the waste air volume calculating unit 50-4 within the hour every hour, and the second graph as the one hour integrated value Q1 _LOS of the waste air volume. The data is sent to the creation unit 50-10.
The exhaust air volume integrating unit 50-8 integrates the exhaust air volume calculated by the exhaust air volume calculating unit 50-1 within the hour every hour, and the second graph creating unit 50 is set as the exhaust air volume one-hour integrated value Q1. Send to -10.
[0057]
The first graph creating unit 50-9 includes a one-hour integrated value t1open of the sash opening time from the sash opening time integrating unit 50-5 and a one-hour integrated value t1 _{LOS of the} dead time from the dead time calculating unit 50-6. To create a line graph as shown in FIG.
The second graph creating unit 50-10 inputs the one-hour integrated value Q1 _LOS of the waste air volume from the waste air volume integrating unit 50-7 and the one-hour integrated value Q1 of the exhaust air volume from the exhaust air volume integrating unit 50-8. Then, a bar graph as shown in FIG.
[0058]
Here, the difference from the VAV system is that the exhaust air volume Q1 in the exhaust air volume calculator 50-4 is obtained from the characteristic II, not the characteristic I. That is, the waste air volume calculation unit 50-4 obtains the waste air volume Q1 _LOS by subtracting the total amount of the required minimum exhaust air volume Q1min from the total amount of exhaust air volume Q1 in which the exhaust air volume 40% is suppressed compared to the VAV method. Therefore, in the time chart of FIG. 6 corresponding to FIG. 3, the amount of wasted air in the wasted periods T1 and T2 is shown by the hatched area portion S1 reduced by 40% compared to the VAV system as shown in FIG. ', S2'.
[0059]
2 and FIG. 5, in the sash opening / closing detection unit 50-2, the opening θ1 of the sash 2-1 from the sash opening sensor 4-1 and a predetermined opening θ1Amin. And θ1Bmin, and a state in which the opening θ1 of the sash 2-1 exceeds θ1Amin and θ1Bmin is detected as sash open. However, as shown in FIGS. -2, the exhaust air volume Q1 calculated by the exhaust air volume calculator 50-1 is compared with the required minimum exhaust air volume Q1min, and a state where the exhaust air volume Q1 exceeds Q1min may be detected as a sash open. .
[0060]
In the system configuration shown in FIG. 1, the sash opening sensors 4-1 to 4-n are provided in the fume hoods 10-1 to 10-n. The present invention can be similarly applied to a system that is not provided. In a system in which the sash opening sensors 4-1 to 4-n are not provided, the surface velocity v of the air taken into the chambers 1-1 to 1-n is kept constant regardless of the openings of the sashes 2-1 to 2-n. If the exhaust air volume from the chambers 1-1 to 1-n at this time is measured, the opening degree of the sashes 2-1 to 2-n is calculated backward from the measured exhaust air volume. be able to. Even in such a system, it can be said that the exhaust air volume from the chamber is adjusted in accordance with the opening degree of the sash when viewed from a broad perspective.
[0061]
In the system configuration shown in FIG. 1, the infrared sensor is used as the human detection sensor, but is not limited to the infrared sensor. For example, the following methods (1) to (3) are conceivable as methods for detecting the presence / absence of an operator.
[0062]
(1) When a person leaves the room where the fume hood is provided, it is determined that the person is absent. However, in the case of this method, if a plurality of fume hoods are provided in the room, the accuracy becomes rougher than a method in which a human detection sensor is provided for each fume hood.
(2) A person is detected by a card or an ID tag. That is, the card or ID tag carried by the operator is directly recognized by the fume hood (regardless of contact or non-contact), and the presence of a person is detected. When entering / exiting a room is managed by a card or ID tag, the presence / absence of the worker may be determined from the entry / exit information.
(3) The touch of the chamber and the touch of the sash are detected to recognize the presence of a person. Recognizing the presence of a person by detecting that an operator is on the table. An image sensor is provided to recognize the presence of a person by recognizing a worker's face and the like. A key is attached to the fume hood, and when this key is operated, it is determined that a person exists.
[0063]
When a card, an ID tag, or the like is used, an operator for each fume hood can be specified, and a derivative effect that energy saving management can be managed on an individual basis is obtained. In this case, it is possible to send a warning mail addressed to an individual to a worker who has a lot of room for energy saving.
[0064]
Further, although the first embodiment has been described as an application example to the VAV system and the second embodiment has been described as an application example to the UBC system, the present invention can be similarly applied to the two-position system. In the two-position method, a predetermined opening degree θsp is set with respect to the opening degree θ of the sash (for example, θsp = θmin), and when the opening degree θ of the sash exceeds θsp, the exhaust air volume is increased, When the opening degree θ is less than θsp, the exhaust air volume is made small. Even in such a two-position method, by detecting that the sash opening θ exceeds θsp as a sash open, the amount of wasted air and the time spent are obtained in the same manner as in the VAV method and UBC method. It is possible to present.
[0065]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a system including a fume hood in which the exhaust air volume from the chamber is adjusted according to the opening of the sash, there is no worker for the fume hood. Regardless, the state where the opening degree of the sash exceeds a predetermined value is regarded as a waste state, and the time of this waste state is accumulated and displayed as a waste time, so it is intuitive to the operator that the sash should be closed properly when absent. This makes it possible to understand energy in an easy-to-understand form and to save energy without deteriorating the convenience of the operator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a laboratory air volume control system used for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram showing a main part of a management apparatus when a VAV method is adopted.
FIG. 3 is a timing chart showing an example of calculating a waste air volume when the VAV method is adopted.
[Figure 4] Line graph plotting integrated values of sash opening time and waste time for 1 hour, and waste air volume accumulated and summed in units of 1 hour, relationship between waste air volume per hour, total exhaust air volume, and ideal exhaust air volume It is a figure which shows the bar graph which showed.
FIG. 5 is a functional block diagram showing a main part of the management apparatus when the UBC method is adopted.
FIG. 6 is a timing chart showing an example of calculating a waste air volume when the UBC method is adopted.
FIG. 7 is a functional block diagram showing another example of the main part of the management apparatus when the VAV method is adopted.
FIG. 8 is a functional block diagram showing another example of the main part of the management apparatus when the UBC method is adopted.
FIG. 9 is a diagram showing an outline of a conventional fume hood.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the opening degree θ of the sash and the exhaust air volume Q when the VAV method is adopted.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the sash opening θ and the exhaust air volume Q when the UBC method is adopted, compared with the relationship when the VAV method is adopted.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-1 to 1-n ... Chamber, 1A1 to 1An ... Opening, 2-1 to 2-n ... Sash, 3-1 to 3-n ... Exhaust duct, 4-1 to 4-n ... Sash opening sensor 5-1 to 5-n ... human detection sensors, 6-1 to 6-n ... air volume control damper, 10-1 to 10-n ... fume hood, 20 ... main pipe of exhaust duct, 30 ... exhaust fan, 40- 1 to 40-n ... interface, 50 ... management device, 50-1 ... exhaust air flow rate calculation unit, 50-2 ... sash open / close detection unit, 50-3 ... waste period detection unit, 50-4 ... waste air flow rate calculation unit, 50 -5: Sash opening time integration unit, 50-6 ... Waste time integration unit, 50-7 ... Waste air volume integration unit, 50-8 ... Exhaust air volume integration unit, 50-9 ... First graph creation unit, 50-10 ... second graph creation unit, TB1, TB2 ... table, 60-1 to 60-n ... personal computer Yuta (PC), 70 ... communication line, 80 ... local area network (LAN).

Claims

A fume hood having a chamber in which a working space is formed and a sash that is openable and closable at an opening of the chamber, and the amount of exhaust air from the chamber is adjusted according to the opening of the sash. In the system with
The state where the opening degree of the sash exceeds a predetermined value in spite of the absence of an operator for the fume hood is regarded as a waste state, and the time of this waste state is integrated and displayed as a waste time. Fume hood dead time display method.

2. The fume hood dead time display method according to claim 1, wherein the dead time is displayed in units of time.

A fume hood having a chamber in which a working space is formed and a sash that is openable and closable at an opening of the chamber, and the amount of exhaust air from the chamber is adjusted according to the opening of the sash Human detection means for detecting the presence / absence of the worker,
Sash opening / closing detection means for detecting that the opening of the sash exceeds a predetermined value as sash opening;
The state in which the sash opening / closing detection means detects the opening of the sash despite the human detection means detecting the absence of the worker with respect to the fume hood is made a waste state, and the time of this waste state is integrated. A dead time calculating means for obtaining the dead time;
A waste time display device for a fume hood, comprising: a waste time display means for displaying the waste time calculated by the waste time calculation means.

4. The dead time display device for a fume hood according to claim 3, wherein the dead time display means displays the dead time in units of hours.