JP4779463B2 - 換気システム - Google Patents

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Description

本発明は、炭酸ガスセンサの検出した対象室内の炭酸ガス濃度に基づいて換気手段の運転状態を制御するようにした換気システムに関するものである。
現在、建築物における衛生的環境の確保に関する法律（ビル管理法）では、延べ面積が３０００平方メートル以上の建屋における二酸化炭素の含有率（炭酸ガス濃度）が百万分の千（１０００ｐｐｍ）以下となるように定められている。さらに、平成１４年の建築基準法の改正では、すべての建築物に機械換気設備の設置が義務づけられた。
このような状況から、建屋内の炭酸ガス濃度を検出し、その検出結果に基づいて換気手段の換気風量を制御するようにした換気システムが普及し始めている。具体的には、検出した炭酸ガス濃度が予め設定した閾値を超えた場合に換気手段の換気風量を増加させることにより、対象室の炭酸ガス濃度が常に１０００ｐｐｍ以下となるように運転を行うものである。
炭酸ガス濃度を検出する手段としては、主に非分散型赤外線吸収法（ＮＤＩＲ）を利用した炭酸ガスセンサが多く用いられてきた。しかしながら、昨今においては、ＮＤＩＲ方式の炭酸ガスセンサが高価であることを理由に、固体電解質を用いた炭酸ガスセンサが利用され始めている。
この固体電解質を用いた炭酸ガスセンサは、比較的安価であり、コストの問題を解決することができるものの、経時的な変化があるため定期的に出力値を校正する等、補正を行う必要がある。炭酸ガスセンサの出力値を補正する方法としては、換気手段の内部に炭酸ガスセンサを配置するとともに、この炭酸ガスセンサに外気を導入するための通路を構成し、この通路を介して炭酸ガスセンサに外気を接触させることによって出力値の補正を行うものが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２７２９１９号公報
ところで、対象室全体の換気を考慮した場合には、炭酸ガスセンサを任意の位置に配置できることが好ましい。しかしながら、上述の方法によって炭酸ガスセンサの出力値を補正するためには、炭酸ガスセンサに対して外気を導入するための通路が必要となる。従って、例えば対象室の中央部に炭酸ガスセンサを配置するには、長大な通路が必要となり、コストや設置スペースを考慮した場合、必ずしも好ましいものとはいえない。
本発明は、上記実情に鑑みて、経時的な変化を生じる炭酸ガスセンサを適用した場合にも、コストや設置スペースの問題を招来することなく任意の位置に配置することのできる換気システムを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る換気システムは、炭酸ガスセンサの検出した対象室の炭酸ガス濃度に基づいて換気手段の運転状態を制御するようにした換気システムにおいて、予め設定した滞在人数の少ない時間帯に対象室の内部雰囲気を外気でパージすべく換気手段を強制運転する運転制御手段を備え、かつ前記炭酸ガスセンサを、前記対象室の内部であって前記換気手段から離れた位置に配置し、前記運転制御手段は、前記時間帯の終了時刻になった後、強制運転が実施された対象室の内部雰囲気を基準として炭酸ガスセンサの出力値を校正することを特徴とする。
本発明によれば、外気でパージされた対象室の内部雰囲気を基準として炭酸ガスセンサの出力値を校正するようにしているため、炭酸ガスセンサの配置位置に制限がなく、任意の位置に配置することができるようになる。
以下に添付図面を参照して、本発明に係る換気システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態である換気システムを示したものである。ここで例示する換気システムは、２４時間連続的に営業を行う店舗１を適用対象とするもので、複数の換気手段１０と運転制御手段２０とを備えている。
換気手段１０は、換気モータ１１の駆動によって換気扇１２を回転することにより、店舗１の室内に対して外気を導入するものであり、外気に面する壁に配設してある。本実施の形態では、特に、建築基準法に基づいて算出される換気回数以上となる換気能力を有した換気手段１０を適用している。
運転制御手段２０は、上述した複数の換気手段１０の運転状態を制御するためのもので、図２に示すように、計時部２１、モータ駆動部２２、炭酸ガス濃度取得部２３、出力値校正部２４及び主制御部２５を備えている。
計時部２１は、現在時刻を計り、計時結果を主制御部２５に与えるものである。モータ駆動部２２は、主制御部２５から与えられた運転制御信号に基づいて換気手段１０を駆動するものである。炭酸ガス濃度取得部２３は、主制御部２５からの指令により炭酸ガスセンサ３０を通じて店舗１室内の炭酸ガス濃度を取得する一方、取得結果を主制御部２５に返送するものである。出力値校正部２４は、主制御部２５から炭酸ガス濃度が与えられた場合に、メモリ２６に格納された校正基準値に基づいてその校正を行う一方、校正結果を主制御部２５に与えるものである。主制御部２５は、予めメモリ２６に格納されたプログラムやデータに基づいて運転制御手段２０の動作を統括的に制御するものである。
図３〜図５は、上述した運転制御手段２０の主制御部２５が実施する処理の内容を示したフローチャートである。以下、これらのフローチャートを参照しながら、換気システムの動作について説明する。
図３に示すように、まず、この換気システムにおいて主制御部２５は、計時部２１から取得した現在時刻が予め設定した時間帯にあるか否かを判断する（ステップＳ１）。ここで判断基準となる時間帯とは、後述の強制運転を行う時間帯であり、予めメモリ２６に格納してある。設定する時間帯としては、１日〜１週間程度の期間において店舗１の滞在人数が少ない間が好ましい。例えば、適用対象となる店舗１の滞在人数が図６に示すように推移する場合には、毎日午前１時から午前５時の間に設定すれば良い。現在時刻が予め設定した時間帯でない場合、主制御部２５は、図４に示す通常運転処理を実施する（ステップＳ１００）。
通常運転処理において主制御部２５は、炭酸ガス濃度取得部２３を通じて炭酸ガスセンサ３０の検出した炭酸ガス濃度を取得する（ステップＳ１０１）。炭酸ガス濃度を取得した主制御部２５は、出力値校正部２４を通じてその校正を行い（ステップＳ１０２）、その校正結果が示す炭酸ガス濃度に基づいて換気手段１０の運転を制御する。
すなわち、主制御部２５は、まず校正後の炭酸ガス濃度が１０００ｐｐｍを超えているか否かを判断する（ステップＳ１０３）。炭酸ガス濃度が１０００ｐｐｍ以下の場合には、現在の換気風量が「大」となっていないことを条件に、換気手段１０の換気風量を「通常」に決定し、モータ駆動部２２を通じて各換気手段１０にその旨の制御信号を出力して手順をリターンさせる（ステップＳ１０４、ステップＳ１０５）。この結果、換気手段１０がそれぞれ「通常」の換気風量で運転され、店舗１室内の換気が行われることになる。尚、換気手段１０の換気風量が「通常」に決定された場合には、建築基準法に基づいて算出される換気回数以上の換気風量で換気手段１０が運転されるものとする。
一方、ステップＳ１０３において校正後の炭酸ガス濃度が１０００ｐｐｍを超えていた場合、主制御部２５は、換気手段１０の換気風量を「大」に決定し、モータ駆動部２２を通じて各換気手段１０にその旨の制御信号を出力して手順をリターンさせる（ステップＳ１０６）。この結果、換気手段１０がそれぞれ「大」の換気風量で運転されることになるため、店舗１室内の炭酸ガス濃度が漸次減少するようになる。尚、換気手段１０の換気風量が「大」に決定された場合には、換気手段１０が最大の換気風量で運転されるものとする。
その後、店舗１室内の炭酸ガス濃度が８００ｐｐｍとなると、ステップＳ１０３においてステップＳ１０４、ステップＳ１０７の処理が順次行われ、換気手段１０がそれぞれ「通常」の換気風量で運転されることになる。
以下、上述の設定時間帯以外には、通常運転処理が繰り返し行われ、店舗１室内の炭酸ガス濃度が所定の値に維持されることになる。
これに対して、図３のステップＳ１において現在時刻が予め設定した時間となった場合、主制御部２５は、図５に示す強制運転処理を実施する（ステップＳ２００）。
強制運転処理において主制御部２５は、現在時刻が予め設定した時間帯の終了時刻となるまでの間、換気風量が最大となるようにモータ駆動部２２を通じて換気手段１０の運転を行う（ステップＳ２０１、ステップＳ２０２）。終了時刻とは、上述した時間帯の終わりの時刻である。この結果、終了時刻となるまでに店舗１室内の内部雰囲気が外気によってパージされることになる。
ステップＳ２０１において現在時刻が終了時刻となったと判断した主制御部２５は、校正基準値の更新を行う（ステップＳ２０３）。具体的に説明すると、外気によってパージされた店舗１室の内部雰囲気は、その炭酸ガス濃度が大気中の平均値である３５０ｐｐｍとなっている。従って、炭酸ガス濃度取得部２３を通じて取得する炭酸ガス濃度が３５０ｐｐｍとなるように校正基準値を更新し、更新結果をメモリ２６に格納する。具体的には、炭酸ガス濃度取得部２３の取得する炭酸ガス濃度が４００ｐｐｍであった場合には、校正基準値を−５０ｐｐｍに設定し、これをメモリ２６に格納する。これにより、次回以降において通常運転処理が行われた場合には、更新された校正基準値に従って炭酸ガス濃度の校正（ステップＳ１０２）が行われることになる。
校正基準値の更新を行った主制御部２５は、換気風量が通常となるようにモータ駆動部２２を通じて換気手段１０の運転を行い（ステップＳ２０４）、その後手順をリターンさせる。
以上説明したように、上記換気システムによれば、予め設定した時間帯に強制運転処理が実施され、常に炭酸ガスセンサ３０の校正基準値が更新されることになる。従って、炭酸ガスセンサ３０として例えば固体電解質のように、計時変化を伴うものを用いた場合にも、計時変化の影響を最小限に留めることができ、対象室内の炭酸ガス濃度を正確に制御することが可能となる。しかも、外気でパージされた対象室の内部雰囲気を基準として炭酸ガスセンサ３０の校正基準値を更新するようにしているため、その配置位置に制限がなく、コストや設置スペースの問題を招来することなく炭酸ガスセンサ３０を任意の位置に配置することができる。
本発明の実施の形態である換気システムを示した概念図である。 図１に示した運転制御手段の機能を示すブロック図である。 図２に示した主制御部が実施する処理内容を示すフローチャートである。 図３の通常運転処理を示すフローチャートである。 図３の強制運転処理を示すフローチャートである。 店舗における滞在人数の推移を示すグラフである。
符号の説明
１ 店舗
１０ 換気手段
１１ 換気モータ
１２ 換気扇
２０ 運転制御手段
２１ 計時部
２２ モータ駆動部
２３ 炭酸ガス濃度取得部
２４ 出力値校正部
２５ 主制御部
２６ メモリ
３０ 炭酸ガスセンサ

Claims (1)

  1. 炭酸ガスセンサの検出した対象室の炭酸ガス濃度に基づいて換気手段の運転状態を制御するようにした換気システムにおいて、
    予め設定した滞在人数の少ない時間帯に対象室の内部雰囲気を外気でパージすべく換気手段を強制運転する運転制御手段を備え、かつ前記炭酸ガスセンサを、前記対象室の内部であって前記換気手段から離れた位置に配置し、前記運転制御手段は、前記時間帯の終了時刻になった後、強制運転が実施された対象室の内部雰囲気を基準として炭酸ガスセンサの出力値を校正することを特徴とする換気システム。
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