JP5394668B2 - 換気量推定装置及び換気量推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、室内汚染質濃度を用いた換気量推定装置等に関し、特に、安価にかつ精度良く換気量の推定ができ、さらに推定した換気量により高精度の室内人数の推定を可能にする換気量推定装置等に関する。

従来、省エネや室内環境の改善等の観点から室内の空調制御に関する様々な提案がなされている。かかる空調制御において、制御対象の部屋の在室人数を把握することは一つの重要な要素であり、この在室人数の把握についても、従来、様々な手法が提案されている。

その従来技術としては、部屋の入口を通過する人数を計測する方法やカメラによって撮影した画像を解析する手法などがある。また、下記特許文献１及び２には、二酸化炭素濃度を用いて在室人数を把握することに関して記載されている。

下記特許文献１では、対象とする部屋の給気側における空気量及び二酸化炭素濃度、排気側における空気量及び二酸化炭素濃度等から在室人数を計算することが示されている。また、下記特許文献２では、室内環境の急変に対応して空調機を最適に制御するための技術が示され、その中で、ＣＯ_２センサにより室内の人員数を検出することが開示されている。
特開２００４−２７８８６８号公報 特開平６−２６６８７号公報

しかしながら、上述した部屋の入口における計測やカメラを用いる方法では、そのためのシステム導入にコストと手間を要するという課題がある。

また、上記特許文献１に記載の方法では、部屋の給気用及び排気用ダクトに装置を設置する必要があり、既に出来上がっている設備に対して適用するのは容易ではなく、コストもかかるという課題があった。さらに、当該方法では、対象とする部屋の換気を上記給気用及び排気用ダクトだけによるものとしているため、実際には、部屋の窓やドアなどからの換気も起こることを鑑みれば、当該方法における部屋の換気量の把握は不正確であり、従って在室人数の把握についても精度的に課題があると言える。また、上記特許文献２には、ＣＯ_２センサによりどのように室内の人員数を検出するかについて具体的に示されていない。

上述した換気量の把握は、在室人数の推定だけでなく、最適な空調制御や室内環境の把握においても重要な要素であり、これまでは、この換気量の把握を正確かつ容易に行える適切な手法が提案されていなかった。

そこで、本発明の目的は、二酸化炭素濃度などの室内汚染質濃度を用いた換気量推定装置であって、安価にかつ精度良く換気量の推定ができ、さらに推定した換気量により高精度の室内人数の推定を可能にする換気量推定装置等を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、所定の閉空間における換気量を推定する換気量推定装置が、前記所定の閉空間内に設置され、所定の汚染質の濃度を測定する汚染質濃度測定手段と、第一時刻の閉空間における汚染質の濃度を、当該閉空間における換気量を考慮した、前記第一時刻よりも前の第二時刻における前記汚染質の濃度からの影響と前記閉空間における前記汚染質の発生からの影響、に基づいて表す関係式に、前記所定の汚染質の発生量が既知の時間帯において前記汚染質濃度測定手段によって測定された異なる２時刻における前記所定の汚染質の濃度を、前記第一時刻と前記第二時刻の濃度として代入して、前記換気量を求める演算手段とを有する、ことである。

更に、上記の発明において、その好ましい態様は、前記演算手段は、前記換気量を複数の異なる期間について求め、求めた複数の前記換気量の平均値を前記所定の閉空間における換気量とする、ことを特徴とする。

更にまた、上記の発明において、その好ましい態様は、前記演算手段は、前記汚染質の発生量が既知の時間帯を、前記汚染質濃度測定手段によって測定される前記所定の汚染質の濃度の変化に基づいて決定する、ことを特徴とする。

更に、上記の発明において、一つの態様は、前記所定の汚染質は、二酸化炭素であり、前記所定の汚染質の発生源は、前記所定の閉空間に存在する人である、ことを特徴とする。

また、上記の発明において、一つの態様は、前記演算手段は、更に、前記関係式に、前記求めた換気量を適用すると共に、前記汚染質濃度測定手段によって測定された異なる２時刻における前記所定の汚染質の濃度を、前記第一時刻と前記第二時刻の濃度として代入して、前記所定の閉空間に存在する人の数を求める、ことを特徴とする。

上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、所定の閉空間における換気量を推定する換気量推定方法が、前記所定の閉空間内に設置される汚染質濃度測定手段により、所定の汚染質の濃度を測定するステップと、第一時刻の閉空間における汚染質の濃度を、当該閉空間における換気量を考慮した、前記第一時刻よりも前の第二時刻における前記汚染質の濃度からの影響と前記閉空間における前記汚染質の発生からの影響、に基づいて表す関係式に、前記所定の汚染質の発生量が既知の時間帯において前記汚染質濃度測定手段によって測定された異なる２時刻における前記所定の汚染質の濃度を、前記第一時刻と前記第二時刻の濃度として代入して、前記換気量を求めるステップとを有する、ことである。

本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に説明する発明の実施の形態から明らかになる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。

図１は、本発明を適用した換気量推定装置を使用した環境情報取得システムの本実施の形態例に係る構成図である。図１に示す換気量推定装置１が本発明を適用した装置であり、所定時刻の二酸化炭素濃度を、前時刻における二酸化炭素濃度からの影響と在室人員による二酸化炭素の増分の影響に基づいて表す関係式に、在室人数が既知の時間帯における二酸化炭素濃度の測定値を適用して、対象とする部屋の換気量を推定し、さらに、推定した換気量を上記関係式に適用して任意の時刻における在室人数を推定するものである。

図１に示すように、本換気量推定装置１は換気量を推定する部屋２（閉空間）の内部に設置される。本実施の形態例では、当該換気量推定装置１を使用する場合の一例としての、環境情報取得システム１００を示し、当該システムでは、複数の部屋２のそれぞれに当該換気量推定装置１が設置され、図１に示すように、それらが、環境情報サーバ３とネットワーク４で接続される。

換気量推定装置１の詳細については後述するが、当該装置で取得された各部屋２の換気量、在室人数、二酸化炭素濃度等の情報が、適宜、ネットワーク４を介して環境情報サーバ３に送信され、これらの情報が環境情報サーバ３に使用可能な状態で保持される。そして、保持されたこれらの情報は、例えば、換気量推定装置１が設置される各部屋２の空調制御や環境把握に用いることができる。なお、部屋２には、図示していないが、空調設備、人の出入りのためのドア、窓などがある。また、環境情報サーバ３は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータシステムで構成することができ、ネットワーク４は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット等で構成することができる。

図２は、換気量推定装置１の本実施の形態例に係る構成図である。図２に示すように、換気量推定装置１は、濃度測定部１１、演算部１２、操作部１３、及びＩ／Ｆ部１４を備える。濃度測定部１１は、部屋２の汚染質の濃度を測定するセンサであり、ここでは、二酸化炭素の濃度センサ（ＣＯ_２センサ）である。当該ＣＯ_２センサは、市販されている従来装置であり、二酸化炭素が吸収しやすい波長の光を測定対象に当て、吸収されなかった光の量から二酸化炭素濃度を検出するものである。かかる濃度測定部１１は、所定の時間間隔(例えば、１５秒間隔)で二酸化炭素の濃度測定を行い、測定結果を、随時、演算部１２に通知する。

演算部１２は、一般的なマイクロコンピュータ等で構成することができ、図２に示すように、ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３等を備える。本演算部１２は、上記濃度測定部１１での測定結果を用いて、上述した本換気量推定装置１が推定する換気量及び在室人数を算出する部分である。当該演算部１２で行われる換気量及び在室人数の推定処理、また、そのための準備（キャリブレーション）の詳細については後述する。ＲＯＭ１２２には、上記処理の手順を示すプログラムやデータが格納され、ＣＰＵ１２１は、当該ＲＯＭ１２２に格納されるプログラムに従って上記各処理を実行する。ＲＡＭ１２３は、上記処理の過程で必要なデータ等を一時的に保持する。

次に、操作部１３は、本換気量推定装置１のユーザとのインターフェースであり、ユーザが上記演算部１２での処理に必要な各パラメータ値を入力する際や、演算部１２での処理結果を、すなわち、推定された換気量及び在室人数等をユーザに表示する際に用いられる。図２に示すように、操作部１３には、表示パネル１３１及び操作ボタン１３２が備えられ、それぞれ、上記ユーザへの表示及びユーザによる入力に用いられる。

I／Ｆ部１４は、本換気量推定装置１と外部とのインターフェースを司る部分であり、ここでは、前述した環境情報サーバ３との通信が当該I／Ｆ部１４を介して行われる。具体的には、本換気量推定装置１での換気量及び在室人数の推定結果、二酸化炭素濃度の測定結果が環境情報サーバ３に送信され、また、必要であれば、環境情報サーバ３から上記推定処理に必要なパラメータ値が換気量推定装置１に送信されてＲＡＭ１２３等に設定される。

以上のような構成を有する本実施の形態例における環境情報取得システム１００では、換気量推定装置１で行われる換気量及び在室人数の推定処理に特徴があり、以下、その具体的な内容について説明する。

まず、換気量及び在室人数の推定に用いる計算式について説明する。図３は、部屋の汚染質濃度と換気量の関係を説明するための図である。図３に示す図において、矩形の閉じられた空間が推定対象の部屋２であり、当該部屋の換気量がＱ（ｍ^３／ｈ）であり、室内の汚染質濃度（本実施の形態例ではＣＯ_２濃度）がＣ（ｐｐｍ）である。また、部屋２の外部の汚染質濃度（ＣＯ_２濃度）がＣ_Ｏ（ｐｐｍ）であり、室内の汚染質（ＣＯ_２）発生量がＭ（ｍ^３／ｈ）である。また、部屋の容量はＶ（ｍ^３）で表す。

図３に示す状態が、換気が行われる部屋２における一般的な状態を示しており、所定時間（ｄｔ）内において、部屋２に流入される（追加される）汚染質量から、部屋２から流出される汚染質量を差し引いたものが、部屋２に蓄積される汚染質量であることから、下記（１）式が成り立つ。

（Ｃ_ＯＱｄｔ＋Ｍｄｔ）−ＣＱｄｔ＝ＶｄＣ （１）
上記（１）を順次変形していくと下記（２）式を得ることができる。

Ｃ＝Ｃ_Ｏ＋（Ｃ_Ｓ−Ｃ_Ｏ）ｅ^{−Ｑｔ／Ｖ}＋（１−ｅ^{−Ｑｔ／Ｖ}）Ｍ／Ｑ （２）
ここで、Ｃ_Ｓは室内の汚染質初期濃度（ｐｐｍ）であり、ｔは汚染質初期濃度Ｃ_Ｓを測定した時刻から汚染質濃度Ｃを測定した時刻までの経過時間（ｈ）である。

そして、本実施の形態例では、部屋２に在室している人員が汚染質、すなわち、ＣＯ_２の発生源であるので、在室人数をｎ（人）、一人当たりのＣＯ_２発生量をｋ（ｍ^３／（ｈ・人））とすると、Ｍ＝ｋｎであり、上記（２）式は下記（３）式となる。

Ｃ＝Ｃ_Ｏ＋（Ｃ_Ｓ−Ｃ_Ｏ）ｅ^{−Ｑｔ／Ｖ}＋（１−ｅ^{−Ｑｔ／Ｖ}）ｋｎ／Ｑ （３）
本換気量推定装置１では、当該（３）式を用いて、換気量及び在室人数の推定を行う。

図４は、換気量推定装置１による推定処理の手順を例示したフローチャートである。本換気量推定装置１は比較的小型であり、人手によって対象の部屋２に持ち込まれて設置される。その後、上述した（３）式による推定計算を行うために、既知のパラメータの値が設定される（ステップＳ１）。具体的には、部屋の容量Ｖ、一人当たりのＣＯ_２発生量ｋ、及び外部のＣＯ_２濃度Ｃ_Ｏの各値が換気量推定装置１のＲＡＭ１２３等の所定箇所に設置される。

これらの各パラメータ値については、ユーザが前記操作部１３から値を入力する、又は、環境情報サーバ３からネットワークを介して設定することができるが、一人当たりのＣＯ_２発生量ｋ及び外部のＣＯ_２濃度Ｃ_Ｏについては、ほぼ一定の値として予め換気量推定装置１に設定しておいてもよい。また、外部のＣＯ_２濃度Ｃ_Ｏは、在室人数が０の定常時のＣＯ_２濃度であり、本換気量推定装置１の前述した濃度測定部１１の測定結果から設定するようにしてもよい。

図５は、濃度測定部１１の測定結果の一例を示した図である。図５に示すグラフにおいて、横軸が時間ｔであり、縦軸が測定されたＣＯ_２濃度である。グラフ中央の山になっている部分は、在室者がおり、従って、ＣＯ_２が発生されている時間帯である。一方、その両側の部分（図中のａ及びｂ）は、在室者がいない夜間や早朝の時間帯である。従って、このａ又はｂの時間帯で測定された濃度をＣ_Ｏにすることができ、演算部１２が、このａ又はｂの時間帯の濃度測定部１１から通知される測定結果によりＣ_Ｏを設定するようにしてもよい。なお、ａ又はｂのように在室者がいない時間帯であるとの判断は、前記設置後、濃度測定部１１から所定時間（例えば、１５秒）間隔で測定値が通知されるので、それらの値が、所定の低い値以下で推移している場合に当該時間帯であると判断することができる。また、在室者がいない時間帯が絶対時刻として、例えば、午後１１時から午前５時までのように、予め設定されていてもよい。

また、部屋２の外部に取り付けられたＣＯ_２センサの測定値を受信してＣ_Ｏの値を設定するようにしてもよい。

次に、換気量推定装置１の演算部１２は、在室人数ｎが既知となる時間帯（期間）の決定を行う（ステップＳ２）。上記（３）式において、時間ｔの開始時刻における室内ＣＯ_２濃度Ｃ_Ｓ及び終了時刻の室内ＣＯ_２濃度Ｃは、上述の通り、濃度測定部１１からの定期的な測定値の通知により値を知ることができ、また、上述の通り、部屋の容量Ｖ、一人当たりのＣＯ_２発生量ｋ、及び外部のＣＯ_２濃度Ｃ_Ｏの各値は設定されているので、この時点で、値が未知なパラメータは在室人数ｎと換気量Ｑである。

そこで、部屋２の在室人数ｎがわかる時間帯においては、上記（３）式において換気量Ｑのみが未知となり、すなわち、かかる時間帯の測定されたＣＯ_２濃度を（３）式に適用することにより換気量Ｑを算出することができる。

当該時間帯の決定は、様々な方法で行うことができるが、まず、ユーザがその時間帯を入力する方法がある。この場合、ユーザは部屋２の在室人数を把握して、その人数であった時間帯とその人数の情報を操作部１３又は環境情報サーバ３から入力し、演算部１２は入力されたこれらの情報により上記決定を行う。

また、部屋２の最終退出者が退出した後は在室人数が０になり、また、最初の入室者が入室した後は在室人数が１となるので、そのような時間帯をとらえて上記時間帯の決定を行ってもよい。前述した図５に示すようなＣＯ_２濃度の変化であった場合、上記最終退出者が退出した後在室者が０になる時間帯は、図５のＴ２に示す時間帯に相当し、また、上記最初の入室者が入室した後在室人数が１となる時間帯は、図５のＴ１に示す時間帯に相当する。従って、随時通知される前記濃度測定部１１からの測定値に基づいて、演算部１２が、このような変化を示す部分を抽出し上記時間帯を決定することもできる。すなわち、通知されるＣＯ_２濃度測定値が、設定されているＣ_Ｏの値近辺から上昇する時間帯、または、Ｃ_Ｏの値近辺へ下降する時間帯を抽出して上記決定を行うことができる。

また、最終退出者が退出したことは、当該部屋２の電燈が消されるなど他の行為によっても把握可能であるので、当該行為がなされたことを、例えば、電燈が消されたことを、信号として受信可能であれば、演算部１２が当該信号を受信した時刻を在室者が０になった時刻と判断して上記時間帯の決定を行うこともできる。また、最初の入室者が入室したことを把握して行う場合にも、同様に行うことができる。

次に、演算部１２は、上記決定した時間帯において換気量Ｑを算出し、当該部屋２の換気量Ｑを推定する（ステップＳ３）。上述の通り、在室人数が分かっている時間帯においては上記（３）式で換気量Ｑのみが未知数になるので、演算部１２は、濃度測定部１１が測定したＣＯ_２濃度値を通知してくるタイミングで（例えば、１５秒毎に）、上記（３）式を用いて換気量Ｑを算出する。具体的には、濃度測定部１１からの通知間隔（例えば、１５秒）を時間ｔとして、その時間ｔの終了時点で通知されたＣＯ_２濃度値をＣの値とし、その一つ前に通知された、すなわち、その時間ｔの開始時点で通知されたＣＯ_２濃度値をＣ_Ｓの値としてその時間ｔにおけるＱを求める。

演算部１２は、この各時間ｔにおけるＱの算出を、前記決定した時間帯について繰り返し実行し、それら算出されたＱの平均値を求め、その求められた平均値を当該部屋２の換気量とする。なお、前記在室人数ｎが既知の時間帯は、一つにする必要はなく、また、ｎが異なる時間帯を用いてもよい。例えば、ユーザが、一定期間、部屋２を監視し、在室人数が変わる度に在室人数ｎを換気量推定装置１に入力しておき、当該一定期間を上記決定した時間帯として、この一定期間から換気量Ｑを求めるようにすることができる。

次に、換気量推定装置１は、前記推定された換気量Ｑを用いて在室人数ｎの推定を開始する。具体的には、演算部１２は、まず、前記平均値として求めた換気量Ｑを前記（３）式におけるＱの値に設定する。これにより、前記ステップＳ１で設定されたパラメータ値とあわせ、前記（３）式において、未知数はＣ、Ｃ_Ｓ、ｔ、及びと在室人数ｎとなる。ここで、ｔを前述した濃度測定部１１からの測定結果の通知間隔（例えば、１５秒）とし、従って、その間隔の前後で通知されるＣＯ_２濃度値がＣ_Ｓ及びＣとなる。よって、前記（３）式において未知数は在室人数ｎだけとなり、演算部１２は、上記通知間隔毎に前記（３）式に通知されるＣＯ_２濃度値を適用して在室人数ｎを算出する（ステップＳ４）。

当該処理により、上記通知間隔毎に在室人数ｎが求められ、この処理が順次継続されて行われるが、上記通知間隔が例えば１５秒と短い場合には、複数の上記通知間隔における在室人数ｎを、個々の通知間隔で求めたｎの平均値として求め、その値を在室人数ｎとする。

このようにして部屋２の在室人数ｎが推定されると、換気量推定装置１は、前記推定した換気量Ｑと在室人数ｎの出力を行う（ステップＳ５）。具体的には、前述したように、ネットワーク４を介して環境情報サーバ３へ、換気量Ｑ、在室人数ｎ及びＣＯ_２濃度の測定値を送信する。また、必要に応じて操作部１３の表示パネル１３１にこれらの値を表示する。なお、これらの各値の出力タイミングは、任意に設定することができ、例えば、換気量Ｑは前記推定が完了した時点で出力するようにすることができる。

以上のようにして、本換気量推定装置１における換気量及び在室人数の推定処理が行われるが、換気量Ｑの推定処理は、上記在室人数の推定処理が開始された後も、適宜、値の見直しのために実行されてよい。部屋の換気量は、空調設備や部屋内の構成が同じであっても温度や湿度などによって多少変化するものであり、より正確な在室人数の推定を行うためには、季節毎など適宜換気量Ｑの見直しを行うことが望ましい。

このようにして、各部屋２の換気量推定装置１における推定結果等が環境情報サーバ３へ送信されると、これらの情報が利用可能に保持され、各部屋２の空調制御などに利用される。例えば、各部屋２の在室人数が把握されるので、複数の部屋全体として最適な空調制御を行う場合などに有効に利用される。

次に、本換気量推定装置１を用いた推定の検証結果について説明する。図６は、検証実験で用いた部屋のＣＯ_２濃度の測定値と本換気量推定装置１で用いた推定式によるＣＯ_２濃度値を時系列に示したグラフである。図６において幅のある線で示されるＣＯ_２計測濃度はＣＯ_２濃度の測定値であり、値に幅があるのはＣＯ_２センサの測定誤差を含めて表現しているからである。

一方、図６においてＣＯ_２推定濃度の線は、上記（３）式により、所定の時間間隔ｔでＣＯ_２濃度Ｃを求めてプロットしたものである。ここで、図６の人数は、上記部屋の実際の在室人数ｎである。上記ＣＯ_２推定濃度は、上記（３）式に、Ｃを求める期間のｎと、既知数である外部のＣＯ_２濃度Ｃ_Ｏ、部屋の容量はＶ、及び一人当たりのＣＯ_２発生量ｋと、前期間のＣＯ_２濃度Ｃ_Ｓと、予め想定した換気量Ｑを適用して求めたものである。ここで、換気量Ｑは、ＣＯ_２計測濃度とＣＯ_２推定濃度の値の水準が概ね合うように設定されたものであり、当該実験の時間帯において一定の値を用いた。

図６から分かるように、ＣＯ_２推定濃度は、実験した時間帯のどの時間においてもほぼＣＯ_２計測濃度と一致しており、具体的には、ＣＯ_２推定濃度の８３．３％が、誤差範囲を考慮したＣＯ_２計測濃度の線内に収まった。この結果は、在室人数ｎが異なる各時間帯において換気量Ｑの設定が正しいことを示しており、当該実験から、在室人数ｎに関わらず換気量Ｑの値を概ね一定として扱える、ということが言える。従って、上記図４のステップＳ３による換気量Ｑの推定、すなわち、所定のｎ値におけるＱをその部屋２の換気量とすることは、妥当であるといえる。言い換えれば、上記換気量Ｑの推定方法は精度が良いと言える。

なお、図６において、ＣＯ_２計測濃度は２０００ｐｐｍ以上の値を取っておらず、１８時前後において平らなグラフ形状になっているが、これは当該実験で用いたセンサの測定限界が２０００ｐｐｍであることによるものであり、測定限界の高い他のセンサを用いることにより、より正確な計測を行うことができる。そして、その場合には、ＣＯ_２推定濃度は、ＣＯ_２計測濃度とより一致する可能性が高いと考えられる。

次に、図７は、検証実験で用いた部屋の実際の在室人数と本換気量推定装置１による在室人数の推定結果とをプロットしたグラフである。図７の（Ａ）及び（Ｂ）の両グラフにおいて、太線で示される計測値は実際の在室人数であり、細線で示される推定値は推定結果である。（Ａ）及び（Ｂ）の両グラフは、前述した平均値として求めるｎの、平均を取る期間を変えたものである。

両グラフから明らかなように、推定結果は実際の値と良く一致しており、本換気量推定装置１による推定の精度が高いことが分かる。

なお、上述の本実施の形態例では、環境情報取得システム１００として複数の換気量推定装置１が設置されて環境情報サーバ３とネットワーク４で接続される構成としたが、換気量推定装置１を単独で用いるようにしても良い。この場合には、上述した推定結果及び測定結果は表示パネル１３１に出力するようにすることができる。

また、上述の本実施の形態例では、換気量及び在室人数の推定処理を各換気量推定装置１で行う構成としたが、当該推定処理を環境情報サーバ３で一括して行うようにしてもよい。この場合、各換気量推定装置１は、測定したＣＯ_２濃度値を環境情報サーバ３へ適宜送信するようにする。

また、本実施の形態例では、室内の汚染質をＣＯ_２としたが、他の物質の濃度を用いて同様の換気量推定を行うことができる。この場合には、上記（２）が利用される。例えば、室内に発生する化学物質の発生量が概ね一定であれば、その化学物質の濃度センサによる測定値を用いて換気量を算出することが可能である。また、ＣＯ_２の代わりにＯ_２を用いて、同様の換気量及び在室人数の推定を行うことも可能である。この場合には、濃度測定部１１としてＯ_２濃度センサを用い、上記（３）式における一人当たりのＣＯ_２発生量ｋを、一人当たりのＯ_２吸収量（消費量）として、このパラメータに負の値を与えるようにする。

また、本実施の形態例による換気量推定装置１が推定した換気量を、在室人数の推定だけでなく他の目的に利用することもできる。例えば、室内の有害ガス濃度が高くなった場合に、その有害ガスの発生源を遮断後、許容される濃度になるまでの時間は、上記（２）式において、換気量Ｑを推定された値とし、発生量Ｍを０とし、その時点のガス濃度をＣ_Ｓとし、さらに、許容される濃度値をＣとして、時間ｔを求めることで推定することが可能である。同様に、粉塵の濃度が測定可能であれば、粉塵についても濃度が所定値以下になるまでの時間を推定することができる。

以上説明したように、本実施の形態例による換気量推定装置１では、室内の汚染質濃度の変化から上述した推定式を用いて精度の高い換気量の推定を行うことが可能である。また、そのために、濃度計とマイクロコンピュータを備えた小型の装置を対象とする室内に設置すればよく、容易かつ安価に換気量の推定を行うことができる。さらに、当該推定を行うために必要なパラメータ（Ｃ_Ｏ、ｎ）値が自らが備えた濃度計の測定結果に基づいて自動的に設定され得るので、この点においても容易に推定処理を行うことができる。

更に、本換気量推定装置１では、上記推定した換気量を用いて上記推定式により精度の高い在室人数の推定を行うことができる。この場合にも、濃度計による測定値があればよく、容易に在室人数の推定が可能である。また、季節毎などに換気量の推定をし直すことにより、より精度の高い在室人数の推定を行うことができる。

また、本実施の形態例による環境情報取得システム１００のようにして、本換気量推定装置１により複数の部屋において取得された換気量、在室人数等の情報を、サーバに収集して保持することにより、推定した換気量等の情報を複数の部屋全体を最適に制御するための空調制御装置等において有効に活用することができる。

本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

本発明を適用した換気量推定装置を使用した環境情報取得システムの本実施の形態例に係る構成図である。 換気量推定装置１の本実施の形態例に係る構成図である。 部屋の汚染質濃度と換気量の関係を説明するための図である。 換気量推定装置１による推定処理の手順を例示したフローチャートである。 濃度測定部１１の測定結果の一例を示した図である。 検証実験で用いた部屋のＣＯ_２濃度の測定値と本換気量推定装置１で用いた推定式によるＣＯ_２濃度値を時系列に示したグラフである。 検証実験で用いた部屋の実際の在室人数と本換気量推定装置１による在室人数の推定結果とをプロットしたグラフである。

符号の説明

１ 換気量推定装置、 ２ 部屋、 ３ 環境情報サーバ、 ４ ネットワーク、 １１ 濃度測定部（汚染質濃度測定手段）、 １２ 演算部（演算手段）、 １３ 操作部、 １４ Ｉ／Ｆ部、 １００ 環境情報取得システム、 １２１ ＣＰＵ、 １２２ ＲＯＭ、 １２３ ＲＡＭ、 １３１ 表示パネル、 １３２ 操作ボタン

Claims (5)

1. 所定の閉空間における換気量を推定する換気量推定装置であって、
   前記所定の閉空間内に設置され、所定の汚染質の濃度を測定する汚染質濃度測定手段と、
   第一時刻の閉空間における汚染質の濃度を、当該閉空間における換気量を考慮した、前記第一時刻よりも前の第二時刻における前記汚染質の濃度からの影響と前記閉空間における前記汚染質の発生からの影響、に基づいて表す関係式に、前記所定の汚染質の発生量が既知の時間帯において前記汚染質濃度測定手段によって測定された異なる２時刻における前記所定の汚染質の濃度を、前記第一時刻と前記第二時刻の濃度として代入して、前記換気量を求める演算手段とを有し、
   前記演算手段は、前記汚染質の発生量が既知の時間帯を、前記汚染質濃度測定手段によって測定される前記所定の汚染質の濃度の変化に基づいて決定する
   ことを特徴とする換気量推定装置。
2. 請求項１において、
   前記演算手段は、前記換気量を複数の異なる期間について求め、求めた複数の前記換気量の平均値を前記所定の閉空間における換気量とする
   ことを特徴とする換気量推定装置。
3. 請求項１あるいは２において、
   前記所定の汚染質は、二酸化炭素であり、
   前記所定の汚染質の発生源は、前記所定の閉空間に存在する人である
   ことを特徴とする換気量推定装置。
4. 請求項３において、
   前記演算手段は、更に、前記関係式に、前記求めた換気量を適用すると共に、前記汚染質濃度測定手段によって測定された異なる２時刻における前記所定の汚染質の濃度を、前記第一時刻と前記第二時刻の濃度として代入して、前記所定の閉空間に存在する人の数を求める
   ことを特徴とする換気量推定装置。
5. 所定の閉空間における換気量を推定する換気量推定方法であって、
   前記所定の閉空間内に設置される汚染質濃度測定手段により、所定の汚染質の濃度を測定するステップと、
   第一時刻の閉空間における汚染質の濃度を、当該閉空間における換気量を考慮した、前記第一時刻よりも前の第二時刻における前記汚染質の濃度からの影響と前記閉空間における前記汚染質の発生からの影響、に基づいて表す関係式に、前記所定の汚染質の発生量が既知の時間帯において前記汚染質濃度測定手段によって測定された異なる２時刻における前記所定の汚染質の濃度を、前記第一時刻と前記第二時刻の濃度として代入して、前記換気量を求めるステップと
   前記汚染質の発生量が既知の時間帯を、前記汚染質濃度測定手段によって測定される前記所定の汚染質の濃度の変化に基づいて決定するステップとを有する
   ことを特徴とする換気量推定方法。