JP7301011B2 - 換気装置および換気制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、室内の換気を行う換気装置および換気制御方法に関する。

特許文献１には、室内のＣＯ₂ガスを検出するＣＯ₂センサを備え、室内のＣＯ₂濃度に基づいて熱交換型換気装置の風量を制御する空調用換気装置が開示されている。

従来の空調用換気装置において、室内のＣＯ₂濃度に基づいて換気を行う理由は下記の２つである。第１の理由は、高濃度のＣＯ₂は人体に有害であるため、室内のＣＯ₂濃度を人体に有害とならない濃度に管理することである。第２の理由は、人の活動量に比例して発生する有害物質はＣＯ₂以外にも存在するが、他の有害物質の検出は容易ではないため、検出が比較的容易なＣＯ₂濃度で人の活動量に比例して発生する有害物質を代表して検出することである。特許文献１に記載の空調用換気装置では、ＣＯ₂センサによる室内のＣＯ₂濃度情報を用いて空調用換気装置の換気風量が制御されることによって、最適な換気量での運転が可能となり、事務所などでは快適な空気環境を得ることができる。

特開２０１４－９５５３２号公報

ところで、学校での換気は窓開け換気が主体であり、換気装置による機械換気は空調機が使用される夏および冬に限定されることが多いため、学校では、換気装置への設備費用投資はされにくい。また、学校では教室ごとで換気設計がなされている。そのため、特許文献１に記載の技術を用いて、学校でＣＯ₂センサによって検出されたＣＯ₂濃度に基づく換気自動制御を実施する場合には、教室ごとにＣＯ₂センサを導入しなければならず、イニシャルコストが高くなるという問題があった。また、学校における室内の換気設計は、室内の在室率が１００％の状態において、室内のＣＯ₂濃度が目標ＣＯ₂濃度以下となるようになされている。学校の各教室に在室する人数である在室者数は学年毎に異なり、また、毎年クラス変えによって各教室の在室者数が変わる。そのため、教室の在室者数が換気設計で想定された人数よりも少ない場合には、過剰換気となる。過剰換気を行うことは空調負荷の増大となり、省エネルギ上好ましくないという問題もあった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ＣＯ₂センサがなく、時期によって室内の人数が変動する環境下においても、人の活動量に対応した換気風量で運転することができる換気装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の換気装置は、給気用送風機と、排気用送風機と、リモートコントローラと、制御部と、を備える。給気用送風機は、外気を吸込み室内に給気する。排気用送風機は、室内の空気を吸い込み外部へ排気する。リモートコントローラは、室内の人数である在室者数、室内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量、室内の目標ＣＯ₂濃度および外気ＣＯ ₂ 濃度を含む管理情報を入力可能である。制御部は、リモートコントローラからの管理情報に基づいて、給気用送風機および排気用送風機を制御する。室内の目標ＣＯ _２ 濃度は、外気ＣＯ ₂ 濃度よりも高い。リモートコントローラは、外気ＣＯ ₂ 濃度の入力時に、換気対象となる室の周囲の環境におけるＣＯ ₂ 濃度の分類を示す選択項目を表示する。制御部は、リモートコントローラからの管理情報に基づいて、制御開始時の室内のＣＯ ₂ 濃度をリモートコントローラによって入力された管理情報の外気ＣＯ ₂ 濃度とし、室内が目標ＣＯ ₂ 濃度となる室内において必要な換気風量である室内必要換気風量を算出し、室内必要換気風量となるように給気用送風機および排気用送風機を制御する。

本開示によれば、ＣＯ₂センサがなく、時期によって室内の人数が変動する環境下においても、人の活動量に対応した換気風量で運転することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる換気装置の構成を簡略化して示す模式図 実施の形態１による室内のＣＯ₂濃度と換気風量との関係の一例を示す図 リモートコントローラで設定可能な管理情報の一例を示す図 実施の形態１にかかる換気装置に備えられる制御部のハードウェア構成の一例を模式的に示すブロック図 実施の形態１による換気制御方法の手順の一例を示すフローチャート 実施の形態３による室内のＣＯ₂濃度と換気風量との関係の一例を示す図 リモートコントローラで設定可能な管理情報の一例を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる換気装置および換気制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる換気装置の構成を簡略化して示す模式図である。なお、符号ＯＡは外気（Outdoor Air）、符号ＳＡは給気（Supply Air）、符号ＲＡは還気（Return Air）、符号ＥＡは排気（Exhaust Air）を示している。

換気装置１００は、本体１と、制御部１５と、リモートコントローラ１６と、を備える。本体１は、板金によって構成された直方体状を有する筐体１ａの内部に熱交換素子６を有する空気調和用の換気装置である熱交換型換気装置である。本体１は、天井面に吊りボルトにて天吊り状態で設置されている。以下では、換気装置１００は、学校の教室内に設けられるものとする。また、以下では、教室の内部は、室内と称される。

本体１は、前述の熱交換素子６の他に、筐体１ａに設けられた外気吸込口７と、給気吐出口８と、室内空気吸込口９と、排気吐出口１０と、を備える。本体１は、熱交換素子６を介して外気吸込口７と給気吐出口８とを結ぶ給気風路１１と、熱交換素子６を介して室内空気吸込口９と排気吐出口１０とを結ぶ排気風路１２と、を有する。

給気吐出口８および室内空気吸込口９はグリル形状となっている。給気吐出口８からは外気ＯＡからの給気流が直接吐出され、室内空気吸込口９からは室内からの排気流が直接吸込まれる。外気吸込口７および排気吐出口１０には屋外へと延びる図示しないダクトが接続される。接続されたダクトを通じて外気吸込口７からは屋外から外気ＯＡが吸込まれ、排気吐出口１０からは室内空気が吐出される。

本体１は、給気風路１１の入口端から出口端へ向かう空気の流れである給気流、すなわち外気吸込口７から給気吐出口８へ向かう給気流を生成する給気用送風機３を給気風路１１に備える。また、本体１は、排気風路１２の入口端から出口端へ向かう空気の流れである排気流、すなわち室内空気吸込口９から排気吐出口１０へ向かう排気流を生成する排気用送風機５を排気風路１２に備える。

給気風路１１は、外気ＯＡを室内へ給気するための風路であり、外気吸込口７と熱交換素子６との間に形成された外気熱交換前風路１１ａと、熱交換素子６と給気吐出口８との間に形成された外気熱交換後風路１１ｂと、熱交換素子６内の給気風路１１である素子内給気風路１１ｃと、を有している。排気風路１２は、室内空気である還気ＲＡを室外へ排気するための風路であり、室内空気吸込口９と熱交換素子６との間に形成された室内空気熱交換前風路１２ａと、熱交換素子６と排気吐出口１０との間に形成された室内空気熱交換後風路１２ｂと、熱交換素子６内の排気風路１２である素子内排気風路１２ｃと、を有している。この構成により、給気風路１１と排気風路１２とは、熱交換素子６において交差している。

外気熱交換後風路１１ｂと室内空気熱交換後風路１２ｂとは、熱交換素子６および仕切壁１９により仕切られている。外気熱交換前風路１１ａと室内空気熱交換前風路１２ａとは、熱交換素子６および仕切壁２０により仕切られている。外気熱交換前風路１１ａと室内空気熱交換後風路１２ｂとは、熱交換素子６および仕切壁１７により仕切られている。そして、外気熱交換後風路１１ｂと室内空気熱交換前風路１２ａとは、熱交換素子６および仕切壁１８により仕切られている。

給気用送風機３は、外気熱交換前風路１１ａ内で外気吸込口７と連結され、給気用送風機３を駆動するための給気用モータ２を内部に備えている。排気用送風機５は、室内空気熱交換後風路１２ｂ内で排気吐出口１０と連結され、排気用送風機５を駆動するための排気用モータ４を内部に備えている。給気用モータ２および排気用モータ４は、後述する制御部１５による制御に対応して回転速度を変化させることができる。給気用モータ２および排気用モータ４の一例は、ＤＣ（Direct Current）モータである。

給気風路１１には、給気エアフィルタ１３が、取り外し自在に外気熱交換前風路１１ａに設置されている。給気エアフィルタ１３は、外気ＯＡに含まれる塵埃の目詰まりによる熱交換素子６の性能低下を防止するために、熱交換素子６に吸い込まれる外気ＯＡの塵埃を取り除くエアフィルタである。給気エアフィルタ１３は、給気風路１１における熱交換素子６よりも上流側に設置されている。また、排気風路１２には、排気エアフィルタ１４が、取り外し自在に室内空気熱交換前風路１２ａに設置されている。排気エアフィルタ１４は、還気ＲＡに含まれる塵埃の目詰まりによる熱交換素子６の性能低下を防止するために、熱交換素子６に吸い込まれる還気ＲＡの塵埃を取り除くエアフィルタである。排気エアフィルタ１４は、排気風路１２における熱交換素子６よりも上流側に設置されている。

全熱交換器である熱交換素子６では、平板紙上に波板紙が接着されたコルゲートシートによる多層構造をなす平板状の給気風路である素子内給気風路１１ｃと、平板紙上に波板紙が接着されたコルゲートシートによる多層構造をなす平板状の排気風路である素子内排気風路１２ｃと、が互いに独立して形成されている。素子内給気風路１１ｃと素子内排気風路１２ｃとは、熱交換素子６において交差した状態に設けられている。これにより、熱交換素子６は、給気風路１１の素子内給気風路１１ｃを流れる空気と、排気風路１２の素子内排気風路１２ｃを流れる空気との間で熱および湿度を交換する全熱交換が可能となっている。実施の形態１においては、素子内給気風路１１ｃと素子内排気風路１２ｃとは、熱交換素子６において直交して設けられている。すなわち、熱交換素子６では、素子内給気風路１１ｃを流れる空気の進行方向と、素子内排気風路１２ｃを流れる空気の進行方向とは、直交している。

リモートコントローラ１６は、本体１の制御部１５と伝送線５０で接続され、室内に設置されている。伝送線５０は、有線でも無線でもよい。リモートコントローラ１６は、ユーザによって入力された内容を制御部１５に設定する。リモートコントローラ１６は、設定内容を表示する表示部を備える。

また、リモートコントローラ１６は、換気装置１００が設置される室内の在室者数に対応する換気風量である室内必要換気風量を算出するために必要な情報である管理情報の設定画面をユーザに提供する。実施の形態１では、換気装置１００は、ＣＯ₂センサおよび室内への人の出入りを検知する人検知センサを備えないため、制御部１５は、管理情報を用いて、室内必要換気風量を算出することになる。管理情報は、室内に存在する人数である在室者数と、室内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量と、室内の目標ＣＯ₂濃度と、外部のＣＯ₂濃度である外気ＣＯ₂濃度と、を含む。

制御部１５は、給気用送風機３および排気用送風機５と伝送線５０を介して接続され、給気用送風機３および排気用送風機５の運転を制御することによって、室内における換気運転を制御する。すなわち、制御部１５は、伝送線５０を介して給気用送風機３および排気用送風機５と通信可能とされており、給気用送風機３および排気用送風機５の風量を制御して換気風量を制御する。具体的には、制御部１５は、リモートコントローラ１６からの管理情報に基づいて、給気用送風機３および排気用送風機５の風量を制御する。制御部１５は、筐体１ａの外部においてメンテナンスを行い易い位置に配置されることが望ましい。

実施の形態１では、制御部１５は、リモートコントローラ１６から受けた管理情報に基づいて単位時間当たりに必要な室内の換気風量である室内必要換気風量を算出する。

ここで、室内必要換気風量の考え方について説明する。図２は、実施の形態１による室内のＣＯ₂濃度と換気風量との関係の一例を示す図である。ここでは、容積がＶ（ｍ³）の室２００内において、授業開始時のＣＯ₂濃度をＣ０（ｐｐｍ）とし、室２００内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量をＭ（ｍ³／時）とする。ｔ時間後の室２００内のＣＯ₂濃度である目標ＣＯ₂濃度をＣｔ（ｐｐｍ）としたときに、室２００内における必要な換気風量である室内必要換気風量をＱ（ｍ³／時）とすると、次式（１）が成り立つ。
Ｃｔ－Ｃ０＝Ｍ／Ｑ×１,０００,０００ ・・・（１）

（１）式を変形することによって、室内必要換気風量Ｑは、次式（２）で表される。
Ｑ＝Ｍ×１,０００,０００／（Ｃｔ－Ｃ０） ・・・（２）

計算にあたって、授業開始時の室２００内のＣＯ₂濃度Ｃ０は、十分に換気を行っていたと仮定すると、室２００の外部から入ってくる空気のＣＯ₂濃度、すなわち外気ＣＯ₂濃度と同濃度とすることができる。つまり、授業開始時の室２００内のＣＯ₂濃度Ｃ０は、外気ＣＯ₂濃度で代用される。また、室２００内には、人しか存在せず、室２００内のＣＯ₂の発生は一定、すなわち定常状態であるとする。単位時間当たりに１人が発生するＣＯ₂呼出量をｖ（ｍ³／時）とし、室２００内の在室者数をｎ（人）とすると、室２００内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量Ｍ（ｍ³／時）は、次式（３）で示される。
Ｍ＝ｎ×ｖ ・・・（３）

単位時間当たりに１人が発生するＣＯ₂呼出量ｖは、予め求められる量であり、年齢によって異なる値となる。一例では、学校環境衛生管理マニュアル「学校環境衛生基準の理論と実践」（［平成３０年度改定版］、文部科学省）によれば、単位時間当たりに１人が発生するＣＯ₂呼出量は、幼稚園児および小学生（低学年）では、０．０１１（ｍ³／時）であり、小学生（高学年）および中学生では、０．０１６（ｍ³／時）であり、高校生および大人では、０．０２２（ｍ³／時）である。

（３）式を（２）式に代入することによって、室内必要換気風量Ｑは、次式（４）によって表される。
Ｑ＝ｎ×ｖ×１,０００,０００／（Ｃｔ－Ｃ０） ・・・（４）

授業開始から１時間経過後において、学校の室２００内のＣＯ₂濃度基準値である１５００ｐｐｍを維持するために必要な換気風量は以下のとおりである。ここでは、例として、小学生（低学年）が４０人在室の室２００において、目標ＣＯ₂濃度をＣＯ₂濃度基準値である１５００ｐｐｍ以下に保持するための室内必要換気風量Ｑが算出される。すなわち、授業開始から１時間経過後において、室２００内で目標ＣＯ₂濃度である１５００ｐｐｍを維持することが条件とされる。そのため、１時間経過後の目標ＣＯ₂濃度Ｃｔ＝１５００ｐｐｍであり、授業開始時のＣＯ₂濃度Ｃ０＝４００ｐｐｍであるとする。

室内必要換気風量Ｑは、上記の条件を（４）式に代入することによって求めることができる。
Ｑ＝ｎ×ｖ×１,０００,０００／（Ｃｔ－Ｃ０）
＝４０×０．０１１×１，０００，０００／（１５００－４００）
＝４００（ｍ³／時）

つまり、容積Ｖ（ｍ³）の室２００では、４００ｍ³／時以上の室内必要換気風量Ｑで換気を行うことで室２００内の目標ＣＯ₂濃度である１５００ｐｐｍを維持することが可能である。

本体１の換気風量は、接続されているリモートコントローラ１６によって制御可能となっている。図３は、リモートコントローラで設定可能な管理情報の一例を示す図である。管理情報は、上記した（４）式を用いて、室内必要換気風量Ｑを算出するのに必要な項目を含む。ここでは、リモコン入力項目として、「在室者数」、「室内利用の学年［単位時間当たりに１人が発生するＣＯ₂呼出量］」、「室内目標ＣＯ₂濃度」および「外気ＣＯ₂濃度」を含む。「在室者数」は（４）式における変数ｎに対応し、「室内利用の学年［単位時間当たりに１人が発生するＣＯ₂呼出量］」は（４）式における変数ｖに対応する。「室内目標ＣＯ₂濃度」は（４）式における変数Ｃｔに対応し、「外気ＣＯ₂濃度」は（４）式における変数Ｃ０に対応する。リモートコントローラ１６の表示部には、リモコン入力項目に示される内容が一覧表示され、いずれかの項目が選択されることで、選択した項目の詳細を設定することが可能になる。

リモコン入力項目として「在室者数」が選択されると、リモートコントローラ１６の表示部には、「在室者数インプット：●●人」という入力内容が表示される。「●●」の部分がユーザによって入力可能な部分となる。

リモコン入力項目として「室内利用の学年［単位時間当たりに１人が発生するＣＯ₂呼出量］」が選択されると、リモートコントローラ１６の表示部には、選択項目がリスト表示される。選択項目は、在室者の分類を示すものである。選択項目の一例は、「高校生、大人」、「小学生（高学年）、中学生」、「幼稚園児、小学生（低学年）」および「任意入力」である。選択項目として「高校生、大人」、「小学生（高学年）、中学生」または「幼稚園児、小学生（低学年）」が選択された場合には、それぞれの項目において予め定められたＣＯ₂発生量が自動で設定されることになる。また、選択項目として「任意入力」が選択された場合には、「ＣＯ₂発生量インプット：●●ｍ³／時」という入力内容が表示される。「●●」の部分がユーザによって入力可能な部分となる。「任意入力」は、一例では、在室者が幅広い年齢層にわたって分布している場合に使用される。

リモコン入力項目として「室内目標ＣＯ₂濃度」が選択されると、リモートコントローラ１６の表示部には、選択項目がリスト表示される。選択項目は、換気対象となる室の分類を示すものである。選択項目の一例は、「学校基準」、「事務所基準」および「任意入力」である。選択項目として「学校基準」または「事務所基準」が選択された場合には、それぞれの環境に応じて予め定められた目標ＣＯ₂濃度が自動で設定されることになる。また、選択項目として「任意入力」が選択された場合には、「目標ＣＯ₂濃度インプット：●●ｐｐｍ」という入力内容が表示される。「●●」の部分がユーザによって入力可能な部分となる。「任意入力」は、一例では、換気装置１００が学校および事務所でない場所に設置される場合に使用される。

リモコン入力項目として「外気ＣＯ₂濃度」が選択されると、リモートコントローラ１６の表示部には、選択項目がリスト表示される。選択項目は、換気対象となる室の周囲の環境の分類を示すものである。選択項目の一例は、「通常環境」、「高濃度環境」および「任意入力」である。選択項目として「通常環境」または「高濃度環境」が選択された場合には、それぞれの環境に応じて予め定められた外気ＣＯ₂濃度が自動で設定されることになる。また、選択項目として「任意入力」が選択された場合には、「外気ＣＯ₂濃度インプット：●●ｐｐｍ」という入力内容が表示される。「●●」の部分がユーザによって入力可能な部分となる。「任意入力」は、一例では、外気ＣＯ₂濃度が分かっている場合に使用される。

図３に示される内容がリモートコントローラ１６でユーザによって選択またはマニュアル入力される。そして、その内容が管理情報として制御部１５へと送信される。

図３に示されるように、リモコン入力項目の項目には選択項目とその内容が表示されるようにしている。そのため、具体的な数値を知らないユーザであっても室内の対象者に応じて適切な内容を選択することができる。

また、それぞれの項目には任意の値を入力できる任意入力も可能になっているため、具体的数値を有しているユーザであれば、さらに正確に室内の対象者に応じた設定が可能となる。

制御部１５は、入力された管理情報の内容で（４）式に基づき、室内必要換気風量Ｑを計算する。なお、設定をさらに簡易的にしたい場合には計算精度は劣るが、外気ＣＯ₂濃度の入力画面を省き、予め定められたデフォルト値を用いる方法もある。外気ＣＯ₂濃度のデフォルト値の一例は、４００ｐｐｍである。

計算された室内必要換気風量Ｑでの運転は、リモートコントローラ１６における換気装置１００の運転風量を「自動モード」に選択することで実行される。そして、制御部１５が、室内必要換気風量Ｑで運転するように給気用送風機３および排気用送風機５を制御する。リモートコントローラ１６では、運転風量を「強モード」または「弱モード」など換気装置１００に予め定められた風量を選択することも可能であり、計算された室内必要換気風量Ｑではなく、換気装置１００で予め定められた風量で運転することもできる。例えば、換気装置１００が「自動モード」での運転中であり、計算された室内必要換気風量Ｑが予め定められた換気風量「強モード」より少ない場合で、工作の授業あるいは給食の時間で室内に臭いがこもった場合には、換気風量を「自動モード」から「強モード」へ手動で一時的に変更してもよい。これによって、外気の導入量が多くなり、「自動モード」で運転を継続した場合に比して早い時間で室内の空気の入れ替えが可能となる。すなわち、室内の臭いを除去することができる。

制御部１５は、処理回路として実現される。処理回路は専用のハードウェアであってもよいし、プロセッサを備える回路であってもよい。図４は、実施の形態１にかかる換気装置に備えられる制御部のハードウェア構成の一例を模式的に示すブロック図である。制御部１５は、プロセッサ１５１と、メモリ１５２と、を有する。プロセッサ１５１とメモリ１５２とは、バスライン１５３を介して接続される。制御部１５は、メモリ１５２に記憶されたプログラムをプロセッサ１５１が実行することによって実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、制御部１５の機能のうちの一部を専用のハードウェアである電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１５１およびメモリ１５２を用いて実現するようにしてもよい。制御部１５は、給気用送風機３および排気用送風機５を電気信号によって制御する。

つぎに、上記のような構成を有する換気装置１００における換気制御方法について説明する。図５は、実施の形態１による換気制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。ユーザがリモートコントローラ１６に、図３に示した管理情報の内容を選択または入力すると、リモートコントローラ１６は、選択または入力された管理情報の内容を制御部１５に設定する（ステップＳ１１）。管理情報には、室内の人数である在室者数、室内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量、ｔ時間後の室内の目標ＣＯ₂濃度および外気ＣＯ₂濃度を含む。

次いで、制御部１５は、管理情報と、（４）式と、を用いて室内必要換気風量Ｑを算出する（ステップＳ１２）。そして、制御部１５は、算出した室内必要換気風量Ｑで運転するように給気用送風機３および排気用送風機５を制御する（ステップＳ１３）。以上によって、処理が終了する。

実施の形態１では、リモートコントローラ１６に入力された室内の人数である在室者数、室内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量およびｔ時間後の室内の目標ＣＯ₂濃度を含む管理情報が、制御部１５に設定される。制御部１５は、管理情報と、（４）式と、を用いて室内必要換気風量Ｑを算出し、算出した室内必要換気風量Ｑとなるように、給気用送風機３および排気用送風機５を制御する。これによって、室内のＣＯ₂濃度を計測するＣＯ₂センサ、あるいは室内に在席する人の人数を検出する人検知センサを換気装置１００が備えていなくても、室内の在室者数に対応した適切な換気風量で運転を実現することができる換気装置１００を得ることができるという効果を有する。つまり、室内必要換気風量Ｑを計算するために必要な情報を入手するためのＣＯ₂センサおよび人検知センサが必要ない換気装置１００であり、センサレスによる換気装置１００自体コストおよび計装部材コスト、計装工事コストを抑えることができる。そのため、学校のように空調設備投資が難しい環境においても、安価なイニシャルコストで室内の環境に応じた適切な換気運用が可能な換気装置１００の提供が可能となる。

また、学校の教室における在室者数は学年毎に異なり、さらに毎年、クラス変えによって在室者数が変わる。学校の教室の換気設計は、室内の在室率が１００％の状態で、室内のＣＯ₂濃度が目標ＣＯ₂濃度以下となるようになされているので、在室者数が換気設計で想定された在室者数に比して少ない場合には、過剰換気による空調負荷が増大し、省エネルギの観点から問題がある。しかし、実施の形態１による換気装置１００を使用することによって、教室内の在室者数に応じた最適な換気風量で運転が可能になる。その結果、過剰換気による空調負荷を抑制した省エネルギが可能となる。

実施の形態２．
実施の形態２による換気装置１００の構成は、実施の形態１と同様である。ただし、制御部１５が、算出した室内必要換気風量Ｑが、換気装置１００の最大換気風量を超える結果となった場合に、リモートコントローラ１６の表示部にエラー表示を行う機能をさらに有する。

実施の形態２では、制御部１５が、算出した室内必要換気風量Ｑが、換気装置１００の最大換気風量を超える結果となった場合に、リモートコントローラ１６にエラー表示を行うようにした。これによって、設置されている換気装置１００で、入力された管理情報の内容では室内の目標ＣＯ₂濃度を達成できないことをユーザに伝達することができる。

実施の形態３．
実施の形態３による換気装置１００の構成は、実施の形態１と同様である。ただし、実施の形態３では、制御部１５は、室２００内に在室者の他にＣＯ₂を発生する発生源が存在する場合における室内必要換気風量Ｑを算出する。ここでは、ＣＯ₂の発生源が、暖房器具である場合を例に挙げる。

図６は、実施の形態３による室内のＣＯ₂濃度と換気風量との関係の一例を示す図である。図２と比較すると、室２００内で、暖房器具で発生するＣＯ₂量Ｌ（ｍ³／時）が追加されている。そのため、暖房器具で発生するＣＯ₂量Ｌを考慮すると、（２）式は次式（５）のように書き換えられる。
Ｑ＝(Ｍ＋Ｌ)×１,０００,０００／（Ｃｔ－Ｃ０）
＝(ｎ×ｖ＋Ｌ)×１,０００,０００／（Ｃｔ－Ｃ０） ・・・（５）

つまり、室２００内における在室者から発生したＣＯ₂量Ｍに加え、暖房器具から発生したＣＯ₂量Ｌを考慮して、室内必要換気風量Ｑが算出される。

図７は、リモートコントローラで設定可能な管理情報の一例を示す図である。図３と比較して、リモコン入力項目に「暖房器具ＣＯ₂発生量」が追加されている。リモコン入力項目として「暖房器具ＣＯ₂発生量」が選択されると、リモートコントローラ１６の表示部には、「ＣＯ₂発生量インプット：●●ｍ³／時」という入力内容が表示される。「●●」の部分がユーザによって入力可能な部分となる。すなわち、室２００内に存在する暖房器具の単位時間当たりのＣＯ₂発生量をユーザによって入力することができる。なお、「暖房器具ＣＯ₂発生量」は、マニュアル入力ではなく、予め定められた値を選択する方法でもよい。一例では、入力内容に、「暖房器具ＣＯ₂発生量」についての複数の予め定められた値がリスト形式で表示され、ユーザはリストの中から１つを選択するようにしてもよい。

暖房器具の使用によるＣＯ₂発生量（ｋｇ）は、燃焼効率に依存するが、例えば概算として、次式（６）、（７）のように求めることができる。
ガス：ＣＯ₂発生量（ｋｇ）＝使用量（ｍ³）×２．３ ・・・（６）
灯油：ＣＯ₂発生量（ｋｇ）＝購入量（リットル）×２．５ ・・・（７）

従って、リモートコントローラ１６におけるリモコン入力項目「暖房器具ＣＯ₂発生量」について以下に示す内容を有する入力画面をリモートコントローラ１６に表示させてもよい。
Ａ）暖房器具の使用燃料選択画面：ガス／灯油
Ｂ）暖房器具の燃料使用量（ｍ³／リットル）

この場合、ガスまたは灯油のどちらかを選択するＡの画面がリモートコントローラ１６の表示部に表示される。Ａの画面でガスまたは灯油を選択すると、１時間当たりの使用量の数値入力を行うＢの画面がリモートコントローラ１６の表示部に表示される。そして、制御部１５は、リモートコントローラ１６に入力された値と上記ＣＯ₂発生量を示す（６）式または（７）式とに基づいて暖房器具で発生するＣＯ₂量Ｌを計算する。なお、（６）式の係数２．３および（７）式の係数２．５はあくまでも例であり、多少異なる場合もある。また、１気圧、３５℃において、１ｋｇのＣＯ₂は、０．５７１ｍ³に相当するので、（６）式または（７）式で算出された値の単位を変換することができる。

また、暖房器具の性能には、暖房能力（Ｗ）または暖房能力（ｃａｌ）という指標が使用されるので、上記のＢの画面で、暖房器具の暖房能力（単位（Ｗ）または（ｃａｌ））を入力させるようにしてもよい。暖房器具の暖房能力の値と使用燃料の発生エネルギとから暖房器具の燃料使用量を計算してＣＯ₂発生量を求めてもよい。

使用燃料ごとの発生エネルギは、以下の通りである。
都市ガス：１ｍ³＝４６ＭＪ
ＬＰガス：１ｍ³＝１００ＭＪ
灯油：１リットル＝３７ＭＪ

また、単位の換算は、以下のとおりである。
単位換算：１ｋＷｈ＝１０００×６０×６０＝３６０００００Ｊ＝３．６ＭＪ

制御部１５は、以上のように暖房器具で発生するＣＯ₂量を求め、暖房器具で発生するＣＯ₂量、室内の人数である在室者数、室内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量、ｔ時間後の室内の目標ＣＯ₂濃度および外気ＣＯ₂濃度を含む管理情報と、（５）式と、を用いて室内必要換気風量Ｑを算出する。そして、制御部１５は、室内必要換気風量Ｑで運転するように給気用送風機３および排気用送風機５を制御する。

なお、実施の形態３による換気制御方法は、室内必要換気風量Ｑを求める前に、リモートコントローラ１６によって設定された内容にしたがって、暖房器具で発生するＣＯ₂量Ｌを求める点、および実施の形態１の場合の管理情報に暖房器具で発生するＣＯ₂量を加えて室内必要換気風量Ｑを求める点以外は、実施の形態１で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。また、実施の形態３に、実施の形態２を組み合わせてもよい。

実施の形態３では、リモートコントローラ１６で室内の人数である在室者数、室内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量、ｔ時間後の室内の目標ＣＯ₂濃度、外気ＣＯ₂濃度および暖房器具で発生するＣＯ₂量を含む管理情報を入力し、制御部１５に設定する。制御部１５は、管理情報と、（５）式と、を用いて室内必要換気風量Ｑを算出し、算出した室内必要換気風量Ｑとなるように、給気用送風機３および排気用送風機５を制御する。これによって、暖房器具が存在する場合でも、室２００内で発生するＣＯ₂量を見積もることができ、見積もり結果に基づいて、室２００内の換気を行うことができるという効果を有する。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 本体、１ａ 筐体、２ 給気用モータ、３ 給気用送風機、４ 排気用モータ、５ 排気用送風機、６ 熱交換素子、７ 外気吸込口、８ 給気吐出口、９ 室内空気吸込口、１０ 排気吐出口、１１ 給気風路、１１ａ 外気熱交換前風路、１１ｂ 外気熱交換後風路、１１ｃ 素子内給気風路、１２ 排気風路、１２ａ 室内空気熱交換前風路、１２ｂ 室内空気熱交換後風路、１２ｃ 素子内排気風路、１３ 給気エアフィルタ、１４ 排気エアフィルタ、１５ 制御部、１６ リモートコントローラ、１７，１８，１９，２０ 仕切壁、５０ 伝送線、１００ 換気装置。

Claims (8)

1. 外気を吸込み室内に給気する給気用送風機と、
   前記室内の空気を吸い込み外部へ排気する排気用送風機と、
   前記室内の人数である在室者数、前記室内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量、前記室内の目標ＣＯ₂濃度および外気ＣＯ ₂ 濃度を含む管理情報を入力可能なリモートコントローラと、
   前記リモートコントローラからの前記管理情報に基づいて、前記給気用送風機および前記排気用送風機を制御する制御部と、
   を備え、
   前記室内の前記目標ＣＯ _２ 濃度は、前記外気ＣＯ ₂ 濃度よりも高く、
   前記リモートコントローラは、前記外気ＣＯ ₂ 濃度の入力時に、換気対象となる前記室の周囲の環境におけるＣＯ ₂ 濃度の分類を示す選択項目を表示し、
   前記制御部は、前記リモートコントローラからの前記管理情報に基づいて、制御開始時の前記室内のＣＯ ₂ 濃度を前記リモートコントローラによって入力された前記管理情報の前記外気ＣＯ ₂ 濃度とし、前記室内が前記目標ＣＯ ₂ 濃度となる前記室内において必要な換気風量である室内必要換気風量を算出し、前記室内必要換気風量となるように前記給気用送風機および前記排気用送風機を制御することを特徴とする換気装置。
2. 前記制御部は、前記制御開始時の前記室内のＣＯ₂濃度をＣ０（ｐｐｍ）とし、前記目標ＣＯ₂濃度をＣｔ（ｐｐｍ）とし、前記在室者数をｎ（人）とし、単位時間当たりに１人が発生するＣＯ₂呼出量をｖ（ｍ³／時）としたときに、前記室内必要換気風量であるＱ（ｍ³／時）を次式（１）によって算出することを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
   Ｑ＝ｎ×ｖ×１,０００,０００／（Ｃｔ－Ｃ０） ・・・（１）
3. 前記管理情報は、前記室内に設けられる暖房器具に関する情報をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
4. 前記制御部は、前記制御開始時の前記室内のＣＯ₂濃度をＣ０（ｐｐｍ）とし、前記目標ＣＯ₂濃度をＣｔ（ｐｐｍ）とし、前記在室者数をｎ（人）とし、単位時間当たりに１人が発生するＣＯ₂呼出量をｖ（ｍ³／時）とし、前記暖房器具で発生するＣＯ₂量をＬとしたときに、前記室内必要換気風量であるＱ（ｍ³／時）を次式（２）によって算出することを特徴とする請求項３に記載の換気装置。
   Ｑ＝（ｎ×ｖ＋Ｌ）×１,０００,０００／（Ｃｔ－Ｃ０） ・・・（２）
5. 前記制御部は、算出した前記室内必要換気風量が、当該換気装置の運転可能な風量を超える場合に前記リモートコントローラにエラー表示を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の換気装置。
6. 前記リモートコントローラは、前記選択項目の表示の際に、通常の前記外気ＣＯ ₂ 濃度の環境であることを示す通常環境、および前記通常環境よりもＣＯ ₂ 濃度が高いことを示す高濃度環境を含む項目を選択可能とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の換気装置。
7. 外気を吸込み室内に給気する給気用送風機と、前記室内の空気を吸い込み外部へ排気する排気用送風機と、リモートコントローラと、制御部と、を備える換気装置を制御する換気制御方法であって、
   前記リモートコントローラは、前記室内の人数である在室者数、前記室内で単位時間当たりに発生するＣＯ₂量、前記室内の目標ＣＯ₂濃度および外気ＣＯ ₂ 濃度を含む管理情報を前記制御部に設定する設定工程と、
   前記制御部は、前記リモートコントローラからの前記管理情報に基づいて、制御開始時の前記室内のＣＯ _２ 濃度を前記リモートコントローラによって入力された前記管理情報の前記外気ＣＯ _２ 濃度とし、前記室内が前記目標ＣＯ₂濃度となる前記室内において必要な換気風量である室内必要換気風量を算出する算出工程と、
   前記制御部は、前記室内必要換気風量となるように前記給気用送風機および前記排気用送風機を制御する制御工程と、
   を含み、
   前記室内の前記目標ＣＯ _２ 濃度は、前記外気ＣＯ _２ 濃度よりも高く、
   前記設定工程では、前記リモートコントローラは、前記外気ＣＯ ₂ 濃度の入力時に、換気対象となる前記室の周囲の環境におけるＣＯ ₂ 濃度の分類を示す選択項目を表示することを特徴とする換気制御方法。
8. 前記管理情報は、前記室内に配置される暖房器具に関する情報をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の換気制御方法。

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