KR20120010110A - 송풍 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20120010110A
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가부시키가이샤 야마다케
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Abstract

본 발명은 미생물수의 여유 정도에 따라 공기 조절기나 송풍기의 공기 반송 동력을 절약하는 것을 목적으로 한다.
송풍 제어 장치는 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측부(1)와, 미생물수에 대하여 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리부(2)와, 미생물수에 대하여 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리부(3)와, 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 능력을 기억하는 미생물 저감 능력 기억부(4)와, 제1 평활화 처리부(2)의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제1 풍량 판단부(5)와, 제2 평활화 처리부(3)의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제2 풍량 판단부(6)와, 제1, 제2 풍량 판단부(5, 6)가 선택한 풍량에 기초하여 피제어 공간에의 풍량을 결정하는 풍량 결정부(7)로 구성된다.

Description

송풍 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING BLOW}
본 발명은 위생적인 것이 요구되는 식품 공장이나 의약품 공장 또는 병원 등에서, 피제어 공간에 존재하는 세균 등의 미생물을 저감시키는 공기 조절 시스템에 관한 것이며, 특히 피제어 공간에의 풍량을 제어하는 송풍 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
식품 공장이나 의약품 공장 또는 병원 등의 위생적인 시설에서는, 부유균 및 부착균이 사람이나 물건의 출입에 따라 실내에 침입할 가능성이 있고, 침입한 부유균 및 부착균이 실내의 벽면이나 장치 등에 부착하여 증식함으로써, 실내가 오염된다고 하는 문제가 있었다. 실내가 오염되면, 제품의 품질 악화로 이어지고, 또한 식품의 경우에는 식중독의 원인이 되어 문제가 된다.
종래, 이 문제의 대책으로서, 순환 공기 및 외기를 공기 정화 필터로 여과한 후 실내에 공급하는 방법을 많이 채용하였다.
또한, 다른 방법으로서, 순환 덕트와 급기 덕트 각각에 미생물 저감 수단으로서 자외선 조사 장치와 항균제 분무 장치를 설치하여, 공기 중의 균을 자외선 살균하고, 실내에 항균제를 살포하여 항균 분위기로 유지하도록 한 공기 조절 시스템이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2005-106296호 공보
상기와 같이 공기를 공기 정화 필터로 여과한 후 실내에 공급하는 환기를 실시하는 경우, 공기 조절기의 반송 동력을 소비하게 된다. 종래는 미생물의 확실한 제거를 우선하여, 충분히 여유가 있는 높은 풍량으로 설정하여 운용하였다. 이 경우, 실제로는 미생물이 충분히 적은 상황이어도, 높은 풍량으로 운용하게 되기 때문에, 실질적으로는 반송 동력의 낭비가 생기게 된다. 그러나, 미생물수의 변화는 계측 가능한 요인에 따라 증감하는 것이 아니기 때문에, 반송 동력을 절약하기 위해 풍량을 낮게 설정하는 것은 어렵다.
또한, 특허문헌 1에 개시된 공기 조절 시스템과 같이 미생물 저감 수단을 채용하는 경우라도, 송풍량의 설정에 있어서는, 반송 동력의 낭비를 인식하면서도, 미생물의 확실한 제거를 우선하여 높게 설정하는 것은 피할 수 없다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 미생물 저감 수단을 구비한 공기 조절 시스템에 있어서, 미생물수의 여유 정도에 따라, 환기를 위한 공기 조절기나 균 저감 장치를 위한 송풍기 등의 공기 반송 동력을 절약할 수 있는 송풍 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 송풍 제어 장치는 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측 수단과, 상기 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리 수단과, 상기 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리 수단과, 상기 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억 수단과, 이 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제1 평활화 처리 수단의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제1 풍량 판단 수단과, 상기 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제2 평활화 처리 수단의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제2 풍량 판단 수단과, 상기 제1 풍량 판단 수단이 선택한 풍량과 상기 제2 풍량 판단 수단이 선택한 풍량에 기초하여 상기 피제어 공간에의 풍량을 결정하는 풍량 결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 송풍 제어 장치는 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측 수단과, 상기 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리 수단과, 상기 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리 수단과, 상기 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억 수단과, 상기 제1 평활화 처리 수단의 처리 결과로부터 미생물수가 상한(上限) 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제1 도달 시간 추정 수단과, 상기 제2 평활화 처리 수단의 처리 결과로부터 미생물수가 상한 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제2 도달 시간 추정 수단과, 상기 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제1 도달 시간 추정 수단이 추정한 시간과 상기 제2 도달 시간 추정 수단이 추정한 시간으로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하고, 선택한 풍량을 상기 피제어 공간에의 풍량으로 하는 풍량 결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 송풍 제어 장치의 일 구성예에 있어서, 상기 미생물 저감 능력은 상기 피제어 공간의 미생물수를 상한 미생물수로부터 정해진 비율로 감소시킬 때까지의 소요 시간으로 나타나는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 송풍 제어 방법은 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측 단계와, 상기 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리 단계와, 상기 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리 단계와, 상기 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제1 평활화 처리 단계의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제1 풍량 판단 단계와, 상기 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제2 평활화 처리 단계의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제2 풍량 판단 단계와, 상기 제1 풍량 판단 단계에서 선택한 풍량과 상기 제2 풍량 판단 단계에서 선택한 풍량에 기초하여 상기 피제어 공간에의 풍량을 결정하는 풍량 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 송풍 제어 방법은 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측 단계와, 상기 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리 단계와, 상기 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리 단계와, 상기 제1 평활화 처리 단계의 처리 결과로부터 미생물수가 상한 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제1 도달 시간 추정 단계와, 상기 제2 평활화 처리 단계의 처리 결과로부터 미생물수가 상한 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제2 도달 시간 추정 단계와, 상기 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제1 도달 시간 추정 단계에서 추정한 시간과 상기 제2 도달 시간 추정 단계에서 추정한 시간으로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하고, 선택한 풍량을 상기 피제어 공간에의 풍량으로 하는 풍량 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상이한 평활화 시간 지표에 따른 평활화 처리에 기초하여, 실질적으로 복수의 판단을 행하게 되기 때문에, 미생물수의 변화 속도의 변동을 고려하여 풍량을 결정할 수 있고, 미생물수의 여유 정도에 따라, 공기 조절기나 송풍기의 공기 반송 동력의 절약을 안전하게 실시할 수 있다. 본 발명에서는, 항상 최대 풍량이 선택되는 공기 반송 동력의 낭비도 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 송풍 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 송풍 제어 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 있어서 미생물 저감 능력 기억부에 기억된 정보의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 송풍 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 송풍 제어 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에서의 미생물수 실측치와 평활 처리 결과의 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에서의 도달 예측 시간의 산출예를 도시하는 도면이다.
[발명의 원리]
본 발명에서는, 미국 바이오비질런트 시스템즈(BioVigilant Systems)사가 개발한 실시간 세균 검출기(하세가와 노리오 외, 「기중 미생물 실시간 검출 기술과 그 응용」, 주식회사 야마타케, azbil Technical Review 2009년 12월호, p.2-7, 2009년)를 실내에 배치하여, 미생물수를 계측한다. 미생물수는 계절, 온도, 습도, 공간 내의 재실자 수 등에 의해 랜덤으로 변화한다.
본 발명에서 실행하는 것은 공기 조절기의 환기 송풍 제어나 송풍기의 송풍 제어이기 때문에, 모델 예측 제어의 개념을 채용해, 미생물수의 증가를 예측하여 환기나 균 저감이 지연되지 않도록 판단하는 것을 생각할 수 있다. 단, 미생물수에 대해서는 모델 예측을 위한 모델 작성이 어렵고, 특히 어려운 것은 미생물수의 변화 속도의 범위를 좁히는 것이다.
그래서, 본 발명에서는, 송풍 제어의 풍량을, 에너지 절약 모드를 포함하는 적어도 2단계로 나눈다. 그리고, 각 풍량에서의 미생물 저감 능력을 미리 조사하여 등록해 둔다. 예컨대, 풍량 Am3/min에서는, N개/m3min의 저감 능력이라는 수치화된 것이 된다.
다음에, 미생물수의 계측 데이터를 평활화하는 방법을 채용하는 것이지만, 복수의 상이한 평활화 시간 지표(평활화 처리가 1차 지연 필터 처리이면 시상수)로 나눠 처리한다. 이 때, 미생물수의 변화 속도의 변동을 고려하여, 평활화 시간 지표를 설정한다. 예컨대, 미생물수가 최고속으로 변화하는 경우에 균 저감을 추종할 수 있도록 과거의 데이터로부터 정해진 평활화 시간 지표와, 미생물수가 통계적으로 신뢰도가 높은 느린 속도로 변화하는 경우에 균 저감을 추종할 수 있도록 과거의 데이터로부터 정해진 평활화 시간 지표로 나눈다.
그리고, 미생물 저감 능력이, 미생물수의 변화 속도의 변동을 고려한 복수의 평활화 처리의 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는지에 기초하여, 송풍 제어의 풍량을 증감시키면, 불필요하게 지나친 공기 반송 동력을 절약하는 것이 가능하게 된다.
[제1 실시형태]
다음에, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 실시형태는 세균 등의 미생물을 완전히 제로로 하는 공간에서 사용되는 것이 아니라, 통상은 그 공간에 인접 또는 연속하는 주변 공간에서 사용된다. 즉, 의약품 공장 등에서 완전 무균화 공간을 만들기 위해서는, 주변에 준무균화 공간이 필요한 까닭에, 이하의 실시형태는 그와 같은 준무균화 공간이 적용 대상이라고 생각하는 것이 바람직하다. 이러한 준무균화 공간에서는, 전술한 바와 같이, 사람이나 물건의 출입 등에 따라 실내의 미생물수가 증가할 수 있다. 그러나, 출입하는 사람이나 물건의 양에 정비례하여 미생물수가 증가하는 것은 아니기 때문에, 미생물수를 계측하지 않고 미생물수를 파악하는 것은 어렵다. 이하의 실시형태에서는, 미생물 저감 수단으로서, 환기를 여과하는 공기 정화 필터를 이용하는 것으로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 송풍 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 송풍 제어 장치는 피제어 공간의 미생물수를 실시간으로 계측하는 미생물수 계측부(1)와, 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리부(2)와, 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리부(3)와, 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억부(4)와, 미생물 저감 능력 기억부(4)를 참조하여, 제1 평활화 처리부(2)의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제1 풍량 판단부(5)와, 미생물 저감 능력 기억부(4)를 참조하여, 제2 평활화 처리부(3)의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제2 풍량 판단부(6)와, 제1 풍량 판단부(5)가 선택한 풍량과 제2 풍량 판단부(6)가 선택한 풍량에 기초하여 피제어 공간에의 풍량을 결정하는 풍량 결정부(7)로 구성된다.
도 2는 본 실시형태의 송풍 제어 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다. 미생물 저감 능력 기억부(4)에는, 공기 정화 필터로 여과하는 환기에서의 공기 조절기의 송풍 제어의 풍량(Vi)[m3/min]과, 풍량(Vi)에 대응하는 미생물 저감 능력으로서, 상한 미생물수(NU)로부터 미생물수를 반감시킬 때까지의 소요 시간(Si)[min]이 미리 조사되어 기억되어 있다. 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억된 정보의 일례를 도 3에 도시한다. 풍량이 적을수록 반송 동력의 소비가 적어, 에너지는 절약되지만, 미생물수를 반감시키는 능력은 낮아진다.
미생물수 계측부(1)는 공기 조절기나 송풍기에 의해 환기가 이루어지는 피제어 공간(상기한 준무균화 공간)에서의 특정 타이밍(Tj)에서 검출되는 단위 용적 및 단위 시간(예컨대 1분)당 미생물수를 Nj[개/m3]로서 계측한다(도 2의 단계 S100). 미생물수 계측부(1)로서는, 실시간 세균 검출기를 이용할 수 있다. 미생물수 계측부(1)가 계측 대상으로 하는 공기는, 예컨대 준무균화 공간 내의 대표적인 위치의 공기이다.
제1 평활화 처리부(2)는 미생물수 계측부(1)가 계측한 미생물수(Nj)에 대하여, 제1 평활화 시간 지표(T1)에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행한다(단계 S101). 제1 평활화 시간 지표(T1)는 과거의 데이터로부터 상정되는 상황으로서 미생물수가 최고속으로 변화하는 경우에 변화의 검출을 추종할 수 있도록 미리 결정된 것이다. 즉, 위험한 증가 경향이며 현실적인 수치로서 인정할 수 있는 것을 확실하게 검출하는 것을 목적으로 한다. 여기서는, 제1 평활화 처리를 1차 지연 필터처리라 하고, 제1 평활화 시간 지표(T1)를 1차 지연 필터의 시상수 T1=41[min]로 한다. 이 T1=41[min]은 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간 S3=41[min]과 동일한 값이다. 제1 평활화 처리부(2)에 의한 처리 결과를 D1로 한다.
제2 평활화 처리부(3)는 미생물수 계측부(1)가 계측한 미생물수(Nj)에 대하여, 제2 평활화 시간 지표(T2)에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행한다(단계 S102). 제2 평활화 시간 지표(T2)는 과거의 데이터로부터 통계적으로 신뢰도가 높은 느린 속도로 미생물수가 변화하는 경우의 변화를 반영할 수 있도록 미리 결정된 것이다. 즉, 증가 경향의 한계점 등을 무심코 안전측으로 판단해 버리지 않도록 견실히 검출하는 것을 목적으로 한다. 여기서는, 제2 평활화 처리를 1차 지연 필터 처리라 하고, 제2 평활화 시간 지표(T2)를 1차 지연 필터의 시상수 T2=298[min]로 한다. 이 T2=298[min]은 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간 S1=298[min]과 동일한 값이다. 제2 평활화 처리부(3)에 의한 처리 결과를 D2로 한다.
제1 풍량 판단부(5)는 제1 평활화 처리를 실행한 결과(D1)의 변화율(ΔD1)을 산출한다(단계 S103). 제1 평활화 처리부(2)의 전회의 처리 결과를 D1OLD로 하면, 변화율(ΔD1)은 (D1-D1OLD)/단위 시간(예컨대 1분)에 의해 산출될 수 있다. 제1 풍량 판단부(5)는 단계 S103에서 산출한 변화율(ΔD1)이 전회 산출한 변화율에 비해 증가 경향일 때(단계 S104에서 YES), 이 변화율(ΔD1)이 계속된다고 가정하여, 미생물수가 상한 미생물수(NU)에 도달할 때까지의 시간(R1)을 산출한다(단계 S105). 현재의 미생물수를 나타내는 D1과 그 변화율(ΔD1)이 기지의 것이며, 시간(R1)을 산출할 수 있는 것은 물론이다.
제1 풍량 판단부(5)는 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간(Si) 중 α1×R1(α1은 정해진 설계 계수)보다 작은 소요 시간 중에서 최대가 되는 소요 시간에 대응하는 풍량(Vi_1)을 미생물 저감 능력 기억부(4)로부터 취득한다(단계 S106). 상기한 미생물 저감 능력은 상한 미생물수(NU)로부터 미생물수를 반감시킬 때까지의 소요 시간으로 부여되기 때문에, α1=1.0 정도로 설계해 두면, 충분히 문제없는 풍량이 선택되게 된다. 또한, 단계 S104에서 변화율(ΔD1)이 증가 경향이 아닌 경우는, 단계 S105, S106에 따른 풍량(Vi_1)의 갱신은 실행되지 않고, 최저 풍량이 선택되게 된다(단계 S107).
한편, 제2 풍량 판단부(6)는 제2 평활화 처리를 실행한 결과(D2)의 변화율(ΔD2)을 산출한다(단계 S108). 제2 평활화 처리부(3)의 전회의 처리 결과를 D2OLD로 하면, 변화율(ΔD2)은 (D2-D2OLD)/단위 시간(예컨대 1분)에 의해 산출될 수 있다. 제2 풍량 판단부(6)는 단계 S108에서 산출한 변화율(ΔD2)이 전회 산출한 변화율에 비해 증가 경향일 때(단계 S109에서 YES), 이 변화율(ΔD2)이 계속된다고 가정하여, 미생물수가 상한 미생물수(NU)에 도달할 때까지의 시간(R2)을 산출한다(단계 S110). 현재의 미생물수를 나타내는 D2와 그 변화율(ΔD2)이 기지의 것이면, 시간(R2)을 산출할 수 있는 것은 물론이다.
제2 풍량 판단부(6)는 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간(Si) 중 α2×R2(α2는 정해진 설계 계수)보다 작은 소요 시간 중에서 최대가 되는 소요 시간에 대응하는 풍량(Vi_2)을 미생물 저감 능력 기억부(4)로부터 취득하다(단계 S111). 상기한 미생물 저감 능력은 상한 미생물수(NU)로부터 미생물수를 반감시킬 때까지의 소요 시간으로 부여되기 때문에, α2=1.0 정도로 설계해 두면, 충분히 문제없는 풍량이 선택되게 된다. 또한, 단계 S109에서 변화율(ΔD2)이 증가 경향이 아닌 경우는, 단계 S110, S111에 따른 풍량(Vi_2)의 갱신은 실행되지 않고, 최저 풍량이 선택되게 된다(단계 S112).
풍량 결정부(7)는 제1 풍량 판단부(5)가 결정한 풍량(Vi_1)과 제2 풍량 판단부(6)가 결정한 풍량(Vi_2) 중 최대의 것을 피제어 공간에의 풍량(Vi)으로서 결정한다(단계 S113).
도시하지 않는 공기 조절기는 피제어 공간으로부터 복귀되는 공기(환기)를 냉각 또는 가열하거나, 또는 환기와 외기와의 혼합기를 냉각 또는 가열하여, 피제어 공간에 보낸다. 공기 조절기 또는 송풍기로부터 보내지는 공기(급기)는 공기 정화 필터를 통과한 후에 피제어 공간에 보내진다. 풍량 결정부(7)는 급기 풍량이 단계 S113에서 결정한 값(Vi)이 되도록, 공기 조절기 또는 송풍기의 팬 회전수를 제어한다.
송풍 제어 장치는 이상의 도 2에 나타낸 처리를 특정 주기(또는 특정 타이밍)로 반복 실행한다. 또한, 온도?습도 제어를 위해서라면 환기를 적게 하는 것이 효율적이고, 무균화 공간 또는 준무균화 공간에서는, 실질적으로 멸균만을 위해 환기를 많이 하게 된다. 즉, 미생물수에 따라서만 풍량을 결정하는 것이 타당하므로, 지장은 생기지 않는다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 상이한 평활화 시간 지표에 의한 평활화 처리에 기초하여, 실질적으로 복수의 판단을 행하게 되기 때문에, 미생물수의 변화 속도의 변동을 고려하여 풍량을 결정할 수 있고, 미생물수의 여유 정도에 따라, 공기 조절기나 송풍기의 공기 반송 동력의 절약을 안전하게 실시할 수 있다. 본 실시형태에서는, 항상 최대 풍량이 선택되는 공기 반송 동력의 낭비도 억제할 수 있다.
또한, 미생물 저감 능력의 수치는 적절하게 조사되어 설정되어야 하는 것이다. 또한, 미생물 저감 능력을, 상한 미생물수(NU)로부터 미생물수를 반감시킬 때까지의 소요 시간(Si)[min]으로 나타내는 부여 방법은 일례에 지나지 않고, 풍량을 적절히 선택할 수 있는 미생물 저감 능력의 부여 방법이면, 이것에 한정되지 않는다.
[제2 실시형태]
다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 송풍 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이고, 도 1과 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙인다. 본 실시형태의 송풍 제어 장치는 미생물수 계측부(1)와, 제1 평활화 처리부(2)와, 제2 평활화 처리부(3)와, 미생물 저감 능력 기억부(4)와, 제1 평활화 처리부(2)의 처리 결과로부터 미생물수가 상한 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제1 도달 시간 추정부(8)와, 제2 평활화 처리부(3)의 처리 결과로부터 미생물수가 상한 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제2 도달 시간 추정부(9)와, 미생물 저감 능력 기억부(4)를 참조하여, 제1 도달 시간 추정부(8)가 추정한 시간과 제2 도달 시간 추정부(9)가 추정한 시간으로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하고, 선택한 풍량을 피제어 공간에의 풍량으로 하는 풍량 결정부(7a)로 구성된다.
도 5는 본 실시형태의 송풍 제어 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 5의 단계 S200?S202의 처리는 도 2의 단계 S100?S102와 동일하다.
제1 도달 시간 추정부(8)는 제1 평활화 처리를 실행한 결과(D1)의 변화율(ΔD1)을 산출한다(단계 S203). 제1 도달 시간 추정부(8)는 단계 S20에서 산출한 변화율(ΔD1)이 전회 산출한 변화율에 비해 증가 경향일 때(단계 S204에서 YES), 이 변화율(ΔD1)이 계속된다고 가정하여, 미생물수가 상한 미생물수(NU)에 도달할 때까지의 시간(R1)을 산출한다(단계 S205). 이 단계 S203?S205의 처리는 도 2의 단계 S103?S105와 동일하다. 또한, 단계 S204에서 변화율(ΔD1)이 증가 경향이 아닌 경우는, 단계 S205에 따른 시간(R1)의 산출은 실행되지 않고, 시간(R1)은 무한대 상당의 시간(예컨대 10000분)이 설정되게 된다(단계 S206).
제2 도달 시간 추정부(9)는 제2 평활화 처리를 실행한 결과(D2)의 변화율(ΔD2)을 산출한다(단계 S207). 제2 도달 시간 추정부(9)는 단계 S207에서 산출한 변화율(ΔD2)이 전회 산출한 변화율에 비해 증가 경향일 때(단계 S208에서 YES), 이 변화율(ΔD2)이 계속된다고 가정하여, 미생물수가 상한 미생물수(NU)에 도달할 때까지의 시간(R2)을 산출한다(단계 S209). 이 단계 S207?S209의 처리는 도 2의 단계 S108?S110와 동일하다. 또한, 단계 S208에서 변화율(ΔD2)이 증가 경향이 아닌 경우는, 단계 S209에 따른 시간(R2)의 산출은 실행되지 않고, 시간(R2)은 무한대 상당의 시간(예컨대 10000분)이 설정되게 된다(단계 S210).
풍량 결정부(7a)는 제1 도달 시간 추정부(8)가 산출한 시간(R1)과 제2 도달 시간 추정부(9)가 산출한 시간(R2) 중 최소의 것을, 도달 예측 시간(RX)으로서 결정한다(단계 S211). 이것에 의해, 변동을 고려하여 도달 예측 시간을 산출할 수 있다. 그리고, 풍량 결정부(7a)는 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간(Si) 중 α×RX(α는 정해진 설계 계수)보다 작은 소요 시간 중에서 최대가 되는 소요 시간에 대응하는 풍량(Vi)을 미생물 저감 능력 기억부(4)로부터 취득하고, 이 Vi를 피제어 공간에의 풍량(Vi)으로서 결정한다(단계 S212). 상기한 미생물 저감 능력은 상한 미생물수(NU)로부터 미생물수를 반감시킬 때까지의 소요 시간으로 부여되기 때문에, α=1.0 정도로 설계해 두면, 충분히 문제없는 풍량이 선택되게 된다.
제1 실시형태와 마찬가지로, 도시하지 않는 공기 조절기 또는 송풍기로부터 보내지는 공기(급기)는 공기 정화 필터를 통과한 후에 피제어 공간에 보내진다. 풍량 결정부(7a)는 급기 풍량이 단계 S212에서 결정한 값(Vi)이 되도록, 공기 조절기 또는 송풍기의 팬 회전수를 제어한다.
송풍 제어 장치는 이상의 도 5에 나타낸 처리를 특정 주기(또는 특정 타이밍)로 반복 실행한다.
도 6, 도 7은 본 실시형태의 동작예를 도시하는 도면이고, 도 6은 300분간의 미생물수 실측치와 평활 처리 결과의 예를 도시하는 도면이다. 도 6의 도면부호 600은 미생물수 계측부(1)에 의한 단위 시간(1분)마다의 미생물수 실측치이며, 0, 1, 2, 3, 4의 정수로 얻어지고 있다. 도면부호 601은 제1 평활화 처리부(2)에 의한 제1 평활화 처리 결과(D1)이고, 미생물수 실측치에 대하여 시상수 T1=41[min]의 1차 지연 필터에 의한 평활화 처리를 실행한 결과를 나타낸다. 도면부호 602는 제2 평활화 처리부(3)에 의한 제2 평활화 처리 결과(D2)이고, 미생물수 실측치에 대하여 시상수 T2=298[min]의 1차 지연 필터에 의한 평활화 처리를 실행한 결과를 나타낸다.
도 7은 미생물수가 상한 미생물수(NU)에 도달할 때까지의 도달 예측 시간의 산출예를 도시하는 도면이다. 단, 도 7에서는, 표시의 편의상 도달 예측 시간을 역수로 나타낸다. 도면부호 700은 제1 풍량 판단부(5)가 제1 평활화 처리 결과(D1)에 기초하여 산출한 도달 예측 시간(R1)의 역수이다. 도면부호 701는 제2 풍량 판단부(6)가 제2 평활화 처리 결과(D2)에 기초하여 산출한 도달 예측 시간(R2)의 역수이다. 702는 41분의 역수의 보더라인을 나타내고, 도면부호 703은 126분의 역수의 보더라인을 나타내며, 704는 298분의 역수의 보더라인를 나타낸다.
도달 예측 시간(R1, R2)의 역수가 298분의 역수의 보더라인 미만인 경우, 즉 도달 예측 시간(R1, R2)이 298분보다 큰 경우, 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간(Si) 중 최대가 되는 소요 시간 298분에 대응하는 풍량(V1)=0.50[m3/min]이 선택된다.
도달 예측 시간(R1, R2)의 역수가 298분의 역수의 보더라인 이상이고 126분의 역수의 보더라인 미만인 경우, 즉 도달 예측 시간(R1, R2)이 298분 이하이고 126분보다 큰 경우, 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간(Si) 중 298분보다 작은 소요 시간 중에서 최대가 되는 소요 시간 126분에 대응하는 풍량(V2)=1.50[m3/min]이 선택된다.
도달 예측 시간(R1, R2)의 역수가 126분의 역수의 보더라인 이상이고 41분의 역수의 보더라인 미만인 경우, 즉 도달 예측 시간(R1, R2)이 126분 이하이고 41분보다 큰 경우, 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간(Si) 중 126분보다 작은 소요 시간 중에서 최대가 되는 소요 시간 41분에 대응하는 풍량(V3)=4.50[m3/min]이 선택된다.
도달 예측 시간(R1, R2)의 역수가 41분의 역수의 보더라인 이상인 경우, 즉 도달 예측 시간(R1, R2)이 41분 이하인 경우, 미생물 저감 능력 기억부(4)에 기억되어 있는 소요 시간(Si) 중 41분보다 작은 소요 시간 중에서 최대가 되는 소요 시간 15분에 대응하는 풍량(V4)=10.0[m3/min]이 선택된다.
도 7에서, 시각 135분 근방까지는, 도달 예측 시간(R1)의 역수가 도달 예측 시간(R2)의 역수보다 대략 크고, 즉 도달 예측 시간(R1)이 도달 예측 시간(R2)보다 대략 짧으며, 제1 풍량 판단부(5)가 선택한 풍량이 제2 풍량 판단부(6)가 선택한 풍량보다 대략 크다. 이 때문에, 풍량 결정부(7)는 제1 풍량 판단부(5)가 선택한 풍량을 피제어 공간에의 풍량(Vi)으로서 결정한다.
다음에, 시각 135분 근방부터 148분 근방까지는, 도달 예측 시간(R2)의 역수가 도달 예측 시간(R1)의 역수보다 대략 크고, 즉 도달 예측 시간(R2)이 도달 예측 시간(R1)보다 대략 짧으며, 제2 풍량 판단부(6)가 선택한 풍량이 제1 풍량 판단부(5)가 선택한 풍량보다 대략 크다. 이 때문에, 풍량 결정부(7)는 제2 풍량 판단부(6)가 선택한 풍량을 피제어 공간에의 풍량(Vi)으로서 결정한다.
시각 148분 근방부터 200분 근방까지는, 도달 예측 시간(R1)의 역수가 도달 예측 시간(R2)의 역수보다 대략 크고, 즉 도달 예측 시간(R1)이 도달 예측 시간(R2)보다 대략 짧다. 이 때문에, 풍량 결정부(7)는 제1 풍량 판단부(5)가 선택한 풍량을 피제어 공간에의 풍량(Vi)으로서 결정한다.
시각 200분 이후는 도달 예측 시간(R2)의 역수가 도달 예측 시간(R1)의 역수보다 대략 크고, 즉 도달 예측 시간(R2)이 도달 예측 시간(R1)보다 대략 짧다. 이 때문에, 풍량 결정부(7)는 제2 풍량 판단부(6)가 선택한 풍량을 피제어 공간에의 풍량(Vi)으로서 결정한다.
본 실시형태의 동작은 제1 실시형태와 실질적으로 동일하고, 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제1, 제2 실시형태의 송풍 제어 장치는 CPU, 기억 장치 및 외부와의 인터페이스를 구비한 컴퓨터와, 이들의 하드웨어 자원을 제어하는 프로그램에 의해 실현될 수 있다. CPU는 기억 장치에 저장된 프로그램에 따라 제1, 제2 실시형태에서 설명한 처리를 실행한다.
본 발명은 미생물 저감 수단을 구비한 공기 조절 시스템에서, 공기 조절기나 송풍기의 공기 반송 동력을 절약하는 기술에 적용될 수 있다.
1: 미생물수 계측부 2: 제1 평활화 처리부
3: 제2 평활화 처리부 4: 미생물 저감 능력 기억부
5: 제1 풍량 판단부 6: 제2 풍량 판단부
7, 7a: 풍량 결정부 8: 제1 도달 시간 추정부
9: 제2 도달 시간 추정부

Claims (6)

  1. 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측 수단과,
    상기 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리 수단과,
    상기 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리 수단과,
    상기 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억 수단과,
    이 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제1 평활화 처리 수단의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제1 풍량 판단 수단과,
    상기 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제2 평활화 처리 수단의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제2 풍량 판단 수단과,
    상기 제1 풍량 판단 수단이 선택한 풍량과 상기 제2 풍량 판단 수단이 선택한 풍량에 기초하여 상기 피제어 공간에의 풍량을 결정하는 풍량 결정 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 송풍 제어 장치.
  2. 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측 수단과,
    상기 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리 수단과,
    상기 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리 수단과,
    상기 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억 수단과,
    상기 제1 평활화 처리 수단의 처리 결과로부터 미생물수가 상한(上限) 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제1 도달 시간 추정 수단과,
    상기 제2 평활화 처리 수단의 처리 결과로부터 미생물수가 상한 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제2 도달 시간 추정 수단과,
    상기 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제1 도달 시간 추정 수단이 추정한 시간과 상기 제2 도달 시간 추정 수단이 추정한 시간으로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하고, 선택한 풍량을 상기 피제어 공간에의 풍량으로 하는 풍량 결정 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 송풍 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미생물 저감 능력은, 상기 피제어 공간의 미생물수를 상한 미생물수로부터 정해진 비율로 감소시킬 때까지의 소요 시간으로 나타내는 것을 특징으로 하는 송풍 제어 장치.
  4. 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측 단계와,
    상기 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리 단계와,
    상기 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리 단계와,
    상기 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제1 평활화 처리 단계의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제1 풍량 판단 단계와,
    상기 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제2 평활화 처리 단계의 처리 결과로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하는 제2 풍량 판단 단계와,
    상기 제1 풍량 판단 단계에서 선택한 풍량과 상기 제2 풍량 판단 단계에서 선택한 풍량에 기초하여 상기 피제어 공간에의 풍량을 결정하는 풍량 결정 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 송풍 제어 방법.
  5. 피제어 공간의 미생물수를 계측하는 미생물수 계측 단계와,
    상기 미생물수에 대하여 제1 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제1 평활화 처리를 실행하는 제1 평활화 처리 단계와,
    상기 미생물수에 대하여 제2 평활화 시간 지표에 의해 정해지는 제2 평활화 처리를 실행하는 제2 평활화 처리 단계와,
    상기 제1 평활화 처리 단계의 처리 결과로부터 미생물수가 상한 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제1 도달 시간 추정 단계와,
    상기 제2 평활화 처리 단계의 처리 결과로부터 미생물수가 상한 미생물수에 도달할 때까지의 시간을 추정하는 제2 도달 시간 추정 단계와,
    상기 피제어 공간에의 각 풍량에 대응하는 미생물 저감 수단의 미생물 저감 능력을 미리 기억하는 미생물 저감 능력 기억 수단을 참조하여, 상기 제1 도달 시간 추정 단계에서 추정한 시간과 상기 제2 도달 시간 추정 단계에서 추정한 시간으로부터 예측되는 미생물수의 증가에 대응할 수 있는 미생물 저감 능력에 적합한 풍량을 선택하고, 선택한 풍량을 상기 피제어 공간에의 풍량으로 하는 풍량 결정 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 송풍 제어 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 미생물 저감 능력은, 상기 피제어 공간의 미생물수를 상한 미생물수로부터 정해진 비율로 감소시킬 때까지의 소요 시간으로 나타내는 것을 특징으로 하는 송풍 제어 방법.
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