WO2014091708A1 - 空調制御システム - Google Patents

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WO2014091708A1
WO2014091708A1 PCT/JP2013/007048 JP2013007048W WO2014091708A1 WO 2014091708 A1 WO2014091708 A1 WO 2014091708A1 JP 2013007048 W JP2013007048 W JP 2013007048W WO 2014091708 A1 WO2014091708 A1 WO 2014091708A1
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WO
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control system
ventilation fan
air conditioning
conditioning control
gas sensor
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PCT/JP2013/007048
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English (en)
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Inventor
阪本　浩司
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning control system.
  • the air conditioner is divided into an outside air processing system and a circulation processing system.
  • This air conditioning control system is configured to be able to adjust the air supply amount of the outside air processing system by the output of a CO 2 sensor installed indoors.
  • this air conditioning control system can adjust the amount of air supplied to the circulation processing system by an indoor temperature sensor.
  • a human sensor that counts the number of people entering the room is provided, and the air sensor is configured to adjust the air supply amount of the outside air processing system by this human sensor.
  • a control system is described.
  • the air supply amount of the circulation processing system is adjusted by the indoor temperature sensor. Therefore, since the exhaust amount is controlled, there is a concern that energy loss during heating or cooling increases.
  • an object of the present invention is to provide an air conditioning control system capable of suppressing the ventilation volume from becoming excessive from the required ventilation volume.
  • the air conditioning control system of the present invention includes a ventilation fan, a human sensor capable of detecting the presence or absence of a person, a gas sensor capable of detecting a carbon dioxide concentration, and a control device, and the control device outputs an output of the human sensor. And the output of the gas sensor to control the ventilation fan, and when the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor is less than a first threshold, the ventilation amount of the ventilation fan is switched based on the output signal of the human sensor. And controlling the ventilation fan.
  • control device controls the ventilation fan so that the ventilation fan operates when the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor is equal to or higher than the first threshold value, regardless of the output signal of the human sensor. It is preferable to control.
  • the control device uses the human sensor when the human sensor does not detect a person. It is preferable to control the ventilation fan so that the ventilation amount of the ventilation fan is smaller than when a person is detected.
  • control device is configured to stop the ventilation fan when the human sensor detects no person when the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor is less than the first threshold. It is preferable to control the ventilation fan.
  • control device is configured such that when the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor is less than a second threshold value that is lower than the first threshold value, the ventilation amount of the ventilation fan is based on the output signal of the human sensor. It is preferable to control the ventilation fan so as to be switched.
  • the control device uses the human sensor when the human sensor does not detect a person. It is preferable to control the ventilation fan so that the ventilation amount of the ventilation fan is smaller than when a person is detected.
  • control device is configured to stop the ventilation fan when the human sensor detects no person when the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor is less than the second threshold. It is preferable to control the ventilation fan.
  • the control device uses the human sensor when the human sensor detects a person when the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor is equal to or higher than the first threshold. It is preferable to control the ventilation fan so that the ventilation amount of the ventilation fan is larger than when no person is detected.
  • the control device uses the human sensor to detect a person. It is preferable to control the ventilation fan so that the ventilation amount of the ventilation fan is larger than when no person is detected.
  • the gas sensor includes a light source, a light detector, a sample cell disposed between the light source and the light detector, and a signal processing unit
  • the light detector includes a dioxide dioxide.
  • the signal processing unit preferably obtains the carbon dioxide concentration based on a difference or ratio between the output signal of the first light receiving unit and the output signal of the second light receiving unit.
  • the sample cell has a cylindrical shape, and an inner surface thereof is a reflecting surface that reflects infrared rays emitted from the light source, and the reflecting surface has a length defined on a central axis of the sample cell.
  • Each of both ends in the major axis direction of the spheroid having the axis as a rotation axis is cut by two planes orthogonal to the major axis, and the light source is one of the spheroids on the central axis.
  • the photodetector is disposed in the vicinity of the focal point, and the photodetector is disposed closer to the light source than the other focal point of the spheroid on the central axis.
  • control device reduces the ventilation amount as the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor is lower when the ventilation fan is operated.
  • the first threshold value is set to an allowable concentration of carbon dioxide in a room where the gas sensor is disposed.
  • the air conditioning control system of the present invention can suppress the ventilation amount from being excessive than the necessary ventilation amount.
  • FIG. 1 It is a system configuration figure of the air-conditioning control system of Embodiment 1.
  • 2A and 2B are operation explanatory views of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 3A and 3B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 4A and 4B are operation explanatory views of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 5A and 5B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 6A and 6B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 7A and 7B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 8A and 8B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 9A and 9B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 10A and 10B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system according to the first embodiment.
  • 11A and 11B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 12A and 12B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 13A and 13B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 14A and 14B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 15A and 15B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 16A and 16B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 17A and 17B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 18A and 18B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 19A and 19B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 20A and 20B are operation explanatory views of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 21A and 21B are operation explanatory views of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • 22A and 22B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment.
  • FIG. 23A and 23B are operation explanatory diagrams of the air conditioning control system of the first embodiment. It is a schematic block diagram of the gas sensor in the air-conditioning control system of Embodiment 1. It is a schematic exploded perspective view of the principal part of the gas sensor in the air-conditioning control system of Embodiment 1.
  • FIG. 26A is a perspective view of the main part of the gas sensor in the air conditioning control system of Embodiment 1, and FIG. It is a model explanatory drawing of the gas sensor in the air-conditioning control system of Embodiment 1.
  • FIG. 28A is a schematic plan view of a light source of a gas sensor in the air conditioning control system of Embodiment 1, and FIG.
  • FIG. 28B is a schematic cross-sectional view along XX ′ of FIG. 28A. It is explanatory drawing of the photodetector of the gas sensor in the air-conditioning control system of Embodiment 1. It is operation
  • the air conditioning control system includes one or more ventilation fans 100, one or more human sensors 200 capable of detecting the presence or absence of a person, and carbon dioxide (hereinafter also referred to as “CO 2 ”).
  • One or more gas sensors 300 capable of detecting the concentration and a control panel 400 are provided.
  • the control panel 400 is a control device that controls the ventilation fan 100 in the same room based on the output signal of the human sensor 200 and the output signal of the gas sensor 300 in the same room where the human sensor 200 is installed. is there.
  • the control panel 400 switches the ventilation amount of the ventilation fan 100 based on the output signal of the human sensor 200.
  • the ventilation fan 100 is controlled.
  • the square shown with the broken line in FIG. 1 shows the spatial boundary of rooms etc. typically.
  • the air conditioning control system can suppress, for example, waste of energy required for heating during heating, and can contribute to reduction of energy consumption of the air conditioner during heating.
  • the air conditioning control system can suppress waste of energy required for cooling during cooling, and can contribute to reduction of energy consumption of the air conditioner during cooling.
  • Examples of the building where the air conditioning control system is installed include a building, but are not limited thereto, and examples include a hospital, a school, and a house.
  • the standard of carbon dioxide concentration in the building interior for example, in Japan, in the Building Standard Law and the Law Concerning the Sanitary Environment in Buildings (also referred to as “Building Sanitation Law” or “Building Sanitation Management Law”).
  • the standard of carbon dioxide concentration is set to 1000 ppm or less.
  • the allowable concentration (upper limit value) of 1000 ppm is not the harmful limit of CO 2 itself, but the allowable concentration as an index of contamination when it is assumed that the physical and chemical properties of air deteriorate in proportion to the increase in CO 2. Means.
  • the hygiene standard (enforced from April 1, 2000) states that “carbon dioxide is desirably 1500 ppm or less as a standard for ventilation”.
  • the first threshold value TH1 is preferably set to an allowable concentration of carbon dioxide in the room where the gas sensor 300 is disposed. Thereby, the air conditioning control system can suppress the carbon dioxide concentration in the air in the room where the gas sensor 300 is disposed from exceeding the allowable concentration.
  • the first threshold TH1 may be set to 1000 ppm, for example, and when applied to a school, the first threshold TH1 may be set to 1500 ppm, for example.
  • the first threshold value TH1 may be set to 1000 ppm, for example.
  • the first threshold TH1 is not limited to the allowable concentration of carbon dioxide, but may be equal to or lower than the allowable concentration, but is preferably a value close to the allowable concentration, for example, a value of 90% or more of the allowable concentration.
  • the ventilation fan 100 is installed in each room in the building.
  • the ventilation fan 100 is a ventilation facility used for exchanging (ventilating) indoor and outdoor air, and generates a flow of air by rotating a fan or the like by a motor. Therefore, since the ventilation fan 100 can take indoor air out of the room, it functions to reduce the carbon dioxide concentration in the room.
  • the ventilation fan 100 may be capable of changing the ventilation amount (exhaust amount) stepwise, or may be capable of continuously changing the ventilation amount.
  • the ventilation fan 100 is for exhaust, for example.
  • the ventilation fan 100 is connected to the control panel 400 via the power supply line L1 and also connected via the signal line L2. When the air conditioning control system includes a plurality of ventilation fans 100 as shown in FIG.
  • the air conditioning control system may connect the control panel 400 and the ventilation fan 100 with a plurality of signal lines to control the ventilation fan 100 so that the ventilation amount of the ventilation fan 100 is switched.
  • the human sensor 200 is disposed in each room in a building, for example.
  • the human sensor 200 is a sensor for detecting whether a person is present in the room where the human sensor 200 is arranged.
  • an infrared human sensor that detects whether or not there is a person using infrared rays emitted from the person can be employed.
  • the infrared human sensor for example, a sensor having an infrared detection element and a lens is preferable.
  • an infrared detection element a pyroelectric element, a thermopile, a resistance bolometer, etc. are employable, for example.
  • the human sensor 200 can also employ an ultrasonic human sensor that detects whether or not there is a person using ultrasonic waves.
  • the human sensor 200 is preferably a human sensor combining a pyroelectric element and a Fresnel lens from the viewpoint of reducing power consumption.
  • the human sensor 200 is connected to the control panel 400 via a power supply line L1 and also connected via a signal line L2.
  • the control panel 400 can recognize the output signals of the human sensors 200 in association with the human sensors 200.
  • a different unique address is set for each human sensor 200.
  • the ventilation fan 100 and the human sensor 200 are connected to one signal line L2, but a signal line (not shown) is provided separately from the signal line L2 to which the ventilation fan 100 is connected.
  • a human sensor may be connected to the signal line.
  • the composite sensor device 250 including the human sensor 200 and the gas sensor 300 may be connected to the signal line L2.
  • the unique address of the human sensor 200 included in the composite sensor device 250 and the unique address of the gas sensor 300 may be common or may be different.
  • the control panel 400 is installed, for example, in a disaster prevention center or management room of a building.
  • the control panel 400 receives the output signal of the gas sensor 300 and the output signal of the human sensor 200, and the ventilation fan of each room based on the output signal of the gas sensor 300 and the output signal of the human sensor 200 for each room. 100 is individually controlled.
  • the control panel 400 applies a predetermined voltage to each ventilation fan 100, each human sensor 200, and each gas sensor 300 via the power line L1.
  • the predetermined voltage is, for example, DC12V, AC24V, AC100V.
  • control panel 400 receives the output signal of each human sensor 200 and the output signal of each gas sensor 300 via the signal line L2, and the ventilation fan 100 receives the ventilation amount via the signal line L2.
  • a control signal including instruction data and address data is transmitted.
  • Each ventilation fan 100 is assigned a unique address, and when the address data of the control signal matches its own unique address, it reads the ventilation amount instruction data included in the control signal, and based on the read instruction data Control your ventilation.
  • the ventilation fan 100 includes a motor drive circuit that drives a motor
  • the ventilation rate can be adjusted by controlling the rotational speed of the motor by the motor drive circuit.
  • the motor drive circuit may adjust the ventilation amount by changing the voltage applied to the motor, or may perform PWM control of the motor.
  • the instruction data may be data that directly indicates the ventilation amount, a function of the ventilation amount, or data that instructs on / off of the ventilation fan 100 or switching of the air volume.
  • the control panel 400 includes a storage unit (not shown) that stores the above-described first threshold value TH1, and controls the above-described control based on the output signal of each human sensor 200 and the output signal of each gas sensor 300.
  • a signal generation unit (not shown) for generating a signal is provided.
  • the air conditioning control system may store a second threshold value TH2 (for example, FIGS. 15A to 23B) lower than the first threshold value TH1 in addition to the first threshold value TH1 of the carbon dioxide concentration. Good.
  • a second threshold value TH2 for example, FIGS. 15A to 23B
  • the ventilation fan 100 when the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor 300 is equal to or higher than the first threshold value TH1, the ventilation fan 100 operates regardless of the output signal of the human sensor 200 (regardless of the presence or absence of a person) (for example, it is preferable to control the ventilation fan 100 as shown in FIGS. As a result, the air conditioning control system can suppress the carbon dioxide concentration in the indoor air from remaining higher than the first threshold value TH1.
  • the control panel 400 When the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor 300 is less than the first threshold value TH1, the control panel 400 is not detecting a person by the human sensor 200 and is detecting a person by the human sensor. It is preferable to control the ventilation fan 100 so that the ventilation amount of the ventilation fan 100 becomes smaller than that (see, for example, FIGS. 2A to 12B and FIGS. 15A to 20B). Thereby, the air-conditioning control system can suppress the ventilation amount from being excessive than the necessary ventilation amount. Reducing the ventilation amount of the ventilation fan 100 is a concept including a case where the ventilation amount is zero. In order to reduce the ventilation amount to zero, the ventilation fan 100 may be stopped.
  • the ventilation fan 100 stops when no person is detected by the human sensor 200 (FIGS. 2A, 2B, FIG. 2). 9A to 12B, 19A, 19B, 20A, 20B and 23A, 23B), the ventilation fan 100 may be controlled. Thereby, the air-conditioning control system can further suppress the ventilation amount from being excessive than the necessary ventilation amount.
  • the control panel 400 detects that no person is detected by the human sensor 200 when the human sensor 200 detects the person.
  • the ventilation fan 100 may be controlled so that the ventilation amount of the ventilation fan 100 is larger than the case (see FIGS. 13A, 13B, 14A, 14B, and FIGS. 21A to 23B). Thereby, the air conditioning control system can suppress an increase in the carbon dioxide concentration in the indoor air.
  • the control panel 400 decreases the ventilation amount as the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor 300 decreases (FIGS. 4A, 4B, FIGS. 6A, 6B, FIGS. 11A, 11B, FIG. 14A, 14B, FIGS. 16A and 16B, FIGS. 18A and 18B, and FIGS. 22A and 22B).
  • the air-conditioning control system can further suppress the ventilation amount from being excessive than the necessary ventilation amount.
  • the control panel 400 switches the ventilation amount of the ventilation fan 100 based on the output signal of the human sensor 200 (FIG. 15A).
  • the ventilation fan 100 may be controlled as shown in FIGS. 20B and 23A, 23B). As a result, the air conditioning control system can further suppress the ventilation amount from exceeding the necessary ventilation amount.
  • the ventilation fan 100 when the carbon dioxide concentration detected by the gas sensor 300 is less than the second threshold TH2, the person is detected by the human sensor 200 when the human sensor 200 is not detecting the person. It is preferable to control the ventilation fan 100 so that the ventilation amount of the ventilation fan 100 is smaller than the case (FIGS. 15A to 20B and FIGS. 23A and 23B). Thereby, the air conditioning control system can save energy. Reducing the ventilation amount of the ventilation fan 100 is a concept including a case where the ventilation amount is zero. In order to reduce the ventilation amount to zero, the ventilation fan 100 may be stopped.
  • the control panel 400 stops the ventilation fan 100 if no person is detected by the human sensor 200 (FIGS. 19A, 19B, FIG. 19). 20A, 20B and FIGS. 23A, 23B), the ventilation fan 100 may be controlled. Thereby, the air-conditioning control system can further suppress the ventilation amount from being excessive than the necessary ventilation amount.
  • the control panel 400 detects that no person is detected by the human sensor 200 when the human sensor 200 detects the person.
  • the ventilation fan 100 may be controlled so that the ventilation amount of the ventilation fan 100 becomes larger than the case (FIGS. 13A, 13B, 14A, 14B, and FIGS. 21A to 23B).
  • the control panel 400 detects that no person is detected by the human sensor 200 when the human sensor 200 detects the person.
  • the ventilation fan 100 may be controlled so that the ventilation amount of the ventilation fan 100 is larger than the case (FIGS. 17A, 17B, 18A, 18B, and FIGS. 21A to 23B).
  • the gas sensor 300 is an infrared gas sensor.
  • the infrared gas sensor has advantages such as high discrimination and a long life compared to a semiconductor gas sensor using an oxide semiconductor as a sensor material.
  • An infrared gas sensor measures the concentration of a detection target gas by measuring the absorbance of infrared light having an absorption wavelength determined from the molecular structure of the detection target gas.
  • the absorbance D is given by the following formula (1) according to Lambert-Beer's law.
  • D ⁇ log 10 (I / I 0 ) (1)
  • Expression (1) the intensity of light incident on the substance is I 0 , and the intensity of light after passing through the substance by the optical path length L is I. .
  • the transmittance T is expressed by the following equation (3).
  • T I 0 / I (3) Therefore, from the equations (2) and (3), the transmittance T is given by the following equation (4).
  • the received light amount (received light power) is I
  • the received light amount I is obtained by the following equation (5).
  • the infrared gas sensor can measure the concentration of the detection target gas by measuring the attenuation amount of the received light amount I.
  • the absorption wavelength is, for example, 3.3 ⁇ m for CH 4 (methane), 4.3 ⁇ m for CO 2 (carbon dioxide), 4.7 ⁇ m for CO (carbon monoxide), and 5.3 ⁇ m for NO (nitrogen monoxide). It is.
  • the gas sensor 300 drives the light source 1, the light detector 2, the sample cell 3 disposed between the light source 1 and the light detector 2, the signal processing unit 40, and the light source 1. And a drive circuit 50 for performing the above operation.
  • lines X1 and X2 with arrows in FIG. 24 schematically show the traveling paths of infrared rays emitted from the light source 1.
  • the light source 1 is an infrared light source that emits infrared light.
  • the photodetector 2 is a photoelectric converter that receives infrared rays and performs photoelectric conversion.
  • the sample cell 3 is a cell into which a gas containing a detection target gas is introduced as a sample gas.
  • the gas sensor 300 modulates the intensity of infrared rays emitted from the light source 1 by the drive circuit 50.
  • the drive circuit 50 is configured so that the intensity of light emitted from the light source 1 changes periodically at a constant period, but it may be changed continuously or intermittently.
  • the signal processing unit 40 includes an amplification circuit 41 that amplifies the output signal of the photodetector 2 and a signal processing circuit 42 that obtains the concentration of the detection target gas based on the output signal amplified by the amplification circuit 41. .
  • infrared gas sensor when high-precision measurement is required, it is necessary to correct errors caused by miscellaneous gas, variation in output power of the light source, deterioration of the light source 1 over time, contamination of the sample cell 3, deterioration over time, and the like. .
  • the photodetector 2 includes the first optical filter 31, the first light receiving unit 2A, the second optical filter 32, and the second light receiving unit 2B, and the signal processing unit 40 includes It is preferable to obtain the carbon dioxide concentration based on the difference or ratio between the output signal of the first light receiving unit 2A and the output signal of the second light receiving unit 2B.
  • the first optical filter 31 has a transmission band set so as to transmit infrared rays having an absorption wavelength ⁇ 1 of carbon dioxide (see FIG. 29) (see the spectral characteristic indicated by the solid line Y1 in FIG. 29).
  • the absorption wavelength ⁇ 1 of carbon dioxide is 4.3 ⁇ m.
  • the first light receiving unit 2A is disposed on the opposite side of the first optical filter 31 from the light source 1 side. It is preferable that the second optical filter 32 transmits infrared light having a reference wavelength ⁇ 2 (see FIG. 29) that is not absorbed by carbon dioxide, and the transmission band does not overlap with the first optical filter 31 (in FIG. 29, the one-dot chain line Y2). (See Spectral Characteristics Shown).
  • the reference wavelength ⁇ 2 can be set to 3.9 ⁇ m, for example.
  • the second light receiving unit 2B is disposed on the opposite side of the second optical filter 32 from the light source 1 side.
  • the gas sensor 300 is configured such that the difference between the output signal of the first light receiving unit 2A and the output signal of the second light receiving unit 2B becomes a value corresponding to the carbon dioxide concentration. It can be obtained.
  • FIG. 30 schematically shows the output signal A1 of the first light receiving unit 2A and the output signal A2 of the second light receiving unit 2B when the carbon dioxide concentration rises as time passes along the dotted line A0.
  • FIG. 31 schematically shows the output signal A1 of the first light receiving unit 2A and the output signal A2 of the second light receiving unit 2B when the carbon dioxide concentration is constant and the output of the light source 1 decreases due to, for example, deterioration of the light source 1 over time. Is shown.
  • the photodetector 2 includes at least two sets of a light receiving unit and an optical filter disposed in front of the light receiving unit, the light receiving unit has the same configuration, and the transmission bands of the optical filters are different from each other. There were designed spectral characteristics to transmit the CO 2, the other one optical filter is preferably designed spectral characteristics so as not to transmit the CO 2. And the photodetector 2 can detect the density
  • the predetermined wavelength range includes a reference wavelength that is not absorbed by CO 2 (for example, 3.9 ⁇ m) and a CO 2 absorption wavelength (4.3 ⁇ m). Any area is acceptable.
  • Reference wavelength is not limited to CO 2, CO 2 gases other than (H 2 O, CH 4, CO, NO , etc.) is preferably set to a wavelength that is not absorbed in.
  • the light source 1 includes, for example, an infrared radiation element 51 that radiates infrared light and a package 1p that houses the infrared radiation element 51.
  • the light source 1 has a window hole 1r in front of the infrared radiation element 51, and a window 1w A configuration in which the hole 1r is blocked can be used.
  • As the infrared radiation element 51 for example, as shown in FIGS.
  • the substrate 52 is made of a material that can transmit infrared rays emitted from the infrared radiation layer 54.
  • the infrared radiation layer 54 and each pad 59 are electrically connected via a wiring 58.
  • the infrared radiation layer 54 In this infrared radiation element 51, the infrared radiation layer 54 generates heat when energized to the infrared radiation layer 54, and infrared radiation is emitted from the infrared radiation layer 54.
  • the substrate 52 may be, for example, a single crystal silicon substrate, a polycrystalline silicon substrate, or the like.
  • the thin film portion 53 can be constituted by, for example, a stacked film of a silicon oxide film 531 on the substrate 52 side and a silicon nitride film 532 stacked on the opposite side of the silicon oxide film 531 from the substrate 52 side.
  • the thin film portion 53 may be, for example, a single layer structure of a silicon oxide film or a silicon nitride film.
  • the material of the infrared radiation layer 54 is, for example, tantalum nitride, titanium nitride, nickel chromium, tungsten, titanium, thorium, platinum, zirconium, chromium, vanadium, rhodium, hafnium, ruthenium, boron, iridium, niobium, molybdenum, tantalum, osmium. Rhenium, nickel, holmium, cobalt, erbium, yttrium, iron, scandium, thulium, palladium, lutetium, conductive polysilicon, or the like may be employed.
  • the infrared radiation element 51 can change the Joule heat generated in the infrared radiation layer 54 by adjusting the input power applied between the pair of pads 59 from the drive circuit 50, for example, and the temperature of the infrared radiation layer 54 can be changed. Can be changed. Therefore, the infrared radiation element 51 can change the peak wavelength ⁇ of infrared rays emitted from the infrared radiation layer 54 by changing the temperature of the infrared radiation layer 54.
  • the infrared radiation element 51 for example, a bare chip of an infrared light emitting diode that radiates infrared light may be employed.
  • a can package can be adopted as the package 1p.
  • the can package includes a stem 1a on which the infrared radiation element 51 is mounted, and a cap 1b fixed to the stem 1a so as to cover the infrared radiation element 51, and a window hole 1r is provided in front of the infrared radiation element 51 in the cap 1b. It can be set as the formed structure.
  • the stem 1a is provided with a plurality of pins 1d for feeding power to the infrared radiation element 51 penetrating in the thickness direction.
  • the light source 1 is not limited to the configuration including the infrared radiation element 51 and the package 1p, and for example, a halogen lamp or the like may be employed.
  • the photodetector 2 includes a package 2p, and it is preferable that the first light receiving unit 2A and the second light receiving unit 2B are housed in the package 2p.
  • the photodetector 2 has, for example, window holes 2c and 2c in front of the first light receiving part 2A and the second light receiving part 2B in the package 2p, and the window holes 2c and 2c are closed so as to close each of the window holes 2c and 2c.
  • the 1st optical filter 31 and the 2nd optical filter 32 can be arrange
  • the first light receiving part 2A and the second light receiving part 2B are preferably arranged side by side.
  • the first light receiving unit 2A and the second light receiving unit 2B are formed on the front side and the back side of the pyroelectric substrate 2g, respectively, and are opposed to each other, and the first electrode in the pyroelectric substrate 2g. 2h and a portion sandwiched between the second electrodes 2i.
  • the pyroelectric substrate 2g for example, a single crystal LiTaO 3 substrate can be adopted.
  • the material of the pyroelectric substrate 2g is LiTaO 3 , but is not limited to this.
  • LiNbO 3 , PbTiO 3 , PZT, PZT-PMN (: Pb (Zr, Ti) O 3 —Pb ( Mn, Nb) O 3 ) or the like may be employed.
  • the 1st electrode 2h and the 2nd electrode 2i are comprised by the electrically conductive film which has electroconductivity and can absorb the infrared rays of a detection target.
  • This conductive film is made of a NiCr film.
  • the conductive film is not limited to the NiCr film, and may be, for example, a Ni film or a gold black film.
  • the first light receiving unit 2 ⁇ / b> A and the second light receiving unit 2 ⁇ / b> B are arranged so as to be symmetric with respect to an intersection between the optical axis and the one plane on a plane perpendicular to the optical axis of the light source 1. Is preferred.
  • the photodetector 2 may have a configuration in which the first light receiving unit 2A and the second light receiving unit 2B each include a separate pyroelectric substrate 2g, or one first light receiving unit 2A and one second light receiving unit 2B. The structure formed on the pyroelectric substrate 2g may be used. In the photodetector 2, the first light receiving unit 2A and the second light receiving unit 2B are electrically connected in reverse series.
  • the amplifier circuit 41 can amplify the difference between the output signal of the first light receiving unit 2A and the output signal of the second light receiving unit 2B.
  • two pairs of the first light receiving unit 2 ⁇ / b> A and the second light receiving unit 2 ⁇ / b> B having different polarities are connected in reverse series. It becomes possible to cancel the DC bias component of the part 2B.
  • the DC bias component is a bias component due to extraneous light such as miscellaneous gas or sunlight. Therefore, the gas sensor 300 can increase the gain of the amplifier circuit 41 and improve the S / N ratio.
  • the first light receiving unit 2 ⁇ / b> A and the second light receiving unit 2 ⁇ / b> B are electrically connected in reverse series, but not limited to this, may be connected in reverse parallel.
  • the amplifier circuit 41 and the signal processing circuit 42 are provided separately from the photodetector 2, but are not limited thereto, and may be housed in the package 2 p of the photodetector 2. In this case, if the amplifier circuit 41 and the signal processing circuit 42 are integrated to form a one-chip IC element, the gas sensor 300 can be reduced in size.
  • the 1st optical filter 31 and the 2nd optical filter 32 comprise a base material which permeate
  • a base material for example, a silicon substrate, a germanium substrate, a sapphire substrate, a magnesium oxide substrate, or the like can be employed.
  • the photodetector 2 may have a configuration in which each of the first optical filter 31 and the second optical filter 32 includes a separate base material, or a configuration in which two narrow-band transmission filter portions are formed on a single base material. Good.
  • Each narrow band filter unit selectively transmits infrared rays having different desired selection wavelengths.
  • Each narrow-band transmission filter section can be composed of, for example, a first ⁇ / 4 multilayer film, a wavelength selection layer, and a second ⁇ / 4 multilayer film.
  • the first ⁇ / 4 multilayer film is a multilayer film in which a plurality of types of thin films having different refractive indexes and the same optical film thickness are stacked.
  • the second ⁇ / 4 multilayer film is a multilayer film in which a plurality of types of thin films are stacked.
  • the wavelength selection layer is interposed between the first ⁇ / 4 multilayer film and the second ⁇ / 4 multilayer film.
  • the wavelength selection layer has an optical film thickness different from the optical film thickness of each thin film according to the selected wavelength.
  • the first ⁇ / 4 multilayer film and the second ⁇ / 4 multilayer film only need to have a refractive index periodic structure, and may be a laminate of three or more types of thin films.
  • the material of the thin film for example, Ge, Si, MgF 2 , Al 2 O 3 , SiO x , Ta 2 O 5 , SiN x or the like can be employed.
  • the selection wavelength of the narrow band transmission filter part of the first optical filter 31 is 4.3 ⁇ m, and the selection wavelength of the narrow band transmission filter part of the second optical filter 32 may be, for example, 3.9 ⁇ m.
  • a can package can be adopted.
  • the can package includes a stem 2a in which the first light receiving unit 2A and the second light receiving unit 2B are arranged on one side, and a cap 2b fixed to the stem 2a so as to cover the first light receiving unit 2A and the second light receiving unit 2B. And a window hole 2c, 2c is formed in front of each of the first light receiving part 2A and the second light receiving part 2B in the cap 2b.
  • the stem 2a is provided with a plurality of lead pins 2d penetrating in the thickness direction.
  • the number of lead pins 2d can be three, for example. In this case, two lead pins 2d can be used for signal extraction and one lead pin can be used for ground.
  • the sample cell 3 is formed in a cylindrical shape.
  • the sample cell 3 is preferably formed with a plurality of air holes 9 that communicate between the internal space and the outside in a direction perpendicular to the axial direction of the sample cell 3.
  • the vent hole 9 is preferably formed so as to penetrate in the radial direction of the sample cell 3.
  • gas from the outside is introduced through the vent hole 9, or air in the internal space is led out.
  • the gas from the outside is indoor air in which the gas sensor 300 is disposed.
  • the light source 1 is arranged on one end side (hereinafter referred to as a first end) in the axial direction of the sample cell 3, and the other end side (hereinafter referred to as a second end) in the axial direction of the sample cell 3.
  • the photodetector 2 is disposed in the front.
  • the gas sensor 300 since indoor air is introduced into the internal space of the sample cell 3 through the vent hole 9, if the concentration of carbon dioxide in the air in the internal space of the sample cell 3 increases, the gas sensor 300 is directed to the photodetector 2.
  • the amount of incident infrared light decreases and the concentration of carbon dioxide in the air in the internal space of the sample cell 3 decreases, the amount of infrared light incident on the photodetector 2 increases.
  • the sample cell 3 is formed by joining a pair of halves 4 and 5 (see FIG. 25) divided in a plane including the central axis OX (see FIG. 27) of the sample cell 3.
  • the half body 4 and the half body 5 can be combined by a technique selected from fitting, ultrasonic welding, adhesion, and the like.
  • the sample cell 3 also serves as an optical element that reflects infrared rays emitted from the light source 1 to the photodetector 2 side.
  • the sample cell 3 is formed of, for example, a synthetic resin, it is preferable that the sample cell 3 includes a reflective layer that reflects infrared rays inside.
  • the material of the sample cell 3 is not limited to a synthetic resin, but may be a metal, for example.
  • the sample cell 3 may or may not include a reflective layer separately.
  • the sample cell 3 has a cylindrical shape, and its inner surface is a reflecting surface 6 that reflects infrared rays emitted from the light source 1.
  • the surface of the reflection layer can form the reflection surface 6. Note that lines X3, X4, and X5 with arrows in FIG. 27 schematically show the traveling paths of infrared rays emitted from the light source 1.
  • the gas sensor 300 includes a first holding member 10 that holds the light source 1, and the first holding member 10 is attached to the sample cell 3.
  • the gas sensor 300 also includes a second holding member 20 that holds the photodetector 2, and the second holding member 20 is attached to the sample cell 3.
  • the first holding member 10 includes a cap portion 11 and a pressing plate 12.
  • the cap portion 11 has a disc shape, and is provided with a concave portion 11a into which the first end portion of the sample cell 3 is inserted on the end surface on the sample cell 3 side, and the light source 1 is inserted into the center of the bottom portion of the concave portion 11a.
  • a through hole 11b is provided.
  • the pressing plate 12 is for pressing the light source 1 against the cap portion 11.
  • the first holding member 10 In the first holding member 10, three attachment screws (not shown) passed through the three holes 12 b of the pressing plate 12 and the three holes 11 d of the cap portion 11 are provided at the first end 3 of the sample cell 3. It is attached to the sample cell 3 by being screwed into the two screw portions 4d, 5d and 6d.
  • the second holding member 20 includes a cap portion 21 and a pressing plate 22.
  • the cap portion 21 has a disc shape, and is provided with a concave portion 21a into which the second end portion of the sample cell 3 is inserted on the end surface on the sample cell 3 side, and the photodetector 2 in the center of the bottom portion of the concave portion 21a.
  • a through hole 21b is provided in which is inserted.
  • the holding plate 22 is for holding the photodetector 2 against the cap portion 21.
  • the second holding member 20 has three mounting screws (not shown) passed through the three holes 22b of the pressing plate 22 and the three holes 21c of the cap portion 21 (only one is shown in FIG. 25). It is attached to the sample cell 3 by being screwed into three screw portions (not shown) at the second end portion of the three.
  • each of the first and second holding members 10 and 20 is not particularly limited.
  • the attachment structure of each of the first and second holding members 10 and 20 to the sample cell 3 is not particularly limited.
  • the reflecting surface 6 of the sample cell 3 has two planes VP1 that are orthogonal to the major axis at both ends in the major axis direction of the spheroid whose major axis is defined on the central axis OX of the sample cell 3. , And a shape cut by VP2 (see FIG. 27). Therefore, the sample cell 3 has an internal space corresponding to a part of the spheroid (ellipsoid).
  • the light source 1 is disposed on one focal point (first focal point) P1 of the spheroid on the central axis OX of the sample cell 3, and the photodetector 2 is disposed on the central axis OX of the sample cell 3.
  • first focal point first focal point
  • second focal point second focal point
  • the light source 1 is disposed in the vicinity of the first focal point P1 of the spheroid.
  • the neighborhood is a subset composed of all points where the distance between the first focal point P1 and the light source 1 is smaller than a predetermined value, and includes the point of the first focal point P1.
  • the predetermined value varies depending on the distance between the first focal point P1 and the second focal point P2 of the spheroid.
  • the light source 1 does not need to be disposed at the first focal point P1 in a strict sense, and may be at a position that can be regarded as being disposed at the first focal point P1 substantially.
  • Infrared rays radiated from the light source 1 in an oblique direction are reflected by the reflecting surface 6 and guided so as to be condensed at the second focal point P2.
  • the gas sensor of the comparative example in which the photodetector 2 is arranged at the second focal point P ⁇ b> 2 it is reflected by the reflecting surface 6 at the second end of the sample cell 3 and is reflected by the first optical filter 31 and the second optical filter 32. Incident angle of incident infrared rays tends to increase.
  • the spectral characteristic shifts to the short wavelength side, and infrared rays in a specific wavelength region including the selected wavelength range.
  • the transmittance of the will be reduced. Therefore, in the gas sensor of the comparative example, there is a concern that the S / N ratio is lowered.
  • the distance between the sample cell 3 and the photodetector 2 in the direction along the center axis OX of the sample cell 3 becomes longer, the loss of infrared rays increases.
  • the photodetector 2 is arranged on the side closer to the light source 1 than the second focal point P2 of the reflecting surface on the central axis OX of the sample cell 3. That is, in the photodetector 2, each optical filter and each light receiving unit 2A, 2B are closer to the light source 1 than the second focal point P2 in the direction along the central axis OX of the sample cell 3, It is arranged between the sample cell 3 and the second focal point P2. Accordingly, when the distance between the sample cell 3 and the photodetector 2 in the direction along the center axis OX of the sample cell 3 is the same as that in the comparative example, the gas sensor 300 can be compared with the comparative example.
  • the gas sensor 300 can suppress a reduction in infrared transmittance in a specific wavelength region as compared with the gas sensor of the comparative example, and can improve the S / N ratio. In addition, it is possible to suppress the occurrence of crosstalk in which the infrared light transmitted through the optical filter is incident on a light receiving unit other than the light receiving unit facing the optical filter, thereby improving measurement accuracy. .
  • the distance between the sample cell 3 and the photodetector 2 in the direction along the center axis OX of the sample cell 3 is preferably shorter, and more preferably zero.
  • the air conditioning control system of the present embodiment is not limited to the configuration of FIG. 1, and the number of each of the ventilation fan 100, the human sensor 200, and the gas sensor 300 arranged in each room is appropriately changed based on the size, layout, etc. of each room. be able to. Therefore, the air conditioning control system may be configured as shown in FIG. 32, for example.
  • the air conditioning control system has a configuration in which the control panel 400 and each ventilation fan 100, each human sensor 200, each gas sensor 300, and each composite sensor device 250 are connected by an individual signal line L2. But you can.
  • the wireless receiver 500 is connected to the power supply line L1 and the signal line L2.
  • the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 are a wireless human sensor, a wireless gas sensor, and a wireless sensor device that can transmit an output signal to the wireless receiver 500 wirelessly.
  • the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 may be provided with batteries as power sources in their respective housings (not shown), or may be supplied with electric power from an external power source or the like.
  • a battery a lithium battery, a lithium ion battery, etc. are employable, for example.
  • the degree of freedom of installation locations of the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 is higher than that of the air conditioning control system of the first embodiment, and the installation is facilitated. .
  • the air conditioning control system of the present embodiment does not include the control panel 400 (see FIG. 1) in the air conditioning control system of the first embodiment. Instead, each ventilation fan 100, each human sensor 200, and each gas sensor 300 is connected to the power supply line L11.
  • the power supply line L11 is a line for applying a predetermined voltage to each ventilation fan 100, each human sensor 200, and each gas sensor 300 from an external power source (not shown).
  • the predetermined voltage is, for example, DC 12V, AC 100V, or the like.
  • the human sensor 200 and the gas sensor 300 are connected to the ventilation fan 100 via the signal line L12 for each room.
  • the ventilation fan 100 also serves as a control device that controls the ventilation fan 100 based on the output signal of the human sensor 200 and the output signal of the gas sensor 300.
  • the air conditioning control system of the present embodiment does not include the control panel 400 (see FIG. 1) in the air conditioning control system of the first embodiment. Instead, each ventilation fan 100 is connected to the power supply line L11.
  • the power supply line L11 is a line for applying a predetermined voltage to each ventilation fan 100 from an external power source (not shown).
  • the predetermined voltage is, for example, DC 12V, AC 100V, or the like.
  • each ventilation fan 100 includes a wireless receiver 110.
  • the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 are a wireless human sensor, a wireless gas sensor, and a wireless sensor device that can transmit an output signal to the wireless receiver 110 wirelessly.
  • the wireless receiver 110 also serves as a control device that controls the ventilation fan 100 based on the output signal of the human sensor 200 and the output signal of the gas sensor 300.
  • the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 may be provided with batteries as power sources in their respective housings (not shown), or may be supplied with electric power from an external power source or the like.
  • a battery a lithium battery, a lithium ion battery, etc. are employable, for example.
  • the degree of freedom of installation locations of the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 is higher than that of the air conditioning control system of the first embodiment, and the installation is facilitated. .
  • the air conditioning control system of the present embodiment does not include the control panel 400 (see FIG. 1) in the air conditioning control system of the first embodiment. Instead, each ventilation fan 100 is connected to the power supply line L11.
  • the power supply line L11 is a line for applying a predetermined voltage to each ventilation fan 100 from an external power source (not shown).
  • the predetermined voltage is, for example, DC 12V, AC 100V, or the like.
  • the air conditioning control system of this embodiment includes a wireless receiver 500 that is connected to each ventilation fan 100 via a signal line L13.
  • the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 are a wireless human sensor, a wireless gas sensor, and a wireless sensor device that can transmit an output signal to the wireless receiver 500 wirelessly.
  • the wireless receiver 500 also serves as a control device that controls the ventilation fan 100 based on the output signal of the human sensor 200 and the output signal of the gas sensor 300.
  • the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 may be provided with batteries as power sources in their respective housings (not shown), or may be supplied with electric power from an external power source or the like.
  • a battery a lithium battery, a lithium ion battery, etc. are employable, for example.
  • the degree of freedom of installation locations of the human sensor 200, the gas sensor 300, and the composite sensor device 250 is higher than that of the air conditioning control system of the first embodiment, and the installation is facilitated. .

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Abstract

　空調制御システムは、換気扇１００と、人の存否を検知可能な人感センサ２００と、二酸化炭素濃度を検知可能なガスセンサ３００と、制御装置である制御盤４００とを備える。制御盤４００は、人感センサ２００の出力信号とガスセンサ３００の出力信号とに基づいて換気扇１００を制御する。ここで、制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第１閾値未満のとき、人感センサ２００の出力信号に基づいて換気扇１００の換気量が切り替わるように換気扇１００を制御する。

Description

空調制御システム
　本発明は、空調制御システムに関するものである。
　空調制御システムとしては、ＣＯ2センサを備えた空調制御システムが提案されている（日本国特許公開６－１０９３１３号公報）。
　上記文献に記載された空調制御システムは、空調機を外気処理系と循環処理系とに分けてある。この空調制御システムは、外気処理系の送気量を、室内に設置されたＣＯ2センサの出力によって調整できる構成となっている。また、この空調制御システムは、循環処理系の送気量を室内温度センサによって調整できるようになっている。
　また、上記文献には、上述のＣＯ2センサに代えて、室内に入った人数を計数する人感センサを設け、この人感センサによって、外気処理系の送気量を調整するようにした空調制御システムが記載されている。
　ところで、上記文献に開示された空調制御システムでは、ＣＯ2センサ又は人感センサの出力によって外気処理系の送気量を調整するとともに、循環処理系の送気量を室内温度センサによって調整する一方で、排気量を制御しているので、暖房時や冷房時のエネルギロスが増えてしまう懸念がある。
　そこで、本発明の目的は、換気量が必要換気量よりも過剰となるのを抑制することが可能な空調制御システムを提供することにある。
　本発明の空調制御システムは、換気扇と、人の存否を検知可能な人感センサと、二酸化炭素濃度を検知可能なガスセンサと、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記人感センサの出力と前記ガスセンサの出力とに基づいて前記換気扇を制御し、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が第１閾値未満のとき、前記人感センサの出力信号に基づいて前記換気扇の換気量が切り替わるように前記換気扇を制御することを特徴とする。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値以上のとき、前記人感センサの出力信号に関わらず、前記換気扇が動作するように前記換気扇を制御することが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値未満のとき、前記人感センサにより人が検知されていない場合の方が、前記人感センサにより人が検知されている場合よりも前記換気扇の換気量が少なくなるように前記換気扇を制御することが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値未満のとき、前記人感センサにより人が検知されていない場合、前記換気扇が停止するように前記換気扇を制御することが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値よりも低い第２閾値未満のとき、前記人感センサの出力信号に基づいて前記換気扇の換気量が切り替わるように前記換気扇を制御することが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第２閾値未満のとき、前記人感センサにより人が検知されていない場合の方が、前記人感センサにより人が検知されている場合よりも前記換気扇の換気量が少なくなるように前記換気扇を制御することが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第２閾値未満のとき、前記人感センサにより人が検知されていない場合、前記換気扇が停止するように前記換気扇を制御することが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値以上のとき、前記人感センサにより人が検知されている場合の方が、前記人感センサにより人が検知されていない場合よりも前記換気扇の換気量が多くなるように前記換気扇を制御することが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第２閾値以上のとき、前記人感センサにより人が検知されている場合の方が、前記人感センサにより人が検知されていない場合よりも前記換気扇の換気量が多くなるように前記換気扇を制御することが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記ガスセンサは、光源と、光検出器と、前記光源と前記光検出器との間に配置された試料セルと、信号処理部とを備え、前記光検出器は、二酸化炭素の吸収波長の赤外線を透過するように透過帯域が設定された第１光学フィルタと、前記第１光学フィルタにおける前記光源側とは反対側に配置された第１受光部と、二酸化炭素に吸収されない参照波長の赤外線を透過し透過帯域が前記第１光学フィルタとは重複しない第２光学フィルタと、前記第２光学フィルタにおける前記光源側とは反対側に配置された第２受光部とを備え、前記信号処理部は、前記第１受光部の出力信号と前記第２受光部の出力信号との差分もしくは比に基づいて二酸化炭素濃度を求めることが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記試料セルは、筒状であり、その内面が前記光源から放射された赤外線を反射する反射面であり、前記反射面は、前記試料セルの中心軸上に規定した長軸を回転軸とする回転楕円体の長軸方向の両端部それぞれを長軸に直交する２つの平面によりカットした形状であり、前記光源は、前記中心軸上において、前記回転楕円体の一方の焦点近傍に配置され、前記光検出器は、前記中心軸上において、前記回転楕円体の他方の焦点よりも前記光源に近い側に配置されていることが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記換気扇を動作させているとき、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が低いほど換気量を少なくすることが好ましい。
　この空調制御システムにおいて、前記第１閾値は、前記ガスセンサを配置する室内の二酸化炭素の許容濃度に設定してあることが好ましい。
　本発明の空調制御システムは、換気量が必要換気量よりも過剰となるのを抑制することが可能となる。
　本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
実施形態１の空調制御システムのシステム構成図である。 図２Ａおよび２Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図３Ａおよび３Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図４Ａおよび４Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図５Ａおよび５Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図６Ａおよび６Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図７Ａおよび７Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図８Ａおよび８Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図９Ａおよび９Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１０Ａおよび１０Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１１Ａおよび１１Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１２Ａおよび１２Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１３Ａおよび１３Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１４Ａおよび１４Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１５Ａおよび１５Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１６Ａおよび１６Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１７Ａおよび１７Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１８Ａおよび１８Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図１９Ａおよび１９Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図２０Ａおよび２０Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図２１Ａおよび２１Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図２２Ａおよび２２Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 図２３Ａおよび２３Ｂは実施形態１の空調制御システムの動作説明図である。 実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの概略構成図である。 実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの要部の概略分解斜視図である。 図２６Ａは実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの要部の斜視図、図２６Ｂは実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの要部の一部破断した斜視図である。 実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの模式説明図である。 図２８Ａは実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの光源の概略平面図、図２８Ｂは図２８ＡのＸ－Ｘ’概略断面図である。 実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの光検出器の説明図である。 実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの動作説明図である。 実施形態１の空調制御システムにおけるガスセンサの動作説明図である。 実施形態１の空調制御システムの他の構成例を示すシステム構成図である。 実施形態１の空調制御システムの別の構成例を示すシステム構成図である。 実施形態２の空調制御システムのシステム構成図である。 実施形態３の空調制御システムのシステム構成図である。 実施形態４の空調制御システムのシステム構成図である。 実施形態５の空調制御システムのシステム構成図である。
　（実施形態１）
　以下では、本実施形態の空調制御システムについて図１に基づいて説明する。
　空調制御システムは、図１に示すように、１ないし複数の換気扇１００と、人の存否を検知可能な１ないし複数の人感センサ２００と、二酸化炭素（以下、「ＣＯ2」ともいう。）濃度を検知可能な１ないし複数のガスセンサ３００と、制御盤４００とを備える。そして、空調制御システムを設置する建物に複数の部屋が存在する場合では、図１に示すように各部屋に対して換気扇１００と人感センサ２００とガスセンサ３００が１つずつ配置されている。制御盤４００は、人感センサ２００の出力信号と、当該人感センサ２００が設置されている同一の部屋のガスセンサ３００の出力信号とに基づいて、同一の部屋の換気扇１００を制御する制御装置である。ここで、制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第１閾値ＴＨ１（図２Ａおよび２Ｂ参照）未満のとき、人感センサ２００の出力信号に基づいて換気扇１００の換気量が切り替わるように換気扇１００を制御する。なお、図１中に破線で示した四角は、部屋等の空間的な境界を模式的に示したものである。
　これにより、空調制御システムは、換気量が必要換気量よりも過剰となるのを抑制することが可能となる。よって、空調制御システムは、例えば、暖房時において暖房に要するエネルギが無駄になるのを抑制することが可能となり、暖房時における空調機の消費エネルギの低減に寄与することが可能になる。また、空調制御システムは、冷房時において冷房に要するエネルギが無駄になるのを抑制することが可能となり、冷房時における空調機の消費エネルギの低減に寄与することが可能になる。
　空調制御システムを設置する対象の建物としては、例えば、ビルを挙げることができるが、これに限らず、例えば、病院、学校、住宅等が挙げられる。
　ビルの室内の二酸化炭素濃度の基準に関して、例えば日本国では、建築基準法並びに建築物における衛生的環境の確保に関する法律（「建築物衛生法」又は「ビル衛生管理法」とも言われる。）において、二酸化炭素濃度の基準が１０００ｐｐｍ以下と定められている。１０００ｐｐｍという許容濃度（上限値）は、ＣＯ2そのものの有害限度ではなく、空気の物理的、化学的性状が、ＣＯ2の増加に比例して悪化すると仮定したときの汚染の指標としての許容濃度を意味する。また、学校の室内の二酸化炭素濃度の基準に関して、例えば日本国では、学校保健安全法（昭和三十三年法律第五十六号）第六条第一項の規定に基づき定められた学校環境衛生基準（平成二十一年四月一日から施行）で「換気の基準として、二酸化炭素は、１５００ｐｐｍ以下であることが望ましい。」と記載されている。
　空調制御システムは、第１閾値ＴＨ１が、ガスセンサ３００を配置する室内の二酸化炭素の許容濃度に設定してあるのが好ましい。これにより、空調制御システムは、ガスセンサ３００を配置する室内の空気中の二酸化炭素濃度が許容濃度を超えるのを抑制することが可能となる。空調制御システムは、ビルに適用する場合、第１閾値ＴＨ１を例えば１０００ｐｐｍに設定し、学校に適用する場合、第１閾値ＴＨ１を例えば１５００ｐｐｍに設定すればよい。空調制御システムは、病院や住宅に適用する場合、第１閾値ＴＨ１を例えば１０００ｐｐｍに設定すればよい。この空調制御システムを適用する建築物に関して、その建築物が建築される国等の法律で基準がある場合、空調制御システムの第１閾値ＴＨ１をその基準を満たすように設定することが好ましい。第１閾値ＴＨ１は、二酸化炭素の許容濃度に限らず、許容濃度以下でもよいが、許容濃度に近い値が好ましく、例えば、許容濃度の９０％以上の値が好ましい。
　換気扇１００は、建物において各部屋等に設置される。換気扇１００は、室内と室外の空気の入れ替え（換気）を行うために用いられる換気設備であり、モータによりファン等を回転させて空気の流れを発生させる。よって、換気扇１００は、室内の空気を室外へ出すことができるので、室内の二酸化炭素濃度を低下させる働きをする。換気扇１００は、換気量（排気量）を段階的に変化させることができるものでもよいし、換気量を連続的に変化させることができるものでもよい。換気扇１００は、例えば、排気用のものである。換気扇１００は、制御盤４００に対して、電源ラインＬ１を介して接続され、また、信号ラインＬ２を介して接続されている。空調制御システムは、図１のように複数の換気扇１００を備えている場合、制御盤４００が各換気扇１００を個別に制御できるように、例えば、換気扇１００ごとに、異なる固有アドレスが設定されているのが好ましい。空調制御システムは、制御盤４００と換気扇１００を複数の信号線で接続して、換気扇１００の換気量を切り替えるように換気扇１００を制御するようにしてもよい。
　人感センサ２００は、例えば、建物において各部屋等に配置される。人感センサ２００は、その人感センサ２００が配置された部屋に人がいるかいないかを検知するためのセンサである。人感センサ２００としては、例えば、人から放射される赤外線を利用して人がいるかいないかを検知する赤外線式の人感センサを採用することができる。赤外線式の人感センサとしては、例えば、赤外線検出素子とレンズとを備えた構成のものが好ましい。赤外線検出素子としては、例えば、焦電素子、サーモパイル、抵抗ボロメータ等を採用することができる。焦電素子としては、例えば、４つの受光部を備えたクワッド素子や、２つの受光部を備えたデュアル素子が好ましい。また、人感センサ２００は、超音波を利用して人が居るか居ないかを検知する超音波式の人感センサを採用することもできる。人感センサ２００は、低消費電力化の観点から、焦電素子とフレネルレンズとを組み合わせた人感センサが好ましい。人感センサ２００は、制御盤４００に対して、電源ラインＬ１を介して接続され、また、信号ラインＬ２を介して接続されている。空調制御システムは、図１に示すように複数の人感センサ２００を備えている場合、制御盤４００が各人感センサ２００の出力信号を各人感センサ２００に対応付けて認識できるように、例えば、各人感センサ２００ごとに、異なる固有アドレスが設定されているのが好ましい。なお、空調制御システムは、１つの信号ラインＬ２に換気扇１００及び人感センサ２００が接続されているが、換気扇１００が接続される信号ラインＬ２とは別に信号ライン（図示せず）を設けて当該信号ラインに人感センサが接続されてもよい。また、空調制御システムは、人感センサ２００とガスセンサ３００とを備えた複合センサ装置２５０が信号ラインＬ２に接続されていてもよい。複合センサ装置２５０は、その複合センサ装置２５０の備える人感センサ２００の固有アドレスとガスセンサ３００の固有アドレスとを共通としてもよし、別々としてもよい。
　制御盤４００は、例えば、建物の防災センタや管理室等に設置される。制御盤４００は、ガスセンサ３００の出力信号、人感センサ２００の出力信号それぞれを受信し、各部屋ごとのガスセンサ３００の出力信号と人感センサ２００の出力信号とに基づいて、各部屋それぞれの換気扇１００を個別に制御する。
　制御盤４００は、電源ラインＬ１を介して各換気扇１００、各人感センサ２００及び各ガスセンサ３００に所定電圧を与えている。所定電圧は、例えば、ＤＣ１２Ｖ、ＡＣ２４Ｖ、ＡＣ１００Ｖ等である。
　また、制御盤４００は、各人感センサ２００それぞれの出力信号及び各ガスセンサ３００それぞれの出力信号を、信号線ラインＬ２を介して受け取り、換気扇１００に、信号線ラインＬ２を介して、換気量の指示データ及びアドレスデータを含む制御信号を伝送する。各換気扇１００は、固有アドレスが割り当てられており、制御信号のアドレスデータが自己の固有アドレスに一致する場合、その制御信号に含まれている換気量の指示データを読み取り、読み取った指示データに基づいて、自己の換気量を制御する。換気扇１００は、例えば、モータを駆動するモータ駆動回路を備えている場合、モータ駆動回路によってモータの回転速度を制御することで換気量を調節することができる。モータ駆動回路は、例えば、モータへ与える電圧を変えることで換気量を調節するようにしたり、モータをＰＷＭ制御するようにしてもよい。指示データは、換気量を直接指示するデータでもよいし、換気量の関数でもよいし、換気扇１００のオンオフや風量の切り替えを指示するデータでもよい。
　制御盤４００は、上述の第１閾値ＴＨ１を記憶する記憶部（図示せず）を備えており、各人感センサ２００それぞれの出力信号及び各ガスセンサ３００それぞれの出力信号に基づいて、上述の制御信号を生成する信号生成部（図示せず）等を備えている。
　空調制御システムは、制御盤４００において、二酸化炭素濃度の第１閾値ＴＨ１の他に第１閾値ＴＨ１よりも低い第２閾値ＴＨ２（例えば、図１５Ａ～図２３Ｂ）も併せて記憶させるようにしてもよい。
　制御盤４００は、例えば、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第１閾値ＴＨ１以上のとき、人感センサ２００の出力信号に関わらず（人の存否に関わらず）、換気扇１００が動作する（例えば、図２～図２３参照）ように換気扇１００を制御することが好ましい。これにより、空調制御システムは、室内の空気中の二酸化炭素濃度が第１閾値ＴＨ１以上となったままになるのを抑制することが可能となる。図２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ、６Ａ、７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａ、１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａ、１６Ａ、１７Ａ、１８Ａ、１９Ａ、２０Ａ、２１Ａ、２２Ａ、２３Ａの各々においては人感センサ２００により人が検知されている場合（人がいると検知されている場合）の二酸化炭素濃度と換気量との関係を模式的に示している。また、図２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ｂ、１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ、１６Ｂ、１７Ｂ、１８Ｂ、１９Ｂ、２０Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂの各々においては人感センサ２００により人が検知されていない場合（人がいないと検知されている場合）の二酸化炭素濃度と換気量との関係を模式的に示している。
　制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第１閾値ＴＨ１未満のとき、人感センサ２００により人が検知されていない場合の方が、人感センサにより人が検知されている場合よりも換気扇１００の換気量が少なくなる（例えば、図２Ａ～図１２Ｂ、図１５Ａ～図２０Ｂ参照）ように換気扇１００を制御することが好ましい。これにより、空調制御システムは、換気量が必要換気量よりも過剰となるのを抑制することが可能となる。換気扇１００の換気量を少なくするとは、換気量を零とする場合も含む概念である。換気量を零にするには、換気扇１００を停止すればよい。要するに、制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第１閾値ＴＨ１未満のとき、人感センサ２００により人が検知されていない場合、換気扇１００が停止する（図２Ａ、２Ｂ、図９Ａ～図１２Ｂ、図１９Ａ、１９Ｂ、図２０Ａ、２０Ｂ及び図２３Ａ、２３Ｂ参照）ように換気扇１００を制御するようにしてもよい。これにより、空調制御システムは、換気量が必要換気量よりも過剰となるのをより抑制することが可能となる。
　制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第１閾値ＴＨ１以上のとき、人感センサ２００により人が検知されている場合の方が、人感センサ２００により人が検知されていない場合よりも換気扇１００の換気量が多くなる（図１３Ａ、１３Ｂ、図１４Ａ、１４Ｂ、図２１Ａ～図２３Ｂ参照）ように換気扇１００を制御するようにしてもよい。これにより、空調制御システムは、室内の空気中の二酸化炭素濃度が上昇するのを抑制することが可能となる。
　制御盤４００は、換気扇１００を動作させているとき、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が低いほど換気量を少なくする（図４Ａ、４Ｂ、図６Ａ、６Ｂ、図１１Ａ、１１Ｂ、図１４Ａ、１４Ｂ、図１６Ａ、１６Ｂ、図１８Ａ、１８Ｂ及び図２２Ａ、２２Ｂ参照）ようにしてもよい。これにより、空調制御システムは、換気量が必要換気量よりも過剰となるのをより抑制することが可能となる。
　制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第１閾値ＴＨ１よりも低い第２閾値ＴＨ２未満のとき、人感センサ２００の出力信号に基づいて換気扇１００の換気量が切り替わる（図１５Ａ～図２０Ｂ及び図２３Ａ、２３Ｂ）ように換気扇１００を制御するようにしてもよい。これにより、空調制御システムは、空調制御システムは、換気量が必要換気量よりも過剰となるのをより抑制することが可能となる。
　制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第２閾値ＴＨ２未満のとき、人感センサ２００により人が検知されていない場合の方が、人感センサ２００により人が検知されている場合よりも換気扇１００の換気量が少なくなる（図１５Ａ～図２０Ｂ及び図２３Ａ、２３Ｂ）ように換気扇１００を制御するのが好ましい。これにより、空調制御システムは、省エネルギ化を図ることが可能となる。換気扇１００の換気量を少なくするとは、換気量を零とする場合も含む概念である。換気量を零にするには、換気扇１００を停止すればよい。要するに、制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第２閾値ＴＨ２未満のとき、人感センサ２００により人が検知されていない場合、換気扇１００が停止する（図１９Ａ、１９Ｂ、図２０Ａ、２０Ｂ及び図２３Ａ、２３Ｂ）ように換気扇１００を制御してもよい。これにより、空調制御システムは、換気量が必要換気量よりも過剰となるのをより抑制することが可能となる。
　制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第１閾値ＴＨ１以上のとき、人感センサ２００により人が検知されている場合の方が、人感センサ２００により人が検知されていない場合よりも換気扇１００の換気量が多くなる（図１３Ａ、１３Ｂ、図１４Ａ、１４Ｂ及び図２１Ａ～図２３Ｂ）ように換気扇１００を制御するようにしてもよい。
　制御盤４００は、ガスセンサ３００により検知された二酸化炭素濃度が第２閾値ＴＨ２以上のとき、人感センサ２００により人が検知されている場合の方が、人感センサ２００により人が検知されていない場合よりも換気扇１００の換気量が多くなる（図１７Ａ、１７Ｂ、図１８Ａ、１８Ｂ及び図２１Ａ～図２３Ｂ）ように換気扇１００を制御するようにしてもよい。
　ガスセンサ３００は、赤外線式ガスセンサである。赤外線式ガスセンサは、センサ材料として酸化物半導体を用いた半導体式ガスセンサに比べて、識別性が高い、寿命が長い、等の利点がある。
　赤外線式ガスセンサは、検知対象ガスの分子構造から決まる吸収波長の赤外線の吸光度を計測することにより、検知対象ガスの濃度を計測するものである。
　吸光度Ｄは、ランベルト・ベールの法則により、下記（１）式で与えられる。
Ｄ＝－log10（Ｉ／Ｉ0）　　　（１）式
　（１）式では、物質に入射する光の強度をＩ0、物質中を光路長Ｌだけ通過した後の光の強度をＩとしてある。
　また、吸光度Ｄは、物質に固有の吸収係数（その物質の吸収波長および温度により決まる定数）をα、物質の濃度をＣ、光路長をＬとすると、ランベルト・ベールの法則に従い、下記（２）式で与えられる。
Ｄ＝αＣＬ　　　（２）式
　（２）式からは、吸光度Ｄが物質の濃度Ｃおよび光路長Ｌに比例することが分かる。
　また、透過率Ｔは、下記（３）式で表される。
Ｔ＝Ｉ0／Ｉ　　　（３）式
　よって、（２）式および（３）式から、透過率Ｔは下記（４）式で与えられる。
Ｔ＝１０-D＝１０-αCL　　　（４）式
　したがって、光源から放射された任意の波長λの赤外線の光量をＰ、計測ガスを光路長Ｌだけ通過した後の光検出器で受光する赤外線の受光量（受光パワー）をＩとすると、受光量Ｉは、下記（５）式で求められる。
Ｉ＝Ｐ×１０-αCL　　　（５）式
　受光量Ｉと検知対象ガスの濃度との関係は、（５）式から分かるように、検知対象ガスの濃度が高くなるにつれて受光量Ｉが徐々に減衰する曲線となる。よって、赤外線式ガスセンサは、受光量Ｉの減衰量を計測することで検知対象ガスの濃度を計測することが可能となる。
　なお、吸収波長は、例えば、ＣＨ4（メタン）が３．３μｍ、ＣＯ2（二酸化炭素）が４．３μｍ、ＣＯ（一酸化炭素）が４．７μｍ、ＮＯ（一酸化窒素）が５．３μｍである。
　ガスセンサ３００は、図２４に示すように、光源１と、光検出器２と、光源１と光検出器２との間に配置された試料セル３と、信号処理部４０と、光源１を駆動する駆動回路５０とを備えている。なお、図２４中の矢印付きの線Ｘ１、Ｘ２は、光源１から放射された赤外線の進行経路を模式的に示したものである。
　光源１は、赤外線を放射する赤外光源である。光検出器２は、赤外線を受光して光電変換する光電変換器である。試料セル３は、検知対象ガスを含む気体が試料ガスとして導入されるセルである。ガスセンサ３００は、駆動回路５０によって光源１から放射される赤外線の強度を変調させる。駆動回路５０は、光源１から放射される光の強度が一定周期で周期的に変化するようにしているが、連続的に変化させてもよいし間欠的に変化させてもよい。信号処理部４０は、光検出器２の出力信号を増幅する増幅回路４１と、増幅回路４１にて増幅された出力信号に基づいて検知対象ガスの濃度を求める信号処理回路４２とを備えている。
　赤外線式ガスセンサは、高精度の計測が要求される場合、雑ガス、光源の出力パワーのばらつき、光源１の経時劣化や試料セル３の汚れや経時劣化等に起因した誤差を補正する必要がある。
　このため、ガスセンサ３００は、光検出器２が、第１光学フィルタ３１と、第１受光部２Ａと、第２光学フィルタ３２と、第２受光部２Ｂとを備え、信号処理部４０が、第１受光部２Ａの出力信号と第２受光部２Ｂの出力信号との差分や比に基づいて二酸化炭素濃度を求めるのが好ましい。
　第１光学フィルタ３１は、二酸化炭素の吸収波長λ1（図２９参照）の赤外線を透過するように透過帯域が設定されている（図２９中に実線Ｙ１で示した分光特性を参照）。二酸化炭素の吸収波長λ1は、４．３μｍである。第１受光部２Ａは、第１光学フィルタ３１における光源１側とは反対側に配置されている。第２光学フィルタ３２は、二酸化炭素に吸収されない参照波長λ2（図２９参照）の赤外線を透過し透過帯域が第１光学フィルタ３１とは重複しないのが好ましい（図２９中に一点鎖線Ｙ２で示した分光特性を参照）。参照波長λ2は、例えば、３．９μｍに設定することができる。第２受光部２Ｂは、第２光学フィルタ３２における光源１側とは反対側に配置されている。これにより、ガスセンサ３００は、第１受光部２Ａの出力信号と第２受光部２Ｂの出力信号との差分が二酸化炭素濃度に応じた値となるから、信号処理部４０において二酸化炭素濃度を精度良く求めることが可能となる。図３０は、二酸化炭素濃度が時間経過とともに点線Ａ０のように上昇した場合の第１受光部２Ａの出力信号Ａ１と第２受光部２Ｂの出力信号Ａ２とを模式的に示してある。また、図３１は、二酸化炭素濃度が一定で例えば光源１の経時劣化により光源１の出力が低下した場合の第１受光部２Ａの出力信号Ａ１と第２受光部２Ｂの出力信号Ａ２とを模式的に示してある。
　光検出器２は、受光部と、受光部の前方に配置される光学フィルタとの組を少なくとも２組備え、受光部を同じ構成とし、光学フィルタの透過帯域を互いに異ならせ、１つの光学フィルタがＣＯ2を透過するように分光特性を設計し、他の１つの光学フィルタがＣＯ2を透過しないように分光特性を設計するのが好ましい。そして、光検出器２は、受光部と光学フィルタとの組を３組以上備えることにより、２種類の検知対象ガスの濃度を検知することが可能となる。つまり、ガスセンサ３００は、二酸化炭素の濃度と、他のガス（例えば、一酸化炭素等）の濃度とを検知することが可能となる。
　光源１は、ＣＯ2の吸収波長を含む所定の波長域の赤外線を放射することができるものであればよい。例えば、ガスセンサ３００において二酸化炭素濃度のみを測定する場合、所定の波長域は、ＣＯ2に吸収されない参照波長（例えば、３．９μｍ）とＣＯ2の吸収波長（４．３μｍ）とを包含する波長域であればよい。参照波長は、ＣＯ2に限らず、ＣＯ2以外のガス（Ｈ2Ｏ、ＣＨ4、ＣＯ、ＮＯ等）にも吸収されない波長に設定するのが好ましい。
　光源１としては、例えば、赤外線を放射する赤外線放射素子５１と、この赤外線放射素子５１を収納したパッケージ１ｐとを備え、赤外線放射素子５１の前方に窓孔１ｒを有し、窓材１ｗにより窓孔１ｒが塞がれている構成のものを用いることができる。赤外線放射素子５１としては、例えば、図２８Ａ、２８Ｂに示すように、基板５２と、基板５２の一表面側に設けられた薄膜部５３と、基板５２の厚み方向に貫通した孔５２ａと、薄膜部５３における基板５２側とは反対側に設けられた赤外線放射層５４と、薄膜部５３における基板５２側とは反対側で赤外線放射層５４を覆う保護層５５と、赤外線放射層５４に電気的に接続された複数のパッド５９とを備えた構成のものを採用することができる。保護層５５は、赤外線放射層５４から放射される赤外線を透過可能な材料により形成されている。赤外線放射層５４と各パッド５９とは、配線５８を介して電気的に接続されている。
　この赤外線放射素子５１は、赤外線放射層５４への通電により赤外線放射層５４が発熱し、赤外線放射層５４から赤外線が放射される。
　基板５２は、例えば、単結晶のシリコン基板、多結晶のシリコン基板等を採用することができる。
　薄膜部５３は、例えば、基板５２側のシリコン酸化膜５３１と、シリコン酸化膜５３１における基板５２側とは反対側に積層されたシリコン窒化膜５３２との積層膜により構成することができる。薄膜部５３は、例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜の単層構造でもよい。
　赤外線放射層５４の材料は、例えば、窒化タンタル、窒化チタン、ニッケルクロム、タングステン、チタン、トリウム、白金、ジルコニウム、クロム、バナジウム、ロジウム、ハフニウム、ルテニウム、ボロン、イリジウム、ニオブ、モリブデン、タンタル、オスミウム、レニウム、ニッケル、ホルミウム、コバルト、エルビウム、イットリウム、鉄、スカンジウム、ツリウム、パラジウム、ルテチウム、導電性ポリシリコン等を採用してもよい。
　赤外線放射素子５１は、例えば、駆動回路５０から一対のパッド５９間に与える入力電力を調整することにより、赤外線放射層５４に発生するジュール熱を変化させることができ、赤外線放射層５４の温度を変化させることができる。よって、赤外線放射素子５１は、赤外線放射層５４の温度を変化させることで赤外線放射層５４から放射される赤外線のピーク波長λを変化させることができる。
　また、赤外線放射素子５１としては、例えば、赤外光を放射する赤外発光ダイオードのベアチップを採用することもできる。
　パッケージ１ｐとしては、例えば、キャンパッケージを採用することができる。キャンパッケージは、赤外線放射素子５１が実装されるステム１ａと、赤外線放射素子５１を覆うようにステム１ａに固着されるキャップ１ｂとを備え、キャップ１ｂにおける赤外線放射素子５１の前方に窓孔１ｒが形成された構成とすることができる。なお、ステム１ａには、赤外線放射素子５１への給電用の複数本のピン１ｄが厚み方向に貫通して設けられている。
　光源１は、赤外線放射素子５１とパッケージ１ｐとを備えた構成に限らず、例えば、ハロゲンランプ等を採用することもできる。
　光検出器２は、パッケージ２ｐを備え、このパッケージ２ｐ内に、上述の第１受光部２Ａ及び第２受光部２Ｂが収納されているのが好ましい。この場合、光検出器２は、例えば、パッケージ２ｐにおける第１受光部２Ａ及び第２受光部２Ｂそれぞれの前方に窓孔２ｃ、２ｃを有し、各窓孔２ｃ、２ｃそれぞれを塞ぐように第１光学フィルタ３１及び第２光学フィルタ３２を配置することができる。第１受光部２Ａと第２受光部２Ｂとは、並んで配置されているのが好ましい。第１受光部２Ａ及び第２受光部２Ｂは、焦電体基板２ｇの表側、裏側それぞれに形成され互いに対向する第１電極２ｈ、第２電極２ｉと、この焦電体基板２ｇにおいて第１電極２ｈと第２電極２ｉとに挟まれた部分とで構成されている。焦電体基板２ｇは、例えば、単結晶のＬｉＴａＯ3基板を採用することができる。焦電体基板２ｇの材料としては、ＬｉＴａＯ3を採用しているが、これに限らず、例えば、ＬｉＮｂＯ3、ＰｂＴｉＯ3、ＰＺＴ、ＰＺＴ－ＰＭＮ（：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3－Ｐｂ（Ｍｎ，Ｎｂ）Ｏ3）等を採用してもよい。第１電極２ｈ及び第２電極２ｉは、導電性を有し且つ検知対象の赤外線を吸収可能な導電膜により構成されている。この導電膜は、ＮｉＣｒ膜からなる。導電膜は、ＮｉＣｒ膜に限らず、例えば、Ｎｉ膜や金黒膜等でもよい。
　第１受光部２Ａと第２受光部２Ｂとは、光源１の光軸に直交する一平面上において、この光軸と当該一平面との交点を中心として点対称となるように配置されているのが好ましい。光検出器２は、第１受光部２Ａと第２受光部２Ｂとがそれぞれ別々の焦電体基板２ｇを備えた構成でもよいし、第１受光部２Ａと第２受光部２Ｂとが１枚の焦電体基板２ｇに形成された構成でもよい。光検出器２は、第１受光部２Ａと第２受光部２Ｂとが、電気的に逆直列に接続されている。これにより、増幅回路４１は、第１受光部２Ａの出力信号と第２受光部２Ｂの出力信号との差分を増幅することができる。光検出器２は、互いに極性の異なる２つ１組の第１受光部２Ａ及び第２受光部２Ｂが逆直列に接続されているので、組をなす２つの第１受光部２Ａ及び第２受光部２Ｂの直流バイアス成分を相殺することが可能となる。直流バイアス成分は、雑ガスや太陽光等の外来光によるバイアス成分である。よって、ガスセンサ３００は、増幅回路４１のゲインを大きくできてＳ／Ｎ比の向上が可能となる。光検出器２は、第１受光部２Ａと第２受光部２Ｂとが、電気的に逆直列に接続されているが、これに限らず、逆並列に接続されていてもよい。
　増幅回路４１及び信号処理回路４２は、光検出器２とは別に設けてあるが、これに限らず、光検出器２のパッケージ２ｐ内に収納してもよい。この場合には、増幅回路４１と信号処理回路４２とを集積化して１チップのＩＣ素子とすれば、ガスセンサ３００の小型化を図ることが可能となる。
　第１光学フィルタ３１及び第２光学フィルタ３２は、例えば、赤外線を透過する基材と、この基材の一表面側に形成された狭帯域透過フィルタ部（バンドパスフィルタ部）とで構成することができる。基材としては、例えば、シリコン基板、ゲルマニウム基板、サファイア基板、酸化マグネシウム基板等を採用することができる。
　光検出器２は、第１光学フィルタ３１及び第２光学フィルタ３２それぞれが別々の基材を備えた構成でもよいし、２つの狭帯域透過フィルタ部が１枚の基材に形成された構成でもよい。
　各狭帯域フィルタ部は、互いに異なる所望の選択波長の赤外線を選択的に透過させる。各狭帯域透過フィルタ部は、例えば、第１のλ／４多層膜と、波長選択層と、第２のλ／４多層膜とで構成することができる。第１のλ／４多層膜は、屈折率が異なり且つ光学膜厚が等しい複数種類の薄膜が積層された多層膜である。第２のλ／４多層膜は、複数種類の薄膜が積層された多層膜である。波長選択層は、第１のλ／４多層膜と第２のλ／４多層膜との間に介在する。波長選択層は、選択波長に応じて光学膜厚を各薄膜の光学膜厚とは異ならせてある。なお、第１のλ／４多層膜及び第２のλ／４多層膜は、屈折率周期構造を有していればよく、３種類以上の薄膜を積層したものでもよい。薄膜の材料としては、例えば、Ｇｅ、Ｓｉ、ＭｇＦ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯx、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＮx等を採用することができる。
　第１光学フィルタ３１の狭帯域透過フィルタ部の選択波長は、４．３μｍであり、第２光学フィルタ３２の狭帯域透過フィルタ部の選択波長は、例えば、３．９μｍとすればよい。
　光検出器２のパッケージ２ｐとしては、例えば、キャンパッケージを採用することができる。キャンパッケージは、第１受光部２Ａ及び第２受光部２Ｂが一面側に配置されるステム２ａと、第１受光部２Ａ及び第２受光部２Ｂを覆うようにステム２ａに固着されるキャップ２ｂとを備え、キャップ２ｂにおける第１受光部２Ａ及び第２受光部２Ｂそれぞれの前方に窓孔２ｃ、２ｃが形成された構成とすることができる。なお、ステム２ａには、複数本のリードピン２ｄが厚み方向に貫通して設けられている。リードピン２ｄの数は、例えば、３本とすることができ、この場合、２本のリードピン２ｄを信号取り出し用、１本のリードピンをグランド用とすることができる。
　次に、ガスセンサ３００の試料セル３について図２４～図２７に基づいて説明する。
　試料セル３は、筒状に形成されている。試料セル３は、その内部空間と外部とを連通させる複数の通気孔９が、試料セル３の軸方向に直交する方向に貫通して形成されているのが好ましい。試料セル３が、円筒状に形成されている場合、通気孔９は、試料セル３の径方向に貫通して形成されているのが好ましい。試料セル３は、通気孔９を通して外部からの気体が導入されたり、内部空間の空気が導出されたりする。外部からの気体は、ガスセンサ３００が配置されている室内の空気である。
　ガスセンサ３００は、試料セル３の軸方向の一端部側（以下、第１の端部）に光源１が配置され、試料セル３の軸方向の他端部側（以下、第２の端部）に光検出器２が配置されている。ガスセンサ３００は、通気孔９を通って試料セル３の内部空間に、室内の空気が導入されるので、試料セル３の内部空間にある空気中の二酸化炭素濃度が増加すると、光検出器２へ入射する赤外線の光量が低下し、試料セル３の内部空間にある空気中の二酸化炭素濃度が低下すると、光検出器２へ入射する赤外線の光量が増加する。
　試料セル３は、この試料セル３の中心軸ＯＸ（図２７参照）を含む平面で分割された対になる半割体４、５（図２５参照）を結合することにより形成されている。半割体４と半割体５とは、例えば、嵌め合い、超音波溶着、接着等から選択される技術により結合することができる。
　試料セル３は、光源１から放射された赤外線を光検出器２側へ反射する光学要素を兼ねているのが好ましい。ここで、試料セル３は、例えば、合成樹脂により形成されている場合、内側に赤外線を反射する反射層を備えた構成とするのが好ましい。
　試料セル３の材料は、合成樹脂に限らず、例えば、金属を採用してもよい。試料セル３は、特定波長の赤外線に対する反射率が比較的高い金属により形成されている場合、反射層を別途に備えていてもよいし、備えていなくてもよい。
　要するに、試料セル３は、筒状であり、その内面が光源１から放射された赤外線を反射する反射面６であるのが好ましい。上述の反射層を備えている場合には、この反射層の表面が反射面６を構成することができる。なお、図２７中の矢印付きの線Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５は、光源１から放射された赤外線の進行経路を模式的に示したものである。
　ガスセンサ３００は、光源１を保持する第１の保持部材１０を備え、この第１の保持部材１０が試料セル３に取り付けられている。また、ガスセンサ３００は、光検出器２を保持する第２の保持部材２０を備え、この第２の保持部材２０が試料セル３に取り付けられている。
　第１の保持部材１０は、キャップ部１１と、押さえ板１２とからなる。キャップ部１１は、円盤状であって、試料セル３側の端面に、試料セル３の第１の端部が挿入される凹部１１ａが設けられ、凹部１１ａの底部の中央に、光源１が挿入される貫通孔１１ｂが設けられている。押さえ板１２は、キャップ部１１に対して光源１を押さえるためのものである。
　第１の保持部材１０は、押さえ板１２の３つの孔１２ｂ及びキャップ部１１の３つの孔１１ｄに通された３つの取付ねじ（図示せず）が試料セル３の第１の端部の３つのねじ部４ｄ，５ｄ、６ｄにそれぞれねじ込まれることによって、試料セル３に取り付けられている。
　第２の保持部材２０は、キャップ部２１と、押さえ板２２とからなる。キャップ部２１は、円盤状であって、試料セル３側の端面に、試料セル３の第２の端部が挿入される凹部２１ａが設けられ、凹部２１ａの底部の中央に、光検出器２が挿入される貫通孔２１ｂが設けられている。押さえ板２２は、キャップ部２１に対して光検出器２を押さえるためのものである。
　第２の保持部材２０は、押さえ板２２の３つの孔２２ｂ及びキャップ部２１の３つの孔２１ｃ（図２５では１つのみ図示）に通された３つの取付ねじ（図示せず）が試料セル３の第２の端部の３つのねじ部（図示せず）にそれぞれねじ込まれることによって、試料セル３に取り付けられている。
　なお、第１および第２の保持部材１０，２０それぞれの構造は、特に限定するものではない。また、試料セル３への第１および第２の保持部材１０，２０それぞれの取付構造も特に限定するものではない。
　ところで、試料セル３の反射面６は、試料セル３の中心軸ＯＸ上に規定した長軸を回転軸とする回転楕円体の長軸方向の両端部それぞれを長軸に直交する２つの平面ＶＰ１、ＶＰ２（図２７参照）によりカットした形状としてある。よって、試料セル３は、回転楕円体（長楕円体）の一部に対応する内部空間が形成されている。
　ガスセンサ３００は、光源１を、試料セル３の中心軸ＯＸ上において、上記回転楕円体の一方の焦点（第１の焦点）Ｐ１に配置し、光検出器２を、試料セル３の中心軸ＯＸ上において、上記回転楕円体の他方の焦点（第２の焦点）Ｐ２よりも光源１に近い側に配置するのが好ましい。
　ガスセンサ３００は、光源１が、上記回転楕円体の第１の焦点Ｐ１近傍に配置されている。近傍とは、第１の焦点Ｐ１と光源１との距離が所定値より小さい全ての点からなる部分集合であり、第１の焦点Ｐ１の点も含む。上記所定値は、上記回転楕円体の第１の焦点Ｐ１と第２の焦点Ｐ２との距離によって変わる。要するに、光源１は、厳密な意味で第１の焦点Ｐ１に配置されている必要はなく、実質的に第１の焦点Ｐ１に配置されているとみなせれる位置にあればよい。光源１から斜め方向に放射された赤外線は、反射面６によって反射されて、第２の焦点Ｐ２に集光されるように導光される。しかしながら、第２の焦点Ｐ２に光検出器２を配置した比較例のガスセンサでは、試料セル３の第２の端部において反射面６で反射されて第１光学フィルタ３１や第２光学フィルタ３２に入射する赤外線の入射角が大きくなりやすい。そして、第１光学フィルタ３１及び第２光学フィルタ３２は、入射角が大きくなるほど、分光特性（透過率－波長特性）が短波長側へのずれが大きくなり、選択波長を含む特定波長域の赤外線の透過率が低下してしまう。よって、比較例のガスセンサでは、Ｓ／Ｎ比が低下してしまう懸念がある。一方、試料セル３の中心軸ＯＸに沿った方向における試料セル３と光検出器２との距離が長くなるほど、赤外線のロスが多くなってしまう。
　これに対して、ガスセンサ３００は、光検出器２を、試料セル３の中心軸ＯＸ上において、反射面の第２の焦点Ｐ２よりも光源１に近い側に配置してある。つまり、光検出器２は、各光学フィルタ及び各受光部２Ａ，２Ｂが、試料セル３の中心軸ＯＸに沿った方向において、第２の焦点Ｐ２とよりも光源１に近い側であって、試料セル３と第２の焦点Ｐ２との間に配置されている。これにより、ガスセンサ３００は、試料セル３の中心軸ＯＸに沿った方向における試料セル３と光検出器２との距離を比較例と同じとした場合、比較例に比べて、試料セル３の第２の端部において反射面６で反射されて光学フィルタに入射する赤外線の入射角を小さくすることが可能となる。よって、ガスセンサ３００は、比較例のガスセンサに比べて、特定波長域の赤外線の透過率が低下するのを抑制することが可能となり、Ｓ／Ｎ比を向上させることが可能となる。また、光学フィルタを透過した赤外線が、その光学フィルタに対向している受光部以外の受光部に入射するクロストークの発生を抑制することが可能となり、測定精度の向上を図ることが可能となる。試料セル３の中心軸ＯＸに沿った方向における試料セル３と光検出器２との距離は、短い方が好ましく、零がより好ましい。
　本実施形態の空調制御システムは、図１の構成に限らず、各部屋に配置される換気扇１００、人感センサ２００及びガスセンサ３００それぞれの数を各部屋の広さやレイアウト等に基づいて適宜変更することができる。よって、空調制御システムは、例えば、図３２に示す構成とすることもできる。
　また、空調制御システムは、図３３に示すように、制御盤４００と各換気扇１００、各人感センサ２００、各ガスセンサ３００及び各複合センサ装置２５０の各々が個別の信号ラインＬ２により接続された構成でもよい。
　（実施形態２）
　以下では、本実施形態の空調制御システムについて図３４に基づいて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の空調制御システムは、電源ラインＬ１及び信号ラインＬ２に無線受信機５００を接続してある。そして、人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０は、出力信号を無線によって無線受信機５００に送信することが可能な無線式人感センサ、無線式ガスセンサ、無線式センサ装置としてある。
　人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０は、それぞれの筐体（図示せず）内に電源としての電池を備えたものでもよいし、外部電源等から電力が供給されるものでもよい。電池としては、例えば、リチウム電池や、リチウムイオン電池等を採用することができる。
　本実施形態の空調制御システムでは、実施形態１の空調制御システムに比べて、人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０それぞれの設置場所の自由度が高くなり、また、施工が容易になる。
　（実施形態３）
　以下では、本実施形態の空調制御システムについて図３５に基づいて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の空調制御システムは、実施形態１の空調制御システムにおける制御盤４００（図１参照）を備えていない。その代わりに、各換気扇１００、各人感センサ２００及び各ガスセンサ３００の各々は、電源ラインＬ１１に接続されている。電源ラインＬ１１は、図示しない外部電源から各換気扇１００、各人感センサ２００及び各ガスセンサ３００に所定電圧を与えるためのラインである。所定電圧は、例えば、ＤＣ１２Ｖ、ＡＣ１００Ｖ等である。
　また、本実施形態の空調制御システムは、各部屋ごとに、人感センサ２００及びガスセンサ３００が信号ラインＬ１２を介して換気扇１００に接続されている。本実施形態の空調制御システムは、換気扇１００が、人感センサ２００の出力信号とガスセンサ３００の出力信号とに基づいて換気扇１００を制御する制御装置を兼ねている。
　（実施形態４）
　以下では、本実施形態の空調制御システムについて図３６に基づいて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の空調制御システムは、実施形態１の空調制御システムにおける制御盤４００（図１参照）を備えていない。その代わりに、各換気扇１００は、電源ラインＬ１１に接続されている。電源ラインＬ１１は、図示しない外部電源から各換気扇１００に所定電圧を与えるためのラインである。所定電圧は、例えば、ＤＣ１２Ｖ、ＡＣ１００Ｖ等である。
　本実施形態の空調制御システムは、各換気扇１００が無線受信機１１０を備えている。そして、人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０は、出力信号を無線によって無線受信機１１０に送信することが可能な無線式人感センサ、無線式ガスセンサ、無線式センサ装置としてある。本実施形態の空調制御システムでは、無線受信機１１０が、人感センサ２００の出力信号とガスセンサ３００の出力信号とに基づいて換気扇１００を制御する制御装置を兼ねている。
　人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０は、それぞれの筐体（図示せず）内に電源としての電池を備えたものでもよいし、外部電源等から電力が供給されるものでもよい。電池としては、例えば、リチウム電池や、リチウムイオン電池等を採用することができる。
　本実施形態の空調制御システムでは、実施形態１の空調制御システムに比べて、人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０それぞれの設置場所の自由度が高くなり、また、施工が容易になる。
　（実施形態５）
　以下では、本実施形態の空調制御システムについて図３７に基づいて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態の空調制御システムは、実施形態１の空調制御システムにおける制御盤４００（図１参照）を備えていない。その代わりに、各換気扇１００は、電源ラインＬ１１に接続されている。電源ラインＬ１１は、図示しない外部電源から各換気扇１００に所定電圧を与えるためのラインである。所定電圧は、例えば、ＤＣ１２Ｖ、ＡＣ１００Ｖ等である。
　本実施形態の空調制御システムは、換気扇１００ごとに信号ラインＬ１３を介して接続される無線受信機５００を備えている。そして、人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０は、出力信号を無線によって無線受信機５００に送信することが可能な無線式人感センサ、無線式ガスセンサ、無線式センサ装置としてある。本実施形態の空調制御システムでは、無線受信機５００が、人感センサ２００の出力信号とガスセンサ３００の出力信号とに基づいて換気扇１００を制御する制御装置を兼ねている。
　人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０は、それぞれの筐体（図示せず）内に電源としての電池を備えたものでもよいし、外部電源等から電力が供給されるものでもよい。電池としては、例えば、リチウム電池や、リチウムイオン電池等を採用することができる。
　本実施形態の空調制御システムでは、実施形態１の空調制御システムに比べて、人感センサ２００、ガスセンサ３００及び複合センサ装置２５０それぞれの設置場所の自由度が高くなり、また、施工が容易になる。
　本発明を幾つかの好ましい実施形態によって記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

Claims (13)

  1. 　換気扇と、人の存否を検知可能な人感センサと、二酸化炭素濃度を検知可能なガスセンサと、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記人感センサの出力信号と前記ガスセンサの出力信号とに基づいて前記換気扇を制御し、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が第１閾値未満のとき、前記人感センサの出力信号に基づいて前記換気扇の換気量が切り替わるように前記換気扇を制御することを特徴とする空調制御システム。
  2. 　前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値以上のとき、前記人感センサの出力信号に関わらず、前記換気扇が動作するように前記換気扇を制御することを特徴とする請求項１記載の空調制御システム。
  3. 　前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値未満のとき、前記人感センサにより人が検知されていない場合の方が、前記人感センサにより人が検知されている場合よりも前記換気扇の換気量が少なくなるように前記換気扇を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の空調制御システム。
  4. 　前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値未満のとき、前記人感センサにより人が検知されていない場合、前記換気扇が停止するように前記換気扇を制御することを特徴とする請求項３記載の空調制御システム。
  5. 　前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値よりも低い第２閾値未満のとき、前記人感センサの出力信号に基づいて前記換気扇の換気量が切り替わるように前記換気扇を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調制御システム。
  6. 　前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第２閾値未満のとき、前記人感センサにより人が検知されていない場合の方が、前記人感センサにより人が検知されている場合よりも前記換気扇の換気量が少なくなるように前記換気扇を制御することを特徴とする請求項５記載の空調制御システム。
  7. 　前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第２閾値未満のとき、前記人感センサにより人が検知されていない場合、前記換気扇が停止するように前記換気扇を制御することを特徴とする請求項６記載の空調制御システム。
  8. 　前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第１閾値以上のとき、前記人感センサにより人が検知されている場合の方が、前記人感センサにより人が検知されていない場合よりも前記換気扇の換気量が多くなるように前記換気扇を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の空調制御システム。
  9. 　前記制御装置は、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が前記第２閾値以上のとき、前記人感センサにより人が検知されている場合の方が、前記人感センサにより人が検知されていない場合よりも前記換気扇の換気量が多くなるように前記換気扇を制御することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の空調制御システム。
  10. 　前記ガスセンサは、光源と、光検出器と、前記光源と前記光検出器との間に配置された試料セルと、信号処理部とを備え、前記光検出器は、二酸化炭素の吸収波長の赤外線を透過するように透過帯域が設定された第１光学フィルタと、前記第１光学フィルタにおける前記光源側とは反対側に配置された第１受光部と、二酸化炭素に吸収されない参照波長の赤外線を透過し透過帯域が前記第１光学フィルタとは重複しない第２光学フィルタと、前記第２光学フィルタにおける前記光源側とは反対側に配置された第２受光部とを備え、前記信号処理部は、前記第１受光部の出力信号と前記第２受光部の出力信号との差分もしくは比に基づいて二酸化炭素濃度を求めることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の空調制御システム。
  11. 　前記試料セルは、筒状であり、その内面が前記光源から放射された赤外線を反射する反射面であり、前記反射面は、前記試料セルの中心軸上に規定した長軸を回転軸とする回転楕円体の長軸方向の両端部それぞれを長軸に直交する２つの平面によりカットした形状であり、前記光源は、前記中心軸上において、前記回転楕円体の一方の焦点近傍に配置され、前記光検出器は、前記中心軸上において、前記回転楕円体の他方の焦点よりも前記光源に近い側に配置されていることを特徴とする請求項１０記載の空調制御システム。
  12. 　前記制御装置は、前記換気扇を動作させているとき、前記ガスセンサにより検知された二酸化炭素濃度が低いほど換気量を少なくすることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の空調制御システム。
  13. 　前記第１閾値は、前記ガスセンサを配置する室内の二酸化炭素の許容濃度に設定してあることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の空調制御システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014204625A1 (de) * 2014-03-13 2015-09-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Kohlendioxidgehaltes einer Umgebungsluft
CN104729034A (zh) * 2015-04-09 2015-06-24 郭陇军 一种通风系统
EP3304014B1 (en) * 2015-05-29 2024-04-03 Rebellion Photonics, Inc. Hydrogen sulfide imaging system
FR3047797B1 (fr) * 2016-02-15 2018-02-09 Thermor Pacific Procede de regulation d'un appareil de chauffage comprenant au moins un capteur de co2 et au moins un detecteur d'absence/presence et appareil de chauffage associe
EP3207868A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-23 Patonomics AB Method and apparatus for identifying a transitory emotional state of a living mammal
WO2018063102A1 (en) * 2016-09-27 2018-04-05 Chitipalungsri Somsak Automatic ventilation control system
US10731882B2 (en) * 2016-10-17 2020-08-04 Lennox Industries Inc. Operating a climate control system based on occupancy status
FR3059084B1 (fr) * 2016-11-22 2019-10-25 Muller Et Cie Procede de regulation d'une installation de ventilation domestique avec protection contre un gaz polluant
JP6414240B2 (ja) * 2017-01-26 2018-10-31 ダイキン工業株式会社 換気システム
EP3757474A4 (en) * 2018-02-23 2021-03-03 Mitsubishi Electric Corporation INDOOR AIR CONDITIONING UNIT AND INDOOR AIR CONDITIONING SYSTEM
KR102086241B1 (ko) * 2018-08-24 2020-03-06 주윤식 열회수 양 기로(氣路) 파이프 환기장치
JP7390608B2 (ja) * 2018-11-02 2023-12-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 環境制御システム、及び、環境制御方法
KR102175224B1 (ko) * 2018-11-14 2020-11-06 주식회사 더밸류 공기질 관리 장치 및 시스템
CN109579238A (zh) * 2018-12-20 2019-04-05 象山兑鹏电子科技有限公司 一种定制化智能通风系统
EP3904775B1 (en) 2018-12-26 2023-05-10 Mitsubishi Electric Corporation Ventilation control system and carbon dioxide concentration estimation method
CN110579001A (zh) * 2019-08-12 2019-12-17 安徽美博智能电器有限公司 空调器的控制方法及装置
KR102188972B1 (ko) * 2020-04-06 2020-12-10 원태연 창문 장착형 스마트 환기청정기
WO2022249325A1 (ja) * 2021-05-26 2022-12-01 三菱電機株式会社 換気扇および換気システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06109313A (ja) 1992-09-25 1994-04-19 Matsushita Electric Works Ltd 変風量制御方式を使用した空調制御システム
JPH10118435A (ja) * 1996-10-23 1998-05-12 Matsushita Seiko Co Ltd 空気清浄機付換気扇
JP2007085698A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Fuji Electric Systems Co Ltd 空調システム、そのプログラム
JP2007147613A (ja) * 2005-11-23 2007-06-14 Tyco Electronics Raychem Gmbh ガスセンサアレー
JP2012220353A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Panasonic Corp 気体成分検出装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61159046A (ja) * 1984-12-27 1986-07-18 Takenaka Komuten Co Ltd 外気量制御装置
JP2714220B2 (ja) * 1990-03-31 1998-02-16 株式会社東芝 換気装置
JP2638296B2 (ja) * 1990-11-29 1997-08-06 株式会社日立製作所 送風装置
JPH07198589A (ja) * 1993-12-31 1995-08-01 Horiba Ltd 一点集中型高密度光源
US5428222A (en) * 1994-04-06 1995-06-27 Janos Technology Inc. Spectral analyzer with new high efficiency collection optics and method of using same
US6969857B2 (en) * 2003-01-10 2005-11-29 Southwest Research Institute Compensated infrared absorption sensor for carbon dioxide and other infrared absorbing gases
JP2005147624A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Mitsubishi Electric Corp 換気システム及び換気装置並びに換気機能住宅
US8515584B2 (en) * 2009-08-20 2013-08-20 Transformative Wave Technologies Llc Energy reducing retrofit method for a constant volume HVAC system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06109313A (ja) 1992-09-25 1994-04-19 Matsushita Electric Works Ltd 変風量制御方式を使用した空調制御システム
JPH10118435A (ja) * 1996-10-23 1998-05-12 Matsushita Seiko Co Ltd 空気清浄機付換気扇
JP2007085698A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Fuji Electric Systems Co Ltd 空調システム、そのプログラム
JP2007147613A (ja) * 2005-11-23 2007-06-14 Tyco Electronics Raychem Gmbh ガスセンサアレー
JP2012220353A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Panasonic Corp 気体成分検出装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2930442A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3318809A4 (en) * 2015-07-01 2019-02-27 Mitsubishi Electric Corporation AIR CONDITIONING SYSTEM CONTROL DEVICE AND AIR CONDITIONING SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
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