WO2021261283A1

WO2021261283A1 - 空調方法、空調システム、ｕｖ処理装置

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Publication number: WO2021261283A1
Application number: PCT/JP2021/022228
Authority: WO
Inventors: 慎也櫻井; 充史藤井
Original assignee: 株式会社バルカー
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2021-12-30
Also published as: JP2022001219A

Abstract

空調装置（６）および排気装置（１２）を起動させて、空間（４）を規定する部屋の一部に形成された排気通路（８）、もしくは空間を規定する部屋に接続された排気通路に排気し、排気通路を通じて排気された空気を循環路（１８）に流す工程と、空調装置もしくは排気装置の起動を受け、ＵＶ処理装置（１０）を起動させる工程と、ＵＶ処理装置が、排気通路または循環路内の空気に波長の異なる複数の紫外線を照射する工程と、紫外線が照射された空気を空調装置から空間に流す工程を含む。これにより、空気中の酸素のオゾン化、オゾンの活性化を併用させて高度な感染症対策が可能となる。

Description

空調方法、空調システム、ＵＶ処理装置

　本発明は、室内にある空気中の細菌やウイルスに対する処理機能を備えた空調技術に関する。

　従来、紫外線を照射することで物体表面の殺菌やウイルスの不活化などを行うものが知られている。このような殺菌やウイルスの不活化に利用する場合、紫外線光源に対してバンドパスフィルタなどを利用して、所定領域の波長域の紫外線を照射させることが知られている（たとえば、特許文献１）。

　また、空気中の酸素に対して紫外線ランプを照射することで、オゾン（Ｏ３）を発生させることや、発生したオゾンを殺菌、脱臭、有害物質除去に利用することが知られている（たとえば、特許文献２）。

特開２０１８－１１４１９７号公報特開２０２０－０１１８５６号公報

　ところで、クリーンルーム、教室、劇場、レストラン、車両などの種々の閉鎖空間では、空調装置により室内の空気を循環させている。このため室内に細菌やウイルスなどが存在する場合、室内に居る人が、空間内に循環する空気によって感染症に罹患するリスクがあるという課題がある。

　閉鎖空間の感染症防止では、たとえば定期的に窓や扉を開放して外気の取入れが有効な手段であるが、このような換気作業を定期的に行うのは煩わしく、また窓や扉の数が多い場合には開閉作業が多大な負荷となる。さらに空間が広い場合、十分な換気を行うためには長時間に亘って窓や扉を開放状態にする必要がある。そのほか、病院や研究施設などのクリーンルームでは、外気開放による換気を行えない場合もある。このような外気開放による換気処理では、空間内の空調効率を低下させてしまうという課題もある。

　本発明の発明者は、紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）やオゾン（Ｏ３）の殺菌作用やウイルス不活化作用に着目し、さらに異なる波長域のＵＶを組み合わせて室内に循環する空気に照射することで、空間内での感染症に対するリスクの低減に有効であるとの知見を得た。

　斯かる課題について、特許文献１、２には開示や示唆はなく、これら特許文献１、２に開示された構成では斯かる課題を解決することができない。

　そこで、本発明の目的は、異なる波長域のＵＶ光源を組み合わせ、殺菌もしくはウイルス不活化、空気中の酸素のオゾン化、オゾンの活性化を併用することで、高度な感染症対策が可能な空調方法、そのシステムおよびＵＶ処理装置を提供する。

　上記目的を達成するため、本開示の空調方法の一側面は、空調装置および排気装置を起動させて、空間を規定する部屋の一部に形成された排気通路、もしくは前記空間を規定する前記部屋に接続された排気通路に排気し、前記排気通路を通じて排気された空気を循環路に流す工程と、前記空調装置もしくは前記排気装置の起動を受け、ＵＶ処理装置を起動させる工程と、前記ＵＶ処理装置が、前記排気通路または前記循環路内の前記空気に波長の異なる複数の紫外線を照射する工程と、紫外線が照射された前記空気を前記空調装置から前記空間に流す工程を含む。

　上記空調方法において、前記ＵＶ処理装置は、滅菌作用や少なくともウイルス不活化作用がある第１の波長の紫外線、空気中の酸素のオゾン化作用がある第２の波長の紫外線、オゾンの活性化作用がある第３の波長の紫外線を照射する工程を含んでもよい。

　上記目的を達成するため、本開示の空調システムの一側面は、加熱または冷却された空気を流して空間を空調する空調装置と、前記空間を規定する部屋の一部に形成され、もしくは前記空間を規定する前記部屋に接続されており、前記空間内の空気を排気する排気通路と、前記排気通路内に前記空間内の空気を引き込む排気装置と、前記排気通路に流された空気を前記空調装置側に供給する循環路と、前記空間から引き込まれて前記排気通路または前記循環路内にある前記空気に対して紫外線を照射するＵＶ処理装置と、前記空調装置や前記排気装置および前記ＵＶ処理装置を制御する制御部を備える。

　上記空調システムにおいて、さらに、前記制御部から出力される情報を提示する情報提示部を備えてよい。
　上記空調システムにおいて、前記ＵＶ処理装置は、滅菌作用や少なくともウイルス不活化作用がある第１の波長の紫外線、空気中の酸素のオゾン化作用がある第２の波長の紫外線、オゾンの活性化作用がある第３の波長の紫外線を照射してよい。

　上記目的を達成するため、本開示のＵＶ処理装置の一側面は、少なくともウイルスの不活化作用がある第１の波長の紫外線を照射する第１の発光手段と、空気中の酸素のオゾン化作用がある第２の波長の紫外線を照射する第２の発光手段と、オゾンの活性化作用がある第３の波長の紫外線を照射する第３の発光手段とを備える。

　上記ＵＶ処理装置において、前記第１の発光手段、前記第２の発光手段および前記第３の発光手段は、空間内の空気を排気する排気通路または該排気通路に接続された循環路内に設置され、前記排気通路または前記循環路内に流れる空気に対して各波長の紫外線を照射してよい。

　本発明によれば、次のような効果が得られる。

　(1) 異なる波長のＵＶ光を組み合わせることで、殺菌やウイルス不活化、酸素のオゾン化、オゾンの活性化により、高度な感染症対策を実現できる。

　(2) クリーンルーム、教室、劇場、レストラン、車両などの閉鎖空間の空調経路における循環空気の清浄化が実現できる。

　(3) 空間内に循環する空気中の細菌やウイルスを除去することで、感染症の抑制に寄与できる。

　(4) 外気に対して換気処理を行わないことで、空調効率の低下を防止できる。

　(5) 換気処理を行わないことで、外気から細菌やウイルスが新たに侵入する可能性を低減できる。

　そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施形態に係る空調処理の一例を示すフローチャートである。空調システムの構成例を示す図である。空調システムのハードウェア構成例を示す図である。ＵＶ処理装置の内部構成例を示す図である。ＵＶ波長設定データベースの一例を示す図である。空調システムの動作データベースの一例を示す図である。情報提示の一例を示す図である。第２の実施形態に係る空調システムの構成例を示す図である。空調システムの機能ブロック図である。ＵＶ強度設定データベースの一例を示す図である。空調処理の一例を示すフローチャートである。第３の実施形態に係る空調システムの構成例を示す図である。空調処理の一例を示すフローチャートである。

　〔第１の実施形態〕
　図１は、第１の実施形態に係る空調処理の一例を示している。図１に示す工程は、本開示の空調方法の一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。この空調処理において、Ｓは一部の工程、Ｓに付した番号は順序の一例である。

　この空調処理には、たとえば図１に示すように、空調装置および排気装置を起動する工程（Ｓ１０１）、空調装置および排気装置に同期してＵＶ処理装置を起動する工程（Ｓ１０２）、閉鎖された空間の排気通路に流れる排気に異なる波長域のＵＶを照射する工程（Ｓ１０３）、ＵＶによる殺菌・ウイルスの不活化処理を実行する工程（Ｓ１０４）、排気中の酸素のオゾン化工程（Ｓ１０５）、オゾンの活性化工程（Ｓ１０６）、オゾンによる殺菌・ウイルスの不活化処理を実行する工程（Ｓ１０７）、ＵＶ処理後の空気を排気装置から空調装置に流し、空調装置より空間に供給する工程（Ｓ１０８）、ＵＶ処理終了工程（Ｓ１０９）が含まれる。

　空調装置および排気装置を起動する工程（Ｓ１０１）：空調システム２は、たとえば空調装置６が起動すると、排気通路８の内部または排気通路８に接続された排気装置１２を起動させる。この空調装置６は、たとえば図示しない室温センサーの検出温度情報やタイマーによる時間設定情報により制御部１４が自動で起動させてもよく、または空間４内の利用者がコントローラ９０（図１２）によって手動で起動させてもよい。

　空調装置および排気装置に同期してＵＶ処理装置を起動する工程（Ｓ１０２）：制御部１４は、空調装置６、排気装置１２の起動を確認すると、ＵＶ処理装置１０に対して制御指示を出力して起動させる。この制御指示には、たとえばＵＶ処理装置１０に電力を供給する給電手段に対する電力供給指示も含まれる。

　閉鎖された空間の排気通路に流れる排気に異なる波長域のＵＶを照射する工程（Ｓ１０３）：ＵＶ処理装置１０は、たとえば紫外線を発光可能な光源として、発光波長の異なる複数のＵＶ－ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えている。そのほか、ＵＶ処理装置１０は、たとえばＬＥＤの光源に対し、バンドパスフィルタなどの波長調整手段を用いて任意の波長の光を生成してもよい。制御部１４は、ＵＶ処理装置１０に対して起動とともに、所定の波長域でのＵＶの照射指示を出力する。

　ＵＶによる殺菌・ウイルスの不活化処理を実行する工程（Ｓ１０４）：ＵＶ処理装置１０は、たとえば一部のＵＶ発光素子が第１の波長として、殺菌またはウイルスの不活化作用を有する波長で発光する。これによりＵＶ処理装置１０は、空気（ＡＰ）に第１の波長のＵＶを照射して、殺菌、もしくはウイルスを不活化する。

　排気中の酸素のオゾン化工程（Ｓ１０５）：ＵＶ処理装置１０は、たとえば他の一部のＵＶ発光素子が第２の波長として、酸素のオゾン化作用を有する波長で発光する。これにより、ＵＶ処理装置１０は、空気（ＡＰ）に第２の波長のＵＶを照射して、空気（ＡＰ）中の酸素（Ｏ２）の一部または全部をオゾン（Ｏ３）に変化させる。

　オゾンの活性化工程（Ｓ１０６）：さらに、ＵＶ処理装置１０は、たとえば一部のＵＶ発光素子が第３の波長として、オゾン（Ｏ３）の活性化作用を有する波長で発光する。これにより、ＵＶ処理装置１０は、空気（ＡＰ）に第３の波長のＵＶを照射して、オゾン（Ｏ３）を活性化させる。

　オゾンによる殺菌・ウイルスの不活化処理を実行する工程（Ｓ１０７）：ＵＶ処理装置１０は、ＵＶ照射によって活性化されたオゾン（Ｏ３）により、空間４内から排気された空気（ＡＰ）中の細菌を死滅させ、もしくはウイルスを不活化させる。

　ＵＶ処理後の空気を排気装置から空調装置に流し、空調装置より空間に供給する工程（Ｓ１０８）：空調システム２では、ＵＶ処理装置１０によりＵＶ照射されて清浄化した空気（ＡＣ）を循環路１８を通じて空調装置６に供給する。そして空調装置６は、空気（ＡＣ）を加熱または冷却して空間４内に放出する。

　ＵＶ処理終了工程（Ｓ１０９）：制御部１４は、空間４内の空気（ＡＰ）に対するＵＶ処理が完了していないと判断した場合（Ｓ１０９のＮＯ）、Ｓ１０３に戻り、ＵＶ処理を継続する。また制御部１４は、ＵＶ処理が完了したと判断した場合（Ｓ１０９のＹＥＳ）、少なくともＵＶ処理装置１０を停止させる。

　＜空調システム２＞
　図２は、空調システムを示している。図２に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。

　この空調システム２は、たとえば図２に示すように、閉鎖またはそれに近い状態となった空間４である室内の天井もしくは壁面に空調装置６を備えるほか、空間４の底部側の一部に排気通路８を備える。排気通路８は、空間４内に設置された床１５を介して室内と区分されており、床１５の一部に形成された排気部１６により室内の空気（ＡＰ）が引き込まれる。排気通路８は、たとえば流路上にＵＶ処理装置１０および排気装置１２を備えるとともに、ＵＶ処理された空気（ＡＣ）を空調装置６側に戻す循環路１８が接続されている。

　空調装置６は、たとえば取込んだ空気を加熱または冷却して空間４内に排出するエアコン（Air-Conditioner）のほか、室内の温度を上げる温風器、もしくは室内の温度を低下させる冷風器、そのほか、室内の空気中の塵や埃を除去するための空気清浄器などであってもよい。

　この空調システム２では、空間４から排気通路８を経て、ＵＶ処理装置１０からのＵＶ照射によりＵＶ処理された空気（ＡＣ）が循環路１８を通じて空調装置６に供給される。つまり空調システム２では、細菌やウイルスが混入されている可能性がある空間４内の空気（ＡＰ）を空調装置６に直接取込ませず、ＵＶが照射されてＵＶ処理された空気（ＡＣ）を空調装置６に供給して室内を空調させている。そして、空調装置６から放出された空気（ＡＣ）は、空間４内において、人への接触や呼気となるほか、外気と混合することでＵＶ未処理の空気（ＡＰ）となる。

　排気装置１２は、空間４、排気通路８、循環路１８の順に空気を循環させる手段の一例であり、たとえばファンやエアポンプなどを備える。
　ＵＶ処理装置１０や排気装置１２は、制御部１４によって駆動制御されている。

　＜空調システム２のハードウェア＞
　図３は、空調システム２のハードウェア構成例を示している。

　制御部１４は、通信機能を有するコンピュータで構成される。この制御部１４は、たとえばプロセッサ２０、記憶部２２、入出力部（Ｉ／Ｏ）２４を備える。

　プロセッサ２０は、記憶部２２にあるＯＳ（Operating System）を実行するとともに、ＵＶ照射処理を含む空調の制御に用いられる空調処理プログラムなどの各種プログラムを実現するための情報処理を実行する。

　記憶部２２は、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などの記憶素子を備え、記録媒体の一例である。この記憶部２２にはＯＳ、既述の空調処理の制御情報の生成などを実行するためのプログラムなど、各種のプログラムやＵＶ照射制御に利用するデータベース、空調処理情報のデータベースなどが格納される。

　Ｉ／Ｏ２４は、プロセッサ２０の制御により、情報提示部２６に対して制御情報などを提示するほか、情報入力部２８からの情報の入力を行う。またＩ／Ｏ２４には、空調装置６、ＵＶ処理装置１０、排気装置１２などが接続されている。

　情報提示部２６は、空調システム２の全体の動作状態やＵＶ処理装置１０の動作状態、設定情報などを提示する手段の一例であり、たとえば空調システム２の制御に利用するＰＣ（Personal Computer）のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの情報提示機器で構成される。ＵＶ処理装置１０の設定情報には、たとえば照射するＵＶ光の波長、発光出力などの情報が含まれる。

　情報入力部２８は、空調システム２に対する設定指示などを入力する手段の一例であり、たとえばＰＣのキーボードやタッチパネルなどの操作手段を備える。

　ＵＶ処理装置１０は、たとえば波長を異ならせて発光させる複数のＵＶ発光素子Ｉ３２、ＵＶ発光素子ＩＩ３４、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６に対して発光駆動部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを備えている。この発光駆動部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、ＵＶ発光素子Ｉ３２、ＵＶ発光素子ＩＩ３４、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６に対し設定された電流・電圧を印加する給電回路などで構成される。ＵＶ発光素子Ｉ３２、ＵＶ発光素子ＩＩ３４、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６は、たとえば設定された波長の紫外光で発光するＵＶ－ＬＥＤや、複数のＬＥＤを組み合わせて目的とする波長の紫外光を発生させる光源ユニットで構成される。

　排気装置１２は、たとえばプロセッサ２０からの制御指示に基づいて、所定の排気流量を発生させる排気駆動部３８を備える。排気駆動部３８は、たとえば給電制御などにより排気ファン４０の回転数を制御することで、設定された排気通路８内の排気流量を調整する。

　そのほか、制御部１４には、たとえばＵＶ処理装置１０の動作時間を制御するタイマー、外部データベースや空調装置６のリモコンと接続するための通信部を備えてもよい。

＜プロセッサ２０による情報処理＞
　プロセッサ２０による情報処理には、
　ａ）空調装置６、排気装置１２の駆動制御
　ｂ）ＵＶ処理装置１０の起動および発光処理、紫外光の波長、発光強度の制御
　などに関する処理が含まれる。

　＜ＵＶ処理装置１０の構成＞
　図４は、ＵＶ処理装置の内部構成例を示している。

　このＵＶ処理装置１０は、たとえば図４に示すように、空間４から排気通路８へ排気された空気（ＡＰ）に対するＵＶの照射効率を高めるために、分岐した排気通路８Ａ、８Ｂを利用してもよい。それぞれの排気通路８Ａ、８Ｂは、たとえば同等の開口面積であり、その内壁面にＵＶ発光素子が設置されてＵＶを発光している。このＵＶ処理装置１０では、たとえば排気通路８Ａ、８Ｂの上流側から空気（ＡＰ）の流れ方向に沿って、空気中の酸素のオゾン化作用を備える第２の波長で発光するＵＶ発光素子ＩＩ３４が配置され、次にオゾンの活性化作用を備える第３の波長で発光するＵＶ発光素子ＩＩＩ３６が配置され、下流側に殺菌作用やウイルスの不活化作用を備えた第１の波長で発光するＵＶ発光素子Ｉ３２が配置されている。

　なお、ＵＶ処理装置１０には、たとえば、上流側に第１の波長で発光するＵＶ発光素子Ｉ３２を配置し、下流側に向けて第２の波長で発光するＵＶ発光素子ＩＩ３４、第３の波長で発光するＵＶ発光素子ＩＩＩ３６の順に配置されてもよい。

　＜ＵＶ波長設定データベース４２について＞
　図５は、ＵＶ波長設定データベースの一例を示している。

　ＵＶ波長設定データベース４２は、たとえば発光駆動部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ（図３）に対するＵＶ発光制御に用いられる。このＵＶ波長設定データベース４２は、たとえば記憶部２２に格納されている。そして制御部１４は、プロセッサ２０がＵＶ波長設定データベース４２に設定された情報を読み込んで、発光駆動部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに対してＵＶ発光素子Ｉ３２、ＵＶ発光素子ＩＩ３４、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６に対する発光波長などの指示情報を設定する。ＵＶ波長設定データベース４２には、たとえば図５に示すように、設定モード部４４、ＵＶ波長部４５、必要照射時間部４６が設定されている。

　設定モード部４４は、発光駆動部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに対するＵＶ波長の組み合わせを特定する情報が設定される。設定モード部４４には、たとえば空間４から排出された空気（ＡＰ）に対するＵＶ照射により処理する対象の細菌やウイルスの種類などの情報に応じた情報が含まれる。この設定モード部４４には、たとえばＵＶ照射による対象として、インフルエンザウイルス感染症や新型コロナウイルス感染症（COVID-19）などを引き起こすウイルスを対象とする設定情報、または肺炎や風邪、その他の病気などの原因となる細菌を対象とする設定情報が格納される。

　ＵＶ波長部４５は、各発光駆動部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、もしくはＵＶ発光素子Ｉ３２、ＵＶ発光素子ＩＩ３４、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６に対する各波長情報が格納される。このＵＶ波長部４５には、たとえばＵＶ発光素子Ｉ３２に対する波長情報部４５１、ＵＶ発光素子ＩＩ３４に対する波長情報部４５２、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６に対する波長情報部４５３が格納されている。

　必要照射時間部４６は、たとえばＵＶ処理による殺菌またはウイルスの不活化処理を実行する設定時間情報の一例である。この必要照射時間部４６には、たとえば空調システム２で循環する空気に対し、その流量や流速、および処理対象に対するＵＶの作用速度、ＵＶの照射強度などに基づいて設定された時間情報が格納される。

　＜空調システムの動作データベース５０について＞
　図６は、空調システムの動作データベースの一例を示している。

　この空調システムの動作データベース５０は、空調システム２の動作ログが記憶されており、たとえば日付部５１、空調装置駆動時間部５２、排気装置駆動時間部５３、ＵＶ処理装置動作情報部５４、排気流量部５５が格納される。

　日付部５１は、空調システム２の稼動日情報が格納される。

　空調装置駆動時間部５２は、空調装置６の駆動開始時刻や停止時刻、累積の駆動時間情報などが格納される。

　排気装置駆動時間部５３は、排気装置１２の駆動開始時刻や停止時刻、駆動時間情報などが格納される。空調システム２では、空間４内の空気を排気通路８や循環路１８に循環させるため、空調装置６の駆動時間と排気装置１２の駆動時間は同等になる。

　ＵＶ処理装置動作情報部５４は、ＵＶ処理装置１０の駆動時間や、各ＵＶ発光素子の発光波長情報などが格納される。このＵＶ処理装置動作情報部５４には、たとえばＵＶ発光素子Ｉ３２、ＵＶ発光素子ＩＩ３４、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６の動作情報が格納されるＩ部５４１、ＩＩ部５４２、ＩＩＩ部５４３を備える。

　排気流量部５５は、空調システム２に循環させる空気（ＡＰ）の流量情報が格納される。この排気流量は、たとえば空調装置６、排気装置１２の回転数情報、またはこの回転数情報に基づいて求めた空気流量情報などが格納されればよい。そのほか、排気通路８や循環路１８内に設置した図示しない流量計の計測情報が格納されてもよい。

　＜情報提示＞
　制御部１４は、たとえば図７に示すように、空調システム２の運転状態において、情報提示部２６の一例であるモニター装置６０に対して動作状況や波長の設定情報などを含む情報提示画像６２を表示させる。この情報提示画像６２には、たとえばＵＶ殺菌・ウイルス不活化処理として、ＵＶ発光素子Ｉ３２に対して２６５〔ｎｍ〕の波長が設定され、オゾン化処理として、ＵＶ発光素子ＩＩ３４に対して１８５〔ｎｍ〕の波長が設定され、オゾン活性化処理として、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６に対して２５４〔ｎｍ〕の波長が設定された動作状況の情報が含まれる。

　＜第１の実施形態の効果＞
　斯かる構成によれば、次のような効果が期待できる。

　(1) 殺菌またはウイルス不活化作用のある波長のＵＶ、酸素をオゾン化作用のある波長のＵＶ、オゾンの活性化作用のある波長のＵＶを空間４から排気された空気（ＡＰ）に照射し、空調装置６側に循環させることで、空調効率を低減させずに室内の感染症のリスクを低減できる。

　(2) 異なる波長のＵＶ光を組み合わせることで、殺菌やウイルス不活化、酸素のオゾン化、オゾンの活性化により、高度な感染症対策を実現できる。

　(3) 外気に対して換気処理を行わないことで、空調効率の低下を防止できる。

　(4) 換気処理を行わないことで、外気から細菌やウイルスが新たに侵入する可能性を低減できる。

　(5) ＵＶ波長設定データベース４２により、対象とする細菌やウイルスに応じたＵＶの波長が選択でき、設定操作の容易化が図れる。

　〔第２の実施形態〕
　図８は、第２の実施形態に係る空調システムの構成例を示している。図８に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。図８において、図２と同一部分には同一符号を付している。

　この空調システム７０は、たとえば図８に示すように、循環路１８から供給される清浄化した空気（ＡＣ）と冷媒Ｑｈとを熱交換させるヒートポンプ式の空調装置７２や、空間４の一部を室内と排気通路８に区分する床部としてグレーチング７４を備える場合を示している。

　この空調装置７２は、たとえば内部に循環路１８から供給された空気（ＡＣ）を流す通気管路７６と、この通気管路７６内に設置された熱交換器７８を備える。熱交換器７８には、たとえば周囲に図示しないフィンなどを設置し、通気管路７６内を流れる空気（ＡＣ）との接触面積を増加させてもよい。熱交換器７８の内部には、冷媒Ｑｈを熱交換器７８と室外機８４との間で流す冷媒回路８２を備える。この冷媒回路８２は、冷媒Ｑｈを熱交換器７８から室外機８４側に流す往き管８２Ａと室外機８４から熱交換器７８側に流す戻り管８２Ｂを含む。空調装置７２に利用される冷媒Ｑｈは、たとえばフロンやハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）などが用いられる。これにより空調装置７２では、たとえば熱交換器７８に流入した冷媒Ｑｈが空気（ＡＣ）から熱を受け取って蒸発する。これにより空気（ＡＣ）中の熱が奪われて冷却された空気（ＡＣ）が空間４内に放出される。また暖房時には、逆に熱交換器７８内で冷媒Ｑｈが熱を与えることで加熱された空気（ＡＣ）が空間４内に放出される。

　空間４の底部に設置されたグレーチング７４は、たとえば剛性のある金属材料などで構成されており、格子状または平面部に空気（ＡＰ）が通過可能な多数の開口部が形成されている。これによりグレーチング７４は、空間４内において室内と排気通路８とを区分するとともに、空気（ＡＰ）を排気通路８に流す排気部１６として機能する。このグレーチング７４は、たとえば室内の平面方向にそって全体、または所定の範囲で形成されることで、排気装置１２の駆動によって空間４の底部側に流動する空気（ＡＰ）を効率良く通過させている。そして、グレーチング７４は空気の通過性が高められることで、床面に接触する際に生じる細菌やウイルスのパーティクルの発生を抑えることができる。

　そのほか、空間４を構成する部屋には、空間４の外部と空気を交換する換気扇８６や開閉可能な窓８８を備えている。

　＜空調システム７０の構成例＞
　図９は第２の実施形態に係る空調システムの機能構成例を示している。

　空調装置７２には、たとえば図９に示すように、コントローラ９０、空調制御を行う制御部９２、熱交換機能部９４、空気流動機能部９６を備える。また空調システム７０の制御部１４には、たとえばＵＶ照射制御部９８や排気制御部１００を備える。

　コントローラ９０は、空調装置７２に対する操作入力手段の一例であり、起動／停止、温度設定、運転モードの設定、風量設定などが行える。コントローラ９０は、有線または無線により空調装置７２の制御部９２と接続される。

　なお、空調システム７０の制御部１４は、コントローラ９０と無線通信などにより信号の送受信を行ってもよい。

　制御部９２は、空調装置７２の運転制御を行う手段の一例であり、コンピュータで構成されている。制御部９２は、たとえばコントローラ９０からの入力指示に基づき、設定温度での空調処理を行うため、熱交換機能部９４や空気流動機能部９６に対して制御指示を出力する。

　熱交換機能部９４は、熱交換器７８、冷媒回路８２、室外機８４を備えるほか、冷媒Ｑｈを冷媒回路８２内に循環させる図示しないポンプなどを備えてもよい。

　空気流動機能部９６は、既述の通気管路７６などを含むほか、循環路１８から供給された空気（ＡＣ）を熱交換器７８側に導くファンなど備えてもよい。

　制御部１４のＵＶ照射制御部９８は、ＵＶ処理装置１０に対し、発光強度などの制御情報を生成し、出力する機能部の一例である。この空調システム７０では、たとえば空間４内に循環する排気（空気ＡＰ）の流量に基づいて、ＵＶ処理装置１０によるＵＶの照射強度の設定を行う。

　排気制御部１００は、排気装置１２に対する制御指示を生成して出力する機能部の一例である。この排気制御部１００では、たとえば空調装置７２のコントローラ９０の設定情報に応じて、空調装置７２の回転数を変動させる。これにより空調システム７０では、排気装置１２により空間４内の空気（ＡＰ）を排気通路８側に取り込ませることになり、空調装置７２によって空間４内の空気（ＡＰ）を直接吸い込ませず、または吸い込み量を抑えられる。

　＜ＵＶ強度設定データベース１０２＞
　図１０は、ＵＶ強度設定データベース１０２の構成例を示している。

　このＵＶ強度設定データベース１０２は、排気装置１２の排気流量に応じたＵＶ照射強度の設定情報の一例であり、たとえば排気流量部１０３、ＵＶ照射強度部１０４、必要照射時間部１０５が格納される。

　排気流量部１０３は、たとえば排気装置１２の回転数や排気の取込み情報が格納される。

　ＵＶ照射強度部１０４は、排気流量に応じてＵＶの照射能力を変動させるための設定情報が格納される。ＵＶ照射強度部１０４には、たとえばＵＶ発光素子Ｉ３２に対する設定情報を含むＩ部１０４１、ＵＶ発光素子ＩＩ３４に対する設定情報を含むＩＩ部１０４２、ＵＶ発光素子ＩＩＩ３６に対する設定情報を含むＩＩＩ部１０４３が格納される。

　必要照射時間部１０５は、殺菌処理もしくはウイルス不活化処理を実行するのに必要な時間情報の一例である。つまり、ＵＶ照射処理では、たとえば設定された強度でＵＶを発光させた場合において、排気流量の多少により十分な照射時間が異なってくるため、排気流量情報や照射強度の条件に対して必要照射時間が設定される。

　なお、ＵＶ強度設定データベース１０２に格納される情報は、たとえば過去の実験結果や空調システム７０の動作結果などに基づいて設定されればよく、そのほか、図示しない通信機能により外部データベースや他の研究結果などの公開情報を取得して記憶してもよい。

　＜空調処理について＞
　図１１は、空調処理例を示している。図１１に示す処理手順、処理内容は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。

　この空調処理には、たとえば図１１に示すように、空調装置７２のコントローラ９０による入力操作（Ｓ２０１）、空調装置７２の起動とともに制御部１４に動作入力を通知する処理（Ｓ２０２）、制御部１４においてＵＶ処理装置１０および排気装置１２の起動指示（Ｓ２０３）、空調装置７２の設定情報の取得処理（Ｓ２０４）、照射強度および排気流量を設定処理（Ｓ２０５）、動作指示（Ｓ２０６）、空調装置７２の設定維持の確認（Ｓ２０７）、空調装置７２の停止確認（Ｓ２０８）などが含まれる。

　空調装置７２のコントローラ９０による入力操作（Ｓ２０１）：コントローラ９０は、ユーザーの入力操作により、空調装置７２の起動指示のほか、設定温度、運転モードなどの指示情報を通知する。

　空調装置７２の起動とともに制御部１４に動作入力を通知する処理（Ｓ２０２）：空調システム７０では、コントローラ９０への入力操作に基づいて空調装置７２が起動するとともに、空調装置７２またはコントローラ９０により制御部１４側に空調処理の開始やその指示情報が通知される。

　制御部１４においてＵＶ処理装置１０および排気装置１２の起動指示（Ｓ２０３）：制御部１４は、空調装置７２の起動に基づいて、ＵＶ処理装置１０および排気装置１２に起動指示を出力する。

　空調装置７２の設定情報の取得処理（Ｓ２０４）：制御部１４は、コントローラ９０からの指示情報に含まれる風量設定情報を参照し、空間４に対して排出する空気（ＡＣ）の流量情報を取得する。

　照射強度および排気流量を設定処理（Ｓ２０５）：制御部１４のＵＶ照射制御部９８は、ＵＶ強度設定データベース１０２を参照し、空調装置７２が排出する空気（ＡＣ）の流量情報を利用して、ＵＶの照射強度を読み出し、ＵＶ処理装置１０に対して照射強度を含む指示情報を生成する。また制御部１４の排気制御部１００は、空調装置７２の排出流量と同等、またはそれ以上の排気流量となるように、排気ファン４０の回転数指示などを設定する。

　動作指示（Ｓ２０６）：制御部１４は、ＵＶ処理装置１０および排気装置１２に対して動作指示を出力する。ＵＶ処理装置１０は、たとえば各ＵＶ発光素子Ｉ３２、ＩＩ３４、ＩＩＩ３６が複数備えられており、動作指示に対して、素子の発光数を増減させることで発光強度を調整すればよく、そのほか、それぞれの発光駆動部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃにおいて、ＵＶ発光素子Ｉ３２、ＩＩ３４、ＩＩＩ３６に対する給電電流値／電圧値を変動させて、発光強度を調整してもよい。

　空調装置７２の設定維持の確認（Ｓ２０７）：制御部１４は、空調装置７２の設定情報が維持されているかを判断し、設定が維持されている場合（Ｓ２０７のＹＥＳ）は、ＵＶ処理装置１０の発光強度や排気装置１２の設定回転数を維持する。この設定情報は、たとえば空調装置７２が放出させる空気（ＡＣ）の設定風量情報などが含まれる。つまり空調システム７０では、空調装置７２の設定風量が排気通路８側に流れる流量に比例すると想定し、この設定風量に応じてＵＶ処理を行う。そのほか、設定情報には、設定風量のほか、設定温度や、風量に強弱を付けたり一定のタイミングごとに風量をＯＮ／ＯＦＦを繰り返すなどの運転モード情報などを組み合せた情報であってもよい。

　また、制御部１４は、空調装置７２の設定情報が変更された場合（Ｓ２０７のＮＯ）、Ｓ２０５に戻り、空気の循環量に応じた照射強度および排気流量を設定すればよい。

　空調装置７２の停止確認（Ｓ２０８）：制御部１４は、空調装置７２が停止した場合（Ｓ２０８のＹＥＳ）、この停止と同時に、またはそれよりも後にＵＶ処理装置１０や排気装置１２を停止させればよい。

　＜第２の実施形態の効果＞
　斯かる構成によれば、以下のような効果が期待できる。

　(1) 第１の実施形態と同様の効果が得られる。

　(2) 空調装置７２の風量設定情報に応じて排気装置１２の回転数を調整するとともに、空調システム７０内に循環する空気の流れに応じてＵＶ照射強度を調整するので、殺菌作用やウイルスの不活化機能の最適化が図れる。

　(3) 空調システム７０内の空気の循環流量に対して過剰なＵＶ照射などを防止でき、省エネ化が図れる。

　(4) ＵＶ強度設定データベース１０２を利用して、空調装置７２の風量（排気流量）に応じたＵＶ照射強度や照射時間が設定でき、制御部１４の算出負荷の軽減が図れる。

　〔第３の実施形態〕
　図１２は、第３の実施形態に係る空調システム１１０の構成例を示している。図１２において、図２、図９と同様の構成には同一の符号を付している。

　この空調システム１１０は、たとえば図１２に示すように、空間４や排気通路８または循環路１８のいずれか、またはこれらを組み合わせた位置にセンサー１１２を備えるとともに、このセンサー１１２による検出情報の判定や監視を行う判定・監視部１１４を備える場合を示している。

　センサー１１２は、たとえば空気（ＡＰ、ＡＣ）中の細菌やウイルスなどを検出するバイオセンサーや微生物センサーなどが含まれる。このセンサー１１２は、たとえば検出対象とする細菌またはウイルスなどに応じた複数の種類のセンサーを用いればよい。

　判定・監視部１１４は、センサー１１２の検出信号を取得し、空気中の細菌やウイルスの残存状態やその割合などを算出する手段の一例である。

　そしてこの空調システム１１０では、たとえば空調装置７２の起動前、もしくは起動開始時に判定・監視部１１４の算出結果に基づき、ＵＶ照射制御部９８において、殺菌やウイルス不活化に必要なＵＶ照射強度や照射時間、ＵＶの波長などを設定し、ＵＶ処理装置１０に対して制御情報を出力する。

　そのほか空調システム１１０では、たとえば第１の実施形態や第２の実施形態の空調処理を行った後に、空間４内や排気通路８、循環路１８内の空気を監視し、対象となる細菌やウイルスの残存状態を監視してもよい。そして、空調システム１１０内は、細菌やウイルスが残存している場合には、ＵＶ処理装置１０や排気装置１２を起動させて、空気のＵＶ処理を行ってもよい。

　＜空調処理について＞
　図１３は、空調処理例を示している。図１３に示す処理手順、処理内容は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。

　この空調処理には、たとえば図１３に示すように、空調装置７２の起動入力（Ｓ３０１）、排気装置１２およびＵＶ処理装置１０の起動（Ｓ３０２）、センサー１１２により空気中の細菌またはウイルスの濃度を検出（Ｓ３０３）、細菌またはウイルスの濃度が閾値以下かの判断（Ｓ３０４）、ＵＶ処理装置１０の動作の低減または停止（Ｓ３０５）などが含まれる。

　空調装置７２の起動入力（Ｓ３０１）：コントローラ９０は、ユーザーの入力操作により、空調装置７２の起動指示のほか、設定温度、運転モードなどの指示情報を通知する。

　排気装置１２およびＵＶ処理装置１０の起動（Ｓ３０２）：空調システム７０では、コントローラ９０への入力操作に基づいて空調装置７２が起動すると、空調装置７２の起動に連動し、またはコントローラ９０により制御部１４側に空調処理の開始やその指示情報が通知されて、排気装置１２およびＵＶ処理装置１０が起動する。

　センサー１１２により空気中の細菌またはウイルスの濃度を検出（Ｓ３０３）：制御部１４の判定・監視部１１４は、センサー１１２から検出情報を取得すると、監視対象の細菌またはウイルスの有無を判定する判定処理を行って、空気中の濃度を算出する。

　細菌またはウイルスの濃度が閾値以下かの判断（Ｓ３０４）：判定・監視部１１４は、判定処理により、空気中に存在する特定の細菌やウイルスの濃度を、予め設定された閾値と対比する。その対比の結果、制御部１４は、細菌やウイルスの濃度が閾値を越えている場合（Ｓ３０４のＮＯ）には、継続して排気装置１２を動作させて空気を循環させるとともに、この循環する空気に対してＵＶ処理装置１０からＵＶを照射して殺菌、またはウイルスの不活化処理を行うとともにＳ３０３に戻ってセンサー１１２による検出を継続する。

　ＵＶ処理装置１０の動作の低減または停止（Ｓ３０５）：制御部１４は、細菌やウイルスの濃度が閾値以下の場合（Ｓ３０４のＹＥＳ）、循環する空気に対するＵＶ処理が有効に作用していると判断し、ＵＶ処理装置１０の照射量の低減や停止をさせる。

　＜第３の実施形態の効果＞
　斯かる構成によれば、以下のような効果が期待できる。

　(1) 第１の実施形態または第２の実施形態と同様の効果が得られる。

　(2) センサー１１２により、空調システム１１０内に循環する空気中において、監視対象とした細菌やウイルスの残存状態を把握することができ、空間４内の感染症に対するリスクを軽減できる。

　(3) 空調装置７２の動作中において、細菌やウイルスの残存状態を把握し、その監視結果に応じてＵＶ処理装置１０の動作の低減または停止が可能となり、省エネ化が図れる。

　(4) 細菌やウイルスの残存状態を把握し、その監視結果を提示することで、空調システム１１０の信頼性を高めることができる。

　〔変形例〕
　以上説明した実施形態について、その変形例を以下に列挙する。

　(1) 上記実施形態では、排気通路８の下流側にＵＶ処理装置１０を備える場合を示したがこれに限らない。ＵＶ処理装置１０は、たとえば空間４の外部にある循環路１８内に設置してもよい。

　(2) 上記実施形態では、空間４を構成する部屋が閉鎖またはそれに近い状態であり、空間４内に外気が流入する構成を特定していない。本開示の空調システム２、７０、１１０は、たとえば換気扇８６の駆動や窓８８の開放により外気が空間４内に混入する場合であっても、ＵＶ処理による空気内の細菌やウイルスの除去が可能である。

　また、上記第３の実施形態に示すように、空調システム１１０内に設置したセンサー１１２により、細菌やウイルスを監視し、空気中の残存濃度に応じてＵＶ処理装置１０の動作制御を行うことで、空間４内の感染症のリスクを低減できる。

　(3) 上記実施形態では、制御部１４は、空調装置６、７２の起動に応じて、ＵＶ処理装置１０や排気装置１２の起動指示を出す場合を示したがこれに限らない。制御部１４は、空調装置６、７２が起動する前にＵＶ処理装置１０や排気装置１２を起動させて、空気の循環およびＵＶ照射処理を行うことで、循環路１８や空調装置６、７２の内部に残留している空気が空間４側に向けて高流量で排出されるのを防止することができる。

　この場合、制御部１４は、たとえばリモコン操作があった場合、空調装置６、７２の起動を遅らせて、先にＵＶ処理装置１０や排気装置１２を起動させて、一定時間、空気に対するＵＶ処理を施すように制御してもよい。

　そのほか、空調装置６、７２には、たとえば図示しない排気手段により、空調装置６、７２の内部や循環路１８内のＵＶ処理が施されていない残存空気を外気に放出可能にしてもよい。

　(4) 上記実施形態では、排気通路８が空間４内の一部に形成される場合を示したがこれに限らない。排気通路８は、たとえばユーザーが活動する空間４に隣接、または配管などで接続されて形成されてもよい。

　以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

　本開示の技術は、室内などの閉鎖空間内の空気を回収し、その空気をＵＶ処理してオゾン化とそのオゾンの活性化を組み合せることで、滅菌やウイルスを不活化し、室内の空気の清浄を維持でき、有用である。

　２、７０、１１０　空調システム
　４　空間
　６、７２　空調装置
　８、８Ａ、８Ｂ　排気通路
　１０　ＵＶ処理装置
　１２　排気装置
　１４、９２　制御部
　１５　床
　１６　排気部
　１８　循環路
　２０　プロセッサ
　２２　記憶部
　２４　Ｉ／Ｏ
　２６　情報提示部
　２８　情報入力部
　３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ　発光駆動部
　３２　ＵＶ発光素子Ｉ
　３４　ＵＶ発光素子ＩＩ
　３６　ＵＶ発光素子ＩＩＩ
　３８　排気区動部
　４０　排気ファン
　４２　ＵＶ波長設定データベース
　４４　設定モード部
　４５　ＵＶ波長部
　４５１、５４１、１０４１　Ｉ部
　４５２、５４２、１０４２　ＩＩ部
　４５３、５４３、１０４３　ＩＩＩ部
　４６　必要処理時間部
　５０　空調システムの動作データベース
　５１　日付部
　５２　空調装置駆動時間部
　５３　排気装置駆動時間部
　５４　ＵＶ処理装置動作情報部
　５５　排気流量部
　６０　モニター装置
　６２　情報提示画面
　７４　グレーチング
　７６　通気流路
　７８　熱交換器
　８０　排出口
　８２　冷媒回路
　８２Ａ　往き管
　８２Ｂ　戻り管
　８４　室外機
　８６　換気扇
　８８　窓
　９０　コントローラ
　９４　熱交換機能部
　９６　空気流動機能部
　９８　ＵＶ照射制御部
　１００　排気制御部
　１０２　ＵＶ強度設定データベース
　１０３　排気流量部
　１０４　ＵＶ照射強度部
　１０５　必要照射時間部
　１１２　センサー
　１１４　判定・監視部

Claims

　空調装置および排気装置を起動させて、空間を規定する部屋の一部に形成された排気通路、もしくは前記空間を規定する前記部屋に接続された排気通路に排気し、前記排気通路を通じて排気された空気を循環路に流す工程と、
　前記空調装置もしくは前記排気装置の起動を受け、ＵＶ処理装置を起動させる工程と、
　前記ＵＶ処理装置が、前記排気通路または前記循環路内の前記空気に波長の異なる複数の紫外線を照射する工程と、
　紫外線が照射された前記空気を前記空調装置から前記空間に流す工程と、
　を含むことを特徴とする空調方法。
　前記ＵＶ処理装置は、
　滅菌作用や少なくともウイルス不活化作用がある第１の波長の紫外線、空気中の酸素のオゾン化作用がある第２の波長の紫外線、オゾンの活性化作用がある第３の波長の紫外線を照射する工程、
　を含むことを特徴とする請求項１に記載の空調方法。
　加熱または冷却された空気を流して空間を空調する空調装置と、
　前記空間を規定する部屋の一部に形成され、もしくは前記空間を規定する前記部屋に接続されており、前記空間内の空気を排気する排気通路と、
　前記排気通路内に前記空間内の空気を引き込む排気装置と、
　前記排気通路に流された空気を前記空調装置側に供給する循環路と、
　前記空間から引き込まれて前記排気通路または前記循環路内にある前記空気に対して紫外線を照射するＵＶ処理装置と、
　前記空調装置や前記排気装置および前記ＵＶ処理装置を制御する制御部と、
　を備えることを特徴とする空調システム。
　さらに、前記制御部から出力される情報を提示する情報提示部を備えることを特徴とする請求項３に記載の空調システム。
　前記ＵＶ処理装置は、滅菌作用や少なくともウイルス不活化作用がある第１の波長の紫外線、空気中の酸素のオゾン化作用がある第２の波長の紫外線、オゾンの活性化作用がある第３の波長の紫外線を照射することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の空調システム。
　少なくともウイルスの不活化作用がある第１の波長の紫外線を照射する第１の発光手段と、
　空気中の酸素のオゾン化作用がある第２の波長の紫外線を照射する第２の発光手段と、
　オゾンの活性化作用がある第３の波長の紫外線を照射する第３の発光手段と、
　を備えることを特徴とするＵＶ処理装置。
　前記第１の発光手段、前記第２の発光手段および前記第３の発光手段は、空間内の空気を排気する排気通路または該排気通路に接続された循環路内に設置され、前記排気通路または前記循環路内に流れる空気に対して各波長の紫外線を照射することを特徴とする請求項６に記載のＵＶ処理装置。