WO2024042657A1 - 空気清浄システム - Google Patents

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room
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building
air supply
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篤志 高橋
あゆみ 斎木
洋介 久下
春実 山口
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present disclosure relates to an air cleaning system.
  • Patent Document 1 describes an air purification system that efficiently purifies indoor air to prevent contamination of the indoor environment and maintain the comfort of people living indoors.
  • Patent Document 1 The air purification system described in Patent Document 1 focuses on cleaning the air within a single room, and does not take into account the movement of air between multiple rooms within a building.
  • An object of the present disclosure is to provide an air purification system that can maintain the comfort of people inside the room by efficiently purifying the air in a space consisting of multiple rooms in a building. That's true.
  • An air purification system includes an exhaust device that is installed in a first room in a building and exhausts air in the first room to the outside of the first room, and a second room in the building. a first air supply device installed in the second room to supply air outside the second room into the second room; and a first air supply device installed in the second room to purify the air inside the second room.
  • a communication unit capable of acquiring environmental data including at least one of data on the pollution state of the air inside the building and data on the pollution state of the air outside the building;
  • a control unit that controls a first air supply device and the first air cleaning device.
  • a ventilation air path from the first air supply device to the exhaust device is configured in the building. The control unit controls air volume of the exhaust device, the first air supply device, and the first air cleaning device according to the environmental data acquired by the communication unit.
  • an air purification system that can maintain the comfort of people in the room by efficiently purifying the air in a space consisting of a plurality of rooms in a building. be able to.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the arrangement of devices constituting the air cleaning system of Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of an air cleaning system according to a first embodiment;
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a specific example of the operation of the air cleaning system according to the first embodiment.
  • 7 is a flowchart illustrating a modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the operating state of the air cleaning system in a modification of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the arrangement of devices constituting the air cleaning system of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the air cleaning system according to the first embodiment.
  • the air purification system according to this embodiment is a system that purifies the air in a space consisting of a plurality of rooms in a building. Each device constituting the air cleaning system according to this embodiment is installed across multiple rooms in a building.
  • the air cleaning system includes an exhaust device 10 that exhausts indoor air to the outside.
  • the exhaust system 10 is installed in a first room 100a in a building.
  • the exhaust device 10 exhausts the air inside the first room 100a to the outside of the first room 100a.
  • the exhaust device 10 exhausts the air inside the first room 100a to the outside of the building.
  • the exhaust device 10 includes an inlet for taking in indoor air, an outlet for discharging air to the outside, and a fan for generating airflow.
  • the exhaust device 10 is configured to have variable air volume.
  • the air purification system includes a first air supply device 11 that takes outdoor air into the room.
  • the first air supply device 11 is installed in a second room 100b different from the first room 100a.
  • the first room 100a and the second room 100b are formed in the same building.
  • the first air supply device 11 supplies air from outside the second room 100b into the second room 100b.
  • the first air supply device 11 takes in outside air, which is air outside the building, and supplies the outside air into the second room 100b.
  • the first air supply device 11 includes an inlet for taking in outside air, an outlet for supplying outside air into the room, and a fan for generating airflow.
  • the first air supply device 11 is configured to have variable air volume.
  • the first air supply device 11 may be configured as a device without a fan, such as an air supply port configured to have a variable opening area, for example.
  • the air purification system may include a second air supply device 12 that takes outdoor air into the room.
  • This second air supply device 12 is installed in a third room 100c that is different from the first room 100a and the second room 100b.
  • the third room 100c is formed in the same building as the first room 100a and the second room 100b.
  • the second air supply device 12 supplies air from outside the third room 100c into the third room 100c.
  • the second air supply device 12 takes in outside air, which is air outside the building, and supplies the outside air into the third room 100c.
  • the second air supply device 12 may be configured similarly to the first air supply device 11.
  • the second air supply device 12 is configured to have variable air volume.
  • the second air supply device 12 may or may not have a fan.
  • one or both of the first air supply device 11 and the second air supply device 12 may be simply referred to as an "air supply device" without a reference numeral.
  • the air cleaning system according to the present disclosure only needs to include at least one air supply device, and may include three or more air supply devices.
  • the air taken in by the air supply device passes through the room 100d, which is a space corresponding to a hallway or common area, for example, and flows into the first room 100a. Further, the air in the first room 100a is exhausted by the exhaust device 10.
  • a ventilation air path from the air supply device to the exhaust device 10 is configured in the building where the air purification system according to the present embodiment is installed.
  • air movement between rooms in a building does not have to pass through the room 100d, which is a space equivalent to a hallway or a common area, and may be carried out directly between adjacent rooms. . Furthermore, the movement of air between each room may be carried out, for example, through undercuts in doors that partition the rooms, or through ventilation holes or ventilation ducts provided between the rooms separately from the undercuts in the doors. It's okay.
  • the air purification system includes a first air purification device 13 that purifies indoor air.
  • the second room 100b in which the first air supply device 11 is installed is a space located on the upstream side of the ventilation air path in the building.
  • the first air purifier 13 is installed in this second room 100b.
  • the first air purifier 13 purifies the air within the second room 100b.
  • the air purification system according to this embodiment may include a second air purification device 14 that purifies indoor air.
  • the third room 100c in which the second air supply device 12 is installed is a space located on the upstream side of the ventilation air path in the building.
  • the second air purifier 14 is installed in this third room 100c.
  • the second air purifier 14 cleans the air within the third room 100c.
  • one or both of the first air cleaning device 13 and the second air cleaning device 14 may be simply referred to as an "air cleaning device" without a reference numeral.
  • the air cleaning system according to the present disclosure only needs to include at least one air cleaning device, and may include three or more air cleaning devices.
  • An air purification device is a device that sucks indoor air, performs a cleaning process to remove contaminants contained in the inhaled air within the device, and circulates the purified air indoors.
  • the air cleaning device includes an inlet for taking air into the device, and an outlet for supplying air that has been purified within the device.
  • the air purifier is configured to have variable air volume.
  • the cleaning treatment by the air purifying device for example, one or more of physical filtration using an air filter, gas adsorption using a deodorizing filter, electrostatic precipitation, ultraviolet irradiation, and generation of radicals or ozone by electric discharge may be used. I can do it.
  • the air purifier is installed in the middle of the ventilation air path.
  • the air purifier is installed along the air flow in the ventilation air path. It is desirable that the suction port of the air purifying device be disposed toward the air supply side of the ventilation air path, that is, toward the air supply device side. Further, it is desirable that the air outlet of the air purifying device be disposed toward the exhaust side of the ventilation air path, for example, toward the undercut of the door. Note that the air purifying device may be installed near the ceiling or on the wall, or may be installed on the floor.
  • the air purification system also includes a switching hub 20.
  • the switching hub 20 has a function of controlling the operation of each device and a function of acquiring various information.
  • the switching hub 20 includes a communication unit 21 capable of acquiring environmental data including at least one of data on the pollution state of the air inside the building and data on the pollution state of the air outside the building, and an exhaust device 10. , a control unit 22 that controls the air supply device and the air cleaning device.
  • the communication unit 21 and the control unit 22 may be configured as one device such as the switching hub 20, or may be configured as separate devices.
  • the switching hub 20 is provided for each of the exhaust device, the air supply device, and the air cleaning device.
  • the plurality of switching hubs 20 communicate information with each other.
  • the exhaust device, the air supply device, and the air cleaning device may be controlled by a single control unit 22, and the environmental data may be acquired by a single communication unit 21.
  • the switching hub 20 is connectable to an external network.
  • the switching hub 20 is connected to a cloud server 31 via a network router 30, for example.
  • the switching hub 20 and the cloud server 31 communicate information with each other.
  • the switching hub 20 can acquire environmental data from, for example, the weather information server 34 via the network router 30 and cloud server 31.
  • the environmental data that can be obtained from the weather information server 34 includes, for example, data on the state of pollution of the outside air, weather information, and the like.
  • the switching hub 20 can acquire user input information or device operation information using the device operation application 32 of an external terminal.
  • the switching hub 20 can acquire data on the state of air pollution within the building detected by the environmental sensor 33 installed within the building.
  • the environmental sensor 33 is a sensor that can detect pollutants in the air. Examples of contaminants include particulate substances such as dust derived from the outside air, typified by PM2.5 and PM10, pollen, fungi, and viruses. Contaminants also include gaseous substances such as VOCs and exhaust gases.
  • the environmental sensor 33 is capable of detecting at least one of the various pollutants described above. In this embodiment, the environmental sensor 33 is capable of connection and communication with the network router 30 and the like, as shown in FIG. Although not shown in FIG. 1, the environmental sensor 33 is installed in each room in the building.
  • the switching hub 20 is configured to be able to transmit information to the outside via the network router 30.
  • the information transmitted to the outside includes, for example, operating information of each device connected to the switching hub 20, such as the air volume and power consumption of each device.
  • the cloud server 31 may determine control details for automatically controlling the air purification system based on various types of aggregated information.
  • Information on the control content determined by the cloud server 31 is sent to the switching hub 20.
  • the control unit 22 of the switching hub 20 controls the exhaust device, the air supply device, and the air cleaning device based on information on the control content determined by the cloud server 31.
  • control of the exhaust device, the air supply device, and the air cleaning device may be performed by the control unit 22 and an external device such as the cloud server 31 working together.
  • determination of the control content for automatically controlling the air purification system may be performed not by an external device such as the cloud server 31 but by a device inside the air purification system such as the control unit 22.
  • the switching hub 20 acquires data on the pollution state of the outside air from the weather information server 34.
  • a sensor for detecting the pollution state of outside air may be installed outside the building.
  • the switching hub 20 may acquire data on the pollution state of the outside air from this sensor.
  • the air purification system uses an exhaust device 10 installed in a first room 100a, an exhaust device 10 installed in a first room 100a, and a It is characterized by controlling the air volume of the air supply device and air cleaning device installed in the room.
  • the control unit 22 controls the air volume of each device.
  • the environmental data includes at least one of data on the state of air pollution inside the building and data on the state of air pollution outside the building.
  • control of the air cleaning system in this embodiment will be briefly described.
  • the outside air is not clean, by reducing the air volume of both the exhaust device 10 and the air supply device, the intrusion of contaminated outside air into the room is suppressed, and the air purification process by the air purification device is performed.
  • Control may be implemented to increase the air volume.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a specific example of the operation of the air cleaning system according to the first embodiment.
  • the exhaust device 10 the air supply device, and the air cleaning device operate for 24 hours at a predetermined air volume as a basic operation.
  • the determination process and control process in each step of the flowchart in FIG. 3 are performed by, for example, the control unit 22.
  • step S001 environmental data is acquired (step S001). Then, based on the acquired information, it is determined whether the outside air is clean (step S002). If it is determined that the outside air is clean, it is determined whether the indoor air of the building in which the air purification system is installed is clean (step S003). If it is determined that the outside air is clean and the indoor air is also clean, the exhaust device 10, the air supply device, and the air purifying device continue their basic operation for a predetermined period of time (step S004). Thereafter, the process of step S001, that is, the acquisition of environmental data is performed again.
  • a process for determining the location of contamination in the room is performed. Specifically, it is determined whether contamination is detected in the room where the air supply device is installed (step S005).
  • step S006 If contamination is detected in the room where the air supply device is installed, the air volume of the air purifier installed in the room where the contamination is detected is increased (step S006). Furthermore, the air volume of the air supply device installed in the room where contamination is detected is reduced (step S007). Through the processing in steps S006 and S007, the air is efficiently purified in the room where contamination has been detected. Further, the air volume of the air supply device in the room where no contamination is detected is increased (step S008). By decreasing the air volume of one of the first air supply device 11 and the second air supply device 12 and increasing the air volume of the other, the amount of ventilation in the building can be ensured. After the operating state of each device controlled by the processing from step S006 to step S008 is maintained for a predetermined time (step S009), the processing of step S001 is performed again.
  • step S010 If contamination is not detected in the room where the air supply device is installed, that is, if contamination is detected in the room where the exhaust device 10 is installed, the air volume of the exhaust device 10 is increased (step S010 ). In addition, the air volume of all the air supply devices and air cleaning devices installed on the upstream side of the ventilation air path is increased (step S011, step S012). After the operating state of each device controlled by the processing from step S010 to step S012 is maintained for a predetermined time (step S013), the processing of step S001 is performed again.
  • step S002 determines whether the outside air is not clean. If it is determined in step S002 that the outside air is not clean, the air volume of the exhaust device 10 and all air supply devices is decreased (step S014, step S015), and the air volume of all air cleaners is increased. (Step S016). After the operating state of each device controlled by the processing from step S014 to step S016 is maintained for a predetermined time (step S017), the processing of step S001 is performed again.
  • the amount of air supplied from the upstream side is reduced and the air volume of the air purifier is increased. It is possible to suppress the propagation of contamination to other rooms on the downstream side.
  • contamination is detected downstream of the ventilation air path, by increasing the air volume of the exhaust system and air supply system, it is possible to promote the introduction of fresh outside air and quickly move the contaminated air indoors. can be discharged to Furthermore, by increasing the air volume of the air purifier, purified air can be conveyed from the upstream side to the downstream side of the ventilation air path.
  • the air purifying ability of the air purifying device may be increased.
  • the air purifying ability may be increased by increasing the input current to the dust collecting electrode that performs electrolytic precipitate.
  • the air purifying ability may be increased by increasing the intensity of the irradiated ultraviolet rays.
  • the air purifying ability may be increased by increasing the amount of generated radicals or ozone.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a modification of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the operating state of the air cleaning system in a modification of the first embodiment.
  • the air purifying device is installed on the ceiling of the room or on a wall near the ceiling.
  • the exhaled air generated by a person in the room is basically higher in temperature than the indoor air, and therefore rises to the upper part of the room due to the temperature difference.
  • the air purification system includes an exhalation detection unit that detects exhalation generated from a person.
  • This exhaled breath detection section can be configured as a sensing device integrated with the environmental sensor 33, or can be configured as a device separate from the environmental sensor 33, for example.
  • any method can be used, such as a method using an actual image taken by a camera, a method using a thermal image, a method using a CO2 concentration sensor, a method using sound detection, etc. I can do it.
  • each of the air outlet and the inlet of the air purifying device may be provided with a louver that controls the wind direction.
  • this louver By controlling this louver, the direction of the airflow sucked in and the airflow blown out by the air purifying device may be controlled.
  • the louver be movable both vertically and horizontally. For example, assume that the louver is movable up and down within a range of 90 degrees from horizontal to vertically downward relative to the ceiling surface. Further, the louver is assumed to be movable left and right within a total range of 180 degrees, for example, 90 degrees to the left and right with respect to the direction in which the air outlet faces.
  • environmental data is acquired (step 101).
  • This environmental data includes detection data by the breath detection section. Then, based on the acquired data, it is determined whether the exhaled air generated indoors has increased compared to the steady state (step S102). If no increase in expiration is detected, basic operation is continued (step S103).
  • a process is performed to determine the position in the room where the increase in exhalation is detected. Specifically, it is determined whether an increase in exhalation is detected in the room where the air supply device is installed (step S104).
  • step S105 If an increase in exhaled air is detected in the room where the air supply device is installed, the air volume of the air purifier installed in the detected room is increased (step S105). Further, as shown in FIG. 5, the louver of the suction port of this air purifying device is changed to face directly downward to open the suction port (step S106). Furthermore, the louvers of the air outlet of the air purifier are changed to horizontal orientation so as not to impede collection of exhaled air by the air purifier (step S107).
  • step S108 the air volume of the air supply device installed in the room where an increase in exhaled air is detected is decreased, and the air volume of the air supply device installed in the room where an increase in exhaled air is not detected is increased (step S108, step S109).
  • the operating state of each device controlled by the processing from step S105 to step S109 is maintained for a predetermined period of time (step S110).
  • step S111 If an increase in exhaled air is not detected in the room where the air supply device is installed, that is, if an increase in exhaled air is detected in the room where the exhaust device 10 is installed, the air volume of the exhaust device 10 is increased. (step S111). In addition, the air volume of all the air supply devices and air cleaning devices installed on the upstream side of the ventilation air path is increased (step S112, step S113). Then, the operating state of each device controlled by the processing from step S111 to step S113 is maintained for a predetermined period of time (step S114).
  • the air purifier increases the air volume and controls the louver to open the suction port, making it more efficient. Exhaled breath can be collected.
  • the louver of the air outlet horizontally, the indoor air can be purified and circulated without obstructing the flow of rising exhaled air.
  • the air purification system according to the present disclosure can be used to purify the air inside a building.

Abstract

建物内の複数の部屋からなる空間における空気の清浄化を効率的に行うことで、室内に存在する人の快適性の維持を図ることが可能な空気清浄システムを提供する。本開示に係る空気清浄システムは、第１の部屋（１００ａ）内の空気を室外へ排出する排気装置（１０）と、外気を第２の部屋（１００ｂ）へ供給する第１の給気装置（１１）と、第２の部屋（１００ｂ）内の空気を清浄化する第１の空気清浄装置（１３）と、建物内の空気の汚染状態のデータおよび建物外の空気の汚染状態のデータの少なくとも一方を含む環境データを取得し、取得した環境データに応じて、排気装置（１０）、第１の給気装置（１１）および第１の空気清浄装置（１３）の風量を制御するスイッチングハブ（２０）と、を備える。

Description

空気清浄システム
　本開示は、空気清浄システムに関するものである。
　特許文献１に、室内の空気を効率的に清浄化することで、室内の環境の汚染を防止し、室内に存在する人の快適性の維持を図る空気清浄システム、が記載されている。
日本特許第７０１９１０２号公報
　特許文献１に記載された空気清浄システムは、単一の室内における空気の清浄化に着目したものであり、建物内の複数の部屋間での空気の移動等を考慮したものではない。
　本開示は、上記のような課題を解決するためのものである。本開示の目的は、建物内の複数の部屋からなる空間における空気の清浄化を効率的に行うことで、室内に存在する人の快適性の維持を図ることが可能な空気清浄システムを提供することである。
　本開示に係る空気清浄システムは、建物内の第１の部屋に設置され、当該第１の部屋内の空気を当該第１の部屋外へ排出する排気装置と、前記建物内の第２の部屋に設置され、当該第２の部屋外の空気を当該第２の部屋内へ供給する第１の給気装置と、前記第２の部屋に設置され、当該第２の部屋内の空気を清浄化する第１の空気清浄装置と、前記建物内の空気の汚染状態のデータおよび前記建物外の空気の汚染状態のデータの少なくとも一方を含む環境データを取得可能な通信部と、前記排気装置、前記第１の給気装置および前記第１の空気清浄装置を制御する制御部と、を備える。前記建物内には、前記第１の給気装置から前記排気装置へ向かう換気風路が構成される。前記制御部は、前記通信部によって取得された前記環境データに応じて、前記排気装置、前記第１の給気装置および前記第１の空気清浄装置の風量を制御する。
　本開示によれば、建物内の複数の部屋からなる空間における空気の清浄化を効率的に行うことで、室内に存在する人の快適性の維持を図ることが可能な空気清浄システムを提供することができる。
実施の形態１の空気清浄システムを構成する機器の配置例を示す図である。 実施の形態１の空気清浄システムの構成を説明するブロック図である。 実施の形態１の空気清浄システムの動作の具体例を説明するフローチャートである。 実施の形態１の変形例を説明するフローチャートである。 実施の形態１の変形例における空気清浄システムの動作状態を説明する図である。
　以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付すものとし、本開示では、重複する説明を簡略化または省略する。なお、本開示は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態によって開示される構成のあらゆる組合せおよび変形例を含み得るものである。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１の空気清浄システムを構成する機器の配置例を示す図である。図２には、実施の形態１の空気清浄システムの構成を説明するブロック図である。本実施の形態に係る空気清浄システムは、建物内の複数の部屋からなる空間における空気の清浄化を行うシステムである。本実施の形態に係る空気清浄システムを構成する各機器は、建物内の複数の部屋に跨って設置される。
　本実施の形態に係る空気清浄システムは、室内の空気を室外へ排出する排気装置１０を備える。排気装置１０は、建物内の第１の部屋１００ａに設置される。排気装置１０は、第１の部屋１００ａ内の空気を第１の部屋１００ａ外へ排出する。例えば、排気装置１０は、第１の部屋１００ａ内の空気を建物外へ排出する。
　一例として、排気装置１０は、室内の空気を取り込むための吸込口と、空気を室外へ排出するための吹出口と、気流を生成するためのファンと、を備える。排気装置１０は、風量を可変に構成されている。
　本実施の形態に係る空気清浄システムは、室外の空気を室内へ取り込む第１の給気装置１１を備える。第１の給気装置１１は、第１の部屋１００ａとは異なる第２の部屋１００ｂに設置される。第１の部屋１００ａと第２の部屋１００ｂとは、同一の建物内に形成されている。第１の給気装置１１は、第２の部屋１００ｂ外の空気を第２の部屋１００ｂ内へ供給する。例えば、第１の給気装置１１は、建物外の空気である外気を取り込んで、当該外気を第２の部屋１００ｂ内へ供給する。
　一例として、第１の給気装置１１は、外気を取り込むための吸込口と、外気を室内へ供給するための吹出口と、気流を生成するためのファンと、を備える。第１の給気装置１１は、風量を可変に構成されている。なお、第１の給気装置１１は、例えば、開口面積を可変に構成された給気口のように、ファンを有しない装置として構成されてもよい。
　本実施の形態に係る空気清浄システムは、室外の空気を室内へ取り込む第２の給気装置１２を備えていてもよい。この第２の給気装置１２は、第１の部屋１００ａおよび第２の部屋１００ｂとは異なる第３の部屋１００ｃに設置される。第３の部屋１００ｃは、第１の部屋１００ａおよび第２の部屋１００ｂと同一の建物内に形成されている。第２の給気装置１２は、第３の部屋１００ｃ外の空気を第３の部屋１００ｃ内へ供給する。例えば、第２の給気装置１２は、建物外の空気である外気を取り込んで、当該外気を第３の部屋１００ｃ内へ供給する。第２の給気装置１２は、第１の給気装置１１と同様に構成され得る。第２の給気装置１２は、風量を可変に構成されている。第２の給気装置１２は、ファンを有していてもよいし、ファンを有していなくてもよい。
　本実施の形態の説明においては、第１の給気装置１１および第２の給気装置１２の一方あるいは両方を、符号を付さずに単に「給気装置」と呼称することがある。なお、本開示に係る空気清浄システムは、少なくとも１つの給気装置を備えていればよく、３つ以上の給気装置を備えていてもよい。
　給気装置によって取り込まれた空気は、例えば、廊下あるいは共用部等に相当する空間である部屋１００ｄを通過して、第１の部屋１００ａへ流れ込む。また、第１の部屋１００ａ内の空気は、排気装置１０によって排出される。本実施の形態に係る空気清浄システムが設置される建物内には、給気装置から排気装置１０へ向かう換気風路が構成される。
　なお、建物内における各部屋間の空気の移動は、廊下あるいは共用部等に相当する空間である部屋１００ｄを通過しなくてもよく、隣接する部屋同士の間で直接的に行われてもよい。また、各部屋間の空気の移動は、例えば、部屋を仕切る扉のアンダーカットを通して行われてもよいし、扉のアンダーカットとは別に部屋間に備えられた通風孔あるいは通風ダクト等を通して行われてもよい。
　本実施の形態に係る空気清浄システムは、室内の空気を清浄化する第１の空気清浄装置１３を備える。第１の給気装置１１が設置される第２の部屋１００ｂは、建物内の換気風路の上流側に位置する空間である。第１の空気清浄装置１３は、この第２の部屋１００ｂに設置される。第１の空気清浄装置１３は、第２の部屋１００ｂ内の空気を清浄化する。また、本実施の形態に係る空気清浄システムは、室内の空気を清浄化する第２の空気清浄装置１４を備えてもよい。第２の給気装置１２が設置される第３の部屋１００ｃは、建物内の換気風路の上流側に位置する空間である。第２の空気清浄装置１４は、この第３の部屋１００ｃに設置される。第２の空気清浄装置１４は、第３の部屋１００ｃ内の空気を清浄化する。
　本開示においては、第１の空気清浄装置１３および第２の空気清浄装置１４の一方あるいは両方を、符号を付さずに単に「空気清浄装置」と呼称することがある。なお、本開示に係る空気清浄システムは、少なくとも１つの空気清浄装置を備えていればよく、３つ以上の空気清浄装置を備えていてもよい。
　空気清浄装置は、室内の空気を吸い込み、吸い込んだ空気中に含まれる汚染を装置内で除去する清浄化処理を行い、清浄化された空気を室内へ循環する装置である。空気清浄装置は、装置内へ空気を取り込むための吸込口と、装置内で清浄化処理された空気を供給するための吹出口と、を備える。空気清浄装置は、風量を可変に構成されている。空気清浄装置にとよる清浄化処理としては、例えば、エアフィルターによる物理濾過、脱臭フィルタによるガス吸着、電気集塵、紫外線照射、および、放電によるラジカルまたはオゾン発生、の何れかまたは複数を用いることができる。
　空気清浄装置は、換気風路の途中に設置される。空気清浄装置は、換気風路における空気の流れに沿うように設置される。空気清浄装置の吸込口は、換気風路における給気側、すなわち給気装置側に向けて配置されることが望ましい。また、空気清浄装置の吹出口は、換気風路における排気側、例えば扉のアンダーカット等に向けて配置されることが望ましい。なお、空気清浄装置は、天井近傍または壁に設置されてもよいし、床へ設置されてもよい。
　また、本実施の形態に係る空気清浄システムは、スイッチングハブ２０を備える。スイッチングハブ２０は、各機器の動作を制御する機能と、各種の情報を取得する機能と、を有しているものである。図２に示すように、スイッチングハブ２０は、建物内の空気の汚染状態のデータおよび建物外の空気の汚染状態のデータの少なくとも一方を含む環境データを取得可能な通信部２１と、排気装置１０、給気装置および空気清浄装置を制御する制御部２２と、を備える。なお、通信部２１と制御部２２とは、スイッチングハブ２０のような１つの機器として構成されていてもよいし、それぞれ別の機器として構成されてもよい。
　図１に示す例においては、スイッチングハブ２０は、排気装置、給気装置、空気清浄装置のそれぞれに対して備えられている。複数のスイッチングハブ２０は、相互に情報の通信を実施する。なお、排気装置、給気装置および空気清浄装置の制御は、単一の制御部２２によって行われてもよいし、環境データの取得は、単一の通信部２１によって行われてもよい。
　図２に示すように、スイッチングハブ２０は、外部ネットワークと接続可能である。スイッチングハブ２０は、例えば、ネットワークルータ３０を介して、クラウドサーバ３１と接続される。スイッチングハブ２０とクラウドサーバ３１とは、相互に情報の通信を実施する。
　図２に示すように、スイッチングハブ２０は、ネットワークルータ３０およびクラウドサーバ３１を介して、例えば、気象情報サーバ３４から環境データを取得することができる。気象情報サーバ３４から取得可能な環境データには、例えば、外気の汚染状態のデータおよび気象情報等が含まれる。また、図２に示すように、スイッチングハブ２０は、外部端末の機器操作用アプリケーション３２によるユーザー入力の情報あるいは機器操作情報を取得することができる。
　また、スイッチングハブ２０は、建物内に設置された環境センサ３３によって検知した当該建物内の空気の汚染状態のデータを取得することができる。環境センサ３３は、空気中の汚染物質を検知可能なセンサである。汚染物質としては、例えば、ＰＭ２．５およびＰＭ１０に代表される外気由来の粉塵、花粉、菌類、ウイルスといった粒子状の物質が挙げられる。また、汚染物質としては、例えば、ＶＯＣおよび排気ガスといったガス状物質も挙げられる。環境センサ３３は、上記のような各種の汚染物質の少なくとも１つ以上を検知可能である。本実施の形態において、環境センサ３３は、図２に示すように、ネットワークルータ３０等との接続および通信が可能である。図１においては図示を省略しているが、環境センサ３３は、建物内の各部屋に設置される。
　本実施の形態において、スイッチングハブ２０は、ネットワークルータ３０を介して、外部へ情報を伝達することも可能に構成されている。外部へ伝達する情報としては、例えば、スイッチングハブ２０に接続されている各機器の風量および消費電力といった、各機器の運転情報が含まれる。
　一例として、機器操作用アプリケーション３２および気象情報サーバ３４等から取得される外部情報およびスイッチングハブ２０から外部へ伝達される各機器の運転情報は、クラウドサーバ３１に集約される。クラウドサーバ３１は、集約された各種の情報をもとに、空気清浄システムの自動制御を実施するための制御内容を決定してもよい。クラウドサーバ３１によって決定された制御内容の情報は、スイッチングハブ２０へ送られる。スイッチングハブ２０の制御部２２は、クラウドサーバ３１によって決定された制御内容の情報に基づいて、排気装置、給気装置および空気清浄装置の制御を行う。
　このように、排気装置、給気装置および空気清浄装置の制御は、制御部２２とクラウドサーバ３１のような外部機器とが連携することで行ってもよい。なお、空気清浄システムの自動制御を実施するための制御内容の決定は、クラウドサーバ３１のような外部機器ではなく、制御部２２のような空気清浄システム内部の機器によって行われても良い。
　上記の実施例において、スイッチングハブ２０は、気象情報サーバ３４から外気の汚染状態のデータを取得している。建物外には、例えば、外気の汚染状態を検知するためのセンサが設置されていてもよい。スイッチングハブ２０は、このセンサから、外気の汚染状態のデータを取得してもよい。
　本実施の形態に係る空気清浄システムは、スイッチングハブ２０の通信部２１によって取得された環境データに応じて、第１の部屋１００ａに設置された排気装置１０、第１の部屋１００ａとは別の部屋に設置された給気装置および空気清浄装置の風量を制御することを特徴としている。各機器の風量の制御は、制御部２２によって行われる。環境データには、建物内の空気の汚染状態のデータおよび建物外の空気の汚染状態のデータの少なくとも一方が含まれる。このように構成された空気清浄システムであれば、建物内の複数の部屋からなる空間における空気の清浄化を効率的に行うことができ、室内に存在する人の快適性の維持を図ることが可能である。
　本実施の形態における空気清浄システムの制御の一例について、簡潔に説明する。例えば、外気が清浄ではない場合には、排気装置１０および給気装置の両方の風量を減少させることで、汚染された外気の室内への侵入を抑制し、空気清浄装置による空気清浄化処理における風量を増加させる制御を実施してもよい。また、室内の空気が清浄ではない場合には、換気風路における換気量を増加させる制御を実施してもよいし、空気清浄装置による空気清浄化処理における風量を増加させる制御を実施してもよい。
　図面を更に参照して、本実施の形態における空気清浄システムの制御のより詳細な具体例について、説明する。図３は、実施の形態１の空気清浄システムの動作の具体例を説明するフローチャートである。なお、図３のフローチャートにおいて、排気装置１０、給気装置および空気清浄装置は、基本運転として、予め設定された所定の風量で２４時間運転をしていることとする。また、図３のフローチャートの各ステップにおける判定処理および制御処理は、例えば、制御部２２によって行われる。
　空気清浄システムが運転を開始すると、まず、環境データの取得が行われる（ステップＳ００１）。そして、取得した情報をもとに、外気が清浄であるかの判定が行われる（ステップＳ００２）。外気が清浄であると判定された場合、空気清浄システムが設置された建物の室内の空気が清浄であるかの判定を行われる（ステップＳ００３）。外気が清浄でかつ室内の空気も清浄であると判定された場合、排気装置１０、給気装置および空気清浄装置は、基本運転を所定の時間継続する（ステップＳ００４）。その後、再度、ステップＳ００１の処理、すなわち環境データの取得が実施される。
　外気が清浄で、室内の空気が清浄でないと判定された場合には、室内における汚染位置の判定処理が行われる。具体的には、給気装置が設置されている部屋で汚染を検知したかの判定が行われる（ステップＳ００５）。
　給気装置が設置されている部屋で汚染を検知した場合には、汚染が検知された部屋に設置されている空気清浄装置の風量を増加させる（ステップＳ００６）。また、汚染が検知された部屋に設置されている給気装置の風量を減少させる（ステップＳ００７）。ステップＳ００６およびステップＳ００７の処理により、汚染が検知された部屋において、空気の清浄化が効率よく行われる。さらに、汚染が検知されていない部屋の給気装置の風量を増加させる（ステップＳ００８）。第１の給気装置１１および第２の給気装置１２の一方の風量を低下させた場合に他方の風量を増加させることで、建物内における換気量を確保することができる。ステップＳ００６からステップＳ００８の処理によって制御された各機器の運転状態を所定の時間保持（ステップＳ００９）した後、再度、ステップＳ００１の処理が実施される。
　給気装置が設置されている部屋で汚染が検知されていない場合、つまり、排気装置１０が設置されている部屋で汚染が検知された場合には、排気装置１０の風量を増加させる（ステップＳ０１０）。また、換気風路の上流側に設置されている全ての給気装置および空気清浄装置の風量を増加させる（ステップＳ０１１、ステップＳ０１２）。ステップＳ０１０からステップＳ０１２の処理によって制御された各機器の運転状態を所定の時間保持（ステップＳ０１３）した後、再度、ステップＳ００１の処理が実施される。
　また、ステップＳ００２において外気が清浄でないと判定された場合は、排気装置１０および全ての給気装置の風量を減少させ（ステップＳ０１４、ステップＳ０１５）、かつ、全ての空気清浄機の風量を増加させる（ステップＳ０１６）。ステップＳ０１４からステップＳ０１６の処理によって制御された各機器の運転状態を所定の時間保持（ステップＳ０１７）した後、再度、ステップＳ００１の処理が実施される。
　以上に示した動作によれば、換気風路の上流側で汚染を検知した場合には、上流側からの給気量を減少させて空気清浄装置の風量を増加させることで、換気風路の下流側の別の部屋への汚染の伝搬を抑制することができる。また、換気風路の下流側で汚染を検知した場合は、排気装置および給気装置の風量を増加させることで、新鮮な外気の導入を促進させることができ、汚染された空気を早期に室外へ排出することができる。また、空気清浄装置の風量を増加させることで、清浄化された空気を換気風路の上流側から下流側へ搬送することができる。
　空気清浄装置の風量を増加させる場合には、当該空気清浄装置の空気清浄能力を増加させてもよい。例えば、空気清浄装置が電気集塵を行う場合には、電気集塵を行う集塵極への入力電流を増加させることで空気清浄能力を増加させても良い。また、空気清浄装置が紫外線照射による空気の清浄化を行う場合は、照射する紫外線の強度を増加させることで空気清浄能力を増加させても良い。また、空気清浄装置が放電によるラジカルまたはオゾンを発生させて空気の清浄化を行う場合は、ラジカルまたはオゾンの発生量を増加させることで空気清浄能力を増加させても良い。
　次に、本実施の形態に係る空気清浄システムの具体的な変形例を、図面を参照して説明する。図４は、実施の形態１の変形例を説明するフローチャートである。また、図５は、実施の形態１の変形例における空気清浄システムの動作状態を説明する図である。
　図示の変形例においては、空気清浄装置は、室内の天井または天井近傍の壁面等に設置される。これにより、室内にいる人から発生した呼気は、基本的に室内空気より高温であるため、温度差によって室内の上部へと上昇する。空気清浄装置を天井または天井近傍の壁面等に設置することで、上昇する呼気に含まれるウイルス等の汚染物質を、効率的に処理することができる。
　図示の変形例において、空気清浄システムは、人から発生する呼気を検知する呼気検知部を備える。この呼気検知部は、例えば、環境センサ３３と一体のセンシング機器として構成することもできるし、環境センサ３３とは別の機器として構成することもできる。呼気を検知する方法としては、例えば、カメラによって撮影した実画像を利用する方法、熱画像を利用する方法、ＣＯ２濃度センサを用いる方法、音検知を用いる方法、等の任意の方法を利用することができる。
　また、空気清浄装置の吹出口および吸込口のそれぞれには、風向を制御するルーバーが備えられていてもよい。このルーバーを制御することで、空気清浄装置が吸い込む気流および吹き出す気流の方向を制御しても良い。なお、ルーバーは、上下方向および左右方向の両方に可動であることが望ましい。例えば、ルーバーは、天井面に対して水平の方向から鉛直下向きまでの９０度の範囲で上下に可動であるとする。また、ルーバーは、例えば、吹出口の向いている方向に対して左右に９０度ずつの合計１８０度の範囲で左右に可動であるとする。
　図４のフローチャートを参照して、本変形例の具体的な動作例について説明する。なお、図４のフローチャートは、呼気の検知に応じた制御に着目したものであり、上述した図３のフローチャートとの相違点のみを示すものである。
　まず、環境データの取得が行われる（ステップ１０１）。この環境データには、呼気検知部による検知データが含まれる。そして、取得したデータをもとに、室内において発生している呼気が定常時に比べて増加しているかの判定が行われる（ステップＳ１０２）。呼気の増加が検知されない場合には、基本運転を継続する（ステップＳ１０３）。
　呼気の増加が検知された場合には、室内における呼気増加が検知された位置の判定処理が行われる。具体的には、給気装置が設置されている部屋で呼気増加を検知したかの判定が行われる（ステップＳ１０４）。
　給気装置が設置されている部屋で呼気の増加を検知した場合には、検知された部屋に設置されている空気清浄装置の風量を増加させる（ステップＳ１０５）。また、図５に示すように、この空気清浄装置の吸込口のルーバーを真下向きに変更して、吸込口を開放する（ステップＳ１０６）。さらに、空気清浄装置による呼気の回収を阻害しないように、空気清浄装置の吹出口のルーバーを水平向きに変更する（ステップＳ１０７）。
　また、呼気の増加が検知された部屋に設置されている給気装置の風量を減少させ、呼気の増加が検知されていない部屋の給気装置の風量を増加させる（ステップＳ１０８、ステップＳ１０９）。ステップＳ１０５からステップＳ１０９の処理によって制御された各機器の運転状態を所定の時間保持する（ステップＳ１１０）。
　給気装置が設置されている部屋で呼気の増加が検知されていない場合、つまり、排気装置１０が設置されている部屋で呼気の増加が検知された場合には、排気装置１０の風量を増加させる（ステップＳ１１１）。また、換気風路の上流側に設置されている全ての給気装置および空気清浄装置の風量を増加させる（ステップＳ１１２、ステップＳ１１３）。そして、ステップＳ１１１からステップＳ１１３の処理によって制御された各機器の運転状態を所定の時間保持する（ステップＳ１１４）。
　以上に示した変形例の動作によれば、室内において呼気の増加があった場合には、空気清浄装置の風量を増加させてかつルーバーを制御して吸込口を開放することで、より効率的に呼気を回収することができる。また、吹出口のルーバーを水平向きにすることで、上昇してくる呼気の流れを阻害せずに、室内の空気を清浄化して循環させることができる。
　本開示に係る空気清浄システムは、建物内の空気の清浄化に利用することができる。
　１０　排気装置、　１１　第１の給気装置、　１２　第２の給気装置、　１３　第１の空気清浄装置、　１４　第２の空気清浄装置、　２０　スイッチングハブ、　２１　通信部、　２２　制御部、　３０　ネットワークルータ、　３１　クラウドサーバ、　３２　機器操作用アプリケーション、　３３　環境センサ、　３４　気象情報サーバ、　１００ａ　第１の部屋、　１００ｂ　第２の部屋、　１００ｃ　第３の部屋、　１００ｄ　部屋

Claims (6)

  1. 　建物内の第１の部屋に設置され、当該第１の部屋内の空気を当該第１の部屋外へ排出する排気装置と、
    　前記建物内の第２の部屋に設置され、当該第２の部屋外の空気を当該第２の部屋内へ供給する第１の給気装置と、
    　前記第２の部屋に設置され、当該第２の部屋内の空気を清浄化する第１の空気清浄装置と、
    　前記建物内の空気の汚染状態のデータおよび前記建物外の空気の汚染状態のデータの少なくとも一方を含む環境データを取得可能な通信部と、
    　前記排気装置、前記第１の給気装置および前記第１の空気清浄装置を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記建物内には、前記第１の給気装置から前記排気装置へ向かう換気風路が構成され、
    　前記制御部は、前記通信部によって取得された前記環境データに応じて、前記排気装置、前記第１の給気装置および前記第１の空気清浄装置の風量を制御する空気清浄システム。
  2. 　前記建物内の第３の部屋に設置され、当該第３の部屋外の空気を当該第３の部屋内へ供給する第２の給気装置を備え、
    　前記建物内には、前記第２の給気装置から前記排気装置へ向かう換気風路が構成され、
    　前記制御部は、前記通信部によって取得された前記環境データに応じて前記第２の給気装置の風量を制御し、前記第１の給気装置および前記第２の給気装置の一方の風量を低下させた場合に他方の風量を増加させる請求項１に記載の空気清浄システム。
  3. 　前記第３の部屋に設置され、当該第３の部屋内の空気を清浄化する第２の空気清浄装置を備え、前記制御部は、前記通信部によって取得された前記環境データに応じて前記第２の空気清浄装置の風量を制御し、前記第１の給気装置および前記第２の給気装置の一方の風量を低下させた場合には、前記第１の空気清浄装置および前記第２の空気清浄装置のうち前記一方の給気装置が設置されている部屋に設置されている空気清浄装置の風量を増加させる請求項２に記載の空気清浄システム。
  4. 　前記第１の空気清浄装置の吸込口は前記換気風路における給気側へ向けて配置され、前記第１の空気清浄装置の吹出口は前記換気風路における排気側へ向けて配置される請求項１から請求項３の何れか１項に記載の空気清浄システム。
  5. 　建物内の空気の汚染状態を検知する環境センサを備え、
    　前記通信部は、前記環境センサから前記環境データを取得する請求項１から請求項４の何れか１項に記載の空気清浄システム。
  6. 　人から発生する呼気を検知する呼気検知部を備え、
    　前記第１の空気清浄装置は、気流方向を制御するルーバーを備え、
    　前記制御部は、前記呼気検知部が検知した呼気の情報に応じて、前記ルーバーを制御する請求項１から請求項５の何れか１項に記載の空気清浄システム。
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