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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024139866
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】ＣＯ２分離システム
(51)【国際特許分類】
A62B 11/00 20060101AFI20241003BHJP
F24F 7/007 20060101ALI20241003BHJP
B01D 63/08 20060101ALI20241003BHJP
B01D 53/22 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
A62B11/00
F24F7/007 B
B01D63/08
B01D53/22
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023050797
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100151378
【弁理士】
【氏名又は名称】宮村 憲浩
(74)【代理人】
【識別番号】100157484
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 智之
(72)【発明者】
【氏名】水上 奏一郎
(72)【発明者】
【氏名】櫟原 勉
【テーマコード（参考）】
2E185
3L056
4D006
【Ｆターム（参考）】
2E185AA09
2E185BA19
2E185CB06
2E185CB12
3L056BD01
3L056BE01
4D006GA41
4D006HA44
4D006JA03A
4D006JA08A
4D006JA14A
4D006JA18A
4D006KA16
4D006KE02Q
4D006KE03Q
4D006KE12P
4D006KE12R
4D006KE28P
4D006KE28R
4D006MA03
4D006MB16
4D006PA01
4D006PA02
4D006PB17
4D006PB64
(57)【要約】
【課題】対象空間から効率よくＣＯ２を除去できるＣＯ２分離システムを提供する。
【解決手段】ＣＯ２分離システム１は、ＣＯ２分離素子２０と、ＣＯ２検知部８と、内気ファン３１及び外気ファン４１と、制御部５と、を備える。ＣＯ２分離素子２０は、屋内における対象空間２内の空気３９ａから二酸化炭素（ＣＯ２）を分離して屋外へと放出する。ＣＯ２検知部８は、対象空間２内のＣＯ２濃度を検知する。内気ファン３１及び外気ファン４１は、ＣＯ２分離素子２０への送風を行う。制御部５は、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御し、ＣＯ２検知部８が検知したＣＯ２濃度に基づいて特定されるＣＯ２分離効率となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１によるＣＯ２分離素子２０への送風量を決定する。
【選択図】図１
【解決手段】ＣＯ２分離システム１は、ＣＯ２分離素子２０と、ＣＯ２検知部８と、内気ファン３１及び外気ファン４１と、制御部５と、を備える。ＣＯ２分離素子２０は、屋内における対象空間２内の空気３９ａから二酸化炭素（ＣＯ２）を分離して屋外へと放出する。ＣＯ２検知部８は、対象空間２内のＣＯ２濃度を検知する。内気ファン３１及び外気ファン４１は、ＣＯ２分離素子２０への送風を行う。制御部５は、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御し、ＣＯ２検知部８が検知したＣＯ２濃度に基づいて特定されるＣＯ２分離効率となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１によるＣＯ２分離素子２０への送風量を決定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
屋内における対象空間内の空気から二酸化炭素（ＣＯ２）を分離して屋外へと放出するＣＯ２分離部と、
前記対象空間内のＣＯ２濃度を検知するＣＯ２検知部と、
前記ＣＯ２分離部への送風を行う送風部と、
前記送風部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ＣＯ２検知部が検知した前記ＣＯ２濃度に基づいて特定されるＣＯ２分離効率となるように前記送風部による前記ＣＯ２分離部への送風量を決定する、ＣＯ２分離システム。
前記対象空間内のＣＯ２濃度を検知するＣＯ２検知部と、
前記ＣＯ２分離部への送風を行う送風部と、
前記送風部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ＣＯ２検知部が検知した前記ＣＯ２濃度に基づいて特定されるＣＯ２分離効率となるように前記送風部による前記ＣＯ２分離部への送風量を決定する、ＣＯ２分離システム。
【請求項2】
前記対象空間の空気が内気として導入されて流通し、前記対象空間に還流させる内気風路と、
屋外の空気が外気として導入されて流通し、前記屋外に放出させる外気風路と、
を備え、
前記送風部は、前記内気風路における前記内気の送風を行う内気ファンと、前記外気風路における前記外気の送風を行う外気ファンと、を含み、
前記ＣＯ２分離部は、前記内気風路を流通する前記内気からＣＯ２を分離して前記外気風路を流通する前記外気に導入し、
前記制御部は、少なくとも前記内気ファンの内気送風量を調節して、前記ＣＯ２分離部への前記送風量を決定する、請求項１に記載のＣＯ２分離システム。
屋外の空気が外気として導入されて流通し、前記屋外に放出させる外気風路と、
を備え、
前記送風部は、前記内気風路における前記内気の送風を行う内気ファンと、前記外気風路における前記外気の送風を行う外気ファンと、を含み、
前記ＣＯ２分離部は、前記内気風路を流通する前記内気からＣＯ２を分離して前記外気風路を流通する前記外気に導入し、
前記制御部は、少なくとも前記内気ファンの内気送風量を調節して、前記ＣＯ２分離部への前記送風量を決定する、請求項１に記載のＣＯ２分離システム。
【請求項3】
前記制御部は、前記ＣＯ２濃度が第一ＣＯ２濃度の場合に前記ＣＯ２分離効率を第一ＣＯ２分離効率と特定し、前記ＣＯ２濃度が前記第一ＣＯ２濃度よりも高い第二ＣＯ２濃度の場合に前記ＣＯ２分離効率を前記第一ＣＯ２分離効率よりも低い第二ＣＯ２分離効率と特定し、
前記制御部は、特定した前記ＣＯ２分離効率となるように前記ＣＯ２分離部への前記送風量を決定する、請求項１又は２に記載のＣＯ２分離システム。
前記制御部は、特定した前記ＣＯ２分離効率となるように前記ＣＯ２分離部への前記送風量を決定する、請求項１又は２に記載のＣＯ２分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、対象空間の空気からＣＯ２を分離するＣＯ２分離システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、閉鎖された対象空間の空気中に含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度を低減するＣＯ２分離システムが知られている（例えば、特許文献１）。ＣＯ２分離システムは、ＣＯ２を優先的に分離するモジュール（ＣＯ２分離素子）を有している。ＣＯ２分離システムに対象空間の空気が供給されると、その空気に含まれるＣＯ２が優先的にモジュール内で分離されて放出されるので、ＣＯ２が低減された空気が残留する。ＣＯ２分離システムは、この残留した空気を対象空間に戻すことで、対象空間におけるＣＯ２の濃度を低減できる。
【0003】
ＣＯ２分離システムでは、ＣＯ２分離素子におけるＣＯ２の分離の性能を示す指標として、ＣＯ２分離効率が次の（１）式によって定義される。
【0004】
【数1】
【0005】
ここで、図９（ａ）を参照して、対象空間内のＣＯ２の濃度を低減するＣＯ２分離システムと通常換気とを比較する。図９（ａ）は、ＣＯ２分離システム及び通常換気それぞれについて、単位時間あたりのＣＯ２除去量に対して、その除去量のＣＯ２の除去に必要な消費電力を示した図である。図９（ａ）は、縦軸に消費電力を示し、横軸に単位時間あたりのＣＯ２除去量を示している。また、図９（ａ）は、ＣＯ２分離システムを実線で示し、通常換気を破線で示している。
【0006】
ＣＯ２分離システムは、単位時間あたりに所定量のＣＯ２を屋外に放出しようとした場合に、ＣＯ２分離素子におけるＣＯ２分離効率に応じて、通常換気以上の送風量でＣＯ２分離システムに空気を取り込む必要がある。
【0007】
しかしながら、図９（ａ）に示す通り、単位時間あたりのＣＯ２除去量を所定量以下の範囲に設定すれば、ＣＯ２分離デバイスは、通常換気よりも消費電力を大幅に抑えられるという利点がある。通常換気は、外気を取り込むものであるため、外気の温度に応じて対象空間の温度を空調する必要があり、その空調に伴う消費電力が多く必要となる。これに対し、ＣＯ２分離デバイスは、内気から外気への熱移動が少ないため、空調負荷を抑制できる。このように、省エネルギー化の観点から、対象空間のＣＯ２の濃度を低減するシステムとして、ＣＯ２分離システムが有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特表２００６－５１２９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
さて、対象空間のＣＯ２濃度が高い場合、ＣＯ２分離システムにおいて、対象空間からＣＯ２分離システムに取り込む空気の送風量（内気送風量）を増加させる方法が考えられる。ここで、図９（ｂ）を参照して、内気送風量と上記したＣＯ２分離効率との関係を説明する。図９（ｂ）は、ＣＯ２分離システムのＣＯ２分離効率のパラメータ依存性を示した図である。
【0010】
図９（ｂ）は、縦軸をＣＯ２分離システムのＣＯ２分離効率を示し、横軸を以下の（２）式で示すパラメータの値を示しており、（２）式で示すパラメータの値とＣＯ２分離システムのＣＯ２分離効率との関係性を示している。
【0011】
Ｋ／Ｆ×Ｐ・Ｍ／ρ …（２）式
ここで、Ｋは分離係数、Ｆは内気送風量（ｍ３／ｓ）、Ｐは大気圧［ｋＰａ］、ＭはＣＯ２分子量［ｇ／ｍｏｌ］、ρはＣＯ２密度［ｇ／ｍ３］である。また、図９（ｂ）は、フィード風量とスイープ風量との比を１：１としている。
ここで、Ｋは分離係数、Ｆは内気送風量（ｍ３／ｓ）、Ｐは大気圧［ｋＰａ］、ＭはＣＯ２分子量［ｇ／ｍｏｌ］、ρはＣＯ２密度［ｇ／ｍ３］である。また、図９（ｂ）は、フィード風量とスイープ風量との比を１：１としている。
【0012】
（２）式の通り、図９（ｂ）に示すパラメータは、内気送風量が分母にある。これにより、内気送風量が増加するほど、ＣＯ２分離効率が低下することが図９（ｂ）より分かる。これは、内気送風量が増加すると、対象空間よりＣＯ２分離システムに取り込まれた空気からＣＯ２分離素子によるＣＯ２分離がなされる前に、対象空間に戻されるＣＯ２が増加するためであると考えられる。
【0013】
よって、ＣＯ２分離システムは、単位時間あたりのＣＯ２除去量を高めようと内気送風量を増加させてもＣＯ２除去量の増加量は小さくなるので、図９（ａ）に示す通り、単位時間あたりのＣＯ２除去量の増加に対して、消費電力の増加率が大きくなる。そして、ＣＯ２分離システムは、単位時間あたりのＣＯ２除去量が所定量以上となれば、かえって通常換気よりも消費電力が大きくなる。よって、ＣＯ２分離システムは、対象空間から効率よくＣＯ２を除去するための制御が必要である。
【0014】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、対象空間から効率よくＣＯ２を除去できるＣＯ２分離システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0015】
この目的を達成するために、本開示のある態様のＣＯ２分離システムは、ＣＯ２分離部と、ＣＯ２検知部と、送風部と、制御部と、を備える。ＣＯ２分離部は、屋内における対象空間内の空気から二酸化炭素（ＣＯ２）を分離して屋外へと放出する。ＣＯ２検知部は、対象空間内のＣＯ２濃度を検知する。送風部は、ＣＯ２分離部への送風を行う。制御部は、送風部を制御し、ＣＯ２検知部が検知したＣＯ２濃度に基づいて特定されるＣＯ２分離効率となるように送風部によるＣＯ２分離部への送風量を決定する。
【発明の効果】
【0016】
本開示のＣＯ２分離システムによれば、対象空間から効率よくＣＯ２を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。よって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、及び構成要素、並びに、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。従って、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【0019】
（第一実施の形態）
まず、本発明の第一実施の形態に係るＣＯ２分離システム１の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、ＣＯ２分離システム１の設置例を示す模式図である。ＣＯ２分離システム１は、住宅等の建物の屋内に設置され、屋内における対象空間２内の空気３９ａから対象気体（例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）等）を分離して屋外へと放出するシステムである。
まず、本発明の第一実施の形態に係るＣＯ２分離システム１の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、ＣＯ２分離システム１の設置例を示す模式図である。ＣＯ２分離システム１は、住宅等の建物の屋内に設置され、屋内における対象空間２内の空気３９ａから対象気体（例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）等）を分離して屋外へと放出するシステムである。
【0020】
ＣＯ２分離システム１は、筐体１０、ＣＯ２分離素子２０、内気風路１６、内気ファン３１、内気フィルタ３７、外気風路１７、外気ファン４１、外気フィルタ４７、制御部５、及びＣＯ２検知部８を含む。
【0021】
筐体１０は、ＣＯ２分離システム１の外枠である。内気風路１６及び外気風路１７は、この筐体１０の内部に形成される内部空間を分割する形で独立して形成される。また、ＣＯ２分離素子２０は、内気風路１６及び外気風路１７に亘って筐体１０の内部に設置され、内気風路１６を流通する空気３９ａからＣＯ２を分離して、外気風路１７を流通する空気４９ａに分離したＣＯ２を放出する素子である。このＣＯ２分離素子２０が、本発明のＣＯ２分離部に該当する。ＣＯ２分離素子２０の詳細については、図２及び図３を参照して後述する。
【0022】
内気風路１６は、屋内におけるＣＯ２の除去対象である対象空間２の空気３９ａが導入されて流通し、空気３９ａからＣＯ２分離素子２０によりＣＯ２濃度が低減された空気３９ｂを対象空間２に還流させる風路である。以下の説明では、空気３９ａと空気３９ｂとを総称して「内気」とも称する。
【0023】
外気風路１７は、屋外の空気４９ａが導入されて流通し、空気４９ａに対してＣＯ２分離素子２０よりＣＯ２濃度が上昇した空気４９ｂを屋外に放出させる風路である。以下の説明では、空気４９ａと空気４９ｂとを総称して「外気」とも称する。
【0024】
筐体１０の外周には、内気口３３、給気口３５、外気口４３、及び排気口４５が配置される。内気口３３は、屋内の対象空間２の空気３９ａを内気としてＣＯ２分離システム１の内気風路１６に吸い込む吸込口である。内気口３３は、屋内吸込口５１と内気導入ダクト５２によって連通接続されている。
【0025】
屋内吸込口５１は、屋内の対象空間２に設けられた開口であり、対象空間２の空気３９ａをＲＡ（Ｒｅｔｕｒｎ Ａｉｒ、還気）として吸い込む。内気導入ダクト５２は、屋内吸込口５１より吸い込まれた対象空間２の空気３９ａを内気口３３へ導くダクトである。内気導入ダクト５２の一端部は屋内吸込口５１と接続され、対象空間２の空気３９ａがＲＡとして内気導入ダクト５２内に流入する。内気導入ダクト５２の他端部は内気口３３と接続され、ＲＡを内気風路１６に流入させる。つまり、内気導入ダクト５２は、屋内における対象空間２の空気３９ａを内気として内気風路１６に導入して流通させる。
【0026】
給気口３５は、ＣＯ２分離素子２０によりＣＯ２濃度が低減された内気としての空気３９ｂをＣＯ２分離システム１から吐き出す吐出口である。給気口３５は、屋内吹出口５３と内気吹出ダクト５４によって連通接続されている。
【0027】
屋内吹出口５３は、屋内の対象空間２に設けられた開口であり、ＣＯ２濃度が低減された空気３９ｂをＳＡ（Ｓｕｐｐｌｙ Ａｉｒ、給気）として対象空間２に供給する。内気吹出ダクト５４は、ＣＯ２分離システム１から吹き出された空気３９ｂを屋内吹出口５３へ導くダクトである。内気吹出ダクト５４の一端部は給気口３５と接続され、ＣＯ２分離素子２０によってＣＯ２濃度が低減した空気３９ｂが内気吹出ダクト５４内に流入する。内気吹出ダクト５４の他端部は屋内吹出口５３と接続され、内気吹出ダクト５４内の空気３９ｂをＳＡとして対象空間２に供給する。つまり、内気吹出ダクト５４は、空気３９ｂを対象空間２に還流させる。
【0028】
外気口４３は、屋外の空気４９ａを外気としてＣＯ２分離システム１の外気風路１７に吸い込む吸込口である。外気口４３は、屋外吸込口５５と外気導入ダクト５６によって連通接続されている。
【0029】
屋外吸込口５５は、建物の外壁に設けられた開口であり、屋外の空気４９ａをＯＡ（Ｏｕｔｓｉｄｅ Ａｉｒ、外気）として吸い込む。外気導入ダクト５６は、屋外吸込口５５より吸い込まれた空気４９ａを外気口４３へ導くダクトである。外気導入ダクト５６の一端部は屋外吸込口５５と接続され、屋外からの空気４９ａがＯＡとして外気導入ダクト５６内に流入する。外気導入ダクト５６の他端部は外気口４３と接続され、ＯＡを外気風路１７に流入させる。つまり、外気導入ダクト５６は、屋外の空気４９ａを外気として外気風路１７に導入して流通させる。
【0030】
排気口４５は、ＣＯ２分離素子２０によりＣＯ２が上昇した外気としての空気４９ｂをＣＯ２分離システム１から吐き出す吐出口である。排気口４５は、屋外吹出口５７と外気吹出ダクト５８によって連通接続されている。
【0031】
屋外吹出口５７は、建物の外壁に設けられた開口であり、ＣＯ２濃度が上昇した空気４９ｂをＥＡ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ａｉｒ、排気）として屋外に排出する。外気吹出ダクト５８は、ＣＯ２分離システム１から吹き出された空気４９ｂを屋外吹出口５７へ導くダクトである。外気吹出ダクト５８の一端部は排気口４５と接続され、ＣＯ２分離素子２０によってＣＯ２濃度が上昇した空気４９ｂが外気吹出ダクト５８内に流入する。外気吹出ダクト５８の他端部は屋外吹出口５７と接続され、外気吹出ダクト５８内の空気４９ｂをＥＡとして屋外に排出する。つまり、外気吹出ダクト５８は、空気４９ｂを屋外に放出させる。
【0032】
なお、内気導入ダクト５２と内気吹出ダクト５４は、内気風路１６と併せて「内気風路」としてまとめられてもよく、外気導入ダクト５６と外気吹出ダクト５８は、外気風路１７と併せて「外気風路」としてまとめられてもよい。
【0033】
内気ファン３１は、内気風路１６において、例えば、ＣＯ２分離素子２０の下流側に取り付けられ、内気を対象空間２から内気口３３を介して吸い込み、給気口３５を介して対象空間２へ吐出することで、内気風路１６における内気の送風を行う送風機である。内気ファン３１は、本発明の送風部の一つに該当する。
【0034】
内気ファン３１を駆動することにより対象空間２から内気口３３を介して吸い込まれた内気は、内気フィルタ３７を経由してＣＯ２分離素子２０へ送風され、更に給気口３５を介して対象空間２に排出される。
【0035】
なお、内気ファン３１は、ＣＯ２分離素子２０の上流側に取り付けられてもよく、更に、内気フィルタ３７の下流側かつＣＯ２分離素子２０の上流側に取り付けられてもよい。
【0036】
内気フィルタ３７は、筐体１０に流入した内気からゴミ及び塵埃などを取り除き、清浄化された空気３９ａをＣＯ２分離素子２０に供給するフィルタである。内気フィルタ３７は、例えばＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタ等が用いられる。
【0037】
外気ファン４１は、外気風路１７に取り付けられ、外気を屋外から外気口４３を介して吸い込み、排気口４５を介して屋外へ吐出することで、外気風路１７における外気の送風を行う送風機である。外気ファン４１は、本発明の送風部の一つに該当する。
【0038】
外気ファン４１を駆動することにより屋外から外気口４３を介して吸い込まれた外気は、外気フィルタ４７を経由してＣＯ２分離素子２０へ送風され、更に排気口４５を介して屋外に排出される。
【0039】
外気ファン４１は、例えば、ＣＯ２分離素子２０の上流側、好ましくは、外気フィルタ４７の下流側且つＣＯ２分離素子２０の上流側に取り付けられる。このような配置とすることによって、外気ファン４１の運転により生じる熱によって、外気を加温でき、内気に対して外気が低温の場合において、外気と内気の熱交換による温熱ロスが低減される。ただし、外気ファン４１は、ＣＯ２分離素子２０の下流側に取り付けられてもよい。
【0040】
外気フィルタ４７は、筐体１０に流入した外気からゴミ及び塵埃などを取り除き、清浄化された空気４９ａをＣＯ２分離素子２０に供給するフィルタであり、例えばＨＥＰＡフィルタ等が用いられる。
【0041】
ここで、図２及び図３を参照して、ＣＯ２分離素子２０によるＣＯ２の分離の概要について説明する。まず、図２（ａ）は、ＣＯ２分離素子２０を簡略化した構成を示す断面図である。図２（ａ）では、内気が左側から右側に向かって流通される内気風路１６と、外気が左側から右側に向かって流通される外気風路１７とが、上下方向に重ねられて配置されて示されている。
【0042】
ＣＯ２分離素子２０は、内気風路１６と外気風路１７との間にＣＯ２分離膜２２が配置される。内気風路１６に導入された内気では二酸化炭素（ＣＯ２）１８と窒素（Ｎ２）１９が混ざっている。実際の空気には酸素（Ｏ２）等も混ざっているが、ここでは説明を明瞭にするためにＯ２等を省略する。
【0043】
内気風路１６内を内気がＣＯ２分離膜２２に沿って流通すると、ＣＯ２分離膜２２は、内気中のＣＯ２１８を選択的に分離（透過）させ、ＣＯ２１８を外気風路１７中の外気に放出する。これにより、内気中のＣＯ２１８の濃度が低下すると共に、外気中のＣＯ２１８の濃度が上昇する。
【0044】
図２（ｂ）は、図２（ａ）よりもＣＯ２１８の分離を効率的に実行するためのＣＯ２分離素子２０を簡略化した構成を示す断面図である。図２（ｂ）に示すＣＯ２分離素子２０は、内気風路１６と総称される第一内気風路１６ａから第三内気風路１６ｃ、外気風路１７と総称される第一外気風路１７ａから第三外気風路１７ｃ、及びＣＯ２分離膜２２と総称される第一ＣＯ２分離膜２２ａから第五ＣＯ２分離膜２２ｅを含む。なお、内気風路１６と外気風路１７の数は「３」に限定されない。
【0045】
図２（ｂ）では、上側から下側に向かって、第一外気風路１７ａ、第一内気風路１６ａ、第二外気風路１７ｂ、第二内気風路１６ｂ、第三外気風路１７ｃ、第三内気風路１６ｃが順番に配置される。
【0046】
また、第一外気風路１７ａと第一内気風路１６ａとの間には第一ＣＯ２分離膜２２ａが配置される。第一内気風路１６ａと第二外気風路１７ｂとの間には第二ＣＯ２分離膜２２ｂが配置される。第二外気風路１７ｂと第二内気風路１６ｂとの間には第三ＣＯ２分離膜２２ｃが配置される。第二内気風路１６ｂと第三外気風路１７ｃとの間には第四ＣＯ２分離膜２２ｄが配置される。第三外気風路１７ｃと第三内気風路１６ｃとの間には第五ＣＯ２分離膜２２ｅが配置される。
【0047】
図２（ａ）と同様に、内気風路１６内を流通する内気のＣＯ２１８は、ＣＯ２分離膜２２において選択的に分離（透過）され、外気風路１７中の外気に放出される。
【0048】
図３は、ＣＯ２分離システム１に搭載するＣＯ２分離素子２０として用いる積層構造体６を示す斜視図である。以下では、積層構造体６の積層方向を鉛直上下方向として説明するが、積層構造体６がＣＯ２分離システム１に搭載された状態での方向を必ずしも示すものではない。
【0049】
積層構造体６は、矩形状のフレーム１４と、ＣＯ２分離膜２２により構成される矩形状のＣＯ２分離素子ピース２１とを交互に上下方向に積層して、内気風路１６と、内気風路１６と交差する外気風路１７とを１層ずつ交互に構成された構造体である。
【0050】
より詳細には、積層構造体６は、ＣＯ２分離素子ピース２１を上下の両面からフレーム１４の端部において嵌合しながら、ＣＯ２分離素子ピース２１とフレーム１４とを繰り返し積層することで構成されている。
【0051】
ＣＯ２分離素子ピース２１をフレーム１４で上下の両面から嵌合するときは、一段ずつ互い違いになるようにフレーム１４を直交させて積層している。このような構成にすることで、図２（ｂ）のごとく内気が通風する内気風路１６と外気が通風する外気風路１７とが交互に形成される。そして、内気風路１６に対象空間２から取り込まれた空気３９ａを流通させ、外気風路１７に屋外から取り込まれた空気４９ａを流通させることで、それぞれの風路に内気流と外気流とが交互に直交して流れるようになる。
【0052】
このように、積層構造体６は、内気と外気とがＣＯ２分離素子ピース２１の積層方向において交互に直交して流れるようになる。これにより、ＣＯ２分離素子２０は、ＣＯ２分離素子ピース２１のＣＯ２分離膜２２を介して、内気側から外気側へＣＯ２を選択的に透過可能とする。
【0053】
ＣＯ２分離素子ピース２１は、ＣＯ２分離素子ピース２１を挟んで内気と外気とが流れたときに、内気から外気にＣＯ２を透過させるためのＣＯ２分離膜２２により構成されるシート状の部材である。ＣＯ２分離素子ピース２１は、フレーム１４によって嵌合されて折れ曲がるので、それに耐えうる伸縮性及び強度を有している部材を用いることが好ましい。
【0054】
図１に戻り、ＣＯ２分離システム１の説明を続ける。ＣＯ２検知部８は、内気導入ダクト５２に取り付けられ、内気導入ダクト５２を流通する空気３９ａのＣＯ２の濃度を検知する。内気導入ダクト５２を流通する空気３９ａは、対象空間２から取り込まれた空気である。よって、ＣＯ２検知部８により検知されるＣＯ２の濃度は、対象空間２内のＣＯ２濃度に相当する。
【0055】
ＣＯ２検知部８により検知された対象空間２内のＣＯ２濃度に関する情報は、制御部５に送信される。なお、ＣＯ２検知部８は、直接対象空間２に取り付けられて、対象空間２内のＣＯ２濃度を検知し、検知した対象空間２内のＣＯ２濃度を制御部５に送信するものであってもよい。
【0056】
制御部５は、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。具体的には、制御部５は、ＣＯ２検知部８が検知した対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて、そのＣＯ２濃度を持つ対象空間２からＣＯ２濃度を低減するためのＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率を特定する。制御部５は、特定したＣＯ２分離効率となるように、内気ファン３１の送風量（内気送風量）と、外気ファン４１の送風量（外気送風量）とを決定する。そして、制御部５は、決定した内気送風量となるように内気ファン３１を制御し、また、決定した外気送風量となるように外気ファン４１を制御する。
【0057】
ここで、図４及び図５を参照しながら、制御部５によるＣＯ２分離効率に基づく内気ファン３１の内気送風量と外気ファン４１の外気送風量との制御方法の例について説明する。図４は、図９（ａ）に示す図を利用して、制御部５が対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて特定するＣＯ２分離効率を説明するための図である。
【0058】
制御部５は、図４に示す通り、例えばＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率を、ＣＯ２分離効率Ａ、ＣＯ２分離効率Ｂ、及びＣＯ２分離効率Ｃの３つの中から一つ、対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて特定する。即ち、対象空間２内のＣＯ２濃度が高い場合は単位時間あたりのＣＯ２除去量が高いＣＯ２分離効率を特定する。また、対象空間２内のＣＯ２濃度が低い場合は単位時間あたりのＣＯ２除去量が低いＣＯ２分離効率を特定する。
【0059】
ＣＯ２分離効率Ａ、ＣＯ２分離効率Ｂ、及びＣＯ２分離効率Ｃは、ＣＯ２分離システム１の設計段階で予め設定する。例えば、ＣＯ２分離効率Ｂは２０％、ＣＯ２分離効率Ｃは４０％とする。また、ＣＯ２分離効率Ａは、同等のＣＯ２除去性能（単位時間あたりのＣＯ２除去率）を持つ通常換気と消費電力が一致するＣＯ２分離効率（図４に示す例では１８％）とする。
【0060】
ここで、ＣＯ２分離効率Ｂ及びＣＯ２分離効率Ｃは、ＣＯ２分離効率Ａよりも高いＣＯ２分離効率に設定する。図９を参照して上記した通り、ＣＯ２分離システム１は、ＣＯ２分離効率が高いほど必要とされる内気送風量が小さく抑えられるので、消費電力を抑制できる。制御部５は、ＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ａ以上に特定することで、ＣＯ２分離システム１は、通常換気よりも省エネルギー化を図ることができる。
【0061】
なお、ＣＯ２分離効率Ａ～ＣＯ２分離効率Ｃは、ＣＯ２分離素子２０の特性に応じて適宜設定されるものであり、上記した数値に限られるものではない。
【0062】
ＣＯ２分離効率と対象空間２内のＣＯ２濃度との関係は、ＣＯ２分離システム１の設計段階で次のように定める。まず、ＣＯ２分離効率Ｂでの単位時間あたりのＣＯ２除去量が、「対象空間２にＮ人いる場合にＣＯ２の基準濃度１０００ｐｐｍを維持できる除去量」となるように定める。
【0063】
これにより、ＣＯ２分離システム１の設計段階で、ＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離膜２２の膜サイズも決定される。そして、ＣＯ２分離効率ＣからＣＯ２分離効率Ｂへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示す後述のフローチャートのステップＳ１２の第四濃度）が１０００ｐｐｍに定められる。また、ＣＯ２分離効率ＡからＣＯ２分離効率Ｂへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図６に示す後述のフローチャートのステップＳ３の第一濃度）が１０００ｐｐｍに定められる。
【0064】
一方、ＣＯ２分離効率ＢからＣＯ２分離効率Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示す後述のフローチャートのステップＳ８の第二濃度）は、１０００ｐｐｍに定めることもできる。ただし、ＣＯ２分離効率ＣからＣＯ２分離効率Ｂへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度と、ＣＯ２分離効率ＢからＣＯ２分離効率Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度とを同じ１０００ｐｐｍとした場合、次のような問題が生じるおそれがある。即ち、対象空間２内のＣＯ２濃度が１０００ｐｐｍ付近にあれば、制御部５の特定するＣＯ２分離効率がＣＯ２分離効率ＢとＣＯ２分離効率Ｃとで頻繁に切り替わるおそれがある。
【0065】
そこで、ＣＯ２分離効率ＢからＣＯ２分離効率Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示す後述のフローチャートのステップＳ８の第二濃度）は、次の（３）式から定めてもよい。
【0066】
【数2】
【0067】
また、ＣＯ２分離効率ＢからＣＯ２分離効率Ａへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示す後述のフローチャートのステップＳ１０の第三濃度）は、例えば１２００ｐｐｍに定められる。
【0068】
制御部５は、以上のようにして定めた第一濃度～第四濃度と対象空間２内のＣＯ２濃度とを比較して、ＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ａ～ＣＯ２分離効率Ｃの中から特定する。そして、制御部５は、特定したＣＯ２分離効率となるように、内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを決定し、決定した内気送風量及び外気送風量となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。
【0069】
図５は、制御部５が特定したＣＯ２分離効率に対して決定される内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量との例を示した図である。例えば、図５（ａ）は、内気ファン３１の内気送風量と外気ファン４１の外気送風量とが「１：１」となるように、制御部５が内気送風量及び外気送風量とを決定する例である。この例では、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）に対して、内気送風量・外気送風量共に１０００Ｌ／ｍｉｎとする。また、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）に対して、内気送風量・外気送風量共に３０００Ｌ／ｍｉｎとする。また、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ａ（１８％）に対して、内気送風量・外気送風量共に４０００Ｌ／ｍｉｎとする。
【0070】
なお、この例の場合、ＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）からＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）へ切り替わる対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示す後述のフローチャートのステップＳ８の第二濃度）は、上記の（３）式を用いて８００ｐｐｍに設定してもよい。
【0071】
制御部５は、特定したＣＯ２分離効率に対して決定される内気ファン３１の内気送風量と外気ファン４１の外気送風量との比を「１：１」に固定する必要はなく、別の比（例えば「２：１」）に固定してもよい。
【0072】
また、制御部５は、図５（ｂ）に示す通り、内気ファン３１の内気送風量と外気ファン４１の外気送風量との比を変化させてもよい。例えば、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）に対して、内気送風量と外気送風量との比を「２：１」とし、内気送風量を５００Ｌ／ｍｉｎ、外気送風量を２５０Ｌ／ｍｉｎとする。また、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）に対して、内気送風量と外気送風量との比を「２：１」とし、内気送風量を３９００Ｌ／ｍｉｎ、外気送風量を１９５０Ｌ／ｍｉｎとする。一方、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ａ（１８％）に対して、内気送風量と外気送風量との比を「１：１」とし、内気送風量を４０００Ｌ／ｍｉｎ、外気送風量を４０００Ｌ／ｍｉｎとする。
【0073】
なお、この例の場合、ＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）からＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）へ切り替わる対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示す後述のフローチャートのステップＳ８の第二濃度）は、上記の（３）式を用いて５５４ｐｐｍに設定してもよい。
【0074】
また、制御部５は、図５（ｃ）に示す通り、外気ファン４１の外気送風量を１０００Ｌ／ｍｉｎに固定した上で、特定したＣＯ２分離効率に対して内気ファン３１の内気送風量のみを調整してもよい。例えば、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）に対して、内気送風量を１０００Ｌ／ｍｉｎとする。また、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）に対して、内気送風量を２４００Ｌ／ｍｉｎとする。また、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ａ（図５（ｃ）の例は、１５％である場合を示す）に対して、内気送風量を４９００Ｌ／ｍｉｎとする。
【0075】
なお、この例の場合、ＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）からＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）へ切り替わる対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示す後述のフローチャートのステップＳ８の第二濃度）は、上記の（３）式を用いて９００ｐｐｍに設定してもよい。
【0076】
制御部５は、図５（ａ）～図５（ｃ）に示すような、制御部５が特定可能なＣＯ２分離効率に対応付けて、そのＣＯ２分離効率を達成するための内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを示したテーブルを持っている。そして、制御部５は、対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいてＣＯ２分離効率を特定すると、その特定されたＣＯ２分離効率に対応する内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とをテーブルより決定する。制御部５は、この決定した内気送風量及び外気送風量となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。
【0077】
なお、図５（ｃ）に示す例の場合、外気ファン４１の外気送風量が固定であるので、制御部５は、特定可能なＣＯ２分離効率に対応付けて、そのＣＯ２分離効率を達成するための内気ファン３１の内気送風量のみを示したテーブルとしてもよい。そして、制御部５は、対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいてＣＯ２分離効率を特定すると、その特定されたＣＯ２分離効率に対応する内気ファン３１の内気送風量をテーブルより決定する。制御部５は、この決定した内気送風量となるように内気ファン３１を制御する。また、制御部５は、予め固定された外気送風量となるように外気ファン４１を制御する。
【0078】
次いで、図６及び図７を参照して、制御部５による内気ファン３１及び外気ファン４１の制御の流れについて説明する。図６は、制御部５により実行される送風部制御処理の一部を示すフローチャートであり、図７は、その送風部制御処理の図６からの続きを示すフローチャートである。なお、以下の送風部制御処理の説明において、「以下」を「未満」と読み替えてもよく、「より大きい」を「以上」と読み替えてもよく、「以上」を「より大きい」と読み替えてもよく、「未満」を「以下」と読み替えてもよいことは、言うまでもない。
【0079】
送風部制御処理は、使用者よりＣＯ２分離システム１に対して対象空間２内のＣＯ２除去の実行の指示があった場合に制御部５により実行される処理である。この送風部制御処理は、対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて、内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを制御する。
【0080】
制御部５は、送風部制御処理の実行を開始すると、まず、初期設定として、ＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率がＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）となるように、内気ファン３１の内気送風量と外気ファン４１の外気送風量とを決定する（ステップＳ１）。そして、制御部５は、決定した内気送風量及び外気送風量となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。
【0081】
【0082】
なお、ステップＳ１の処理では、ＣＯ２検知部８が検知した対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて、初期設定としてのＣＯ２分離効率を特定してもよい。例えば、対象空間２内のＣＯ２濃度が１０００ｐｐｍ未満の場合、ＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）と特定してもよい。また、対象空間２内のＣＯ２濃度が１０００ｐｐｍ以上１２００ｐｐｍ未満の場合、ＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）と特定してもよい。また、対象空間２内のＣＯ２濃度が１２００ｐｐｍ以上の場合、ＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ａ（１８％）と特定してもよい。そして、制御部５は、特定されたＣＯ２分離効率となるように、内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを決定してもよい。
【0083】
次いで、制御部５は、現在のＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率がＣＯ２分離効率Ａ（１８％）であるかを判断する（ステップＳ２）。その結果、制御部５は、ＣＯ２分離効率がＣＯ２分離効率Ａであると判断すると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、次いで、ＣＯ２検知部８が検知した対象空間２内のＣＯ２濃度を取得し、そのＣＯ２濃度が第一濃度（例えば、１０００ｐｐｍ）以下であるかを判断する（ステップＳ３）。
【0084】
その結果、制御部５は、ＣＯ２濃度が第一濃度以下であると判断すると（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ＣＯ２濃度に対応するＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）と決定して、単位時間あたりのＣＯ２除去量を下げる（ステップＳ４）。そして、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）に対応する内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを決定し、決定した内気送風量及び外気送風量となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。その後、制御部５は、ステップＳ２の処理に戻る。
【0085】
一方、ステップＳ３の判断の結果、制御部５は、ＣＯ２濃度が第一濃度（例えば、１０００ｐｐｍ）より大きいと判断すると（ステップＳ３：Ｎｏ）、ＣＯ２濃度に対応するＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ａ（１８％）に維持した上で、ステップＳ５の判断を行う。ステップＳ５の判断では、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ａ（１８％）での運転継続時間を判断し、その運転継続時間が第一時間（例えば、３０分）以上であるかを判断する（ステップＳ５）。
【0086】
その結果、ＣＯ２分離効率Ａ（１８％）での運転継続時間が第一時間（例えば、３０分）以上であると判断されると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、それは、次を意味する。即ち、ＣＯ２分離システム１が、ＣＯ２分離効率Ａ（１８％）で第一時間以上運転したとしても、対象空間２内のＣＯ２濃度が第一濃度以下に下がらない、という意味である。また、ＣＯ２分離効率Ａ（１８％）での運転は、ＣＯ２分離効率Ｂ及びＣと比べて、単位時間当たりのＣＯ２除去量が最も大きい運転モードでもある。
【0087】
よって、この場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部５は、使用者に対して窓開け換気警告を報知して（ステップＳ６）、ステップＳ２の処理へ移行する。窓開け換気警告は、音声によって報知されるものであってもよいし、ＣＯ２分離システム１に設けられた発光ダイオードを発光させたり、液晶ディスプレイに表示させたりすることで報知されるものであってもよい。また、ＣＯ２分離システム１は、スマートフォン等の携帯情報端末との間で通信が行えるものであってもよく、窓開け換気警告は、その携帯情報端末にその旨の通知を表示させることで行われてもよい。
【0088】
一方、ステップＳ５の判断の結果、ＣＯ２分離効率Ａ（１８％）での運転継続時間が第一時間未満であると判断されると（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部５は、そのままステップＳ２の処理に戻る。
【0089】
また、ステップＳ２の判断の結果、制御部５は、現在のＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率がＣＯ２分離効率Ａでないと判断すると（ステップＳ２：Ｎｏ）、図７に示すステップＳ７の判断へ移行する。ステップＳ７の判断では、現在のＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率がＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）であるかを判断する（ステップＳ７）。
【0090】
その結果、制御部５は、ＣＯ２分離効率がＣＯ２分離効率Ｂであると判断すると（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、次いで、ＣＯ２検知部８が検知した対象空間２内のＣＯ２濃度を取得し、そのＣＯ２濃度が第二濃度（例えば、８００ｐｐｍ）以下であるかを判断する（ステップＳ８）。
【0091】
その結果、制御部５は、ＣＯ２濃度が第二濃度以下であると判断すると（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ＣＯ２濃度に対応するＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）と決定して、単位時間あたりのＣＯ２除去量を下げる（ステップＳ９）。そして、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）に対応する内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを決定し、決定した内気送風量及び外気送風量となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。その後、制御部５は、図６に示すステップＳ２の処理に戻る。
【0092】
一方、ステップＳ８の判断の結果、制御部５は、ＣＯ２濃度が第二濃度より大きいと判断すると（ステップＳ８：Ｎｏ）、次いで、ＣＯ２検知部８が検知した対象空間２内のＣＯ２濃度が第三濃度（例えば、１０００ｐｐｍ）より大きいかを判断する（ステップＳ１０）。
【0093】
その結果、制御部５は、ＣＯ２濃度が第三濃度より大きいと判断すると（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ＣＯ２濃度に対応するＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ａ（１８％）と決定して、単位時間あたりのＣＯ２除去量を上げる（ステップＳ１１）。そして、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ａ（１８％）に対応する内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを決定し、決定した内気送風量及び外気送風量となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。その後、制御部５は、図６に示すステップＳ２の処理に戻る。
【0094】
一方、ステップＳ１０の判断の結果、ＣＯ２濃度が第三濃度以下であると判断されると（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、対象空間２内のＣＯ２濃度は、第二濃度より大きく第三濃度以下である。よって、制御部５は、ＣＯ２濃度に対応するＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）に維持した上で、図６に示すステップＳ２の処理に戻る。
【0095】
また、ステップＳ７の判断の結果、現在のＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率がＣＯ２分離効率Ｂでないと判断される場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、現在のＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率はＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）である。そこで、この場合、制御部５は、ＣＯ２検知部８が検知した対象空間２内のＣＯ２濃度を取得し、そのＣＯ２濃度が第四濃度（例えば、１０００ｐｐｍ）より大きいかを判断する（ステップＳ１２）。
【0096】
その結果、制御部５は、ＣＯ２濃度が第四濃度より大きいと判断すると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＣＯ２濃度に対応するＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）と決定して、単位時間あたりのＣＯ２除去量を上げる（ステップＳ１２）。そして、制御部５は、ＣＯ２分離効率Ｂ（２０％）に対応する内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを決定し、決定した内気送風量及び外気送風量となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。その後、制御部５は、図６に示すステップＳ２の処理に戻る。
【0097】
また、ステップＳ１２の判断の結果、ＣＯ２濃度が第四濃度以下であると判断されると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御部５は、ＣＯ２濃度に対応するＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｃ（４０％）に維持した上で、図６に示すステップＳ２の処理に戻る。
【0098】
以上説明した第一実施の形態に係るＣＯ２分離システム１は、次の効果を奏する。
【0099】
（１）ＣＯ２分離システム１は、ＣＯ２分離素子２０によって、屋内における対象空間２内の空気３９ａからＣＯ２を分離し、屋外へと放出することにより、対象空間２内のＣＯ２濃度を低下させる。ＣＯ２分離素子２０への送風は、内気ファン３１及び外気ファン４１によって行われる。ＣＯ２分離素子２０におけるＣＯ２分離効率は、例えばＣＯ２分離素子２０への送風量によって決定される。ここで、ＣＯ２分離システム１は、ＣＯ２検知部８により、対象空間２内のＣＯ２濃度が検知され、制御部５によって、その検知されたＣＯ２濃度に基づいて、必要なＣＯ２分離効率が特定される。そして、ＣＯ２分離システム１は、制御部５によって、特定されたＣＯ２分離効率となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１の送風量が決定される。これにより、ＣＯ２分離システム１は、対象空間２内のＣＯ２濃度を低下させるために必要十分なＣＯ２分離効率を特定し、そのＣＯ２分離効率となるようにＣＯ２分離素子２０への内気ファン３１及び外気ファン４１の送風量が決定できる。よって、ＣＯ２分離システム１は、必要以上に電力を消費することなく、対象空間２からＣＯ２を除去できる。従って、ＣＯ２分離システム１は、対象空間２から効率よくＣＯ２を除去できる。
【0100】
（２）ＣＯ２分離システム１は、内気風路１６に対象空間２の空気３９ａが内気として導入されて流通し、ＣＯ２分離素子２０によりＣＯ２が分離された後、対象空間２に空気３９ｂとして還流される。内気風路１６における内気の送風は、内気ファン３１によって行われる。また、ＣＯ２分離システム１は、外気風路１７に屋外の空気４９ａが外気として導入されて流通し、ＣＯ２分離素子２０によりＣＯ２が導入された後、空気４９ｂとして屋外に放出される。外気風路１７における外気の送風は、外気ファン４１によって行われる。そして、ＣＯ２分離システム１は、制御部５によって、対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて特定されたＣＯ２分離効率となるように、少なくとも内気ファン３１の内気送風量を調節して、ＣＯ２分離素子２０への送風量が決定される。これにより、ＣＯ２分離システム１は、必要以上に電力を消費することなく対象空間２からＣＯ２を除去できるので、対象空間２から効率よくＣＯ２を除去できる。
【0101】
（３）制御部５は、例えば、対象空間２内のＣＯ２濃度が、第二濃度（図７のステップＳ８参照）以下の第一ＣＯ２濃度の場合に、ＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｃ（本発明の第一ＣＯ２分離効率に該当）と特定する。また、制御部５は、対象空間２内のＣＯ２濃度が、第四濃度（図７のステップＳ１２参照）より大きい第二ＣＯ２濃度の場合に、ＣＯ２分離効率をＣＯ２分離効率Ｃよりも低いＣＯ２分離効率Ｂ（本発明の第二ＣＯ２分離効率に該当）と特定する。即ち、制御部５は、対象空間２内のＣＯ２濃度が、第一ＣＯ２濃度よりも高い第二ＣＯ２濃度の場合、第一ＣＯ２濃度に対して特定したＣＯ２分離効率よりも低いＣＯ２分離効率を特定する。そして、制御部５は、特定したＣＯ２分離効率となるようにＣＯ２分離素子２０への送風量を決定する。これにより、ＣＯ２分離システム１は、対象空間２内のＣＯ２濃度が低い場合、ＣＯ２分離効率を高く設定しつつ、そのＣＯ２分離効率にあわせてＣＯ２分離素子２０への送風量を少なくすることで、省電力化を図ることができる。また、ＣＯ２分離システム１は、対象空間２内のＣＯ２濃度が高い場合、ＣＯ２分離効率を低く設定しつつ、そのＣＯ２分離効率にあわせてＣＯ２分離素子２０への送風量を多くすることで、必要以上に電力を消費することなく、対象空間２からＣＯ２を除去できる。従って、ＣＯ２分離システム１は、対象空間２から効率よくＣＯ２を除去できる。
【0102】
その他、ＣＯ２分離システム１は、上記説明の中で記載した通り、各々の構成に対し、その構成に対応した効果を享受できる。
【0103】
（第二実施の形態）
次いで、図８を参照して、第二実施の形態に係るＣＯ２分離システム１について説明する。
次いで、図８を参照して、第二実施の形態に係るＣＯ２分離システム１について説明する。
【0104】
第一実施の形態に係るＣＯ２分離システム１は、ＣＯ２検知部８により検知された対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて、制御部５がＣＯ２分離効率を特定し、その特定したＣＯ２分離効率となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１の送風量を決定した。
【0105】
これに対し、第二実施の形態に係るＣＯ２分離システム１は、ＣＯ２検知部８により検知された対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて、制御部５が、そのＣＯ２濃度を削減するために必要なＣＯ２分離システム１の消費電力を特定する。制御部５は、その特定した消費電力となるように内気ファン３１の内気送風量及び外気ファン４１の外気送風量を決定する。そして、決定した内気送風量及び外気送風量となるように、制御部５は、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。
【0106】
【0107】
制御部５は、図８（ａ）に示す通り、例えばＣＯ２分離システム１の消費電力を、消費電力Ａ、消費電力Ｂ、及び消費電力Ｃの３つの消費電力の中から一つ、対象空間２内のＣＯ２濃度に基づいて特定する。即ち、対象空間２内のＣＯ２濃度が高い場合は単位時間あたりのＣＯ２除去量が高い消費電力を特定し、対象空間２内のＣＯ２濃度が低い場合は単位時間あたりのＣＯ２除去量が低い消費電力を特定する。
【0108】
消費電力Ａ、消費電力Ｂ、及び消費電力Ｃは、ＣＯ２分離システム１の設計段階で予め設定する。例えば、消費電力Ｂは消費電力Ａの５０％、消費電力Ｃは消費電力Ａの５％とする。また、消費電力Ａは、通常換気とＣＯ２分離システム１とで、同一の消費電力で同等のＣＯ２除去性能（単位時間あたりのＣＯ２除去率）が得られる、その消費電力とする。
【0109】
ここで、消費電力Ｂ及び消費電力Ｃは、消費電力Ａよりも低い消費電力に設定する。これにより、制御部５は、ＣＯ２分離素子２０の消費電力を消費電力Ａ以下に特定することになるので、ＣＯ２分離システム１は、通常換気よりも省エネルギー化を図ることができる。
【0110】
なお、消費電力Ｂ及び消費電力Ｃは、ＣＯ２分離素子２０の特性に応じて適宜設定されるものであり、上記した数値に限られるものではない。
【0111】
消費電力と対象空間２内のＣＯ２濃度との関係は、ＣＯ２分離システム１の設計段階で次のように定める。まず、消費電力Ｂでの単位時間あたりのＣＯ２除去量が、「対象空間２にＮ人いる場合にＣＯ２の基準濃度１０００ｐｐｍを維持できる除去量」となるように定める。
【0112】
これにより、ＣＯ２分離システム１の設計段階で、ＣＯ２分離素子２０のＣＯ２分離膜２２の膜サイズも決定される。そして、消費電力Ｃから消費電力Ｂへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示すフローチャートのステップＳ１２の第四濃度に相当）が１０００ｐｐｍに定められる。また、消費電力Ａから消費電力Ｂへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図６に示すフローチャートのステップＳ３の第一濃度に相当）が１０００ｐｐｍに定められる。
【0113】
一方、消費電力Ｂから消費電力Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示すフローチャートのステップＳ８の第二濃度に相当）は、１０００ｐｐｍに定めることもできる。ただし、消費電力Ｃから消費電力Ｂへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度と、消費電力Ｂから消費電力Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度とを同じ１０００ｐｐｍとした場合、次のような問題が生じ得る。即ち、対象空間２内のＣＯ２濃度が１０００ｐｐｍ付近にあれば、制御部５の特定する消費電力が消費電力Ｂと消費電力Ｃとで頻繁に切り替わるおそれがある。
【0114】
そこで、消費電力Ｂから消費電力Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示すフローチャートのステップＳ８の第二濃度に相当）は、次のように定めてもよい。消費電力Ｃでの単位時間当たりのＣＯ２除去量は、消費電力Ｂでの単位時間当たりのＣＯ２除去量に対して「対象空間２にｎ人いる場合にＣＯ２の基準濃度１０００ｐｐｍを維持できる除去量（ｎ＜Ｎ）」と定めることができる。そこで、消費電力Ｂから消費電力Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（図７に示すフローチャートのステップＳ８の第二濃度に相当）は、（４）式から定めることができる。
【0115】
第二濃度＝（ｎ／Ｎ）×（第四濃度－外気濃度）＋外気濃度 …（４）式
ここで、外気濃度は、外気中のＣＯ２濃度であり、例えば４００ｐｐｍが用いられる。仮に、消費電力Ｂでの単位時間あたりのＣＯ２除去量が「対象空間２に４人いる場合にＣＯ２の基準濃度１０００ｐｐｍを維持できる除去量」と定められ（即ちＮ＝４）、消費電力Ｃでの単位時間あたりのＣＯ２除去量が「対象空間２に３人いる場合にＣＯ２の基準濃度１０００ｐｐｍを維持できる除去量」と定められた（即ちｎ＝３）場合、消費電力Ｂから消費電力Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（第二濃度）は、（４）式から８５０ｐｐｍと求められる。
ここで、外気濃度は、外気中のＣＯ２濃度であり、例えば４００ｐｐｍが用いられる。仮に、消費電力Ｂでの単位時間あたりのＣＯ２除去量が「対象空間２に４人いる場合にＣＯ２の基準濃度１０００ｐｐｍを維持できる除去量」と定められ（即ちＮ＝４）、消費電力Ｃでの単位時間あたりのＣＯ２除去量が「対象空間２に３人いる場合にＣＯ２の基準濃度１０００ｐｐｍを維持できる除去量」と定められた（即ちｎ＝３）場合、消費電力Ｂから消費電力Ｃへ切り替える対象空間２内のＣＯ２濃度（第二濃度）は、（４）式から８５０ｐｐｍと求められる。
【0116】
制御部５は、以上のようにして定めた第一濃度～第四濃度と対象空間２内のＣＯ２濃度とを比較して、ＣＯ２分離素子２０の消費電力を消費電力Ａ～消費電力Ｃの中から特定する。そして、制御部５は、特定した消費電力となるように、内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量とを決定し、決定した内気送風量及び外気送風量となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１を制御する。
【0117】
図８（ｂ）は、制御部５が特定した消費電力に対して決定される内気ファン３１の内気送風量と、外気ファン４１の外気送風量との例を示した図である。例えば、図８（ｂ）は、制御部５が内気ファン３１の内気送風量と外気ファン４１の外気送風量とが「１：１」となるように、内気送風量及び外気送風量とを決定する例である。
【0118】
この例では、制御部５は、消費電力Ｃ（消費電力Ａの５％）に対して、内気送風量・外気送風量共に１０００Ｌ／ｍｉｎとする。また、制御部５は、消費電力Ｂ（消費電力Ａの５０％）に対して、内気送風量・外気送風量共に２５５０Ｌ／ｍｉｎとする。また、制御部５は、消費電力Ａ（１００％）に対して、内気送風量・外気送風量共に４０００Ｌ／ｍｉｎとする。
【0119】
なお、制御部５は、特定した消費電力に対して決定される内気ファン３１の内気送風量と外気ファン４１の外気送風量との比を「１：１」に固定する必要はなく、別の比（例えば「２：１」）に固定したり、また、消費電力によってその比を変化させたりしてもよい。また、制御部５は、外気ファン４１の外気送風量を固定した上で、特定した消費電力に対して内気ファン３１の内気送風量のみを調整してもよい。
【0120】
以上のように構成された第二実施の形態に係るＣＯ２分離システム１の制御部５は、図６及び図７のフローチャートに示す送風部制御処理と同様の処理を実行する。ただし、第二実施の形態に係る送風部制御処理は、図６及び図７に示す送風部制御処理に対して、「ＣＯ２分離効率Ａ」を「消費電力Ａ」、「ＣＯ２分離効率Ｂ」を「消費電力Ｂ」、「ＣＯ２分離効率Ｃ」を「消費電力Ｃ」とそれぞれ読み替えたものが実行される。
【0121】
以上説明した第二実施の形態に係るＣＯ２分離システム１は、次の効果を奏する。
【0122】
（４）ＣＯ２分離システム１は、ＣＯ２検知部８により、対象空間２内のＣＯ２濃度が検知され、制御部５によって、その検知されたＣＯ２濃度に基づいて、ＣＯ２を除去するために必要な消費電力が特定される。そして、ＣＯ２分離システム１は、制御部５によって、特定された消費電力となるように、内気ファン３１及び外気ファン４１の送風量が決定される。これにより、ＣＯ２分離システム１は、対象空間２内のＣＯ２濃度を低下させるために必要十分な消費電力を特定し、そのＣＯ２分離効率となるようにＣＯ２分離素子２０への内気ファン３１及び外気ファン４１の送風量が決定できる。よって、ＣＯ２分離システム１は、必要以上に電力を消費することなく、対象空間２からＣＯ２を除去できる。従って、ＣＯ２分離システム１は、対象空間２から効率よくＣＯ２を除去できる。
【0123】
その他、第二実施の形態に係るＣＯ２分離システム１は、第一実施の形態に係るＣＯ２分離システム１と同様の構成によって、同様の作用効果を奏する。
【0124】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、以下に説明する変形例を含む各実施の形態は、それぞれ、他の実施の形態が有する構成の一部又は複数部分を、その実施の形態に追加しあるいはその実施の形態の構成の一部又は複数部分と交換等することにより、その実施の形態を変形して構成するようにしても良い。また、各実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【0125】
上記各実施の形態では、空気４９ａとして、屋外（建屋外）の空気が導入される構成としたが、これに限られない。例えば、空気４９ａとして、建物内の天井部から空気が導入されるように構成してもよいし、人のいない隣の部屋等の屋内の空気が導入されるように構成してもよい。このようにしても、人が存在してＣＯ２濃度が上昇した対象空間２の空気３９ａよりも、ＣＯ２濃度が小さい空気を空気４９ａとしてＣＯ２分離素子２０に導入することができる。従って、ＣＯ２濃度の高い空気３９ａから、相対的にＣＯ２濃度の低い空気４９ａへとＣＯ２が移動し、対象空間２のＣＯ２濃度上昇が抑制可能という同様の効果を享受することができる。
【産業上の利用可能性】
【0126】
本開示は、人が多い対象空間のＣＯ２を効率よく除去できるＣＯ２分離システムとして有用である。
【符号の説明】
【0127】
１ ＣＯ２分離システム
２ 対象空間
５ 制御部
６ 積層構造体
８ ＣＯ２検知部
１０ 筐体
１４ フレーム
１６ 内気風路
１６ａ 第一内気風路
１６ｂ 第二内気風路
１６ｃ 第三内気風路
１７ 外気風路
１７ａ 第一外気風路
１７ｂ 第二外気風路
１７ｃ 第三外気風路
２０ ＣＯ２分離素子
２１ ＣＯ２分離素子ピース
２２ ＣＯ２分離膜
２２ａ 第一ＣＯ２分離膜
２２ｂ 第二ＣＯ２分離膜
２２ｃ 第三ＣＯ２分離膜
２２ｄ 第四ＣＯ２分離膜
２２ｅ 第五ＣＯ２分離膜
３１ 内気ファン
３３ 内気口
３５ 給気口
３７ 内気フィルタ
３９ａ 空気
３９ｂ 空気
４１ 外気ファン
４３ 外気口
４５ 排気口
４７ 外気フィルタ
４９ａ 空気
４９ｂ 空気
５１ 屋内吸込口
５２ 内気導入ダクト
５３ 屋内吹出口
５４ 内気吹出ダクト
５５ 屋外吸込口
５６ 外気導入ダクト
５７ 屋外吹出口
５８ 外気吹出ダクト
２ 対象空間
５ 制御部
６ 積層構造体
８ ＣＯ２検知部
１０ 筐体
１４ フレーム
１６ 内気風路
１６ａ 第一内気風路
１６ｂ 第二内気風路
１６ｃ 第三内気風路
１７ 外気風路
１７ａ 第一外気風路
１７ｂ 第二外気風路
１７ｃ 第三外気風路
２０ ＣＯ２分離素子
２１ ＣＯ２分離素子ピース
２２ ＣＯ２分離膜
２２ａ 第一ＣＯ２分離膜
２２ｂ 第二ＣＯ２分離膜
２２ｃ 第三ＣＯ２分離膜
２２ｄ 第四ＣＯ２分離膜
２２ｅ 第五ＣＯ２分離膜
３１ 内気ファン
３３ 内気口
３５ 給気口
３７ 内気フィルタ
３９ａ 空気
３９ｂ 空気
４１ 外気ファン
４３ 外気口
４５ 排気口
４７ 外気フィルタ
４９ａ 空気
４９ｂ 空気
５１ 屋内吸込口
５２ 内気導入ダクト
５３ 屋内吹出口
５４ 内気吹出ダクト
５５ 屋外吸込口
５６ 外気導入ダクト
５７ 屋外吹出口
５８ 外気吹出ダクト
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】