特許 7343758 室内空気質の制御装置及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-05

(45)【発行日】2023-09-13

(54)【発明の名称】室内空気質の制御装置及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   F24F 7/007 20060101AFI20230906BHJP

   F24F 11/77 20180101ALI20230906BHJP

   F24F 11/89 20180101ALI20230906BHJP

   F24F 110/10 20180101ALN20230906BHJP

   F24F 110/65 20180101ALN20230906BHJP

   F24F 110/20 20180101ALN20230906BHJP

【ＦＩ】

F24F7/007 B

F24F11/77

F24F11/89

F24F110:10

F24F110:65

F24F110:20

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019128069

(22)【出願日】2019-07-10

(65)【公開番号】P2020016431

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2022-05-26

(31)【優先権主張番号】P 2018132662

(32)【優先日】2018-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】笹井 雄太

(72)【発明者】

【氏名】小田 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】黒井 聖史

【審査官】伊藤 紀史

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０６１１４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１４２１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５２１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００３３５６０（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５０４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－０６５６１６２（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１５－１４０９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０２１１５０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１３３１２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ ７／００７

Ｆ２４Ｆ １１／７７

Ｆ２４Ｆ １１／８９

Ｆ２４Ｆ １１０／１０

Ｆ２４Ｆ １１０／２０

Ｆ２４Ｆ １１０／６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

室内及び室外の空気質の指標を把握する把握部（21,22,25,26）と、
前記室内の空気質を操作する機器（30,31,32）を、前記把握部（21,22,25,26）が把握した前記空気質の指標に基づいて制御する機器制御部（23）とを備え、
前記把握部（21,22,25,26）は、前記空気質の指標を少なくとも２種類把握し、
前記把握部（21,22,25,26）は、室内の空気質の指標を検知する室内センサ（21）を含み、
前記室内センサ（21）は、前記機器（30,31,32）を動作させた際における室内の空気質の指標の変化を検知し、
前記把握部（21,22,25,26）は、室内の空気質の指標の前記変化に基づいて、室外の空気質を把握することを特徴とする室内空気質の制御装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記機器制御部（23）は、前記把握部（21,22,25,26）が把握した前記室内の空気質の指標が設定範囲となるように前記機器（30,31,32）を制御することを特徴とする室内空気質の制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記把握部（21,22,25,26）が把握する前記空気質の指標は、所定の有害物質の濃度を含むことを特徴とする室内空気質の制御装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１つにおいて、
前記把握部（21,22,25,26）は、前記室内及び前記室外について同じ有害物質の濃度を把握し、
前記機器制御部（23）は、前記把握部（21,22,25,26）が把握した前記有害物質の濃度に基づいて、前記有害物質の発生源の位置が前記室内又は前記室外のいずれであるかを特定すると共に、特定した前記発生源の位置に基づいて前記機器（30,31,32）の制御を行うことを特徴とする室内空気質の制御装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１つにおいて、
前記把握部（21,22,25,26）は、室内の空気質の指標を検知する室内センサ（21）と、室外の空気質の指標を検知する室外センサ（22）とを含むことを特徴とする室内空気質の制御装置。

【請求項6】

請求項１～４のいずれか１つにおいて、
前記把握部（21,22,25,26）は、演算部（26）を含み、
前記演算部（26）は、室内の空気質の指標の前記変化に基づいた演算を行うことにより、室外の空気質を把握することを特徴とする室内空気質の制御装置。

【請求項7】

室内及び室外の空気質の指標を把握部（21,22,25,26）が把握する把握工程と、
把握した前記指標に基づいて、前記室内の空気質を制御する機器（30,31,32）を機器制御部（23）が制御する制御工程とを備え、
前記把握工程において、前記把握部（21,22,25,26）は前記空気質の指標を少なくとも２種類把握し、
前記把握部（21,22,25,26）は、室内の空気質の指標を検知する室内センサ（21）を含み、
前記把握工程において、前記室内センサ（21）は、前記機器（30,31,32）を動作させた際における室内の空気質の指標の変化を検知し、前記把握部（21,22,25,26）は、室内の空気質の指標の前記変化に基づいて、室外の空気質を把握することを特徴とする室内空気質の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、室内空気質の制御装置及び制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

室内における空気質を制御するために、空気質が検知される。室内空気質を検知する装置において、室内空気の汚れを検知するセンサを用い、清浄空気におけるセンサの出力値及び室内の通常の状態におけるセンサの出力値を基準として、それぞれに対する汚れ量を出力することが知られている。出力された汚れ量に応じて、換気、空気清浄が行われる。（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－３１７５４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術では、室内空気の汚染を検出して換気等を行うが、この際、室外空気の汚染について考慮されていない。例えば、PM2.5等の大気汚染物質については室外から室内に流入する。従って、室内の空気質のみに基づいて換気を行うとむしろ室内空気を汚染する場合があり、必ずしも望ましい制御が行われていない。

【0005】

本開示の目的は、室内及び室外の空気質に基づいて室内の空気質を制御する装置及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１の態様は、室内空気質の制御装置を対象とする。当該制御装置は、室内及び室外の空気質の指標を把握する把握部と、室内の空気質を操作する機器を、把握部が把握した前記空気質の指標に基づいて制御する機器制御部とを備え、記把握部は、空気質の指標を少なくとも２種類把握することを特徴とする。

【0007】

第１の態様では、室内及び室外の空気質に基づいて室内の空気質を制御できる。

【0008】

本開示の第２の態様は、第１の態様において、機器制御部は、把握部が把握した室内の空気質の指標が設定範囲となるように機器を制御する。

【0009】

第２の態様では、室内の空気質を設定範囲に制御できる。

【0010】

本開示の第３の態様は、第１の態様において、把握部が把握する空気質の指標は、所定の有害物質の濃度を含む。

【0011】

第３の態様では、空気質の指標として有害物質の濃度を把握することができる。

【0012】

本開示の第４の態様は、第１の態様において、把握部は、室内及び室外について同じ有害物質の濃度を把握し、制御部は、把握部が把握した有害物質の濃度に基づいて、有害物質の発生源の位置が室内又は室外のいずれであるかを特定すると共に、特定した発生源の位置に基づいて機器の制御を行う。

【0013】

第４の態様では、有害物質の発生源の位置に基づいて機器の制御を行うことができる。

【0014】

本開示の第５の態様は、第１の態様において、把握部は、室内の空気質の指標を検知する室内センサと、室外の空気質の指標を検知する室外センサとを含む。

【0015】

第５の態様では、室内及び室外の空気質の指標を、室内センサ及び室外センサにより直接把握することができる。

【0016】

本開示の第６の態様は、第１の態様において、把握部は、室内の空気質の指標を検知する室内センサと、演算部とを含み、室内センサは、機器を動作させた際における室内の空気質の指標の変化を検知し、演算部は、室内の空気質の指標の前記変化に基づいた演算を行うことにより、室外の空気質を把握する。

【0017】

第６の態様では、室内の空気質の指標を室内センサにより直接把握すると共に、室外の空気質の指標を演算により間接的に把握することができる。

【0018】

本開示の第７の態様は、室内空気質の制御方法を対象とする。当該制御方法は、室内及び室外の空気質の指標を把握部が把握する把握工程と、把握した指標に基づいて、室内の空気質を制御する機器を機器制御部が制御する制御工程とを備え、把握工程において、把握部は空気質の指標を少なくとも２種類把握する。

【0019】

第７の態様では、室内及び室外の空気質に基づいて室内の空気質を制御できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本開示の室内空気質の制御装置の一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、本開示の室内空気質の制御装置の他の例を模式的に示す図である。

【図3】図３は、本開示の室内空気質の制御装置による空気質制御を例示する図である。

【図4】図４は、本開示の室内空気質の制御装置による空気質制御を例示する図である。

【図5】図５は、本開示の室内空気質の制御装置による空気質制御を例示する図である。

【図6】図６は、本開示の室内空気質の制御装置による空気質制御を例示する図である。

【図7】図７は、本開示の室内空気質の制御装置の更に他の例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

《実施形態》
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。

【0022】

－室内空気質の制御装置の構成－
図１は、本実施形態における室内空気質の制御装置について模式的に示す図である。図１に示す室内空気質の制御装置は、室内及び室外の空気質の指標を把握する把握部（21,22,25,26）と、室内の空気質を操作する機器（30,31,32）を、把握部（21,22,25,26）が把握した空気質の指標に基づいて制御する機器制御部（23）とを備える。把握部（21,22,25,26）は、空気質の指標を少なくとも２種類把握する。

【0023】

より具体的に、図１において、部屋（10）における室内空気質を制御するための制御装置（20）と、部屋（10）における空気質を操作する機器（30,31,32）の１つとして、室外の空気を室内に取り込むファン（30）が設けられている。制御装置（20）は、空気質の指標を把握する把握部として、空気質に関する所定の項目を検知するセンサ（21,22）を備える。センサ（21,22）は、室内の空気について検知を行う室内センサ（21）と、室外の空気について検知を行う室外センサ（22）とを含む。また、制御装置（20）は、センサ（21,22）が把握した空気質の指標に基づいてファン（30）を制御する機器制御部（23）を備える。尚、センサ（21,22）について、図では無線接続の場合を示しているが、有線接続であっても良い。

【0024】

室外空気質の指標を把握せず、室内空気質の指標のみに基づいて室内空気質を制御した場合、室外から有害物質を含む等の汚染された空気を取り入れてしまい、むしろ室内空気質を低下させるおそれがある。これに対し、本実施形態の室内空気質の制御装置（20）によると、室内及び室外の空気質に基づいて室内の空気質を制御できる。従って、より適切に室内空気質の制御を行うことができる。

【0025】

－室内空気質の制御装置の他の構成－
図２には、本実施形態の空気質の制御装置について、図１の例とは異なる構成例を示す。図２の例では、機器（30,31,32）として、ファン（30）に代えて、ガスを吸着する触媒又はフィルターを搭載した空気調和機（31）が設けられている。空気調和機（31）は、部屋（10）内において室内循環により空気の清浄化を行う。また、室外センサ（22）によって室外の空気質の指標を把握することに代えて、インターネット等を通じて公的情報、クラウド情報等を取得する。図２では、サーバ（25）から室外空気質の指標を取得している。この場合、把握部は、サーバ（25）から情報を受信するための受信手段である。

【0026】

このような構成によっても、室内及び室外の空気質に基づいて室内の空気質を制御することができる。機器（30,31,32）としては、他に、ダクト風量切り替えダンパ（ＶＡＶ）を用いることもできる。その他、空気質を制御する機器（30,31,32）の具体的な種類について特に限定はされない。また、機器（30,31,32）として、ファン（30）、空気調和機（31）及びダンパ（32）を組み合わせて用いても良いし、更に他の装置を組み合わせても良い。

【0027】

－室内空気質の制御装置の更に他の構成－
図７には、本実施形態の空気質の制御装置について、図１及び図２とは更に異なる構成例を示す。

【0028】

図７の例において、ファン（30）及びこれを制御する機器制御部（23）を備えることについては図１の例と同じである。また、空気質の指標を把握する把握部として、室内の空気について検知を行う室内センサ（21）を備えることも、図１の例と同じである。

【0029】

しかしながら、図７の例では、室外の空気について検知を行う室外センサ（22）は備えられていない。また、把握部を構成するものとして、演算部（26）を備えている。

【0030】

尚、図７において、演算部（26）は、機器制御部（23）に備えられる形で図示されている。これは、機器制御部（23）がコンピュータを含み、当該コンピュータが演算部（26）の機能を備える構成を例示するものである。しかしながら、機器制御部（23）とは別に演算部（23）が備えられるのであっても良い。

【0031】

図７の例において、室内の空気質の指標については、室内センサ（21）により直接検知して把握する。また、室外の空気質の指標については、室内センサ（21）及び演算部（26）を利用して間接的に把握する。これについて、まず、機器（30,31,32）としてのファン（30）を動作させると、室内の空気質の指標は変化する。この変化は、部屋（10）の大きさ、ファン（30）の性能等に加えて、室外の空気質にも依存する。部屋（10）の大きさ、ファン（30）の性能等については、既知の情報として把握しておくことができる。従って、ファン（30）を動作させた際の室内の空気質の指標の変化を室内センサ（21）により検知する。これに基づいて、演算部（26）により演算を行うことにより、室外の空気質の指標についても把握することができる。このように、室外センサ（22）を備えない図７の例においても、室外の空気質の指標を把握することができる。

【0032】

室内センサ（21）及び演算部（26）を用いて室外の空気質を把握する方法の具体例を説明する。

【0033】

まず、機器（30,31,32）を停止させており、室内の空気質が一定となっている状態を考える。例えば、室内にて発生する汚染物質（空気質の指標として後に述べる有害物質）の量と、自然換気により室外に排出される汚染物質の量とが一致して、室内における汚染物質の量が一定となっている状態である。

【0034】

この状態から機器（30,31,32）を動作させて換気を行うと、室内の汚染物質の量は低下する。所定の時間、機器（30,31,32）を動作させた後の室内における汚染物質の全体量について、次の式が成立する。

【0035】

機器動作前の室内の汚染物質の絶対量－室外に排出された汚染物質の絶対量＋室内に流入した汚染物質の絶対量＝機器動作後の室内の汚染物質の絶対量
ここから、次の式が成立する。

【0036】

Ｃｂ×（Ｖ－Ｑ×ｔ）＋Ｃout×Ｑ×ｔ＝Ｃａ×Ｖ
各記号の意味は、
Ｃｂ：機器動作前（換気前）の室内における汚染物質の濃度
Ｖ：部屋の容積
Ｑ：換気（機器の動作）による空気の流入量
Ｃout：室外における汚染物質の濃度
ｔ：換気（機器の動作）を行った時間
Ｃａ：機器を動作させてｔ時間後（換気後）の室内における汚染物質の濃度
である。

【0037】

上記の式から、次式が導かれる。
Ｃout＝｛Ｃａ×Ｖ－Ｃｂ×（Ｖ－Ｑ×ｔ）｝／（Ｑ×ｔ）
ここで、Ｖ及びＱ（機器の性能に依存する）は予め把握でき、Ｃａ及びＣｂは室内センサ（21）により測定される。機器の動作時間ｔは計測すれば良い。従って、この式に基づいてＣoutを算出することができる。このような演算を演算部（26）にて行うことにより、室外センサ（22）を備えない図７の場合にも、室外の空気質の指標を把握することができる。尚、算出の方法は上記の式を用いる場合には限らない。

【0038】

また、室外の空気質の指標を把握するために、室外センサ（22）及びサーバ（25）の両方を備えていても良い。この際、一部の指標については室外センサ（22）により把握し、他の指標はサーバ（25）から取得するのであっても良い。また、機器（30,31,32）と、室外センサ（22）及びサーバ（25）との組み合わせについて、特に制限は無い。

【0039】

更に、室内センサ（23）及び演算部（26）を利用して室外の空気質の指標を把握することについて、室外センサ（22）及びサーバ（25）の一方又は両方と組み合わせても良い。指標の種類毎に、いずれかの方法により把握するようにすることができる。また、演算により把握した指標と、センサにより把握した指標との両方を利用することもできる。

【0040】

また、機器制御部（23）は、把握部（21,22,25,26）が把握した室内の空気質の指標が設定範囲となるように機器（30,31,32）を制御しても良い。

【0041】

これにより、空気質を望ましい範囲に制御することができる。例えば、室内の様々な空気質の指標に関し、住居、オフィス等の部屋の使用目的等にも応じて望ましい範囲が法的に定められているので、これを満たすように機器（30,31,32）を制御する。更に、法的な基準の無い項目について独自に制御する範囲を設定しても良いし、法的な基準とは異なる基準を設定しても良い。

【0042】

－空気質の指標について－
把握部（21,22,25,26）が把握する空気質の指標は、所定の有害物質の濃度を含んでいても良い。

【0043】

具体的にセンサ（21,22）が検知する空気質の項目としては、温度、湿度及び所定の物質の濃度が挙げられる。所定の物質とは、特に、有害物質（高濃度では有害となるような物質を含む）であり、ＣＯ（一酸化炭素）、ＣＯ_２（二酸化炭素）、ＰＭ２．５、ＰＭ１０、ホルムアルデヒド、ＴＶＯＣ（Total Volatile Organic Compounds 総揮発性有機化合物）、Ｏ_３（オゾン）、ＮＯ_２（二酸化窒素）及びＳＯ_２（二酸化硫黄）の１つ又は複数であっても良い。

【0044】

尚、空気質の指標としては、湿度も含まれる。水は有害物質ではないが、空気中の水分量である湿度は快適さ等に影響する。また、空気質の指標としては、温度も含まれる。

【0045】

表１に、室内センサ（21）が検知する有害物質の例及び測定値と、それぞれの物質に関する目標値（この値以下の値が設定範囲となる）と、目標値に対する測定値の差（低減するべき量）とについて例を示す。目標値は、一例としてWELL認証による基準値を示している。

【0046】

【表1】

【0047】

表１において、例えばホルムアルデヒドの室内濃度は０．１２５ｐｐｍであり、目標値の０．０２７ｐｐｍを０．０９８ｍｍｐ上回っているので、このぶんの低減（改善）が望まれる。また、ＣＯについては室内濃度が０ｐｐｍであり、目標値の９ｐｐｍを下回っているので、低減は不要である。その他の物質についても、室内センサ（21）が把握した室内濃度と目標値との差から、改善するべき量が把握できる。

【0048】

また、本実施形態の空気質の制御装置において、センサ（21,22）は、空気質の指標を少なくとも２種類について把握する。これは、室内センサ（21）が１つの指標（例えばＣＯ_２濃度）を把握すると共に、室外センサ（22）が他の指標（例えばＰＭ２．５濃度）を把握するのであっても良い。また、室内センサ（21）及びお室外センサ（22）がそれぞれ２種類（例えばＣＯ_２濃度及びＰＭ２．５濃度）又はそれ以上を把握するのであっても良い。更には、室内センサ（21）が複数の指標を把握すると共に、これとは一部又は全て異なる複数の指標について室外センサ（22）が把握するのであっても良い。室内センサ（21）及び室外センサ（22）は、複数種類の指標を把握するために、それぞれ複数種類のセンサを含んでいても良い。

【0049】

一例として、室内において発生しやすい物質及び室外において発生しやすい物質を把握して、空気質の制御に用いることができる。例えば、通常のオフィスであれば室内ではＣＯ_２が発生しやすく、ＰＭ２．５は発生し難い。また、室外空気（外気）については、通常のオフィスの室内よりもＣＯ_２濃度は低く、ＰＭ２．５濃度は高くなる傾向にある。従って、室内のＣＯ_２濃度と、室外のＰＭ２．５濃度とを把握して室内の空気質を制御するようにしても良い。この場合、室内、室外において共にＣＯ_２濃度及びＰＭ２．５濃度を検知するよりもセンサ（21,22）の数を削減でき、制御も単純化されるので、コストを低減できる。

【0050】

また、把握部（21,22,25,26）は、室内及び室外について同じ有害物質の濃度を把握し、機器制御部（23）は、把握部（21,22,25,26）が把握した有害物質の濃度に基づいて、有害物質の発生源の位置が室内又は室外のいずれであるかを特定すると共に、特定した発生源の位置に基づいて機器（30,31,32）の制御を行っても良い。

【0051】

表２に、これに関する例を示す。例えばホルムアルデヒドについて、外気からの流入は０ｍｌ／ｈであり、室内発生は５０ｍｌ／ｈである。従って、ホルムアルデヒドの発生源は室内であることが特定され、これに基づいて改善のための処置を行う。例えば、機器制御部（23）がファン（30）を制御して換気量を増加させることにより、ホルムアルデヒドを含まない外気を取り込んで室内のホルムアルデヒド濃度を低減する。また、対策としては、循環経路にフィルタを設置することも考えられる。

【0052】

ＴＣＯＣについても、発生源が室内であると特定できる。従って、対策は、ホルムアルデヒドの場合と同様に、換気量の増加、循環経路におけるフィルタの設置等である。

【0053】

ＣＯについては、外気からの流入及び室内発生が共に０ｍｌ／ｈである。従って、ＣＯ濃度を改善するための制御は不要である。ＰＭ２．５については、外気からの流入が１００，０００μｇ／ｍ^３、室内発生が０μｇ／ｍ^３であるから、発生源は室外であることが特定される。ＣＯ_２については、外気からの流入が１６０，０００μｇ／ｍ^３、室内発生が３００，０００μｇ／ｍ^３であり、室内及び室外のいずれにおいても発生しているが、室内発生の方が多いことが特定される。このように各物質について、発生量及び発生源（室内又は室外のいずれであるか）を把握し、これに応じて機器制御部（23）が空気質を制御する機器（30,31,32）を制御する。

【0054】

尚、ホルムアルデヒドについては新規に導入した家具等、ＴＶＯＣについて芳香剤等がそれぞれ発生源となっている場合がある。本開示の室内空気質の制御装置を用いると、それぞれの発生源が室内及び室外のいずれであるかを特定できるので、具体的な発生源が特定しやすくなる。家具、芳香剤等が有害物質の発生源であれば、これを除去する等の対策を取ることができる。同様に、ＣＯ_２濃度については、室内の発生源は主に人間である。従って、人間の配置（座席）の変更、オフィス等の専有面積を増やす等も対策となる。

【0055】

【表2】

【0056】

尚、本開示の空気質の制御装置（20）は、少なくとも２種類の空気質の指標に基づいて空気質を制御する。従って、１つの指標（例えばＣＯ_２濃度）を改善するための制御によって他の指標（例えばＰＭ２．５濃度）が大幅に悪化するようなことを避けて、総合的に空気質を改善することができる。

【0057】

－機器制御の方法－
センサ（21,22）により検知された物質の濃度に応じて機器（30,31,32）を制御する方法について、一例を説明する。

【0058】

特定の物質について、室外空気における濃度Ｃ_０及び部屋（10）の室内における発生量Ｅが一定であるものとする。また、部屋（10）において、自然換気量Ｑ_１の自然換気が生じており、且つ、ファン（30）により強制換気量Ｑ_２の強制換気が効率η_２のフィルターを通して行われているものとする。更に、部屋（10）において、フィルターを搭載した空気調和機（31）が設けられ、フィルター効率η_３により空気清浄量Ｑ_３で清浄化が行われている。

【0059】

このとき、対象の物質に関し、
室内への流入量＋室内における発生量＝室外への排出量
が成立する。ここから、下記の式が成立する。
(Ｃ_０*Ｑ_１)+(Ｃ_０*Ｑ_２*(１-η_２))+(Ｃ*Ｑ_３*(１-η_３))+Ｅ=Ｃ*(Ｑ_１+Ｑ_２)+Ｃ*Ｑ_３
各記号の意味は、
Ｃ_０：室外空気における濃度
Ｑ_１：自然換気量
Ｑ_２：室内流入量（強制換気による空気の流入量）
η_２：強制換気フィルター効率
Ｑ_３：空気清浄量
η_３：空気清浄フィルター効率
Ｅ：室内発生量
Ｃ：室内濃度
である。

【0060】

上記の式から、次式が導かれる。
Ｃ=((Ｃ_０*Ｑ_１)+(Ｃ_０*Ｑ_２*(１-η_２))+Ｅ)／(Ｑ_１+Ｑ_２+Ｑ_３*η_３)
機器制御部（23）による制御の一例として、このような式に基づく制御を行っても良い。つまり、このような演算を機器制御部（23）によって行う。図７に示す演算部（26）が備えられ、この演算も行うようにしても良い。例えばファン（30）及び／又は空気調和機（31）を制御することにより、強制換気量Ｑ_２及び／又は空気清浄量Ｑ_３を変更し、室内濃度Ｃを制御することができる。

【0061】

－制御の例－
以下、室内空気質の制御装置（20）によって部屋（10）の空気質を制御する方法について、例を挙げて説明する。

【0062】

（制御に関する第１の例）
図３は、ファン（30）を備える部屋（10）における室内空気質の制御について、第１の例を説明する図である。部屋（10）には、図１と同様にセンサ（21,22）及び機器制御部（23）を含む室内空気質の制御装置（20）が設けられているが、図２と同様に室外センサ（22）に代えてサーバ（25）を利用しても良い。

【0063】

図３の左図（Ａと示す）は、空気質制御を行う前の状態を示す。このとき、室内においてＣＯ_２濃度が高く、室外の粉じん濃度（ＰＭ２．５濃度）は低いことをセンサ（21,22）により把握する。この場合、図３の右図（Ｂと示す）のように、ファン（30）を制御して、動作させるか又は換気量を増加させる。このようにすると、ＣＯ_２濃度の高い室内空気が部屋（10）から排出される。室外空気のＰＭ２．５濃度は低いことが確認されているので、この動作によって室内のＰＭ２．５濃度が上昇することはない。

【0064】

つまり、室内空気及び室外空気について、２種類の指標を把握して適切に室内空気質を制御することができる。

【0065】

尚、ＣＯ_２濃度を低下させるためには、換気量はゼロのままとし、ＣＯ_２等のガスを吸着する触媒が搭載された空気調和機（図３には示していない）を操作して室内循環によって清浄化を行うこともできる。

【0066】

（制御に関する第２の例）
図４は、部屋（10）における室内空気質の制御について、第２の例を説明する図である。この例では、部屋（10）において、ファン（30）及び空気調和機（31）の両方が設けられている。尚、図の煩雑化を避けるために、室内空気質の制御装置（20）の図示は省略している。

【0067】

図４の左上図（Ｃと示す）の状態において、室内空気のＣＯ_２濃度が高く、且つ、室外空気のＰＭ２．５濃度も高いことが把握されている。この場合に、ファン（30）により室外空気を室内に取り入れると、室内においてＣＯ_２濃度は低減されるがＰＭ２．５濃度は上昇してしまう。

【0068】

そこで、図４の右上図（Ｄと示す）のように、室外空気のＰＭ２．５濃度が高い場合にはファン（30）による換気量を減らすことにより、室内のＰＭ２．５濃度の上昇を抑える。通常、室外空気のＰＭ２．５濃度は時間帯等により変動するので、低くなる時間帯にファン（30）の換気量を増やすようにする（図示は省略）。

【0069】

また、図４の右下図（Ｅと示す）のように、室内空気のＣＯ_２濃度を低下させるために室外空気は取り込みながら、室内に侵入した粉じん（ＰＭ２．５）については室内循環により清浄化してもよい。つまり、フィルターを搭載した空気調和機（31）を動作させるか又は清浄化量を増加させて、これによりＰＭ２．５を除去する。この際、室内へのＰＭ２．５の侵入量を抑えるために、換気量は下げるようにしても良い。

【0070】

（制御に関する第３の例）
図５は、部屋（10）における室内空気質の制御について、第３の例を説明する図である。ここでも、室内空気質の制御装置（20）の図示は省略している。

【0071】

図５の左上図（Ｆと示す）の状態において、室内空気のＣＯ_２濃度が低く、且つ、室外空気のＰＭ２．５濃度が高いことが把握されている。この場合に、ファン（30）により室外空気を室内に取り入れると、室内においてＰＭ２．５濃度が上昇してしまう。また、室内のＣＯ_２濃度は低いので、ＣＯ_２に関する換気の要求は小さい。

【0072】

そこで、図５の右図（Ｇと示す）のように、ファン（30）を停止して換気を停止する。これにより、室内におけるＰＭ２．５濃度の上昇を避けることができる。尚、この状態を継続すると室内のＣＯ_２濃度が上昇すると考えられる。室内センサ（21）がこれを把握した場合には、例えば上記第１の例又は第２の例に移行してもよい。

【0073】

（制御に関する第４の例）
図６は、部屋（10）における室内空気質の制御について、第４の例を説明する図である。

【0074】

この例では、屋内の空間として人が主に滞在する部屋（10）に加えて、廊下、エレベーターホール等の他空間（11）を考える。また、ファン（30）により取り込まれた室外空気は、ダクト（33）を通じて部屋（10）及び他空間（11）に送られる。ダクト（33）にはダンパ（32）が設けられ、部屋（10）及び他空間（11）に対する空気の流れを制御することができる。

【0075】

図６の左図（Ｈと示す）において、室内のＣＯ_２濃度が高く、室外のＰＭ２．５濃度は低いことが把握されている。また、ダンパ（32）は、ファン（30）により取り入れた室外空気を部屋（10）及び他空間（11）の両方に送るように設定されている。

【0076】

この場合に、図６の右図（Ｉと示す）のように、部屋（10）のＣＯ_２濃度を下げるために、ダンパ（32）を操作して室外空気を部屋（10）だけに送るようにする。これにより、部屋（10）に取り入れられる室外空気の量が増すので、部屋（10）におけるＣＯ_２濃度を速やかに下げることができる。この際、他空間（11）の換気は停止されることになるが、人が主に滞在する居室である部屋（10）の空気質を優先して、このような制御を行っても良い。

【0077】

（制御に関する他の例）
第１～第５の例では、室内のＣＯ_２濃度と、室外のＰＭ２．５濃度とを把握して制御を行う場合について説明した。通常のオフィス等では、室内においてＰＭ２．５が発生すること及び室外において室内よりもＣＯ_２濃度が高くなることは少ないので、このような制御によって良好な室内空気を実現することも可能である。また、センサの数を抑制してコストを下げることもできる。

【0078】

しかしながら、他の条件、例えば工場等であれば、室内においてＰＭ２．５が発生することもある。このような場合には、室内及び室外の両方においてＰＭ２．５濃度を把握して制御を行っても良い。

【0079】

室内のＰＭ２．５濃度が高く、且つ、室外のＰＭ２．５濃度が低い場合を考える。これは、第１の例を示す図３において、室内のＣＯ_２濃度を室内のＰＭ２．５濃度に読み替えれば良い。つまり、ファン（30）により換気を行い、ＰＭ２．５濃度の低い室外空気を取り入れることにより、室内のＰＭ２．５濃度を低下させることができる。

【0080】

また、室内のＰＭ２．５濃度が低く、且つ、室外のＰＭ２．５濃度が高い場合については、第３の例を示す図５において、ＣＯ_２濃度をＰＭ２．５濃度に読み替えれば良い。つまり、換気を停止することにより、室外からのＰＭ２．５の侵入を防止し、室内においてＰＭ２．５濃度が低い状態を維持することができる。

【0081】

室内及び室外の両方においてＰＭ２．５濃度が高い場合、室内のＰＭ２．５濃度を低下させるためには、フィルターを備えた空気調和機（31）により清浄化を行うことが望ましい。

【0082】

ＰＭ２．５濃度の他にも、表２に挙げたような他の物質について室内及び室外において把握し、機器（30,31,32）の制御を行っても良い。更に、複数の指標について、室内及び室外において把握して制御を行っても良い。

【0083】

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0084】

以上説明したように、本開示は、室内空気質の制御装置及び制御方法について有用である。

【符号の説明】

【0085】

10 部屋
11 他空間
20 制御装置
21 室内センサ（把握部）
22 室外センサ（把握部）
23 機器制御部
25 サーバ（把握部）
26 演算部（把握部）
30 ファン（機器）
31 空気調和機（機器）
32 ダンパ（機器）
33 ダクト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】