特許 7437552 換気システムおよび換気方法

(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】2024-02-14

(45)【発行日】2024-02-22

(54)【発明の名称】換気システムおよび換気方法

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/755 20180101AFI20240215BHJP

   F24F 7/007 20060101ALI20240215BHJP

   F24F 7/10 20060101ALI20240215BHJP

【ＦＩ】

F24F11/755

F24F7/007

F24F7/10

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023080901

(22)【出願日】2023-05-16

(62)【分割の表示】P 2021061254の分割

【原出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2023096038

(43)【公開日】2023-07-06

【審査請求日】2023-05-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000149790

【氏名又は名称】株式会社大気社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】久保田 康三

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】荒木 誠一

(72)【発明者】

【氏名】大野 裕二

(72)【発明者】

【氏名】舟里 忠益

(72)【発明者】

【氏名】倉田 健二

(72)【発明者】

【氏名】赤星 綾子

【審査官】奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０９８５６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１５１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１１０１８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－７０６０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １１／００－１１／８９

Ｆ２４Ｆ ７／００７

Ｆ２４Ｆ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オフィスの室内を換気する換気システムにおいて、
室外から外気を取り込む外調機と、
前記オフィスの天井に設けられ、前記外調機が取り込んだ外気を前記室内に吐出する第一吐出口と、
前記オフィスの天井に設けられ、前記外調機が取り込んだ外気を前記室内に吐出する第二吐出口と、
前記第一吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり第一の流量吐出させ、前記第二吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第一の流量より大きい第二の流量吐出させる第一の状態と、前記第一吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第一の流量と異なる第三の流量吐出させ、前記第二吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第三の流量より小さい第四の流量吐出させる第二の状態とを繰り返すことによって、前記室内に乱流を生じさせる制御手段と、を備えることを特徴とする換気システム。

【請求項2】

前記制御手段は、前記第一吐出口から単位時間あたりに吐出させる流量と、前記第二吐出口から単位時間あたりに吐出させる流量とを、あらかじめ設定された複数の基準から選択することを特徴とする請求項１に記載の換気システム。

【請求項3】

前記外調機から前記第一吐出口および前記第二吐出口に供給される空気の温度を変更する温調装置をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の換気システム。

【請求項4】

前記外調機から前記第一吐出口および前記第二吐出口に供給される空気の湿度を変更する調湿機をさらに備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の換気システム。

【請求項5】

前記第一吐出口から空気が吐出される領域に対応し人の存在を検知する第一人感センサと、前記第二吐出口から空気が吐出される領域に対応し人の存在を検知する第二人感センサと、をさらに備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の換気システム。

【請求項6】

前記制御手段は、前記第一人感センサまたは前記第二人感センサのうち人の存在を検知した人感センサと対応する吐出口から単位時間あたりに吐出させる流量を増やすことを特徴とする請求項５に記載の換気システム。

【請求項7】

前記制御手段は、前記第一人感センサまたは前記第二人感センサのうち人の存在を検知しない人感センサと対応する吐出口から単位時間あたりに吐出させる流量を増やすことを特徴とする請求項５に記載の換気システム。

【請求項8】

オフィスの室外から外気を取り込む外調機を備え、前記オフィスの室内を換気する換気方法であって、
前記オフィスの天井に設けられた第一吐出口から、前記外調機が取り込んだ外気を前記室内に吐出する第一の吐出工程と、
前記オフィスの天井に設けられた第二吐出口から、前記外調機が取り込んだ外気を前記室内に吐出する第二の吐出工程と、
前記第一吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり第一の流量吐出させ、前記第二吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第一の流量より大きい第二の流量吐出させる第一の状態と、前記第一吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第一の流量と異なる第三の流量吐出させ、前記第二吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第三の流量より小さい第四の流量吐出させる第二の状態とを繰り返すことによって、前記室内に乱流を生じさせる工程と、を有することを特徴とする換気方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、換気システムおよび換気方法に関する。

【背景技術】

【0002】

オフィスや商業施設などの多くの人が集まる施設においては、空間の快適性を維持するため、適切な換気を行う必要がある。たとえば、密閉空間において多くの人が活動すると、室内の二酸化炭素濃度が上昇して人々に悪影響を及ぼす可能性があるので、適切に換気を行って室内の二酸化炭素濃度を低い水準に維持する必要がある。また、近年では、感染症対策の観点からも換気に対する関心が高まっている。

【0003】

たとえば、特許文献１には、室外に排出される室内空気の風量を、室内に供給される室外空気の風量より大きくすることを特徴とする空気調和機の換気風量制御方法が開示されている。特許文献１の技術によれば、室内外に圧力差を生じさせて室内に空気が流入しやすくなるため、室内空間が迅速に換気されうる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－８３７３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１などの従来の換気技術では、室内空気と外気との混合分布状態については、十分に考慮されていなかった。そのため、室内空気と外気との混合が不十分になり、十分な換気が行われない場合があった。

【0006】

そこで、室内空気と外気との混合が促進されうる換気システムおよび換気方法の実現が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る換気システムは、オフィスの室内を換気する換気システムにおいて、室外から外気を取り込む外調機と、前記オフィスの天井に設けられ、前記外調機が取り込んだ外気を前記室内に吐出する第一吐出口と、前記オフィスの天井に設けられ、前記外調機が取り込んだ外気を前記室内に吐出する第二吐出口と、前記第一吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり第一の流量吐出させ、前記第二吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第一の流量より大きい第二の流量吐出させる第一の状態と、前記第一吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第一の流量と異なる第三の流量吐出させ、前記第二吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第三の流量より小さい第四の流量吐出させる第二の状態とを繰り返すことによって、前記室内に乱流を生じさせる制御手段と、を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明に係る換気方法は、オフィスの室外から外気を取り込む外調機を備え、前記オフィスの室内を換気する換気方法であって、前記オフィスの天井に設けられた第一吐出口から、前記外調機が取り込んだ外気を前記室内に吐出する第一の吐出工程と、前記オフィスの天井に設けられた第二吐出口から、前記外調機が取り込んだ外気を前記室内に吐出する第二の吐出工程と、前記第一吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり第一の流量吐出させ、前記第二吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第一の流量より大きい第二の流量吐出させる第一の状態と、前記第一吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第一の流量と異なる第三の流量吐出させ、前記第二吐出口から前記外調機が取り込んだ外気を単位時間あたり前記第三の流量より小さい第四の流量吐出させる第二の状態とを繰り返すことによって、前記室内に乱流を生じさせる工程と、を有することを含むことを特徴とする。

【0009】

これらの構成によれば、第一吐出口および第二吐出口のそれぞれから吐出される空気の流量が互いに異なることによって、二つの吐出口から吐出された空気が流れる各領域の境界で空気の流れが不規則になる。これによって、室内空気と外気との混合が促進されうる。

【0010】

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る換気システムの系統図である。

【図2】実施形態に係る換気システムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る換気システムおよび換気方法の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る換気システムを、オフィスＲを換気するために設けられた換気システム１に適用した例について説明する。

【0013】

〔換気システムの構成〕
本実施形態に係る換気システム１は、外気処理空調機２（以下、外調機２という。）、可変風量装置３（流量調節装置の例）、吐出口４、人感センサ５、および制御装置６を備える（図１および図２）。換気システム１は、外調機２が室外から取り込んだ外気を吐出口４からオフィスＲ内に吐出するとともに、排気口（不図示）を通じてオフィスＲから空気を排気することによって、オフィスＲ内を換気するシステムである。

【0014】

外調機２としては、公知の外調機を用いることができる。外調機２は、温調装置２１および調湿機２２（いずれも密度変更装置の例）、ならびに送風機２３を有する。外調機２は、温調装置２１および調湿機２２を動作させて、室外から取り込んだ空気の温度および湿度を変更でき、これによって、オフィスＲに供給する空気の温度および湿度を調節できる。温度および湿度の調節の有無を問わず、空気は、送風機２３によって付勢される。

【0015】

外調機２の定格運転時の出力は、オフィスＲの規模(空間容積、人員数など)に応じて適宜設定されうる。たとえば、外調機２（送風機２３）の定格運転時の出力が人員数に応じて設定される場合、外調機２によって供給される空気の流量（外気導入量）は、オフィスＲに存在する人員一人あたり３０ｍ^３／ｈ以上として決定されうるが、これに限定されない。本実施形態では、一例として、外調機２の定格運転時の外気導入量が９００ｍ^３／ｈである例について説明する。

【0016】

可変風量装置３としては、公知の可変風量装置（ＶＡＶ（Variable Air Volume）と称される場合もある。）を用いることができる。本実施形態では、外調機２の下流で分岐する三つの経路が設けられており、三つの経路のそれぞれに可変風量装置３が設けられている。以下の説明において、それぞれの可変風量装置３を区別する必要がある場合は、それぞれ第一可変風量装置３１、第二可変風量装置３２、および第三可変風量装置３３と称する。

【0017】

吐出口４は、オフィスＲの天井からオフィスＲ内に向けて開口するように設けられている。本実施形態では、外調機２の下流で分岐する三つの経路のそれぞれに二つずつの吐出口４が設けられており、合計で六つの吐出口４が設けられている。以下の説明において、それぞれの分岐に設けられている吐出口４を区別する必要がある場合は、それぞれ第一吐出口４１（４１ａ、４１ｂ）、第二吐出口４２（４２ａ、４２ｂ）、および第三吐出口４３（４３ａ、４３ｂ）と称する。

【0018】

人感センサ５としては、公知の人感センサを用いることができる。その検知方式は、赤外線式、超音波式、可視光式などでありうるが、特に限定されない。本実施形態では、第一吐出口４１、第二吐出口４２、および第三吐出口４３のそれぞれの近傍に一つずつの人感センサ５が設けられている。以下の説明において、それぞれの人感センサ５を区別する必要がある場合は、それぞれ第一人感センサ５１、第二人感センサ５２、および第三人感センサ５３と称する。

【0019】

制御装置６は、公知のコンピュータとして構成されており、ＣＰＵなどの演算装置、ハードディスクなどの記憶装置、ディスプレイなどの出力装置、キーボードなどの入力装置、ＬＡＮモジュールなどの通信装置、といったコンピュータとして一般的な構成要素を含む。制御装置６は、外調機２および可変風量装置３の動作を制御可能である。また、制御装置６には人感センサ５から電気信号が入力され、制御装置６はそれぞれの人感センサ５の検知範囲に人が存在するか否かを認識できる。

【0020】

制御装置６は、送風機２３の出力、ならびに、温調装置２１および調湿機２２の運転条件を制御できる。これによって制御装置６は、外調機２によって供給される空気の流量（外気導入量）、温度、および湿度を制御できる。また、制御装置６は、第一可変風量装置３１、第二可変風量装置３２、および第三可変風量装置３３のそれぞれを通過する空気の流量を、それぞれ独立に制御できる。

【0021】

〔換気システムの制御〕
本実施形態に係る換気システム１において、制御装置６は、（１）流量分布制御、（２）時間分布制御、（３）密度制御、（４）休止制御、および（５）換気促進制御を実行可能である。それぞれの制御の詳細について、順に説明する。

【0022】

（１）流量分布制御
流量分布制御において、制御装置６は、第一吐出口４１、第二吐出口４２、および第三吐出口４３のそれぞれから吐出される空気の流量が、互いに異なる流量になるように制御する。具体的には、第一可変風量装置３１、第二可変風量装置３２、および第三可変風量装置３３のそれぞれを通過する空気の流量が制御される。

【0023】

それぞれの吐出口４から吐出される空気の流量の基準となる基準流量は、外調機２の定格運転時における外気導入量を吐出口４の数で除した値とする。たとえば本実施形態では、外調機２の定格運転時における外気導入量は９００ｍ^３／ｈであり、吐出口４が六つ設けられているので、それぞれの吐出口４の基準流量は１５０ｍ^３／ｈである。

【0024】

流量分布制御では、複数の吐出口４のうちの一部について、吐出される空気の流量を基準流量より大きい値とし、複数の吐出口４のうちの他の一部について、吐出される空気の流量を基準流量より小さい値とする。たとえば、第一吐出口４１の空気の吐出量を７５ｍ^３／ｈ（基準流量より小さい値）とし、第二吐出口４２の空気の吐出量を１５０ｍ^３／ｈとし、第三吐出口４３の空気の吐出量を２２５ｍ^３／ｈ（基準流量より大きい値）とする。図１において、風速の違いを矢印で模式的に表している。このとき、オフィスＲの、第一吐出口４１、第二吐出口４２、および第三吐出口４３のそれぞれが開口する領域の間で空気の流量が不均一になり、各領域の境界で空気の流れが不規則になる。これによって、オフィスＲの内部に乱流Ｔが生じるので、空気の滞留が解消されやすく、オフィスＲの換気が促進されうる。

【0025】

本実施形態のように、異なる吐出口４から吐出される空気の流量が異なると、室内空気と外気との混合が特に促進されやすいため、好ましい。このことは、以下のように説明できる。

【0026】

オフィスＲの室内空気を攪拌するためのエネルギーは、複数の吐出口４から吐出される空気の流れが有する運動エネルギーとして与えられる。ある吐出口４から吐出される空気の流速をｖ［ｍ／秒］とし、当該吐出口４の開口面積をＡ［ｍ^２］とすると、微小時間Δｔ［ｈ］の間に当該吐出口４からオフィスＲに吹き込まれる空気の質量ｍ［ｋｇ］は、以下の式（１）で表される。

【数1】

なお、ρは空気の密度（単位：ｋｇ／ｍ^３）を表す。

【0027】

したがって、上記の吐出口４から吐出される空気によってオフィスＲに投入される運動エネルギーＫ［Ｊ］は、以下の式（２）で表される。

【数2】

【0028】

以上を前提として、上記の実施形態のように風量が互いに異なる三種類の吐出口４を設けた場合に投入される運動エネルギーＫ_１と、各吐出口４の風量を一定とした場合に投入される運動エネルギーＫ_２とを比較する。なお、比較する期間はΔｔ［秒］とする。

【0029】

三種類の吐出口４の風速を、それぞれｖ－Δｖ［ｍ／秒］、ｖ［ｍ／秒］、ｖ＋Δｖ［ｍ／秒］とすると、運動エネルギーＫ_１は以下の式（３）で表される。ただし、Δｖは０より大きくｖ以下である。

【数3】

【0030】

一方、各吐出口４の風量を一定とした場合の運動エネルギーＫ_２は以下の式（４）で表される。

【数4】

【0031】

したがって、二つの場合の運動エネルギーの差ΔＫ［Ｗ］は、以下の式（５）で表される。

【数5】

【0032】

式（５）においてΔｖ＞０であるから、ΔＫ＞０である。したがって、風量が互いに異なる三種類の吐出口４を設けた場合の運動エネルギーＫ_１は、各吐出口４の風量を一定とした場合の運動エネルギーＫ_２より大きい。すなわち、本実施形態のように風量が互いに異なる三種類の吐出口４を設けることによって、各吐出口４の風量を一定とした場合に比べて、オフィスＲの室内空気を攪拌するために投入されるエネルギーを大きくできるので、室内空気の攪拌を促進できる。

【0033】

また、式（３）から明らかなように、Δｖが大きいほど、投入される運動エネルギーＫ_１が大きくなる。したがって、Δｖをｖと実質的に等しい値とし、吐出量が少なく設定される吐出口４はほぼ無風状態にあり、吐出量が多く設定される吐出口４から吐出される空気の流量は基準流量の２倍に近い値である、という態様に近づけることが、投入される運動エネルギーＫ_１を大きくする観点からは理想的である。ただし実際には、オフィスＲ内の熱量バランスが崩れない限度で、各吐出口４の流量バランスを決定する必要がある。また、気流が室内にいる人に不快感を与えないようにするべく換気風速の上限が法令によって定められている場合があるので、かかる上限の範囲で各吐出口４の流量バランスを決定する必要がある。たとえば日本国における建築物環境衛生管理基準では、換気風速が毎秒０.５ｍ以下であるべき旨の基準が定められている。

【0034】

（２）時間分布制御
時間分布制御において、制御装置６は、第一吐出口４１、第二吐出口４２、および第三吐出口４３のそれぞれから吐出される空気の流量を経時変化させる。具体的には、第一可変風量装置３１、第二可変風量装置３２、および第三可変風量装置３３のそれぞれを通過する空気の流量を経時変化させる。

【0035】

本実施形態では、第一可変風量装置３１、第二可変風量装置３２、および第三可変風量装置３３のそれぞれを通過する空気の流量は、小流量（１５０ｍ^３／ｈ）、基準流量（３００ｍ^３／ｈ）、および大流量（４５０ｍ^３／ｈ）の三つの水準（複数の所定の水準の例）から選択される。なお、小流量、基準流量、および大流量のそれぞれが選択されるときの吐出口４から吐出される空気の流量は、それぞれ７５ｍ^３／ｈ、１５０ｍ^３／ｈ、および２２５ｍ^３／ｈである。

【0036】

制御装置６は、所定の時間間隔で、第一可変風量装置３１、第二可変風量装置３２、および第三可変風量装置３３のそれぞれの空気の流量を変更する（表１）。たとえば、流量分布制御の項で説明した各吐出口４の空気の流量の状態は、第一可変風量装置３１が小流量であり、第二可変風量装置３２が基準流量であり、第三可変風量装置３３が大流量である状態である（表１：第一期間）。所定の期間にわたってこの状態で運転したのちに、第一可変風量装置３１を基準流量に変更し、第二可変風量装置３２を大流量に変更し、第三可変風量装置３３を小流量に変更する（表１：第二期間）。さらに所定の期間にわたってこの状態で運転したのちに、第一可変風量装置３１を大流量に変更し、第二可変風量装置３２を小流量に変更し、第三可変風量装置３３を基準流量に変更し（表１：第三期間）、次の所定期間後に最初の状態に戻る。

【0037】

表１：空気の流量の経時変化の一例（単位：ｍ^３／ｈ）

【表1】

【0038】

このように空気の流量を経時変化させることによって、オフィスＲの内部において気流が不均一になるので、空気の滞留が解消されやすく、オフィスＲの換気が促進されうる。

【0039】

なお、流量分布制御と時間分布制御とは、併用されることが好ましい。上記の例では、三つの可変風量装置３の空気の流量を変更する前後のいずれにおいても、流量分布制御が行われている。このように、流量分布制御と時間分布制御とを併用することで、オフィスＲの換気が一層促進されうる。

【0040】

（３）密度制御
密度制御において、制御装置６は、吐出口４から吐出される空気の密度を変化させる。具体的には、温調装置２１を制御して外調機２から供給される空気の温度を変更する方法、調湿機２２を制御して外調機２から供給される空気の湿度を変更する方法、およびこれらの併用が例示される。なお、いずれの例においても、外調機２から供給される空気の密度を変更するので、それぞれの吐出口４から吐出される空気の密度は均一である。

【0041】

たとえば、温調装置２１を用いて外調機２から供給される空気を加熱して、オフィスＲの室温より高い温度の空気が供給されるようにすると、吐出口４から吐出される空気の密度はオフィスＲ内に元々存在する空気の密度より小さくなる。このとき、吐出口４から吐出された空気は、オフィスＲの高さ方向上側における空気の攪拌を促進する。反対に、オフィスＲの室温より低い温度の空気が供給されるようにすると、吐出口４から吐出される空気の密度はオフィスＲ内の空気の密度より大きくなるので、オフィスＲの高さ方向下側における空気の攪拌が促進される。密度制御において制御される空気の温度の幅は、たとえば、外調機２の吹出温度とオフィスＲの室内設定温度との間であり、かつ５℃以内の幅に設定されうるが、これに限定されない。

【0042】

このように、外調機２から供給される空気の温度とオフィスＲの室温との関係によって、オフィスＲ内において空気の攪拌が促進される高さ方向の位置を調節しうる。たとえば、外調機２から供給される空気の温度の高低を所定の時間ごとに変更すると、オフィスＲの高さ方向全域の換気が促進される。なお、調湿機２２を用いる方法においても、加湿による密度低下と除湿による密度上昇とを利用して同様の制御を実行できる。

【0043】

（４）休止制御
休止制御において、制御装置６は、人の存在を検知していない人感センサ５に関連付けられている吐出口４から吐出される空気の流量を減少させるように可変風量装置３を制御する。以下では、第一人感センサ５１および第二人感センサ５２は人の存在を検知しており、第三人感センサ５３は人の存在を検知していない状態（図１）を例として説明する。

【0044】

制御装置６は、人の存在を検知していない第三人感センサ５３に関連付けられている第三吐出口４３から吐出される空気の流量を減少させるように制御を行う。具体的には、第三可変風量装置３３を通過する空気の流量を減少させるか、または第三可変風量装置３３を閉鎖する。

【0045】

このとき、送風機２３の出力を変更しない限り、全ての吐出口４から吐出される空気の流量の合計は変化しない。そのため、第三吐出口４３から吐出される空気の流量が減少した分、第一吐出口４１および第二吐出口４２から吐出される空気の流量は増加する。すなわち、制御装置６が、第三可変風量装置３３を通過する空気の流量を減少させる制御と同時に、送風機２３の出力が変わらないように制御を行うことによって、人の存在を検知している第一人感センサ５１および第二人感センサ５２に関連付けられている第一吐出口４１および第二吐出口４２から吐出される空気の流量が増加することになる。第三吐出口４３から吐出される空気の流量を減少させる制御を行う前後の、各吐出口４から吐出される空気の流量の変化の例を表２に示す。

【0046】

表２：空気の流量の変化の一例（単位：ｍ^３／ｈ）

【表2】

注：第一吐出口４１、第二吐出口４２、および第三吐出口４３が二つずつ設けられているため、「合計」欄の数値は各吐出口４の流量の和の２倍になる。

【0047】

この制御によって、人が存在する領域（第一吐出口４１および第二吐出口４２が開口している領域）における換気が一層促進される。すなわち、換気のために消費するエネルギーを人が存在する領域に集中的に費やして、総消費エネルギーを増加させることなく人が存在する領域における換気の効率を向上できる。

【0048】

また、送風機２３の出力を変更して、第三吐出口４３から吐出される空気の流量が減少した分、外気導入量（各吐出口４の流量の合計）を減少させてもよい。すなわち、制御装置６が、第三可変風量装置３３を通過する空気の流量を減少させる制御と同時に、送風機２３の出力を低下させる制御を行う。ただしこの制御は、第一吐出口４１および第二吐出口４２から吐出される空気の流量が減少しない範囲で行われることが好ましい。第三吐出口４３から吐出される空気の流量を減少させる制御を行う前後の、各吐出口４から吐出される空気の流量の変化の例を表３に示す。

【0049】

表３：空気の流量の変化の一例（単位：ｍ^３／ｈ）

【表3】

注：第一吐出口４１、第二吐出口４２、および第三吐出口４３が二つずつ設けられているため、「合計」欄の数値は各吐出口４の流量の和の２倍になる。

【0050】

この場合、人が存在する領域（第一吐出口４１および第二吐出口４２が開口している領域）における換気の効率を維持したまま、外調機２の出力を低下させて、換気システム１全体の消費エネルギーを低減できる。

【0051】

（５）換気促進制御
換気促進制御において、制御装置６は、人の存在を検知していない人感センサ５に関連付けられている吐出口４から吐出される空気の流量を増加させ、かつ他の吐出口４から吐出される空気の流量を減少させないように可変風量装置３を制御する。以下では、休止制御の説明と同様に、第一人感センサ５１および第二人感センサ５２は人の存在を検知しており、第三人感センサ５３は人の存在を検知していない状態（図１）を例として説明する。

【0052】

制御装置６は、人の存在を検知していない第三人感センサ５３に関連付けられている第三吐出口４３から吐出される空気の流量を増加させるように制御を行う。ただしこのとき、第一吐出口４１および第二吐出口４２から吐出される空気の流量が減少しないように制御を行う。これらの二つの条件を満たすためには、少なくとも送風機２３の出力を変更して外気導入量（各吐出口４の流量の合計）を増加させる制御が行われる。なお、各可変風量装置３の開度を調節する制御が同時に行われてもよいが、この制御は、第三吐出口４３から吐出される空気の流量が制御実行前に比べて増加する限度で行われる。制御を行う前後の、各吐出口４から吐出される空気の流量の変化の例を表４に示す。

【0053】

表４：空気の流量の変化の一例（単位：ｍ^３／ｈ）

【表4】

注：第一吐出口４１、第二吐出口４２、および第三吐出口４３が二つずつ設けられているため、「合計」欄の数値は各吐出口４の流量の和の２倍になる。

【0054】

この制御によって、人が存在しない領域（第三吐出口４３が開口している領域）における風量が増加する。人が存在しない領域では、気流が室内にいる人の不快感に及ぼす影響が小さいので、風速の増加が許容される。そのため、上記の制御実行後の条件では、人が存在しない領域においてのみ風量を増加させることによって、室内の人に不快感を与えにくい態様で外気導入量を増加させることができる。これによって、快適性を維持しながら、オフィスＲ全体の室内空気を攪拌するために導入される運動エネルギーを増加させることができる。

【0055】

また、外気温が室内温度より低い条件で冷房運転を行うときは、外気導入量を増すことで空調負荷を低減できる（いわゆる外気冷房）。しかし、外気冷房には、十分な冷房効果を得るための外気導入量を確保すること、および、室内の快適性を損なわず、かつ室内の空気を十分に攪拌しうる風量を確保すること、の両立が難しいという課題がある。本実施形態に係る換気促進制御によれば、快適性を維持しながら外気導入量を増加させ、かつ室内の空気の攪拌するために導入される運動エネルギーを増加させることができるので、外気冷房を採用しやすくなる。したがって、換気促進制御と外気冷房とを組み合わせることによって、空調負荷を低減しうる。

【0056】

なお、人の存在を検知していない人感センサ５に関連付けられている吐出口４から吐出される空気の流量は、休止制御では減少し、換気促進制御では増加する。これらの二つの制御の挙動は正反対であるので、両者を同時に実行することはできない。しかし、制御装置６が休止制御および換気促進制御の双方を実行可能であることは、妨げられない。この場合、季節やオフィスＲ内の人数などの諸条件に応じて、適切な制御が選択されうる。

【0057】

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る換気システムおよび換気方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0058】

上記の実施形態では、三つの可変風量装置３と六つの吐出口４が設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明に係る換気システムにおいて、流量調節装置および吐出口の数量は、少なくとも二つの吐出口（少なくとも第一吐出口および第二吐出口）が設けられる限りにおいて特に限定されず、換気対象とする部屋の規模(空間容積、人員数など)に応じて適宜設定されうる。

【0059】

上記の実施形態では、一つの可変風量装置３に二つの吐出口４が対応している構成を例として説明した。しかし、本発明に係る換気システムにおいて、流量調節装置と吐出口との対応関係は特に限定されない。たとえば、流量調節装置と吐出口とが一対一で対応していてもよいし、一つの流量調節装置に三つ以上の吐出口が対応していてもよい。また、複数の流量調節装置が設けられる場合に、それぞれの流量調節装置に対応する吐出口の数は、同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。

【0060】

上記の実施形態では、制御装置６が、（１）流量分布制御、（２）時間分布制御、（３）密度制御、（４）休止制御、および（５）換気促進制御を実行可能な構成を例として説明した。しかし、本発明に係る換気システムにおいて、流量分布制御以外の制御の可否は任意である。

【0061】

上記の実施形態では、外気が外調機２によって室外から取り込まれる構成を例として説明した。しかし、本発明に係る換気システムにおいて、外気を取り込む方法は特に限定されず、外気処理パッケージエアコン、全熱交換器付き換気装置、外気取り込み送風機など、動力源を持つあらゆる換気・送風設備を使用しうる。また、外調機を用いる場合、その各部の仕様（ダブルコイルまたはシングルコイル、ホットガスバイパス再熱または電気ヒータ再熱、など）は限定されない。

【0062】

上記の実施形態では、流量調節装置として可変風量装置３が設けられている構成を例として説明した。しかし、本発明に係る換気システムにおいて、流量調節装置は可変風量装置に限定されず、たとえば、モータダンパ（ＭＤ）、インバータ制御ファンなどであってもよい。

【0063】

上記の実施形態では、吐出口４がオフィスＲの天井からオフィスＲ内に向けて開口している構成を例として説明した。しかし、吐出口の設置態様は特に限定されず、たとえば壁や床などに開口していてもよい。また、吐出口の形状や誘引比などの諸条件も、特に限定されない。ただし、吐出口の形状は、吹き出される空気の速度が過度に低下しない範囲で選択されることが好ましい。

【0064】

上記の実施形態では、各可変風量装置３を通過する空気の流量が、小流量（１５０ｍ^３／ｈ）、基準流量（３００ｍ^３／ｈ）、および大流量（４５０ｍ^３／ｈ）の三つの水準で制御される構成を例として説明した。しかし、本発明に係る換気システムにおいて、流量調節装置を通過する空気の流量の制御は、段階的であっても連続的であってもよい。また、段階的に制御する場合において、設定される水準の数は特に限定されない。

【0065】

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、たとえばオフィスや商業施設などで用いる換気システムに利用できる。

【符号の説明】

【0067】

１ ：換気システム
２ ：外気処理空調機（外調機）
２１ ：温調装置
２２ ：調湿機
２３ ：送風機
３ ：可変風量装置
３１ ：第一可変風量装置
３２ ：第二可変風量装置
３３ ：第三可変風量装置
４ ：吐出口
４１ ：第一吐出口
４２ ：第二吐出口
４３ ：第三吐出口
５ ：人感センサ
５１ ：第一人感センサ
５２ ：第二人感センサ
５３ ：第三人感センサ
６ ：制御装置
Ｒ ：オフィス
Ｔ ：乱流

【図1】

【図2】