(57)【要約】【課題】正確な二酸化炭素濃度計測システムを提供する。【解決手段】部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃに空気を給気するための給気ダクト２と、部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃに配置される部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと、部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの外部において、給気ダクト２に設けられる校正用二酸化炭素センサ２０と、校正用二酸化炭素センサ２０が計測した二酸化炭素濃度に基づき、部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを校正するコントローラ３００と、を備える、二酸化炭素濃度計測システム。【選択図】  図１
2014228518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部屋に空気を給気するための給気ダクトと、
前記部屋に配置される部屋用二酸化炭素センサと、
前記部屋の外部において、前記給気ダクトに設けられる校正用二酸化炭素センサと、
前記校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度に基づき、前記部屋用二酸化炭素センサを校正するコントローラと、
を備える、二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項２】
前記コントローラが、前記校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度と、前記部屋用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度と、の差がなくなるよう、前記部屋用二酸化炭素センサを校正する、請求項１に記載の二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項３】
前記部屋に配置される人検知センサを更に備え、
前記人検知センサが前記部屋において人を検知しなかった場合、前記コントローラが、前記校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度に基づき、前記部屋用二酸化炭素センサを校正する、請求項１又は２に記載の二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項４】
前記コントローラがタイマを備え、所定の時間に、前記校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度に基づき、前記部屋用二酸化炭素センサを校正する、請求項１又は２に記載の二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項５】
前記給気ダクトを介して前記部屋に空気を送風するための送風機を更に備える、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項６】
前記送風機が空調機に含まれ、前記空調機及び前記校正用二酸化炭素センサが空調機械室に配置される、請求項５に記載の二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項７】
前記校正用二酸化炭素センサが前記部屋の屋根裏に配置される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項８】
前記部屋用二酸化炭素センサを校正する際、前記部屋への外気の進入を遮断又は抑制する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項９】
任意の時間に前記校正用二酸化炭素センサが校正される、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度計測システム。
【請求項１０】
給気ダクトを介して部屋に空気を給気することと、
前記部屋に配置された部屋用二酸化炭素センサで二酸化炭素濃度を計測することと、
前記部屋の外部において、前記給気ダクトに設けられた校正用二酸化炭素センサで二酸化炭素濃度を計測することと、
前記校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度に基づき、前記部屋用二酸化炭素センサを校正することと、
を含む、二酸化炭素センサの校正方法。
【請求項１１】
前記校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度と、前記部屋用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度と、の差がなくなるよう、前記部屋用二酸化炭素センサを校正する、請求項１０に記載の二酸化炭素センサの校正方法。
【請求項１２】
前記部屋において人の不在を確認することを更に含み、
前記部屋において人の不在が確認された場合、前記校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度に基づき、前記部屋用二酸化炭素センサを校正する、請求項１０又は１１に記載の二酸化炭素センサの校正方法。
【請求項１３】
所定の時間に、前記校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度に基づき、前記部屋用二酸化炭素センサを校正する、請求項１０又は１１に記載の二酸化炭素センサの校正方法。
【請求項１４】
送風機が前記ダクトを介して前記部屋に空気を送風する、請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載の二酸化炭素センサの校正方法。
【請求項１５】
前記送風機が空調機に含まれ、前記空調機及び前記校正用二酸化炭素センサが空調機械室に配置されている、請求項１４に記載の二酸化炭素センサの校正方法。
【請求項１６】
前記校正用二酸化炭素センサが前記部屋の屋根裏に配置されている、請求項１０ないし１５のいずれか１項に記載の二酸化炭素センサの校正方法。
【請求項１７】
前記部屋用二酸化炭素センサを校正する際、前記部屋への外気の進入を遮断又は抑制する、請求項１０ないし１６のいずれか１項に記載の二酸化炭素センサの校正方法。
【請求項１８】
任意の時間に前記校正用二酸化炭素センサが校正される、請求項１０ないし１７のいずれか１項に記載の二酸化炭素センサの校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は環境評価技術に関し、特に二酸化炭素濃度計測システム及び二酸化炭素センサの校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば日本においては、ビルの中の人の居住空間の二酸化炭素濃度は１０００ｐｐｍ以下にすることとされている。そのため、部屋に二酸化炭素センサが設けられ、部屋の内部の二酸化炭素濃度を監視する例がある。部屋の内部の二酸化炭素濃度が上昇すると、部屋の内部に外気が導入され、部屋の内部の二酸化炭素濃度が下げられる。なお、外気の二酸化炭素濃度は、４００ｐｐｍであるとされている。
【０００３】
居住空間から人がいなくなると、居住空間の二酸化炭素濃度は、外気の二酸化炭素濃度に近くなる。そのため、二酸化炭素センサの自動校正方法として、ＡＢＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｂａｓｅｌｉｎｅ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）法が提案されている。ＡＢＣ法によれば、二酸化炭素センサによる二酸化炭素濃度の計測値が、例えば２４時間監視され、二酸化炭素濃度の計測値の最低値の４００ｐｐｍからのずれに基づき、二酸化炭素センサが校正される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４５８３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、自動車や工場からの排気により、外気の二酸化炭素濃度が必ずしも４００ｐｐｍとはならず、より高くなる場合もある。そのため、一律に４００ｐｐｍを基準に二酸化炭素センサを校正しても、二酸化炭素センサによる計測値は正確になりえない。そこで、本発明は、正確な二酸化炭素濃度計測システム及び二酸化炭素センサの校正方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様によれば、（ａ）部屋に空気を給気するための給気ダクトと、（ｂ）部屋に配置される部屋用二酸化炭素センサと、（ｃ）部屋の外部において、給気ダクトに設けられる校正用二酸化炭素センサと、（ｄ）校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度に基づき、部屋用二酸化炭素センサを校正するコントローラと、を備える、二酸化炭素濃度計測システムが提供される。
【０００７】
また、本発明の態様によれば、（ａ）給気ダクトを介して部屋に空気を給気することと、（ｂ）部屋に配置された部屋用二酸化炭素センサで二酸化炭素濃度を計測することと、（ｃ）部屋の外部において、給気ダクトに設けられた校正用二酸化炭素センサで二酸化炭素濃度を計測することと、（ｄ）校正用二酸化炭素センサが計測した二酸化炭素濃度に基づき、部屋用二酸化炭素センサを校正することと、を含む、二酸化炭素センサの校正方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、正確な二酸化炭素濃度計測システム及び二酸化炭素センサの校正方法を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る二酸化炭素濃度計測システムの模式図である。
【図２】本発明のその他の実施の形態に係る二酸化炭素濃度計測システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１１】
実施の形態に係る二酸化炭素濃度計測システムは、図１に示すように、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに空気を給気するための給気ダクト２と、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃにそれぞれ配置される複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの外部において、給気ダクト２に設けられる校正用二酸化炭素センサ２０と、校正用二酸化炭素センサ２０が計測した二酸化炭素濃度に基づき、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを校正するコントローラ３００と、を備える。
【００１２】
複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、例えばビル、マンション、及び一戸建て住宅に含まれる。給気ダクト２の少なくとも一部は、例えば、天井裏３０に配置されている。実施の形態に係る二酸化炭素濃度計測システムは、例えば、空調システムの一部をなすものであり、給気ダクト２は、ファンやポンプ等の送風機を備える空調機４０に接続されている。空調機４０は、例えば、空調機械室３１に配置されている。また、コントローラ３００は、空調システムの一部として、空調機４０に電気的に接続されており、空調機４０を制御する。
【００１３】
複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれには、複数の温度・湿度センサ１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが配置されている。複数の温度・湿度センサ１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、それぞれ、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの温度・湿度を計測し、コントローラ３００に計測値を伝送する。空調機４０は、給気ダクト２を介して複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃに空気を送風する。例えば、コントローラ３００は、温度・湿度センサ１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの計測値に基づき、温度及び湿度が調整された空気を給気ダクト２に送り出すよう、空調機４０を制御する。また、コントローラ３００は、空調機４０が給気ダクト２に送り出す空気の風量も制御する。
【００１４】
給気ダクト２に送り出された空気の一部は、給気ダクト２に接続された給気ダクト３Ａを介して、部屋１Ａ内に放出される。また、給気ダクト２に送り出された空気の一部は、給気ダクト２に接続された給気ダクト３Ｂを介して、部屋１Ｂ内に放出される。さらに、給気ダクト２に送り出された空気の一部は、給気ダクト２に接続された給気ダクト３Ｃを介して、部屋１Ｃ内に放出される。
【００１５】
部屋１Ａ内の空気は、還気ダクト４Ａ、５、６を介して、空調機４０に吸引される。部屋１Ｂ内の空気は、還気ダクト４Ｂ、５、６を介して、空調機４０に吸引される。部屋１Ｃ内の空気は、還気ダクト４Ｃ、５、６を介して、空調機４０に吸引される。空調機４０は、吸引した空気の温度及び湿度を再度調整して、給気ダクト２に送り出す。これにより、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃに、温度及び湿度等が同質の空気が供給される。
【００１６】
部屋用二酸化炭素センサ１０Ａは、部屋１Ａの二酸化炭素濃度を計測する。部屋用二酸化炭素センサ１０Ｂは、部屋１Ｂの二酸化炭素濃度を計測する。部屋用二酸化炭素センサ１０Ｃは、部屋１Ｃの二酸化炭素濃度を計測する。複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、コントローラ３００に電気的に接続されている。中央演算処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置等を備えるコントローラ３００は、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃから、それぞれの二酸化炭素濃度の計測値を受信する。
【００１７】
複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれは、例えば、非分散赤外線吸収法（ＮＤＩＲ：Ｎｏｎ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏ  ｍｅｔｈｏｄ）により、二酸化炭素濃度を計測する。すなわち、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれは、二酸化炭素が赤外線を吸収する特性を利用し、二酸化炭素に吸収されることによる赤外線の減衰量を計測することによって、二酸化炭素濃度を計測する。そのため、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれは、例えば、赤外線ランプと、反射鏡を含む光学系と、を備える。
【００１８】
空調機４０には、外気導入ダクト８がさらに接続されている。外気導入ダクト８の開口端は、屋外の空気に接している。また、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃから吸引された空気が流れる還気ダクト５には、還気ダクト６に加え、排気ダクト９が接続されている。排気ダクト９の開口端は、屋外の空気に接している。
【００１９】
還気ダクト６には、循環気流調整機構６１が設けられている。外気導入ダクト８には、導入気流調整機構８１が設けられている。排気ダクト９には、排出気流調整機構９１が設けられている。循環気流調整機構６１、導入気流調整機構８１、及び排出気流調整機構９１のそれぞれには、バルブ、及びダンパ等が使用可能である。循環気流調整機構６１、導入気流調整機構８１、及び排出気流調整機構９１は、例えば、コントローラ３００に電気的に接続されている。コントローラ３００は、循環気流調整機構６１、導入気流調整機構８１、及び排出気流調整機構９１のそれぞれの開閉を制御する。
【００２０】
複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃに空気を循環させる場合、コントローラ３００は、循環気流調整機構６１を開き、導入気流調整機構８１及び排出気流調整機構９１を閉じる。これにより、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃへの外気の進入が遮断又は抑制され、屋外との熱交換が抑制される。また、コントローラ３００は、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれが計測した二酸化炭素濃度を監視し、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかが計測した二酸化炭素濃度が閾値以上の場合、循環気流調整機構６１を閉じ、導入気流調整機構８１及び排出気流調整機構９１を開ける。これにより、外気が複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃへ導入され、かつ、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃ内部の空気が屋外に排出される。よって、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃ内部の二酸化炭素濃度を低下させることが可能となる。
【００２１】
ここで、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれにおいて、赤外線ランプ及び反射鏡を含む光学系が、経時劣化する場合がある。そのため、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれは、定期的に校正されることが好ましい。しかし、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれの所有者や賃借人のプライバシーや機密管理の観点から、校正担当者を定期的に複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに立ち入らせることは好ましくない場合がある。また、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれを校正担当者が校正するのは、コストの観点から好ましくない場合もある。
【００２２】
これに対し、実施の形態に係る二酸化炭素濃度計測システムは、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの外部において、校正用二酸化炭素センサ２０が空調機械室３１内の給気ダクト２に設けられている。校正用二酸化炭素センサ２０の構成は、例えば、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれと同じであり、非分散赤外線吸収法により、二酸化炭素濃度を計測する。空調機械室３１においては、所有者や賃借人のプライバシーや機密管理等を配慮する必要性が少ない。そのため、校正担当者を定期的かつ任意の時間に空調機械室３１に立ち入らせ、校正用二酸化炭素センサ２０を校正させることが可能である。
【００２３】
複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれを校正する際には、例えば、深夜等、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃに人が不在である所定の時間帯を、タイマを備えるコントローラ３００が認識する。あるいは、前日、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの二酸化炭素濃度が最低となった時間帯を、コントローラ３００が認識してもよい。また、あるいは、部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを介して部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの二酸化炭素濃度の計測値を時系列的に監視し、二酸化炭素濃度の計測値が、人が不在であるとみなしうる閾値を一定時間下回った場合に、コントローラ３００は、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃに人が不在であると認識してもよい。
【００２４】
次に、コントローラ３００は、循環気流調整機構６１を開き、導入気流調整機構８１及び排出気流調整機構９１を閉じる。さらに、空調機４０が、空気を複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃに循環させる。この時、空調機４０の送風速度を最大限に上げることにより、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃ内の空気の二酸化炭素濃度を、短時間で均一にすることが可能である。
【００２５】
その後、コントローラ３００は、例えば、給気ダクト２を流れる空気、及び複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃ内の空気の二酸化炭素濃度が均一になったと見込まれる時間が経過するのを待機する。当該時間は、例えば、給気ダクト２を流れる空気の風量と、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの容積等から算出可能である。あるいは、コントローラ３００は、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれの計測値が一定になるのを待機してもよい。
【００２６】
次に、コントローラ３００は、校正用二酸化炭素センサ２０が計測した二酸化炭素濃度と、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれが計測した二酸化炭素濃度と、の差がなくなるよう、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを校正する。例えば、コントローラ３００は、部屋用二酸化炭素センサ１０Ａの二酸化炭素濃度の計測値と、校正用二酸化炭素センサ２０の二酸化炭素濃度の計測値との差を算出し、その後、部屋用二酸化炭素センサ１０Ａの二酸化炭素濃度の計測値から、算出した差を引いて、部屋用二酸化炭素センサ１０Ａの二酸化炭素濃度の計測値を補正する。
【００２７】
複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを校正が終了した後は、空調機４０は、通常の状態での運転を再開し、コントローラ３００は、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれの補正された二酸化炭素濃度の計測値を監視する。
【００２８】
以上説明した方法で複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを校正すれば、校正担当者が複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに立ち入る必要性がなくなる。そのため、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの所有者や賃借人のプライバシーや機密管理等を守ることが可能となる。また、校正担当者は、一つの校正用二酸化炭素センサ２０のみを校正すればよいため、校正にようするコストを低減することも可能となる。
【００２９】
（その他の実施の形態）
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに、人検知センサを配置してもよい。この場合は、コントローラ３００は、複数の人検知センサが複数の部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれにおいて人を検知しなかった場合に、複数の部屋用二酸化炭素センサ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの校正を開始してもよい。また、空調機４０及び校正用二酸化炭素センサ２０は、屋外に配置されていてもよい。あるいは、校正用二酸化炭素センサ２０は、図２に示すように、部屋１Ａ、１Ｂ、１Ｃの天井裏３０に配置されていてもよい。さらに、コントローラ３００は、二酸化炭素、温度、湿度、及び人検出センサの全てを監視及び管理してもよいし、二酸化炭素センサのみを監視及び管理してもよい。
【００３０】
また、一つの部屋に複数の給気ダクトが配され、当該一つの部屋に複数の部屋用二酸化炭素センサが設けられた場合にも、本発明は適用可能である。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
【符号の説明】
【００３１】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ        部屋
２、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ    給気ダクト
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５、６        還気ダクト
８      外気導入ダクト
９      排気ダクト
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  部屋用二酸化炭素センサ
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ  温度・湿度センサ
２０    校正用二酸化炭素センサ
３０    天井裏
３１    空調機械室
４０    空調機
６１    循環気流調整機構
８１    導入気流調整機構
９１    排出気流調整機構
３００  コントローラ
【図１】
2014228518.tif 000003
【図２】
2014228518.tif 000004