(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦電形赤外線センサよりなり室内の人体の動きを検出して人体検出パルス信号を出力する人体検出手段と、異なる所定時間の計時を行う第１のタイマー手段と第２のタイマー手段と、前記人体検出パルス信号の数を前記第１のタイマー手段により所定時間積算し、その積算パルス数に応じて人体の活動量を判定する活動量判定手段と、前記活動量判定手段より出力される活動量レベル信号および前記第２のタイマー手段により活動量レベル信号の継続時間に基づいて室内ガス濃度を推定する室内ガス濃度推定手段と、室内ガス濃度を所定値以下に設定する室内ガス濃度設定手段を設け、前記室内ガス濃度推定手段および前記室内ガス濃度設定手段より出力される室内ガス濃度信号と設定室内ガス濃度との差に応じて換気量の制御を行う第３の換気量制御手段を備えた換気装置の制御装置。
【請求項２】
焦電形赤外線センサよりなり室内の人体の動きを検出して人体検出パルス信号を出力する人体検出手段と、所定時間の計時を行う第１のタイマー手段と、前記人体検出パルス信号の数を前記第１のタイマー手段により所定時間積算し、その積算パルス数に応じて人体の活動量を判定する活動量判定手段と、室内温度検出手段と室内温度設定手段と、前記室内温度検出手段および室内温度設定手段より出力される室内温度と設定室温との差により部屋が安定状態であるかどうかを判定する過渡安定判定手段を設け、前記過渡安定判定手段および活動量判定手段より出力される過渡安定信号と活動量レベル信号の両者に応じて換気量の制御を行う第４の換気量制御手段を備えた換気装置の制御装置。
【請求項３】
室内温度検出手段に代えて室内の快適度を検出する快適度検出手段を、また室内温度設定手段に代えて快適度を設定する快適度設定手段を備えた請求項２記載の換気装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、焦電形赤外線センサにより人体を検出し、人体の動きの頻度によって判定される活動量のレベルや、この活動量レベルに基づいて推定される室内ガス濃度に基づいて換気量を最適に制御することのできる換気装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の焦電形赤外線センサを用いた換気装置としては、特開平４−２１８２９４号公報に記載されているように、各部屋ごとに人の疑似静止状態を含めてその存在を検知しうる焦電形赤外線センサを設け、この焦電形赤外線センサの検知信号により、検知エリアに人が入った時点で換気用のファンが駆動し、人が検知エリア内にいる限り駆動を持続し、人が退出した時点で始めて停止させるという方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の焦電形赤外線センサを用いた換気装置は、部屋の中の人の有無によって換気ファンの制御を行うものであり、人がいる場合は、その人がどのような状態で生活しているのかにかかわらず換気装置を駆動するために、かなり活動的な生活をしている場合などのように人体から排出される二酸化炭素などの量が多くなったときに、十分な換気が得られないといった問題があった。
【０００４】
また、室内温度と室外温度との温度差による換気負荷や、室内温度が安定状態に到達したかどうかにかかわらず換気装置を駆動するために、換気を行うことで室温変化が大きくなり、室内にいる人体にとって不快になる場合があるといった問題があった。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、室内を適正なレベルのガス濃度に維持することができ、快適性の向上を図ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、焦電形赤外線センサよりなり室内の人体の動きを検出して人体検出パルス信号を出力する人体検出手段と、異なる所定時間の計時を行う第１のタイマー手段と第２のタイマー手段と、前記人体検出パルス信号の数を前記第１のタイマー手段により所定時間積算し、その積算パルス数に応じて人体の活動量を判定する活動量判定手段と、前記活動量判定手段より出力される活動量レベル信号および前記第２のタイマー手段により活動量レベル信号の継続時間に基づいて室内ガス濃度を推定する室内ガス濃度推定手段と、室内ガス濃度を所定値以下に設定する室内ガス濃度設定手段を設け、前記室内ガス濃度推定手段および前記室内ガス濃度設定手段より出力される室内ガス濃度信号と設定室内ガス濃度との差に応じて換気量の制御を行う第３の換気量制御手段を備えたものである。
【０００９】
また本発明は、焦電形赤外線センサよりなり室内の人体の動きを検出して人体検出パルス信号を出力する人体検出手段と、所定時間の計時を行う第１のタイマー手段と、前記人体検出パルス信号の数を前記第１のタイマー手段により所定時間積算し、その積算パルス数に応じて人体の活動量を判定する活動量判定手段と、室内温度検出手段と室内温度設定手段と、前記室内温度検出手段および室内温度設定手段より出力される室内温度と設定室温との差により部屋が安定状態であるかどうかを判定する過渡安定判定手段を設け、前記過渡安定判定手段および活動量判定手段より出力される過渡安定信号と活動量レベル信号の両者に応じて換気量の制御を行う第４の換気量制御手段を備えたものである。
【００１０】
また本発明は、室内温度検出手段に代えて室内の快適度を検出する快適度検出手段を、また室内温度設定手段に代えて快適度を設定する快適度設定手段を備えたものである。
【００１１】
【作用】
上記構成において本発明の作用は、以下の通りである。
【００１２】
焦電形赤外線センサよりなる人体検知手段により室内の人体の動きに応じて出力される人体検出パルス信号を所定時間積算し、そのパルス数に対応して人体の活動量を活動量判定手段により判定し、その活動量が大きいほど換気制御手段によって換気量を多くして室内の二酸化炭素などが増大しないようにする。
【００１３】
また、活動量判定手段により判定された活動量レベルの継続時間によって、室内ガス濃度推定手段により二酸化炭素などの室内ガス濃度を推定し、設定されている室内ガス濃度と比較して換気量を制御することにより、室内ガス濃度を所定値以下にすることができる。
【００１４】
また、活動量レベルに応じた換気量制御に加えて室内温度と室外温度との温度差を検出して、この内外温度差が大きい場合は自然換気量が増大することと、換気負荷が増大することを考慮して通常の場合よりも換気量を減少させ、室内にいる人体に不快感を与えることなく換気制御を行うことができる。
【００１５】
また、室内温度が設定温度に到達していない過渡的な部屋の状態においても、人体に不快感を与えないように通常の場合よりも換気量を減少させ、快適性を向上させる。
【００１６】
（参考例）
以下、本発明の参考例について、図１〜図７を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施例における換気装置の制御装置のブロック図を示す。図１において、１は焦電形赤外線センサよりなり室内の人体の動きを検出して人体検出パルス信号１Ａを出力する人体検出手段、４は所定時間の計時を行う第１のタイマー手段、２は人体検出手段１からの人体検出パルス信号１Ａを受け人体検出パルス信号１Ａの数を第１のタイマー手段４により所定時間積算し、その積算パルス数に応じて人体の活動量を判定し活動量レベル信号２Ａを出力する活動量判定手段、３は活動量判定手段２からの活動量レベル信号２Ａを受け活動量レベル信号２Ａに応じて換気量信号３Ａを出力する第１の換気量制御手段である。
【００１８】
上記の構成において、その動作について図２〜図４を参照して説明する。室内にいる人体の活動量が大きい場合には人体検出手段１からの人体検出パルス信号１Ａが頻繁に出力されるために、所定時間この人体検出パルス信号１Ａを積算すると、その値は大きくなる。したがって、図２に示すように人体検出パルス信号１Ａの積算パルス数が多いときには、活動量判定手段２において活動量レベルが大きいと判定し、逆に積算パルス数が少ないときには活動量レベルが小さいと判定する。また、人体の活動量レベルと人体から排出される二酸化炭素量とは図３に示すような関係がある。つまり、活動量レベルが大きくなると人体で摂取される酸素量が多くなり、これに伴って人体から排出される二酸化炭素の量が増大することが知られている。
【００１９】
このように人体の活動量レベルが大きくなると、人体から排出される二酸化炭素の量が増大するために、室内の二酸化炭素の濃度が高くなる。そこで、図４に示すように人体の活動量レベルが大きいときは、第１の換気量制御手段３によって換気量を多くするように換気量信号３Ａが出力され、換気扇（図示せず）などによって換気量が増大するために、室内の二酸化炭素の濃度が大きく増加することがなく、適正なレベルの濃度に維持することができる。
【００２１】
図５は換気装置の制御装置のブロック図を示す。図５において、１１は室内の温度を検出し室内温度信号１１Ａを出力する室内温度検出手段、１２は室外の温度を検出し室外温度信号１２Ａを出力する室外温度検出手段、１３は室内温度信号１１Ａと室外温度信号１２Ａを入力信号として室内と室外の温度差を検出して内外温度差信号１３Ａを出力する内外温度差検出手段、１４は活動量レベル信号２Ａと内外温度差信号１３Ａを入力信号として人体の活動量レベルと内外温度差に応じて換気量信号１４Ａを出力する第２の換気量制御手段である。
【００２２】
上記の構成において、その動作について図６および図７を参照して説明する。図６は部屋の気密度と自然換気量との関係を内外温度差をパラメータとして示したものである。部屋の気密度とは室外あるいは隣接する空間との隙間がどれくらいあるかを示す数値であり、通常、単位床面積当たりの隙間面積で表わされることが多い。図６に示すように気密度が同じ値であっても内外温度差によって自然換気量が異なり、内外温度差が大きいほど自然換気量が多いことが知られている。そこで、活動量判定手段２から出力される活動量レベル信号２Ａに応じて換気量を制御することに加えて、内外温度差による自然換気量を考慮した換気量制御を行う。つまり、図７に示すように一定の活動量レベルであっても、内外温度差によって自然換気量が異なることを考慮して、内外温度差が大きいときは通常の温度差のときに比べて換気量を少なくする。
【００２３】
このように参考例によれば、内外温度差が大きいときには換気量を少なくしても自然換気量が増大することにより、全体の換気量としてはそれほど変わらないために、室内の二酸化炭素の濃度を適正なレベルに維持することができる。さらに、内外温度差が大きいときに換気量を少なくすることによって換気による熱負荷の低減になり、換気制御に伴う室温変化が少なくなるなど快適性の面での向上を図ることができる。
【００２４】
【実施例】
（実施例１）
次に、本発明の第１の実施例について図８〜図１０を用いて説明する。ここで、先の参考例と同一のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図８は本発明の第１の実施例における換気装置の制御装置のブロック図を示す。図８において、２４は所定時間の計時を行う第２のタイマー手段、２１は活動量判定手段２より出力される活動量レベル信号２Ａおよび第２のタイマー手段２４より、活動量レベル信号２Ａの継続時間に基づいて室内のガス濃度を推定する室内ガス濃度推定手段、２２は室内のガス濃度を所定値以下に設定する室内ガス濃度設定手段、２３は室内ガス濃度推定手段２１より出力される室内ガス濃度信号２１Ａと、室内ガス濃度設定手段２２より出力される室内ガス濃度設定信号２２Ａの両者の信号を受けて換気量信号２３Ａを出力する第３の換気量制御手段である。
【００２６】
上記の構成において、その動作について図９および図１０を参照して説明する。
【００２７】
図９は、室内ガスの汚染度の代表的な目安として一般に用いられる二酸化炭素の濃度変化を人体の活動量レベルをパラメータとして示したものである。活動量レベルが大きい場合には人体で摂取される酸素量が多くなり、これに伴って人体から排出される二酸化炭素の量が増大するため室内の二酸化炭素の濃度が時間の増加とともに増大する。このように、人体の活動量レベルの継続時間によって室内の二酸化炭素の濃度変化を計算により推定することができる。本実施例では、この考え方に基づき、活動量判定手段２より出力される活動量レベル信号２Ａの継続時間を第２のタイマー手段２４により計時を行い、活動量レベルとその継続時間の両者により室内ガス濃度推定手段２１により室内の二酸化炭素の濃度を推定し、その結果を室内ガス濃度信号２１Ａとして第３の換気量制御手段２３へ出力を行うものである。
【００２８】
図１０は本実施例の動作の一例を示すものである。図１０において、時間Ｔ１までは不在状態で、Ｔ１にて室内に入室しソファなどに座ってくつろいでいるようなシーンである。このとき、時間Ｔ１以降人体検出手段１にて室内の人体の動きが検出され、人体パルス信号１Ａが人体検出手段１から出力され、第１のタイマー手段４により所定時間このパルス信号が積算され、その積算値により活動量判定手段２によりその活動量レベルがＭ１と判定され、活動量レベル信号２Ａとして出力される。そして、この活動量レベルＭ１の継続時間が第２のタイマー手段２４により計時され、室内ガス濃度推定手段２１により室内の二酸化炭素の濃度が推定される。このとき、推定された二酸化炭素の濃度は室内ガス濃度設定手段２２で設定されている値σｓよりも低いので、第３の換気量制御手段２３によって制御される換気量は０である。その後、時間Ｔ２になって掃除のようなハードワークを始めると、活動量判定手段２によりＭ２と判定され活動量レベル信号２Ａとして出力される。そして同様に第２のタイマー手段２４によって活動量レベルＭ２の継続時間が計時され、室内の二酸化炭素濃度の推移が室内ガス濃度推定手段２１により推定される。そして、時間Ｔ３になり室内ガス濃度推定手段２１から出力される室内ガス濃度信号２１Ａの値が、室内ガス濃度設定手段２２で設定されている濃度σｓに到達すると、第３の換気量制御手段２３により換気量信号２３ＡがＶ１として出力され、換気扇（図示せず）などによって換気が開始される。そして、時間Ｔ４になり掃除を終えて食事など始めると、活動量判定手段２によりＭ３の活動量として判定され活動量判定信号２Ａとして出力されるとともに、活動量がＭ２からＭ３と小さくなったことを検知して、第３の換気量制御手段２３により換気量信号２３ＡがＶ２として出力される。そして、換気量信号２３ＡがＶ１からＶ２と少なくなったことにより換気量が低下する。その後も同様の動作が行われ、活動量判定信号２ＡがＭ３で継続し、換気量信号２３ＡがＶ２のときは室内ガス濃度信号２１Ａが設定濃度σｓよりもあまり高くならないために、この状態で維持したままである。
【００２９】
このように本実施例によれば、人体の活動量レベルとその継続時間によって、室内の二酸化炭素の濃度を推定しながら適切に換気量の制御を行うので、設定濃度以上に大きく二酸化炭素の濃度が増加することがなく、適正なレベルの濃度に維持することができる。
【００３０】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について図１１〜図１３を用いて説明する。ここで、先の実施例と同一のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図１１は本発明の第２の実施例における換気装置の制御装置のブロック図を示す。図１１において、３１は室内温度の設定を行い室内温度設定信号３１Ａを出力する室内温度設定手段、３２は室内温度信号１１Ａと室内温度設定信号３１Ａを入力信号として、室内温度と設定室内温度との偏差により部屋の空調状態が過渡期かあるいは安定期にあるのかを判定し過渡安定信号３２Ａを出力する過渡安定手段、３３は活動量レベル信号２Ａと過渡安定信号３２Ａを入力信号として換気量信号３３Ａを出力する第４の換気量制御手段である。
【００３２】
上記の構成において、その動作について図１２および図１３を参照して説明する。
【００３３】
図１２は活動量レベルに対する換気量の関係を過渡期と安定期とをパラメータとして示したものである。つまり、活動量レベルが同じであっても、部屋の状態が過渡期の場合は、換気による熱負荷を考慮して安定期に対して換気量を少なく設定するものである。
【００３４】
図１３は本実施例の動作の一例を示すものである。図１３において、活動量レベルはＭ１であり、空調機により暖房運転が開始された場合である。いま、時間Ｔ１までは室内温度検出手段１１によって検出された室内温度が室内温度設定手段３１によって設定されている設定温度θｓよりも低いために、過渡安定判定手段３２により部屋の状態が過渡期であると判定され、その結果、第４の換気量制御手段３３により、図１２に示すように活動量レベルがＭ１で過渡期であるからＶ１なる換気量として出力される。その後、空調機により室内温度が上昇してきて時間Ｔ１になると、室内温度が設定時間θｓに到達し、このとき、過渡安定手段３２により部屋が安定状態に達したと判定され、第４の換気量制御手段３３によりＶ２なる換気量として換気量信号３３Ａが出力される。
【００３５】
このように本実施例によれば、室内温度と設定室内温度との偏差により部屋の空調状態が過渡期かあるいは安定期にあるかを判定して、過渡期の場合は安定期に比べて換気量を少なくすることにより換気による熱負荷の低減が図られ、室内の快適性を向上させることができる。
【００３６】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例について図１４，図１５および図１２を用いて説明する。ここで、先の実施例と同一のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
図１４は本発明の第３の実施例における換気装置の制御装置のブロック図を示す。図１４において、４１は室内の快適度を検出し快適度信号４１Ａを出力する快適度検出手段、４２は室内の快適度の設定を行い快適度設定信号４２Ａを出力する快適度設定手段である。ここで快適度とは、室内温度以外の要素も考慮して決定されるものである。例えば、室内温度以外に輻射温度、気流、湿度等を検出あるいは推定し、求めることのできるＰＭＶ値や、室内温度と輻射温度より求めることのできる作用温度などである。
【００３８】
上記の構成において、その動作について図１５を参照して説明する。
図１５において活動量レベルはＭ１であり、空調機により暖房運転が開始された場合である。いま、時間Ｔ１までは快適度検出手段４１によって検出された快適度が、快適度設定手段４２によって設定されている設定快適度φｓよりも低いために、過渡安定判定手段３２により部屋の状態が過渡期であると判定され、その結果、第４の換気量制御手段３３により、図１２に示すように活動量レベルがＭ１で過渡期であるからＶ１なる換気量として出力される。その後、空調機により室内の快適度が上昇してきて時間Ｔ１になると、快適度が設定快適度φｓに到達し、このとき、過渡安定判定手段３２により部屋が安定状態に達したと判定され、第４の換気量制御手段３３によりＶ２なる換気量として換気量信号３３Ａが出力される。
【００３９】
このように本実施例によれば、室内の快適度と設定快適度との偏差により部屋の空調状態が過渡期かあるいは安定期にあるかを判定して、過渡期の場合は安定期に比べて換気量を少なくすることにより、換気による熱負荷の低減が図られ、室内の快適性を向上させることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上記実施例の説明から明らかなように、活動量レベル信号の継続時間に基づいて室内ガス濃度を推定する室内ガス濃度推定手段と、室内ガス濃度を所定値以下に設定する室内ガス濃度設定手段と、室内ガス濃度推定手段および室内ガス濃度設定手段より出力される室内ガス濃度信号と設定室内ガス濃度との差に応じて換気量の制御を行う第３の換気量制御手段を備えたことにより、人体の活動レベルとその継続時間によって、室内の二酸化炭素の濃度を推定しながら適切に換気量の制御を行うので、設定濃度以上に大きく二酸化炭素の濃度が増加することがなく、適正なレベルの濃度に維持することができ、快適性の向上を図ることができる。
【００４１】
また、本発明は、室内温度検出手段と室内温度設定手段と、室内温度検出手段および室内温度設定手段より出力される室内温度と設定室温との差により部屋が安定状態であるかどうかを判定する過渡安定判定手段を設け、過渡安定判定手段および活動量判定手段より出力される過渡安定信号と活動量レベル信号の両者に応じて換気量の制御を行う第４の換気量制御手段を備えたことにより、室内温度と設定室内温度との偏差により部屋の空調状態が過渡期かあるいは安定期にあるかを判定して、過渡期の場合は安定期に比べて換気量を少なくすることにより、換気による熱負荷を図り、室内の快適性を向上させることができる。
【００４２】
また、本発明は、室内の快適度を検出する快適度検出手段と、快適度を設定する快適度設定手段を備えたことにより、部屋の快適度を検出しながら部屋の空調状態が過渡期にあるときは、換気量を少なくし換気による熱負荷を低減し快適性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例の換気装置の制御装置のブロック図
【図２】同、積算パルス数と活動量との関係の説明図
【図３】同、活動量レベルと二酸化炭素排出量との関係の説明図
【図４】同、活動量レベルと換気量との関係の説明図
【図５】同、換気装置の制御装置のブロック図
【図６】同、気密度と自然換気量との関係の説明図
【図７】同、活動量レベルと換気量との関係の説明図
【図８】本発明の第１の実施例の換気装置の制御装置のブロック図
【図９】同、活動量レベルと二酸化炭素濃度変化との関係の説明図
【図１０】同、動作を示すタイムチャート
【図１１】本発明の第２の実施例の換気装置の制御装置のブロック図
【図１２】本発明の第２および第３の実施例の活動量レベルと換気量との関係の説明図
【図１３】本発明の第２の実施例の動作を示すタイムチャート
【図１４】本発明の第３の実施例の換気装置の制御装置のブロック図
【図１５】同、動作を示すタイムチャート
【符号の説明】
１  人体検出手段
２  活動量判定手段
３  第１の換気量制御手段
４  第１のタイマー手段
１１  室内温度検出手段
１２  室外温度検出手段
１３  内外温度差検出手段
１４  第２の換気量制御手段
２１  室内ガス濃度推定手段
２２  室内ガス濃度設定手段
２３  第３の換気量制御手段
２４  第２のタイマー手段
３１  室内温度設定手段
３２  過渡安定判定手段
３３  第４の換気量制御手段
４１  快適度検出手段
４２  快適度設定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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