(57)【要約】【課題】厨房内環境の安全性を確保しつつ、厨房換気の省エネルギー化を図る。【解決手段】排気フード（５）毎に取付けた枝ダクト（７０）内と厨房室内（２）との温度偏差を検知（７４、５０）して、枝ダクトを集気する集合ダクト（２１）に設けた可変風量装置（Variable Air Volume:ＶＡＶ、８０、８１、８２、８３）毎の風量を制御した上、排気ファン（１３）および給気ファンを含む外調機（３２）の風量を制御し得るように、省エネルギー化を図る風量削減を目標値に漸近させるフローチャートに従って、ＶＡＶ制御風量と関連する温度偏差値を自動的に定める自動探索で設定温度を可変する通常制御運転と、室内の一酸化炭素濃度の検知（５３）でＶＡＶを最大風量で動作させる安全優先運転との切り替える手段を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の厨房に設けた複数の排気フードと、その排気フードに接続される複数の枝ダクトと、前記複数の枝ダクトを合流させて接続する集合ダクトと、その集合ダクトに連通する下流ダクトと、排気ファンとで構成する排気経路を有する厨房換気システムにおいて、
前記枝ダクトの通気部分に設けた排気温度センサーと、
前記集合ダクトの通気部分に設け、風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、
前記複数の厨房に設けた室内温度センサーと、
室内一酸化炭素濃度センサーおよび、または室内酸素濃度センサーと、
前記下流ダクトの通気部分に設け、全ての集合ダクトの排気を行う前記排気ファンと、
を備え、
前記排気温度センサーと前記室内温度センサーとで検出した両温度の温度偏差に基づいて排気風量を増減する風量制御を行う前記可変風量装置であり、
前記風量制御を行う前の制御前排気風量と、前記風量制御を行った後の制御後排気風量との差が、目標とする風量削減量に近付くように、前記温度偏差と前記排気風量との関係を自動探索する風量制御プロセスを含み、前記制御後排気風量を時間経過と共に前記可変風量装置で可変する前記自動探索を行う通常制御運転と、
一酸化炭素濃度あるいは酸素濃度の異常を検出した場合に、前記可変風量装置を最大風量に切り替えると共に、前記排気ファンに向けて排気要求風量を増加させる安全優先運転と、
これら通常制御運転および安全優先運転の切り替えが可能な構成を特徴とする厨房換気システム。
【請求項２】
前記厨房に外気を給気する吹出口と、この吹出口を設けた枝ダクトに接続される集合ダクトと、この集合ダクトの通気部内に風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、前記集合ダクトに連通する上流ダクトと、その上流ダクトに設けた給気ファンまたは前記給気ファンを含む外調機とを備え、
厨房内外の圧力バランスを維持するように、前記可変風量装置と前記給気ファンまたは前記排気ファンの回転を制御する、請求項１に記載の厨房換気システム。
【請求項３】
複数の厨房に設けた複数の排気フードと、その排気フードに接続される複数の枝ダクトと、前記複数の枝ダクトを合流させて接続する集合ダクトと、その集合ダクトに連通する下流ダクトと、排気ファンとで構成する排気経路を有する厨房換気方法において、
前記枝ダクトの通気部分に設けた排気温度センサーと、
前記集合ダクトの通気部分に設け、風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、
前記複数の厨房に設けた室内温度センサーと、
室内一酸化炭素濃度センサーおよび、または室内酸素濃度センサーと、
前記下流ダクトの通気部分に設け、全ての集合ダクトの排気を行う前記排気ファンと、
を備え、
前記排気温度センサーと前記室内温度センサーとで検出した両温度の温度偏差に基づいて排気風量を増減する風量制御を行う前記可変風量装置とを設け、
前記風量制御を行う前の制御前排気風量と、前記風量制御を行った後の制御後排気風量との差が、目標とする風量削減量に近付くように、前記温度偏差と前記排気風量との関係を自動探索する風量制御プロセスを含み、前記制御後排気風量を時間経過と共に前記可変風量装置で可変する前記自動探索を行う通常制御運転を行うか、
あるいは、
一酸化炭素濃度あるいは酸素濃度の異常を検出した場合に、前記可変風量装置を最大風量に切り替えると共に、前記排気ファンに向けて排気要求風量を増加させる安全優先運転を行い、
前記異常の非検出に従い再び前記通常制御運転に切り替えることを特徴とする厨房換気方法。
【請求項４】
前記厨房に外気を給気する吹出口と、この吹出口を設けた枝ダクトに接続される集合ダクトと、この集合ダクトの通気部内に風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、前記集合ダクトに連通する上流ダクトと、その上流ダクトに設けた給気ファンまたは前記給気ファンを含む外調機とを設けて、
厨房内外の圧力バランスを維持するように、前記可変風量装置と前記給気ファンまたは前記排気ファンの回転を制御する請求項３に記載の厨房換気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホテルや飲食店等の厨房施設に備えられている換気設備に適合する排気および給気を行う厨房換気システムおよびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火気を扱う厨房では、そこの給気と排気のためにダクトを配置し、排気ダクトに排気フードを取付けて厨房毎の局所排気を行う給排気設備が据え付けられている。さらに業務用厨房における従来の換気設備は、調理機器から発生する燃焼排気や湯気等の調理排気を室外に排出する排気設備、調理機器の燃焼に必要な外気を室外から導入し温湿度調整をして供給する給気設備、および厨房や空間的に連続した客席を空調するための空調設備で構成される。
【０００３】
図１２は従来システムを示し、たとえば、テナントビル（１）２階（２Ｆ）に在る飲食店舗の厨房（２、３、４）の排気設備は、各厨房に配置する複数の排気フード（５、６、７、８）、排気フード毎の枝ダクト（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）、集合ダクト（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）、各集合ダクトに設け、排気量を調整する手動ダンパまたはモーターダンパ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）、排気ダクト（１２）および排気ファン（１３）（この図では屋上ＲＦに設置）で構成する。
【０００４】
排気系は、調理機器毎あるいは排気区分毎に設けた排気フード（５、６、７、８）が捕集した空気を、枝ダクト（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）を通して集合ダクト（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）に導き、各集合ダクトにあるモーターダンパ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を経由して排気ダクト（１２）から排気ファン（１３）によって、熱温風（１４、１５、１６、１７）を屋外に排出する。ここで、排気量は常時一定量で行ない、その量は機器設備容量（各機器の定格燃焼量の合計値）で求められる所定排気量の２０〜４０倍やあるいは排気フードの開口面積に所定風速を乗じて決めている。
【０００５】
図１２に示す従来例において、給気設備は、外気（３０）を取り込むための給気ファンおよび熱源（図省略）との往還路（３１）を持つ温湿度調整のための外調機（３２）、給気ダクト（３３）を各厨房（２、３、４）の分岐毎に設けた手動ダンパまたは各モーターダンパ（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ）および給気口（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）である。
【０００６】
この給気系は、給気ファンで取り込んだ外気（３０）を空気調和機すなわち外調機（３２）にて温湿度調整をした後、給気ダクト（３３）を経由して、吹出口（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）の吹出風量を調整する手動ダンパまたは各モーターダンパ（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ）を介して給気口（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）から各厨房に給気する。外気の給気量（外気量）もまた常時一定で、排気量に見合った量を給気ファンで導入する。
【０００７】
以上の排気設備および給気設備のうち排気ファン（１３）は排気ファン用インバーター（４０）、外調機（３２）は外調機用インバーター（４１）で駆動する。また、排気系のモーターダンパ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）および給気系のモーターダンパ（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ）の動作と、排気ファン用インバーター（４０）および外調機用インバーター（４１）との連携を制御盤（４２）で制御している。
【０００８】
厨房換気は、燃料ガスを燃焼させる調理機器の必要外気量の確保、燃料ガスおよび電気調理機器における臭気や湯気、油煙等の排気による厨房内および客席内の環境改善に寄与する。一方で、前述の通りに常時一定量の排気と外気の給気を行っているため、それらファン動力と外気の温湿度調整に係るエネルギーとが莫大に消費され、テナントビルでの電力消費をみると、店舗の単位面積当たりのエネルギー消費量が飲食店で事務所の２倍にもなる。特に飲食店の厨房では事務所の１５倍にもなるのが実態である。例えば複合テナントビルにおける事務所が７０％で飲食店が３０％の占有面積割合で入居している場合、エネルギー消費割合は事務所が３０％、飲食店が７０％となり逆転することになる。これは飲食店の厨房が火気の使用状況に関わらず常に一定の風量を厨房用フードから排気しているためである。
【０００９】
厨房換気の省エネルギー化を推進するには、前述の常時一定量の排気と外気導入を可変とし、火気使用または調理中の判断を行って過不足なく換気でき、安全性と快適性を損なわずに運用可能で、換気システム構築における導入コストの低減を実現することが必要となる。
【００１０】
火気使用または調理中の判断には，様々な環境の状態を検知することが示されている。特許文献２には二酸化炭素（ＣＯ２）濃度による判断が記述されているが、人由来の濃度と燃焼由来の濃度との区分が難しくて明確な判断ができず、かつ電気調理機器では成立しない。特許文献７と特許文献８では、温度と湿度を組み合わせた判断を記述しているが、２つのセンサーの設置コストが必要な割には、常時水蒸気が発生している状態では温度も高くなるため湿度検知は不要で、かつ湿度センサーには実用的な検知原理においては油等による劣化が懸念され、交換頻度が早くて維持コストが余計にかかる。また特許文献７では、温度を赤外線放射で検知することを記述しているが、鍋や調理台等は光沢のある金属製の可能性が高くて放射率が低く、周囲の熱環境を反射する傾向にあって場合によっては計測値の正確性を失う。
【００１１】
特許文献３と特許文献５および特許文献６は、温度センサーによる火気使用または調理中の判断を行うが、調理機器近傍や排気フード内に設置すると記述されており、複数台で構成される調理機器とその上空を囲う容積の大きいフード内において、当然ながら温度分布が発生し、これを把握するためにはセンサー設置数を増やす必要があるためコストがかかり、それを回避するために代表点を定める場合にはある程度の応答遅れ等の検知情報としての妥協が必要となる。
【００１２】
常時一定量の排気を可変とする方法として、排気ダクト内にモーターダンパ（ＭＤ）を設置し、その開度と排気ファンの回転数を調整するが、ダンパの設置場所について特許文献３〜５では各フードに多数設置することを記述している。細やかな風量制御を行うことができるが、ダンパの設置コストが多額となり、それを制御するパターンも多数設定することとなって制御盤の作成費も増大する。さらには、給気の吹出口と排気フードの位置や空間的に連続する客席との開口位置（カウンターや配膳場所など）の配置関係によっては、各排気フードの排気量が大きく異なることにより、排気量が多く排気速度の速いフードにおいては給気とのショートサーキットが発生し、温調された給気が厨房内に循環されずに排気されて温熱環境が悪化し、快適性の懸念がある。
【００１３】
また過不足なく排気を制御する方法として、特許文献５には最大風量や使用低頻度の排気フードを対象に風量変更可能とした排気ファンの風量と排気ダンパ開度とのパターンを作成し、これを選択して運用すること、特許文献６には温度設定値を幾つか設けかつ設定継続時間を指定することで運用をすると記述している。作成する運用パターンは店舗が提供する食事のメニューやお客様のオーダーによって異なり、またテナントが変更して調理機器が変更した場合には、再度設定する必要があって手間と作業コストがかかる。温度設定においても同様の懸念事項が発生し、かつ室内と排気の温度およびその温度偏差は冷房や暖房、空調熱負荷などの環境状況によって変化するため定期的な再設定を行う必要があり、手間とコストがかかる。
【００１４】
安全性を損なわないために、特許文献５にはファンやダンパの異常検知時には最大風量で排気する策を講じているが、燃料ガスや炭火の燃焼には一酸化炭素（ＣＯ）や酸素（Ｏ２）の濃度検知が必要で、管理濃度範囲を外れた場合には最大風量を確保しなければならない。
【００１５】
特許文献１の実施例には、排気フードの上流側の枝ダクトに温度センサーを設置し、排気温度と各調理機器からの影響を受け難い厨房内温度との差で排気量を制御する記述があり、また各排気フードに設けられた枝ダクトまたはこれら枝ダクトの下流にある集合排気ダクトにモーターダンパ（ＭＤ）を設けるという記述があるが、特許文献１〜８の全てにおいて制御する風量を測定する手段を設けていないで排気および給気風量を制御しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−２２１６３１号公報
【特許文献２】特開２００５−１５６１３８号公報
【特許文献３】特開２００６−２００８１８号公報
【特許文献４】特開２００６−２８４０９５号公報
【特許文献５】特開２０１２−１３７２６１号公報
【特許文献６】特開２０１２−１３７２６２号公報
【特許文献７】特開２０１５−２０６５０８号公報
【特許文献８】特開２０１６−８０２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
第１に、火気使用または調理中の判断には、検知するセンサーの劣化を抑え、発生源の確実性を確保し、分布影響に左右されずに検知でき、本発明の普及促進に係る低コスト化およびメンテナンスの容易性を考慮する必要がある。
【００１８】
第２に、排気量を可変するためのモーターダンパ設置場所は、ダンパ設置コストの低減と各排気フードの排気量が大きく異なることを避けて厨房内の温熱環境悪化を抑制する必要がある。
【００１９】
第３に、過不足なく排気を制御しようと、排気風量とダンパ開度とのパターン化や温度設定値の複数化や固定値化をすることが、食事メニューやテナント変更、空調環境の季節変動等の影響に追従できなくなり、再設定が必要になる。
【００２０】
第４に、安全性に配慮するために最大風量で排気する策を講じるが、設備の異常検知時の他に、燃料ガスや炭火の燃焼に係る一酸化炭素（ＣＯ）や酸素（Ｏ２）の濃度検知によるリスク回避システムが必要である。
【００２１】
第５に、各調理機器の発熱や燃焼量を想定した排気風量とダンパ開度等によるパターン運用を行っているが、排気風量を計測しておらず、風量測定機能を有する装置を導入した厨房換気システムを構築して給気量も制御する必要がある。
【００２２】
一般的に厨房機器の使用負荷率は２０〜３０％程度に留まると言われており、使用していない時間帯も過剰かつ無駄な換気運転を行っている。この換気運転では厨房内空気を屋外に捨て、新たに外気を温調（温度調節）して導入しなくてはならず、排気の動力エネルギーだけでなく、空調エネルギーも莫大に消費する。
既に一般事務所などでは、外気量を増減させる省エネルギーの空気調和システムを運用されているが、テナントビル内にある多くの厨房の個々の事情も考慮した上で同じような制御ができれば大幅な省エネ効果が期待できる。
すなわち、通常の換気運転では省エネルギーを図るように適切な換気能力にすることを第１とする厨房換気システムであるが、火気を扱う厨房では一般事務所で発生確率の低い一酸化炭素発生の危険性を伴う。そこで、異常事態を検知した場合にはただちに換気能力の最大化を図り、安全を第１にするように、省エネルギーと安全性の向上を含む多機能な厨房換気システムが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の第１の手段は、
複数の厨房に設けた複数の排気フードと、その排気フードに接続される複数の枝ダクトと、前記複数の枝ダクトを合流させて接続する集合ダクトと、その集合ダクトに連通する下流ダクトと、排気ファンとで構成する排気経路を有する厨房換気システムにおいて、
前記枝ダクトの通気部分に設けた排気温度センサーと、
前記集合ダクトの通気部分に設け、風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、
前記複数の厨房に設けた室内温度センサーと、
室内一酸化炭素濃度センサーおよび、または室内酸素濃度センサーと、
前記下流ダクトの通気部分に設け、全ての集合ダクトの排気を行う前記排気ファンと、
を備え、
前記排気温度センサーと前記室内温度センサーとで検出した両温度の温度偏差に基づいて排気風量を増減する風量制御を行う前記可変風量装置であり、
前記風量制御を行う前の制御前排気風量と、前記風量制御を行った後の制御後排気風量との差が、目標とする風量削減量に近付くように、前記温度偏差と前記排気風量との関係を自動探索する風量制御プロセスを含み、前記制御後排気風量を時間経過と共に前記可変風量装置で可変する前記自動探索を行う通常制御運転と、
一酸化炭素濃度あるいは酸素濃度の異常を検出した場合に、前記可変風量装置を最大風量に切り替えると共に、前記排気ファンに向けて排気要求風量を増加させる安全優先運転と、
これら通常制御運転および安全優先運転の切り替えが可能な構成を特徴とする厨房換気システムである。
【００２４】
本発明の第２の手段は、厨房に外気を給気する吹出口と、この吹出口を設けた枝ダクトに接続される集合ダクトと、この集合ダクトの通気部内に風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、集合ダクトに連通する上流ダクトと、その上流ダクトに設けた給気ファンまたは前記給気ファンを含む外調機とを備え、厨房内外の圧力バランスを維持するように、前記可変風量装置と前記給気ファンまたは前記排気ファンの回転を制御することを上記の厨房換気システムに加えた手段である。
【００２５】
本発明の第３の手段は、
複数の厨房に設けた複数の排気フードと、その排気フードに接続される複数の枝ダクトと、前記複数の枝ダクトを合流させて接続する集合ダクトと、その集合ダクトに連通する下流ダクトと、排気ファンとで構成する排気経路を有する厨房換気方法において、
前記枝ダクトの通気部分に設けた排気温度センサーと、
前記集合ダクトの通気部分に設け、風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、
前記複数の厨房に設けた室内温度センサーと、
室内一酸化炭素濃度センサーおよび、または室内酸素濃度センサーと、
前記下流ダクトの通気部分に設け、全ての集合ダクトの排気を行う前記排気ファンと、
を備え、
前記排気温度センサーと前記室内温度センサーとで検出した両温度の温度偏差に基づいて排気風量を増減する風量制御を行う前記可変風量装置とを設け、
前記風量制御を行う前の制御前排気風量と、前記風量制御を行った後の制御後排気風量との差が、目標とする風量削減量に近付くように、前記温度偏差と前記排気風量との関係を自動探索する風量制御プロセスを含み、前記制御後排気風量を時間経過と共に前記可変風量装置で可変する前記自動探索を行う通常制御運転を行うか、
あるいは、
一酸化炭素濃度あるいは酸素濃度の異常を検出した場合に、前記可変風量装置を最大風量に切り替えると共に、前記排気ファンに向けて排気要求風量を増加させる安全優先運転を行い、前記異常の非検出に従い再び前記通常制御運転に切り替えることを特徴とする厨房換気方法である。
【００２６】
本発明の第４の手段は、
前記厨房に外気を給気する吹出口と、この吹出口を設けた枝ダクトに接続される集合ダクトと、この集合ダクトの通気部内に風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、前記集合ダクトに連通する上流ダクトと、その上流ダクトに設けた給気ファンまたは前記給気ファンを含む外調機とを設けて、
厨房内外の圧力バランスを維持するように、前記可変風量装置と前記給気ファンまたは前記排気ファンの回転を制御することを上記の厨房換気方法に加えた手段である。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明は、発明特定事項である前記温度偏差信号と前記排気風量との関係に基づく風量制御を行なうことで、厨房内外の圧力バランスを維持する関係から厨房の給気風量を従来一定であったものを本発明で変化を付けることができ、その結果、熱源およびファンの消費エネルギーも低減できるものである。しかしながら、厨房特有の火気の扱いによる一酸化炭素中毒の危険性の常在に対応可能なシステムも必要であり、本発明によってその両者に対応し両立し得る排気系技術を特徴とした厨房換気システムを提供できる。その上、危険回避のために換気を変えた厨房と異なる別店舗の他の厨房では、目標とする省エネルギーを維持できるので、本発明の厨房換気手段は店舗毎の省エネルギー計画の達成に貢献できる。
【００２８】
さらに述べると、本発明は、ダクト内温度センサー（ダクトサーモ）が各フードの排気ダクトに取り付けられ、それぞれの温度計測値から火気使用状況を判断し、グループ化されたフード群の排気ダクトにある風量計測要素と風量制御要素を内蔵する可変風量装置（ＶＡＶ）を動作させ風量を制御するので、設置するＶＡＶの台数を最小限にすることができ、導入コストを抑えた制御システムを提供することが可能となる。このようにすると各店舗の各厨房で異なる調理条件のそれぞれで適切な風量管理ができるので、季節、朝食〜夕食での料理変化、料理内容による熱量変更に対応して省エネルギーを考慮した厨房換気手段を提供できるのみならず、一酸化炭素濃度等の異常時にも対応できる従来にない優れた効果を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の全システム構成図である。
【図２】本発明のシステム構成を一つの厨房を例とした詳細システム図である。
【図３】本発明の排気用インバーター出力を定める風力を増す切替条件の説明図である。
【図４】本発明の初期設定のフロー図である。
【図５Ａ】本発明の風量制御の設定プロセスのフロー図である。
【図５Ｂ】本発明の風量制御の判定プロセスのフロー図である。
【図６】室温とダクト温度との温度偏差および排気風量が時刻毎に変化する実側データ例である。
【図７】一酸化炭素濃度が上昇した時を含む、排気風量が時刻毎に変化する実側データ例である。
【図８】給気一定で１００％運転を行った場合の厨房の全給気風量および負荷電力量の時刻毎の変化を時間単位で示すデータである。
【図９】本発明の給気可変運転を行った場合の厨房の全給気風量および負荷電力量の時刻毎の変化を時間単位で示すデータである。
【図１０】換気一定１００％運転の場合と換気可変制御運転の場合の１次エネルギー使用量を比較したデータである。
【図１１】換気一定１００％運転の場合と換気可変制御運転の場合の年間ランニングコストを比較したデータである。
【図１２】従来システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態に係る厨房換気システムについて図面を参照して説明する。発明の詳細な説明では従来技術での同一の機器には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。以下実施例では、各厨房からの排気系および各厨房への給気系全体の構成および動作の一例を説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１は本発明のシステム構成（１００）を示し、例としてテナントビルの２階（２Ｆ）に区分けした３つの厨房（２、３、４）を示している。各厨房には室温センサー（５０、５１、５２）、一酸化炭素（ＣＯ）濃度センサー（５３、５４、５５）、センサーおよび制御機器の入出力信号を中継するＩ／Ｏ盤（６０、６１、６２）、および排気フード（５、６、７、８）が備えてある。なお、一酸化炭素（ＣＯ）濃度センサー（５３、５４、５５）に加え、あるいはこれを換えて、酸素濃度センサーや煙感知センサー等の異常検出センサーを設けることもできる。
【００３２】
図１に示す排気経路は、各排気フード（５、６、７、８）の枝ダクト（７０、７１、７２、７３）に取り付けたダクト内温度センサー（７４、７５、７６、７７）、また、枝ダクト（７０、７１、７２、７３）をそれぞれ集めた集合ダクト（２１、２２、２３、２４）毎の可変風量装置（Variable Air Volume:ＶＡＶ、８０、８１、８２、８３）、各集合ダクト（２１、２２、２３、２４）をさらに集めた排気ダクト（１２）で集中排気をする排気ファン（１３）で構成してある。
【００３３】
図１には給気経路も示してある。給気ファンまたは給気ファンを含むと温湿度調整を図る外調機（３２）で取り入れた外気（３０）は、給気ダクト（３３）から各厨房（２、３、４）の給気口（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）毎に設けた可変風量装置（８５、８６、８７）を経由して供給する。その他の給気経路の給気ファンおよび熱源（図省略）との往還路（３１）などは従来システムのとおりであるが、排気フード（５、６、７、８）と給気口（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）との配置位置は、給気流が厨房内を循環して排気フード（５、６、７、８）に連通するようにして排気量と給気量に相関も持たせ室内外の圧力バランスを維持する関係に設定している。すなわち、給気流と排気流が厨房内を循環しないショートサーキット構成にならない位置関係とする。
【００３４】
図１では制御系の信号配線を省略しているが、中央監視サーバー（図省略）で厨房換気システムの記録データと設定値の管理をすると共に、要求仕様（目的）に応じて厨房換気制御盤（９０）が既存の制御盤（４２）と連携し、各厨房に設置したＩ／Ｏ盤（６０、６１、６２）を介して各可変風量装置（８０、８１、８２、８３、８５、８６、８７）の制御管理およびインバーター（４０、４１）への指令をおこなう。排気ファン（１３）は排気ファン用インバーター（４０）、外調機（３２）は外調機用インバーター（４１）で駆動される点は従来システムと同じであるが、本発明システム（１００）では厨房換気制御盤（９０）が全ての指令を統括し、排気系の可変風量装置（８０、８１、８２、８３）および給気系の可変風量装置（８５、８６、８７）の動作と、排気ファン用インバーター（４０）および外調機用インバーター（４１）とを連携する。この厨房換気制御盤（９０）では各厨房のＩ／Ｏ盤（６０、６１、６２）から受ける排気風量に基づき全集合ダクトの排気量を算出して、可変風量装置（８０、８１、８２、８３）と排気ファン用インバーター（４０）に指示すると同時に排気量に応じ、厨房室内外の圧力バランスを維持する給気量を算出して可変風量装置（８５、８６、８７）と外調機用インバーター（４１）に指示する。
【００３５】
図２は図１の一つの厨房（２）を例として詳細な構成を示す図である。この厨房システム（２Ｓ）において各構成要素に添えた符号は図１と同じである。主な構成要素を改めて説明すると、排気系は調理器（２ａ、２ｂ）の近くに設けた排気フード（５ａ、５ｂ）、排気風（１４ａ、１４ｂ）の温度測定を行うダクト内温度センサー（７４ａ、７４ｂ）を各枝ダクト（７０ａ、７０ｂ）に設け、各枝ダクトを集めた集合ダクト（２１）、排気用可変風量装置（８０）、排気ファン（１３）およびそのインバーター（４０）である。給気系は給気ダクト（３３）、給気用可変風量装置（８５）、外調機（３２）および給気口（３６ａ）で構成し、外調機（３２）で温度調整した外気（３０）を厨房（２）に入れる。厨房室（２）には室温センサー（５０）、一酸化炭素濃度センサー（５３）を設け、そして、制御系はＩ／Ｏ盤（６０）、室温および一酸化炭素濃度等のセンサー信号ライン（９２）、可変風量装置のダンパ駆動および風量センサーおよび制御ライン（９４）、インバーター制御ライン（９７）、タッチパネル（９０ａ）を備えた厨房換気制御盤（９０）との信号ライン（９６）およびサーバライン（９８）とそのサーバ（１０１）、中央監視盤バス（４２ａ）で構成してある。
【００３６】
厨房（２）毎に設ける排気用可変風量装置（８０）の排気風量は以下に説明する（１）初期設定プロセスと（２）自動演算による制御設定値の算出プロセスで定まるが、排出風量の最小風量から風量を増やす切り替え方法を図３で説明する。図３の横軸は排気ダクトの温度と室温との温度偏差であり、縦軸は可変風量装置（８０）の排出風量であるが、各厨房からの排気要求風量に基づく排気ファン用インバーター（４０）に置き換えても同様な動作として理解してもよい。例えば、図２例のようにテナントビル内に一つの厨房のみを対象とする場合は排気ファン（１３）の対象は上記の排気用可変風量装置（８０）のみであるから排気要求風量は排気ファン用インバーター（４０）出力と比例する。ところで、厨房使用者が、調理機器の種類、利用頻度、冷暖房条件を考慮して温度偏差を１０℃と設定した場合は、ダクト内温度センサー（７４ａ、７４ｂ）と室温センサー（５０）との計測値が１０℃になる時点から風量を増大させ、設定値が２０℃の場合は計測値が２０℃に成った時点から風量を増大させる。すなわち、ダクトからの温度情報に基づいて温度偏差に比例して風量が増大するように厨房換気制御盤（９０）からＩ／Ｏ盤（６０）を中継して可変風量装置のダンパ駆動および風量センサーおよび制御ライン（９４）とインバーター制御ライン（９７）に送信する。この際、調理機器の種類や利用時間帯は時刻と共に変わるので、複数のダクトの温度偏差のうち常に最大温度偏差を検出して優先フードとして排気要求風量を決めるが、あるいはそれらの合計温度偏差、又は平均温度偏差のいずれであっても設定可能である。
【００３７】
図４は本発明の厨房換気システムの初期設定を行うフロー図である。まず厨房使用者は、初期算出や商用時ベースになる風量データ算出期間としてある一定期間の計測期間日を定めて（Ｓ１０１）、時刻毎でのダクト内温度や厨房室内温度や平均風量等をサーバに記録し（Ｓ１０２）、初期設定の演算開始指示（Ｓ１０３）と共に１日の中で空調機を稼働させるコア時間、たとえば午前９時〜午後１１時を設定（Ｓ１０４）する。そこで、ステップＳ１０２で蓄積されたデータを使用して温度偏差最大値（Ａ）を選定（Ｓ１０５）し、次に任意に定めた温度設定値（Ｓ１０６）と実側した温度偏差最大値の補正計算値（Ｓ１０７）と比較していずれかを選択（Ｓ１０８）して、ダクト毎の初期温度設定値（Ａ´）を求める（Ｓ１０９）。一方同時に、商用時コアタイム平均排気量すなわち設計最大風量をある一定期間平均化演算（Ｓ１１１、Ｓ１１２）した後、商用時コアタイム平均排気風量（Ｂ）を定め（Ｓ１１３）、この値を削減量の基準値とする。  
【００３８】
図５は風量制御プロセスのフローチャートを示す。このうち図５Ａは風量削減率を定めるプロセスを示し、それに続き図５Ｂは判定プロセスを含む自動演算による制御設定値の算出を行うフロー図である。まず、厨房使用者は排気風量の目標削減率（Ｓ１２１）を定めると共にその値に２つの幅を持たせる。一つは目標許容範囲を厳しく幅の狭い削減率幅設定１（Ｓ１２２）として、もう一つは目標許容範囲を緩く幅の広い削減率幅設定２（Ｓ１２３）にする。さらに、削減率を刻々自動的に変化させて削減率を自動探索させるように２つの温度変化係数１および２を厨房使用者が定める。ここで、一方の温度変化係数１は小さな削減率変更（ｘ）とし、他方の温度変化係数２は大きな削減率変更値（Ｘ）として定める。そこで図４で説明した初期温度設定値（Ａ´）に温度変化係数１および２を乗じた値（Ｓ１２４、Ｓ１２５）で、後述のように削減率が自動的に刻々変化することになる。
【００３９】
サーバ（Ｓ１２０）に蓄積された所定日分の日報データ（Ｓ１２６、Ｓ１２７）は、強制開放日を除外（Ｓ１２８、Ｓ１２９）して、制御時コアタイム平均排気風量（Ｃ）を求める（Ｓ１３０）。次に、この制御時コアタイム平均排気風量（Ｃ）と図４に示す商用時コアタイム平均排気風量で求めた値（Ｂ）（Ｓ１１３）とを用いて風量削減率を次式（１）で算出（Ｓ１３１）する。
【００４０】
Ｄ  ＝  （１−  （Ｃ／Ｂ））×  １００        （％）      （１）
【００４１】
次に、目標削減率（Ｄ´）（Ｓ１２１）と式（１）の計算値と比較（Ｓ１３２）する（式２）。
【００４２】
Ｅ  ＝  Ｄ  −  Ｄ´        （２）
【００４３】
その値Ｅと削減率幅設定１とを比較（Ｓ１３３）して、削減率幅設定１の絶対値以内、すなわち、（削減率幅設定１の正の値）＞  Ｅ  ＞（削減率幅設定１の負の値）であれば、排気ファン（１３）の最小排気量になる温度偏差の最小値を維持（Ｓ１４２）するように、厨房換気制御盤（９０）がＩ／Ｏ盤（６０）を介して可変風量装置（８０）に、および既存の制御盤（４２）を経由して排気ファン用インバーター（４０）に指示する。
【００４４】
設定１の判定（Ｓ１３３）でＥ値が削減率幅設定１の正の値を超えている場合は、設定２の第１判定（Ｓ１３４）に進み、削減率幅設定２とも比較して（削減率幅設定２の正の値）＞  Ｅ  ＞（削減率幅設定１の正の値）ならば排気系可変風量装置の最小風量となる温度偏差の最低値を少し低くするように設定値−ｘ℃に自動設定する（Ｓ１４１）。また、  Ｅ  ＞（削減率幅設定２の正の値）ならば、排気系可変風量装置の最小風量となる温度偏差の最低値を少し低くするように設定値−Ｘ℃に自動設定する（Ｓ１４０）。
【００４５】
設定１の判定（Ｓ１３３）でＥ値が削減率幅設定１の負の値未満の場合は、設定２の第２判定（Ｓ１３５）に進み、削減率幅設定２とも比較して（削減率幅設定１の負の値）＞  Ｅ  ＞（削減率幅設定２の負の値）ならば排気系可変風量装置の最小風量となる温度偏差の最低値を少し高くするように設定値＋ｘ℃に自動設定する（Ｓ１４３）。また、（削減率幅設定２の負の値）＞  Ｅならば、排気系可変風量装置の最小風量となる温度偏差の最低値を少し低くするように設定値＋Ｘ℃に自動設定する（Ｓ１４４）。
【００４６】
図５Ａ、図５Ｂで説明したように、排気系可変風量装置での最小風量調整は、厨房換気制御盤（９０）に装備されるプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）による温度偏差値の追跡で自動追従できる。より具体的な運用は、図４で説明した初期設定後、ある一定期間のダクト内温度や室内温度計測および排気ファンの定格運転から初期データを算出し、その後自動制御運転に入る。自動運転後ある一定期間で風量削減率を算出して、目標削減率との乖離を詰めるようにある期間単位で最小風量の設定条件を図５Ａ、図５Ｂのフローに従い増減させる。そして、目標削減率を達成したことをプログラム上で判定した場合は最小風量設定条件を維持し、大きく超えた場合はプログラムに従い自動的に減らす機能を有したシステムである。すなわち、図５Ａで説明した複数のステップＳ１２２、Ｓ１２３、Ｓ１２４、Ｓ１２５を設けることは、省エネルギー化を図る風量削減量に漸近させるフローチャートを構成できる。例えば、削減目標値と実際との乖離が大きい時には粗調整、小さい時には微調整を行う２段構えの自動探索のプロセスを与えることになる。
【００４７】
実際の厨房を使用して実験を行ったデータを図６に示す。この図６のデータは、図５Ａ、図５Ｂのフローに従い制御運転を行った場合のダクト内温度および室内温度の温度偏差と排気風量との関係を示す例である。図６の上側図は排気風量のデータであり、最大風量７０００立方メートル毎時の排気容量を持つ排気系可変風量装置での時刻当たりの排気風量変化を示している。図６の下側図はダクト内温度と室温との温度偏差のデータであり、実線は高熱調理器の直上に取り付けたダクト１の温度変化を示し、点線は低熱調理器のダクト２の温度変化を受けている。この厨房では午前中の調理繁忙時間帯と午後１時前後、午後４時頃、午後６時頃、午後９時頃に温度偏差が大きく変化している。この温度変化に対して排気風量は午前９時〜１０時頃にシステム動作として強制最大排気を維持しているが、その時間帯以後では温度偏差変化に追随して排気風量も変化している。すなわち、温度偏差が比較的少ない時間帯の１５時、１７〜１８時頃の排気風量は約４０００立方メートル毎時に低減されていることが判る。
【００４８】
排気風量の増減は給気風量の増減に連動させる。これは厨房に大気を流入させるために厨房内外の圧力バランスを維持するように、（排気風量） ≒（給気風量）の関係にしているのでこの連動が発生する。そこで排気風量が減ると厨房換気制御盤（９０）は給気用可変風量装置（８５）と外調機（３２）の給気風量を減らして空調用熱源の消費も低減させる。すなわち、図５Ａ、図５Ｂのフローに従う制御運転に連動して外調機の動力も減ることになるので大きな省エネルギー効果を得る結果になる。
【００４９】
図１、２の実施例では室温センサー（５０）の他に一酸化炭素濃度センサー（５３）を設けてある。これは、排気風量の制御運転中に調理器から一酸化炭素ガスが発生した場合、強制的に排気系を最大容量で稼働させた安全優先運転のシステム動作に換えるために設置している。一酸化炭素濃度センサー（５３）で異常を知らせる検知信号をＩ／Ｏ盤（６０）を介して出力され、厨房換気制御盤（９０）に装備されるＰＬＣが割り込み要求を出し、該当の可変風量装置（８０）を強制全開する共に排気ファン（１３）に排気量を増やす様に、それぞれＩ／Ｏ盤（６０）および既存の制御盤（４２）に送信するとともに、中央監視盤バス（４２ａ）にて警報表示を行う。この強制全開は異常検出の続く間は警報と共に継続する。このように前述図５Ａ、図５Ｂに従う通常制御運転を安全優先運転に切り替え可能にして構成してある。そして、警報解除になった時点で割り込み処理を解除して制御運転に復帰させるが、再び図５Ｂで定めた設定値に従い制御運転を行う。ここでは一酸化炭素濃度センサー（５３）で説明したが、酸素濃度センサーあるいは煙感知器を使用して酸素濃度あるいは発煙の異常検知でも同様な動作を行う。
【００５０】
この安全優先運転では可変風量装置（８０）の強制全開および排気ファン（１３）で排気増量になる。そこで、この警報時の異常状態は省エネルギー化の達成度を算出する際、調理器故障に起因する隘路となる。しかしながら、本発明のシステムでは通常制御運転の図５Ａで説明したように、強制全開時の風量計算でステップＳ１２８の工程を入れて、その影響を除外しているので、調理器故障のような外乱を排除できる。よって、本発明の手段では風量削減量を正確に把握できる。
【００５１】
図７は一酸化炭素濃度が異常値になった時も含めて変化する排気量の変化が現れたデータである。図７の上側図は前述の図６と同じく排気風量のデータであり、排気風量変化を示している。図７の下側図はダクト内温度と室温との温度偏差のデータ（実線）と一酸化炭素ガス濃度（点線）を示している。この例では朝９時頃に一酸化炭素濃度の上昇（１４ｐｐｍ）を検知したので可変風量装置の強制全開および排気ファン用インバーター（４０）への排気要求風量を増加させる。図７ではこの異常検知の際に可変風量装置の強制全開によって、一酸化炭素濃度が検知限以下に即低減したことを示している。
【００５２】
本発明による厨房換気システム（図１）は、各店舗の各排気フードの枝ダクトに温度センサー（ダクト内サーモ）を設け、設計時や既存システムで導入されているモーターダンパの替りに風量計測機能を有する可変風量装置（ＶＡＶ）を導入し、厨房内には温度センサーと一酸化炭素（ＣＯ）濃度センサーを設け、Ｉ/Ｏ盤を介して各センサーとＶＡＶの信号情報を新たに設置する厨房換気制御盤とやり取りをして、ＶＡＶのダンパ開度と排気ファンの回転数を制御して排気量を増減する。それと共に外気量の調整も行う。排気と同様に設計時や既存システムで導入されているモーターダンパの替りに風量計測機能を有する可変風量装置（ＶＡＶ）を導入し、前述の厨房換気制御盤において排気と給気のバランスを考慮し、ＶＡＶのダンパ開度と外調機に装備される給気ファンの回転数を制御して外気の給気量を増減する。
【００５３】
火気使用または調理中の判断には調理機器の発熱による排気温度上昇を検知することとし、各排気フードに接続される枝ダクト内に温度センサーを設けて、複数の調理機器からの平均排気温度と調理機器からの熱影響を受けない厨房内温度との差を用いる。ダクト内の排気温度はダクト表面温度でも代用可能で、その場合は表面温度センサーの外表面またはセンサーとダクト外表面を一緒に保温で覆って、外乱の熱的影響を低減する。温度センサーは応答性および精度のよい仕様とする。ダクト内の排気風速は1秒間に数ｍと速いため、調理機器の発熱により温度上昇した排気が一部フードから漏れることを考慮しても、枝ダクト内の温度センサーにて数秒で検知できる。ダクト内への設置方法はセンサー部が挿入され取り外しが可能な構造であり、油汚れの清掃やセンサー交換を容易にする。
【００５４】
常時一定量の排気を可変とする方法として、風量計測機能を有する可変風量装置（ＶＡＶ）を複数の排気フードの枝ダクトが集合するダクトに設置し、排気フード全体または厨房全体の排気風量を増減する。これにより、厨房内における排気と給気とのショートサーキットを抑制し、温調された給気が厨房内に循環されずに排気されて温熱環境が悪化し、快適性が損なわれることを予防する。また、可変風量装置の設置数が大幅に減少し、導入コストの低減を実現できる。風量計測機能は差圧検出による機構を推奨し、検出部の油汚れの清掃や交換が容易な仕様とする。
【００５５】
過不足なく排気を制御するため、各排気フードの枝ダクトに設けた温度センサー（ダクト内サーモ）によって検知される排気と厨房内との温度偏差によって排気フード毎の火気使用または調理状況を把握し、予め可変風量装置の風量計測機能によって把握した最大（定格）風量で運用した際の温度偏差を明らかにする。次いで、目標とする風量削減量に達するように各排気フードの温度偏差と排気風量との関係を自動探索して最適化し、設定値とする。温度偏差は、店舗の食事メニューやテナント変更、空調環境の季節変動等によって変化するため固定値化せず、所定の期間を経て自動的にリセットと再設定を行うことにより、手間を省いて再設定作業のコストを削減しつつ厨房換気の省エネルギー化を推進する。
【００５６】
排気の可変による大きなリスクは一酸化炭素中毒や酸素濃度不足であり、これら濃度を厨房内で検知し、管理濃度範囲を外れた場合に最大風量を確保するシステムを構築する。
【００５７】
外気の給気量を可変する方法としても、ダクトには風量計測機能を有する可変風量装置（ＶＡＶ）を設置し、計測して得られた排気量を基に給気量を増減させて、厨房内外の圧力バランスを維持するシステム構成とする。
【００５８】
厨房換気制御盤はモドバスで通信プロトコルを構成すると共に、中央監視室との通信ネットワークを組み中央監視室へ警報等の運転状況を伝達し、各Ｉ／Ｏ盤を中継して可変風量装置の起動指示やインバーターへの制御信号可変風量装置の故障情報などを送受信する。
【００５９】
厨房換気制御盤は装備するＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）動作を行い、各Ｉ／Ｏ盤を中継して可変風量装置への指令、室温センサーやダクト内温度センサーや一酸化炭素濃度センサーや煙感知器の信号受信、可変風量装置の故障および風速風量検知入力を行う。厨房換気制御盤は厨房毎に個別の目標設定が可能であり店舗の環境に応じて適切な省エネルギーの目標を定めることができる。
【００６０】
可変風量装置の制御をまとめると、初期起動は厨房換気制御盤の起動指示で始まり可変風量装置を一定時間の最大風量運転後にサーバで自動演算して定める目的制御の動作に入る。排気系および給気系の可変風量装置間の調整は室内外の圧力バランスを維持し、室内温度およびダクト内温度、煙検出、一酸化炭素濃度、酸素濃度に従い各可変風量装置毎も１００％全開送風あるいはＰＬＣで定めるシーケンスで調整する。そしてシステム故障や異常な煙あるいは一酸化炭素濃度を検出した場合は警報出力を中央監視室に通知すると共に、ダンパ全開の指令を可変風量装置に送信する。
【００６１】
本発明の特徴を改めてまとめると、 
（１）設定値を定め、それとの関係で風量を調整する点、
（２）設定値は、ダクト内温度と室温偏差のデータを得たうえ、それに基づいて決定される点、
（３）前述の段落番号００３６により、風量の削減率を予め設定する点、
（４）厨房における機器発熱量の変化を捉える手段として、ダクト内温度と室温の差を利用する点、
（５）前述段落番号００４４で説明したように最小風量を管理する点、
（６）実際の風量調整において、設定値との温度差が最大のフードを優先する点、
（７）一酸化炭素濃度等の異常に対応するシステムを構成した点。
【００６２】
（第二実施形態）
上記第１実施例では一酸化炭素濃度の異常検知の場合のシステム動作を説明したが、本発明のシステム動作はそのような異常検知を含め各種の異常にも対処しおり、その例をまとめて以下、第２の実施例として挙げる。
【００６３】
可変風量装置の強制全開（最大風量の送風が可能なダンパ全開状態）を改めてまとめると、以下の検出に基づいた場合にも厨房換気制御盤で下記動作の指令を出す。
（I）室温センサーの検出温度が設定値を超えた場合には強制全開信号を該当する可変風量装置に送信してダンパの最大開度にして、検出温度が設定値未満に低下した後に正常動作に戻す。この際のサーモスタットの動作温度および復帰温度のディファレンシャルは厨房使用者の設定で定まる。
（II）煙を感知した場合は強制全開信号を該当する可変風量装置に送信して、警報解除後も一定時間後に通常制御制御に復帰する。
（III）一酸化炭素濃度は検出した時点で強制全開信号を最近接の可変風量装置の強制全開信号を出し、その濃度が危険水準として判断した時点で警報を発する指令にする。当初の検出値以下になった時点で通常制御動作に復帰する。
（IV）酸素濃度についても上記（III）の判断と同様に動作させる。
（V）可変風量装置の故障判断としてダンパ開度が固着した場合等に警報を指令する。
【００６４】
一酸化炭素濃度等の前述の異常時は、前述のように排気要求風量を増加させてＶＡＶ（８０）ダンパ開度と排気ファン（１３）の風量を増やすことになる。その結果、排気ダクトに繋がる他厨房の集合ダクトに対しても吸引圧が高まり、排気要求を増やしていない他の厨房にも影響するが、他の厨房に備えた可変風量装置ではその厨房使用者が定めた目標削減量に影響を与えることなく、厨房換気制御盤での前述の風量制御プロセスを維持する。
【００６５】
＜実証実験＞
上記実施例の実証実験を行った。厨房面積９４平方メートル、熱源ＤＨＣ、外気処理空調機冷却能力９４．３ｋＷ、加熱能力１９９．６ｋＷ、外気処理空調機ファン風量３２９００立方メートル毎時、空調機モータ容量１８．５ｋＷ（ＩＮＶ）、排気ファン風量３２５００立方メートル毎時、排気ファンモータ容量１５ｋＷ（ＩＮＶ）、以上の設備条件として、厨房稼働時間は朝９時から深夜０時で通年運転の実験を行い、下記結果を得た。
【００６６】
図８は１カ月毎に給排気風量を集計して１時間毎の平均値と外気負荷との関係および風量の時刻変化をグラフ化したものである。この図８は本発明の換気システムを稼働させる前、すなわち給気１００％における厨房給気風量および外気負荷とした時の電力消費量の時刻朝９時から深夜０時までの変化を示す。この図８の下側の棒グラフは厨房給気風量の時刻毎（１時間単位）の状態を示す。この図８は給気１００％商用運転であるから時刻毎の変化がなく朝９時から夜まで一定（破線：１４０）であり、昼のランチ時間帯（１０時〜１２時）と夜のディナー時間帯（１７時〜２０時）のいずれも一定であるが、図８の上側に示す電力消費量では夏と冬では異なり、夏（一点鎖線：１２０）の１２〜１４時のピーク時（１２２）で最大１２０〜１３０キロワット外気負荷、冬（二点鎖線：１３０）の夜のピーク時（１３２）で１３０キロワットが給気１００％の場合の状態である。
【００６７】
図９は本発明の厨房換気システムを適用した際、排気制御に伴う給気可変における厨房給気風量および外気負荷とした時の電力消費量の時刻朝９時から深夜０時までの変化を示す。この図９の下側の棒グラフ（１５０ａ〜１５０ｒ）は厨房給気風量の時刻毎（１時間単位）の状態を示す。昼のランチ時間帯（１５２）で１８０００立方メートル／時間、その後の時間帯（１５４）で最大で１２０００立方メートル／時間に減り（１５６）、夜のディナー時間帯（１５８）で再び１８０００立方メートル／時間、夜帯（１６０）で１５００立方メートル／時間に減る（１６２）。図９の上側に示す電力消費量では夏と冬では図８と同様に異なり、夏の１２〜１４時で最大１２０〜１３０キロワット、冬の深夜で１１０キロワットに変動している。したがって、図９に示すように本発明の厨房換気システムでは厨房稼働率の低い時間帯では前述した自動探索プロセスで排気風量が下がるので、それに伴い給気系の負荷も低くなる。特に、冬場の外気負荷ピーク時（１３２）に風量削減（１６２）、あるいは夏場の外気負荷ピーク時（１２２）に風量削減（１５６）という外気処理の熱源エネルギーも含め、相乗的に優れた省エネルギー効果を与えることになる。
【００６８】
図１０はそのような相乗的省エネルギー効果を示すものであり、前述の図８、９で説明した１時間毎の吸気風量と外機負荷との関係に基づいて、年間１次エネルギー使用量の削減のデータである。
縦軸は換気１００％時（１４０）と本発明の換気制御運転時とを比較した熱源およびファンに掛る使用エネルギー量を示すものである。図１０の左側は換気１００％時であり熱源分として１１８２ギガジュール、ファン分として８３３ギガジュールで合計約２０００ギガジュールとすると、本発明の換気制御運転時では、熱源分が８３８ギガジュールになり、ファン分が５１４ギガジュール、合計約１３００ギガジュールに減り、すなわち３３％の年間１次エネルギー使用量の削減になる。
【００６９】
図１１は前述の図１０で説明した年間エネルギー使用量の削減で得られる年間ランニングコストの推定値である。縦軸は換気１００％時と本発明の換気制御運転時とを比較した熱源およびファンに掛るコストを示すものである。図１１の左側は換気１００％時であり熱源分として８７％、ファン分として１３％で合計１００％とすると、本発明の換気制御運転時では、熱源分が６２％になり、ファン分が８％、合計７０％に減り、すなわち３０％の年間ランニングコストの低減が期待できる。
よって、厨房換気最適制御システムを導入することで、給排気ファンの消費電力を削減できるだけでなく、外気を冷却・加熱する空調エネルギーも大幅に削減できる。
厨房で1年間にわたり実験を行った検証の結果、一次エネルギーとランニングコストを年間で約３０％削減することができた。また、試作実験によれば、厨房室内の温熱環境や空気質についても実用上の欠点になる問題は見だされていない。加えて、本発明を実施しても単純投資回収年数は５年以下が可能であることを実証した。
【００７０】
改めて本発明の効果をまとめる。
（１）本発明による厨房換気システム（図１）は、従来システム（図１２）の構成機器に対して、置き換えたり容易に付加することで構築でき、新築および改修物件の両方に適用できる。
（２）本発明による排気量および外気の給気量の可変により、ファン動力と共に外気の温湿度調整に係るエネルギーを大幅に削減できる。実測の結果、夏はランチ終了後に、冬はディナー終了後に外気処理負荷をより多く削減できる。（図８、図９）
（３）実際に複合用途テナントビルにある複数の厨房で１年間の導入効果を確認したところ、常時一定量の排気（排気１００％）の運用に対して本発明による厨房換気システムの運用は、１次エネルギーおよびランニングコスト共に約３０％の削減が可能であること実証した（図１０、図１１）。
【符号の説明】
【００７１】
２、３、４・・・厨房
５、６、７、８・・・排気フード
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、７０、７１、７２、７３・・・枝ダクト
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、２１、２２、２３、２４・・・集合ダクト
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ・・・モーターダンパ
１２・・・排気ダクト
１３・・・排気ファン
１４、１５、１６、１７・・・熱温風、排気風
３０・・・外気
３１・・・往還路
３２・・・外調機
３３・・・給気ダクト
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ・・・給気口、吹出口
４０・・・排気ファン用インバーター
４１・・・外調機用インバーター
４２・・・制御盤
５０、５１、５２・・・室温センサー
５３、５４、５５・・・一酸化炭素（ＣＯ）濃度センサー
６０、６１、６２・・・Ｉ／Ｏ盤
７４、７５、７６、７７・・・ダクト内温度センサー
８０、８１、８２、８３、８５、８６、８７・・・可変風量装置
９０・・・厨房換気制御盤
９２・・・センサー信号ライン
９４・・・可変風量装置のダンパ駆動および風量センサーおよび制御ライン
９６・・・信号ライン
９７・・・インバーター制御ライン
９８・・・サーバライン
１０１・・・サーバ
１２０・・・夏の電力消費量の外部負荷
１２２・・・夏の消費量ピーク帯
１３０・・・冬の電力消費量の外部負荷
１３２・・・冬の消費量ピーク帯
１４０・・・１００％商用運転時の厨房給気風量
１５０ａ〜１５０ｒ・・・本発明の厨房換気システムを適用した時刻毎厨房給気風量
１５２・・・昼のランチ時間帯
１５４・・・ランチ後の時間帯
１５６・・・夏場の外気負荷ピーク時の風量削減
１５８・・・夜のディナー時間帯
１６０・・・ディナー後の時間帯
１６２・・・冬場の外気負荷ピーク時の風量削減
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月22日(2018.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の厨房に設けた複数の排気フードと、その排気フードに接続される複数の枝ダクトと、前記複数の枝ダクトを合流させて接続する集合ダクトと、その集合ダクトに連通する下流ダクトと、排気ファンとで構成する排気経路を有する厨房換気システムにおいて、
前記枝ダクトの通気部分に設けた排気温度センサーと、
前記集合ダクトの通気部分に設け、風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、
前記複数の厨房に設けた室内温度センサーと、
室内一酸化炭素濃度センサーおよび、または室内酸素濃度センサーと、
前記下流ダクトの通気部分に設け、全ての集合ダクトの排気を行う前記排気ファンと、
を備え、
前記排気温度センサーと前記室内温度センサーとで検出した両温度の温度偏差に基づいて排気風量を増減する風量制御を行う前記可変風量装置であり、
前記風量制御を行う前の制御前排気風量と、前記風量制御を行った後の制御後排気風量との差が、目標とする風量削減量に近付くように、前記温度偏差と前記排気風量との関係を自動探索する風量制御プロセスを含み、前記制御後排気風量を時間経過と共に前記可変風量装置で可変する前記自動探索を行う通常制御運転と、
一酸化炭素濃度あるいは酸素濃度の異常を検出した場合に、前記可変風量装置を最大風量に切り替えると共に、前記排気ファンに向けて排気要求風量を増加させる安全優先運転と、
これら通常制御運転および安全優先運転の切り替えが可能な構成を特徴とする厨房換気システム。
【請求項２】
複数の厨房に設けた複数の排気フードと、その排気フードに接続される複数の枝ダクトと、前記複数の枝ダクトを合流させて接続する集合ダクトと、その集合ダクトに連通する下流ダクトと、排気ファンとで構成する排気経路を有する厨房換気方法において、
前記枝ダクトの通気部分に設けた排気温度センサーと、
前記集合ダクトの通気部分に設け、風量計測要素および風量制御要素を内蔵する可変風量装置と、
前記複数の厨房に設けた室内温度センサーと、
室内一酸化炭素濃度センサーおよび、または室内酸素濃度センサーと、
前記下流ダクトの通気部分に設け、全ての集合ダクトの排気を行う前記排気ファンと、
を備え、  
前記排気温度センサーと前記室内温度センサーとで検出した両温度の温度偏差に基づいて排気風量を増減する風量制御を行う前記可変風量装置とを設け、
前記風量制御を行う前の制御前排気風量と、前記風量制御を行った後の制御後排気風量との差が、目標とする風量削減量に近付くように、前記温度偏差と前記排気風量との関係を自動探索する風量制御プロセスを含み、前記制御後排気風量を時間経過と共に前記可変風量装置で可変する前記自動探索を行う通常制御運転を行うか、
あるいは、
一酸化炭素濃度あるいは酸素濃度の異常を検出した場合に、前記可変風量装置を最大風量に切り替えると共に、前記排気ファンに向けて排気要求風量を増加させる安全優先運転を行い、
前記異常の非検出に従い再び前記通常制御運転に切り替えることを特徴とする厨房換気方法。