(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
施設に設けられた複数のＣＯ2センサからＣＯ2濃度測定値を取得して、所定期間におけるＣＯ2濃度測定値の最小値をセンサ毎に求めるＣＯ2濃度測定値取得手段と、
このＣＯ2濃度測定値取得手段が求めた各ＣＯ2センサのＣＯ2濃度測定値の最小値を、予め定められたＣＯ2濃度値を基準にした複数のＣＯ2濃度範囲に分類するＣＯ2濃度分類手段と、
このＣＯ2濃度分類手段による分類結果から各ＣＯ2センサの出力のドリフト発生の程度を診断するセンサ診断手段とを備えることを特徴とするＣＯ2センサ診断装置。
【請求項２】
請求項１記載のＣＯ2センサ診断装置において、
前記予め定められたＣＯ2濃度値は、外気のＣＯ2濃度値であることを特徴とするＣＯ2センサ診断装置。
【請求項３】
施設に設けられた複数のＣＯ2センサからＣＯ2濃度測定値を取得して、所定期間におけるＣＯ2濃度測定値の最小値をセンサ毎に求めるＣＯ2濃度測定値取得ステップと、
このＣＯ2濃度測定値取得ステップで求めた各ＣＯ2センサのＣＯ2濃度測定値の最小値を、予め定められたＣＯ2濃度値を基準にした複数のＣＯ2濃度範囲に分類するＣＯ2濃度分類ステップと、
このＣＯ2濃度分類ステップによる分類結果から各ＣＯ2センサの出力のドリフト発生の程度を診断するセンサ診断ステップとを含むことを特徴とするＣＯ2センサ診断方法。
【請求項４】
請求項３記載のＣＯ2センサ診断方法において、
前記予め定められたＣＯ2濃度値は、外気のＣＯ2濃度値であることを特徴とするＣＯ2センサ診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯ2センサの状態を診断する技術に係り、特にＣＯ2センサの出力のドリフト発生の程度を診断することが可能なＣＯ2センサ診断装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ2センサは、経時変化によって出力がドリフトする傾向にある。そのため、ＣＯ2の発生源がないときのＣＯ2濃度（およそ４００ｐｐｍ）をベースラインとして、ＣＯ2センサのドリフトを補正する方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１５１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術では、制御対象空間に外気を積極導入し、ＣＯ2濃度測定値が一定時間連続して基準値±αの範囲内になるようにして、ＣＯ2センサの出力のドリフトを補正している。
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された技術では、建物内に複数のＣＯ2センサが設置されている状況で、上記のようにドリフトの補正を行ったとしても、どのＣＯ2センサの出力が、どの程度ドリフトしているのか、といったことを判断することはできないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＣＯ2センサの出力のドリフト発生の程度を診断することが可能なＣＯ2センサ診断装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＣＯ2センサ診断装置は、施設に設けられた複数のＣＯ2センサからＣＯ2濃度測定値を取得して、所定期間におけるＣＯ2濃度測定値の最小値をセンサ毎に求めるＣＯ2濃度測定値取得手段と、このＣＯ2濃度測定値取得手段が求めた各ＣＯ2センサのＣＯ2濃度測定値の最小値を、予め定められたＣＯ2濃度値を基準にした複数のＣＯ2濃度範囲に分類するＣＯ2濃度分類手段と、このＣＯ2濃度分類手段による分類結果から各ＣＯ2センサの出力のドリフト発生の程度を診断するセンサ診断手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のＣＯ2センサ診断装置の１構成例において、前記予め定められたＣＯ2濃度値は、外気のＣＯ2濃度値である。
【０００８】
また、本発明のＣＯ2センサ診断方法は、施設に設けられた複数のＣＯ2センサからＣＯ2濃度測定値を取得して、所定期間におけるＣＯ2濃度測定値の最小値をセンサ毎に求めるＣＯ2濃度測定値取得ステップと、このＣＯ2濃度測定値取得ステップで求めた各ＣＯ2センサのＣＯ2濃度測定値の最小値を、予め定められたＣＯ2濃度値を基準にした複数のＣＯ2濃度範囲に分類するＣＯ2濃度分類ステップと、このＣＯ2濃度分類ステップによる分類結果から各ＣＯ2センサの出力のドリフト発生の程度を診断するセンサ診断ステップとを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、それぞれのＣＯ2センサの所定期間におけるＣＯ2濃度測定値の最小値に基づいて、どのＣＯ2センサにどの程度の量のドリフトが発生している可能性があるかを把握することが可能となる。また、施設の管理者にとっては、ＣＯ2センサの診断結果から、ＣＯ2センサの点検あるいは交換が必要であることを認識することが可能となるので、ＣＯ2センサの動作不良による省エネルギー効果の損失や、室内環境の悪化に対して早急に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る空調制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＣＯ2センサ診断装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＣＯ2センサ診断装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】ＣＯ2濃度範囲とＣＯ2センサの分類結果の１例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるセンサ診断部による診断結果と環境評価部による診断結果の１例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る空調制御システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態では、１つの施設内に空調設備１００が例えば階毎に設けられ、各階に制御対象空間がｎ個（ｎは２以上の整数）ある例について説明するが、本発明はこのような例に限るものではなく、ＣＯ2センサが複数個設けられている空調制御システムであれば、様々な構成の空調制御システムに本発明を適用することができる。以下の説明では、１つの空調設備１００について空調動作を説明する。
【００１２】
空調設備１００内には、空調機１と、外気ＯＡの空調機１への導入量を制御する外気ダンパ２と、制御対象空間１１−１〜１１−ｎから戻る還気ＲＡの空調機１への導入量を制御する還気ダンパ３と、空調機１の冷水コイルに送る冷水の量を制御する冷水バルブ４と、空調機１の温水コイルに送る温水の量を制御する温水バルブ５と、空調機１の加湿器に送る冷水又は温水の量を制御する加湿バルブ６と、空調機１から送り出される空気（給気ＳＡ）の温度を測定する給気温度センサ７と、制御対象空間１１−１〜１１−ｎの温度を測定する室内温度センサ８−１〜８−ｎと、制御対象空間１１−１〜１１−ｎから戻る還気ＲＡのＣＯ2濃度を測定するＣＯ2センサ９と、制御対象空間１１−１〜１１−ｎの湿度を測定する湿度センサ１０−１〜１０−ｎと、ダンパ２，３とバルブ３，４，５とを制御するコントローラ１２と、ＶＡＶ（Variable Air Volume ）ユニット１３−１〜１３−ｎとが設けられている。空調機１は、フィルター１４と、空気を冷却する冷水コイル１５と、空気を加熱する温水コイル１６と、加湿器１７と、冷却又は加熱された空気を送るファン１８とを備えている。
【００１３】
空調機１の冷水コイル１５は、図示しない熱交換器から冷水バルブ４を介して供給される冷水により外気ＯＡおよび還気ＲＡを冷却する。空調機１の温水コイル１６は、熱交換器から温水バルブ５を介して供給される温水により外気ＯＡおよび還気ＲＡを加熱する。また、熱交換器から送り出された冷水又は温水は、加湿バルブ６を通って加湿器１７に供給される。加湿器１７は、水噴霧状態を作り出すことにより、コイル１５，１６で冷却又は加熱された給気ＳＡの湿度を制御する。コイル１５，１６で冷却又は加熱され加湿器１７で加湿された給気ＳＡは、ファン１８によって制御対象空間１１−１〜１１−ｎに送り出される。制御対象空間１１−１〜１１−ｎの空気の一部は、還気ＲＡとして空調機１に戻される。
【００１４】
給気温度センサ７は、空調機１から送り出される給気ＳＡの温度を測定する。室内温度センサ８−１〜８−ｎは、制御対象空間１１−１〜１１−ｎの温度を測定する。ＣＯ2センサ９は、制御対象空間１１−１〜１１−ｎから戻る還気ＲＡのＣＯ2濃度を測定する。湿度センサ１０−１〜１０−ｎは、制御対象空間１１−１〜１１−ｎの湿度を測定する。コントローラ１２は、給気ＳＡの温度が所定の給気温度設定値と一致するようにバルブ４，５の開度を制御する。また、コントローラ１２は、ＣＯ2センサ９で測定されたＣＯ2濃度測定値が所定のＣＯ2濃度設定値と一致するように外気ダンパ２の開度を制御する。さらに、コントローラ１２は、複数の湿度センサ１０−１〜１０−ｎで測定された湿度測定値が所定の設定範囲内になるように加湿バルブ６の開度を制御する。
【００１５】
ＶＡＶユニット１３−１〜１３−ｎは、制御対象空間１１−１〜１１−ｎの温度が所定の室内温度設定値と一致するように制御対象空間１１−１〜１１−ｎの要求風量を演算して、その要求風量を確保するようにＶＡＶユニット１３−１〜１３−ｎ内のダンパ（不図示）の開度を制御する。コントローラ１２は、複数のＶＡＶユニット１３−１〜１３−ｎから送られてくる要求風量値からシステム全体の総要求風量値を演算し、この総要求風量値に応じたファン回転数を求め、この求めたファン回転数となるように空調機１を制御する。
【００１６】
次に、本実施の形態のＣＯ2センサ診断装置２０について説明する。図２はＣＯ2センサ診断装置２０の構成を示すブロック図、図３はＣＯ2センサ診断装置２０の動作を説明するフローチャートである。ＣＯ2センサ診断装置２０は、空調機１毎に設けられた各ＣＯ2センサ９から各空調機１のコントローラ１２を介してＣＯ2濃度測定値を取得して、所定期間におけるＣＯ2濃度測定値の最小値をセンサ毎に求めるＣＯ2濃度測定値取得部２１と、各ＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値を、予め定められたＣＯ2濃度値を基準にした複数のＣＯ2濃度範囲に分類するＣＯ2濃度分類部２２と、ＣＯ2濃度分類部２２による分類結果から各ＣＯ2センサ９の出力のドリフト発生の程度を診断するセンサ診断部２３と、ＣＯ2濃度分類部２２による分類結果から各ＣＯ2センサ９が設置されている制御対象空間の室内環境の良好度および空調のエネルギー消費の良好度を診断する環境評価部２４と、センサ診断部２３による診断結果と環境評価部２４による診断結果とを出力する出力部２５とから構成される。
【００１７】
ＣＯ2濃度測定値取得部２１は、空調機１毎に設けられた各ＣＯ2センサ９から各空調機１のコントローラ１２を介してＣＯ2濃度測定値を取得して記憶する（図３ステップＳ１）。なお、ＣＯ2濃度測定値取得部２１は、施設内に設けられた全てのＣＯ2センサ９からＣＯ2濃度測定値を取得するので、施設内に複数の空調機１が設けられている場合には、各空調機１のＣＯ2センサ９からＣＯ2濃度測定値を取得することになる。そして、ＣＯ2濃度測定値取得部２１は、所定期間（例えば、１か月間）におけるＣＯ2濃度測定値の最小値をＣＯ2センサ毎に求める（図３ステップＳ２）。
【００１８】
上述のとおり、ＣＯ2の発生源がないときのＣＯ2濃度は、外気とほぼ同じ４００［ｐｐｍ］近辺になるため、このときのＣＯ2センサ９の濃度測定値もおよそ４００［ｐｐｍ］となるはずである。そこで、本実施の形態では、所定期間におけるＣＯ2センサ９の出力の最小値が、４００［ｐｐｍ］からどの程度乖離しているかを評価指標として、ＣＯ2センサ９の診断を行う。
【００１９】
ＣＯ2濃度分類部２２は、ＣＯ2濃度測定値取得部２１が求めた各ＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値を、予め定められた複数のＣＯ2濃度範囲に分類する（図３ステップＳ３）。図４はＣＯ2濃度範囲とＣＯ2センサ９の分類結果の１例を示す図である。ここでは、予め定められたＣＯ2濃度範囲が４つあり、施設内にＣＯ2センサ９が合計で１４個ある場合について示している。
【００２０】
次に、センサ診断部２３は、ＣＯ2濃度分類部２２による分類結果から各ＣＯ2センサ９の出力のドリフト発生の程度を診断する（図３ステップＳ４）。
例えば、センサ診断部２３は、１か月間におけるＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が、３５０〜４５０［ｐｐｍ］の間にある場合、このＣＯ2センサ９の状態は良好であると判断する。
【００２１】
また、センサ診断部２３は、１か月間におけるＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が、０〜３５０［ｐｐｍ］の間にある場合、このＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値が低めにずれている可能性があると判断する。
また、センサ診断部２３は、１か月間におけるＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が、４５０〜６５０［ｐｐｍ］の間にある場合、このＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値がやや高めにずれている可能性があると判断する。
【００２２】
さらに、センサ診断部２３は、１か月間におけるＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が、６５０［ｐｐｍ］以上の場合、このＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値が高めにずれている可能性があると判断する。
こうして、各ＣＯ2センサ９の出力のドリフト発生の程度を診断することができる。
【００２３】
次に、環境評価部２４は、ＣＯ2濃度分類部２２による分類結果から各ＣＯ2センサ９がＣＯ2濃度を測定している制御対象空間１１の室内環境の良好度および空調のエネルギー消費の良好度を診断する（図３ステップＳ５）。
例えば、環境評価部２４は、１か月間におけるＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が、３５０〜４５０［ｐｐｍ］の間にある場合、このＣＯ2センサ９が設置されている空調機１の対象となる制御対象空間１１の室内環境および空調のエネルギー消費の状態は良好であると判断する。
【００２４】
また、環境評価部２４は、１か月間におけるＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が、０〜３５０［ｐｐｍ］の間にある場合、このＣＯ2センサ９が設置されている空調機１の対象となる制御対象空間１１の空調のエネルギー消費は問題ない可能性が高いが、室内環境が悪化している可能性があると判断する。
【００２５】
すなわち、ＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が０〜３５０［ｐｐｍ］を示しているということは、制御対象空間１１に人がいないときのＣＯ2濃度である４００［ｐｐｍ］近辺の値よりも低い値を示していることになり、必要な外気量を制御対象空間１１に取り込んでいない可能性があるため、制御対象空間１１の室内環境が悪化している恐れがある、ということになる。
【００２６】
また、環境評価部２４は、１か月間におけるＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が、４５０〜６５０［ｐｐｍ］の間にある場合、このＣＯ2センサ９が設置されている空調機１の対象となる制御対象空間１１の室内環境は問題ない可能性が高いが、空調のエネルギー消費が増加している可能性があると判断する。
【００２７】
室内環境において望ましいＣＯ2濃度は例えば６００〜８００［ｐｐｍ］で、許容できるＣＯ2濃度は例えば１０００［ｐｐｍ］である。ＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が４５０〜６５０［ｐｐｍ］を示しているということは、室内環境は問題ない可能性が高いが、制御対象空間１１に人がいないときのＣＯ2濃度である４００［ｐｐｍ］近辺の値よりも高い値を示していることになるので、ＣＯ2濃度を下げるために制御対象空間１１に外気をより多く取り入れている可能性がある。したがって、外気取り込みを抑制する省エネルギー制御が機能していない、ということになり、増エネルギー動作を行っている可能性がある。
【００２８】
また、環境評価部２４は、１か月間におけるＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が、６５０［ｐｐｍ］以上の場合、このＣＯ2センサ９が設置されている空調機１の対象となる制御対象空間１１の室内環境が悪化している可能性があり、また空調のエネルギー消費が大きく増加している可能性があると判断する。ＣＯ2センサ９のＣＯ2濃度測定値の最小値が６５０［ｐｐｍ］以上を示しているということは、ＣＯ2濃度を下げるために制御対象空間１１に制限なく必要以上の外気を取り入れている可能性があり、空調のエネルギー消費がかなり大きくなっている可能性がある。
【００２９】
出力部２５は、センサ診断部２３による診断結果と環境評価部２４による診断結果とを出力する（図３ステップＳ６）。出力の方法としては、画面表示などの方法がある。
図５はセンサ診断部２３による診断結果と環境評価部２４による診断結果の１例を示す図である。図５は、施設内の空調機１４台の還気ダクトに設置された１４個のＣＯ2センサ９の出力の最小値から、それぞれのＣＯ2センサ９のドリフト発生の程度と、室内環境の良好度および空調のエネルギー消費の良好度を診断した結果を示している。ここでは、空調機１毎に設けられた１４個のＣＯ2センサ９を、９−１〜９−１４としている。
【００３０】
ＣＯ2センサ９−２のＣＯ2濃度測定値の最小値は４０２［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−６のＣＯ2濃度測定値の最小値は４０７［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−７のＣＯ2濃度測定値の最小値は３５７［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−８のＣＯ2濃度測定値の最小値は３８７［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−９のＣＯ2濃度測定値の最小値は４２４［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−１１のＣＯ2濃度測定値の最小値は４０６［ｐｐｍ］である。これらの値は３５０〜４５０［ｐｐｍ］の範囲に含まれるので、ＣＯ2センサ９−２，９−６，９−７，９−８，９−９，９−１１の状態は良好であり、ＣＯ2センサ９−２，９−６，９−７，９−８，９−９，９−１１が設置されている各空調機１の対象となる制御対象空間の室内環境および空調のエネルギー消費の状態は良好であると判断される。
【００３１】
また、ＣＯ2センサ９−３のＣＯ2濃度測定値の最小値は５０［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−５のＣＯ2濃度測定値の最小値は３１８［ｐｐｍ］である。これらの値は０〜３５０［ｐｐｍ］の範囲に含まれるので、ＣＯ2センサ９−３，９−５のＣＯ2濃度測定値が低めにずれている可能性があり、ＣＯ2センサ９−３，９−５が設置されている各空調機１の対象となる制御対象空間の空調のエネルギー消費は問題ないが、室内環境が悪化している可能性があると判断される。
【００３２】
また、ＣＯ2センサ９−４のＣＯ2濃度測定値の最小値は５２５［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−１２のＣＯ2濃度測定値の最小値は５０１［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−１３のＣＯ2濃度測定値の最小値は５８６［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−１４のＣＯ2濃度測定値の最小値は５５１［ｐｐｍ］である。これらの値は４５０〜６５０［ｐｐｍ］の範囲に含まれるので、ＣＯ2センサ９−４，９−１２，９−１３，９−１４のＣＯ2濃度測定値がやや高めにずれている可能性があり、ＣＯ2センサ９−４，９−１２，９−１３，９−１４が設置されている各空調機１の対象となる制御対象空間の室内環境は問題ないが、空調のエネルギー消費が増加している可能性があると判断され、「増エネルギー注意」に分類される。
【００３３】
また、ＣＯ2センサ９−１のＣＯ2濃度測定値の最小値は７２６［ｐｐｍ］、ＣＯ2センサ９−１０のＣＯ2濃度測定値の最小値は６７１［ｐｐｍ］である。これらの値は６５０［ｐｐｍ］以上となるので、ＣＯ2センサ９−１，９−１０のＣＯ2濃度測定値が高めにずれている可能性があり、ＣＯ2センサ９−１，９−１０が設置されている各空調機１の対象となる制御対象空間の室内環境が悪化している可能性があり、また空調のエネルギー消費が大きく増加している可能性があると判断され、「増エネルギー確実」に分類される。
【００３４】
以上のように、本実施の形態では、それぞれのＣＯ2センサの所定期間における出力の最小値に基づいて、どのＣＯ2センサにどの程度の量のドリフトが発生している可能性があるかを把握することが可能となる。
また、施設の管理者は、このような診断結果から、ＣＯ2センサの点検あるいは交換が必要であることを認識することが可能となるので、ＣＯ2センサの動作不良による省エネルギー効果の損失や、室内環境の悪化に対して早急に対応することが可能である。
【００３５】
本実施の形態のＣＯ2センサ診断装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、ＣＯ2センサの状態を診断する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１…空調機、２…外気ダンパ、３…還気ダンパ、４…冷水バルブ、５…温水バルブ、６…加湿バルブ、７…給気温度センサ、８−１〜８−ｎ…室内温度センサ、９…ＣＯ2センサ、１０−１〜１０−ｎ…湿度センサ、１１−１〜１１−ｎ…制御対象空間、１２…コントローラ、１３−１〜１３−ｎ…ＶＡＶユニット、１４…フィルター、１５…冷水コイル、１６…温水コイル、１７…加湿器、１８…ファン、２０…ＣＯ2センサ診断装置、２１…ＣＯ2濃度測定値取得部、２２…ＣＯ2濃度分類部、２３…センサ診断部、２４…環境評価部、２５…出力部。
【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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