JP5377577B2 - Data processing apparatus and sensor system for measuring carbon dioxide concentration - Google Patents
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Description
本発明は、室内の二酸化炭素濃度を測定するデータ処理装置及び二酸化炭素濃度測定用センサーシステムに関する。 The present invention relates to a data processing apparatus for measuring the carbon dioxide concentration in a room and a sensor system for measuring carbon dioxide concentration.
従来から、例えばビル内等の居住スペースの空調を管理する空調システムが知られている。この空調システムにおいては、居住スペースの二酸化炭素濃度を予め定められた基準値以下に保つことを重要な目的の１つとしている。例えば建築物衛生法（通常、ビル管理法）では、不特定多数の人間が利用する相当程度の規模を有する建築物（特定建築物）における空調基準を「空気環境の管理基準値」として定めている。この建築物衛生法によれば、二酸化炭素濃度を１０００ＰＰＭ（Pert Per Million）以下にすることが求められる。 Conventionally, for example, an air conditioning system that manages the air conditioning of a living space in a building or the like is known. In this air conditioning system, one of the important purposes is to keep the carbon dioxide concentration in the living space below a predetermined reference value. For example, the Building Sanitation Law (usually the Building Management Law) defines air conditioning standards for buildings (specified buildings) with a considerable scale used by an unspecified number of people as “air environment management standard values”. Yes. According to this Building Sanitation Law, the carbon dioxide concentration is required to be 1000 PPM (Pert Per Million) or less.
このために、例えばビル等の居住スペースにおいて、室内の二酸化炭素濃度を測定することが行われている。この二酸化炭素濃度の測定は、例えばセンサーを用いて、１ヶ月〜２ヶ月に１回程度行われる。また、二酸化炭素濃度の測定が行われるのは、例えば各フロアーで１箇所程度であり、一日のうちに何回か測定し、その平均値を用いるのが一般的である。 For this reason, for example, in a living space such as a building, the indoor carbon dioxide concentration is measured. The measurement of the carbon dioxide concentration is performed about once every one to two months using a sensor, for example. In addition, the carbon dioxide concentration is measured at, for example, about one place on each floor, and it is common to measure several times a day and use the average value.
上記した二酸化炭素濃度の測定に用いられるセンサー（以下、二酸化炭素センサーと表記）は、例えば検知管を用いた検知管方式の大型で高価なものであり、常時測定を行うというものではない。 The sensor used for measuring the carbon dioxide concentration (hereinafter referred to as a carbon dioxide sensor) is a large and expensive detector tube method using a detector tube, for example, and does not always perform measurement.
近年では、例えばポータブルの二酸化炭素測定器も知られているが、この二酸化炭素測定器に用いられる電池の寿命は数時間というのが普通である。そのため、連続的な測定を行うためには、一般的には、外部電源としてＡＣ電源が必要となる。 In recent years, for example, a portable carbon dioxide measuring device is also known, but a battery used for the carbon dioxide measuring device usually has a life of several hours. Therefore, in order to perform continuous measurement, an AC power source is generally required as an external power source.
一方、上記したような法的規制とは別に省エネの実現または快適性の向上のために二酸化炭素濃度を測定することも行われている。しかしながら、上記したように測定に用いられる二酸化炭素センサーの価格が高いことや、消費電力が大きいことから実現されている例は多くない。なお、価格の点を無視すれば、原理的には換気扇または空調機に二酸化炭素センサーを内蔵することは可能である。 On the other hand, in addition to the above-mentioned legal regulations, measurement of carbon dioxide concentration is also performed for realizing energy saving or improving comfort. However, as described above, there are not many examples realized because the price of the carbon dioxide sensor used for measurement is high and the power consumption is large. If the point of price is ignored, in principle, it is possible to incorporate a carbon dioxide sensor in a ventilation fan or air conditioner.
また、空調の分野では、主に配線等の工事費の削減を目的として、センサーの無線化へのニーズが大きい。これに関連して、上記した二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素センサーについても無線化への期待が高まっている。 In the field of air conditioning, there is a great need for wireless sensors, mainly for the purpose of reducing wiring and other construction costs. In connection with this, the above-mentioned carbon dioxide sensor for measuring the carbon dioxide concentration is also expected to be wireless.
しかしながら、上記したように例えば電源を確保する必要がある等の点から、実際に無線化された例は殆ど無いと思われる。 However, as described above, for example, it is considered that there are almost no examples of actual wireless communication because it is necessary to secure a power source.
例えば新築ビル、既存ビルでも容易に施工でき、適切な換気制御が実現でき、室内環境の快適性と省エネルギーの両立ができる技術（以下、先行技術と表記）が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この先行技術によれば、空調機の制御を目的として各部屋あるいは空調ゾーンごとに無線の炭酸ガスセンサー（二酸化炭素センサー）と、無線送信機及び受信機の一対とを備えることにより、配線レス化を図ることが可能となる。 For example, a technique (hereinafter referred to as a prior art) that can be easily constructed in a new building or an existing building, can realize appropriate ventilation control, and can achieve both indoor environment comfort and energy saving is disclosed (for example, patent documents). 1). According to this prior art, for the purpose of controlling an air conditioner, a wireless carbon dioxide sensor (carbon dioxide sensor) and a pair of a wireless transmitter and a receiver are provided for each room or air conditioning zone, thereby reducing wiring. Can be achieved.
ところで、ビル等の室内の二酸化炭素濃度は、在室人数が多いほど大きくなり、その値も在室人数によって敏感に変化する。よって、法的規制のための数値とは異なり、測定値をもとに分析または評価を行うためには、多くの場所で日常的に連続して測定することが必要となる。このような場合、少なくとも１時間に数回、１日以上連続して測定する必要がある。 By the way, the carbon dioxide concentration in a room such as a building increases as the number of people in the room increases, and the value also changes sensitively depending on the number of people in the room. Therefore, unlike numerical values for legal regulation, in order to perform analysis or evaluation based on measured values, it is necessary to measure continuously continuously in many places. In such a case, it is necessary to continuously measure at least several times an hour for one day or more.
ここで、既存の建物に多くの二酸化炭素センサーを設置する場合、配線のコストが大きくなる。このため、二酸化炭素センサーの無線化が必要となる。しかしながら、この場合には、電源の確保が必要不可欠である。 Here, when many carbon dioxide sensors are installed in an existing building, the cost of wiring increases. For this reason, it is necessary to make the carbon dioxide sensor wireless. However, in this case, securing a power source is essential.
空調機または換気扇に内蔵された二酸化炭素センサーであれば電源の問題はあまり無い。しかしながら、二酸化炭素濃度は同じフロアーでも例えば部屋の場所によって異なり、また同じ室内でも高さまたは方向によって異なる。よって、空調機または換気扇に内蔵された二酸化炭素センサーでは正確な二酸化炭素濃度の測定ができず、正しい評価を行うことが難しい。 If it is a carbon dioxide sensor built in an air conditioner or a ventilation fan, there is not much problem with the power source. However, the carbon dioxide concentration varies on the same floor, for example, depending on the location of the room, and also on the same room, depending on the height or direction. Therefore, the carbon dioxide sensor built in the air conditioner or the ventilation fan cannot accurately measure the carbon dioxide concentration, and it is difficult to perform a correct evaluation.
このため、人のいる場所または測定した場所にセンサーを置くことが好ましい。しかしながら、例えば体育館のように広い空間の中央部付近または部屋の天井付近の空中のように、場所によっては電源を確保することが困難である。 For this reason, it is preferable to place the sensor at a place where a person is present or a measured place. However, it is difficult to secure a power source depending on the location, for example, in the vicinity of the center of a large space such as a gymnasium or in the air near the ceiling of a room.
また、例えばレイアウト変更または設置コスト等を考慮すると、二酸化炭素センサーの無線化が望ましいが、現実的な無線の二酸化炭素センサーは知られていない。 For example, considering the layout change or installation cost, it is desirable to make the carbon dioxide sensor wireless. However, a realistic wireless carbon dioxide sensor is not known.
上記した先行技術では、無線の二酸化炭素センサーを用いるとしているが、電源の方式及びセンサーの原理については述べられていない。このため、無線の二酸化炭素センサーを実現することは困難である。 In the above-described prior art, a wireless carbon dioxide sensor is used, but the power supply system and sensor principle are not described. For this reason, it is difficult to realize a wireless carbon dioxide sensor.
また、先行技術では、各部屋または各空調ゾーンにセンサー受信部が有線で設けられる。このため、二酸化炭素センサーを無線化することによる配線工事費の低減の効果が小さい。また、先行技術では、人間の存在を把握するために人感センサーを設けるとしているが、これによるコストもかかる。 In the prior art, the sensor receiver is wired in each room or each air-conditioning zone. For this reason, the effect of reducing the wiring work cost by making the carbon dioxide sensor wireless is small. In the prior art, a human sensor is provided in order to grasp the presence of a person, but this also costs.
また、二酸化炭素センサーには、大きく分けて「（非分散型）赤外線吸収式」及び「固体電解質方式」があるが、いずれも消費電力が大きく、無線化することは困難である。例えば、このような二酸化炭素センサーを無線化した場合、通常のアルカリ乾電池を数本用いて連続測定できる時間は１日程度である。先行技術においては、センサーの種類は特定されていないが、連続測定できる時間は上記と同様であるものと考えられる。 Carbon dioxide sensors can be broadly classified into “(non-dispersive) infrared absorption type” and “solid electrolyte type”, both of which consume large power and are difficult to be wireless. For example, when such a carbon dioxide sensor is made wireless, the time that can be continuously measured using several ordinary alkaline batteries is about one day. In the prior art, the type of sensor is not specified, but the time during which continuous measurement can be performed is considered to be the same as described above.
本発明の目的は、二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素センサーを無線化し、かつ、当該二酸化炭素濃度の測定を長時間行うことを可能とするデータ処理装置及び二酸化炭素濃度測定用センサーシステムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a data processing device and a carbon dioxide concentration measuring sensor system that can wirelessly measure a carbon dioxide sensor that measures the carbon dioxide concentration and can measure the carbon dioxide concentration for a long time. There is.
本発明の１つの態様によれば、二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素測定手段を有し、前記二酸化炭素濃度測定手段に断続的に電力が供給される各二酸化炭素センサーからの測定データを順次、断続的に受信するデータ処理装置において、予め定められている時間帯に測定された測定データに基づいて室内の換気量を算出する換気量算出手段と、前記受信された測定データ及び前記算出された換気量に基づいて、前記室内における在室人数を算出する在室人数算出手段と、前記換気量算出手段によって算出された換気量と前記在室人数算出手段によって算出された在室人数とに基づいて、予想される二酸化炭素濃度を算出する二酸化炭素濃度算出手段と、前記二酸化炭素濃度算出手段によって算出された二酸化炭素濃度に基づいて、前記各二酸化炭素センサーに応じた空調機についての換気制御をする制御手段とを具備するデータ処理装置を提供することにある。
According to one aspect of the present invention, the apparatus has carbon dioxide measuring means for measuring carbon dioxide concentration, and sequentially receives measurement data from each carbon dioxide sensor to which power is intermittently supplied to the carbon dioxide concentration measuring means. In a data processing device that receives intermittently, a ventilation amount calculating means for calculating an indoor ventilation amount based on measurement data measured in a predetermined time zone , the received measurement data, and the calculated Based on the occupancy number calculating means for calculating the occupancy number in the room based on the ventilation amount, the ventilation amount calculated by the ventilation amount calculation means, and the occupancy number calculated by the occupancy number calculation means. Based on the carbon dioxide concentration calculated by the carbon dioxide concentration calculating means and the carbon dioxide concentration calculating means. To provide a data processing apparatus and a control means for the ventilation control of the air conditioner in accordance with the carbon sensor.
本発明によれば、二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素センサーを無線化し、かつ、当該二酸化炭素濃度の測定を長時間行うことが可能となる。 According to the present invention, a carbon dioxide sensor for measuring the carbon dioxide concentration can be made wireless, and the measurement of the carbon dioxide concentration can be performed for a long time.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本実施形態に係る二酸化炭素濃度測定用センサーシステムの構成を示すブロック図である。図１に示す二酸化炭素濃度測定用センサーシステムは、二酸化炭素センサー１０、無線親機２０及びデータ処理装置３０を有する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a sensor system for measuring carbon dioxide concentration according to the present embodiment. The sensor system for measuring carbon dioxide concentration shown in FIG. 1 includes a
二酸化炭素センサー１０は、例えばビル内等の居住スペース内（室内）に複数配置される。二酸化炭素センサー１０は、自身が配置されている室内の二酸化炭素濃度（ＣＯ2濃度）を測定する。二酸化炭素センサー１０は、測定された二酸化炭素濃度（を示すデータ）を無線通信により無線親機２０に対して送信する機能を有する。ここで用いられる無線方式は、例えば特定小電力無線である。
A plurality of
二酸化炭素センサー１０は、無線通信可能であるため、例えば配線及び電源の確保等が困難な箇所に配置することができる。
Since the
無線親機２０は、二酸化炭素センサー１０と無線通信可能に接続されている。無線親機２０は、二酸化炭素センサー１０のアクセスポイントとして機能する。また、無線親機２０は、データ処理装置３０と通信可能に接続されている。これにより、無線親機２０は、二酸化炭素センサー１０及びデータ処理装置３０間で、データの送受信を行う。
The
データ処理装置３０は、二酸化炭素センサー１０によって測定された二酸化炭素濃度に基づいて、各種処理を実行する。また、データ処理装置３０は、二酸化炭素センサー１０に対して、無線親機２０を介して二酸化炭素濃度の測定に関する指示を送信する。データ処理装置３０としては、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が用いられる。また、データ処理装置３０は、例えば上記した無線親機２０を内蔵する構成であっても構わない。
The
なお、上記したように本実施形態に係る二酸化炭素濃度測定用センサーシステムにおける無線方式は、特定小電力無線である。この特定小電力無線によれば、見通しができれば例えば１００ｍ〜１５０ｍ以上であっても通信可能である。また、周波数は４２９ＭＨｚ付近であり、例えばオフィスで多用されている無線ＬＡＮなどに用いられる２．４ＧＨｚ帯の電波との混信の恐れもない。 As described above, the wireless system in the carbon dioxide concentration measurement sensor system according to the present embodiment is a specific low power wireless. According to this specific low-power radio, communication is possible even if the distance is 100 m to 150 m or more if the line of sight is available. Further, the frequency is around 429 MHz, and there is no fear of interference with 2.4 GHz band radio waves used in, for example, wireless LANs frequently used in offices.
図２は、図１に示す二酸化炭素センサー１０の外観を示す。二酸化炭素センサー１０は、電源スイッチ１１、ディップスイッチ１２、リセットボタン１３、アンテナ１４及び電池交換蓋１５を備える。
FIG. 2 shows an appearance of the
電源スイッチ１１は、二酸化炭素センサー１０の電源のオン／オフを切り替える。二酸化炭素センサー１０により長時間にわたって測定を行わない場合には、例えば手動により電源を切ることができる。
The
ディップスイッチ１２は、二酸化炭素センサー１０の測定モード（後述する）の設定に用いられる。また、リセットボタン１３は、ディップスイッチ１２で設定された測定モードを例えば手動によりリセットする際に用いられる。
The
アンテナ１４は、無線通信用アンテナ、例えばヘリカルアンテナである。二酸化炭素センサー１０は、このアンテナ１４により無線通信を行うことができる。
The
また、電池交換蓋１５は、二酸化炭素センサー１０の電源である電池を交換する際に用いられる。例えば電池交換蓋１５を開けることによって、電池を交換することができる。
Further, the
なお、二酸化炭素センサー１０は、スリット部分１６の内部に二酸化炭素濃度を測定するセンサー素子を有する。このセンサー素子は、例えば非分散型赤外線吸収式のセンサー素子である。
The
図３は、二酸化炭素センサー１０の主として機能構成を示すブロック図である。二酸化炭素センサー１０は、二酸化炭素濃度測定素子（センサー素子）１０１、無線送信部１０２、無線信号受信部１０３、電源部１０４、外部電源用トランス１０５、測定モード設定部１０６、素子制御部１０７及び無線制御部１０８を含む。
FIG. 3 is a block diagram mainly showing a functional configuration of the
二酸化炭素濃度測定素子１０１は、二酸化炭素センサー１０が配置されている室内の二酸化炭素濃度を検知し、当該二酸化炭素濃度を測定する。
The carbon dioxide
無線送信部１０２は、二酸化炭素濃度測定素子１０１によって測定された二酸化炭素濃度を、アンテナ１４を介して無線通信により送信する。無線送信部１０２は、測定された二酸化炭素濃度を無線親機２０に対して送信する。これにより、二酸化炭素濃度測定素子１０１によって測定された二酸化炭素濃度は、無線親機２０を介してデータ処理装置３０に送信される。
The
無線受信部１０３は、例えば二酸化炭素センサー１０による測定タイミングまたは無線の送信タイミングを設定するためのデータ（以下、設定データと表記）を、アンテナ１４を介して受信する。無線受信部１０３は、データ処理装置３０によって無線親機２０を介して送信された設定データを受信する。
The
電源部１０４は、二酸化炭素濃度測定素子１０１、無線送信部１０２及び無線受信部１０３に対して、これらが動作するために必要な電力を供給する。この電源部１０４としては、例えば乾電池または充電池が用いられる。電源部１０４には上記した電源スイッチ１１が接続されており、この電源スイッチ１１により電源を切ることができる。これにより、二酸化炭素センサー１０が長期にわたって使用されない場合には、電池の消耗を防ぐことができる。
The
なお、外部電源は、必要に応じて用いられる。この場合、外部電源用トランス１０５を介して電力が供給される。また、この外部電源により、上記した電源部１０４として用いられる例えば電池を充電することも可能である。
An external power supply is used as necessary. In this case, power is supplied via the external
測定モード設定部１０６は、二酸化炭素センサー１０における二酸化炭素濃度の測定に関するモード（測定モード）を設定する。この測定モードには、例えば測定開始時刻、二酸化炭素濃度が測定される間隔（測定タイミング）及び二酸化炭素測定素子１０１によって測定された二酸化炭素濃度（測定データ）の送信タイミングが含まれる。
The measurement
測定モード設定部１０６は、例えば無線受信部１０３によって受信された設定データに基づいて、測定モードを設定する。また、測定モード設定部１０６は、当該測定モード設定部１０６に接続されたディップスイッチ１２によってハード的に測定モードを設定することも可能である。通常、例えばディップスイッチ１２を用いてハード的に設定された測定モードよりもデータ処理装置３０からの設定データに基づいて設定された測定モードの方が優先される。この場合において、例えば測定モード設定部１０６に接続されたリセットボタン１３を押すとハード的に設定された測定モードが有効となる。
The measurement
素子制御部１０７は、測定モード設定部１０６によって設定された測定モードに含まれる測定タイミング（間隔）で二酸化炭素濃度測定素子１０１に断続的に電力を供給するように、電源部１０４を制御する。これにより、二酸化炭素濃度測定素子１０１による二酸化炭素濃度の測定周期が断続的となる。
The
無線制御部１０８は、測定モード設定部１０６によって設定された測定モードに含まれる送信タイミング（間隔）で無線送信部１０２に断続的に電力を供給するように、電源部１０４を制御する。これにより、無線送信部１０２による測定データ（測定された二酸化炭素濃度）の送信周期が断続的となる。
The
図４は、無線親機２０及びデータ処理装置３０の主として機能構成を示すブロック図である。無線親機２０は、無線データ送信部２１及び無線データ受信部２２を含む。
FIG. 4 is a block diagram mainly showing functional configurations of the
無線データ送信部２１は、データ処理装置３０によって送信される設定データを二酸化炭素センサー１０に対して送信する。無線データ送信部２１は、無線通信により設定データを送信する。
The wireless
無線データ受信部２２は、二酸化炭素センサー１０によって送信される測定データを受信する。無線データ受信部２２は、無線通信により測定データを受信する。この受信された測定データは、データ処理装置３０に送信される。
The wireless data receiving unit 22 receives measurement data transmitted by the
データ処理装置３０は、計測管理部３１、入力データ格納部３２、送信部３３、受信部３４、変化率判定部３５、換気量評価部３６、在室人数評価部３７、結果表示処理部３８、表示部３９、データ格納処理部４０及びデータ格納部を含む。
The
計測管理部３１は、例えば二酸化炭素濃度測定用センサーシステムの管理者によって指定されたデータを入力する。この入力されたデータ（以下、入力データと表記）には、例えば二酸化炭素センサー１０が配置されている部屋（測定の対象となる室内）の容積、当該二酸化炭素センサー１０によって二酸化炭素濃度が測定されるタイミング（測定間隔）、測定開始時刻または二酸化炭素センサー１０における測定データの送信タイミング等が含まれる。入力データは、入力データ格納部３２に格納される。
For example, the
また、計測管理部３１は、計測管理部３１は、入力データに含まれる測定開始時刻、測定タイミングまたは送信タイミングに応じて、二酸化炭素センサー１０における設定データを、送信部３３を介して送信する。
Moreover, the
受信部３４は、無線親機２０に含まれる無線データ受信部２２によって受信された測定データを受信する。受信部３４は、例えば二酸化炭素センサー１０によって一定間隔毎に測定された複数の測定データを受信する。この二酸化炭素センサー１０による測定間隔は、上記した計測管理部３１によって送信された設定データに応じて設定される。
The receiving
変化率判定部３５は、測定データを、例えば予め定められた一定時間（期間）比較する。これにより、変化率判定部３５は、比較された測定データによって示される二酸化炭素濃度の変化率（状態）を判定する。変化率判定部３５は、例えば測定データの値の変化が予め定められた一定値以内（例えば１０００ＰＰＭ：Part Per Million）であれば二酸化炭素濃度は定常状態にあると判定する。
The change
また、変化率判定部３５は、例えば測定データの値が次第に増加していれば、測定されている室内にいる人の数（以下、在室人数と表記）が増加したか、または当該室内における換気量が減少したと判定する。
Further, for example, if the value of the measurement data gradually increases, the change
また、変化率判定部３５は、例えば測定データの値が次第に減少していれば、在室人数が減少したか、または測定対象の室内における換気量が増加したと判定する。
Further, for example, if the value of the measurement data is gradually decreasing, the change
換気量評価部３６は、変化率判定部３５によって判定された二酸化炭素濃度の変化率に基づいて、実効換気量を評価（算出）する。実効換気量は、二酸化炭素濃度測定時における実際の換気量である。この実効換気量は、二酸化炭素濃度の時系列データを例えば最小自乗法等を用いて指数関数でフィッティング（近似）し、このときのフィッティング係数及び入力データ格納部３２に格納されている部屋の容積から計算される。また、換気量評価部３６は、例えば在室人数が一定である場合には、実効換気量の時間変化を算出する。この実効換気量及び当該実効換気量の時間変化は、例えば一定時間毎に算出される。
The ventilation
在室人数評価部３７は、在室人数がわからない場合には、換気量評価部３６によって算出された実効換気量に基づいて在室人数を評価（算出）する。この在室人数は、例えば一定時間毎に算出される。
The occupant number evaluation unit 37 evaluates (calculates) the occupant number based on the effective ventilation amount calculated by the ventilation
なお、上記した実効換気量、当該実効換気量の時間変化または在室人数の具体的な算出処理については後述する。 In addition, the concrete calculation process of the above-mentioned effective ventilation volume, the time change of the effective ventilation volume, or the number of people in the room will be described later.
結果表示処理部３８は、換気量評価部３６によって算出された実効換気量及び当該実効換気量の時間変化を、例えば二酸化炭素濃度測定用センサーシステムの管理者に通知するために表示装置３９に表示させる。また、結果表示処理部３８は、在室人数評価部３７によって算出された在室人数を、管理者に通知するために表示装置３９に表示させる。
The result
データ格納処理部４０は、換気量評価部３６によって算出された実効換気量及び時間変化をデータ格納部４１に格納する。また、データ格納処理部４０は、在室人数評価部３７によって算出された在室人数をデータ格納部４１に格納する。
The data
図５は、二酸化炭素センサー１０における測定周期（測定タイミング）及び無線通信周期（送信タイミング）を示す。
FIG. 5 shows a measurement cycle (measurement timing) and a wireless communication cycle (transmission timing) in the
ここで、二酸化炭素センサー１０において二酸化炭素濃度を測定する場合には、正確な値が測定されるまで予熱を行う必要がある（電力を供給し始めてから時間を要する）場合がある。その他にも、素子の安定化のために測定に先立ち数分間の通電を必要とする場合がある。これは、二酸化炭素センサー１０に含まれる二酸化炭素濃度測定用素子（センサー素子）１０１の種類によって異なる。図５では、二酸化炭素センサー１０において測定を行うにあたって、予熱を行う必要があるセンサー素子１０１が用いられた場合を想定している。
Here, in the case where the carbon dioxide concentration is measured by the
図５において、上段の線２０１は、二酸化炭素センサー１０に含まれるセンサー素子１０１に対する電力供給を示す。以下、線２０１をセンサー素子電力供給線２０１と称する。また、下段の線２０２は、二酸化炭素センサー１０に含まれる無線送信部１０２に対する電力供給を示す。以下、線２０２を無線送信部電力供給線２０２と称する。
In FIG. 5, an upper line 201 indicates power supply to the
図５のセンサー素子電力供給線２０１に示すように、センサー素子１０１では、時間T1〜T2まで予熱が行われている。その後、時間T2〜T3まで二酸化炭素濃度の測定が行われる。そして、無線送信部１０２は、時間T3〜T4まで測定データを無線親機２０に対して送信する。その後、一定時間が経ち、時間T5から次の測定のための予熱がセンサー素子１０１で行われ、時間T6から測定が行われる。
As shown in the sensor element power supply line 201 in FIG. 5, the
つまり、図５に示すセンサー素子電力供給線２０１の例では、センサー素子１０１に対しては、時間T1〜T3まで電力が供給されている。また、無線送信部１０２に対しては、時間T3〜T4まで電力が供給されている。よって、図５に示すように、この例における測定周期は、時間T2〜T6となる。
That is, in the example of the sensor element power supply line 201 illustrated in FIG. 5, power is supplied to the
ここで、図５の無線送信部電力供給線２０２に示す無線送信に要する電力または起動に要する電力（例えば時間T3〜T4）を無視した場合を想定する。この場合、連続的に二酸化炭素濃度を測定する場合と比較すると、T5−T1／T3−T1倍に電池の寿命は長くなる。例えばT5−T1＝３０（分）、T3−T2≒０、T2−T1＝１（分）とした場合、電池の寿命は、T5−T1／T3−T1＝３０／１＝３０倍になる。 Here, it is assumed that power required for wireless transmission or power required for activation (for example, times T 3 to T 4 ) shown in the wireless transmission unit power supply line 202 in FIG. 5 is ignored. In this case, compared with the case where the carbon dioxide concentration is continuously measured, the life of the battery becomes longer by T 5 −T 1 / T 3 −T 1 times. For example, when T 5 −T 1 = 30 (min), T 3 −T 2 ≈0, and T 2 −T 1 = 1 (min), the battery life is T 5 −T 1 / T 3 −T 1 = 30/1 = 30 times.
例えば単三乾電池６本で２〜３日程度の連続測定が可能である場合を想定する。この場合、上記したように断続的に測定することで、同様の電源（単三乾電池６本）であっても２〜３ヶ月程度の測定が可能になる。また、例えば夜間は測定しないものとし、測定周期を１時間とすると、１年程度の測定が可能となる。 For example, it is assumed that continuous measurement for about 2 to 3 days is possible with 6 AA batteries. In this case, by intermittently measuring as described above, it is possible to measure for about two to three months even with the same power source (six AA batteries). Further, for example, when measurement is not performed at night and the measurement cycle is 1 hour, measurement of about one year is possible.
図６は、二酸化炭素濃度測定用センサーシステムにおける二酸化炭素センサー１０及び無線親機２０が配置されるフロアーを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a floor on which the
図６に示すように、フロアー３００には、例えば部屋（居室）３００ａ〜３００ｅ及び空調機械室３０１が設けられている。各部屋３００ａ〜３００ｅの各々には、例えば部屋の大きさに応じて複数の二酸化炭素センサー１０が配置されている。一方、例えば空調機械室３０１には、無線親機２０（アクセスポイント）が配置されている。
As shown in FIG. 6, for example, rooms (living rooms) 300 a to 300 e and an air
この場合、各部屋３００ａ〜３００ｅに配置されている二酸化炭素センサー１０の各々によって測定された二酸化炭素濃度（測定データ）は、フロアー３００の空調機械室３０１に配置された無線親機２０まで無線により送信される。二酸化炭素センサー１０の各々から送信された測定データは、例えばインターネット等のネットワーク５０を介してデータ処理装置３０（図示せず）に対して送られる。
In this case, the carbon dioxide concentration (measurement data) measured by each of the
次に、図７及び図８を参照して、二酸化炭素センサー１０によって測定された測定結果について説明する。図７は、例えば事務所ビル等のフロアーにおける二酸化炭素センサー１０の配置を示す。
Next, with reference to FIG.7 and FIG.8, the measurement result measured by the
図７に示す例では、例えば事務所ビルのフロアー４００内の４箇所に二酸化炭素センサー１０ａ〜１０ｄが配置されている。なお、二酸化炭素センサー１０ａは、例えば会議中である会議室内に配置されている。一方、二酸化炭素センサー１０ｂ〜１０ｃは、会議室以外の箇所（特に人が集まる場所以外の場所）に配置されているものとする。
In the example shown in FIG. 7, for example,
図８は、図７に示す二酸化炭素センサー１０ａ〜１０ｄによる二酸化炭素濃度の測定結果の一例を示す。図８においては、横軸は時間を示し、縦軸は測定された二酸化炭素濃度を示す。ここで、縦軸の二酸化炭素濃度は相対値である。
FIG. 8 shows an example of the measurement result of the carbon dioxide concentration by the
図８に示す例では、会議を行っている会議室に配置されている二酸化炭素センサー１０ａによって測定された二酸化炭素濃度は、約１７００と大きな値を示している。また、他の場所に配置された二酸化炭素センサー１０ｂ〜１０ｄによって測定された二酸化炭素濃度でも、約１２５０〜１４００とばらつきがある。
In the example shown in FIG. 8, the carbon dioxide concentration measured by the
また、図８に示す例では、時間１８：００〜１８：３０に、全部の二酸化炭素センサー（１０ａ〜１０ｄ）を用いて一箇所（例えば二酸化炭素センサー１０ｄが配置されていた付近）の二酸化炭素濃度を測定している。この結果から、各二酸化炭素センサー１０ａ〜１０ｄの測定誤差は５０程度であると考えられる。
Further, in the example shown in FIG. 8, carbon dioxide at one place (for example, the vicinity where the
上記結果から、例えばオフィス内の二酸化炭素濃度を測定する場合には、場所による分布を考慮する必要があることがわかる。 From the above results, it can be seen that, for example, when measuring the carbon dioxide concentration in an office, it is necessary to consider the distribution according to location.
図９及び図１０を参照して、１つの会議室内において複数箇所に配置された二酸化炭素センサー１０による二酸化炭素濃度の測定結果の一例について説明する。
With reference to FIG.9 and FIG.10, an example of the measurement result of the carbon dioxide concentration by the
図９は、会議室内で二酸化炭素センサー１０が配置された場所の一例を示す。図９に示す例では、チャンネル０（ＣＨ０）の二酸化炭素センサー１０は、床（高さ０ｃｍ）に配置されていることが示される。同様に、チャンネル１（ＣＨ１）の二酸化炭素センサー１０は、テーブル（高さ７０ｃｍ）に配置されている。チャンネル２（ＣＨ２）の二酸化炭素センサー１０は、ホワイトボード上（高さ１９０ｃｍ）に配置されている。また、チャンネル３（ＣＨ３）の二酸化炭素センサー１０は、天井（高さ２７０ｃｍ）に配置されている。このように、二酸化炭素センサー１０は、会議室内の４箇所に配置されている。
FIG. 9 shows an example of a place where the
図１０は、図９に示される場所に配置された二酸化炭素センサー１０による二酸化炭素濃度の測定結果である。上記した図８と同様に、図１０においても横軸は時間を示し、縦軸は測定された二酸化炭素濃度を示す。また、上記した図８と同様に、縦軸の二酸化炭素濃度は相対値である。
FIG. 10 shows the measurement result of the carbon dioxide concentration by the
図１０に示すように、図９に示す４箇所に配置された二酸化炭素センサー１０によって測定された二酸化炭素濃度は、会議を開始してから１時間程度でほぼ定常に達していることがわかる。また、二酸化炭素センサー１０が配置されている高さによって二酸化炭素濃度が異なることがわかる。
As shown in FIG. 10, it can be seen that the carbon dioxide concentration measured by the
通常、屋外の二酸化炭素濃度は４００ＰＰＭ程度である。しかしながら、人間の呼気中の二酸化炭素濃度は、３〜５％（３００００〜５００００ＰＰＭ）と極めて大きい。このため、二酸化炭素濃度の測定値は、当該測定の対象となる室内に人間がいることにより、極めて敏感に反応する。原理的には、二酸化炭素濃度分布を詳細に測定することで、二酸化炭素発生源（人間）の分布をかなりの程度まで推測することが可能となる。 Usually, outdoor carbon dioxide concentration is about 400 PPM. However, the concentration of carbon dioxide in human exhalation is as extremely high as 3-5% (30000-50000 PPM). For this reason, the measured value of the carbon dioxide concentration reacts very sensitively due to the presence of a person in the room to be measured. In principle, by measuring the carbon dioxide concentration distribution in detail, it is possible to estimate the distribution of carbon dioxide source (human) to a considerable extent.
ここで、二酸化炭素濃度ｈ（ＰＰＭ）の時間変化は、１点モデルで、
と表すことができる。ここで、ｈは二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）、Ｖは測定対象となる部屋（室内）の体積（ｍ3）、ｎは在室人数（人）、Ｓは例えば大人１人あたりの二酸化炭素排出量（ｍ3／ｈ／人）、ｈoutは外気の二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）、Ｑは実効的な換気量（ｍ3／ｈ）である。以下、Ｖ＝８７．７５（ｍ3）、Ｓ＝０．０２（ｍ3／ｈ／人）、ｈout＝４００（ＰＰＭ）であるものとして説明する。 It can be expressed as. Here, h is the carbon dioxide concentration (PPM), V is the volume (m 3 ) of the room (room) to be measured, n is the number of people in the room (person), and S is the amount of carbon dioxide emitted per adult, for example. (M 3 / h / person), hout is the carbon dioxide concentration (PPM) of the outside air, and Q is the effective ventilation (m 3 / h). In the following description, it is assumed that V = 87.75 (m 3 ), S = 0.02 (m 3 / h / person), and hout = 400 (PPM).
ここで、上記した式（１）の解は、
となる。ここで、ｈ0は初期の二酸化炭素濃度であり、ｈ∞は定常状態（時間ｔ→∞）における二酸化炭素濃度である。また、ｈ∞は、換気に用いる新鮮外気の二酸化炭素濃度ｈoutを用いて、上記した式（１）より、
と表される。 It is expressed.
上記したように、Ｓ＝０．０２（ｍ3／ｈ／人）、ｈout＝４００（ＰＰＭ）である。これにより、上記した式（３）を用いれば、ｎ人が在室する部屋の定常状態における室内の二酸化炭素濃度ｈ∞を一定値（例えば１０００ＰＰＭ）以下にするために必要な換気量Ｑが算出される。例えば測定対象となる部屋（室内）に５人が在室する、つまり、ｎ＝５の場合、式（３）により、Ｑ＝１６６（ｍ3／ｈ）となる。 As described above, S = 0.02 (m 3 / h / person) and hout = 400 (PPM). Thereby, if the above-described equation (3) is used, the ventilation amount Q required to make the indoor carbon dioxide concentration h ∞ in a steady state of the room where n people are present equal to or less than a certain value (for example, 1000 PPM) is calculated. Is done. For example, when five persons are present in a room (indoor) to be measured, that is, when n = 5, Q = 166 (m 3 / h) is obtained according to Equation (3).
ここで、注意すべき点は、上記した式（３）を用いた場合では、部屋の広さなどの情報を必要としないことである。これは、部屋を１点モデルで近似したため当然であるが、明らかに実態とは異なる。例えば極めて広い部屋と非常に狭い部屋で必要な換気量が等しいということはありえない。これは、二酸化炭素濃度の分布を無視したために生じる誤差となる。実際には人が居る付近を換気すればよいだけであり、部屋全体を換気する必要はない。また、二酸化炭素は空気より重たいので部屋の下部で濃度が高くなるため、部屋の下部から換気する方が効率がよくなる。逆に、呼気は温度が高いため対流によって部屋の上部の濃度が高くなることも考えられる。よく循環された部屋であれば発生源（人間）付近の濃度が高くなりうる。このような分布は実際に測定してみないとわからない。 Here, it should be noted that information such as the size of the room is not required when the above-described equation (3) is used. This is natural because the room is approximated by a one-point model, but it is clearly different from the actual situation. For example, it is impossible that the required ventilation is the same in a very large room and a very small room. This is an error caused by ignoring the distribution of carbon dioxide concentration. Actually, it is only necessary to ventilate the area where people are present, and it is not necessary to ventilate the entire room. Also, since carbon dioxide is heavier than air, its concentration is higher in the lower part of the room, so it is more efficient to ventilate from the lower part of the room. Conversely, since the temperature of exhaled air is high, the concentration in the upper part of the room may be increased by convection. In a well-circulated room, the concentration near the source (human) can be high. Such a distribution is not known unless it is actually measured.
一方、上記した式（２）を用いると、実効的な換気量が求まる。この場合、式（２）の指数関数部分を対数フィッティングすることにより勾配（−Ｑ／Ｖ）が求まる。ここでは、部屋の体積Ｖが現れる。即ち、部屋が広いほど定常に達するのに時間がかかるということである。 On the other hand, when the above equation (2) is used, an effective ventilation amount can be obtained. In this case, the slope (−Q / V) is obtained by logarithmic fitting of the exponential function part of the equation (2). Here, the volume V of the room appears. That is, the larger the room, the longer it takes to reach steady state.
ここで、図１１は、図１０に示す測定結果（測定データ）をフィッティングした結果の一例を示す。このフィッティングした結果から傾きを求めることにより、Ｑ／Ｖの値を求めることができる。図１１に示す例で、例えばＱ／Ｖ＝２．２（１／ｈ）であった場合、Ｖ＝８７．７５（ｍ3）であるから、Ｑ＝１９０（ｍ3／ｈ）となる。フィッティングの誤差もあるが、換気量を測定することは用意ではないので、この方法は極めて有効であると言える。つまり、上記したように本実施形態によれば、二酸化炭素濃度の分布（空間分布）を測定することにより、実効換気量を算出することが可能となる。 Here, FIG. 11 shows an example of the result of fitting the measurement result (measurement data) shown in FIG. The Q / V value can be obtained by obtaining the slope from the fitting result. In the example shown in FIG. 11, for example, when Q / V = 2.2 (1 / h), V = 87.75 (m 3 ), so Q = 190 (m 3 / h). Although there is an error in fitting, it is not ready to measure ventilation, so this method can be said to be extremely effective. That is, according to the present embodiment as described above, the effective ventilation volume can be calculated by measuring the distribution (spatial distribution) of the carbon dioxide concentration.
なお、空調制御においては、場合によっては部屋の空調負荷がわかると都合がよい場合ある。これには空調機による吸気のパラメータ（例えば空調機が供給する空気の温度、湿度）、換気のパラメータ（部屋の温度、湿度に等しいと考えてよい）とともに、換気量を知る必要がある。この場合、上記したように部屋の換気量を評価することで、空調負荷（除去すべき熱量）を推定することもできる。 In air conditioning control, it may be convenient to know the air conditioning load of the room in some cases. For this purpose, it is necessary to know the amount of ventilation as well as the parameters of the air intake by the air conditioner (for example, the temperature and humidity of the air supplied by the air conditioner) and the ventilation parameters (which may be considered to be equal to the room temperature and humidity). In this case, the air conditioning load (the amount of heat to be removed) can also be estimated by evaluating the ventilation rate of the room as described above.
図１２は、給気及び還気と換気の関係を説明するための図である。なお、給気は、空調機から室内に供給される空気である。また、還気は、室内から空調機に戻る空気である。 FIG. 12 is a diagram for explaining the relationship between supply and return air and ventilation. The air supply is air supplied from the air conditioner to the room. The return air is air that returns from the room to the air conditioner.
例えば給気の温度、湿度は容易に測定可能である。また、還気の温度及び湿度は部屋の湿度及び温度で代表される。なお、還気の温度及び湿度を直接に測定することも可能である。 For example, the temperature and humidity of the supply air can be easily measured. The temperature and humidity of the return air are represented by room humidity and temperature. It is also possible to directly measure the temperature and humidity of the return air.
ところで、空調機から部屋に流入する空気の量は、空調機に戻る空気の量と等しくなく、戻る空気の量と部屋から外に漏れる空気の量の和になる。この場合、部屋から外に漏れる空気の量に等しい外気が導入されている。これらの空気の量がわかれば熱のバランスから空調負荷（室内での潜熱及び顕熱の発生量）を評価することができる。 By the way, the amount of air flowing into the room from the air conditioner is not equal to the amount of air returning to the air conditioner, and is the sum of the amount of air returning and the amount of air leaking out of the room. In this case, outside air equal to the amount of air leaking out of the room is introduced. If the amount of these airs is known, the air conditioning load (the amount of latent heat and sensible heat generated in the room) can be evaluated from the heat balance.
しかしながら、これらの量を正確に評価することは難しい。そこで、上記したように二酸化炭素濃度の測定データのみから実効的な換気量（実効換気量）を算出する。これにより、この実効換気量あるいは、この実効換気量と既知の外気導入量を用いることで、室内の空調負荷を評価（推定）することが可能となる。この実効換気量及び評価された空調負荷に基づいて、例えば室内の空調を管理する空調機を制御することによって換気量を調節することができる。 However, it is difficult to accurately evaluate these quantities. Therefore, as described above, the effective ventilation volume (effective ventilation volume) is calculated only from the measurement data of the carbon dioxide concentration. Accordingly, it is possible to evaluate (estimate) the air conditioning load in the room by using this effective ventilation amount or this effective ventilation amount and a known outside air introduction amount. Based on the effective ventilation amount and the evaluated air conditioning load, for example, the ventilation amount can be adjusted by controlling an air conditioner that manages indoor air conditioning.
また、上記した式（３）を用いると、大人１人あたりの二酸化炭素排出量Ｓを仮定（Ｓ＝０．０２（ｍ3／ｈ／人））することで測定対象となる部屋の在室人数を評価することができる。例えば、上記した図１０から外気の二酸化炭素濃度を５００ＰＰＭとし、定常状態での平均の二酸化炭素濃度を１１５０ＰＰＭとすると、これらの値及び算出された実効換気量Ｑから式（３）よりｎ（在室人数）≒６となる。これにより、部屋にいる人数は６人ということになる。上記したように、実際には５人であるが、二酸化炭素センサー１０の測定値以外に何らの情報も用いていないことを考えると良い精度といえる。
In addition, when the above-described equation (3) is used, it is assumed that the carbon dioxide emission amount S per adult is assumed (S = 0.02 (m 3 / h / person)). The number of people can be evaluated. For example, from FIG. 10 described above, assuming that the carbon dioxide concentration in the outside air is 500 PPM and the average carbon dioxide concentration in the steady state is 1150 PPM, n (present Number of rooms) ≒ 6. As a result, the number of people in the room is six. As described above, although there are actually five persons, it can be said that the accuracy is good considering that no information other than the measured value of the
次に、図１３のフローチャートを参照して、例えば上記したような手法により算出される値を用いて、例えばビル内等の指定されたエリアにおいて二酸化炭素センサー１０を換気及び防犯のために利用する際のデータ処理装置３０の処理手順について説明する。例えば昼間（換気実施必要時間帯）には、二酸化炭素センサー１０は換気のために用いられる。一方、例えば夜間（換気実施不要時間帯）には二酸化炭素センサー１０は防犯のために用いられる。ビル内には、ｎ個の二酸化炭素センサー１０が配置されているものとして説明する。
Next, referring to the flowchart of FIG. 13, the
なお、以下の説明で換気扇とあるのは、実効的に換気を行うことができる機器であれば他の機器であっても構わない。 In the following description, the term “ventilator” may be any other device as long as it can effectively ventilate.
ここでは、指定されたエリアに配置されているｎ個の二酸化炭素センサー１０により、当該エリアの二酸化炭素濃度は例えば２４時間連続して測定されているものとする。
Here, it is assumed that the carbon dioxide concentration in the area is continuously measured, for example, for 24 hours by n
まず、ｉ（ｉ＝１、２、…、ｎ）番目の二酸化炭素センサー１０により、当該二酸化炭素センサー１０が配置されている付近の二酸化炭素濃度を測定する（ステップＳ１）。このｉ番目の二酸化炭素センサー（以下、対象二酸化炭素センサーと表記）１０によって測定された二酸化炭素濃度（測定データ）は、無線親機２０を介してデータ処理装置３０に送られる。この測定データは、データ処理装置３０の受信部３４によって受信される。
First, the carbon dioxide concentration in the vicinity where the
測定データがデータ処理装置３０の受信部３４によって受信されると、当該測定データが測定された時間が換気実施必要時間帯（例えば、昼間）であるか否かが判定される（ステップＳ２）。
When the measurement data is received by the receiving
換気実施必要時間帯でない、つまり換気実施不要時間帯（例えば、夜間）であると判定されると（ステップＳ２のＮＯ）、受信部３４によって受信された測定データの値が変動しているか否かが判定される（ステップＳ３）。
If it is determined that it is not in the ventilation required time zone, that is, in the ventilation unnecessary time zone (for example, at night) (NO in step S2), whether or not the value of the measurement data received by the receiving
測定データの値が変動していると判定された場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、例えば二酸化炭素発生源（例えば、人間または小動物等）の侵入があったとみなして警報を発生する（ステップＳ４）。 If it is determined that the value of the measurement data is changing (YES in step S3), for example, it is assumed that a carbon dioxide generation source (for example, a human or a small animal) has entered, and an alarm is generated (step S4). ).
次に、指定されたエリアに配置されているｎ個の二酸化炭素センサー１０の全てについて処理が完了したか否かが判定される（ステップＳ５）。
Next, it is determined whether or not the processing has been completed for all of the n
全てについて処理が完了したと判定された場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、処理は終了される。一方、全てについて処理が完了していないと判定された場合（ステップＳ５のＮＯ）、ｎ個の二酸化炭素センサー１０のうち、まだ処理されていない二酸化炭素センサー１０についてステップＳ１に戻って処理が繰り返される。
When it is determined that the processing has been completed for all (YES in step S5), the processing ends. On the other hand, if it is determined that the processing has not been completed for all (NO in step S5), the processing is repeated by returning to step S1 for the
一方、ステップＳ３において、測定データの値が変動していないと判定された場合、警報は発生されず、ステップＳ５の処理が実行される。 On the other hand, if it is determined in step S3 that the value of the measurement data has not fluctuated, no alarm is generated and the process of step S5 is executed.
また、ステップＳ２において換気実施必要時間帯であると判定された場合、上記した受信部３４によって受信された測定データの値が予め定められた基準値（例えば１０００ＰＰＭ）以上であるか否かが判定される（ステップＳ６）。
Further, when it is determined in step S2 that the time is required for ventilation, it is determined whether or not the value of the measurement data received by the receiving
測定データの値が予め定められた基準値以上でないと判定された場合（ステップＳ６のＮＯ）、上記した対象二酸化炭素センサー１０により例えば予め定められた一定時間、二酸化炭素濃度が測定される（ステップＳ７）。データ処理装置３０の受信部３４は、この間に測定された二酸化炭素濃度（測定データ）を受信する。これにより、データ処理装置３０では、二酸化炭素濃度の時間変化（率）が取得される。
If it is determined that the value of the measurement data is not equal to or greater than a predetermined reference value (NO in step S6), the carbon dioxide concentration is measured by the target
次に、データ処理装置３０は、取得された時間変化に応じて、二酸化炭素濃度の変化が定常状態であるか否かを判定する（ステップＳ８）。
Next, the
二酸化炭素濃度の変化が定常状態であると判定された場合（ステップＳ８のＹＥＳ）、当該定常状態となっている二酸化炭素濃度の値及び上記した式（３）を用いて、必要最小の換気量を算出する（ステップＳ９）。 When it is determined that the change in the carbon dioxide concentration is in a steady state (YES in step S8), the minimum necessary ventilation volume is calculated using the value of the carbon dioxide concentration in the steady state and the above equation (3). Is calculated (step S9).
データ処理装置３０は、算出された必要最小の換気量に応じて、例えば対象二酸化炭素センサー１０の近くに配置されている換気扇を停止する（ステップＳ１０）。これにより、換気量が低減され、省エネを図ることができる。
The
なお、冷房を行う場合、換気によって外気を導入すると除湿負荷が増大する。一般に、室内の空気は外気より湿度が小さいので、これを循環して冷房することにより空調に必要な消費電力を大幅に低下することも可能になる。 In the case of cooling, if the outside air is introduced by ventilation, the dehumidifying load increases. In general, indoor air has a humidity lower than that of the outside air, and thus it is possible to significantly reduce power consumption required for air conditioning by circulating and cooling the air.
ステップＳ１０の処理が実行されると、ステップＳ５の処理が実行される。 When the process of step S10 is executed, the process of step S5 is executed.
一方、ステップＳ８において二酸化炭素濃度の変化が定常状態でないと判定された場合、つまり二酸化炭素濃度が変化している場合、対象二酸化炭素センサー１０が配置されている部屋の在室人数が増加したか、または当該部屋の換気量が減少したことを意味する。このため、データ処理装置３０は、取得された時間変化を指数関数でフィッティングする（ステップＳ１１）。
On the other hand, if it is determined in step S8 that the change in the carbon dioxide concentration is not a steady state, that is, if the carbon dioxide concentration is changing, has the number of people in the room where the target
データ処理装置３０の実効換気量評価部３６は、フィッティングされた結果に基づいて、上記した式（２）を用いて実効的な換気量（実効換気量）を算出する（ステップＳ１２）。
The effective ventilation
次に、データ処理装置３０の在室人数評価部３７は、算出された実効換気量及び式（３）を用いて、上記した対象二酸化炭素センサー１０が配置されている部屋の在室人数を算出（評価）する（ステップＳ１３）。
Next, the occupancy number evaluation unit 37 of the
データ処理装置３０では、算出された実効換気量及び在室人数に基づいて、予想される二酸化炭素濃度を算出する（ステップＳ１４）。ここで、この算出された二酸化炭素濃度が、予め定められた基準値以下であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。
The
このとき、予め定められた基準値以下でないと判定された場合（ステップＳ１５のＮＯ）、例えば対象二酸化炭素センサー１０が配置されている部屋の空調機を制御することによって、対象二酸化炭素センサー１０に近い換気扇で換気する（ステップＳ１６）。
At this time, if it is determined that it is not less than the predetermined reference value (NO in step S15), for example, by controlling the air conditioner in the room where the target
一方、ステップＳ１５において予め定められた基準値以下であると判定された場合、ステップＳ１０の処理が実行される。 On the other hand, if it is determined in step S15 that it is equal to or less than a predetermined reference value, the process of step S10 is executed.
また、ステップＳ６において測定データの値が予め定められた基準値以上であると判定された場合、ステップＳ１６の処理が実行される。 If it is determined in step S6 that the value of the measurement data is greater than or equal to a predetermined reference value, the process of step S16 is executed.
ところで、本実施形態に係る二酸化炭素センサー１０は、例えば室内に置かれた移動体または浮遊体に配置することで、当該室内の様々な箇所の二酸化炭素濃度を測定することが可能である。
By the way, the
図１４は、上記した移動体または浮遊体に二酸化炭素センサー１０が配置された具体例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a specific example in which the
図１４に示すように、例えば室内４００には、移動体４０１、浮遊体４０２及び浮遊体４０３がある。この移動体４０１、浮遊体４０２及び浮遊体４０３には、それぞれ二酸化炭素センサー１０が配置されている。これにより、例えば二酸化炭素センサー１０が１箇所に配置されている場合とは異なり、室内４００に配置される二酸化炭素センサー１０の数が当該室内４００の広さに対して少ない場合でも、当該室内４００の様々な箇所の二酸化炭素濃度を測定することが可能となる。
As illustrated in FIG. 14, for example, a
上記したように本実施形態においては、二酸化炭素センサー１０を無線化することにより、例えば電源確保または配線が困難な箇所であっても当該二酸化炭素センサー１０を配置することができる。
As described above, in the present embodiment, by making the
また、一般的に二酸化炭素濃度測定用のセンサー素子１０１は、消費電力が大きいため、連続的に使用すると単三アルカリ乾電池を例えば２〜４本用いても数時間程度の測定時間が限界である。無線送信自体にも電力を消費する。そこで、本実施形態においては、二酸化炭素センサー１０において二酸化炭素濃度の測定及び当該測定された二酸化炭素濃度（測定データ）の送信を断続的とすることで、二酸化炭素濃度の測定を長時間行うことができる。
In general, the
また、本実施形態においては、二酸化炭素センサー１０の無線化により、例えばビル等の各部屋または廊下等に当該二酸化炭素センサー１０を多数配置できる。これにより、各部屋の実効的な換気量を算出することができる。このように、例えば各部屋の実効的な換気量を評価することにより、換気の最適化を図ることが可能となる。同様に、二酸化炭素センサー１０を各部屋に複数配置することにより、当該部屋の居住者の位置における二酸化炭素濃度の測定が可能となる。
Further, in the present embodiment, a large number of
また、本実施形態においては、室内に配置された複数の二酸化炭素センサー１０を用いて当該室内の二酸化炭素濃度の空間分布を取得（測定）し、当該空間分布を用いて複数の空調機及び複数の吸引口を制御することができる。これにより、室内の二酸化炭素濃度の空間分布を調整することができる。
Further, in the present embodiment, the spatial distribution of the carbon dioxide concentration in the room is acquired (measured) using the plurality of
本実施形態においては、二酸化炭素センサー１０により断続的に測定された二酸化炭素濃度から、実効的な換気量及び当該二酸化炭素センサー１０が配置されている部屋の在室人数を算出することができる。これに応じて、例えば空調機または換気扇の制御を実行することにより、例えば換気量等を減少させることができる。
In the present embodiment, from the carbon dioxide concentration measured intermittently by the
また、本実施形態においては、二酸化炭素センサー１０を用いて二酸化炭素濃度を長期間測定することができるので、二酸化炭素濃度の変化を日常的に測定することにより、例えば夜間等の人のいないはずの時間において二酸化炭素濃度の変化が見られた場合、不審者の侵入や小動物の侵入とみなして、警報を発生することができる。これにより、防犯上の効果も得ることができる。
Further, in the present embodiment, since the carbon dioxide concentration can be measured for a long time using the
また、例えば二酸化炭素センサー１０を移動体または浮遊体に配置することにより、部屋に配置された二酸化炭素センサー１０が少数であった場合でも、当該部屋の様々な箇所の二酸化炭素濃度を測定することができる。
Further, for example, by disposing the
なお、本実施形態においては、二酸化炭素センサー１０に用いられるセンサー素子１０１は非分散型赤外線吸収式のセンサー素子であるものとして説明したが、固体電解質方式のセンサー素子が用いられる構成であっても構わない。
In the present embodiment, the
なお、本願発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
１０…二酸化炭素センサー、２０…無線親機、２１…無線データ送信部、２２…無線データ受信部、３０…データ処理装置、３１…計測管理部、３２…入力データ格納部、３３…送信部、３４…受信部、３５…変化率判定部、３６…換気量評価部、３７…在室人数評価部、３８…結果表示処理部、３９…表示装置、４０…データ格納処理部、４１…データ格納部、１０１…二酸化炭素濃度測定素子（二酸化炭素濃度測定手段）、１０２…無線送信部、１０３…無線受信部、１０４…電源部（電力供給手段）、１０５…外部電源用トランス、１０６…測定モード設定部、１０７…素子制御部（第１の制御部）、１０８…無線制御部（第２の制御部）。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
予め定められている時間帯に測定された測定データに基づいて室内の換気量を算出する換気量算出手段と、
前記受信された測定データ及び前記算出された換気量に基づいて、前記室内における在室人数を算出する在室人数算出手段と、
前記換気量算出手段によって算出された換気量と前記在室人数算出手段によって算出された在室人数とに基づいて、予想される二酸化炭素濃度を算出する二酸化炭素濃度算出手段と、
前記二酸化炭素濃度算出手段によって算出された二酸化炭素濃度に基づいて、前記各二酸化炭素センサーに応じた空調機についての換気制御をする制御手段と
を具備することを特徴とするデータ処理装置。 In a data processing apparatus that has carbon dioxide measuring means for measuring carbon dioxide concentration, and that receives measurement data from each carbon dioxide sensor that is intermittently supplied with power to the carbon dioxide concentration measuring means, sequentially,
A ventilation amount calculating means for calculating an indoor ventilation amount based on measurement data measured in a predetermined time zone;
Based on the received measurement data and the calculated ventilation volume, the occupancy number calculating means for calculating the occupancy number in the room;
A carbon dioxide concentration calculating means for calculating an expected carbon dioxide concentration based on the ventilation amount calculated by the ventilation amount calculating means and the occupant number calculated by the occupant number calculating means;
A data processing apparatus comprising: control means for performing ventilation control for an air conditioner corresponding to each carbon dioxide sensor based on the carbon dioxide concentration calculated by the carbon dioxide concentration calculating means.
前記判定手段にて測定データの値が変動していると判定された場合、警報を発生する警報発生手段と
を更に具備することを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。 Determination means for determining whether the value of the measurement data measured in a time zone other than the predetermined time zone is fluctuating;
The data processing apparatus according to claim 1, further comprising: an alarm generation unit that generates an alarm when the determination unit determines that the value of the measurement data is fluctuating.
前記データ処理装置は、
予め定められている時間帯に測定された測定データに基づいて室内の換気量を算出する換気量算出手段と、
前記受信された測定データ及び前記算出された換気量に基づいて、前記室内における在室人数を算出する在室人数算出手段と、
前記換気量算出手段によって算出された換気量と前記在室人数算出手段によって算出された在室人数とに基づいて、予想される二酸化炭素濃度を算出する二酸化炭素濃度算出手段と、
前記二酸化炭素濃度算出手段によって算出された二酸化炭素濃度に基づいて、前記各二酸化炭素センサーに応じた空調機についての換気制御をする制御手段と
を含む
ことを特徴とする二酸化炭素濃度測定用センサーシステム。 A plurality of carbon dioxide sensors having carbon dioxide measuring means for measuring carbon dioxide concentration, wherein power is intermittently supplied to the carbon dioxide concentration measuring means, and measurement data from each carbon dioxide sensor are sequentially and intermittently provided; In a sensor system for measuring carbon dioxide concentration comprising a data processing device for receiving
The data processing device includes:
A ventilation amount calculating means for calculating an indoor ventilation amount based on measurement data measured in a predetermined time zone;
Based on the received measurement data and the calculated ventilation volume, the occupancy number calculating means for calculating the occupancy number in the room;
A carbon dioxide concentration calculating means for calculating an expected carbon dioxide concentration based on the ventilation amount calculated by the ventilation amount calculating means and the occupant number calculated by the occupant number calculating means;
And a control means for performing ventilation control for the air conditioner corresponding to each carbon dioxide sensor based on the carbon dioxide concentration calculated by the carbon dioxide concentration calculating means. .
前記予め定められている時間帯以外の時間帯に測定された測定データの値が変動しているかを判定する判定手段と、
前記判定手段にて測定データの値が変動していると判定された場合、警報を発生する警報発生手段と
を更に含むことを特徴とする請求項３記載の二酸化炭素濃度測定用センサーシステム。 The data processing device includes:
Determination means for determining whether the value of the measurement data measured in a time zone other than the predetermined time zone is fluctuating;
4. The sensor system for measuring carbon dioxide concentration according to claim 3, further comprising alarm generating means for generating an alarm when it is determined by the determining means that the value of the measurement data is fluctuating.
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