(57)【要約】【課題】２４時間換気で求められる換気量を確保しつつ、複数の室内の空調が可能な空調換気装置を提供する。【解決手段】室内Ｒを換気しつつ、温度調整した空気を室内Ｒに供給する空調換気装置１０であって、筺体１２、筺体１２内に外気を取り込む外気取込み部２４、４７、それぞれ室内Ｒの空気を筺体１２内に取り込む第１、第２の内気取込み部３８、２３、屋外へ排出される空気が筺体１２外に送り出される排出部４０、４１、及び、室内Ｒに供給する温度調整された空気を筺体１２外に吹き出す吹出部２５、２６、２７を備え、外気取込み部２４、４７及び第１の内気取込み部３８から筺体１２内に入る空気量と排出部４０、４１及び吹出部２５、２６、２７から筺体１２外に出る空気量を計測する流出入量検出手段５６の計測値を基に、第２の内気取込み部２３を通って筺体１２内に流入する室内Ｒの空気量を調整する流入量調節手段１９の動作を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の空気を屋外の空気と入れ替えつつ、温度調整した空気を室内に供給する空調換気装置であって、
筺体、該筺体内に外気を取り込む外気取込み部、それぞれ室内の空気を前記筺体内に取り込む第１、第２の内気取込み部、屋外へ排出される空気が該筺体外に送り出される排出部、及び、室内に供給する温度調整された空気を該筺体外に吹き出す吹出部が設けられたハンドリングユニットと、
前記外気取込み部及び前記第１の内気取込み部から前記筺体内に入る空気量と前記排出部及び前記吹出部から前記筺体外に出る空気量を計測する流出入量検出手段と、
前記第２の内気取込み部を通って前記筺体内に流入する室内の空気量を調整する流入量調節手段と、
前記流出入量検出手段の計測値を基に前記流入量調節手段の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする空調換気装置。
【請求項２】
請求項１記載の空調換気装置において、前記流入量調節手段はダンパであることを特徴とする空調換気装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の空調換気装置において、前記外気取込み部は複数あって、少なくとも１つの該外気取込み部を、集熱器の近傍に設けられた集熱近傍空間を通って該集熱器の発熱により温められた外気が通過することを特徴とする空調換気装置。
【請求項４】
請求項３記載の空調換気装置において、前記排出部は複数あって、少なくとも１つの該排出部を、前記集熱近傍空間を経由して屋外に排出される空気が通過することを特徴とする空調換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内の温度調整及び換気を行う空調換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本では、建築基準法によって、家屋全体の空気を２時間で入れ替える２４時間換気が義務付けられており、２４時間換気を行う装置の具体例が特許文献１に記載されている。
また、室内機に相当するユニットを屋根裏等に設け、そのユニットから吹き出される空気をダクト経由で複数の室内に送り暖房又は冷房を行う空調設備が建物に設置されている。この種の空調設備の具体例が例えば特許文献２に記載されている。ダクトから室内に吹き出される風量は、例えば、室内温度と暖房の設定温度の温度差が小さければ少なくなり、室内温度と暖房の設定温度の温度差が大きければ多くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０７８０号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、２４時間換気と複数の室内を空調する空調設備を別個に設ける場合、必要となる部品点数が多くなるという課題や、設置のために大きなスペースを確保する必要があるという課題があった。これらの課題を解決するために、２４時間換気の装置と空調設備とを合体させたシステムを設計することが考えられるが、この場合、２４時間換気で求められる換気量を確保しつつ、空調を行うことが求められる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、２４時間換気で求められる換気量を確保しつつ、複数の室内の空調が可能な空調換気装置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】
【０００５】
前記目的に沿う本発明に係る空調換気装置は、室内の空気を屋外の空気と入れ替えつつ、温度調整した空気を室内に供給する空調換気装置であって、筺体、該筺体内に外気を取り込む外気取込み部、それぞれ室内の空気を前記筺体内に取り込む第１、第２の内気取込み部、屋外へ排出される空気が該筺体外に送り出される排出部、及び、室内に供給する温度調整された空気を該筺体外に吹き出す吹出部が設けられたハンドリングユニットと、前記外気取込み部及び前記第１の内気取込み部から前記筺体内に入る空気量と前記排出部及び前記吹出部から前記筺体外に出る空気量を計測する流出入量検出手段と、前記第２の内気取込み部を通って前記筺体内に流入する室内の空気量を調整する流入量調節手段と、前記流出入量検出手段の計測値を基に前記流入量調節手段の動作を制御する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る空調換気装置は、筺体内に外気を取り込む外気取込み部、それぞれ室内の空気を筺体内に取り込む第１、第２の内気取込み部、屋外へ排出される空気が筺体外に送り出される排出部、及び、室内に供給する温度調整された空気を筺体外に吹き出す吹出部が設けられたハンドリングユニットと、外気取込み部及び第１の内気取込み部から筺体内に入る空気量と排出部及び吹出部から筺体外に出る空気量を計測する流出入量検出手段と、第２の内気取込み部を通って筺体内に流入する室内の空気量を調整する流入量調節手段と、流出入量検出手段の計測値を基に流入量調節手段の動作を制御する制御手段とを備えるので、換気量及び複数の室内の空調のために各室内に供給すべき空気量を調整することができ、２４時間換気で求められる換気量を確保しつつ、複数の室内の空調が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る空調換気装置の説明図である。
【図２】ハンドリングユニットの説明図である。
【図３】制御手段の接続を示すブロック図である。
【図４】日中の時間帯の冷房運転の説明図である。
【図５】夜間時間帯の冷房運転及び日中の時間帯の暖房運転の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る空調換気装置１０は、室内Ｒの空気を屋外の空気と入れ替えつつ、温度調整した空気を室内Ｒに供給する装置であって、外気及び室内の空気を筺体１２内に取り込み、屋外へ排出される空気を筺体１２外に送り出し、室内Ｒに供給される空気を温度調整して筺体１２外に吹き出すハンドリングユニット１１を備えている。以下、詳細に説明する。
【０００９】
空調換気装置１０が設置される建屋Ｓは、図１、図２に示すように、屋根裏空間にハンドリングユニット１１が設置されており、屋根にＰＶＴパネル（集熱器の一例）Ｐが固定されている。ＰＶＴパネルＰは太陽光発電及び太陽熱の集熱を行う板状物であり、主に太陽熱を集熱する際に温度が上昇する。建屋Ｓには、ＰＶＴパネルＰの近傍（本実施の形態ではＰＶＴパネルＰが固定されている屋根の下側）に屋外に連通したパネル近傍空間（集熱近傍空間の一例）Ｑが設けられている。パネル近傍空間Ｑ内の空気は、ＰＶＴパネルＰの発熱により温められて温度上昇する。
【００１０】
ハンドリングユニット１１は、筺体１２と、それぞれ筺体１２内に取り付けられた熱交換器１３、ファン１４、１５、１６、１７、１８及びダンパ１９、２０、２１（ダンパ１９は流入量調節手段の一例）を備えている。
そして、ハンドリングユニット１１には、室内Ｒの空気を筺体１２内に取り込む内気取込み部２３（第２の内気取込み部）、パネル近傍空間Ｑ経由で外気を筺体１２内に取り込む外気取込み部２４、室内Ｒに送られる空気を筺体１２外に吐き出す吹出部２５、２６、２７が設けられている。
【００１１】
図２に示すように、熱交換器１３を基準にして、内気取込み部２３及び外気取込み部２４は筺体１２の一側に位置し、吹出部２５、２６、２７は筺体１２の他側に位置している。熱交換器１３は、図１に示すように、室外機２７ａに接続されており、熱交換器１３を通過する空気と熱交換器１３内を流れる冷媒とを熱交換して、熱交換器１３を通過する空気の温度を調整する（上げる又は下げる）。ファン１４、１５、１６は吹出部２５、２６、２７の近傍にそれぞれ設けられている。
【００１２】
ファン１４、１５、１６のいずれか１つ又は複数が作動することによって、内気取込み部２３や外気取込み部２４から筺体１２内に空気が取り込まれ、筺体１２内に取り込まれた当該空気は、熱交換器１３を通過して温度調整がなされる。温度調整がなされた空気は、図１、図２に示すように、ファン１４の作動時に吹出部２５からダクト２９を介して室内Ｒに送られ、ファン１５の作動時に吹出部２６からダクト３０を介して室内Ｒに送られ、ファン１６の作動時に吹出部２７からダクト３１を介して室内Ｒに送られる。
【００１３】
なお、図１においては、ダクト２９の記載を省略している。また、吹出部２５、２６、２７の近傍にはそれぞれ、図２に示すように、ファン１４が停止時に吹出部２５から筺体１２内への空気の流入を防止する逆止弁３２、ファン１５が停止時に吹出部２６から筺体１２内への空気の流入を防止する逆止弁３３、ファン１６が停止時に吹出部２７から筺体１２内への空気の流入を防止する逆止弁３４が設けられている。
【００１４】
本実施の形態では、吹出部２５、２６、２７がそれぞれ、筺体１２に形成された開口に装着されたダクト２９の吸込口、筺体１２に形成された開口に固定されたダクト３０の吸込口、及び、筺体１２に形成された開口に固定されたダクト３１の吸込口からなっている。そして、内気取込み部２３は、図１、図２に示すように、筺体１２に形成された開口に装着されて、室内Ｒからの空気が流れるダクト３５の吹出口からなり、外気取込み部２４は、筺体１２に形成された開口に装着されて、パネル近傍空間Ｑからの外気が流れるダクト３６の吹出口からなっている。
【００１５】
ダンパ１９、２０は、内気取込み部２３及び外気取込み部２４にそれぞれ設けられ、図３に示すように、ファン１４、１５、１６、１７、１８に接続された、マイクロコンピュータ等からなる制御手段２２に接続されている。制御手段２２は、信号発信によって、ファン１４、１５、１６、１７、１８及びダンパ１９、２０の動作を制御する。
ダンパ１９は制御手段２２から発信される信号により作動して内気取込み部２３を開いた状態（筺体１２内に室内Ｒの空気を取り込める状態）又は閉じた状態（筺体１２内に室内Ｒの空気を実質的に取り込めない状態）にする。よって、ダンパ１９は内気取込み部２３を通って筺体１２内に流入する室内Ｒの空気量を実質的にゼロにするか否かを調整（当該空気量を調整）する。
【００１６】
ダンパ２０は制御手段２２から発信される信号により作動して外気取込み部２４を開いた状態（筺体１２内にパネル近傍空間Ｑを通過した外気を取り込める状態）又は閉じた状態（筺体１２内にパネル近傍空間Ｑを通過した外気を実質的に取り込めない状態）にする。
本実施の形態において、ダンパ１９、２０は開度調整ができないダンパであるが、ダンパ１９、２０の代わりに開度調整が可能なダンパを採用することもできる。
【００１７】
また、ハンドリングユニット１１には、図１、図２に示すように、室内Ｒの空気をダクト３７経由で筺体１２内に取り込む内気取込み部３８（第１の内気取込み部）と、内気取込み部３８から筺体１２内に取り込まれた空気が通過する全熱交換器３９と、全熱交換器３９を通過して屋外へ排出される空気がそれぞれ筺体１２外に送り出される排出部４０、４１が設けられている。本実施の形態において、内気取込み部３８はダクト３７の吹出口からなり、排出部４０、４１は、筺体１２に連結されたダクト４２、４３の吸込口からそれぞれなっている。
【００１８】
ファン１７、１８は排出部４１の近傍及び排出部４０の近傍にそれぞれ設けられている。
ファン１７又はファン１８の作動により、内気取込み部３８から室内Ｒの空気が筺体１２内に取り込まれ、当該空気が全熱交換器３９を通過する。全熱交換器３９を通過した空気は、ファン１８が作動時、排出部４０から筺体１２外に排出されダクト４２経由で屋外に送り出され、ファン１７が作動時、排出部４１を通過して筺体１２外に排出されダクト４３、３６及びパネル近傍空間Ｑを経由して屋外に送り出される。
【００１９】
ダクト４２には、ファン１８が停止時に排出部４０を通って筺体１２内にダクト４２内の空気（外気を含む）が流入するのを防止する逆止弁４４が設けられ、ダクト４３には、ファン１７が停止時に排出部４１を通って筺体１２内にダクト４３内の空気（外気を含む）が流入するのを防止する逆止弁４５が設けられている。
【００２０】
また、ハンドリングユニット１１には、外気をダクト４６経由で筺体１２内に取り込む外気取込み部４７が設けられている。本実施の形態では、外気取込み部４７がダクト４６の吹出口からなり、ダクト４６にはフィルタ４８が装着されている。
外気取込み部４７の近傍に設けられたダンパ２１は、制御手段２２から発信される信号によって外気取込み部４７を開いた状態（筺体１２内に外気を取り込める状態）又は閉じた状態（筺体１２内に外気を実質的に取り込めない状態）にする。
【００２１】
外気取込み部４７から筺体１２内に取り込まれた外気は、全熱交換器３９を通過し、熱交換器１３を通過して、吹出部２５、２６、２７を通って室内Ｒに送られる。当該外気は、全熱交換器３９を通過の際に、内気取込み部３８から取り込まれ全熱交換器３９を通過する室内Ｒの空気と熱交換されて、当該室内Ｒの空気から熱を取得して昇温する（又は当該室内Ｒの空気に熱を与えて温度が低下する）。
【００２２】
また、ダクト３６内には、図２に示すように、温度及び相対湿度を計測する温湿度センサ４９及び気圧を計測する圧力センサ５０が設けられ、筺体１２内には熱交換器１３の空気の出側に、温度及び相対湿度を計測する温湿度センサ５１及び気圧を計測する圧力センサ５２が設けられている。そして、ダクト３５内には、温度及び相対湿度を計測する温湿度センサ５３が設けられ、筺体１２内の内気取込み部３８と全熱交換器３９の間、及び、筺体１２内の外気取込み部４７と全熱交換器３９の間には、気圧を計測する圧力センサ５４、５５がそれぞれ設けられている。
【００２３】
温湿度センサ４９、５１、５３及び圧力センサ５０、５２、５４、５５は、図３に示すように、制御手段２２に接続されており、制御手段２２は温湿度センサ４９、５１、５３及び圧力センサ５０、５２、５４、５５の各計測値を検知することができる。
筺体１２内には、図２に示すように、仕切られた２つの空間（以下、第１空間及び第２空間とする）が存在する。
【００２４】
熱交換器１３が設けられている第１空間に対しては、内気取込み部２３、外気取込み部２４、４７を通った空気が流入し、第１空間内の空気が吹出部２５、２６、２７を通って第１空間外に流出する。従って、第１空間に空気が流入する流路の気圧は圧力センサ５０、５５によって計測され、第１空間から空気が流出する流路の気圧は圧力センサ５２によって計測される。
【００２５】
第２空間に対しては、内気取込み部３８を通った空気が流入し、第２空間内の空気が排出部４０、４１を通って第２空間外に流出することから、第２空間に流入する空気量及び第２空間から流出する空気量は等しい。第２空間に空気が流入する流路及び第２空間から空気が流出する流路の気圧は、圧力センサ５４によって計測される。
制御手段２２は、圧力センサ５０、５２、５４、５５の各計測値を基に、外気取込み部２４、４７及び内気取込み部３８から前記筺体内に入る空気量と、排出部４０、４１及び吹出部２５、２６、２７から筺体１２外に出る空気量を導出する。本実施の形態では、図３に示すように、主として圧力センサ５０、５２、５４、５５によって流出入量検出手段５６が構成されている。
【００２６】
そして、制御手段２２は、圧力センサ５０、５２、５４、５５の各計測値を基にダンパ１９の動作を制御して、内気取込み部２３から筺体１２内に取り込まれる室内Ｒの空気量を調整し、室内Ｒの温度調整をしながら、室内Ｒに外気を供給して室内Ｒの空気を屋外に排出する換気量が所定の量（２時間で室内Ｒの空気が全て入れ替わる量）となるようにする。
【００２７】
制御手段２２には、図１、図３に示すように、室内Ｒの冷房、暖房、除湿の操作及び換気についての操作がなされる操作盤５７と外気の温度を計測する温度センサ５８が接続されている。
制御手段２２は、温度センサ５８の計測温度が所定の温度Ｔ１（例えば、２５℃）以上の状態で日中の時間帯に冷房運転を行う際、図４に示すように、ファン１８を停止した状態で、ダンパ２０を閉じ、ダンパ１９、２１を開き、ファン１４、１５、１６、１７を作動させる。
【００２８】
これによって、外気取込み部４７を介して外気を筺体１２内に取り込み、内気取込み部２３を介して室内Ｒの空気を筺体１２内に取り込み、その取り込んだ空気（外気及び室内Ｒの空気）を熱交換器１３によって温度調整した後に吹出部２５、２６、２７を介して室内Ｒに供給すると共に、内気取込み部３８を介して筺体１２内に取り込んだ室内Ｒの空気を全熱交換器３９、排出部４１及びパネル近傍空間Ｑを順に通過させて屋外に排出することができる。
【００２９】
外気温度が所定の温度Ｔ１以上で日中の時間帯で冷房運転がなされる際には、通常、ＰＶＴパネルＰの発熱によりパネル近傍空間Ｑ内の空気が温められる。そのため、室内Ｒの空気をパネル近傍空間Ｑ経由で屋外に排出することによって、パネル近傍空間Ｑ内の空気の熱が室内Ｒに伝わることを抑制して、冷房運転の負担を減らすようにしている。
【００３０】
一方、制御手段２２は、温度センサ５８の計測温度が所定の温度Ｔ２（例えば、２５℃）以下の状態で夜間時間帯に冷房運転を行う際や、温度センサ５８の計測温度が所定の温度Ｔ３（例えば、１０℃）以上の状態で日中の時間帯に暖房運転を行う際、図５に示すように、ファン１７を停止した状態で、ダンパ２１を閉じ、ダンパ１９、２０を開き、ファン１４、１５、１６、１８を作動させる。
【００３１】
これによって、パネル近傍空間Ｑ及び外気取込み部２４を介して外気を筺体１２内に取り込み、内気取込み部２３を介して室内Ｒの空気を筺体１２内に取り込み、その取り込んだ空気（外気及び室内Ｒの空気）が熱交換器１３を通過して吹出部２５、２６、２７経由で室内Ｒに供給されると共に、内気取込み部３８を介して筺体１２内に取り込んだ室内Ｒの空気が排出部４０経由で屋外へ排出される。
【００３２】
温度センサ５８の計測温度が温度Ｔ２以下の状態で夜間時間帯に冷房運転している際には、ＰＶＴパネルＰの放射冷却によりパネル近傍空間Ｑ内で外気が冷却されて、外気取込み部２４から筺体１２内に流入するので、冷房運転の負担を減らすことが可能である。
そして、温度センサ５８の計測温度が温度Ｔ３以上の状態で日中の時間帯に暖房運転している際には、パネル近傍空間Ｑを通ってＰＶＴパネルＰの発熱により温められた外気が外気取込み部２４から筺体１２内に流入することとなり、暖房運転の負担を減らすことができる。
【００３３】
温湿度センサ４９が計測するダクト３６内を筺体１２に向かって進む空気の温度に応じて、制御手段２２は、熱交換器１３に接続された室外機２７ａを作動させて熱交換器１３を通過する空気の熱交換をするか否かや、パネル近傍空間Ｑ及び外気取込み部２４を介した筺体１２内への外気の取り込みを継続するか否かを決定する。
【００３４】
本実施の形態では、ファン１７及び室外機２７ａの運転を停止した状態で、ダンパ１９、２０を閉じ、ダンパ２１を開き、ファン１８を回転させ、更に、ファン１４、１５、１６の少なくとも１つを作動させることによって、室内Ｒの温度調整を行うことなく、換気のみを行うことができる。そして、ファン１７、１８を停止した状態で、ダンパ２１、２０を閉じ、ダンパ１９を開き、ファン１４、１５、１６の少なくとも１つ及び室外機２７ａを作動させることによって、換気をすることなく室内Ｒの温度調整のみを行うことができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、図１に示すように、室外機２７ａに、浴槽Ｋ等へ給湯される湯を貯留している貯湯タンク５９が接続されており、室外機２７ａは室内Ｒ温度を調整するための運転に加え、貯湯タンク５９内の湯を沸き上げる運転も行う。そして、室外機２７ａには貯湯タンク５９を介して、給湯用の操作がなされる操作盤６０が接続されている。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、ハンドリングユニットは屋根裏空間以外の場所に設置可能である。また、空調換気装置はＰＶＴパネルが取り付けられていない建屋に設置することができ、例えば、ＰＶＴパネルの代わりに太陽光パネル又は集熱パネルが取り付けられた建屋に設置することができる。
【００３７】
そして、流入量調節手段は筺体内に設けられたダンパに限定されず、例えば、筺体に連結されたダクトの室内空気の取り込み口を水平移動して開閉する板状物や、同取込み口を回転して開閉する回転板を流入量調節手段として採用してもよい。
また、流出入量検出手段は圧力センサではなく、風速計によって構成することができる。
更に、ハンドリングユニットに設けられた排出部は複数であっても１つであってもよい。ハンドリングユニットに設けられた外気取込み部は複数であっても１つであってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０：空調換気装置、１１：ハンドリングユニット、１２：筺体、１３：熱交換器、１４、１５、１６、１７、１８：ファン、１９、２０、２１：ダンパ、２２：制御手段、２３：内気取込み部、２４：外気取込み部、２５、２６、２７：吹出部、２７ａ：室外機、２９、３０、３１：ダクト、３２、３３、３４：逆止弁、３５、３６、３７：ダクト、３８：内気取込み部、３９：全熱交換器、４０、４１：排出部、４２、４３：ダクト、４４、４５：逆止弁、４６：ダクト、４７：外気取込み部、４８：フィルタ、４９：温湿度センサ、５０：圧力センサ、５１：温湿度センサ、５２：圧力センサ、５３：温湿度センサ、５４、５５：圧力センサ、５６：流出入量検出手段、５７：操作盤、５８：温度センサ、５９：貯湯タンク、６０：操作盤、Ｋ：浴槽、Ｐ：ＰＶＴパネル、Ｑ：パネル近傍空間、Ｒ：室内、Ｓ：建屋
【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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