(57)【要約】【課題】センサコストを削減しつつ、適切なタイミングでの給水が可能な加湿機能を持った換気装置を提供すること。【解決手段】熱交換形換気装置１は給気風路８において、熱交換素子１４より下流側かつ加湿ユニット１５より上流側に、温湿度センサ１９を備える。消費水分量算出部２１では、熱交換素子１４で室内空気との全熱交換がされた給気される空気の温度及び湿度の情報を温湿度センサ１９により取得する。これにより、実際の加湿に使用した消費水分量を算出できるため、消費水分量が所定の閾値を超えた場合、貯水部１７に貯水された水が少なくなったと判断し、給水部１６を制御し、給水を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外側吸込口と室外側吹出口と室内側吸込口と室内側吹出口とを有する筐体と、
室外空気を前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へと送風する給気風路と、
室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へと送風する排気風路と、
前記給気風路及び前記排気風路に設けられ、室外空気と室内空気の熱を交換させる熱交換素子と、
前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へ空気を導く給気ファンと、
前記排気風路に設けられ、前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へ空気を導く排気ファンと、
前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から吸い込んだ空気を加湿する加湿部と、
前記給気ファン及び前記排気ファン及び前記加湿部の運転を制御する制御部と、
前記室外側吸込口から前記加湿部に給気される気体の温湿度を算出する温湿度センサと、を備えた熱交換形換気装置において、
前記加湿部は加湿する水を貯水する貯水部と前記貯水部に水を供給する給水部とを備え、
前記制御部は前記温湿度センサによって取得された情報と前記給気ファンによる送風量を基に前記加湿部において消費された消費水分量を算出する消費水分量算出部を備え、
前記消費水分量算出部によって算出された消費水分量が所定の閾値を超えた場合、前記給水部が水を供給することを特徴とする熱交換形換気装置。
【請求項２】
前記消費水分量算出部は、前記温湿度センサによって取得された情報を基に絶対湿度を所定時間毎に算出し、所定時間毎の絶対湿度の各差分に基づいて消費水分量を算出することを特徴とする請求項１に記載の熱交換形換気装置。
【請求項３】
室外側吸込口と室外側吹出口と室内側吸込口と室内側吹出口とを有する筐体と、
室外空気を前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へと送風する給気風路と、
室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へと送風する排気風路と、
前記給気風路及び前記排気風路に設けられ、室外空気と室内空気の熱を交換させる熱交換素子と、
前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へ空気を導く給気ファンと、
前記排気風路に設けられ、前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へ空気を導く排気ファンと、
前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から吸い込んだ空気を加湿する加湿部と、
前記給気ファン及び前記排気ファン及び前記加湿部の運転を制御する制御部と、
前記室外側吸込口から前記加湿部に給気される気体の温湿度を算出する温湿度センサとを備えた熱交換形換気装置において、
前記加湿部は加湿する水を貯水する貯水部と前記貯水部に水を供給する給水部とを備え、
前記制御部は前記温湿度センサによって取得された情報と換気対象の空間の大きさの情報を基に前記加湿部において消費された消費水分量を算出する消費水分量算出部を備え、
前記消費水分量算出部によって算出された消費水分量が所定の閾値を超えた場合、前記給水部が水を供給することを特徴とする熱交換形換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、居住空間内における加湿機能を有した熱交換形換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の換気装置として、特許文献１に記載されているように室外から取り込んだ室外空気を加湿した上で室内へ供給し、室内空気の湿度を制御する加湿機能付きの換気装置が知られている。
【０００３】
また、この種の加湿機能を有する換気装置として、特許文献２に記載されているように加湿に用いる水を貯める貯水部への給水を自動で行う方法として、水位センサを使用した給水方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２１６１７号公報
【特許文献２】特開平１１−８３０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の換気装置では、タンク内貯水部に水を貯め、加湿ユニットを駆動することで室内を加湿することを目的としているが、貯水部への給水方法は明確にされていない。一方、図３の特許文献２では、加湿ユニット１００に設けられた水位センサ１０１検出による給水を行っているが、水位センサ１０１の故障時には給水ができないことや、センサコストがかかるという課題を有していた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、適切なタイミングでの貯水部への給水を、水位センサを用いずに行うことができる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】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明に係る熱交換形換気装置は、室外側吸込口と室外側吹出口と室内側吸込口と室内側吹出口とを有する筐体と、室外空気を前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へと送風する給気風路と、室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へと送風する排気風路と、前記給気風路及び前記排気風路に設けられ、室外空気と室内空気の熱を交換させる熱交換素子と、前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へ空気を導く給気ファンと、前記排気風路に設けられ、前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へ空気を導く排気ファンと、前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から吸い込んだ空気を加湿する加湿部と、前記給気ファン及び前記排気ファン及び前記加湿部の運転を制御する制御部と、
前記室外側吸込口から前記加湿部に給気される気体の温湿度を算出する温湿度センサとを備えた熱交換形換気装置において、前記加湿部は加湿する水を貯水する貯水部と前記貯水部に水を供給する給水部とを備え、前記制御部は前記温湿度センサによって取得された情報と給気ファンによる送風量を基に前記加湿部において消費された消費水分量を算出する消費水分量算出部を備え、前記消費水分量算出部によって算出された消費水分量が所定の閾値を超えた場合、前記給水部が水を供給することを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、室外側吸込口から加湿部に給気される気体の温湿度を算出する温湿度センサにより取得された情報を基に消費水分量を算出する消費水分量算出部を備えることで、水位センサを用いることなく貯水部の水位を適切に検出することができるという効果を備える。また、消費水分量算出部によって算出された消費水分量が所定の閾値を超えた場合、給水部が水を供給するという構成によって、水位センサを用いずに適切なタイミングで給水が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱交換形換気装置を概略的に示す概略図である。
【図２】消費水分量算出部にて実行される消費水分量算出処理を示すフローチャートである。
【図３】従来の加湿ユニット部分の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の請求項１記載の熱交換形換気装置は、室外側吸込口と室外側吹出口と室内側吸込口と室内側吹出口とを有する筐体と、室外空気を前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へと送風する給気風路と、室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へと送風する排気風路と、前記給気風路及び前記排気風路に設けられ、室外空気と室内空気の熱を交換させる熱交換素子と、前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へ空気を導く給気ファンと、前記排気風路に設けられ、前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へ空気を導く排気ファンと、前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から吸い込んだ空気を加湿する加湿部と、前記給気ファン及び前記排気ファン及び前記加湿部の運転を制御する制御部と、前記室外側吸込口から前記加湿部に給気される気体の温湿度を算出する温湿度センサとを備えた熱交換形換気装置において、前記加湿部は加湿する水を貯水する貯水部と前記貯水部に水を供給する給水部とを備え、前記制御部は前記温湿度センサによって取得された情報と前記給気ファンによる送風量を基に前記加湿部において消費された消費水分量を算出する消費水分量算出部を備え、前記消費水分量算出部によって算出された消費水分量が所定の閾値を超えた場合、前記給水部が水を供給することを特徴としている。
【００１１】
この構成によって、室外側吸込口から加湿部に給気される気体の温湿度を算出する温湿度センサにより取得された情報を基に消費水分量を算出する消費水分量算出部を備えることで、水位センサを用いることなく貯水部の水位を適切に検出することができるという効果を備える。また、消費水分量算出部によって算出された消費水分量が所定の閾値を超えた場合、給水部が水を供給するという構成によって、水位センサを用いずに適切なタイミングで給水が可能となる。
【００１２】
また、前記温湿度センサによって取得された情報を基に絶対湿度を所定時間毎に算出し、所定時間毎の絶対湿度の各差分に基づいて消費水分量を算出しても良い。
【００１３】
この構成によって、所定時間毎の演算結果を制御にフィードバックすることで、消費水分量の算出の精度を向上させることができ、水位センサを用いずに適切なタイミングで給水が可能となる。
【００１４】
また、室外側吸込口と室外側吹出口と室内側吸込口と室内側吹出口とを有する筐体と、室外空気を前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へと送風する給気風路と、室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へと送風する排気風路と、前記給気風路及び前記排気風路に設けられ、室外空気と室内空気の熱を交換させる熱交換素子と、前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から前記室内側吹出口へ空気を導く給気ファンと、前記排気風路に設けられ、前記室内側吸込口から前記室外側吹出口へ空気を導く排気ファンと、前記給気風路に設けられ、前記室外側吸込口から吸い込んだ空気を加湿する加湿部と、前記給気ファン及び前記排気ファン及び前記加湿部の運転を制御する制御部と、前記室外側吸込口から前記加湿部に給気される気体の温湿度を算出する温湿度センサとを備えた熱交換形換気装置において、前記加湿部は加湿する水を貯水する貯水部と前記貯水部に水を供給する給水部とを備え、前記制御部は前記温湿度センサによって取得された情報と換気対象の空間の大きさの情報を基に前記加湿部において消費された消費水分量を算出する消費水分量算出部を備え、前記消費水分量算出部によって算出された消費水分量が所定の閾値を超えた場合、前記給水部が水を供給するという構成にしてもよい。
【００１５】
この構成によって、室外側吸込口から加湿部に給気される気体の温湿度を算出する温湿度センサにより取得された情報を基に消費水分量を算出する消費水分量算出部を備えることで、水位センサを用いることなく貯水部の水位を適切に検出することができるという効果を備える。また、消費水分量算出部によって算出された消費水分量が所定の閾値を超えた場合、給水部が水を供給するという構成によって、水位センサを用いずに適切なタイミングで給水が可能となる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る熱交換形換気装置１について説明する。図１は、熱交換形換気装置の概略を示す概略図である。熱交換形換気装置１は、箱型の本体である筐体２の側面に室外側吹出口４及び室外側吸込口５を有し、また、この側面に対向した側面に室内側吸込口６及び室内側吹出口７を有している。
【００１８】
また、図１に示すように熱交換形換気装置１は、室外側吸込口５から室内側吹出口７へと送風する給気風路８と、室内側吸込口６から室外側吹出口４へと送風する排気風路９とを備えている。室外側吸込口５から導入される新鮮な屋外空気（外気、給気空気）と、室内側吸込口６から導入される汚染された室内空気（排気空気）は、給気ファン１２及び排気ファン１３の運転により、それぞれ給気風路８と排気風路９とを流れている。
【００１９】
図１に示すように、給気ファン１２は、本発明の給気部を構成し、室外側吸込口５から吸い込んだ給気空気を、給気風路８を通して室内側吹出口７へ導くものである。室内側吹出口７へ導かれた給気空気は室内へ供給される。一方、排気ファン１３は、本発明の排気部を構成し、室内側吸込口６から吸い込んだ排気空気を、排気風路９を通して室外側吹出口４へ導くものである。室内側吹出口７へ導かれた排気空気は室外へ排気される。図１の給気風路８における熱交換素子１４の下流側の給気口（図示せず）と加湿ユニット１５との間に給気ファン１２が設けられている。
また、図１の排気風路９における熱交換素子１４の下流側の排気口（図示せず）と室外側吹出口４との間に排気ファン１３が設けられている。
【００２０】
また、図１に示すように給気風路８と排気風路９とが交差する位置には、熱交換素子１４が配置される。熱交換素子１４は本発明の熱交換部を構成するものであり、給気風路８を通過する給気空気と、排気風路９を通過する排気空気との間で全熱交換方式による熱交換を行う。熱交換素子１４により、排気される空気の温度及び湿度の全熱が給気される空気に供給される、または給気される空気の全熱が排気される空気に供給される。
【００２１】
また、図１に示すように給気風路８において熱交換素子１４と室内側吹出口７との間に加湿ユニット１５が配置されている。本発明における加湿部は加湿ユニット１５及び給水部１６、貯水部１７、液体微細化装置１８から構成されている。加湿ユニット１５は、加湿するための水を貯水する貯水部１７と、貯水部への給水を行う給水部１６と、貯水部１７に貯水された水を微細化し給気空気に含ませるための液体微細化装置１８を備えており、室外側吸込口５から吸い込んだ給気空気を加湿する。即ち、室内側吹出口７からは、この加湿ユニット１５により加湿された給気空気が室内へと供給される。また、熱交換形換気装置１は、加湿ユニット１５における加湿量を制御することにより、室内湿度が室内における目標とする目標湿度になるように制御する。加湿ユニット１５における加湿量の制御については、加湿ユニット１５において消費された消費水分量を算出することで制御を行う。
【００２２】
ここで、本実施形態における加湿ユニット１５は、例えば遠心破砕方式によって破砕した水を空気に散布する水破砕式加湿ユニットである。水破砕式加湿ユニットは、破砕した水の量を調整することで、加湿量の調整を容易に行うことができる。
【００２３】
また、給気ファン１２が配置される空間に温湿度センサ１９が配置される。温湿度センサ１９は、熱交換素子１４によって、室内空気と全熱交換がされた後の給気空気の温度及び湿度を検出することが可能である。
【００２４】
熱交換形換気装置１には、熱交換形換気装置１の動作を制御する制御部２０が設けられている。制御部２０は、熱交換形換気装置１に内蔵されている構成に限らず、熱交換形換気装置１の外部に設けられ、熱交換形換気装置１と制御部２０とが通信することで制御することが可能である。制御部２０は、例えば、給気ファン１２の給気モータや排気ファン１３の排気モータの電流及び／又は回転数を制御する。給気モータ及び排気モータにＤＣモータを利用することで、精度よく回転数を制御することが可能である。
【００２５】
また、制御部２０は、加湿ユニット１５における貯水部１７で消費された消費水分量を算出する消費水分量算出部２１を備えている。消費水分量算出部２１は、図２を参照して後述するステップを実行することで、消費水分量の算出を行う。また、追加のステップを実行することにより、加湿ユニット１５の給水部１６を制御し、必要に応じて貯水部１７への給水を制御する。
【００２６】
次いで、図２を参照して消費水分量算出部２１にて実行される消費水分量算出処理について説明する。図２は、その消費水分量算出処理を示すフローチャートである。この消費水分量算出処理では、温湿度センサ１９により検出された温度及び湿度の情報に基づいて、消費水分量を算出する。消費水分量算出処理は、熱交換形換気装置１が運転動作を開始すると、消費水分量算出部２１にて処理が開始される。熱交換形換気装置１の動作中に実行される。
【００２７】
消費水分量算出処理では、所定時間Ｔ（ｓｅｃ）毎に消費水分量を算出するため、まず、前回の消費水分量算出から所定時間Ｔ（ｓｅｃ）が経過したか否かを判断する（Ｓ１）。なお、所定時間Ｔ（ｓｅｃ）は、任意の時間がプログラムにより予め定められている。また、所定時間Ｔ（ｓｅｃ）は長すぎると、フィードバック時間が長くなるため、消費水分量算出による給水のタイミングが精度良く行えなくなる。よって所定時間Ｔ（ｓｅｃ）は６０〜３００（ｓｅｃ）など短い時間を設定するのが好ましい。なお、消費水分量算出処理の実行が開始されてから初めてＳ１の処理が実行される場合は、Ｓ１の処理をスキップし、そのままＳ２の処理へ移行する。
【００２８】
Ｓ２の処理では、温湿度センサ１９によって取得された給気空気の温度及び湿度から、加湿ユニット１５を通過する前の重量絶対湿度ＨＳＡ１（単位：ｇ／ｋｇ）を算出する。なお、温湿度センサ１９から取得する湿度とは相対湿度（単位：％）を示し、特に記述がない場合、湿度の記述は相対湿度を示すものとする。
【００２９】
Ｓ３の処理では、目標とする目標温度及び目標湿度から、室内における目標とする重量絶対湿度ＨＲＡ（単位：ｇ／ｋｇ）を設定する。なお、目標とする目標温度及び目標湿度は、予め熱交換形換気装置１に設定され、制御部２０に設けられた記憶部（図示せず）に記憶されている。
【００３０】
Ｓ４の処理では、Ｓ３によって決定された室内における目標とする重量絶対湿度ＨＲＡに対し、居住空間の隙間面積から室外へ流出する重量絶対湿度ＨＣ（単位：ｇ／ｋｇ）を加算し、目標の重量絶対湿度ＨＳＡ２を算出する。なお、ＨＣのデータは実験により、予めプログラムに記憶されているものである。即ち、Ｓ３で決定した目標の重量絶対湿度に対して、実際には居住空間の隙間面積から流出するに水分量ＨＣを考慮する必要があるため、目標とする重量絶対湿度は多めに設定する処理を行う。
【００３１】
Ｓ５の処理では、重量絶対湿度ＨＳＡ１と目標の重量絶対湿度ＨＳＡ２の差分から、所定時間Ｔ（ｓｅｃ）毎の重量絶対湿度ΔＸ（単位：ｇ／ｋｇ）を算出する。なお、Ｓ２において算出される重量絶対湿度ＨＳＡ１は、所定時間Ｔ（ｓｅｃ）毎に更新されるが、算出対象の給気空気は熱交換素子１４を通して、加湿ユニット１５による加湿処理後の室内空気である排気空気と全熱交換されるため、加湿ユニット１５の運転によって重量絶対湿度ＨＳＡ１は、次第に増加しいていく。したがって、目標とする重量絶対湿度ＨＳＡ２は一定であるため、重量絶対湿度ΔＸは次第に減少する。
【００３２】
Ｓ６の処理では、Ｓ５の処理で求めた重量絶対湿度ΔＸ（単位：ｇ／ｋｇ）と、給気ファンによる送風量である風量Ｑ（単位：ｍ３／ｈ）と、空気密度ρ（単位：ｋｇ／ｍ３）の乗算により、単位時間当たりの消費水分量Ｚ（単位：ｇ／ｈ）を算出する。また、実際の消費水分量算出は、単位時間（１時間）より短い所定時間Ｔ（ｓｅｃ）毎に行われるため、Ｚを３６００秒で除算し、所定時間Ｔ（ｓｅｃ）を乗算した値を積算したＺｇを（単位：ｇ）を制御に用いる。
【００３３】
なお、Ｓ６の処理では、消費水分量Ｚ（単位：ｇ／ｈ）を算出するため、熱交換形換気装置１の風量Ｑ（単位：ｍ３／ｈ）の代わりに、換気対象となる空間の大きさＶ（単位：ｍ３）の情報を用いることが可能である。風量Ｑ（ｍ３／ｈ）は建築基準法により、大きさＶ（ｍ３）の空間の空気を２時間（ｈ）で入れ替えるためのファン出力で定義されるので、空間の大きさＶ（ｍ３）を２時間（ｈ）で除算することで、風量Ｑ（ｍ３／ｈ）を算出することが可能であるため、同様にして消費水分量Ｚ（単位：ｇ／ｈ）を算出することができる。換気対象の空間の大きさの情報は、制御部２０のメモリによって保存されている。ユーザが制御部に換気対象の空間の大きさの情報を入力することで、制御部は、換気対象の空間の大きさの情報を取得することが可能である。
【００３４】
Ｓ７の処理では、Ｓ６で算出した、消費水分量Ｚｇが所定の閾値Ｚｌを超えたと判断される場合は（Ｓ７：Ｙｅｓ）、給水部１６を制御し、貯水部１７への給水を行う（Ｓ８）。消費水分量Ｚｇが所定の閾値Ｚｌを超えないと判断される場合は（Ｓ７：Ｎｏ）、そのままＳ９の処理へと移行する。なお、所定の閾値Ｚｌは、任意の値がプログラムにより予め定められている。また、閾値Ｚｌは貯水部の貯水可能容量に対し、貯水可能容量限界に閾値を設定すると、演算の誤差や、フィードバックの遅れなどが発生した場合、貯水部１７が渇水状態になり、加湿機能が一時的に使用できなくなるおそれがあるため、例えば貯水可能容量の８割に設定するなど、限界から余裕を持った閾値を設定することが好ましい。
【００３５】
このように、第１実施形態に係る熱交換形換気装置１は、消費水分量算出部２１が消費水分量算出処理を実行することにより、加湿ユニット１５の貯水部で消費された消費水分量Ｚｇを算出し、消費水分量Ｚｇが所定の閾値Ｚｌと比較する制御を行うため、適切なタイミングでの貯水部１７への給水が可能になり、貯水部１７が渇水状態になることなく、貯水量を一定量以上に保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る換気装置は、室内空気を屋外へ排出し、屋外空気を室内へ供給して室内空気の換気を行う換気装置として有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１    熱交換形換気装置
２    筐体
４    室外側吹出口
５    室外側吸込口
６    室内側吸込口
７    室内側吹出口
８    給気風路
９    排気風路
１２    給気ファン
１３    排気ファン
１４    熱交換素子
１５    加湿ユニット
１６    給水部
１７    貯水部
１８    液体微細化装置
１９    温湿度センサ
２０    制御部
２１    消費水分量算出部
１００    加湿ユニット
１０１    水位センサ
【図１】
2020106186.tif 000003
【図２】
2020106186.tif 000004
【図３】
2020106186.tif 000005