(57)【要約】【課題】長期使用において給気フィルタの目詰まり状態と排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知できる給排型換気装置を提供する。【解決手段】給気風路１４と排気風路１５の各々のダクト圧損を一つの直流モータ２０の電流と回転数から検出し、直流モータ２０の目標回転数に合うようにダクト圧損の低い風路に接続されている給気ダンパ２２および排気ダンパ２３のいずれかの開口面積を調整する制御手段４０と一定時間で再度調整を行う繰り返し手段４６と初期の回転数と再度決定した回転数を比較して回転数差から給気フィルタ２６と排気フィルタ２７の目詰まり状態を判定するフィルタ目詰まり状態判定手段４８とフィルタ目詰まり状態報知手段２８を備える。【選択図】図１
2014105927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に室内側吸込口と、室内側吐出口と、室外側吸込口と、室外側吐出口とを備え、前記室外側吸込口の開口面積を調整する給気ダンパと、前記室外側吐出口の開口面積を調整する排気ダンパと、前記室外側吸込口に給気フィルタと、前記室内側吸込口に排気フィルタと、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ表示するフィルタ目詰まり状態報知手段と、外気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ連通させる給気風路と、室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吐出口へ連通させる排気風路と、前記給気風路と前記排気風路にそれぞれ配置した給気ファンおよび排気ファンと、前記給気ファンと前記排気ファンとを一つの駆動軸により駆動する直流モータと、前記給気ダンパおよび前記排気ダンパを駆動するダンパ駆動制御手段と、前記直流モータの駆動電圧を調整する直流モータ駆動制御手段と、前記直流モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記給気ダンパと前記排気ダンパの開度を調整して目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する制御手段とを備えた給排型換気装置であって、前記制御手段には、前記給気風路と前記排気風路の風量が目標風量となる前記目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記目標回転数であって初期に決定した初期目標回転数を記憶する初期目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標回転数とを比較して前記目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する運転制御手段と、前記運転制御手段により前記直流モータへの駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段と、前記タイマ手段により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量となる前記目標回転数を前記目標回転数決定手段により再度決定させる繰り返し手段と、前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定するフィルタ目詰まり状態判定手段とを備え、前記フィルタ目詰まり状態判定手段の判定結果に基づいて、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知することを特徴とする給排型換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの直流モータで同時に給気と排気を行う場合に、目標風量を保持するとともに給排風量のバランスをも保つことができる給排型換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術について図６を参照しながら説明する。従来、この種の給排型換気装置は、本体１００内部の給気風路に給気用のファンを具備した直流モータ１０１と、排気風路に排気用のファンを具備した直流モータ１０２と、各々の給気風路と排気風路が交差する位置に熱交換器１０３を有し、直流モータ１０１と直流モータ１０２各々の駆動電圧や回転数を独立制御可能な制御装置１０４を備えた給排型換気装置が知られていた（例えば、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２０１０−１９０５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の給排型換気装置は、本体内部に給気用の直流モータとファンに加えて排気用の直流モータとファンを備え、各々の直流モータで給気風路と排気風路各々の圧損を検出しながら風量を制御することで給排ともに目標風量を保つことができるが、２つの直流モータとファンを具備しなければならず、本体の容積が大きくなり本体設置の場所が制限されるとともに、２つの直流モータを駆動しなければならないために消費電力が増加するという課題があった。
【０００５】
また、機器の小型化を実現するために、一つの直流モータを両軸にして給気用のファンと排気用のファンを有した給排型換気装置が知られているが、このような構成の場合、施工性を高めるために製品の一側面に屋外へ接続するための給気ダクトと排気ダクトを配置するのが一般的である。これにより、熱交換器や２つのファンが接続された直流モータの配置自由度がなくなり、結果的に給気風路と排気風路各々の機内圧損を１：１の均等な状態に保つことが困難であった。さらに、実施工においては機内圧損に加えて、外部へ接続するダクト圧損も加味され、給気用のファンと排気用のファンにかかる圧力バランスが変化し、風量不足、風量過多、給気と排気の風量バランスが不均等になるという課題があった。
【０００６】
そこで、給気風路と排気風路にダンパを設けて、施工初期において、一方の圧力損失の大きい風路に他方の風路の圧力損失を合わせるように前記ダンパの開度を調節することを考えた。
【０００７】
ところが、長期間に渡り使用していると給気フィルタや排気フィルタに砂塵や埃、虫が目詰まりし、目標風量を確保するための直流モータの消費電力が急増することが解かった。また、使用者はフィルタの目詰まり状態がわからないため、給気フィルタと排気フィルタの両方をメンテナンスする必要があるということが課題となった。
【０００８】
本発明は、前記の問題を解決し、長期使用時にフィルタが目詰まりした場合に、使用者が給気フィルタと排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ確認して、効率的にメンテナンスをすることができる給排型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】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明は、本体に室内側吸込口と、室内側吐出口と、室外側吸込口と、室外側吐出口とを備え、前記室外側吸込口の開口面積を調整する給気ダンパと、前記室外側吐出口の開口面積を調整する排気ダンパと、前記室外側吸込口に給気フィルタと、前記室内側吸込口に排気フィルタと、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ表示するフィルタ目詰まり状態報知手段と、外気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ連通させる給気風路と、室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吐出口へ連通させる排気風路と、前記給気風路と前記排気風路にそれぞれ配置した給気ファンおよび排気ファンと、前記給気ファンと前記排気ファンとを一つの駆動軸により駆動する直流モータである直流モータと、前記給気ダンパおよび前記排気ダンパを駆動するダンパ駆動制御手段と、前記直流モータの駆動電圧を調整する直流モータ駆動制御手段と、前記直流モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記給気ダンパと前記排気ダンパの開度を調整して目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する制御手段とを備えた給排型換気装置であって、前記制御手段には、前記給気風路と前記排気風路の風量が目標風量となる前記目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記目標回転数であって初期に決定した初期目標回転数を記憶する初期目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標回転数とを比較して前記目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する運転制御手段と、前記運転制御手段により前記直流モータへの駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段と、前記タイマ手段により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量となる前記目標回転数を前記目標回転数決定手段により再度決定させる繰り返し手段と、前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定するフィルタ目詰まり状態判定手段とを備え、前記フィルタ目詰まり状態判定手段の判定結果に基づいて、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知するものであり、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】
【００１０】
本発明によれば、本体に室内側吸込口と、室内側吐出口と、室外側吸込口と、室外側吐出口とを備え、前記室外側吸込口の開口面積を調整する給気ダンパと、前記室外側吐出口の開口面積を調整する排気ダンパと、前記室外側吸込口に給気フィルタと、前記室内側吸込口に排気フィルタと、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ表示するフィルタ目詰まり状態報知手段と、外気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ連通させる給気風路と、室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吐出口へ連通させる排気風路と、前記給気風路と前記排気風路にそれぞれ配置した給気ファンおよび排気ファンと、前記給気ファンと前記排気ファンとを一つの駆動軸により駆動する直流モータである直流モータと、前記給気ダンパおよび前記排気ダンパを駆動するダンパ駆動制御手段と、前記直流モータの駆動電圧を調整する直流モータ駆動制御手段と、前記直流モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記給気ダンパと前記排気ダンパの開度を調整して目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する制御手段とを備えた給排型換気装置であって、前記制御手段には、前記給気風路と前記排気風路の風量が目標風量となる前記目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記目標回転数であって初期に決定した初期目標回転数を記憶する初期目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標回転数とを比較して前記目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する運転制御手段と、前記運転制御手段により前記直流モータへの駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段と、前記タイマ手段により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量となる前記目標回転数を前記目標回転数決定手段により再度決定させる繰り返し手段と、前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定するフィルタ目詰まり状態判定手段とを備えるという構成にしたことにより、前記運転制御手段が直流モータの駆動電圧を制御して、前記タイマ手段の積算した運転時間がある一定時間以上になると、前記繰り返し手段が前記目標回転数決定手段に作用して前記目標回転数を決定させ、前記フィルタ目詰まり状態判定手段は、前記初期目標回転数記憶手段に記憶した前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定し、前記フィルタ目詰まり状態報知手段により前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知するため、使用者が前記給気フィルタと前記排気フィルタのいずれが目詰まりになっているか確認して、効率的なフィルタのメンテナンスができる給排気型換気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１の構成図（（ａ）側面図、（ｂ）下面図）
【図２】同実施の形態１の制御回路のブロック図
【図３】同実施の形態１のＣＰＵのブロック図
【図４】同実施の形態１の基本動作の制御フローチャート
【図５】同実施の形態１の特徴動作の制御フローチャート
【図６】従来技術の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１記載の給排型換気装置は、本体に室内側吸込口と、室内側吐出口と、室外側吸込口と、室外側吐出口とを備え、前記室外側吸込口の開口面積を調整する給気ダンパと、前記室外側吐出口の開口面積を調整する排気ダンパと、前記室外側吸込口に給気フィルタと、前記室内側吸込口に排気フィルタと、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ表示するフィルタ目詰まり状態報知手段と、外気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ連通させる給気風路と、室内空気を前記室内側吸込口から前記室外側吐出口へ連通させる排気風路と、前記給気風路と前記排気風路にそれぞれ配置した給気ファンおよび排気ファンと、前記給気ファンと前記排気ファンとを一つの駆動軸により駆動する直流モータである直流モータと、前記給気ダンパおよび前記排気ダンパを駆動するダンパ駆動制御手段と、前記直流モータの駆動電圧を調整する直流モータ駆動制御手段と、前記直流モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記給気ダンパと前記排気ダンパの開度を調整して目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する制御手段とを備えた給排型換気装置であって、前記制御手段には、前記給気風路と前記排気風路の風量が目標風量となる前記目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記目標回転数であって初期に決定した初期目標回転数を記憶する初期目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標回転数とを比較して前記目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する運転制御手段と、前記運転制御手段により前記直流モータへの駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段と、前記タイマ手段により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量となる前記目標回転数を前記目標回転数決定手段により再度決定させる繰り返し手段と、前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定するフィルタ目詰まり状態判定手段とを備え、前記フィルタ目詰まり状態判定手段の判定結果に基づいて、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知するものである。
【００１３】
これにより、前記運転制御手段が直流モータの駆動電圧を制御して、前記タイマ手段の積算した運転時間がある一定時間以上になると、前記繰り返し手段が前記目標回転数決定手段に作用して前記目標回転数を決定させ、前記フィルタ目詰まり状態判定手段は、前記初期目標回転数記憶手段に記憶した前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定し、前記フィルタ目詰まり状態報知手段により前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知するため、使用者が前記給気フィルタと前記排気フィルタのいずれが目詰まりになっているか確認して、効率的にフィルタのメンテナンスをすることができるという効果を奏する。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の給排型換気装置１は、建物内の天井または、天井裏および屋根裏空間、もしくは側面壁に設置されるものであり、以下、天井に設置した場合について説明する。
【００１６】
図１（ａ）に示す本体２は、３辺の内で高さ方向を最も低くした直方体の形状をしており、天井面３に対し平行に設置されている。
【００１７】
また、図１（ｂ）に示すように高さ方向と他の２辺のうち短手方向の辺を含む一方の側面４に室外側吸込口５と室外側吐出口６を有し、それぞれ約直径１００〔ｍｍ〕のダクト７が接続できる形状となっている。
【００１８】
室外側吸込口５と室外側吐出口６に接続したダクト７は建物外壁面８まで引き回して建物外の外気と連通するものである。
【００１９】
本体２の下面には室内側吸込口９を形成する。
【００２０】
側面４の対向面１０には室内側吐出口１１を有し、同様に約直径１００〔ｍｍ〕のダクト１２が接続できる形状となっている。
【００２１】
本実施の形態では、室内側吐出口１１に接続したダクト１２は複数本の小口径ダクト１３に分岐され、各居室の天井面と連通されて室内へ外気を給気する。
【００２２】
また、室内側吐出口１１は複数の小口径ダクト１３に分岐させるものである。そこで、本体２の対向面１０の室内側吐出口１１を小口径ダクト１３が複数本接続できる形状とすることにより、ダクトを分岐させる手間を省くこともできる。
【００２３】
本体２の内部には、室外からダクト７を介して導入された外気が室内に供給される給気風路１４と、室内の空気を室外に排気する排気風路１５を形成している。
【００２４】
これら二つの送風経路である給気風路１４と排気風路１５は、仕切り板１６、１７によって仕切られている。
【００２５】
給気風路１４と排気風路１５には、それぞれシロッコ型の給気ファン１８と排気ファン１９を設けている。
【００２６】
これら給気ファン１８と排気ファン１９は、１つの直流モータ２０の両側に延設した回転軸に連結している。
【００２７】
また、給気風路１４と排気風路１５とが交差する位置に室内空気と外気の熱を交換する熱交換素子２１を配置している。
【００２８】
熱交換素子２１は、室内からの排気空気の熱を回収して室外からの給気空気に与える機能を有している。
【００２９】
本体２の室外側吸込口５および室外側吐出口６には、外気の浸入を遮断することができるダンパとして、給気ダンパ２２と排気ダンパ２３を備えている。
【００３０】
給気ダンパ２２は、室外側吸込口５に配置している。そして、給気ダンパ２２は、電動機２４と軸で連結し、室外側吸込口５の開口面積を調整するものでもある。
【００３１】
また、排気ダンパ２３は、室外側吐出口６に配置している。そして、排気ダンパ２３は、電動機２５と軸で連結し、室外側吐出口６の開口面積を調整するものでもある。
【００３２】
ここで電動機２４、２５は、例えばステッピングモータなどが挙げられ、ステップ数制御が可能となり、細かく開口面積を設定調整することができる。
【００３３】
給気風路１４と排気風路１５には、それぞれ給気フィルタ２６と排気フィルタ２７を設けている。
【００３４】
給気フィルタ２６と排気フィルタ２７は、砂塵や埃、虫などが本体２の内部に侵入することを防止する機能を有している。
【００３５】
給気風路１４は、室外側吸込口５と給気ダンパ２２と給気フィルタ２６と熱交換素子２１と給気ファン１８と室内側吐出口１１の順番に配置している。
【００３６】
また、排気風路１５は、室内側吸込口９と排気フィルタ２７と熱交換素子２１と排気ファン１９と排気ダンパ２３と室外側吐出口６の順番に配置している。
【００３７】
本体２の下面には、給気フィルタ２６と排気フィルタ２７のフィルタ目詰まり状態をそれぞれ報知するフィルタ目詰まり状態報知手段２８を設けている。
【００３８】
ここでフィルタ目詰まり状態報知手段２８は、例えばＬＥＤなどが挙げられ、給気フィルタ２６と排気フィルタ２７のそれぞれに対応したＬＥＤ２８ａとＬＥＤ２８ｂを設けて、目詰まりのときはＬＥＤを点灯、目詰まりでないときはＬＥＤを消灯させることで、給気フィルタ２６と排気フィルタ２７の目詰まり状態をそれぞれ表示することができる。ＬＥＤ２８ａとＬＥＤ２８ｂには異なる色を用いると、使用者が確認し易く、なお良い。
【００３９】
次に図２に制御回路の構成をブロック図で示す。
【００４０】
制御回路のブロックは、商用電源２９に接続した電源回路３０と、直流モータ２０と給気ダンパ２２と排気ダンパ２３を駆動する駆動装置３１を有する。
【００４１】
電源回路３０は、ダイオードブリッジや電解コンデンサからなる整流平滑回路３２を備えている。そして、整流平滑回路３２で整流平滑された電圧をＦＥＴなどのスイッチング素子３３やスイッチングトランス３４を介して直流電圧を降下させ、直流モータ２０および駆動装置３１へ供給する電圧、例えばＤＣ３０〔Ｖ〕を生成するものである。
【００４２】
直流モータ２０は、三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の固定子巻き線を有するモータである。
【００４３】
そして、直流モータ２０は、前記固定子巻き線への電圧印加を制御するためのドライブＩＣ、直流モータ駆動制御手段３５、回転子の位置を検出するための位置検出センサであるホール素子３６を含んで構成されている。
【００４４】
本実施の形態では、直流モータ２０へ供給される電圧はスイッチングトランス３４の後段に接続された低圧のＤＣ３０〔Ｖ〕としたがこれに限定するものではない。
【００４５】
例えば、商用電源２９を直接整流平滑した高圧のＤＣ１４１〔Ｖ〕やＤＣ２８２〔Ｖ〕で駆動することもできる。
【００４６】
駆動装置３１は、回転数検出手段３７と、電流検出手段３８と、ダンパ駆動制御手段３９と、制御手段４０を備えている。
【００４７】
回転数検出手段３７は、ホール素子３６の信号から直流モータ２０の回転数を検出するものである。
【００４８】
電流検出手段３８は、直流モータ２０のＵ、Ｖ、Ｗ相の共通ラインに接続された抵抗器などの両端電圧を検出することで直流モータ２０の電流を検出するものである。
【００４９】
ダンパ駆動制御手段３９は、給気ダンパ２２および排気ダンパ２３の電動機２４、２５を駆動するものである。
【００５０】
制御手段４０は、回転数検出手段３７と目標回転数決定手段４３の信号を受けて、直流モータの回転数が目標回転数となるよう直流モータ駆動制御手段３５とダンパ駆動制御手段３９を制御して目標風量を実現するものである。
【００５１】
ダンパ駆動制御手段３９は、制御手段４０からの信号に従って給気ダンパ２２および排気ダンパ２３の電動機２４、２５を駆動し、各ダンパの開閉を調整制御するものである。
【００５２】
制御手段４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で構成され、直流モータ２０の印加電圧からレギュレータ４１で電圧降下させて形成したＤＣ５〔Ｖ〕もしくはＤＣ３〔Ｖ〕電圧で駆動するものである。
【００５３】
次に、制御手段４０の構成について図３のブロック図を用いて説明する。
【００５４】
制御手段４０は、パルスもしくはアナログ信号を形成して直流モータ駆動制御手段３５へ信号を伝達し、直流モータ２０は速度制御や停止を実行する。
【００５５】
後述する制御手段４０の動作については、制御手段４０内部のカウンターやＲＡＭ、ＲＯＭが共同するプログラムの形態で実施される。
【００５６】
制御手段４０は、目標風量４２に対して、目標回転数決定手段４３により決定される直流モータ２０の目標回転数と、給気ダンパ２２と排気ダンパ２３の開度から直流モータ駆動制御手段３５とダンパ駆動制御手段３９を制御する運転制御手段４４と、運転制御手段４４により直流モータ２０への駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段４５と、タイマ手段４５により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量４２となる目標回転数を目標回転数決定手段４３により再度決定させる繰り返し手段４６と、目標回転数決定手段４３により初めて決定した目標回転数を初期目標回転数として記憶する初期目標回転数記憶手段４７と、給気風路１４と排気風路１５のそれぞれで初期目標回転数と再度決定した目標回転数とを比較して回転数差が一定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定し、フィルタ目詰まり状態報知手段２８にフィルタ目詰まりを報知させるフィルタ目詰まり状態判定手段４８を備えている。
【００５７】
目標回転数決定手段４３は、直流モータ駆動制御手段３５を動作させて目標風量４２になるよう電流検出手段３８により検出される電流と回転数検出手段３７により検出される回転数の関係から駆動電圧を調整してそのときの目標回転数を算出するものである。
【００５８】
また、目標回転数決定手段４３には、ダクト長０〔ｍ〕〜３０〔ｍ〕の範囲における目標風量４２、例えば１００〔ｍ3／ｈ〕の風量を保持するために必要な直流モータ２０の回転数と電流の関係式から算出される回転数と電流を給気風路１４と排気風路１５の各々に対してあらかじめテーブルデータとして記憶されている。
【００５９】
例えば、ダクト長を０、５、１０〔ｍ〕と５〔ｍ〕毎にインプットしても良いが、これに限定するものではなく、更に細分化、例えば１ｍ毎にテーブルデータを持つことによって、風量制御の精度を高める方式を採用することもできる。
【００６０】
本体２の機体内圧損は、給気風路１４および排気風路１５ともに１：１の均等な関係であれば、一つの回転数と電流の値を記憶しておけば良い。
【００６１】
しかし、本体２の寸法規制や熱交換素子２１の大きさ、配置場所などにより、機体内圧損は同一とならない場合がある。そこで、本実施の形態は、給気風路１４と排気風路１５各々に対してテーブルデータを記憶するものである。
【００６２】
目標回転数決定手段４３は、排気風路１５の目標回転数と給気風路１４の目標回転数をそれぞれ決定する。
【００６３】
排気風路１５の目標回転数を決定する際は、給気ダンパ２２を全閉にして排気ダンパ２３を全開にした状態で、排気風路１５が目標風量４２、例えば１００〔ｍ3／ｈ〕の風量を実現するときの電流値と関係を保ちながら電圧を調整して回転数を検出して排気風路１５の目標回転数とするものである。
【００６４】
給気風路１４の目標回転数を決定する際は、給気ダンパ２２を全開にして排気ダンパ２３を全閉にした状態で、給気風路１４が目標風量４２、例えば１００〔ｍ3／ｈ〕の風量を実現するときの電流値と関係を保ちながら電圧を調整して回転数を検出して給気風路１４の目標回転数とするものである。
【００６５】
そして、排気風路１５の目標回転数と給気風路１４の目標回転数を比較し、大きい方の目標回転数を直流モータ２０を駆動する目標回転数として運転制御手段４４へ出力する。
【００６６】
また、目標回転数決定手段４３は、初めて決定した目標回転数を初期目標回転数として初期目標回転数記憶手段４７へ記憶する。初期目標回転数記憶手段４７は、例えばＥＥＰＲＯＭなどが挙げられ、排気風路１５と給気風路１４の初期目標回転数をそれぞれ記憶するものである。
【００６７】
運転制御手段４４は、目標回転数決定手段４３で決定した目標回転数となるよう直流モータ電圧を制御し、その際、排気風路１５と給気風路１４の風量が１：１のバランスとなるよう風路の圧損が小さい方のダンパを調整することで、風量のバランスをとる。
【００６８】
タイマ手段４５、運転制御手段４４により直流モータ２０への駆動電圧を制御している運転時間を積算するものである。例えば１００〔ｍ3／ｈ〕で１時間運転するとタイマ手段４５は１と記憶し、２時間運転で２と記憶する。また、ここでは１時間ごとに積算するとしたが、３０分、９０分と積算するタイミングを変えることができる。
【００６９】
繰り返し手段４６は、タイマ手段４５の積算する値が一定以上になると目標回転数決定手段４３に指令を送り、目標回転数を再度決定させるものである。例えば、タイマ手段４５の一定値を１０００とすると、運転時間の積算値が１０００になると繰り返し手段４６は目標回転数決定手段４３に指令を送るものである。一定値は５０００、１００００と変更することができる。
【００７０】
フィルタ目詰まり状態判定手段４８は、前記初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較して回転数差が一定以上になるとフィルタ目詰まりと判定し、フィルタ目詰まり状態報知手段２８に指令を送り、フィルタ目詰まりを報知させるものである。つまり、砂塵や埃、虫などによるフィルタの圧損増加に応じて、目標風量４２となる目標回転数が増加するため、再度決定した目標回転数から初期の目標回転数を減算した回転数差がフィルタ目詰まり状態となる。例えば、フィルタ目詰まり状態判定手段４８の一定値を１００〔ｒｐｍ〕とすると、回転数差が１００〔ｒｐｍ〕以上になるとフィルタ目詰まり状態判定手段４８はフィルタ目詰まり状態報知手段２８に指令を送るものである。一定値は、例えば直流モータの消費電力が急増するときの回転数増加値とし、あらかじめＣＰＵのＲＯＭなどに記憶させておくと良い。また一定値は排気風路１５と給気風路１４で同値としても良いが、これに限定するものではなく、機体内圧損が同一とならない場合は、排気風路１５と給気風路１４のそれぞれの値を設けても良い。
【００７１】
上記構成において、本実施の形態の前提となる繰り返し目標回転数を決定して給気と排気の風量バランスを保つ基本の動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７２】
本フローは、給気ダンパ２２と排気ダンパ２３を全開にするステップ（ＳＴＥＰ１）と、目標風量４２に対する排気風路１５での目標回転数の決定を行なうステップ（ＳＴＥＰ２）と、目標風量４２に対する給気風路１４での目標回転数の決定を行なうステップ（ＳＴＥＰ３）と、直流モータ２０を駆動するための目標回転数の決定を行うステップ（ＳＴＥＰ４）と、運転時間を積算し一定以上になるとＳＴＥＰ１に戻るステップ（ＳＴＥＰ５）から構成される。そして、目標回転数決定手段４３は、本体２にダクト７、１２が接続され運転ができる状態で実行される。
【００７３】
最初に電源投入、もしくは繰り返し手段４６の指令が目標回転数決定手段４３に送られた場合、制御手段４０は、ＳＴＥＰ１に示すように、給気ダンパ２２および排気ダンパ２３を全開状態とする。
【００７４】
次に、目標回転数決定手段４３は、ＳＴＥＰ２に示すように、ダンパ駆動制御手段３９を制御して排気ダンパ２３を全開状態に保持したまま、給気ダンパ２２を全閉状態する。そして、目標回転数決定手段４３にあらかじめ記憶されている排気風路１５における電流と回転数の関係式に合致するよう運転制御手段４４により直流モータ駆動制御手段３５を制御して、直流モータ２０を駆動する。これにより、一つの目標回転数Ｎ１を得ることができる。この目標回転数Ｎ１は、排気風路１５に実際に接続されたダクトの長さにおいて、目標風量４２、例えば１００〔ｍ3／ｈ〕の風量を保持するために必要な回転数情報である。
【００７５】
次に、目標回転数決定手段４３は、ＳＴＥＰ３に示すように、ダンパ駆動制御手段３９を制御して給気ダンパ２２を全開状態にし、排気ダンパ２３を全閉状態とする。そして、目標回転数決定手段４３にあらかじめ記憶されている給気風路１４における電流と回転数の関係式に合致するよう合致するよう運転制御手段４４により直流モータ駆動制御手段３５を制御して直流モータ２０を駆動する。これにより、一つの目標回転数Ｎ２を得ることができる。この目標回転数Ｎ２は、給気風路１４に実際に接続されたダクトの長さにおいて、目標風量４２、例えば１００〔ｍ3／ｈ〕の風量を保持するために必要な回転数情報である。
【００７６】
次に、目標回転数決定手段４３は、ＳＴＥＰ４に示すように、排気風路１５の目標回転数Ｎ１と給気風路１４の目標回転数Ｎ２を比較して、運転制御手段４４が直流モータ駆動制御手段３５を制御するための目標回転数を決定する。
【００７７】
すなわち、目標回転数Ｎ１≧目標回転数Ｎ２の場合には、目標回転数Ｎ１を目標回転数とする。また、目標回転数Ｎ１＜目標回転数Ｎ２の場合には、目標回転数Ｎ２を目標回転数とする。
【００７８】
つまり、排気風路１５と給気風路１４の風路圧損が大きい方にて目標風量を満足できる目標回転数を運転制御手段４４に指令する。
【００７９】
その際、１つの直流モータ２０で駆動しているため、風路圧損が小さい方の風量が大きくなってしまう。
【００８０】
そこで風量のバランスを取るために、目標回転数が小さかった方のダンパ開度を調整して、大きい方の目標回転数になるようにすることで、排気風路１５と給気風路１４のバランスをとることができる。
【００８１】
次に、タイマ手段４５は、ＳＴＥＰ５に示すように、ＳＴＥＰ４終了後から運転時間を積算しＴ１を得る。次に、繰り返し手段４６は目標回転数決定手段４３に再度動作を行わせるための設定値Ｔ２とＴ１を比較し、Ｔ１＜Ｔ２の場合はＳＴＥＰ４で決定した内容で運転継続する。運転中はタイマ手段４５にて時間を積算しＴ１を更新する。更新後、再度繰り返し手段４６はＴ１とＴ２を比較し、Ｔ１＞Ｔ２となるまでＴ１の更新を繰り返す。Ｔ１＞Ｔ２となると、繰り返し手段４６はＳＴＥＰ１から上記フローを行わせる。
【００８２】
以上のように、上記フローを定期的に行うことで、砂塵や埃、虫などによるフィルタの圧損増加に応じて風量の再調整をすることを説明した。
【００８３】
その中で、図４のＳＴＥＰ４では、目標回転数決定手段４３により排気風路１５の目標回転数Ｎ１と給気風路１４の目標回転数Ｎ２を比較して運転制御手段４４が直流モータ駆動制御手段３５を制御するための目標回転数を決定しているが、砂塵や埃、虫などによるフィルタの目詰まりにより排気風路１５もしくは給気風路１４の圧損が上がり、目標風量４２となるときの目標回転数が増加することで、直流モータ２０の消費電力が急増することがある。
【００８４】
つまり、低消費電力で必要風量を確保するためには、排気フィルタ２７もしくは給気フィルタ２６の目詰まりを使用者に知らせ、フィルタをメンテナンスしてもらう必要がある。
【００８５】
そこで、本実施の形態のように、フィルタ目詰まり状態判定手段４８により、初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較してフィルタ目詰まり状態を判定し、使用者へ報知することは極めて重要となる。
【００８６】
次に、その動作について、図５のフローを用いて説明する。
【００８７】
本フローは、給気ダンパ２２と排気ダンパ２３を全開にするステップ（ＳＴＥＰ１）と、目標風量４２に対する排気風路１５での目標回転数の決定を行なうステップ（ＳＴＥＰ２）と、目標風量４２に対する給気風路１４での目標回転数の決定を行なうステップ（ＳＴＥＰ３）と、初めて決定した目標回転数を記憶するステップ（ＳＴＥＰ４）と、排気風路１５の初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較してフィルタ目詰まり状態を判定するステップ（ＳＴＥＰ５）と、給気風路１４の初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較してフィルタ目詰まり状態を判定するステップ（ＳＴＥＰ６）と、直流モータ２０を駆動するための目標回転数の決定を行うステップ（ＳＴＥＰ７）と、運転時間を積算し一定以上になるとＳＴＥＰ１に戻るステップ（ＳＴＥＰ８）から構成される。ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６以外は前記基本フローで説明した動作と同様のため、詳細の説明については省略する。
【００８８】
ＳＴＥＰ３までに排気風路１５の目標回転数Ｎ１と給気風路１４の目標回転数Ｎ２が決定している。
【００８９】
次に、目標回転数決定手段４３は、ＳＴＥＰ４に示すように、初めて目標回転数の決定をした場合、決定した目標回転数Ｎ１と目標回転数Ｎ２を初期目標回転数Ｎ１’、初期目標回転数Ｎ２’として、初期目標回転数記憶手段４７に記憶する。つまり、排気フィルタ２７と給気フィルタ２６に砂塵や埃、虫などによる目詰まりが全くない状態の回転数を初期値として記憶する。初めて目標回転数の決定をした場合は、ＳＴＥＰ５〜ＳＴＥＰ６については行わない。
【００９０】
次に、フィルタ目詰まり状態判定手段４８は、ＳＴＥＰ５に示すように、排気風路１５の再度決定した目標回転数Ｎ１から初期目標回転数Ｎ１’を減算して回転数差を算出する。回転数差があらかじめ記憶した一定値Ｎ１ｄ、例えば１００〔ｒｐｍ〕以上であれば、フィルタ目詰まりと判定し、フィルタ目詰まり状態報知手段２８に指令を送る。フィルタ目詰まり状態報知手段２８は、指令を受けると排気フィルタ２７が目詰まりであることを報知する。
【００９１】
次に、フィルタ目詰まり状態判定手段４８は、同様にＳＴＥＰ６に示すように、給気風路１４の再度決定した目標回転数Ｎ２から初期目標回転数Ｎ２’を減算して回転数差を算出する。回転数差があらかじめ記憶した一定値Ｎ１ｄ、例えば１００〔ｒｐｍ〕以上であれば、フィルタ目詰まりと判定し、フィルタ目詰まり状態報知手段２８に指令を送る。フィルタ目詰まり状態報知手段２８は、指令を受けると給気フィルタ２６が目詰まりであることを報知する。
【００９２】
以上のように、初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較して回転数差より排気フィルタ２７と給気フィルタ２６の目詰まり状態をそれぞれ判定し、フィルタが目詰まりの場合は報知することで、使用者が排気フィルタ２７と給気フィルタ２６のいずれが目詰まりになっているか確認して、効率的にフィルタのメンテナンスをすることができる。
【００９３】
また、上記のフローは、フィルタ目詰まり時でも運転継続としたが、直流モータが必要風量を実現不可能な状態までフィルタ目詰まりとなった場合は、運転を停止しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明にかかる空気調和機は、１つの直流モータで同時に排気と給気を行う場合に、所定の風量を確保するとともに給排風量のバランスをも保つものであり、一般住宅などに用いられる同時給気排気型の空気調和機に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１  給排型換気装置
２  本体
３  天井面
４  側面
５  室外側吸込口
６  室外側吐出口
７  ダクト
８  建物外壁面
９  室内側吸込口
１０  対向面
１１  室内側吐出口
１２  ダクト
１３  小口径ダクト
１４  給気風路
１５  排気風路
１６  仕切り板
１７  仕切り板
１８  給気ファン
１９  排気ファン
２０  直流モータ
２１  熱交換素子
２２  給気ダンパ
２３  排気ダンパ
２４  電動機
２５  電動機
２６  給気フィルタ
２７  排気フィルタ
２８  フィルタ目詰まり状態報知手段
２９  商用電源
３０  電源回路
３１  駆動装置
３２  整流平滑回路
３３  スイッチング素子
３４  スイッチングトランス
３５  直流モータ駆動制御手段
３６  ホール素子
３７  回転数検出手段
３８  電流検出手段
３９  ダンパ駆動制御手段
４０  制御手段
４１  レギュレータ
４２  目標風量
４３  目標回転数決定手段
４４  運転制御手段
４５  タイマ手段
４６  繰り返し手段
４７  初期目標回転数記憶手段
４８  フィルタ目詰まり状態判定手段
【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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【図６】
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