(57)【要約】換気装置は、全熱交換器と外気口との間に設置された外気用熱交換器と、全熱交換器と還気口との間に設置された還気用熱交換器と、全熱交換器と給気口との間に設置された給気用熱交換器と、を備え、圧縮機、流路切り換え装置、外気用熱交換器、外気用絞り装置、還気用熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された前記給気用熱交換器および給気用絞り装置が、外気用熱交換器および外気用絞り装置に対して並列に配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成されているものである。上記構成により、外気が還気から湿度を受け取る場合、および、外気が還気に対して湿度を供給する場合のいずれにおいても、全熱交換器における湿度交換効率を向上させることができる。
2017037816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気口から室外空気を吸い込む給気送風機と、  還気口から室内空気を吸い込む排気送風機と、  給気通路および排気通路を有し、前記給気通路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気との間で熱交換を行う全熱交換器と、  前記給気送風機により吸い込まれた室外空気が、前記給気通路を通過して給気口から室内に給気される際に通過する給気路と、  前記排気送風機により吸い込まれた室内空気が、前記排気通路を通過して排気口から室外に排気される際に通過する排気路と、  をケーシング内に備えた換気装置であって、  前記全熱交換器と前記外気口との間に設置された外気用熱交換器と、  前記全熱交換器と前記還気口との間に設置された還気用熱交換器と、  前記全熱交換器と前記給気口との間に設置された給気用熱交換器と、を備え、  圧縮機、流路切り換え装置、前記外気用熱交換器、外気用絞り装置、前記還気用熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された前記給気用熱交換器および給気用絞り装置が、前記外気用熱交換器および前記外気用絞り装置に対して並列に配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成されている  換気装置。
【請求項２】
制御装置と、  前記外気用熱交換器と前記外気口との間に設置され、外気温度を検出して前記制御装置に出力する外気用温度センサと、  前記外気用熱交換器と前記外気口との間に設置され、外気湿度を検出して前記制御装置に出力する外気用湿度センサと、  前記還気用熱交換器と前記還気口との間に設置され、還気温度を検出して前記制御装置に出力する還気用温度センサと、  前記還気用熱交換器と前記還気口との間に設置され、還気湿度を検出して前記制御装置に出力する還気用湿度センサと、を備え、  前記制御装置は、  前記還気用温度センサおよび前記還気用湿度センサの検出値から算出される還気絶対湿度が、前記外気用温度センサおよび前記外気用湿度センサの検出値から算出される外気絶対湿度よりも大きい場合、  前記還気用熱交換器が蒸発器として機能し、前記外気用熱交換器および前記給気用熱交換器が凝縮器として機能するように前記流路切り換え装置を切り換え、  前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも小さい場合、  前記還気用熱交換器が凝縮器として機能し、前記外気用熱交換器および前記給気用熱交換器が蒸発器として機能するように前記流路切り換え装置を切り換えるものである  請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
前記還気用熱交換器と前記全熱交換器との間に設置され、前記還気用熱交換器の出口温度を検出して前記制御装置に出力する還気用出口温度センサを備え、  前記制御装置は、  前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも大きい場合、  前記還気用熱交換器の出口温度が予め設定された目標温度となるように、前記圧縮機の駆動および前記外気用絞り装置の開度を制御するものである  請求項２に記載の換気装置。
【請求項４】
前記還気用熱交換器と前記全熱交換器との間に設置され、前記還気用熱交換器の出口温度を検出して前記制御装置に出力する還気用出口温度センサと、  前記給気用熱交換器と前記給気口との間に設置され、給気温度を検出して前記制御装置に出力する給気用温度センサと、を備え、  前記制御装置は、  前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも大きい場合、かつ、外気温度が予め設定された温度以下、および、外気湿度が予め設定された湿度以下である場合において、  給気温度が還気温度よりも小さい場合、給気温度が還気温度と等しくなるように前記給気用絞り装置の開度を制御し、給気温度が還気温度と等しくなったら前記給気用絞り装置の開度を固定し、  前記還気用熱交換器の出口温度が予め設定された目標温度となるように、前記圧縮機の駆動および前記外気用絞り装置の開度を制御するものである  請求項２に記載の換気装置。
【請求項５】
前記外気用熱交換器と前記全熱交換器との間に設置され、前記外気用熱交換器の出口温度を検出して前記制御装置に出力する外気用出口温度センサと、  前記給気用熱交換器と前記給気口との間に設置され、給気温度を検出して前記制御装置に出力する給気用温度センサと、を備え、  前記制御装置は、  前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも小さい場合、  前記外気用熱交換器の出口温度が予め設定された目標温度となるように、前記圧縮機の駆動および前記外気用絞り装置の開度を制御し、目標温度になったら前記外気用絞り装置の開度を固定し、給気温度が還気温度と等しくなるように前記給気用絞り装置の開度を制御し、給気温度が還気温度と等しくなったら前記給気用絞り装置の開度を固定するものである  請求項２または３に記載の換気装置。
【請求項６】
制御装置と、  前記外気用熱交換器と前記外気口との間に設置され、外気温度を検出して前記制御装置に出力する外気用温度センサと、  前記外気用熱交換器と前記全熱交換器との間に設置され、前記外気用熱交換器の出口温度を検出して前記制御装置に出力する外気用出口温度センサと、  前記給気用熱交換器と前記給気口との間に設置され、給気温度を検出して前記制御装置に出力する給気用温度センサと、  前記還気用熱交換器と前記還気口との間に設置され、還気温度を検出して前記制御装置に出力する還気用温度センサと、を備え、  前記制御装置は、  外気温度が予め設定された温度以下である場合、  前記還気用熱交換器が蒸発器として機能し、前記外気用熱交換器および前記給気用熱交換器が凝縮器として機能するように前記流路切り換え装置を切り換え、  前記外気用熱交換器の出口温度が予め設定された温度よりも大きくなるまで、前記外気用絞り装置の開度を制御し、前記外気用熱交換器の出口温度が予め設定された温度よりも大きくなったら前記外気用絞り装置の開度を固定し、給気温度が還気温度と等しくなるまで前記給気用絞り装置の開度を制御し、給気温度が還気温度と等しくなったら前記給気用絞り装置の開度を固定するものである  請求項１に記載の換気装置。
【請求項７】
前記全熱交換器と前記排気口との間に設置された排気用熱交換器を備え、  前記冷媒回路は、直列に配管接続された前記排気用熱交換器および排気用絞り装置が、前記還気用熱交換器に対して並列に配管接続されており、  前記制御装置は、  前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも大きい場合、かつ、外気温度が予め設定された温度以下、および、外気湿度が予め設定された湿度以下である場合において、  給気温度が還気温度よりも小さい場合、給気温度が還気温度と等しくなるように前記給気用絞り装置の開度および前記排気用絞り装置の開度を制御するものである  請求項４に記載の換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、全熱交換器を用いた換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、湿度交換効率を向上させた換気装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】  特許文献１では、全熱交換器の給気路の下流側に凝縮器、排気風路の上流側に蒸発器を設置し、蒸発器での冷却によって相対湿度を約９０％まで高めた還気を全熱交換器に流入させることで、全熱交換器における湿度交換効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８１７０７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は、例えば冬場条件における運転など、外気が還気から湿度を受け取る場合を考慮したものであり、例えば夏場条件における運転など、外気が還気に対して湿度を供給する場合を考慮できていないという課題があった。【０００６】  本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、外気が還気から湿度を受け取る場合、および、外気が還気に対して湿度を供給する場合のいずれにおいても、全熱交換器における湿度交換効率を向上させることができる換気装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明に係る換気装置は、外気口から室外空気を吸い込む給気送風機と、還気口から室内空気を吸い込む排気送風機と、給気通路および排気通路を有し、前記給気通路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気との間で熱交換を行う全熱交換器と、前記給気送風機により吸い込まれた室外空気が、前記給気通路を通過して給気口から室内に給気される際に通過する給気路と、前記排気送風機により吸い込まれた室内空気が、前記排気通路を通過して排気口から室外に排気される際に通過する排気路と、をケーシング内に備えた換気装置であって、前記全熱交換器と前記外気口との間に設置された外気用熱交換器と、前記全熱交換器と前記還気口との間に設置された還気用熱交換器と、前記全熱交換器と前記給気口との間に設置された給気用熱交換器と、を備え、圧縮機、流路切り換え装置、前記外気用熱交換器、外気用絞り装置、前記還気用熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された前記給気用熱交換器および給気用絞り装置が、前記外気用熱交換器および前記外気用絞り装置に対して並列に配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成されているものである。
【発明の効果】
【０００８】  本発明に係る換気装置によれば、圧縮機、流路切り換え装置、前記外気用熱交換器、外気用絞り装置、前記還気用熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された前記給気用熱交換器および給気用絞り装置が、前記外気用熱交換器および前記外気用絞り装置に対して並列に配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成されているため、外気が還気から湿度を受け取る場合、および、外気が還気に対して湿度を供給する場合のいずれにおいても、全熱交換器における湿度交換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る換気装置を模式的に示す横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る換気装置の制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る換気装置の冷媒回路Ａにおける冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る換気装置の冷媒回路Ｂにおける冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る換気装置の冷媒回路判定を説明する第一の図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る換気装置の冷媒回路判定を説明する第二の図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る換気装置の冷媒回路Ａの場合における給気用絞り装置および外気用絞り装置の開閉制御を説明する第一の図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る換気装置の冷媒回路Ａの場合における給気用絞り装置および外気用絞り装置の開閉制御を説明する第二の図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る湿り空気線図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る換気装置の冷媒回路Ｂの場合における給気用絞り装置および外気用絞り装置の開閉制御を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る換気装置の外気温度が極端に低い場合における外気用熱交換器の制御を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る換気装置の外気温度が極端に低い場合における給気用絞り装置および外気用絞り装置の開閉制御を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る換気装置を模式的に示す横断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る換気装置の冷媒回路Ａ１における冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る湿り空気線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１１】  実施の形態１．  図１は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００を模式的に示す横断面図である。  換気装置１００は、例えば、家、ビル、倉庫などの空調対象空間の空気を取り込んで空調対象空間外に排出するとともに、空調対象空間外の空気を取り込んで空調対象空間に供給することができるものである。なお、以下の説明においては、空調対象空間が、家の室内である場合を例に説明する。また、室外空気（外気：ＯＡ）は換気装置１００から室内に供給される給気（ＳＡ）に対応し、室内空気（還気：ＲＡ）は、換気装置１００から室外に排出される排気（ＥＡ）に対応する。
【００１２】  図１に示すように、換気装置１００は、給気通路２ａおよび排気通路２ｂを有し、給気通路２ａを通る室外空気と排気通路２ｂを通る室内空気との間で熱交換を行う全熱交換器２が、直方体の箱形に形成されたケーシング１内に格納され、同時給排気により、熱交換を行って熱回収を行いながら室内の換気を行う。
【００１３】  換気装置１００のケーシング１内には、給気送風機３により外気口２１から吸い込まれた室外空気が、全熱交換器２の給気通路２ａを通過して給気口２２から室内に給気される際に通過する経路である給気路５と、排気送風機４により還気口２３から吸い込まれた室内空気が、全熱交換器２の排気通路２ｂを通過して排気口２４から室外に排気される際に通過する経路である排気路６と、が形成されている。
【００１４】  全熱交換器２の給気通路２ａの上流側の給気路５、つまり、全熱交換器２と外気口２１との間の給気路５には、外気用熱交換器７が設置されており、全熱交換器２の給気通路２ａの下流側の給気路５、つまり、全熱交換器２と給気口２２との間の給気路５には、給気用熱交換器９が設置されている。  また、全熱交換器２の排気通路２ｂの上流側の排気路６、つまり、全熱交換器２と還気口２３との間の排気路６には、還気用熱交換器８が設置されている。
【００１５】  外気用熱交換器７の上流側の給気路５、つまり、外気用熱交換器７と外気口２１との間の給気路５には、外気用温度センサ１０および外気用湿度センサ１１が設置されており、外気用熱交換器７の下流側の給気路５、つまり、外気用熱交換器７と全熱交換器２との間の給気路５には、外気用出口温度センサ１５が設置されている。  給気用熱交換器９の下流側の給気路５、つまり、給気用熱交換器９と給気口２２との間の給気路５には、給気用温度センサ１４が設置されている。
【００１６】  還気用熱交換器８の上流側の排気路６、つまり、還気用熱交換器８と還気口２３との間の排気路６には、還気用温度センサ１２および還気用湿度センサ１３が設置されており、還気用熱交換器８の下流側の排気路６、つまり、還気用熱交換器８と全熱交換器２との間の排気路６には、還気用出口温度センサ１６が設置されている。
【００１７】  図２は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の制御装置５０の構成を示す機能ブロック図である。  図２に示すように、制御装置５０は、センサ入力検知部５１、マイコン部５２、および、記憶部５３を備えている。  外気用温度センサ１０、外気用湿度センサ１１、還気用温度センサ１２、還気用湿度センサ１３、給気用温度センサ１４、外気用出口温度センサ１５、および、還気用出口温度センサ１６の検出値は、それぞれ制御装置５０のセンサ入力検知部５１に入力される。センサ入力検知部５１は、各センサの検出値をＡ／Ｄ変換などで温度・湿度に換算し、換算した温度・湿度情報をマイコン部５２に出力する。
【００１８】  そして、制御装置５０のマイコン部５２は、センサ入力検知部５１から、温度・湿度情報を取得し、それらに基づいて四方弁１８、後述する絞り装置の制御などを行う。
【００１９】  なお、マイコン部５２は、絶対湿度演算部５２ａ、冷媒回路判定部５２ｂ、蒸発器出口目標温度演算部５２ｃ、圧縮機制御演算部５２ｄ、絞り装置制御演算部５２ｅ、吹出温度制御部５２ｆを備えているが、それらについては後述する。  また、制御装置５０の構成は上記に限定されず、例えば、マイコン部５２が有する機能の一部を制御装置５０の外部に有していてもよい。
【００２０】  図３Ａは、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の冷媒回路Ａにおける冷媒回路構成を示す冷媒回路図であり、図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の冷媒回路Ｂにおける冷媒回路構成を示す冷媒回路図である。
【００２１】  図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施の形態１に係る換気装置１００は、圧縮機１７、四方弁１８、外気用熱交換器７、外気用絞り装置１９、還気用熱交換器８が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された給気用熱交換器９および給気用絞り装置２０が、外気用熱交換器７および外気用絞り装置１９に対して並列に配管接続されることにより、冷媒が循環する冷媒回路を形成している。
【００２２】  そして、四方弁１８を切り換え、冷媒が循環する向きを変えることで、図３Ａに示す冷媒回路Ａ、または図３Ｂに示す冷媒回路Ｂに切り換えることができるようになっている。
【００２３】  なお、四方弁１８は本発明の「流路切り換え装置」に相当する。また、本実施の形態１では、流路切り換え装置として四方弁１８を用いたが、それに限定せず、例えば二方弁、三方弁を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】  次に、本実施の形態１に係る換気装置１００の制御内容について説明する。  換気装置１００では、全熱交換器２に流入する外気と還気との間の湿度移動を促進するため、表１に示すように、外気および還気の絶対湿度に応じて、外気および還気の相対湿度を制御することを特徴とする。なお、ＡＨｒａは還気の絶対湿度、ＡＨｏａは外気の絶対湿度である。
【００２５】
【表１】
2017037816.tif 000003
【００２６】  全熱交換器２における湿度の移動方向は、外気および還気の絶対湿度の高低により決まり、絶対湿度が高い方から絶対湿度が低い方に湿度が移動する。また、全熱交換器２での湿度交換効率は、全熱交換器２の内部で仕切板（図示せず）を介して相対する空気間の相対湿度により決まり、相対湿度の差が大きいほど上がる。  したがって、外気と還気とで絶対湿度の高低を比較することにより冷媒回路を判定、つまり、冷媒回路Ａおよび冷媒回路Ｂのどちらがよいかを判定し、よいと判定された冷媒回路に切り換えることで、外気が還気から湿度を受け取る場合、および、外気が還気に対して湿度を供給する場合のいずれにおいても、全熱交換器２における湿度交換効率を向上させることができる。そして、全熱交換器２における湿度交換効率が最も向上するように、外気および還気の相対湿度を制御する。
【００２７】  具体的には、マイコン部５２の絶対湿度演算部５２ａは、外気用温度センサ１０および外気用湿度センサ１１の検出値から外気絶対湿度であるＡＨｏａを算出し、還気用温度センサ１２および還気用湿度センサ１３の検出値から還気絶対湿度であるＡＨｒａを算出し、冷媒回路判定部５２ｂは、記憶部５３に記憶されている、後述する図４および図５に示すような冷媒回路判定データ５３ａを参照して、算出した外気絶対湿度および還気絶対湿度から冷媒回路を判定し、判定結果に基づいて四方弁１８を切り換える。
【００２８】  ＡＨｒａ−ＡＨｏａ＞０、または、ＡＨｒａ＞ＡＨｏａの場合、還気の方が絶対湿度が高く、湿度の移動方向が還気から外気なので、全熱交換器２での湿度交換を促進するためには、還気を冷却することで相対湿度を高め、外気を加温することで相対湿度を低くすることが効果的である。そのため、湿度交換効率をより向上させることができるのは、冷媒回路Ａである。
【００２９】  一方、ＡＨｒａ−ＡＨｏａ＜０、または、ＡＨｒａ＜ＡＨｏａの場合、外気の方が絶対湿度が高く、湿度の移動方向が外気から還気なので、全熱交換器２での湿度交換を促進するためには、外気を冷却することで相対湿度を高め、還気を加温することで相対湿度を低くすることが効果的である。そのため、湿度交換効率をより向上させることができるのは、冷媒回路Ｂである。
【００３０】  図４は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の冷媒回路判定を説明する第一の図であり、図５は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の冷媒回路判定を説明する第二の図である。  以上より、図４に示すように、ＡＨｒａ−ＡＨｏａ＞０の場合、マイコン部５２は、冷媒回路Ａとなるように四方弁１８を切り換え、ＡＨｒａ−ＡＨｏａ＜０の場合、マイコン部５２は、冷媒回路Ｂとなるように四方弁１８を切り換える。なお、ＡＨｒａ−ＡＨｏａ＝０、または、ＡＨｒａ＝ＡＨｏａの場合、湿度の移動がないため、四方弁１８の切り換えは行わない。
【００３１】  なお、上記冷媒回路の判定は、例えば一定周期毎に行うが、ＡＨｒａ−ＡＨｏａ＝０付近でのハンチングを考慮して、判定する周期を調整するとよい。また、同様にハンチングを考慮して、図４に示すように、ＡＨｒａ−ＡＨｏａ＝０付近における全熱交換器２での湿度の移動がほぼないと見なせる範囲（−ｋ〜＋ｋ：ｋは定数）では、四方弁１８の切り換えを行わないようにしてもよい。
【００３２】  冷媒回路の判定後、マイコン部５２の圧縮機制御演算部５２ｄは、外気用出口温度センサ１５または還気用出口温度センサ１６で検出される蒸発器出口温度が、予め設定された蒸発器出口目標温度となるように圧縮機１７の駆動を制御する。蒸発器出口目標温度は、全熱交換器２で結露が発生しない値、例えば、相対湿度９０％を目標に設定し、例えば記憶部５３に記憶されている相対湿度−蒸発器出口目標温度の変換テーブル（図示せず）を用いるなどして、マイコン部５２の蒸発器出口目標温度演算部５２ｃで求められる。
【００３３】  図３Ａに示す冷媒回路Ａの場合、還気用熱交換器８が蒸発器として機能し、外気用熱交換器７および給気用熱交換器９が凝縮器として機能するので、還気用熱交換器８で相対湿度９０％付近まで冷却し、外気用熱交換器７で還気用熱交換器８の冷却分を加温すればよい。
【００３４】  図６は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の冷媒回路Ａの場合における給気用絞り装置２０および外気用絞り装置１９の開閉制御を説明する第一の図である。  マイコン部５２の圧縮機制御演算部５２ｄは、還気用出口温度センサ１６で検出される蒸発器出口温度、つまり、還気用熱交換器８の出口温度が予め設定された蒸発器出口目標温度となるように圧縮機１７の駆動を制御し、それと同時に、マイコン部５２の絞り装置制御演算部５２ｅは、外気用絞り装置１９の開度を制御する。具体的には、図６に示すように、外気用絞り装置１９の開度を徐々に大きくしていき、蒸発器出口温度が蒸発器出口目標温度になったら開度を固定する。なお、給気用絞り装置２０は全閉のままとする。
【００３５】  上記の場合、給気用絞り装置２０は全閉のままであるが、外気が例えば、温度５℃、湿度４０％の低温低湿である場合、つまり、外気用温度センサ１０により検出される外気温度が予め設定された温度以下、および、外気用湿度センサ１１により検出される外気湿度が予め設定された湿度以下である場合、温度上昇に対する相対湿度の低下分が少なくなり、全熱交換器２での湿度交換効率が向上しづらくなる。  そのため、マイコン部５２の吹出温度制御部５２ｆにより、給気用熱交換器９での吹出温度制御、つまり、給気温度の確保を優先して行い、余った熱量を外気用熱交換器７での加温に当ててもよい。
【００３６】  図７は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の冷媒回路Ａの場合における給気用絞り装置２０および外気用絞り装置１９の開閉制御を説明する第二の図である。  具体的には、外気温度が予め設定された温度以下、および、外気湿度が予め設定された湿度以下であり、かつ、給気温度Ｔｓａ＜還気温度Ｔｒａの場合、図７に示すように、給気温度Ｔｓａが還気温度Ｔｒａと等しくなるまで給気用絞り装置２０の開度を徐々に大きくしていき、給気温度Ｔｓａが還気温度Ｔｒａと等しくなったら給気用絞り装置２０の開度を固定するとともに、外気用絞り装置１９の開度を徐々に大きくしていく。その後は、上記図６での説明と同様である。  なお、給気温度Ｔｓａは給気用温度センサ１４により検出され、還気温度Ｔｒａは還気用温度センサ１２により検出される。
【００３７】  図８は、本発明の実施の形態１に係る湿り空気線図である。なお、図８の横軸は乾球温度を、縦軸は絶対湿度を、右上がり曲線が相対湿度をそれぞれ示している。また、図８中の実線の矢印は、外気用熱交換器７、還気用熱交換器８、給気用熱交換器９のそれぞれによる働きを示しており、破線の矢印は、全熱交換器２による働きを示している。
【００３８】  図８は、外気が温度２１℃、湿度７０％であり、還気が温度２６℃、湿度６３％であり、給気が温度２４℃、湿度６５％である場合を示している。  図８に示すように、還気用熱交換器８での熱交換量は、外気用熱交換器７での熱交換量と給気用熱交換器９での熱交換量との和に等しく、還気用熱交換器８で還気を冷却した残りの熱量分、つまり、還気用熱交換器８で還気を冷却した熱量から給気を加温した熱量を引いた分だけ、外気用熱交換器７で外気を加温する。
【００３９】  図３Ｂに示す冷媒回路Ｂの場合、還気用熱交換器８が凝縮器として機能し、外気用熱交換器７および給気用熱交換器９が蒸発器として機能するので、外気用熱交換器７で相対湿度９０％付近まで冷却し、給気用熱交換器９では還気温度Ｔｒａを目標温度として冷却し、還気用熱交換器８では、外気用熱交換器７および給気用熱交換器９の冷却分を加温すればよい。
【００４０】  図９は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の冷媒回路Ｂの場合における給気用絞り装置２０および外気用絞り装置１９の開閉制御を説明する図である。  マイコン部５２の圧縮機制御演算部５２ｄは、外気用出口温度センサ１５で検出される蒸発器出口温度、つまり、外気用熱交換器７の出口温度が予め設定された蒸発器出口目標温度となるように圧縮機１７の駆動を制御し、それと同時に、マイコン部５２の絞り装置制御演算部５２ｅは、外気用絞り装置１９の開度を制御する。具体的には、図９に示すように、外気用絞り装置１９の開度を徐々に大きくしていき、蒸発器出口温度が蒸発器出口目標温度になったら開度を固定する。一方、給気用絞り装置２０の開度を、給気温度Ｔｓａが還気温度Ｔｒａと等しくなるまで徐々に大きくしていき、給気温度Ｔｓａが還気温度Ｔｒａと等しくなったら開度を固定する。
【００４１】  図１０は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の外気温度が極端に低い場合における外気用熱交換器７の制御を説明する図である。  また、図１０および表２に示すように、寒冷地などで外気温度Ｔｏａが例えば、Ｔｏａ≦−１０℃と極端に低く、全熱交換器２が凍結する可能性がある場合は、冷媒回路Ａとなるように四方弁１８を切り換え、外気用熱交換器７で外気温度を−１０℃よりも大きくなるように加温することで、全熱交換器２を保護する運転を実施してもよい。
【００４２】
【表２】
2017037816.tif 000004
【００４３】  図１１は、本発明の実施の形態１に係る換気装置１００の外気温度が極端に低い場合における給気用絞り装置２０および外気用絞り装置１９の開閉制御を説明する図である。  外気温度が予め設定された温度である−１０℃以下である場合、図１１に示すように、マイコン部５２の絞り装置制御演算部５２ｅは、外気用絞り装置１９の開度を、外気用熱交換器７の出口温度Ｔｏｏｕｔが予め設定された温度である−１０℃よりも大きくなるまで徐々に大きくしていき、外気用熱交換器７の出口温度Ｔｏｏｕｔが予め設定された温度である−１０℃よりも大きくなったら開度を固定する。一方、給気用絞り装置２０の開度を、給気温度Ｔｓａが還気温度Ｔｒａと等しくなるまで徐々に大きくしていき、給気温度Ｔｓａが還気温度Ｔｒａと等しくなったら開度を固定する。
【００４４】  以上より、全熱交換器２での湿度交換を促進する方向に作用させるため、表３に示すように、ＡＨｒａ＞ＡＨｏａの場合において、還気相対湿度であるＲＨｒａが外気相対湿度であるＲＨｏａよりも大きい場合、ＲＨｒａがＲＨｏａよりもさらに大きくなるように、ＲＨｒａがＲＨｏａと等しい場合、ＲＨｒａがＲＨｏａよりも大きくなるように、ＲＨｒａがＲＨｏａよりも小さい場合、ＲＨｒａがＲＨｏａと等しくなるように、圧縮機１７、四方弁１８、外気用絞り装置１９、および、給気用絞り装置２０を制御する。  なお、表３中の“↑”は、全熱交換器２での湿度交換の促進に効果があることを意味している。
【００４５】
【表３】
2017037816.tif 000005
【００４６】  また、全熱交換器２での湿度交換を促進する方向に作用させるため、表３に示すように、ＡＨｒａ＜ＡＨｏａの場合において、ＲＨｒａがＲＨｏａよりも大きい場合、ＲＨｒａがＲＨｏａと等しくなるように、ＲＨｒａがＲＨｏａと等しい場合、ＲＨｒａがＲＨｏａよりも小さくなるように、ＲＨｒａがＲＨｏａよりも小さい場合、ＲＨｒａがＲＨｏａよりもさらに小さくなるように、圧縮機１７、四方弁１８、外気用絞り装置１９、および、給気用絞り装置２０を制御する。
【００４７】  このようにすることで、ＡＨｏａ＝ＡＨｒａで湿度の移動がない場合を除き、全熱交換器２での湿度交換を促進する方向に作用させることができる。
【００４８】  以上、本実施の形態１に係る換気装置１００によれば、外気と還気とで絶対湿度の高低を比較することにより冷媒回路を判定、つまり、冷媒回路Ａおよび冷媒回路Ｂのどちらがよいかを判定し、よいと判定された冷媒回路に四方弁１８により切り換える。そして、全熱交換器２における湿度交換効率が最も向上するように、圧縮機１７、外気用絞り装置１９、および、給気用絞り装置２０を制御することで、外気および還気の相対湿度を制御する。  そのため、外気が還気から湿度を受け取る場合、および、外気が還気に対して湿度を供給する場合のいずれにおいても、全熱交換器２における湿度交換効率を向上させることができる。
【００４９】  実施の形態２．  以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては（一部の）説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。  図１２は、本発明の実施の形態２に係る換気装置１００ａを模式的に示す横断面図であり、図１３は、本発明の実施の形態２に係る換気装置１００ａの冷媒回路Ａ１における冷媒回路構成を示す冷媒回路図であり、図１４は、本発明の実施の形態２に係る湿り空気線図である。なお、図１４の横軸は乾球温度を、縦軸は絶対湿度を、右上がり曲線は相対湿度をそれぞれ示している。また、図１４中の実線の矢印は、還気用熱交換器８、給気用熱交換器９のそれぞれによる働きを示している。
【００５０】  本実施の形態２に係る換気装置１００ａは、図１２に示すように、全熱交換器２の排気通路２ｂの下流側の排気路６、つまり、全熱交換器２と排気口２４との間の排気路６には、排気用熱交換器３０が設置されている。また、図１３に示すように、四方弁１８の他に四方弁３１を備えており、直列に配管接続された排気用熱交換器３０および排気用絞り装置３２が、還気用熱交換器８に対して並列に配管接続されている。なお、その他の構成については、実施の形態１に係る換気装置１００の構成と同様である。
【００５１】  ＡＨｒａ−ＡＨｏａ＞０の場合、マイコン部５２は、図１３に示す冷媒回路Ａ１となるように四方弁１８、３１を切り換える。このとき、還気用熱交換器８が蒸発器として機能し、外気用熱交換器７、給気用熱交換器９、および、排気用熱交換器３０が凝縮器として機能する。
【００５２】  ここで、図１４に示すような温度環境であったとすると、熱交換量のバランスが取りづらい。そのため、冷媒回路Ａ１の場合において、外気温度が予め設定された温度以下、および、外気湿度が予め設定された湿度以下であり、かつ、給気温度Ｔｓａ＜還気温度Ｔｒａの場合、実施の形態１のように、給気温度Ｔｓａが還気温度Ｔｒａと等しくなるまで給気用絞り装置２０の開度を制御しても、給気用熱交換器９での熱交換量が不足してしまい、給気温度Ｔｓａを還気温度Ｔｒａと等しくすることが困難となる。
【００５３】  そこで、本実施の形態２では、給気温度Ｔｓａが還気温度Ｔｒａと等しくなるまで給気用絞り装置２０の開度に加え、排気用絞り装置３２の開度も制御する。そうすることで、図１４に示すような熱交換量のバランスが取りづらい場合において、給気用熱交換器９での熱交換量の不足分を排気用熱交換器３０での熱交換量で補うことができ、実施の形態１に比べ、容易に給気温度Ｔｓａを還気温度Ｔｒａと等しくすることができる。
【符号の説明】
【００５４】  １  ケーシング、２  全熱交換器、２ａ  給気通路、２ｂ  排気通路、３  給気送風機、４  排気送風機、５  給気路、６  排気路、７  外気用熱交換器、８  還気用熱交換器、９  給気用熱交換器、１０  外気用温度センサ、１１  外気用湿度センサ、１２  還気用温度センサ、１３  還気用湿度センサ、１４  給気用温度センサ、１５  外気用出口温度センサ、１６  還気用出口温度センサ、１７  圧縮機、１８  四方弁、１９  外気用絞り装置、２０  給気用絞り装置、２１  外気口、２２  給気口、２３  還気口、２４  排気口、３０  排気用熱交換器、３１  四方弁、３２  排気用絞り装置、５０  制御装置、５１  センサ入力検知部、５２  マイコン部、５２ａ  絶対湿度演算部、５２ｂ  冷媒回路判定部、５２ｃ  蒸発器出口目標温度演算部、５２ｄ  圧縮機制御演算部、５２ｅ  絞り装置制御演算部、５２ｆ  吹出温度制御部、５３  記憶部、５３ａ  冷媒回路判定データ、１００  換気装置、１００ａ  換気装置。
【図１】
2017037816.tif 000006
【図２】
2017037816.tif 000007
【図３Ａ】
2017037816.tif 000008
【図３Ｂ】
2017037816.tif 000009
【図４】
2017037816.tif 000010
【図５】
2017037816.tif 000011
【図６】
2017037816.tif 000012
【図７】
2017037816.tif 000013
【図８】
2017037816.tif 000014
【図９】
2017037816.tif 000015
【図１０】
2017037816.tif 000016
【図１１】
2017037816.tif 000017
【図１２】
2017037816.tif 000018
【図１３】
2017037816.tif 000019
【図１４】
2017037816.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月5日(2017.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気口から室外空気を吸い込む給気送風機と、
還気口から室内空気を吸い込む排気送風機と、
給気通路および排気通路を有し、前記給気通路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気との間で熱交換を行う全熱交換器と、
前記給気送風機により吸い込まれた室外空気が、前記給気通路を通過して給気口から室内に給気される際に通過する給気路と、
前記排気送風機により吸い込まれた室内空気が、前記排気通路を通過して排気口から室外に排気される際に通過する排気路と、
をケーシング内に備えた換気装置であって、
前記全熱交換器と前記外気口との間に設置された外気用熱交換器と、
前記全熱交換器と前記還気口との間に設置された還気用熱交換器と、
前記全熱交換器と前記給気口との間に設置された給気用熱交換器と、を備え、
圧縮機、流路切り換え装置、前記外気用熱交換器、外気用絞り装置、前記還気用熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された前記給気用熱交換器および給気用絞り装置が、前記外気用熱交換器および前記外気用絞り装置に対して並列に配管接続され、冷媒が循環する冷媒回路が形成されている
換気装置。
【請求項２】
制御装置と、
前記外気用熱交換器と前記外気口との間に設置され、外気温度を検出して前記制御装置に出力する外気用温度センサと、を備え、
前記制御装置は、
前記外気用温度センサの検出値を用いて、前記外気用熱交換器を凝縮器として機能させるか否かを判断するものである
請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
前記外気用熱交換器と前記外気口との間に設置され、外気湿度を検出して前記制御装置に出力する外気用湿度センサと、
前記還気用熱交換器と前記還気口との間に設置され、還気温度を検出して前記制御装置に出力する還気用温度センサと、
前記還気用熱交換器と前記還気口との間に設置され、還気湿度を検出して前記制御装置に出力する還気用湿度センサと、を備え、
前記制御装置は、
前記還気用温度センサおよび前記還気用湿度センサの検出値から算出される還気絶対湿度が、前記外気用温度センサおよび前記外気用湿度センサの検出値から算出される外気絶対湿度よりも大きい場合、
前記還気用熱交換器が蒸発器として機能し、前記外気用熱交換器および前記給気用熱交換器が凝縮器として機能するように前記流路切り換え装置を切り換え、
前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも小さい場合、
前記還気用熱交換器が凝縮器として機能し、前記外気用熱交換器および前記給気用熱交換器が蒸発器として機能するように前記流路切り換え装置を切り換えるものである
請求項２に記載の換気装置。
【請求項４】
前記還気用熱交換器と前記全熱交換器との間に設置され、前記還気用熱交換器の出口温度を検出して前記制御装置に出力する還気用出口温度センサを備え、
前記制御装置は、
前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも大きい場合、
前記還気用熱交換器の出口温度が予め設定された目標温度となるように、前記圧縮機の駆動および前記外気用絞り装置の開度を制御するものである
請求項３に記載の換気装置。
【請求項５】
前記還気用熱交換器と前記全熱交換器との間に設置され、前記還気用熱交換器の出口温度を検出して前記制御装置に出力する還気用出口温度センサと、
前記給気用熱交換器と前記給気口との間に設置され、給気温度を検出して前記制御装置に出力する給気用温度センサと、を備え、
前記制御装置は、
前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも大きい場合、かつ、外気温度が予め設定された温度以下、および、外気湿度が予め設定された湿度以下である場合において、
給気温度が還気温度よりも小さい場合、給気温度が還気温度と等しくなるように前記給気用絞り装置の開度を制御し、給気温度が還気温度と等しくなったら前記給気用絞り装置の開度を固定し、
前記還気用熱交換器の出口温度が予め設定された目標温度となるように、前記圧縮機の駆動および前記外気用絞り装置の開度を制御するものである
請求項３に記載の換気装置。
【請求項６】
前記外気用熱交換器と前記全熱交換器との間に設置され、前記外気用熱交換器の出口温度を検出して前記制御装置に出力する外気用出口温度センサと、
前記給気用熱交換器と前記給気口との間に設置され、給気温度を検出して前記制御装置に出力する給気用温度センサと、を備え、
前記制御装置は、
前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも小さい場合、
前記外気用熱交換器の出口温度が予め設定された目標温度となるように、前記圧縮機の駆動および前記外気用絞り装置の開度を制御し、目標温度になったら前記外気用絞り装置の開度を固定し、給気温度が還気温度と等しくなるように前記給気用絞り装置の開度を制御し、給気温度が還気温度と等しくなったら前記給気用絞り装置の開度を固定するものである
請求項３または４に記載の換気装置。
【請求項７】
前記外気用熱交換器と前記全熱交換器との間に設置され、前記外気用熱交換器の出口温度を検出して前記制御装置に出力する外気用出口温度センサと、
前記給気用熱交換器と前記給気口との間に設置され、給気温度を検出して前記制御装置に出力する給気用温度センサと、
前記還気用熱交換器と前記還気口との間に設置され、還気温度を検出して前記制御装置に出力する還気用温度センサと、を備え、
前記制御装置は、
外気温度が予め設定された温度以下である場合、
前記還気用熱交換器が蒸発器として機能し、前記外気用熱交換器および前記給気用熱交換器が凝縮器として機能するように前記流路切り換え装置を切り換え、
前記外気用熱交換器の出口温度が予め設定された温度よりも大きくなるまで、前記外気用絞り装置の開度を制御し、前記外気用熱交換器の出口温度が予め設定された温度よりも大きくなったら前記外気用絞り装置の開度を固定し、給気温度が還気温度と等しくなるまで前記給気用絞り装置の開度を制御し、給気温度が還気温度と等しくなったら前記給気用絞り装置の開度を固定するものである
請求項２に記載の換気装置。
【請求項８】
前記全熱交換器と前記排気口との間に設置された排気用熱交換器を備え、
前記冷媒回路は、直列に配管接続された前記排気用熱交換器および排気用絞り装置が、前記還気用熱交換器に対して並列に配管接続されており、
前記制御装置は、
前記還気絶対湿度が前記外気絶対湿度よりも大きい場合、かつ、外気温度が予め設定された温度以下、および、外気湿度が予め設定された湿度以下である場合において、
給気温度が還気温度よりも小さい場合、給気温度が還気温度と等しくなるように前記給気用絞り装置の開度および前記排気用絞り装置の開度を制御するものである
請求項５に記載の換気装置。
【国際調査報告】
2017037816.tif 000021
2017037816.tif 000022
2017037816.tif 000023
2017037816.tif 000024