(57)【要約】【課題】風量調整ダンパの角度を自動で決め、現場施工を簡易化できる熱交換形換気装置を提供する。【解決手段】制御部１１により、給気用モータ（または排気用モータ）の回転数を制御し、給気経路７（または排気経路８）はユニタリー空調１３の循環風路１４に接続され、制御部１１は、電流検知手段１７により検知された給気用モータ（または排気用モータ）の電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、給気経路７内に設けられる風量調整ダンパ１５または排気経路８内に設けられる風量調整ダンパ１６の開口面積を変化させることで風量調整ダンパの開口面積を自動で決め、現場施工を簡易化した熱交換形換気装置を提供できる。【選択図】図３
2018054135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気用モータを備えた給気用送風機と、
排気用モータを備えた排気用送風機と、
前記給気用送風機により屋外から室内に送風される給気経路と、
前記排気用送風機により室内から室外に送風される排気経路と、
前記給気経路と前記排気経路とが交差する位置に設けられ、室内の空気と屋外の空気を換気する際に熱交換するための熱交換素子と、
前記給気用モータに流れる電流を検知する電流検知手段とを備えた熱交換形換気装置において、
制御部により、前記給気用モータの回転数を制御し、
前記給気経路はユニタリー空調の循環風路に接続され、
前記制御部は、前記電流検知手段により検知された前記給気用モータの電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、前記給気経路内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させることを特徴とする熱交換形換気装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記給気用モータの回転数が所定の回転数で一定となるように制御しながら、前記給気用モータの電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、前記給気経路内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させ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】
給気用モータを備えた給気用送風機と、
排気用モータを備えた排気用送風機と、
前記給気用送風機により屋外から室内に送風される給気経路と、
前記排気用送風機により室内から室外に送風される排気経路と、
前記給気経路と前記排気経路とが交差する位置に設けられ、室内の空気と屋外の空気を換気する際に熱交換するための熱交換素子と、
排気用モータに流れる電流を検知する電流検知手段とを備えた熱交換形換気装置において、
制御部により、排気用モータの回転数を制御し、
前記排気経路はユニタリー空調の循環風路に接続され、
前記制御部は、前記電流検知手段により検知された前記排気用モータの電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、前記排気経路内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させることを特徴とする熱交換形換気装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記排気用モータの回転数が所定の回転数で一定となるように制御しながら、前記排気用モータの電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、前記排気経路内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させることを特徴とする請求項３に記載の熱交換形換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外気と室内空気を熱交換する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は、建物内に設置され外気を外気給気口から導入し、内蔵する熱交換素子を経て室内に供給する熱交換形換気装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）
以下、その熱交換形換気装置について図５を参照しながら説明する。
【０００３】
図５に示すように、換気装置本体１０１は、建物内の屋根裏空間または天井裏空間に設置される。
【０００４】
新鮮外気は、外気給気口１０２から導入され、内蔵する熱交換素子１０３を通過して室内給気口１０４を経て室内に供給される。
【０００５】
一方、室内の汚れた空気は、室内排気口１０５から導入され、熱交換素子１０３を通過し、室外排気口１０６を経て室外に排気される。
【０００６】
外気給気口１０２から導入される新鮮外気と室内排気口１０５から導入される室内の汚れた空気は、熱交換素子１０３を経て電動機１０７に同一軸１０８にて連結された給気用送風機１０９と排気用送風機１１０により移送される構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３２５５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
熱交換形換気装置は、換気をするために、給気経路または排気経路の風量を調整する必要がある。
【０００９】
従来の熱交換形換気装置の給気経路（または排気経路）とユニタリー空調（ｕｎｉｔａｒｙ  ａｉｒ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）の循環風路とを接続する場合、風量を調整するために、熱交換形換気装置の給気経路（または排気経路）におけるダクト内に風量調整ダンパを設置していた。しかし、この構成では、風量を測定しながら風量調整ダンパの角度（開口面積）を決めねばならず、現場施工が煩雑であるという課題があった。
【００１０】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、風量調整ダンパの開口面積を自動で決め、現場施工を簡易化できる熱交換形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】
【００１１】
そして、この目的を達成するために、本発明の一態様に係る熱交換形換気装置は、給気用モータを備えた給気用送風機と、排気用モータを備えた排気用送風機と、前記給気用送風機により屋外から室内に送風される給気経路と、前記排気用送風機により室内から室外に送風される排気経路と、前記給気経路と前記排気経路とが交差する位置に設けられ、室内の空気と屋外の空気を換気する際に熱交換するための熱交換素子と、前記給気用モータに流れる電流を検知する電流検知手段とを備えた熱交換形換気装置において、制御部により、前記給気用モータの回転数を制御し、前記給気経路はユニタリー空調の循環風路に接続され、前記制御部は、前記電流検知手段により検知された前記給気用モータの電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、前記給気経路内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させるものであり、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】
【００１２】
本発明によれば、給気経路内または排気経路内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を自動で決めることにより、現場施工を簡易化した熱交換形換気装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の熱交換形換気装置を示す上面断面図
【図２】モータ回転数とモータ電流知との関係を示す図
【図３】同熱交換形換気装置の施工を示す図
【図４】同熱交換形換気装置の他の施工を示す図
【図５】従来の熱交換形換気装置を示す上面構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一態様に係る熱交換形換気装置は、給気用モータを備えた給気用送風機と、排気用モータを備えた排気用送風機と、前記給気用送風機により屋外から室内に送風される給気経路と、前記排気用送風機により室内から室外に送風される排気経路と、前記給気経路と前記排気経路とが交差する位置に設けられ、室内の空気と屋外の空気を換気する際に熱交換するための熱交換素子と、前記給気用モータに流れる電流を検知する電流検知手段とを備えた熱交換形換気装置において、制御部により、前記給気用モータの回転数を制御し、前記給気経路はユニタリー空調の循環風路に接続され、前記制御部は、前記電流検知手段により検知された前記給気用モータの電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、前記給気経路内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させる構成を有する。
【００１５】
これにより、風量調整ダンパの開口面積を自動で決め、現場施工を簡易化でき、施工工数を減少させることができる。また、施工完了後に、運転ノッチが変更された際も、風量調整ダンパの再度の調整・施工が必要ではなく、自動で調整できるため、施工工数を減少することができる。なお、排気経路がユニタリー空調の循環風路に接続され、排気経路内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させる場合も同様の効果がある。
【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。
（実施の形態１）
第１の実施の形態の熱交換形換気装置について、図１を用いて内部の構成と給気経路、排気経路について説明する。
【００１７】
図１に示すように、熱交換形換気装置１は、箱形の本体の側面に外気吸込口２、室内空気排気口３、そして、この側面に対向した側面に外気給気口４、室内空気吸込口５を設けている。
【００１８】
また、熱交換形換気装置１は、新鮮な屋外の空気（給気空気）を側面の外気吸込口２から吸込み、熱交換形換気装置１の内部の熱交換素子６を通って外気給気口４から室内に供給される給気経路７を備えている。
【００１９】
一方、汚染された室内の空気（排気空気）は室内空気吸込口５から吸い込まれ、熱交換素子６を通って室内空気排気口３から室外に排気される排気経路８を備えている。このとき、熱交換素子６は、排気される空気の熱量を給気される空気に供給する、または、給気される空気の熱量を排気される空気の熱量に供給する、熱回収の機能を有している。
【００２０】
外気吸込口２から導入される新鮮な屋外空気（給気空気）と、室内空気吸込口５から導入される汚染された室内の空気（排気空気）は、給気用送風機９と排気用送風機１０の運転によりそれぞれ給気経路７と排気経路８を流れる。
【００２１】
熱交換素子６は、給気経路７と排気経路８とが交差する位置に配設される。熱交換素子６の室外空気吸込側および室内空気吸込側にはそれぞれ空気清浄フィルター１２が配設される。また、外気吸込口２、室内空気排気口３、外気給気口４、室内空気吸込口５には、それぞれダクトが接続できる形状となっている。
【００２２】
そして、熱交換形換気装置１は、給気用送風機９の給気用モータと排気用送風機１０の排気用モータの回転数を制御する制御部１１を有している。制御部１１は給気用送風機９の給気用モータと排気用送風機１０の排気用モータの回転数を制御し給気風量と排気風量を一定に保つ制御をするとともに、給気用モータまたは排気用モータに流れる電流を検知する電流検知手段１７を有する。
【００２３】
ここで制御部１１が行う給気風量と排気風量を一定に保つ制御について説明する。熱交換形換気装置１を起動すると、制御部１１は、給気用送風機９と排気用送風機１０の出力する送風量が同等になるように、給気用モータと排気用モータの回転数を制御する（熱交換気運転）。通常、施工状態で運転を開始すると、決まったダクト引き廻しによる機外静圧が熱交換形換気装置にかかることとなり、所定風量を出力するために制御部１１は給気用モータと排気用モータの回転数を確認しながら、各モータの電流値を制御する。制御部１１は、あらかじめ所定風量を出力するための給気用モータ回転数と給気用モータ電流値の関係と、排気用モータ回転数と排気用モータ電流値の関係を記憶している。
【００２４】
図２には所定風量を実現するモータ回転数とモータ電流値の関係を示す。制御部１１は設定された所定風量をこのモータ回転数とモータ電流値の関係に一致させることで実現する。すなわち、図２に示す線上において風量一定制御が実現できる。
【００２５】
ここで、本実施の形態における特徴的な部分、すなわち、制御部１１の風量調整ダンパ動作について説明する。
【００２６】
図３に本実施の形態の施工図を示す。ユニタリー空調１３は、建物内の機械室などに設置され、室内とダクトで接続し、室内の循環風路１４を形成する。
【００２７】
ユニタリー空調１３は、設定された室内温度となるように、冷房・暖房を行い、循環風路１４に送風し、屋内の複数の部屋の中を空気が循環することで、屋内を所定温度に制御する。
【００２８】
循環風路１４は、ユニタリー空調１３を介した温度調節経路であり、屋内の換気は行われておらず、屋内には屋外の新鮮な空気の供給はない。そこで循環風路１４に給気経路７を接続することで、屋内循環で温度調節をしながら、同時に熱交換気を行い、屋外の新鮮空気を熱回収しながら屋内に取り入れる。このとき、熱交換素子６の下流側の給気経路７がユニタリー空調１３の循環風路１４に接続される。
【００２９】
このとき、ユニタリー空調１３は屋内循環運転を行っているが、熱交換形換気装置１の外気給気口４にはユニタリー空調１３の送風機能により負圧がかかる。これにより、熱交換形換気装置１の給気経路７はユニタリー空調１３に引っ張られる形で設計以上の風量が流れることとなり、特に冬期の場合は、低温外気が多量に流れ結露などの不具合がおこる可能性がある。これを抑制するために、給気経路７において熱交換形換気装置１とユニタリー空調１３の循環風路１４との間に、ユニタリー空調１３からの負圧を相殺するための風量調整ダンパ１５を設ける。
【００３０】
従来であれば風量調整ダンパ１５は、熱交換形換気装置１の給気風量を実測しながら、所定風量となるように、開口面積（開口率）を調整することで角度を決定する。しかし、都度風量測定を実施する必要があるなど、現場施工が煩雑となる。
【００３１】
本実施の形態では、風量調整ダンパ１５は制御部１１により開口面積（開口率）を自動で調整することで、現場での施工工数を削減することができる。
【００３２】
具体的には、制御部１１は給気用送風機９を所定の回転数で一定運転させる。このときユニタリー空調が運転され風量調整ダンパ１５が全開であれば給気用送風機９は負圧のため負荷が小さくなり、電流検知手段１７により検知された給気用モータの電流値は所定の電流値よりも小さい値となる。
【００３３】
そこで風量調整ダンパ１５はダンパ開口面積（開口率）を小さくするようにダンパ角度を所定角度ずつ（例えば１°）動かす。目標電流値に対し所定範囲（例えば１％以内）に入ったら風量調整ダンパ１５の調整を終了しダンパ角度を決定する。
【００３４】
ここで、ダンパ調整時の給気用送風機９の回転数は消費電力が最も低減できる機外静圧０Ｐａ（図２のＰ＝０）のときの回転数が望ましい。これは、機外静圧０Ｐａ（図２のＰ＝０）において圧力損失を最も低減できるからである。
【００３５】
また、制御部１１が給気用送風機９を所定の回転数で一定運転させ、このときユニタリー空調が運転され風量調整ダンパ１５が全閉であれば、給気用送風機９は送風経路が無いため仕事ができず、電流検知手段１７により検知された給気用モータの電流値が所定の電流値よりも小さな値となる。そこで風量調整ダンパ１５はダンパ開口面積（開口率）を大きくするようにダンパ角度を所定角度ずつ（例えば１°）動かす。目標電流値に対し所定範囲（例えば１％以内）に入ったらダンパの調整を終了しダンパ角度を決定する。
【００３６】
本実施形態では、回転数を一定運転し、電流値を目標電流値の所定範囲内になるように風量調整ダンパ１５のダンパ開口面積（開口率）を調整しダンパ角度決定をしたが、電流値を一定運転し、回転数を目標回転数の所定範囲内になるように、風量調整ダンパ１５のダンパ開口面積（開口率）を調整しダンパ角度を決定してもよい。この場合、電流検知手段１７の代わりに回転数検知手段（不図示）を設けて、回転数検知手段により給気用モータまたは排気用モータの回転数を検知して、制御部１１がダンパ角度を決定する。
【００３７】
また、図４の他の施工を示す図のように、屋内の循環風路１４に排気経路８を接続してもよい。ユニタリー空調１３は屋内循環運転を行っているが、熱交換形換気装置１の室内空気吸込口５にはユニタリー空調１３の送風機能により負圧がかかる。これにより、熱交換形換気装置１の排気経路８はユニタリー空調１３に引っ張られる形で設計風量を流すことができず、特に冬期の場合は、低温外気風量に対して高温な室内風量が流れにくくなり、熱交換しない外気が給気経路７を通り室内に直接流れ、結露や冷風感などの不具合がおこる可能性がある。これを抑制するために、排気経路８において熱交換形換気装置１とユニタリー空調１３の循環風路１４との間に、ユニタリー空調１３からの負圧を相殺するための風量調整ダンパ１６を設ける。
【００３８】
風量調整ダンパ１６は制御部１１により開口面積（開口率）を自動で調整することで、現場での施工工数を削減することができる。
【００３９】
具体的には、制御部１１は排気用送風機１０を所定の回転数で一定運転させる。このときユニタリー空調が運転され風量調整ダンパ１６が全開であれば排気用送風機１０は負圧のため負荷が大きくなり送風できないため仕事をせず、電流検知手段１７により検知された排気用モータの電流値は所定の電流値よりも小さい値となる。そこで風量調整ダンパ１６はダンパ開口面積（開口率）を小さくするようにダンパ角度を所定角度ずつ（例えば１°）動かす。目標電流値に対し所定範囲（例えば１％以内）に入ったら風量調整ダンパ１６の調整を終了しダンパ角度を決定する。
【００４０】
ここで、ダンパ調整時の排気用送風機１０の回転数は消費電力が最も低減できる機外静圧０Ｐａ（図２のＰ＝０）のときの回転数が望ましい。
【００４１】
また、制御部１１が排気用送風機１０を所定の回転数で一定運転させ、このときユニタリー空調が運転されダンパが全閉であれば、排気用送風機１０は送風経路が無いため仕事ができず、電流検知手段１７により検知された排気用モータの電流値が所定の電流値よりも小さな値となる。そこで風量調整ダンパ１６はダンパ開口面積（開口率）を大きくするようにダンパ角度を所定角度ずつ（例えば１°）動かす。目標電流値に対し所定範囲（例えば１％以内）に入ったら風量調整ダンパ１６の調整を終了しダンパ角度を決定する。
【００４２】
このように、風量調整ダンパの角度を自動で決めることにより、現場施工を簡易化でき、施工工数を減少させることができる熱交換形換気装置を得ることができる。
【００４３】
以下、本実施形態について補足する。
【００４４】
ユニタリー空調１３（ｕｎｉｔａｒｙ  ａｉｒ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）は、全館空調あるいはセントラル空調（ｃｅｎｔｒａｌａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）の概念を含むものである。
【００４５】
また、制御部１１は熱交換形換気装置１に設けたが、熱交換形換気装置１に設けなくてもよい。この場合、熱交換形換気装置１から離れた位置にある制御部１１により制御が行われる。
【００４６】
また、制御部１１は電流検知手段１７を有する構成としたが、電流検知手段１７は制御部１１と分離して設けられてもよい。
【００４７】
また、制御部１１は、給気用モータおよび排気用モータの回転数と電流値を検知して制御し、給気風量と排気風量を一定に保つ制御をするとしたが、これは図２においてＰ＝０の位置を特定するために行ったものである。図２においてＰ＝０の位置を特定する必要は必ずしもないため、給気風量と排気風量を一定に保つ風量一定制御は必須ではない。風量一定制御を行わない場合は、Ｐ＝０の位置を特定できない場合もあるが、図２のＰ＝０の点よりも右側のＰ＞０（正圧）の範囲または左側のＰ＜０（負圧）の範囲において目標電流値を設定してもよい。或いは任意の定数として目標電流値を設定してもよい。この場合、制御部１１は、電流検知手段１７により検知された給気用モータ（または排気用モータ）の電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、給気経路７（または排気経路８）内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させてもよい。さらにこの場合、制御部１１は、給気用モータ（または排気用モータ）の回転数が所定の回転数で一定となるように制御しながら、給気用モータ（または排気用モータ）の電流値が目標電流値の所定範囲内となるように、給気経路（または排気経路８）内に設けられる風量調整ダンパの開口面積を変化させてもよい。
【００４８】
また、風量一定制御しない場合は、給気用モータおよび排気用モータの回転数は検知しなくてもよい。この場合、制御部１１は、給気用モータ（または排気用モータ）の電流値と、風量調整ダンパの開口面積（または風量調整ダンパの角度）とを検知する。
【００４９】
また、風量一定制御しない場合であって、回転数検知手段（不図示）を設ける場合は、給気用モータおよび排気用モータの電流値は検知しなくてもよい。この場合、制御部１１は、給気用モータ（または排気用モータ）の回転数と、風量調整ダンパの開口面積（または風量調整ダンパの角度）とを検知する。そして、例えば、制御部１１は、給気用モータ（または排気用モータ）の電流値を一定運転し、給気用モータ（または排気用モータ）の回転数を目標回転数の所定範囲内になるように、風量調整ダンパ１５のダンパ開口面積（開口率）を調整しダンパ角度を決定してもよい。
【００５０】
また、制御部１１は、給気用モータ（または排気用モータ）の電流値が所定の機外静圧における所定風量を出力する給気用モータ（または排気用モータ）の電流値となるように、給気経路７内に設けられる風量調整ダンパ１５または排気経路８内に設けられる風量調整ダンパ１６を動作させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明にかかる換気装置は、外気と室内空気の熱交換を目的とするダクト式の換気装置、ダクト式の空気調和装置などの用途としても有効である。
【符号の説明】
【００５２】
１    熱交換形換気装置
２    外気吸込口
３    室内空気排気口
４    外気給気口
５    室内空気吸込口
６    熱交換素子
７    給気経路
８    排気経路
９    給気用送風機
１０    排気用送風機
１１    制御部
１２    空気清浄フィルター
１３    ユニタリー空調
１４    循環風路
１５    風量調整ダンパ
１６    風量調整ダンパ
１７    電流検知手段
【図１】
2018054135.tif 000003
【図２】
2018054135.tif 000004
【図３】
2018054135.tif 000005
【図４】
2018054135.tif 000006
【図５】
2018054135.tif 000007