(57)【要約】【課題】温度センサを無くしながら、熱交換素子の凍結を抑制しつつ給排換気を継続することができる熱交換形換気装置を提供することを目的とする。【解決手段】制御部１１は、排気用モータの所定機外静圧における所定風量を出力する排気用モータ電流値を運転開始時に記憶し、現在の排気用モータの運転電流値が、所定の値以上に大きくなった場合に、熱交換素子部６の内部における目詰まりが発生していると検知し、給気用モータの回転数を減少させることにより、熱交換素子部６の凍結を防止しながら、給気用送風機９と排気用送風機１０の同時運転を継続することができる熱交換形換気装置１を得られる。【選択図】  図１
2015190684.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ファンと、
排気用モータを備えた排気用ファンと、
前記給気用ファンにより屋外から室内に送風される給気送風経路と、
前記排気用ファンにより室内から室外に送風される排気送風経路と、
前記給気送風経路と前記排気送風経路とが交差する位置に、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、
前記給気用モータと排気用モータの運転および回転数を制御する制御部とを備えた熱交換形換気装置において、
前記排気用モータに流れる電流を計測する電流検知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記排気用モータの所定機外静圧における所定風量を出力する排気用モータ電流値を運転開始時に記憶し、
前記排気用モータを所定風量で運転継続したときに、現在の排気用モータの運転電流値が、記憶した運転電流値と比較し所定の値以上に大きくなった場合に、前記熱交換素子の内部における目詰まりが発生していると検知し、
前記給気用モータの回転数を減少させることを特徴とした熱交換形換気装置。
【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、その換気空調装置について図６を参照しながら説明する。
【０００３】
図６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。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部１０３を通過して室内給気口１０４を経て室内に供給される。一方、室内の汚れた空気は、室内排気口１０５から導入され、熱交換素子部１０３を通過し、室外排気口１０６を経て室外に排気される。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、熱交換素子部１０３を経て電動機１０７に同一軸１０８にて連結された給気用ファン１０９と排気用ファン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】
【０００４】
【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】
【０００５】
このような従来の熱交換形換気装置においては、冬期の外気温低温時に熱交換素子結露が発生するという課題を有していた。熱交換素子凍結の発生を防止するために、間欠運転を行うこともあるが、温度センサの搭載が必須となり、コストアップの一因となるという課題も有していた。
【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、温度センサを無くしながら、熱交換素子の凍結を抑制しつつ給排換気を継続することが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】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明は、給気用モータを備えた給気用ファンと、排気用モータを備えた排気用ファンと、前記給気用ファンにより屋外から室内に送風される給気送風経路と、前記排気用ファンにより室内から室外に送風される排気送風経路と、前記給気送風経路と前記排気送風経路とが交差する位置に、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、前記給気用モータと排気用モータの運転および回転数を制御する制御部とを備えた熱交換形換気装置において、前記排気用モータに流れる電流を計測する電流検知手段をさらに備え、前記制御部は、前記排気用モータの所定機外静圧における所定風量を出力する排気用モータ電流値を運転開始時に記憶し、前記排気用モータを所定風量で運転継続したときに、現在の排気用モータの運転電流値が、記憶した運転電流値と比較し所定の値以上に大きくなった場合に、前記熱交換素子内部における目詰まりが発生していると検知し、前記給気用モータの回転数を減少させるものであり、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】
【０００８】
本発明によれば、給気用モータを備えた給気用ファンと、排気用モータを備えた排気用ファンと、前記給気用ファンにより屋外から室内に送風される給気送風経路と、前記排気用ファンにより室内から室外に送風される排気送風経路と、前記給気送風経路と前記排気送風経路とが交差する位置に、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、前記給気用モータと排気用モータの運転および回転数を制御する制御部とを備えた熱交換形換気装置において、前記排気用モータに流れる電流を計測する電流検知手段をさらに備え、前記制御部は、前記排気用モータの所定機外静圧における所定風量を出力する排気用モータ電流値を運転開始時に記憶し、前記排気用モータを所定風量で運転継続したときに、現在の排気用モータの運転電流値が、記憶した運転電流値と比較し所定の値以上に大きくなった場合に、前記熱交換素子内部における目詰まりが発生していると検知し、前記給気用モータの回転数を減少させることにより、温度センサを取り付けることなく熱交換素子の凍結が始まっていることを検知し、凍結防止のため給気用モータの回転数を落とし給気風量を減少させることで、熱交換素子の凍結進行を防止しながら給気と排気の同時運転を継続できることができるとともに、排気過多運転により排気温度を高めることで熱交換素子の凍結を溶かすという効果を得ることができる。
【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の関係図
【図３】モータ回転数とモータ電流の関係図
【図４】モータ回転数とモータ電流の関係図
【図５】制御部の結露防止動作図
【図６】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】
【００１０】
本発明の請求項１記載の熱交換形換気装置は、給気用モータを備えた給気用ファンと、排気用モータを備えた排気用ファンと、前記給気用ファンにより屋外から室内に送風される給気送風経路と、前記排気用ファンにより室内から室外に送風される排気送風経路と、前記給気送風経路と前記排気送風経路とが交差する位置に、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、前記給気用モータと排気用モータの運転および回転数を制御する制御部とを備えた熱交換形換気装置において、前記排気用モータに流れる電流を計測する電流検知手段をさらに備え、前記制御部は、前記排気用モータの所定機外静圧における所定風量を出力する排気用モータ電流値を運転開始時に記憶し、前記排気用モータを所定風量で運転継続したときに、現在の排気用モータの運転電流値が、記憶した運転電流値と比較し所定の値以上に大きくなった場合に、前記熱交換素子内部における目詰まりが発生していると検知し、前記給気用モータの回転数を減少させる構成を有する。これにより、温度センサを取り付けることなく熱交換素子の凍結が始まっていることを検知し、凍結防止のため給気用モータの回転数を落とし給気風量を減少させることで、熱交換素子の凍結進行を防止しながら給気と排気の同時運転を継続できることができるとともに、排気過多運転により排気温度を高めることで熱交換素子の凍結を溶かすという効果を得ることができる、という効果を奏する。
【００１１】
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）
本発明の第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送風経路、排気送風経路について説明する。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。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。
【００１２】
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部６を通って外気給気口４から室内に供給される給気送風経路７を備えている。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、熱交換素子部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送風経路８を備えている。このとき、熱交換素子部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。
【００１３】
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送風経路７と排気送風経路８を流れる。熱交換素子部６は、給気送風経路７と排気送風経路８とが交差する位置に配設される。熱交換素子部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。
【００１４】
また、外気吸込口２、室内空気排気口３、外気給気口４、室内空気吸込口には、それぞれダクト（図示せず）が接続できる形状となっている。外気吸込口２と室内空気排気口３に接続したダクトは建物外壁面まで引き回して建物外の屋外空気と連通する。外気給気口４と室内空気吸込口５に接続したダクトは居室の天井面または壁面と連通されて室内空気と連通する。
【００１５】
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ちながら制御するとともに、排気用モータに流れる電流を計測する電流検知手段を有する。
【００１６】
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の動作について説明する。
【００１７】
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）。
【００１８】
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はかかることとなり、所定風量を出力するために制御部１１は排気用モータの回転数を確認しながら電流値を制御する。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。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は設定された所定の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。そして制御部１１は、この運転初期時、すなわち熱交換素子部６に凍結が発生していない状態において、所定風量を出力する排気用モータ電流値（図２の初期値Ｐのポイント）を記憶する。なお図２は、図５におけるｔ１〜ｔ２の制御部１１の状態を表す。
【００１９】
図５の時間ｔ２からｔ３の間のように、熱交換気運転中に外気温度が低下していくと、熱交換素子部６の排気送風経路８側から結露が生じる。これは排気送風経路８を流れる室内空気（排気空気）が熱交換素子部６内で外気（給気空気）と熱交換することで露点以下に温度低下する、すなわち、熱交換後の温度の飽和水蒸気量以上の水分を保持しているためである。この結露により発生した水分は、熱交換後の排気温度が０℃を下回るようになると、凍結し、熱交換素子部６の目詰まりを引き起こし、換気機能を低下させる。
【００２０】
制御部１１は、熱交換素子部６に凍結が発生し、その凍結が風路抵抗となり圧損増加した状態になっても、所定の換気風量を維持するため、排気用モータ回転数と排気用モータ電流値の関係に従って排気用モータの回転数をあげるよう排気用モータの電流値を上昇させる（図３）。さらにそのまま運転を継続すると凍結はさらに進行し多量の氷結にいたる。その凍った結露水は、外気温度が上昇すると解けだして、熱交換形換気装置１から結露水があふれ出すことになる。あふれ出した水は、設置場所に悪影響を及ぼすことや、水漏れによる絶縁不良など不安全発生に繋がる。
【００２１】
このような事象を避けるために、制御部１１は、図３に示すような排気用モータの電流値Ｉが所定の電流値Ｉａを超えた場合には、熱交換素子部６に凍結発生があると判断して、図５の時間ｔ３〜ｔ４に示すように、給気送風量を排気送風量より小さくなるよう給気用モータの回転数を減少させる（図５では給気送風量の比率を０．３に下げる）。これにより排気送風量が給気送風量より大きくなり、低温である外気の導入風量が減少することから、熱交換後の排気温度は高くなる。排気温度が高くなれば、発生している凍結を溶かすことができる。また、排気空気の飽和水蒸気量も大きくなるため、より多くの水分を保持できるようになり、結露の発生リスクが小さくなる。そして熱交換素子の凍結が徐々に解消されれば、熱交換素子部６の目詰まりは解消されるので、制御部１１は、図４のように排気モータ回転数と排気モータ電流値の関係に従い排気用モータの電流値を下げることができ、所定風量を実現する排気用モータの回転数は下がる。これにより、排気用モータの電流値は初期値Ｐに戻る。電流値が元に戻ることで制御部１１は給気風量比率を０．３から１に戻すために給気用モータの回転数を元に戻し、通常の熱交換気運転に戻ることが出来る。このように温度センサなしで凍結防止運転へ切り替わり再度熱交換気運転に戻ることができる。この一連の流れを図示したものが図５である。
【００２２】
ここで所定の電流値Ｉａは、所定の室内温湿度（例えばＪＩＳ Ｂ ８６２８  規定の室内温度）で運転を継続し、製品に悪影響を及ぼす凍結が熱交換素子に発生したとき（熱交換素子圧損増大時）の所定風量を実現するモータ電流値を実験的に求めた値である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
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有効である。
【符号の説明】
【００２４】
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    熱交換素子部
７    給気送風経路
８    排気送風経路
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
１０１  換気装置本体
１０２  外気給気口
１０３  熱交換素子部
１０４  室内給気口
１０５  室内排気口
１０６  室外排気口
１０７  電動機
１０８  同一軸
１０９  給気用ファン
１１０  排気用ファン
【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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