(57)【要約】【課題】換気扇の回転数を換気量が目標値に一致するように正確に制御する。【解決手段】屋外の気圧と屋内の気圧との圧力差による換気量の変化を表す係数ＫΔＰと、気温による空気密度の変化に応じた換気量の変化を表す係数ＫＴと、気圧による空気密度の変化に応じた換気量の変化を表す係数ＫＰとを求め、これら係数から換気量の実際値Ｑａを算出する。換気量の実際値Ｑａと目標値Ｑｓとの偏差に対応する回転数補正値ΔＮを求め、換気扇の回転数Ｎｃを補正する。【選択図】  図６
2004293846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気扇による換気量を計測する装置であって、
換気扇で換気する屋内の気温を検出する温度センサと、屋内の気圧を検出する第１圧力センサと、屋外の気圧を検出する第２圧力センサとを備え、
屋外の気圧と屋内の気圧との圧力差に応じた換気量の変化と、気温による空気密度の変化に応じた換気量の変化と、気圧による空気密度の変化に応じた換気量の変化とを、前記温度センサと前記第１圧力センサと前記第２圧力センサの検出値に基づいて算定する算定手段を設け、
換気扇の回転数に対応する換気量の標準値を算定手段で算定された換気量の変化に応じて補正して、換気量の実際値を求めることを特徴とする換気量の計測装置。
【請求項２】
屋内の換気を行う換気扇の制御装置であって、
換気扇による換気量の目標値を設定する目標値設定手段と、換気扇による換気量の実際値を計測する換気量計測手段と、換気量の実際値が目標値に一致するように換気扇の回転数を補正する補正手段とを備え、
換気量計測手段は請求項１に記載の換気量の計測装置で構成されることを特徴とする換気扇の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、換気扇による換気量を計測する換気量の計測装置およびこの計測装置を用いた換気扇の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、換気扇を屋内の燃焼器に連動して作動させ、更に、換気扇の回転数を燃焼器の燃焼量に応じて可変して、燃焼量に見合う換気量を得られるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１４１９３５号公報（段落００２７、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、換気扇による換気に際しては、窓部等の隙間から屋内に外気が吸入されるが、気密性の高い部屋では外気の吸入が追いつかず、屋内の気圧が次第に低下する。そして、従来周知であるが、屋外の気圧と屋内の気圧との圧力差が増加するのに伴い換気量が減少する。
【０００５】
然し、上記従来例では、換気量の変化を計測する手段が設けられていない。そのため、屋外の気圧と屋内の気圧との圧力差の増加で換気量が減少しても、必要な換気量が得られるように、燃焼量に見合う換気量に対応する回転数よりも高い回転数で換気扇を駆動することが必要になる。然し、回転数をこのように高く設定すると、屋外の気圧と屋内の気圧との圧力差が少ない状態では必要以上の換気が行われることになり、エネルギーの浪費を来たす。
【０００６】
換気を無駄なく適正に行うためには、換気量を計測することが必要になる。尚、人の健康にとって重要なのは、体積での換気量ではなく、質量での換気量である。そして、体積での換気量が一定でも、屋内の気温が変化すると、空気密度の変化によって質量での換気量が変化し、更に、気圧の変化によっても、空気密度の変化によって質量での換気量が変化する。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、空気密度の変化も加味して換気量を正確に計測できるようにした換気量の計測装置を提供し、更には、この計測装置を用いて換気扇を適正に制御できるようにした制御装置を提供することをその課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の換気量計測装置は、屋内の気温を検出する温度センサと、屋内の気圧を検出する第１圧力センサと、屋外の気圧を検出する第２圧力センサとを備え、屋外の気圧と屋内の気圧との圧力差に応じた換気量の変化と、気温による空気密度の変化に応じた換気量の変化と、気圧による空気密度の変化に応じた換気量の変化とを、前記温度センサと前記第１圧力センサと前記第２圧力センサの検出値に基づいて算定する算定手段を設け、換気扇の回転数に対応する換気量の標準値を算定手段で算定された換気量の変化に応じて補正して、換気量の実際値を求めることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の換気扇制御装置は、換気扇による換気量の目標値を設定する目標値設定手段と、換気扇による換気量の実際値を計測する換気量計測手段と、換気量の実際値が目標値に一致するように換気扇の回転数を補正する補正手段とを備え、換気量計測手段は上記本発明の換気量計測装置で構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の換気量計測装置によれば、屋外の気圧と屋内の気圧との圧力差に応じた換気量の変化だけでなく、気温と気圧による空気密度の変化に応じた換気量の変化も加味して、質量での換気量を正確に計測することができる。
【００１１】
そして、本発明の換気扇制御装置によれば、正確に計測された換気量の実際値に基づいて換気扇の回転数制御が行われることになる。従って、換気量が目標値に一致するように正確に換気扇が制御され、無駄なく適切な換気を行うことができる。
【００１２】
尚、後記する実施形態において、上記目標値設定手段に対応するのは図６のＳ２のステップであり、上記換気量計測手段に相当するのは、図６のＳ４〜Ｓ７のステップであって、その内のＳ４，Ｓ５，Ｓ６のステップが上記算定手段に相当する。また、上記補正手段に相当するのは図６のＳ８のステップである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は家屋、２は家屋内の部屋の換気を行う換気扇を示している。家屋１には、パソコン等の演算処理装置３に接続されるネットワーク４が設けられている。
【００１４】
ネットワーク４には、換気扇２のコントローラ２ａと、換気扇２で換気される屋内に配置したファンヒータ等の燃焼器５のコントローラ５ａとが夫々インターフェース回路を介して接続されている。そして、燃焼器５の使用時に、そのコントローラ５ａから演算処理装置３に、燃焼器５の使用と燃焼量とを表すデータが送信される。演算処理装置３は、燃焼器５の燃焼量に対応する換気量の目標値を設定し、この目標値の換気量を得るのに必要な換気扇２の回転数を算定して、換気扇２のコントローラ２ａに回転数の指示信号を送る。尚、ネットワーク４は、有線式のものに限らず、無線式のものでも良い。
【００１５】
ここで、換気扇２の回転数に応じて換気量は図２に示す如く変化する。但し、この換気量の変化特性は、例えば、屋外と屋内の気圧差が零、気温が所定の基準温度Ｔｓ、気圧が１気圧という所定条件下での標準的な特性であり、演算処理装置３にデータテーブルとして格納されている。
【００１６】
ネットワーク４には、更に、換気扇２で換気される屋内の気温Ｔを検出する温度センサ６と、屋内の気圧Ｐｉｎを検出する第１圧力センサ７と、屋外の気圧Ｐｏｕｔを検出する第２圧力センサ８とが夫々インターフェース回路を介して接続されており、これらセンサ６，７，８の検出データが演算処理装置３に送信される。
【００１７】
ここで、換気扇２の回転数が一定であっても、屋外の気圧Ｐｏｕｔと屋内の気圧Ｐｉｎとの圧力差ΔＰ（＝Ｐｏｕｔ−Ｐｉｎ）が増加すると、換気量が減少する。また、屋内の気温Ｔが上昇すると、空気密度の減少により質量での換気量が減少し、更に、屋内の気圧Ｐｉｎが低下した場合も、空気密度の減少により質量での換気量が減少する。
【００１８】
圧力差ΔＰによる換気量の変化を、ΔＰ＝０のときに「１」となる係数ＫΔＰで表すと、図３のようになり、気温Ｔによる換気量の変化を、Ｔ＝Ｔｓのときに「１」となる係数ＫＴで表すと、図４のようになり、気圧Ｐｉｎによる換気量の変化を、Ｐｉｎ＝１気圧のときに「１」となる係数ＫＰで表すと、図５のようになる。換気量の変化を表すこれらの係数の変化特性は、データテーブルとして演算処理装置３に格納されている。そして、演算処理装置３は、前記センサ６，７，８からの検出データに基づいて換気量の実際値を推定し、この実際値が目標値に一致するように換気扇２の回転数の指示値を補正する。
【００１９】
以下、演算処理装置３における上記処理の詳細を図６を参照して説明する。燃焼器５のコントローラ５ａから使用中であることを示す信号が送信されると（Ｓ１）、コントローラ５ａからの燃焼量データに基づいて燃焼量に対応する換気量を換気目標値Ｑｓとして設定する（Ｓ２）。そして、この目標値Ｑｓに対応する換気扇２の回転数Ｎｓを図２のデータテーブルから検索する（Ｓ３）。
【００２０】
次に、第２圧力センサ８で検出された屋外の気圧Ｐｏｕｔと第１圧力センサ７で検出された屋内の気圧Ｐｉｎとの圧力差ΔＰを求めて、この圧力差ΔＰに対応する換気量の変化係数ＫΔＰを図３のデータテーブルから検索する（Ｓ４）。また、温度センサ６で検出された屋内の気温Ｔに対応する換気量の変化係数ＫＴを図４のデータテーブルから検索すると共に（Ｓ５）、第１圧力センサ７で検出された屋内の気圧Ｐｉｎに対応する換気量の変化係数ＫＰを図５のデータテーブルから検索する（Ｓ６）。そして、換気量の実際値Ｑａを、Ｓ３のステップで求めた回転数Ｎｓに対応する換気量の標準値であるＱｓ（目標値）に上記各変化係数ＫΔＰ、ＫＴ、ＫＰを乗算して算出する（Ｓ７）。
【００２１】
次に、換気量の実際値Ｑａと目標値Ｑｓとの偏差に対応する回転数の補正値ΔＮを換気扇２の能力特性（例えば、図２の特性）に基づいて算出する（Ｓ８）。そして、Ｓ３のステップで求めた回転数Ｎｓに補正値ΔＮを加算して回転数の指示値Ｎｃを算出し、この指示値Ｎｃを換気扇２のコントローラ２ａに送信する（Ｓ９）。コントローラ２ａは、換気扇２の回転数が指示値Ｎｃになるように換気扇２の回転数制御を行う。
【００２２】
以上の制御により、実際の換気量が圧力差や気温や気圧の変化に係らず目標値Ｑｓに正確に一致する。そして、燃焼器５たるファンヒータによる暖房開始時で屋内の気温が低いときは、ＫＴ＞１で、Ｑａ＞Ｑｓになり、その結果、Ｎｃ＜Ｎｓになる。そのため、換気扇２の回転数を無駄に上げずに済み、省エネルギーに寄与する。
【００２３】
ところで、図２〜図５の特性は換気扇２の各機種に固有であり、換気扇２のメーカから提供される対応機種の特性データを演算処理装置３に登録する。尚、インターネットを通じてこれらの特性データを演算処理装置３に登録することも可能である。
【００２４】
また、屋外の気圧Ｐｏｕｔと屋内の気圧Ｐｉｎとの圧力差で換気量は変化するものの、この程度の圧力差では空気密度は実質的に変化しない。従って、気圧による換気量の変化係数ＫＰを求めるパラメータとして、上記実施形態の屋内の気圧Ｐｉｎに代えて屋外の気圧Ｐｏｕｔを用いても良い。
【００２５】
また、上記実施形態では、換気量の目標値の設定処理、換気量の実際値の計測処理および換気扇回転数の補正処理を演算処理装置３で行うようにしたが、燃焼器５のコントローラ５ａ、温度センサ６、第１と第２の各圧力センサ７，８からのデータを換気扇２のコントローラ２ａに送信して、上記の処理を換気扇２のコントローラ２ａで行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明制御装置の一例を示す系統線図。
【図２】換気扇の回転数による換気量の変化特性を示すグラフ。
【図３】屋外の気圧と屋内の気圧との圧力差による換気量の変化係数の変化特性を示すグラフ。
【図４】気温による換気量の変化係数の変化特性を示すグラフ。
【図５】気圧による換気量の変化係数の変化特性を示すグラフ。
【図６】換気量の計測および換気扇の回転数補正のための処理を示すフロー図。
【符号の説明】
２…換気扇  ３…演算処理装置（目標値設定手段、換気量計測手段、補正手段）６…温度センサ  ７…第１圧力センサ  ８…第２圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004293846.tif 000006
【図５】
2004293846.tif 000007
【図６】
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