(57)【要約】【課題】  室内に供給される空気の温度を安定化させることができるとともに、機器の信頼性の悪化を解消することができる外気処理装置および外気処理システムを提供する。【解決手段】  外気処理装置１０に外気を吸込み、その吸込んだ外気を外気処理装置１０で加熱して室内に供給する。そして、吸込まれる外気の温度Ｔ１を検知し、その検知温度Ｔ１および室内への供給空気量に応じて、加熱量を制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込んだ外気を加熱器で加熱して室内に供給する外気処理装置において、前記吸込まれる外気の温度を検知する温度センサと、この温度センサの検知温度および前記室内への供給空気量に応じて、前記加熱器の加熱量を制御する制御手段と、この制御手段による加熱量の制御配線盤を切換えるための操作手段と、を備えたことを特徴とする外気処理装置。
【請求項２】
吸込んだ外気を加熱器で加熱して室内に供給する外気処理装置において、前記吸込まれる外気の温度を検知する第１温度センサと、前記室内に供給される空気の温度を検知する第２温度センサと、前記第１温度センサの検知温度および前記室内への供給空気量に応じて、前記加熱器の加熱量を制御する第１制御手段と、前記第２温度センサの検知温度に応じて、前記加熱器の加熱量を制御する第２制御手段と、前記第１制御手段による制御および前記第２制御手段による制御のいずれか一方を選択するための操作手段と、を備えたことを特徴とする外気処理装置。
【請求項３】
吸込んだ外気をそれぞれの加熱器で加熱してダクトにより室内に供給する複数の外気処理装置を備えた外気処理システムにおいて、前記各外気処理装置に設けられ、前記吸込まれる外気の温度を検知する第１温度センサと、前記ダクトに設けられ、前記室内に供給される空気の温度を検知する第２温度センサと、前記各外気処理装置における前記第１温度センサの検知温度および前記室内への供給空気量に応じて、前記各外気処理装置における前記加熱器の加熱量を制御する第１制御手段と、前記第２温度センサの検知温度に応じて、前記各外気処理装置における前記加熱器の加熱量を制御する第２制御手段と、前記第１制御手段による制御および前記第２制御手段による制御のいずれか一方を選択するための操作手段と、を備えたことを特徴とする外気処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外気を吸込んで加熱し、加熱した空気を換気用として室内に供給する外気処理装置および外気処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地等に設置され、外気を吸込んで加熱し、加熱した空気を換気用として室内に供給する外気処理装置がある（例えば特許文献１）。このような外気処理装置では、室内に供給される空気の温度をどのように調節するかが重要な要素となる。
【０００３】
たとえば、室内に供給される空気の温度を温度センサで検知し、その検知温度が設定温度となるよう、加熱をオン，オフ制御する方法がある。
【特許文献１】特許第３２０７０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、室内に供給される空気の温度に応じて加熱をオン，オフ制御するものでは、加熱オフ時に温度センサの部分の温度が急激に変化するため、加熱が頻繁にオン，オフを繰り返してしまう。  
このような状況では、室内へ供給される空気の温度の安定性が悪く、機器の信頼性が悪化するという問題もある。
【０００５】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、室内に供給される空気の温度を安定化させることができるとともに、機器の信頼性の悪化を解消することができる外気処理装置および外気処理システム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】
【０００６】
請求項１に係る発明の外気処理装置は、吸込んだ外気を加熱器で加熱して室内に供給するものであって、吸込まれる外気の温度を検知する温度センサと、この温度センサの検知温度および室内への供給空気量に応じて、加熱器の加熱量を制御する制御手段と、この制御手段による加熱量の制御幅を切換えるための操作手段とを備えている。
【０００７】
請求項２に係る発明の外気処理装置は、吸込んだ外気を加熱器で加熱して室内に供給するものであって、吸込まれる外気の温度を検知する第１温度センサと、室内に供給される空気の温度を検知する第２温度センサと、上記第１温度センサの検知温度および室内への供給空気量に応じて、加熱器の加熱量を制御する第１制御手段と、上記第２温度センサの検知温度に応じて、加熱器の加熱量を制御する第２制御手段と、上記第１制御手段による制御および上記第２制御手段による制御のいずれか一方を選択するための操作手段と、を備えている。
【０００８】
請求項３に係る発明の外気処理システムは、吸込んだ外気をそれぞれの加熱器で加熱してダクトにより室内に供給する複数の外気処理装置を備えたものであって、各外気処理装置に設けられ、吸込まれる外気の温度を検知する第１温度センサと、ダクトに設けられ、室内に供給される空気の温度を検知する第２温度センサと、各外気処理装置における第１温度センサの検知温度および室内への供給空気量に応じて、各外気処理装置における加熱器の加熱量を制御する第１制御手段と、上記第２温度センサの検知温度に応じて、各外気処理装置における加熱器の加熱量を制御する第２制御手段と、これら第１制御手段による制御および第２制御手段による制御のいずれか一方を選択するための操作手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、室内に供給される空気の温度を安定化させることができるとともに、機器の信頼性の悪化を解消することができる外気処理装置および外気処理システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［１］以下、この発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。  
図１および図２に示すように、地面１に建てられた家屋２の外壁面に、外気処理装置１０が据付けられている。外気処理装置１０は、筐体の下部がスカート状に拡がる外気導入部１１となり、その外気導入部１１から外気を吸い込み、その吸込空気を加熱して上部の吹出口１２から吹出す。その吹出口１２にダクト４が接続され、そのダクト４が家屋２の外壁面の挿通孔を通して家屋２の室内に導入されている。このダクト４の導入部分には、吸込ファン５が収容されている。この吸込ファン５の動作により、ダクト４、吹出口１２、および筐体内を通して、外気導入部１１に外気の吸入圧力が加わる。
【００１１】
一方、地面１からガス管３が導出され、そのガス管３が外気処理装置１０の筐体に接続されている。このガス管３から供給されるガスの燃焼により、外気導入部１１から吸い込まれる外気が加熱される。外気処理装置１０の筐体の上部から排気管１３が導出されており、外気の加熱に要したガス燃焼の排気が排気管１３により室外に排出される。
【００１２】
外気処理装置１０の外気導入部１１の内側に、吸込まれる外気の温度を検知するための吸込温度センサ（第１温度センサ）１５が設けられている。また、外気処理装置１０の吹出口１２に、室内に供給される空気の温度を検知するための吹出温度センサ（第２温度センサ）１６が設けられている。
【００１３】
外気処理装置１０の筐体内には、図３に示すように、外気導入部１１の開口にフィルタ２０が設けられているとともに、加熱器としてガスバーナユニット２１および燃焼ユニット２２が収容され、燃焼ユニット２２から上方に多数の熱交換パイプ２３および上記排気管１３が立設されている。筐体の側部にはガス接続口２４が設けられ、そのガス接続口２４に上記ガス管３が接続される。ガス接続口２４に供給されるガスは、ガス管２５、ガスバルブユニット２６、およびガス導入管２７を介してガスバーナユニット２１に供給される。ガス導入管２７はブロアファン２８に連通されており、ブロアファン２８で取り込まれる空気が燃焼用空気としてガス導入管２７に供給される。
【００１４】
また、外気処理装置１０の筐体内には、上記の燃焼用器具のほかに、配線接続部２９および制御ユニット３０が設けられている。  
制御ユニット３０は、図４に示すように、商用交流電源４０に接続される。また、制御ユニット３０に、吸込ファンモータ５Ｍ，温度センサ１５，１６、ガスバーナユニット２１の点火器２１ａ、ガスバーナユニット２１のフレームロッド２１ｂ、ガスバルブユニット２６の開閉弁２６ａ，２６ｂおよび比例弁２６ｃ、ブロアファンモータ２８Ｍ、操作部（操作手段）３１が接続されている。
【００１５】
つぎに、上記の構成の作用を説明する。  
外気処理装置１０の運転が開始されると、ガスバーナユニット２１でガス燃焼が開始され、そのガス燃焼の排気が燃焼ユニット２３から各熱交換パイプ２３を通って排気管１３から室外に排出される。このとき、吸込ファン５が動作し、外気が外気処理装置１０の外気導入部１１に吸い込まれる。吸い込まれた外気は、燃焼ユニット２３および各熱交換パイプ２３から熱を受けて温度上昇し、上部の吹出口１２からダクト４に引き出されて室内に導かれる。
【００１６】
外気導入部１１に吸い込まれる外気の温度Ｔ１が吸込温度センサ１５で検知されており、図５に示すように、検知温度Ｔ１と設定温度Ｔｓを基準とする複数段の設定値“Ｔｓ−ａ”“Ｔｓ−ａ−ｂ”“Ｔｓ−ａ−２ｂ”“Ｔｓ−ａ−３ｂ”“Ｔｓ−ａ−４ｂ”との比較により、ガスバーナユニット２１のガス燃焼による加熱量（ガスバルブユニット２６の制御）が停止および最小から最大までの範囲で順次に制御される。設定温度Ｔｓは、操作部３１の操作によって例えば５℃〜２０℃の範囲で可変設定することができ、室内環境を考慮した最適値を選定することができる。
【００１７】
“ａ”は、ガスバーナユニット２１の最小加熱量および吸込ファン５の運転による供給風量に応じて定まる温度上昇幅である。具体的には、最小加熱量をＫ（ｋｃａｌ／ｈ）、供給風量をＱ（ｍ３／ｈ）とした場合、空気の比熱を０．２４（ｋｃａｌ／ｋｇ・ｋ）、比体積をｖとすると、  
ａ＝Ｋ／（０．２４・ｖ・Ｑ）となる。
【００１８】
供給風量Ｑについては、吸込ファンモータ５Ｍの速度に基づいて推定が可能であるが、操作部３１に風量選択スイッチを設け、フィルタ２０の詰まりや劣化、ダクト４の圧力損失や設置状況などを考慮して手動で設定してもよい。比体積ｖについては、吸込空気の状態により変化するため、機器使用条件を加味して平均的な値が予め設定される。
【００１９】
“ｂ”については、加熱量の最小から最大までを５段階に分けるとすると、  
ｂ＝（最大加熱量−最小加熱量）／［（５−１）・０．２４・ｖ・Ｑ］となる。
【００２０】
このように、吸い込まれる外気の温度Ｔ１および吸込ファン５の運転による供給風量に応じて、ガスバーナユニット２１の加熱量を段階的に制御することにより、室内に供給される空気の温度に応じて加熱をオン，オフ制御する場合のように加熱が頻繁にオン，オフを繰り返すことがなくなり、室内に供給される空気の温度を望みの設定温度Ｔｓに安定的に維持することができる。
【００２１】
なお、吸込温度センサ１５の検知温度Ｔ１および供給風量に応じた加熱量制御だけでなく、図６に示すように吹出空気温度センサ１６の検知温度（室内に供給される空気の温度に応じて）Ｔ２に応じた加熱量制御も可能であり、その両制御のいずれか一方を操作部３１の操作によって選択することができる。たとえば、外気処理装置１０の据付け状態によっては、吸い込まれる外気の温度Ｔ１が外乱（自動車の排気ガス、他の空調機の排熱等）の影響を大きく受け易い場合がある。そのような状況では、吹出空気温度センサ１６の検知温度Ｔ２に応じた加熱量制御を選択した方が反って快適な場合がある。
【００２２】
［２］第２の実施形態について説明する。  
図７に示すように、家屋２の外壁面に２台の外気処理装置１０が据付けられている。これら外気処理装置１０のそれぞれ吹出口１２に１つのダクト４が接続されている。このダクト４は、各吹出口１２への接続部から１本に集合し、その集合部が家屋２の外壁面の挿通孔を通して家屋２の室内に導入されている。そして、このダクト４の集合部に、１つの吹出温度センサ１６が設けられている。この吹出温度センサ１６は、各外気処理装置１０から室内に供給される空気の温度Ｔ２を共通に検知する。  
他の構成および作用は第１の実施形態と同じなので、その説明は省略する。
【００２３】
［３］なお、上記各実施形態では、加熱器としてガスを燃料とするガスバーナユニット２１を採用したが、ガスに限らず、石油や温水を利用した加熱器を採用してもよい。  
その他、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１の実施形態の外観を示す図。
【図２】図１を側方から見た図。
【図３】各実施形態の内部の構成を示す図。
【図４】各実施形態における制御ユニットの構成を示すブロック図。
【図５】各実施形態の検知温度Ｔ１に応じた加熱量制御を説明するための図。
【図６】各実施形態の検知温度Ｔ２に応じた加熱量制御を説明するための図。
【図７】この発明の第２の実施形態の外観を示す図。
【符号の説明】
【００２５】
２…家屋、３…ガス管、４…ダクト、５…吸込ファン、１０…外気処理装置、１１…外気導入部、１２…吹出口、１３…排気管、１５…吸込温度センサ（第１温度センサ）、１６…吹出温度センサ（第２温度センサ）、２０…フィルタ、２１…ガスバーナユニット、２２…燃焼ユニット、２３…熱交換パイプ、２４…ガス接続口、２６…ガスバルブユニット、２８…ブロアファン、３１…操作部
【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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【図７】
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