(57)【要約】【課題】従来の全熱交換型の換気装置と空気調和装置では、空調機の運転開始時にのみ室内温度と室内温度設定値の条件を比較し、空調機優先の運転が行われるため、運転開始時以降に空調負荷が増大した場合には対応できないという課題がある。また、建物全体では、このような空調機と換気装置が複数設置されるが、建物全体での省エネルギー効果をあげるような制御ができないという課題がある。【解決手段】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全熱交換素子４と、屋外の空気を室内に取り入れるための給気ファンモータ３と、室内の空気を屋外に排気するための排気ファンモータ２と、通信手段６を備え、空調機が一定の消費電力以上で運転した情報を得た場合は給気ファンモータ、排気ファンモータを停止、又は回転数を減少させるよう制御したもので、外気の熱負荷を減らし空調機の消費電力を低減することで確実に省エネルギーの効果を得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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全熱交換素子を備え、屋外の空気を室内に取り入れるための給気ファンモータを備え、室内の空気を屋外に排出するための排気ファンモータを備え、ファンモータの運転、停止、回転数を制御できる制御部を備え、制御部は、同一室内の温度調節の為に、別に設置された温度調節用の空調機と通信するための通信手段を備えた、全熱交換型の換気装置において、制御部は、同一室内の空調機が、予め定められた消費電力以上で運転したとの情報を得た場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止することを特徴とした全熱交換型の換気装置。
【請求項２】
制御部は、同一室内の空調機が、予め定められた消費電力以上で運転したとの情報を得た場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータ両方の回転数を減少させることを特徴とした請求項１記載の全熱交換型の換気装置。
【請求項３】
制御部は、予め定められた消費電力の設定値を２個持ち、空調機の消費電力が第１の設定値よりも大きく第２の設定値よりも小さい場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの回転数を減少させ、第２の設定値よりも大きい場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止させることを特徴とした全熱交換型の換気装置。
【請求項４】
通信手段は、同一建屋に設置された複数の空調機と通信する機能を備え、制御部は、同一建屋に設置された複数の空調機のうち、予め定められた消費電力以上で運転された空調機の台数が、予め定められた台数以上であると判断した場合に給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止することを特徴とした全熱交換型の換気装置。
【請求項５】
通信手段は、同一建屋に設置された複数の空調機と通信する機能を備え、制御部は、同一建屋に設置された複数の空調機のうち、予め定められた消費電力以上で運転された空調機の台数が、予め定められた台数以上であると判断した場合に給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方の回転数を減少することを特徴とした全熱交換型の換気装置。
【請求項６】
制御部は、予め定められた消費電力の以上で運転された空調機の台数の設定値を２個持ち、空調機の運転台数が電力が第１の設定値よりも大きく第２の設定値よりも小さい場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの回転数を減少させ、第２の設定値よりも大きい場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータを停止させることを特徴とした全熱交換型の換気装置。
【請求項７】
制御部は、タイマー手段を備え、給気用ファンモータ、排気用ファンモータを停止又は回転数を減少させた後、一定時間後に給気用ファンモータ、排気用ファンモータを運転又は回転数を増加することを特徴とした請求項１〜請求項６に記載の全熱交換型の換気装置。
【請求項８】
制御部は、空調機が、予め定められた消費電力以上で運転したとの情報を得た場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止するか又は給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方の回転数を減少させるかを選択できる選択スイッチを備えたことを特徴とした請求項１〜請求項７に記載の全熱交換型の換気装置。
【請求項９】
制御部は、空調機が、予め定められた消費電力以上で運転したとの情報を得た場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方の回転数を減少させた時の回転数を設定できる回転数設定スイッチを備えたことを特徴とした請求項１〜請求項８に記載の全熱交換型の換気装置。
【請求項１０】
制御部は、他の部屋に設置された空調機も含めて、予め定められた消費電力以上で運転された空調機の台数を判断する為の台数を設定できる台数設定スイッチを備えたことを特徴とした請求項１〜請求項９に記載の全熱交換型の換気装置。
【請求項１１】
制御部は、空調機の消費電力の替わりに空調機のコンプレッサー運転周波数を用いたことを特徴とする請求項１〜請求項１０に記載の全熱交換型の換気装置。
【請求項１２】
制御部は、室内の二酸化炭素濃度を計測する二酸化炭素センサーを持ち、室内の二酸化炭素濃度が予め定められた値以下の場合にのみ、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方の回転を停止または回転数を減少させることを特徴とした、請求項１〜請求項１１に記載の全熱交換型の換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にオフィスビルや工場に設置され、複数台設置された空調機の省エネルギーのために利用される全熱交換器型の換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、全熱交換型の換気装置は、空調機に一体化され、空調機の設定温度、室内温度、外気温度を測定し予め決められた条件下で、省エネルギーの効果を得ようとするような空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その全熱交換型の換気装置の一例について図を参照しながら説明する。
【０００４】
特許文献１について、図７に示すように、空気調和機１００と、この空気調和機に一体にされた全熱交換機２００とを備える空気調和装置において、空気調和機１００の運転開始時に、予め設定された設定温度と室内温度との温度差が所定の値以上である場合に、全熱交換機を停止、又は風量を減少させ、空調優先の運転が行われ、室温の立ち上がりが早くなり、換気を行う場合に比べて空調性を向上させることができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７４４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の全熱交換型の換気装置と空気調和装置では、空調機の運転開始時にのみ室内温度と室内温度設定値の条件を比較し、空調機優先の運転が行われるため、運転開始時以降に空調負荷が増大した場合には対応できないという課題がある。また、建物全体では、このような空調機と換気装置が複数設置されるが、建物全体での省エネルギー効果をあげるような制御ができないという課題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、全熱交換型の換気装置は空調機から空調機の使用電力を常時通信で取得することにより、空調機と熱交換型の換気装置を別々に設置しても、空調機の立ち上がり時以外においても、確実に空調機の電力ピークにあわせて外気の導入量を減少し、建物全体で協調して、空調機に省エネルギーの効果をもたらすことができる全熱交換型の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】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明の全熱交換型の換気装置は、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全熱交換素子を備え、屋外の空気を室内に取り入れるための給気ファンモータを備え、室内の空気を屋外に排気するための排気ファンモータを備え、給気ファンモータと排気ファンモータを運転、停止、回転数を制御するための制御部を備え、同一建物内の温度調節の為に別に設置された温度調節用の空調機から使用電力を取得するための通信手段を備え、全熱交換型の換気装置は、空調機が一定の消費電力以上で運転した情報を得た場合は給気ファンモータ、排気ファンモータを停止、又は回転数を減少させ外気の熱負荷を減らし空調機の消費電力を低減することで確実に省エネルギーの効果を得ることができる全熱交換型の換気装置を提供することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空調機の消費電力が大きい時のみ全熱交換型の換気装置の外気取り入れ量を減少することで確実に空調機の消費電力を削減し省エネルギーが実施できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の全熱交型換気装置の構成を示す図
【図２】給気用ファンモータ、排気用ファンモータの動作を示す図
【図３】給気用ファンモータ、排気用ファンモータの動作を示す図
【図４】給気用ファンモータ、排気用ファンモータの動作を示す図
【図５】本発明の実施の形態２の全熱交型換気装置の構成を示す図
【図６】本発明の全熱交型換気装置の制御部の構成を示す図
【図７】従来の全熱交換器一体型の空気調和装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の発明は、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全熱交換素子を備え、屋外の空気を室内に取り入れるための給気ファンモータを備え、室内の空気を屋外に排出するための排気ファンモータを備え、ファンモータの運転、停止、回転数を制御できる制御部を備え、制御部は、同一室内の温度調節の為に、別に設置された温度調節用の空調機と通信するための通信手段を備え、全熱交換型の換気装置において、同一室内の空調機が、予め定められた消費電力以上で運転したとの情報を得た場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止するように制御したものであり、空調機の電力ピークの時には、外気の導入量を減少させて空調機の負荷を減少させるという作用を有するので、確実に空調機の電力を削減する熱交換型の換気装置の機能を提供できるという効果が得られる。
【００１２】
また、本発明の請求項２記載の発明は、制御部は、同一室内の空調機が、予め定められた消費電力以上で運転したとの情報を得た場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータ両方の回転数を減少させるように制御し、少量の外気を取り入れることで、空調機の空調機の電力を削減する効果と新鮮な空気を室内に取り入れる換気の機能を両立させるという効果が得られる。
【００１３】
また、本発明の請求項３記載の発明は、制御部は、予め定められた消費電力の設定値を２個持ち、空調機の消費電力が第１の設定値よりも大きく第２の設定値よりも小さい場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの回転数を減少させ、第２の設定値よりも大きい場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止させるように制御し、空調機の消費電力応じて、換気の為の外気の取り入れ量を変化させることで、空調機の消費電力の削減する効果と新鮮な空気を室内に取り入れる換気の機能を両立させるという効果が得られる。
【００１４】
また、本発明の請求項４記載の発明は、通信手段は、同一建屋に設置された複数の空調機と通信する機能を備え、同一建屋に設置された複数の空調機のうち、予め定められた消費電力以上で運転された空調機の台数が、予め定められた台数以上であると判断した場合に給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止するように制御し、建物全体において空調機の消費電力がピークの時に、建物内に設置された複数の全熱交換型の換気装置が、協調して空調機の消費電力削減のために外気取り入れ量を削減する作用を有するので、複数の空調機の使用電力を削減する効果が得られる。
【００１５】
また、本発明の請求項５記載の発明は、通信手段は、同一建屋に設置された複数の空調機と通信する機能を備え、同一建屋に設置された複数の空調機のうち、予め定められた消費電力以上で運転された空調機の台数が、予め定められた台数以上であると判断した場合に給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方の回転数を減少するように制御し、建物全体において空調機の消費電力がピークの時に、建物内に設置された複数の全熱交換型の換気装置が、協調して空調機の消費電力削減のために外気取り入れ量を削減する作用と新鮮な空気を取り入れる換気の作用を有するので、建物全体として空調機の空調機の電力を削減する効果と新鮮な空気を室内に取り入れる換気の機能を両立させるという効果が得られる。
【００１６】
また、本発明の請求項６記載の発明は、予め定められた消費電力の以上で運転された空調機の台数の設定値を２個持ち、空調機の運転台数が電力が第１の設定値よりも大きく第２の設定値よりも小さい場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの回転数を減少させ、第２の設定値よりも大きい場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータを停止させるように制御し、建物全体の空調機の消費電力に応じて換気の為の外気の取り入れ量を変化させることで、空調機の消費電力の削減する効果と新鮮な空気を室内に取り入れる換気の機能を両立させるという効果が得られる。
【００１７】
また、本発明の請求項７記載の発明は、タイマー手段を備え、給気用ファンモータ、排気用ファンモータを停止又は回転数を減少させた後、一定時間後に給気用ファンモータ、排気用ファンモータを運転又は回転数を増加するように制御し、換気量を減少させる時間に制限を設けるように作用することで、空調機の消費電力を削減しながら、換気量を確保できるという効果が得られる。
【００１８】
また、本発明の請求項８記載の発明は、空調機が、予め定められた消費電力以上で運転したとの情報を得た場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止するか又は給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方の回転数を減少させるかを選択できる選択スイッチを備え、選択スイッチを変更することで、換気量の減少度合いを調整できるという作用を有し、ビルの使用用途に応じた空調機の消費電力削減度合いと換気量を調整できるという効果が得られる。
【００１９】
また、本発明の請求項９記載の発明は、空調機が、予め定められた消費電力以上で運転したとの情報を得た場合には、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方の回転数を減少させた時の回転数を設定できる回転数設定スイッチを備え、回転数スイッチの値を変更することで、換気量の減少度合いを調整できるというこ作用を有し、ビルの使用用途に応じた空調機の消費電力削減度合いと換気量を調整できるという効果が得られる。
【００２０】
また、本発明の請求項１０記載の発明は、他の部屋に設置された空調機も含めて、予め定められた消費電力以上で運転された空調機の台数を判断する為の台数を設定できる台数設定スイッチを備え、台数設定スイッチの値を変更することで、空調機の消費電力を削減する度合いと、換気量の度合いを調整できるという作用を有し、ビルの使用用途に応じた空調機の消費電力削減度合いと換気量を調整できるという効果が得られる。
【００２１】
また、本発明の請求項１１記載の発明は、タイマー手段の値を変更するタイマー時間変更スイッチを備えタイマー時間を変更することで、換気量を減少する時間を変更できるため、空調機の消費電力を削減する度合いと、換気量の度合いを調整できるという作用を有し、ビルの使用用途に応じた空調機の消費電力削減度合いと換気量を調整できるという効果が得られる。
【００２２】
また、本発明の請求項１２記載の発明は、請求項１〜請求項１１の発明において、全熱交換型の換気装置の制御部は空調機が予め定められた消費電力以上で運転されたことを検知する代わりに、空調機のコンプレッサー運転周波数を用いることで、空調機の消費電力の大部分は冷凍用のコンプレッサーの電力が大部分を占めるので、消費電力の代用として、空調機のコンプレッサーの回転数を検知することで代替できるという作用があり、空調機でわざわざ消費電力を検知するための余分な回路を設けなくても良いという効果が得られる。
【００２３】
また、本発明の請求項１３記載の発明は、請求項１〜請求項１２の発明において、全熱交換型の換気装置の制御部は室内の二酸化炭素を計測するセンサーを備え、計測した二酸化炭素の濃度が予め定められた数値以下の場合にのみ全熱交換型の換気装置のファンモータの回転数を減少させるので、室内の空気の静浄度合いが良好な場合にのみ全熱交換型の換気装置のファンモータの回転数を減少させるという作用を有し、空気の清浄度を優先させた省エネルギーが得られるという効果が得られる。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の全熱交換型の換気装置の構成を示す図である。
【００２６】
全熱交換型の換気装置１は建物の室内１０の天井裏９などに設置され、室内の空気と屋外の空気を熱交換するための全熱交換素子４を備え、屋外の空気を室内に取り入れるための給気ファンモータ３と室内の空気を屋外へ排出するための排気ファンモータ２を備えている。全熱交換型の換気装置は屋外の新鮮な空気を取り入れ、室内の汚れた空気を排出する際、空調機で温度調節された室内空気の全熱と、空調機の負荷となる屋外空気の全熱を交換することで、新鮮な空気を取り入れながら空調機の熱処理負荷を減少させる構成になっている。一方、同一天井裏には、室内の温度を調節するための空調機７が別途設置され、室内で発生する熱負荷と換気の為に取り入れる外気の熱負荷を目的の設定温度に調節するため、電力を消費している。制御部５は空調機の消費電力データを得るための通信手段６を備え、給気ファンモータ３及び、排気ファンモータ２を運転、停止及び、ファンモータの速度を強、中、弱などに切り替えることができる構成となっている。上記構成によって、制御部５は、空調機の消費電力データに応じて、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの運転・停止・速度切替を行い、外気の取り入れ減少することで空調機の消費電力を削減することができる全熱交換型の換気装置１となる。
【００２７】
以下に給気用ファンモータ、排気用ファンモータの動作について図２を用いて、空調機の消費電力との関係のチャートを用いて説明する。チャートの横軸には空調機の消費電力を、チャートの縦軸には空調機の消費電力に応じた全熱交換型の換気装置１の給気用ファンモータ、排気用ファンモータの回転数を示す。空調機の消費電力が、予め定められた第１の設定値を超えると、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの運転を停止させ、外気導入を遮断することで、空調機の熱処理負荷を削減するため、空調機の消費電力を削減することができるという効果が得られる。図３は、図２に対し、空調機の消費電力が、予め定められた第１の設定値を超えると、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの回転数を予め定められた回転数に減少させるように制御させるものである。上記のように制御すると、室内に新鮮な空気を取り込みながら空調機の消費電力を削減することができるという効果が得られる。図４は空調機の消費電力が予め定められた第１の設定値を超えると、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの回転数を予め定められた回転数に減少させ、さらに第２の設定値を超えると停止させるものである。上記のように制御すると、空調機の消費電力に応じて、外気量を減少させながら、新鮮な空気を取り込み、さらに空調機が大きな消費電力を使用した場合にのみ、外気の取り込みを完全に停止させることで、空調機の消費電力を大きく削減することができるという効果が得られる。このように空調機の立ち上がり時だけでなく、空調機が運転しているあいだ常に省エネルギーの効果が得られる全熱交換型の換気装置を提供できる。
【００２８】
（実施の形態２）
次に図５を用いて、同一建物内に複数の全熱交換型の換気装置と複数の空調機が設置された場合の空調機の省エネルギーの協調制御について説明する。図５に示すように、複数の全熱交換型の換気装置５１〜５４、複数の空調機６１〜６４は同一のネットワークで接続されており、全熱交換型の換気装置５１〜５４は複数の空調機６１〜６４すべての使用電力のデータが取得可能となっている。全熱交換型の換気装置の制御部は、空調機の使用電力が予め定められた使用電力を超えた空調機の台数をカウントする。次に制御部は、カウント値が、予め定められた設定台数値を超えた場合に、外気を取り入れる風量を減少させることで、同一建物内の設置された複数の全熱交換型の換気装置が建物全体として、空調機の負荷となる外気の取り入れ量を削減させる作用を有するので、建物全体として、使用電力を大幅に削減することができるという効果が得られる。このように建物に設置された、すべての空調機に対し省エネルギーの効果が得られる全熱交換型の換気装置を提供することができる。
【００２９】
次に図６を用いて、制御部の設定方法と表示方法について説明する。制御部は、空調機の消費電力が設定値を越えた場合に、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方を停止させるのか、回転数を減少させるのかを選択できる選択スイッチ、給気用ファンモータ、排気用ファンモータの両方の回転数を減少させた時の回転数を設定できる回転数設定スイッチ、予め定められた消費電力以上で運転された空調機の台数を判断する為の台数を設定できる台数設定スイッチ、を備えている。スイッチを建物の管理者が操作することで、空調機の消費電力を削減する際に、換気しながら削減し消費電力削減を少なくするか、換気をしないで消費電力の削減を大きくするか選択できるという作用を有するので、建物の用途に応じて設定に自由度を持たせることができるという効果が得られる。
【００３０】
また、制御部は室内の二酸化炭素濃度を計測する二酸化炭素センサー２４を備えている。制御部は、二酸化炭素センサーにより計測した室内の二酸化炭素濃度が例えば８００ｐｐｍ以下などの、換気を停止しても良いと判断した場合にのみ全熱交換型の換気装置の換気量を減少させるように制御することで、室内の二酸化炭素の濃度を重視した換気を行うことができ、空気の清浄度を重視した、省エネルギー運転を提供できるという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明にかかわる全熱交換型の換気装置は、夏場の空調電力ピーク時において、空調機の消費電力を確実に削減することに有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１    全熱交換型の換気装置
２    排気ファンモータ
３    給気ファンモータ
４    全熱交換素子
５    制御部
６    通信手段
７    空調機
８    通信線
９    天井裏
１０  室内
２１  選択スイッチ
２２  回転数設定スイッチ
２３  台数設定スイッチ
２４  二酸化炭素センサー
５１〜５４  全熱交換型の換気装置
６１〜６４  空調機
【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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