(57)【要約】【課題】  従来の換気扇の制御方法は、カレンダー機能や各種センサーの入力信号を基に制御する機能が付いているものもあるが、構造が複雑で、且つ高価であった。特定の期間を安価且つ容易に特定することができる手段が望まれていた。 【解決手段】温度検出手段、照度検出手段を備えることにより、季節や、期間、特に夏季の夜間の特定を安価且つ容易に行う事が出来、それに基づいた電源入切のタイミング、風量増減の調節を行うため、換気効率が良くなり、空調設備を運転することにより発生する電気代等のランニングコストを削減できる。更に換気扇設置場所とは別途設置された情報局より、最新の天気予報、地理的情報を受信し、一定時間経過時の結果を、過去の統計より考えられる様々なパターンで記憶し、それに基づいた詳細な制御を行うことにより換気効率の向上によるランニングコストの低減を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う換気扇の電源入切の時間及び、風量の増減を行う時間が、室外又は室内に備えられた温度検出手段及び、照度検出手段により発した検出情報を制御部へ送信し、検出情報を制御部内に具備された演算装置に送信し、演算装置により演算した結果を基に制御部で制御するとともに、夏季に前記温度検出手段により検出された結果が、制御部にあらかじめ設定された温度を超え、且つ前記照度検出手段より検出された照度より低い場合に電源が入る、又は冷えた空気の風量を増大させ、建物内部の構造材や建材、家具、潜熱蓄冷体などに蓄冷する、又は蓄熱する事を特徴とした、換気扇の制御方法。
【請求項２】
電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う換気扇の電源入切の時間及び、風量の増減を行う時間が、
室外又は室内に供えられた温度検出手段及び、照度検出手段により発した検出情報を制御部へ送信し、検出情報を制御部内に具備された演算装置に送信し、演算装置により演算した結果を基に制御部で制御するとともに、冬季に前記温度検出手段により検出された結果が、制御部にあらかじめ設定された温度を下回った場合には換気扇の電源を切る、又は風量を低減させることにより建物内部から失われる熱量を低減する事を特徴とした、換気扇の制御方法
【請求項３】
電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う、換気扇の電源入切の時間、又は、風量の増減を制御する制御方法であって、該電源入切の時間及び、風量の増減を行う時間は、前記制御部内の記憶手段に電子カレンダーを記憶させ、制御部に接続された操作部で夏季の夜間、及び冬季の夜間の電源入りの時間、及び切の時間を設定し、電源の入切の時間及び冷えた空気の風量を増大させる又は低減させる時間を制御することにより建物内部の構造材や建材、家具、潜熱蓄冷体などに蓄冷する又は蓄熱することを特徴とした、換気扇の制御方法。
【請求項４】
電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う、換気扇の電源入切の時間、又は、風量の増減を制御する制御方法であって、該電源入切の時間及び、風量の増減を行う時間は、前記制御部に受信したオンラインからの情報を利用することにより制御されるとともに、前記オンラインからの情報は、換気扇の取付られた部屋とは別途設けられた情報局より、天気予報及び地形や気候の地域情報を発し、電気通信回線を介して、前記制御部に接続された専用端末又はパソコンに受信し、前記情報を前記演算部に送信し、演算手段により演算された結果により、夏季の夜間には換気扇の電源入切の時間及び風量の増減を制御させることにより、
建物内部の構造材や建材、家具、潜熱蓄冷体などに蓄冷する又は、冬季の風量を低減することで建物内部から失われる熱量を低減する事を特徴とした、換気扇の制御方法。
【請求項５】
熱交換システムを具備した熱交換換気扇において、夏季の夜間は、熱交換を行わずにバイパス方式にて大容量の換気を行うことにより、夜間の冷えた空気を建物内部の構造材や建材、家具、潜熱蓄冷体などに蓄冷し、昼間の温度上昇時には熱交換し、冷えた空気を建物外に放出することを特徴とした請求項１〜４の何れかに記載の換気扇の制御方法を利用した、熱交換換気システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う換気扇の、電源入切のタイミング、及び風量増減の調節を行う制御方法であって、温度センサー、照度センサー、電子カレンダー機能の情報を利用することにより、期間や時間帯を容易に特定し、該期間や時間帯のみ電源入切のタイミング及び風量増減を行い、更にはオンライン機能の情報を利用し、換気扇設置場所とは別の場所に設けられた情報局より、天気予報や地域特性の最新情報を受信し、該天気予報や、地域情報を基にして、期間や時間帯別だけでなく、一定時間経過時の結果を考慮した電源入切のタイミング、及び風量増減の調節を専用ソフトのプログラムにより行うことにより換気効率を図る、換気扇の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の換気扇の電源入切や風量増減の制御方法には、電子式コントローラで制御されているものがあり、タイマー機能により自動運転停止や指定された一定期間のみ風量変更を行うものや、温度センサー、照度センサー、人感センサーや湿度センサーやサーモスタットの情報により自動停止機能を持つものがある。
【０００３】
カレンダー機能を備えたものも存在し、一定期間における停止時間を設定できるものや、一定期間のみ風量調整を変化させるものがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１６３０８
【特許文献２】特開２００７−２４０１２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の換気扇の制御方法は、手動により電源の入切、及び風量の切り替えを行うものが主流であり、自動制御等の付加機能を付けたものとしては、制御部にカレンダー機能や、温度、照度、湿度、人感等の各種センサーの入力信号を基に制御する機能が付いているものがある。これらは、季節や時間を容易に特定することが出来、それにより一定期間の運転停止や、風量増減を自動的に行う事ができるため、換気扇を運転することにより発生する電気代等のランニングコストを低減させている。
しかし、季節や時間を特定するには、機能が複雑且つ高価であり、又、既設の換気扇に追加機能として後から着ける場合に、安価且つ容易な方法が求められていた。
【０００６】
季節カレンダー機能が付いたものが存在するが、何れの場合も、タイマーや、カレンダー機能、各センサー類の情報のみに基づいて、電源の入切や、風量増減の調節を行っていたため、例えば、同じ季節の間でも、天候による照度の違い、外気温や湿度の違いなどによる、動作する時間のばらつきや、特にセンサー類の信号に基づく制御における感知範囲の境界線付近における、不要な電源入切や風量増減の繰り返しや、誤作動が生じる事がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの問題を解決する為に、本発明の請求項１では、電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う換気扇の電源入切の時間及び、風量の増減を行う時間が、室外又は室内に備えられた温度検出手段及び、照度検出手段により発した検出情報を制御部へ送信し、検出情報を制御部内に具備された演算装置に送信し、演算装置により演算した結果を基に制御部で制御するとともに、夏季に前記温度検出手段により検出された結果が、制御部にあらかじめ設定された温度を超え、且つ前記照度検出手段より検出された照度より低い場合に電源が入る、又は冷えた空気の風量を増大させ、建物内部の構造材や建材、家具、潜熱蓄冷体などに蓄冷する、又は蓄熱することを特徴としている。これにより、夏季の時間帯、特に夏季の夜間時間帯を、容易且つ安価に特定することができる。
【０００８】
又、請求項２では、電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う換気扇の電源入切の時間及び、風量の増減を行う時間が、室外又は室内に供えられた温度検出手段及び、照度検出手段により発した検出情報を制御部へ送信し、検出情報を制御部内に具備された演算装置に送信し、演算装置により演算した結果を基に制御部で制御するとともに、冬季に前記温度検出手段により検出された結果が、制御部にあらかじめ設定された温度を下回った場合には換気扇の電源を切る、又は風量を低減させることにより建物内部から失われる熱量を低減する事を特徴としている。
これにより、冬季の時間帯、特に冬季の夜間時間帯を、容易且つ安価に特定することができる。
【０００９】
請求項３では、電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う、換気扇の電源入切の時間、又は、風量の増減を制御する制御方法であって、該電源入切の時間及び、風量の増減を行う時間は、前記制御部内の記憶手段に電子カレンダーを記憶させ、制御部に接続された操作部で夏季の夜間、及び冬季の夜間の電源入りの時間、及び切の時間を設定し、電源の入切の時間及び冷えた空気の風量を増大させる又は低減させる時間を制御することにより建物内部の構造材や建材、家具、潜熱蓄冷体などに蓄冷する又は蓄熱する事を特徴とした、換気扇の制御方法。としている。これにより、夏季及び冬季の一定期間の夜間に、容易且つ安価に、電源の入切及び、風量増減の制御を行う事ができる。
【００１０】
請求項４では、電動機を回転させることにより、室内外の空気の入れ替えを行う、換気扇の電源入切の時間、又は、風量の増減を制御する制御方法であって、該電源入切の時間及び、風量の増減を行う時間は、前記制御部に受信したオンラインからの情報を利用することにより制御されるとともに、前記オンラインからの情報は、換気扇の取付られた部屋とは別途設けられた情報局より、天気予報及び地形や気候の地域情報を発し、電気通信回線を介して、前記制御部に接続された専用端末又はパソコンに受信し、前記情報を前記演算部に送信し、演算手段により演算された結果により、夏季の夜間には換気扇の電源入切の時間及び風量の増減を制御させることにより、
建物内部の構造材や建材、家具、潜熱蓄冷体などに蓄冷する又は、冬季の風量を低減することで建物内部から失われる熱量を低減する事を特徴としている。
これにより、センサーより発せられた情報及び電子カレンダーの情報のみならず、天気予報や、地域情報を考慮した制御が可能となる。
【００１１】
請求項５では、熱交換システムを具備した熱交換換気扇において、夏季の夜間は、熱交換を行わずにバイパス方式にて大容量の換気を行うことにより、夜間の冷えた空気を建物内部の構造材や建材、家具、潜熱蓄冷体などに蓄冷し、昼間の温度上昇時には熱交換し、冷えた空気を建物外に放出することを特徴とした請求項１〜４の何れかに記載の換気扇の制御方法を利用した、熱交換換気システムの制御方法。
これにより、請求項１乃至４の制御方法を、熱交換間換気に使用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、このように温度検出手段及び照度検出手段や電子カレンダーが発した信号に基づく制御を行うため、期間や時間帯の特定が、安価且つ容易に行えるのみならず、換気扇設置位置とは別途設けられた、情報局と換気扇の制御部をオンラインにより接続することにより、天気予報や地域情報の最新情報とタイムリーに連動することができるため、情報局より受信した情報を基に演算手段にて演算をおこなうことにより、電源の入力時期や、風力増減の詳細な調整が可能となり、その結果、空調機器の消費電力を削減できる。
更に前記情報より、一定期間経過後の結果を考慮して制御を行うことにより、天候による照度の変化による電源の入力時間のずれや、センサー感知範囲の境界線付近での不要な電源の入切や風量調節の誤作動を防止することができ、又、予想される天気と気温の情報や、山や海などの自然から発生する冷気や暖気などの地域特性を考慮し、夜間一定時間経過時トータルでの効果を考慮した制御を行うために換気の効率が上がり、電気代等のランニングコストを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の換気扇制御方法ブロック図
【図２】本発明の制御方法実施例
【図３】本発明の熱交換換気システムブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の、換気扇の電源入切や、風量増減の制御方法を図１に示し、図を交えながら説明する。
第１の実施形態として、２のような温度検出手段と、３のような照度検出手段を、屋外に設置し、該温度検出手段及び照度検出手段は８の制御部へ信号線が繋げられている。８の制御部内には、様々な情報を基に、最適な制御を行うための演算を行う９の演算手段、各情報及びプログラムを記憶させておく１０の記憶手段が備えられており、１０の記憶手段には何度を超え、且つ照度がどの値以下であると電源を切断するかが予め設定されている。設定温度及び設定照度は、操作部より設定することができる。これにより容易に夏季の夜間時間帯を特定することができ、それにより、カレンダー機能等が付加されていなくても、カレンダー機能同様の、１１の換気扇電動機に電圧を印加する時間帯の設定や、風量増減の切り替えが可能となる。又、既存の換気扇に追加機能として付加することも可能であり、容易且つ安価に、夏季の夜間を特定することができる。
更に、住宅における換気扇は、キッチンのレンジフードや２４時間換気装置の風量が最も大きく、通常は夜間使用しない為、本発明の実施形態にすることにより、安価且つ容易に、夜間の冷気を室内に取り込み事ができる。
オフィスビルや工場、商業施設においては、既存の換気容量の換気容量が大きい場合は、前記温度検出手段、照度検出手段及び制御部を追加することにより、夜間の蓄冷効果による冷房設備運転の際の電気代等のランニングコストの削減を図ることができる。又、換気装置の風量が十分でない場合は、換気扇を風量の大きいものと交換し、更に本発明の第１の実施形態とすることにより、夜間の蓄冷効果を増大させ、冷房設備運転の際に生じる、電気代等のランニングコストを大きく削減することができる。
１１の換気扇電動機は、交流電動機又は直流電動機を使用する。交流電動機の場合は、特に誘導電動機を三相交流インバータ制御して使用することが望ましい。直流電動機の場合は、交流電源を整流器等で直流に変換し、抵抗制御又はチョッパ制御をして使用すると良い。
【００１５】
本発明の第２の実施形態として、本発明では、１のカレンダー機能を採用している。該カレンダー機能は、制御部の記憶手段に電子カレンダーを記憶させることにより、電源入切の時間帯又は、１１の換気扇電動機に電圧を印加する時間帯を、期間ごとに設定することができる。
電子カレンダーは、８の制御部内の１０記憶手段に記憶されている。
これにより、期間ごと、尚且つ時間帯ごとの風量増減を、８の制御部内の演算手段にて制御することが可能である。特に、夏季の夜間に自動的に換気扇を運転させる、又は風量を増大させることにより、夜間の冷えた空気を建物内部に蓄熱させることができ、強いては冷房運転の際に生じる電気代等のランニングコストを低減することが出来る
例えば、夏季の夜間１９：００〜翌朝５：００までは、自動的に風量を増大させることにより、室内に蓄熱した熱気を室外に放出し、逆に冷気を取り入れることにより、日中の暑さを低減することができる。これに対し、冬期の、夜間１８：００〜翌朝６：００までは、逆に風量を減少させるような制御をすることができる。
【００１６】
第３の実施形態として、図１の３オンラインを利用した制御方法がある。図１の８のような、換気扇の８制御部内の１０記憶手段に、予め、どのような天気の場合で、どのような地域の場合に、どのような制御を行うかのプログラムを記憶させておく。
これにより、情報局が発した最新情報とタイムリーに、電源入切や、風量の増減を行う事が出来るため、前記第１の実施形態及び第２の実施形態より更に細かな電源入切のタイミング及び風量増減の調整を制御することができる。
【００１７】
図２には本発明における制御プログラムのパターンの一例を示す。プログラムは、本発明専用に開発し、一定時間経過後の室内温度の可能性を考慮し、情報局より発信する天気予報及び地域情報を基に、制御を行う。風量は５段階とし、５が最も強く、数値が減るに従い弱くなるものとする。例えば、日時は７月２０日１６：００現在で、情報局の発信する情報によると、天気は晴れ気予報では夜中より雨が降る。現在の気温は３３℃、湿度５５％、１２時間後の予想気温は、２８度、湿度９０％、地域は大阪府大阪市中央区大手前３２丁目１番２２号の場合、一定時間経過後、例えば１２時間後である２１日４:００時点での最適な換気効率を考慮した制御を行うと、２０日２３時までは風量５、雨の降りだし予定時刻の２０日２３時以降は風量３、雨の降りやんだ２１日午前４時より気温が上昇し始める午前７時までは風量４というような制御となる。（パターン１）
これに対し、日本最北の北海道では、気温が２４度を超えない場合は風量の変化は起こさずに一定の風量にて換気を継続する。（パターン３）
場所に限らず、一般的な夏のパターンの場合は、日没後気温が下がるまでは風量を抑え、その後朝気温が上昇してくるまでは風量を最大に増加させることで夜間の冷気を可能な限り室内に蓄冷する（パターン２、４）。
過去の統計より、考えられる変化のパターンを、数多く想定してプログラムを作成し、記憶手段内に記憶させておくことにより、どのような場合でも適切な制御を行うことが可能となる。
地域情報は、住所だけでなく、電話番号より地域を特定する方法や、郵便番号より特定する方法でもよい。
【００１８】
情報局で発信する天気情報及び地域情報は、換気扇の設置場所とは異なる場所、例えば換気扇メーカーの敷地内等に別途設置された情報局が、気象庁発表の天気予報や予想気温、湿度の情報を基にし、地域情報は、地図情報を基に地理的条件や、それに基づき予想される結果を考慮し決定する。
通信方法は、換気扇の制御部に専用端末機、はパソコンを接続し、電気通信回線にて、情報局との通信を行う。情報局側の接続先は、メーカーで専用に設けられたアドレスであるか、又は換気扇メーカーのホームページ内に設置してもよい。専用回線により換気扇の制御器へ直接接続という方法でも良い。
換気扇側の専用端末機、携帯電話又はパソコンでは、現在日時の情報及び、地域の情報を入力し、該入力情報に対して最も適切な制御情報を情報局より受信する。地域の情報は、都道府県、市町村区、町名、番地、建物名を入力、或いは固定電話番号、郵便番号を入力することにより、最も適切な地域の情報を受信することができる。前記日時の情報及び地域の情報は、換気扇側の専用端末機、携帯電話、又はパソコンで入力を行い、その後制御器内の記憶手段で記憶し、情報局に送信し、情報局側で、最適な情報を選択し、端末側へ送信する。
一度入力した情報は、記憶手段にて記憶されているため、専用端末機、携帯電話又はパソコンと換気扇の制御部との接続を外した場合や、電源を切断した場合に、再度電源を入れ、接続した際は、再入力する必要はないものとする。制御部の電源切断を考慮すると、記憶手段の記憶を保持するため、バックアップ電池などの記憶保持手段が必要である。
【００１９】
本発明の制御には、本発明用に新たに製作した、換気扇の制御専用のソフトウェアを使用する。ソフトウェアは換気扇の種類又は機種毎又は容量毎に作成すると、より最適な制御が可能となる。
情報局より発信した情報を、オンラインを経由して換気扇の制御部内の演算手段に読み込みをし、現在の室温、湿度、外気温度及び、一定時間経過時に予想される結果を考慮し、図２の１１のような演算手段にて演算を行い、電源の入力時間及び風量増減の調節を行う。
一定時間経過時に予想される結果は、過去の実績及び製品試験での結果を基にし、決定する。
例えば、９月における気温は、一時的には真夏日に近い日もあるが、日中は真夏と同じ気温でも夕方からの冷え込みが急となり、又日照時間も異なる為、夜間の冷え込みによる結果は、真夏のそれとは大きく異なってくる。
【００２０】
前記情報には、予想気温や湿度、天気の変化、それによる温度の変化などの天気情報及び、地域性による情報、例えば、近辺に山や海や川が在ることにより、おろし風や、海風、平野部とは異なる朝方や夜間の冷え込み、盆地における寒暖の差の大きさ、などがあり、該天気情報は、気象庁より発表される天気情報、地域情報は、地図の分析により、情報センターが標準的に定めているものとし、これを演算手段内の記憶手段内に、記憶させておく。通常はこれに基づいて制御を行うものとする。天気情報は、望ましくは今後１２時間以内のものが制御を細かく行う上で望ましい。
しかし利用者の感度によっては、前記プログラムに基づいて機械的に制御を行った結果が、不満である場合も考えられるため、操作部で釦操作により、微調整をすることができるものとする。
これにより、前記カレンダー機能では、全国的に統一された制御しかできなかったものが、気温や天候の変化や地域における地理的な条件が考慮されるため、より詳細な調整が可能となる。又、センサーによる制御では、日照時間のずれや異常気象などにより、十分な結果が得られなかったが、常に最新で適切な情報を基に制御することにより、対応することができるようになった。温度が例年とは外れた異常な場合は、目的とした結果が得られない場合や、温度検出手段及び照度検出手段の結果が、設定値の境界付近の値の場合は、電動機への電圧印加の入切や風量増減を繰り返すため、動作が安定せず、これにより、夜間一定時間が経過したときの結果にはばらつきが生じ、換気効率が悪く、結果的に電気代等のランニングコストの増大が生じる。
【００２１】
前記カレンダー機能、センサーによる制御、オンラインを利用した制御方法は、熱交換換気システムの制御に利用することができる。
図３に示すように、１〜１１の前記換気扇の制御方式により、夏季の夜間を特定或いは天気予報、地域情報を基にした制御情報を情報局より受信し、その期間だけ１２の熱交換器にて熱交換せず、１３のバイパス方式にて大容量の換気を行うことにより建物内に冷気を蓄熱し、昼間は１３のバイパスをせずに、通常の１２の熱交換を行う。これにより従来の問題点である、夏季の室内発生熱を排出できないため、夏場はエアコンなどと併用しなくては熱交換機能を使うことが出来ないという点をクリアし、熱交換に要するエネルギーを節減することができようになった。
【００２２】
使用するプログラムは、熱交換換気の場合も換気扇の場合と同様に、夜間一定時間経過時の結果を考慮し、予め天気予報や地域情報を基に、様々なパターンを多数想定しておき、制御装置内の演算手段内の記憶装置内に、記憶させておき、熱交換換気システムの設置場所とは別途設けられた情報局により、熱交換換気システムに接続された専用端末機又は携帯電話又はパソコンにタイムリーに送られる最新情報を受信し、この情報を基に演算手段で演算し、熱交換を行うか否かの決定を行い、行わないときは、熱交換器側排管の弁を閉じバイパス側排管の弁を開くことにより、熱交換器を通すか否かの制御を行う。
これにより、夜間の蓄冷効果を増大させ、冷房運転の際に発生する電気代等のランニングコストを大きく削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
２４時間換気装置、熱交換換気装置、キッチンの換気扇、浴室・脱衣室の換気扇、トイレ換気扇、専用の単体換気扇、扇風機、住宅及び業務用空調機器
【符号の説明】
【００２４】
１・・・電子カレンダー
２・・・温度検出手段
３・・・照度検出手段
４・・・天気予報
５・・・地図情報
６・・・情報局
７・・・専用端末機又は携帯電話又はパソコン
８・・・制御部
９・・・演算手段
１０・・・記憶手段
１１・・・演算手段
１２・・・熱交換器
１３・・・バイパス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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