(57)【要約】【課題】給気流の温度により熱交換気運転と、非熱交換気運転を短時間で選択することが可能な熱交換型換気装置を提供する。【解決手段】温度センサー１９を介して一定時間毎に給気流の温度を取得するサンプリング手段２０と、サンプリング手段２０により取得した温度の変化とあらかじめ記憶した所定の温度変化閾値と比較する比較手段２３とを備え、比較手段２３による比較結果が所定の温度変化閾値より小さくなった後に、給気流の温度に基づいて熱熱交換気運転と非熱交換気運転の選択を行う。【選択図】図１
2017190890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外から室内への給気の風路である給気風路と、
前記室内から前記室外への排気の風路である排気風路と、
前記給気風路を通る給気流を発生させる給気流発生手段と、
前記排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、
前記給気流と前記排気流との間で熱交換を行う熱交換素子と、
前記給気風路内にて前記熱交換素子の上流側で前記給気流の温度を検知する温度センサーと、
前記温度センサーを介して一定時間毎に前記給気流の温度を取得するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段により取得した温度の変化とあらかじめ記憶した所定の温度変化閾値と比較する比較手段と、
前記熱交換素子を介して前記熱交換を行う熱交換気運転と、前記熱交換を伴わない運転である排気や循環または停止の少なくとも一つを含む非熱交換気運転とを選択して実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記比較手段による比較結果が前記所定の温度変化閾値より小さくなった後に、前記給気流の温度に基づいて前記選択を行う熱交換型換気装置。
【請求項２】
前記比較手段は、
前記サンプリング手段により取得した温度の変化と前記所定の温度変化閾値との比較結果が前記所定の温度変化閾値より小さくなった後に、さらに前記給気流の温度とあらかじめ記憶した所定の温度閾値とを比較し、
前記制御手段は、
前記比較手段による前記給気流の温度と前記所定の温度閾値との比較結果において、
前記給気流の温度が前記所定の温度閾値以下の場合は前記非熱交換気運転を選択し、
前記給気流の温度が前記所定の温度閾値を超える場合は前記熱交換気運転を選択する請求項１記載の熱交換型換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換型換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換型換気装置は、図６の概略図に示すように本体１０１に室外の空気を室内に給気する給気風路１０２と、室内の空気を室外に排気する排気風路１０３と、給気風路１０２と排気風路１０３との間で熱交換を行う熱交換素子１０４と、給気風路１０２を通る給気流を発生させる給気ファン１０５と、排気風路１０３を通る排気流を発生させる排気ファン１０６と、給気流の温度を検知する温度センサー１０７を備えた熱交換型換気装置が知られている。
【０００３】
前記従来の熱交換型換気装置は、温度センサー１０７にて検出される給気流の温度より、熱交換素子１０４が氷結しないよう制御している。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７４９３７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型換気装置は、給気流の温度を検知するために、一定周期、最短時間で熱交換気運転するとしているが、最短時間で検知するための方法を具体的には言及できていないという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記の問題を解決し、給気流の温度により熱交換気運転と、非熱交換気運転を短時間で選択する熱交換型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、本発明に係る熱交換型換気装置は、室外から室内への給気の風路である給気風路と、前記室内から前記室外への排気の風路である排気風路と、前記給気風路を通る給気流を発生させる給気流発生手段と、前記排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、前記給気流と前記排気流との間で熱交換を行う熱交換素子と、前記給気風路内にて前記熱交換素子の上流側で前記給気流の温度を検知する温度センサーと、前記温度センサーを介して一定時間毎に前記給気流の温度を取得するサンプリング手段と、前記サンプリング手段により取得した温度の変化とあらかじめ記憶した所定の温度変化閾値と比較する比較手段と、前記熱交換素子を介して前記熱交換を行う熱交換気運転と、前記熱交換を伴わない運転である排気や循環または停止の少なくとも一つを含む非熱交換気運転とを選択して実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記比較手段による比較結果が前記所定の温度変化閾値より小さくなった後に、前記給気流の温度に基づいて前記選択を行うものであり、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、給気流の温度により熱交換気運転と、非熱交換気運転を短時間で選択でき、室外温度が低く給気流が冷たい場合でも、室内給気口から室内に給気される冷風感を短時間にすることができる熱交換型換気装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る熱交換型換気装置の構成模式図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る熱交換型換気装置の循環風路模式図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る熱交換型換気装置の温度閾値図。
【図４】本発明の実施の形態１に係る熱交換型換気装置の動作フローチャート。
【図５】本発明の実施の形態１に係る熱交換型換気装置の給気流の温度変化図。
【図６】従来技術の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る熱交換型換気装置は、室外から室内への給気の風路である給気風路と、前記室内から前記室外への排気の風路である排気風路と、前記給気風路を通る給気流を発生させる給気流発生手段と、前記排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、前記給気流と前記排気流との間で熱交換を行う熱交換素子と、前記給気風路内にて前記熱交換素子の上流側で前記給気流の温度を検知する温度センサーと、前記温度センサーを介して一定時間毎に前記給気流の温度を取得するサンプリング手段と、前記サンプリング手段により取得した温度の変化とあらかじめ記憶した所定の温度変化閾値と比較する比較手段と、前記熱交換素子を介して前記熱交換を行う熱交換気運転と、前記熱交換を伴わない運転である排気や循環または停止の少なくとも一つを含む非熱交換気運転とを選択して実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記比較手段による比較結果が前記所定の温度変化閾値より小さくなった後に、前記給気流の温度に基づいて前記選択を行うものである。
【００１１】
これにより、前記給気流の温度が安定したと判断するまでの時間が短時間となり、給気流の温度により熱交換気運転と、非熱交換気運転を短時間で選択することができる。
【００１２】
また、前記比較手段は、前記サンプリング手段により取得した温度の変化と前記所定の温度変化閾値との比較結果が前記所定の温度変化閾値より小さくなった後に、さらに前記給気流の温度とあらかじめ記憶した所定の温度閾値とを比較し、前記制御手段は、前記比較手段による前記給気流の温度と前記所定の温度閾値との比較結果において、前記給気流の温度が前記所定の温度閾値以下の場合は前記非熱交換気運転を選択し、前記給気流の温度が前記所定の温度閾値を超える場合は前記熱交換気運転を選択するようにしてもよい。
【００１３】
これにより、前記給気流の温度により熱交換気運転と、非熱交換気運転を最適に選択することができる。
【００１４】
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。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
【００１５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る熱交換型換気装置１は、建物内の天井裏または、側面壁内もしくは床下に設置されるものであり、以下、床下に設置した場合について説明する。
【００１６】
図１に熱交換型換気装置１の構成を示す。熱交換型換気装置１は、直方体の形状をしており、一方の側面２（図１における左側）に室外の空気を吸込む室外吸込口３と室内の空気を室外に排出する室外排気口４とを有している。
【００１７】
側面２の対向面には、室内の空気を吸込む室内排気口５と室内に空気を給気する室内給気口６とを有している。
【００１８】
熱交換型換気装置１は、内部に室外吸込口３と室内給気口６とを連通する給気風路７と、室内排気口５と室外排気口４とを連通する排気風路８を備えている。なお、給気風路７と排気風路８を連結した循環風路９については、詳細は後述する。
【００１９】
また熱交換型換気装置１は、給気風路７に給気流発生手段としてシロッコ型の給気ファン１０と、排気風路８に排気流発生手段としてシロッコ型の排気ファン１１を備えている。
【００２０】
給気ファン１０は給気モータ１２、排気ファン１１は排気モータ１３にそれぞれ連結されており、ファンの回転駆動によって風路内に気流の流れを生成する。
【００２１】
給気風路７と排気風路８とが交差する位置には、室内空気と室外空気の熱を交換する熱交換素子１４が配置されている。熱交換素子１４は、室内からの排気熱を回収して室外からの給気空気に与える機能を有している。
【００２２】
また熱交換型換気装置１は、室外吸込口３には給気ダンパ１５と、室外排気口４には排気ダンパ１６と、室外吸込口３と室外排気口４の近傍には給気風路７と排気風路８とを連通路を介して連通させる循環ダンパ１７とを備えている。給気ダンパ１５、排気ダンパ１６および循環ダンパ１７は電動機（図示しない）に連結しており、ダンパの開閉を切替えることで通路の開閉を行う。つまり給気ダンパ１５を開状態とすることで室外吸込口３が開状態となり、給気ダンパ１５を閉状態とすることで、室外吸込口３が閉状態となる。また、排気ダンパ１６を開状態とすることで室外排気口４が開状態となり、排気ダンパ１６を閉状態とすることで、室外排気口４が閉状態となる。さらに循環ダンパ１７の開状態では連通路が開状態となり、排気風路と給気風路とが連通される。また循環ダンパ１７の閉状態では連通路が閉状態となり、排気風路と給気風路とが分断されて独立風路となる。ここで電動機は、ＡＣ電圧で駆動するギアモータやＤＣ電圧で駆動するステッピングモータなどが挙げられる。
【００２３】
熱交換型換気装置１が運転停止をする場合は、給気ダンパ１５、排気ダンパ１６および循環ダンパ１７を閉じるとともに、給気モータ１２および排気モータ１３への通電を停止することで給気流および排気流が発生しない。
【００２４】
熱交換型換気装置１が熱交換気運転をする場合は、給気ダンパ１５および排気ダンパ１６を開け、循環ダンパ１７を閉じるとともに、給気モータ１２および排気モータ１３へ通電することで給気流および排気流を発生させる。
【００２５】
熱交換型換気装置１が非熱交換気運転として排気を行う場合は、給気ダンパ１５および循環ダンパ１７を閉じ、排気ダンパ１６を開けるとともに、給気モータ１２への通電を停止し、排気モータ１３へ通電することで排気流のみを発生させる。
【００２６】
熱交換型換気装置１が非熱交換気運転として循環を行う場合は、給気ダンパ１５および排気ダンパ１６を閉じ、循環ダンパ１７を開けるとともに、給気モータ１２および排気モータ１３へ通電することで、図２に示す循環風路９を形成する。ここで循環風路とは、図２に示すように、室内排気口５から排気風路上流側、熱交換素子１４の排気風路、排気風路下流側を通過し、さらに給気風路上流側、熱交換素子１４の給気風路、を通過して給気風路下流側に至る風路である。
【００２７】
また、熱交換型換気装置１は、図１に示すように制御手段１８と、給気風路７内の熱交換素子１４における上流側に給気流の温度を検知する温度センサー１９と、温度センサー１９を介して一定時間毎に給気流の温度を取得するサンプリング手段２０と、第一記憶手段２１と、第二記憶手段２２と、比較手段２３とを備えている。
【００２８】
制御手段１８は、条件に応じて、給気モータ１２と排気モータ１３への通電の有無、及び給気ダンパ１５、排気ダンパ１６、循環ダンパ１７の開閉を制御する。なお、制御条件については後述する。
【００２９】
第一記憶手段２１は、一定時間毎にサンプリング手段２０により取得した給気流の温度の変化と比較するための温度変化閾値を記憶する。ここで、サンプリング手段２０の一定時間としては、温度変化を検知するためにある程度の時間間隔として３０秒程度とし、温度変化閾値としては、給気流の温度が安定したと判断するために温度変化がほとんどない値として０．５℃程度が良い。
【００３０】
第二記憶手段２２は、熱交換型換気装置１が熱交換気運転と非熱交換気運転のどちらで運転するか選択するための温度閾値を記憶する。ここで、温度閾値としては、熱交換素子１４が氷結する場合は非熱交換気運転を選択するよう図３に示すような値とすると良い。具体的には、一例として温度閾値は−（マイナス）１０℃と−１５℃とすることができる。２つの閾値を設けることで、３つの運転内容を区別することができ、この運転内容は例えば熱交換運転、非熱交換運転（排気）、非熱交換運転（循環）である。ここで非熱交換気運転の排気と循環は、排気は冬場に換気を維持しつつ熱交換素子１４の氷結を防止するものであり、循環は排気のみをした場合に屋内が負圧になり、家の隙間より外気の冷たい風が流入することによる冷風感や吹き込み口の結露を防止するものである。
【００３１】
比較手段２３は、サンプリング手段２０により取得した温度変化と温度変化閾値を比較し、比較結果が温度変化閾値より小さくなった場合に給気流の温度が安定している判定する。比較手段２３は、給気流の温度が安定していると判定した後に、給気流の温度と図３に示す温度閾値を比較し、温度閾値より小さいかを判定する。
【００３２】
制御手段１８では、比較手段２３の比較結果より、温度閾値−１０℃より小さい場合は非熱交換気運転を選択し、給気流の温度が温度閾値−１０℃を超える場合は熱交換気運転を選択する。また、非熱交換気運転の場合は２つ目の温度閾値である−１５℃より小さい場合は非熱交換気運転として循環を、温度閾値−１５℃を超える場合は非熱交換気運転として排気を選択する。
【００３３】
次に室内温度が２０℃、室外温度が−１７℃の使用環境において、制御手段１８により給気流の温度−１７℃を検知して、非熱交換気運転として循環を選択する動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図４中のＳはステップを意味する。
【００３４】
まず最初に、熱交換型換気装置１の運転停止状態から運転スイッチ（図示しない）によって熱交換気運転から開始したところからスタートする。このとき、直前まで給気流が停止状態であったため、温度センサー１９で検知する給気流の温度は図５の（Ａ）点で示す室内温度と同様の２０℃となっている。（ＳＴＡＲＴ）
サンプリング手段２０は、サンプリングのための時間をカウントし、サンプリング周期として３０秒経過したか判断する。（Ｓ０１）
サンプリング周期３０秒が経過した場合、３０秒前の前回温度値と今回温度値の差より、温度変化を算出する。（Ｓ０１Ｙｅｓ→Ｓ０２）
次に、温度変化があらかじめ記憶した温度変化閾値である０．５℃より小さいか比較し、小さい場合は給気流の温度が安定したと判断して、ステップ４へ移行する。（Ｓ０３Ｙｅｓ）このとき、温度センサー１９で検知する給気流の温度は図５の（Ｂ）点で示す室外温度と同様の−１７℃となっている。
【００３５】
温度変化が温度変化閾値である０．５℃を越えている場合は給気流の温度が安定していないと判断して、ステップ１へ戻る（Ｓ０３Ｎｏ）
温度変化閾値より小さく給気流の温度が安定したと判断した場合、給気流の温度があらかじめ記憶した温度閾値−１０℃より小さいか判断し、小さい場合はステップ５へ移行し、非熱交換運転を選択する。（Ｓ０４Ｙｅｓ）
給気流の温度が温度閾値−１０℃を超えている場合は、ステップ８へ移行し、熱交換気運転を選択する。（Ｓ０４Ｎｏ）
非熱交換気運転が選択された場合、給気流の温度があらかじめ記憶した温度閾値−１５℃より小さいか判断し、小さい場合はステップ６へ移行し、非熱交換運転として循環を選択する。（Ｓ０５Ｙｅｓ）
給気流の温度が温度閾値−１５℃を超えている場合は、ステップ７へ移行し、非熱交換運転として排気を選択する。（Ｓ０５Ｎｏ）
これにより、給気流の温度により熱交換気運転と、非熱交換気運転を短時間で選択することができる。ここでは、室内温度が２０℃、室外温度が−１７℃の使用環境についての動作を説明したが、例えば室内温度が２５℃と高かった場合、ステップ３にて給気流の温度が安定するまでの時間が長くなるが、温度変化により安定したか判断することで、短時間で選択することができる。これにより、室外温度が低く給気流が冷たい場合でも、室内給気口６から室内に給気される冷風感を短時間にすることができる。
【００３６】
また、非熱交換気運転として、排気および循環のいずれかを選択する場合について説明したが、非熱交換気運転として、停止を追加した場合であっても同様の動作によって短時間で選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかる換気装置は、給気流の温度により熱交換気運転と、非熱交換気運転を短時間で選択するものであり、一般住宅などに用いられる熱交換型の換気装置に有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１    熱交換型換気装置
２    側面
３    室外吸込口
４    室外排気口
５    室内排気口
６    室内給気口
７    給気風路
８    排気風路
９    循環風路
１０    給気ファン
１１    排気ファン
１２    給気モータ
１３    排気モータ
１４    熱交換素子
１５    給気ダンパ
１６    排気ダンパ
１７    循環ダンパ
１８    制御手段
１９    温度センサー
２０    サンプリング手段
２１    第一記憶手段
２２    第二記憶手段
２３    比較手段
【図１】
2017190890.tif 000003
【図２】
2017190890.tif 000004
【図３】
2017190890.tif 000005
【図４】
2017190890.tif 000006
【図５】
2017190890.tif 000007
【図６】
2017190890.tif 000008