(57)【要約】      （修正有）【課題】給気風路のフィルタが目詰まり時でも信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることが可能な熱交換型換気装置を提供する。【解決手段】フィルタ１６が目詰まり時にダンパを信頼性高く切り替えるために、排気風路８に第一排気風路１４と第二排気風路１５とこれら風路を切替えるダンパを備え、ダンパを切り替える前に給気モータ１１および排気モータ１２への通電を停止する制御手段１９を備える。【選択図】図１
2017058042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外の空気を室内に給気する給気風路と、
前記室内の空気を前記室外に排気する第一排気風路と、
前記室内の空気を前記室外に排気する第二排気風路と、
前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替えるダンパと、
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、
前記第一排気風路及び／又は前記第二排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、
前記給気流と前記第一排気風路を通る排気流との間で熱交換を行う熱交換素子を備えた熱交換型換気装置であって、
前記給気風路内で前記熱交換素子の上流側にて前記給気風路を通過する空気の塵埃を除去するフィルタと、
前記ダンパが前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替える前に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止させる制御手段とを備えた熱交換型換気装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止後、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とが停止するために必要な停止時間経過後に前記ダンパを切り替える請求項１記載の熱交換型換気装置。
【請求項３】
前記ダンパは開閉扉を回動させるステッピングモータを備え、
前記制御手段は、
前記停止時間経過後、
前記ステッピングモータに当該ステッピングモータを所定の角度回動させるために必要なステップ数の駆動命令を送信して前記ダンパを切り替え、その後に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段の運転を再開する請求項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、１つの本体で熱交換換気と普通換気を行うことが可能な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４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第一排気風路１０３と、室内の空気を室外に排気する第二排気風路１０４と、第一排気風路１０３と第二排気風路１０４とを切り替えるダンパ１０５と、給気風路１０２と第一排気風路１０３との間で熱交換を行う熱交換素子１０６と、給気風路１０２を通る給気流を発生させる給気ファン１０７と、第一排気風路１０３及び／又は第二排気風路１０４を通る排気流を発生させる排気ファン１０８と、室内温湿度を検知する室内温湿度センサー１０９と、室外温湿度を検知する室外温湿度センサー１１０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、室内温湿度センサー１０９および室外温湿度センサー１１０にて検出される温湿度より、使用者に不快感を与えない排気風路へ切り替えるようダンパ１０５を制御するとしている。（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２０１５−１０２２８２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、排気流によりダンパ１０５を駆動するステッピングモータのトルクが不足して排気風路が正常に切り替わらなくならないよう、ダンパ１０５切り替え時は排気ファン１０８の運転を停止していたが、建築基準法による２４ｈ換気を考慮して給気ファン１０７の運転は継続していた。
【０００６】
しかし、給気風路１０２内で熱交換素子１０６の上流側に給気風路１０２を通過する空気の塵埃を除去するフィルタを設置した場合、フィルタが塵埃により目詰まりした際、給気風路１０２の吸込み口が塞がり給気ファン１０７により給気風路１０２が負圧となる。
【０００７】
上記の状況にて、ダンパ１０５切り替え時に排気ファン１０８のみを停止した場合、以下の問題が発生する。すなわち、熱交換素子１０６はその構造上、の第一排気風路１０３と給気風路１０２の間に内部リーク（空気の漏れ）が存在する。このため、フィルタが目詰まりした場合には第一排気風路１０３の吸込み口から熱交換素子１０６を介して給気風路１０２の排気口に向かって意図しない気流が発生する。
【０００８】
これにより、第二排気風路１０４から第一排気風路１０３への切り替え時には気流によってダンパ１０５を駆動するステッピングモータのトルクが不足して風路が正常に切り替わらないという問題が発生する。または第一排気風路１０３から第一排気風路１０４への切り替え時には、ダンパ１０５が気流によって引っ張られてステッピングモータの軸にストレスが発生するという課題があった。
【０００９】
本発明は、前記の問題を解決し、給気風路のフィルタが目詰まりした時でも信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることが可能な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】
【００１０】
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、室外の空気を室内に給気する給気風路と、前記室内の空気を前記室外に排気する第一排気風路と、前記室内の空気を前記室外に排気する第二排気風路と、前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替えるダンパと、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、前記第一排気風路及び／又は前記第二排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、前記給気流と前記第一排気風路を通る排気流との間で熱交換を行う熱交換素子を備えた熱交換型換気装置であって、前記給気風路内で前記熱交換素子の上流側にて前記給気風路を通過する空気の塵埃を除去するフィルタと、前記ダンパが前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替える前に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止させる制御手段とを備えるものであり、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】
【００１１】
本発明によれば、給気風路のフィルタが目詰まり時でも信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることが可能な熱交換型換気装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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ダンパ制御フローチャート。
【図４】従来技術の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る熱交換型換気装置は、室外の空気を室内に給気する給気風路と、前記室内の空気を前記室外に排気する第一排気風路と、前記室内の空気を前記室外に排気する第二排気風路と、前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替えるダンパと、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、前記第一排気風路及び／又は前記第二排気風路を通る排気流を発生させる排気流発生手段と、前記給気流と前記第一排気風路を通る排気流との間で熱交換を行う熱交換素子を備えた熱交換型換気装置であって、前記給気風路内で前記熱交換素子の上流側にて前記給気風路を通過する空気の塵埃を除去するフィルタと、前記ダンパが前記第一排気風路と前記第二排気風路とを切り替える前に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止させる制御手段とを備えたものである。
【００１４】
これにより、フィルタが塵埃により目詰まりの際に、熱交換素子の内部リークにより第一排気風路から給気風路に向けて給気流が発生した場合でも、ダンパ切り替え時に給気流による負荷がダンパにかからないため、信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることができる。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とを停止後、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段とが停止するために必要な停止時間経過後に前記ダンパを切り替えるようにしてもよい。
【００１６】
これにより、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段を停止後、確実に給気流が停止した後にダンパを切り替えることができる。よって給気流発生手段の惰性により発生する給気流がダンパに負荷を与えることを抑制することができる。
【００１７】
また、前記ダンパは開閉扉を回動させるステッピングモータを備え、前記制御手段は、前記停止時間経過後、前記ステッピングモータに当該ステッピングモータを所定の角度回動させるために必要なステップ数の駆動命令を送信して前記ダンパを切り替え、その後に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段の運転を再開するようにしてもよい。
【００１８】
これにより、ダンパ切り替えが確実に完了した後に、前記給気流発生手段と前記排気流発生手段の運転を再開することができる。つまり、ダンパ切り替え途中に前記給気流発生手段と前記排気流発生手段の運転を再開してしまうことによる、ダンパへの負荷を抑制することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、排気風路８は、第一排気風路１４と第二排気風路１５とから構成されるが、詳細は後述する。
【００２４】
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９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１０を備えている。
【００２５】
給気ファン９は給気モータ１１、排気ファン１０は排気モータ１２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。
【００２６】
給気風路７と排気風路８を構成する第一排気風路１４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１３が配置されている。
【００２７】
熱交換素子１３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。熱交換素子１３内で交差する風路は互いに独立しているが、各風路は前面に給気風路を背面に排気風路を備えた複数枚の薄板を接着により重合させて構成している。つまり風路間の遮断を接着剤による接着で行っているため、２〜３％の内部リークすなわち空気の漏れが発生してしまう。
【００２８】
給気風路７内で熱交換素子１３の上流側にて給気風路７を通過する空気の塵埃を除去するフィルタ１６を備えている。図１では、本体の内部にフィルタ１６を配置しているが、給気風路７内であれば、本体の外部のダクト内（図示しない）に配置しても良い。
【００２９】
排気風路８は、図２（ａ）に示す室内排気口５から熱交換素子１３を介して室外排気口４に連通する前記第一排気風路１４を備えている。また排気風路８は、さらに図２（ｂ）に示す室内排気口５から熱交換素子１３を介することなく、即ち熱交換処理をされることなく室外排気口４に連通する前記第二排気風路１５を備えている。そして、排気風路８中には、第一排気風路１４と第二排気風路１５とを切り替えるためのダンパ１７を備えている。
【００３０】
ダンパ１７は、電動機１８に連結しており、第一排気風路１４と第二排気風路１５を切替える。ここで電動機１８は、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。
ダンパ１７は、電動機１８を軸として回転駆動することにより、第一排気風路における熱交換素子１３への入り口を遮蔽し、あるいは第二排気風路を遮蔽することで第一排気風路１４と第二排気風路１５とを切り替える。
【００３１】
また、熱交換型換気装置１は、図１に示すように制御手段１９と、第一記憶手段２０と、第二記憶手段２１とを備えている。
【００３２】
制御手段１９は、条件に応じて、給気モータ１１と排気モータ１２への通電の有無、及びダンパ１７の位置を制御する。なお、制御条件については後述する。
【００３３】
第一記憶手段２０は、給気モータ１１と排気モータ１２への通電停止後の時間カウントと比較するための閾値を記憶する。
【００３４】
制御手段１９は、給気モータ１１と排気モータ１２への通電停止後から時間カウントを開始し、第一記憶手段２０に記憶された閾値と比較し、一致した場合に給気ファン９及び排気ファン１０が停止と判断する。例えば、給気ファン９及び排気ファン１０の回転が完全に停止したと判断するまでの時間としては、ファンが高回転で回転中に停止した場合でも、十分に惰性による回転が停止するまでの時間として１０秒程度が好ましい。また、給気モータ１１と排気モータ１２の性能に差が有る場合には、双方のモータが十分に停止できる時間を閾値とする。
【００３５】
第二記憶手段２１は、電動機１８であるステッピングモータにより第一排気風路１４と第二排気風路１５の切り替えを完了するまでのステップ数を記憶する。
【００３６】
制御手段１９は、ステッピングモータへ駆動命令を送信開始からステップ数カウントを開始し、第二記憶手段２１に記憶されたステップ数と比較し、一致した場合に第一排気風路１４と第二排気風路１５との切り替えが完了と判断する。例えば、第一排気風路と第二排気風路のダンパ角度が１５０°である場合、確実に閉まるよう１０°の増し締めを含めて、１６０°動作すれば切り替えが完了したと判断できる。１ステップ数が０．７０６°のステッピングモータを使用した場合、ステップ数が２２７をカウントした場合に切り替えが完了したと判断する。
【００３７】
次に制御手段１９による給気モータ１１と排気モータ１２への通電の有無、およびダンパ１７の切り替えについて、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図３中のＳはステップを意味する。
【００３８】
まず最初に、熱交換型換気装置１の運転状態において、制御手段１９は、排気風路が第一排気風路１４と第二排気風路１５のいずれが室内の空気が快適になるかを判断する。ここで出された判断と現状の排気風路が異なる場合、制御手段１９は、排気風路の切替が必要と判断し、出された判断と現状の排気風路が一致する場合、排気風路の切り替えは不要と判断する（Ｓ０１）。
【００３９】
なお、室内の空気が快適になるかどうかは、例えば室内および室外の温湿度をセンサ（図示しない）で検知し、判断すると良い。制御手段１９で判断した結果、排気風路の切り替えが不要であれば、排気風路の切り替えが必要であるかの判断を繰り返す（Ｓ０１Ｎｏ→Ｓ０１）。
【００４０】
制御手段１９で判断した結果、排気風路の切り替えが必要な場合、制御手段１９は、給気モータ１１及び排気モータ１２への通電を停止する（Ｓ０１Ｙｅｓ→Ｓ０２）。
【００４１】
給気モータ１１及び排気モータ１２への通電停止後、給気ファン９および排気ファン１０は、惰性により回転を継続しているため、制御手段１９は、惰性による回転が完全に停止するまでの時間待機する（Ｓ０３）。
【００４２】
ファンの回転が完全に停止する時間待機した後は、制御手段１９はダンパ１７により、排気風路の切り替えを開始する（Ｓ０３Ｙｅｓ→Ｓ０４）。つまり、制御手段１９から、ステッピングモータに対して駆動命令を送信し、ダンパ１７を動作させる。
【００４３】
制御手段１９は、ステッピングモータへの駆動命令開始後、ダンパ１７が第一排気風路から第二排気風路あるいは第二排気風路から第一排気風路に切り替わるまでのステップ数の間、駆動命令の送信を継続し、ステップ数が終了時にダンパ１７の切り替えを終了する（Ｓ０５Ｙｅｓ→Ｓ０６）。
【００４４】
制御手段１９は、ダンパの切り替えが終了後、一時的に停止していた給気モータ１１及び排気モータ１２への通電運転を再開する（Ｓ０６）。
【００４５】
これにより、フィルタが塵埃により目詰まりの際に、熱交換素子の内部リークにより第一排気風路から給気風路に向けて給気流が発生した場合でも、ダンパ切り替え時に給気流による負荷がダンパにかからないため、信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えることができる。
【００４６】
また、制御手段１９は、給気ファン９と排気ファン１０とが停止するために必要な停止時間経過後にダンパ１７を切り替えている。
【００４７】
これにより、ファンを停止後、確実に給気流が停止した後にダンパ１７を切り替えることができる。よってファンの惰性により発生する気流がダンパに負荷を与えることを抑制することができる。
【００４８】
また、ダンパ１７を構成するステッピングモータに所定の角度回動させるために必要なステップ数の駆動命令を送信してダンパ１７を切り替え、その後にファンの運転を再開している。
【００４９】
これにより、ダンパ切り替えが確実に完了した後に、ファンの運転を再開している。つまり、ダンパ切り替え途中にファンの運転を再開してしまうことによる、ダンパ１７への負荷を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかる換気装置は、１つの本体で熱交換換気と普通換気を行い、給気風路のフィルタが目詰まり時でも信頼性が高く熱交換換気と普通換気の風路をダンパで切り替えるものであり、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】
【００５１】
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  給気ファン
１０  排気ファン
１１  給気モータ
１２  排気モータ
１３  熱交換素子
１４  第一排気風路
１５  第二排気風路
１６  フィルタ
１７  ダンパ
１８  電動機
１９  制御手段
２０  第一記憶手段
２１  第二記憶手段
【図１】
2017058042.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017058042.tif 000006