(57)【要約】  空調換気システムは、換気量を調整して空調対象室内を換気する換気装置と、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、空調対象室の室温が設定温度となるように空調能力を調整して運転を行う空調装置と、制御装置とを備える。制御装置は、空調装置の空調能力に応じた換気量で換気装置を駆動させる通常制御と、通常制御で換気装置を駆動させてからの換気量の積算値が、標準の換気量で同じ時間だけ換気装置を駆動させた場合の標準積算値を含む標準換気範囲、となるように換気装置の換気量を制御する挽回制御と、を行う。
2020144808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気量を調整して空調対象室内を換気する換気装置と、
冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、前記空調対象室の室温が設定温度となるように空調能力を調整して運転を行う空調装置と、
前記空調装置の前記空調能力に応じた換気量で前記換気装置を駆動させる通常制御と、前記通常制御で前記換気装置を駆動させてからの換気量の積算値が、標準の換気量で同じ時間だけ前記換気装置を駆動させた場合の標準積算値を含む標準換気範囲、となるように前記換気装置の換気量を制御する挽回制御と、を行う制御装置と
を備えた空調換気システム。
【請求項２】
前記積算値が前記標準換気範囲の下限値に一致した場合、前記制御装置は、前記挽回制御において、前記積算値が前記標準積算値に一致するように前記換気装置の換気量を増加させる請求項１記載の空調換気システム。
【請求項３】
前記積算値が前記標準換気範囲の上限値に一致した場合、前記制御装置は、前記挽回制御において、前記積算値が前記標準積算値に一致するように前記換気装置の換気量を減少させる請求項１または請求項２記載の空調換気システム。
【請求項４】
前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御において、前記空調装置の空調能力と前記空調対象室の湿度とに応じた換気量で前記換気装置を駆動させる請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空調換気システム。
【請求項５】
前記制御装置は、暖房運転時の前記通常制御において、前記空調装置の空調能力と前記空調装置の前記熱交換器を流通する冷媒の温度とに応じた換気量で前記換気装置を駆動させる請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の空調換気システム。
【請求項６】
前記換気装置は、前記標準と、前記標準より大きい強と、前記標準より少ない弱の少なくとも３段階に換気量を調整可能であり、
前記空調装置の空調能力が中間の場合、前記制御装置は、前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記標準にし、
前記空調装置の空調能力が小または大の場合、前記制御装置は、前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記弱にする請求項１または請求項２記載の空調換気システム。
【請求項７】
前記換気装置は、前記標準と、前記標準より大きい強と、前記標準より少ない弱の少なくとも３段階に換気量を調整可能であり、
前記空調装置の空調能力が中間であり、且つ前記空調対象室の湿度が設定湿度超の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記強にし、
前記空調能力が中間であり、且つ、前記空調対象室の湿度が前記設定湿度以下の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記標準にし、
前記空調能力が小または大の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記弱にする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の空調換気システム。
【請求項８】
前記換気装置は、前記標準と、前記標準より大きい強と、前記標準より少ない弱の少なくとも３段階に換気量を調整可能であり、
前記空調装置の空調能力が中間であり、且つ、前記空調装置の前記熱交換器を流通する冷媒の温度が設定冷媒温度以下の場合、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記強にし、
前記空調装置の空調能力が中間であり、且つ、前記空調装置の前記熱交換器を流通する冷媒の温度が前記設定冷媒温度超の場合、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記標準にし、
前記空調装置の空調能力が小または大の場合、前記制御装置は、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記弱にする請求項１〜請求項３、請求項５のいずれか一項に記載の空調換気システム。
【請求項９】
前記換気装置は、複数の換気部を備え、前記換気部の駆動台数を変更することで前記換気量を調整する請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の空調換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、換気装置と空調装置とを備えた空調換気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅躯体の高気密高断熱化の進行により、２４時間連続で換気が行われるのが一般的となり、１時間で室内容積の半分の空気を入れ替えるような設備を導入することが法律で決められている。また、住宅躯体の高気密高断熱化の進行により、空調負荷が小さくなることで、設置される空調装置の最大空調能力に対して半分以下の空調能力で運転される時間が多くなっている。【０００３】
一般に、換気装置と空調装置とはそれぞれ独立に運転されており、機能的に連携されていない。換気量を一時的に小さくしたり、大きくしたりすることで、空調装置の消費電力の削減および温熱環境の改善の可能性があるにも関わらず、装置間での通信手段が無いために、十分な機能を発揮していなかった。【０００４】
このような問題を回避するため、従来、換気装置と空調装置とを通信可能に接続し、連携して動作するシステムがある（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１では、空調装置の消費電力に応じて換気装置の換気量を制御している。具体的には、空調装置の消費電力が予め定められた設定値を超えると、換気量を“強”から“弱”に変更して外気の取り入れ量を削減することで、空調装置の消費電力を削減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１７８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、空調装置の消費電力に応じて換気量を設定しているが、一旦設定した換気量での換気が長時間継続する場合、以下のような不都合が生じる。たとえば、換気量が“弱”に設定された状態が長時間継続すると、必要換気量を確保できなくなる。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、運転中の換気量を適正に保つことが可能な空調換気システム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】
【０００８】
この発明に係る空調換気システムは、換気量を調整して空調対象室内を換気する換気装置と、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、空調対象室の室温が設定温度となるように空調能力を調整して運転を行う空調装置と、空調装置の空調能力に応じた換気量で換気装置を駆動させる通常制御と、通常制御で換気装置を駆動させてからの換気量の積算値が、標準の換気量で同じ時間だけ換気装置を駆動させた場合の標準積算値を含む標準換気範囲、となるように換気装置の換気量を制御する挽回制御と、を行う制御装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る空調換気システムによれば、制御装置は、換気量の積算値が標準積算値を含む標準換気範囲となるように換気装置の換気量を制御するので、運転中の換気量を適正に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における空調換気システムの概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における空調装置の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１における空調装置の空調能力制御に用いる空調能力調整量ΔＱａの説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１における空調装置の空調能力制御に用いる空調能力調整量ΔＱｂの説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１における換気装置の換気量調整の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における換気装置の換気量調整動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１における空調換気システムの換気量不足の挽回制御動作の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１における冷房運転時の換気装置の換気量調整の説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２における冷房運転時の換気装置の換気量調整動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態２における空調換気システムの換気量の挽回制御動作の説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態２における暖房運転時の換気装置の換気量調整の説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態２における暖房運転時の換気装置の換気量調整動作を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態１および実施の形態２における空調換気システムの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における空調換気システムの概略構成図である。図２は、この発明の実施の形態１における空調装置の構成図である。この図１および図２に基づいてこの発明に係る空調換気システムの構成および動作について説明する。
空調換気システムは、空調対象室１内を空調する空調装置２と、空調対象室１内を換気する換気装置３と、制御装置４とを備えている。換気装置３は、空調対象室１内の空気を屋外に排気する排気ファン１３と、屋外の空気を室内に取り入れる給気ファン１４とを備えている。排気ファン１３および給気ファン１４は、換気量を段階的に調整可能に構成されている。
【００１２】
換気装置３は、２４時間、連続的に運転して空調対象室１を換気する。換気量は３段階に調整可能であり、１時間で室内容積の半分の換気量を確保できる“標準”と、“標準”より大きい“強”と、“標準”より小さい“弱”とが用意されている。“弱”、“標準”、“強”のそれぞれについて、排気ファン１３および給気ファン１４の回転数は予め決まっており、換気装置３は、それぞれ対応の回転数で運転する。空調装置２の停止中は、換気装置３は“標準”で運転する。“標準”で運転することで、必要換気量を確保できる。なお、“標準”の換気量は、上述したように、１時間で室内容積の半分の換気量を確保することに基づいて設定する方法に限られず、室内の汚染進度に基づいて設定する方法などとしてもよい。また、換気量の調整は、３段階に限らずそれ以上の複数段階としてもよく、少なくとも３段階に調整可能であればよい。
【００１３】
図２において、空調装置２は、筐体２ａ内に、循環ファン６と、熱交換器７とを備えている。また、空調装置２は、空調対象室１の室温を計測する温度センサ９と、熱交換器７を流通する冷媒の温度を計測する温度センサ１０と、吹出し空気温度を計測する温度センサ１１と、空調対象室１の相対湿度を計測する湿度センサ１２とを備えている。
【００１４】
筐体２ａには、吸込み口５と吹出し口８とが形成されており、循環ファン６は、空調対象室１の室内空気を吸込み口５から筐体２ａ内に吸い込み、熱交換器７を通過させて吹出し口８から空調対象室１へと吹き出す。熱交換器７は、室外機（図示せず）に設置された圧縮機、熱交換器および減圧装置などと配管で接続されて冷媒回路を構成している。空調装置２は、冷媒回路に冷媒が循環することで、冷媒が熱交換器７で空気との間で熱交換を行って空調対象室１内の冷房および暖房を行う。
【００１５】
空調装置２は、空調対象室１の室温が、たとえばリモコン装置などから設定された設定温度となるように空調能力を調整する。また、空調装置２は、運転中の実際の空調装置２の空調能力を求め、求めた空調能力を制御装置４に送信する。実際の空調能力は、温度センサ９で計測された室温と、温度センサ１１で計測された吹出し空気温度との温度差に、既知である循環ファン６の風量を乗算することで求められる。
【００１６】
制御装置４は、空調装置２と換気装置３との連携を図る装置であり、空調装置２および換気装置３と通信可能に接続されている。通信は無線であっても有線であってもよい。図１において各装置を接続する矢印は、各装置間の情報の流れを示している。制御装置４は、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などで構成されている。制御装置４は図１に示すように空調装置２と別体でもよいし、空調装置２内に組み込まれてもよい。
【００１７】
制御装置４は、空調装置２から受信した情報に基づいて換気装置３を制御する。制御装置４は、空調装置２の空調能力に応じた換気量で換気装置３を駆動させる通常制御と、通常制御による換気不足または換気過剰を回避する挽回制御とを有する。換気装置３の制御については改めて説明する。
【００１８】
次に、空調換気システムの動作について説明する。冷房運転の例で空調換気システムの動作を説明する。
【００１９】
ここではまず、空調装置２の動作について説明する。空調装置２の運転が開始されると、循環ファン６が稼働するとともに、熱交換器７に冷媒が流通する。冷房運転時、室外機（図示略）から低温の冷媒が熱交換器７に供給される。熱交換器７に供給された低温の冷媒は、熱交換器７に送風される循環ファン６からの空気と熱交換して空気を冷却する。これにより空調対象室１内が冷房される。熱交換器７に供給される冷媒の温度は、空調装置２の空調能力に応じて変化し、冷房運転中は、空調能力を増大することで低下し、暖房運転中は、空調能力を増大することで上昇する。
【００２０】
空調装置２は、温度センサ９で計測された室温が設定温度を維持するように空調能力を制御して運転する。以下、空調装置２の空調能力制御について説明する。
【００２１】
図３は、この発明の実施の形態１における空調装置の空調能力制御に用いる空調能力調整量ΔＱａの説明図である。図３において、横軸は室温と設定温度との温度差ΔＴ、縦軸はΔＱａである。図４は、この発明の実施の形態１における空調装置の空調能力制御に用いる空調能力調整量ΔＱｂの説明図である。図４において、横軸は温度差ΔＴの変化量Ｒ、縦軸はΔＱｂである。ここで、温度差ΔＴの変化量Ｒは、現在の温度差をΔＴ、前回の温度差をΔＴｎ−１としてＲ＝ΔＴ−ΔＴｎ−１で求められる。
【００２２】
空調装置２の制御部は、温度センサ９で計測された室温と設定温度との温度差ΔＴに基づいて空調能力を調整する。具体的には、空調装置２の制御部は、たとえば３０秒の制御間隔毎に空調能力指示値Ｑｎ＋１を以下の（１）式で算出する。
【００２３】
Ｑｎ＋１＝Ｑｎ＋ΔＱａ＋ΔＱｂ    ・・・（１）
ここで、Ｑｎ：現在の空調能力［Ｗ］
ΔＱａ：室温と設定温度との温度差ΔＴに応じた空調能力調整量［Ｗ］
ΔＱｂ：温度差の変化傾向に応じた空調能力調整量［Ｗ］
ただし、Ｑｎ＋１≦Ｑｍａｘ
【００２４】
ΔＱａは、温度差ΔＴと図３に示したグラフとから求められる。ΔＱｂは、温度差ΔＴの変化量Ｒと図４に示したグラフとから求められる。なお、ここではグラフを用いてΔＱａおよびΔＱｂを算出するとしたが、テーブルまたは演算式を用いて求めるようにしてもよい。
【００２５】
空調装置２の制御部は、上記（１）式に基づいて制御間隔毎に空調能力指示値Ｑｎ＋１を算出し、室外機の圧縮機に送信するなどして空調装置２の空調能力を制御する。これにより、冷房運転時に室温が設定温度よりも高い場合、空調装置２は、温度差ΔＴに応じた空調能力で運転をスタート後、ΔＱａ＋ΔＱｂ＞０である間は空調能力を上昇させる。そして、空調装置２は、温度差ΔＴが減少傾向のままで０に近づくに連れ、あるタイミングでΔＱａ＋ΔＱｂ＜０となり、空調能力を減少させる運転を行う。このような動作により、室温が設定温度に一致する。
【００２６】
空調装置２は、以上のように、室温を設定温度との温度差ΔＴに基づいて空調能力の制御を行いつつ、実際の空調能力を求め、空調能力の情報を制御装置４に送信する。制御装置４は、空調装置２から受信した空調能力の情報に基づいて換気装置３の換気量を調整する。以下、換気量の調整について説明する。
【００２７】
図５は、この発明の実施の形態１における換気装置の換気量調整の説明図である。図５において、縦軸は最大能力比率［％］である。
換気装置３の換気量は、空調装置２の空調能力に応じて設定される。ここでは、空調能力に関する指標として最大能力比率［％］を用いている。最大能力比率は、空調装置２の装置上の最大の空調能力に対する現在の空調能力であってもよいし、空調装置２の圧縮機の装置上の最大回転数に対する現在の回転数であってもよい。また、空調能力そのものに応じて換気装置３を制御するようにしてもよい。要するに、空調能力に応じて換気装置３が制御されればよい。
【００２８】
図５では、２０％および６０％を閾値として最大能力比率が３段階に分けられ、最大能力比率が中間の場合、換気装置３の換気量が“標準”に設定され、最大能力比率が小または大の場合“弱”に設定される。
【００２９】
図６は、この発明の実施の形態１における換気装置の換気量調整動作を示すフローチャートである。
運転開始時、制御装置４は、換気装置３の換気量を“標準”にして換気を開始する（ステップＳ１）。そして、制御装置４は、空調装置２から受信した空調能力に応じた換気量に換気装置３を制御する。具体的には、制御装置４は、空調装置２から受信した空調能力に基づいて最大能力比率を算出し、最大能力比率が２０％以下または６０％以上であるかをチェックする（ステップＳ２）。最大能力比率が２０％以下または６０％以上でなければ（ステップＳ２でＮｏ）、ステップＳ１に戻り、制御装置４は、換気装置３の換気量を“標準”のままで換気を継続する。これにより、必要換気量を確保しながら室温を安定させることができる。
【００３０】
一方、最大能力比率が２０％以下または６０％以上であれば（ステップＳ２でＹｅｓ）、制御装置４は、換気装置３の換気量を“標準”から“弱”にし（ステップＳ３）、外気の取り入れ量を減らす。ここでの最大能力比率が６０％以上であれば、空調装置２の空調能力が大きい状態にあるので、外気の取り入れ量が減ることで速やかに快適な冷熱環境を形成できる。最大能力比率が２０％以下であれば、空調装置２の空調能力が小さい状態にあるので、外気の取り入れ量が減ることで室温の変動を小さくできる。
【００３１】
ここで、換気量“弱”の状態が長期間継続されると、必要換気量を確保できなくなる。そこで、この実施の形態１では、換気量が“弱”に設定された後に換気量不足とならないように換気量の挽回制御を行う。
【００３２】
挽回制御では、ステップＳ３で換気量を“弱”に変更してからの時間ｔでの換気量の積算値が、標準換気範囲内におさまるように以下のステップＳ４〜ステップＳ８の処理を行う。標準換気範囲とは、“標準”に設定した状態で同じ時間ｔだけ換気装置３を駆動させた場合の換気量の積算値（以下、標準積算値という）を含む範囲である。
【００３３】
制御装置４は、ステップＳ３で換気量を“弱”に設定した後、換気量の積算値のカウントを開始する（ステップＳ４）。そして、換気量が“弱”での運転を続けることで積算値が標準換気範囲の下限値に一致したら（ステップＳ５でＹｅｓ）、言い換えれば、積算値が標準換気範囲を外れそうになったら、制御装置４は、換気量を“弱”から“強”に変更して換気量を増加させる（ステップＳ６）。
【００３４】
このように、換気量を増加させて外気の取り入れ量を増加させることで、換気不足が生じないようにする。そして、積算値が標準積算値に一致するまで、換気量を“強”のままで換気を継続し（ステップＳ７でＮｏ）、積算値が標準積算値に一致したら（ステップＳ７でＹｅｓ）、挽回制御を終了し、積算値をリセット（ステップＳ８）して、ステップＳ１に戻る。
【００３５】
以上の動作により、許容できないレベルの換気量不足になることのない２４時間連続換気運転を行うことができる。
【００３６】
図７は、この発明の実施の形態１における空調換気システムの換気量不足の挽回制御動作の説明図である。図７において横軸は時間、縦軸は積算値［ｍ３］である。図７には、運転中の積算値の変化を実線で示している。また、標準積算値を太点線、標準換気範囲の上限値および下限値をそれぞれ細点線で示している。
図７に示すように、換気量“弱”を継続することで、積算値が標準積算値から離れて下限値に近づいていく。積算値が下限値に達すると、換気量が“弱”から“強”に変わり、積算値が増加して標準積算値に達している。
【００３７】
ここでは冷房運転について説明したが、暖房運転の場合も同様の制御となる。
【００３８】
以上説明したように、この実施の形態１の空調換気システムによれば、空調装置２の空調能力に応じた換気量で換気装置３を駆動させる通常制御を行う。制御装置４は、通常制御で換気装置３を駆動させてからの換気量の積算値が、標準積算値を含む標準換気範囲となるように換気装置３の換気量を制御する換気量の挽回制御を行う。これにより、運転中の換気量を適正に保つことができる。なお、“標準”の換気量は、上述したように、１時間で室内容積の半分の換気量を確保することに基づいて設定する方法、室内の汚染進度に基づいて設定する方法など、実使用条件などに応じて適宜設定すれば良い。
【００３９】
この実施の形態１において、制御装置４は、積算値が標準換気範囲の下限値に一致した場合、積算値が標準積算値に一致するように換気装置３の換気量を増加させる。これにより、換気不足を回避できる。
【００４０】
この実施の形態１において換気装置３は、少なくとも弱 、標準、強の３段階に換気量を調整可能である。制御装置４は、空調装置２の空調能力が中間の場合、通常制御における換気装置３の換気量を標準にし、空調能力が小または大の場合、通常制御における換気装置３の換気量を弱にする。これにより、空調能力が大きい状況では、換気量が減少することで速やかに室温を設定温度に近づけることができ、空調能力が小さい状況では、換気量が減少することで室温を安定状態にできる。
【００４１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、最大能力比率に基づいて換気装置３の換気量を制御していた。これに対し、実施の形態２では、冷房運転時には最大能力比率に加えてさらに空調対象室１の湿度を用い、暖房運転時には最大能力比率に加えてさらに冷媒温度を用いて換気装置３を制御する。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００４２】
空調換気システムの構成は図１に示した実施の形態１と同様である。
実施の形態１では、空調装置２は、実際の空調装置２の空調能力を求め、求めた空調能力を制御装置４に送信するとした。実施の形態２では、空調能力に加えてさらに、湿度センサ１２で計測された湿度と、温度センサ１０で計測された冷媒温度も制御装置４に送信する。
【００４３】
（冷房運転）
冷房運転中、空調装置２は、冷房負荷が大きい場合は空調能力を上げる制御を行う。このため、熱交換器７を流通する冷媒の温度が下がり、空調対象室１内の除湿が行われる。しかし、冷房負荷が過少であると、空調能力を上げる制御が行われないため、除湿できない状況となり、空調対象室１の湿度環境の快適性が低下する。そこで、実施の形態２では、空調対象室１の湿度も考慮して換気装置３の換気量を調整することで、空調装置２の空調能力の制御に影響を与え、除湿できない状況を回避する。以下、具体的な制御について説明する。
【００４４】
図８は、この発明の実施の形態１における冷房運転時の換気装置の換気量調整の説明図である。図８において、横軸は空調対象室１の湿度［％］、縦軸は最大能力比率［％］である。
換気装置３の換気量は、最大能力比率が２０％未満または６０％超のときは“弱”に設定される。換気装置３の換気量は、最大能力比率が０％以上、６０％以下のときは、湿度が設定湿度以下か否かで分けられる。設定湿度はここでは６０％とされ、湿度が６０％以下のとき“標準”に設定され、湿度が６０％超のとき“強”に設定される。
【００４５】
図９は、この発明の実施の形態２における冷房運転時の換気装置の換気量調整動作を示すフローチャートである。
運転開始時、制御装置４は、換気装置３の換気量を“標準”にして換気を開始する（ステップＳ１１）。そして、制御装置４は、空調装置２から受信した空調能力と湿度とに基づいて換気量を決定して換気装置３を制御する（ステップＳ１２〜ステップＳ１７）。具体的には、制御装置４は、空調装置２から受信した空調能力に基づいて最大能力比率を算出し、最大能力比率が２０％以下または６０％以上であるかをチェックする（ステップＳ１２）。
【００４６】
最大能力比率が２０％以下または６０％以上でなければ（ステップＳ１２でＮｏ）、制御装置４は続いて湿度センサ１２で計測された湿度が６０％超であるか否かをチェックする（ステップＳ１３）。湿度が６０％超でなければ（ステップＳ１３でＮｏ）、続いて、積算値が０であるか否かをチェックする（ステップＳ１４）。積算値は、運転開始時は０にセットされているものとし、積算値が０であれば（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ステップＳ１１に戻り、換気装置３は“標準”での換気を継続する。これにより、必要換気量を確保しながら室温を安定させることができる。積算値が０でなければ（ステップＳ１４でＮｏ）、後述のステップＳ１８で積算値のカウントが開始されている状況であるため、一旦、換気量を“標準”に戻す（ステップＳ１７）。
【００４７】
一方、最大能力比率が２０％以下または６０％以上であれば（ステップＳ１２でＹｅｓ）、制御装置４は、換気装置３の換気量を“標準”から“弱”に変更する（ステップＳ１５）。ここでの最大能力比率が６０％以上であれば、空調装置２の空調能力が大きい状態にあるので、換気装置３の換気量を“標準”から“弱”に変更して外気の取り入れ量を減らすことで、速やかに快適な冷熱環境を形成できる。最大能力比率が２０％以下であれば、空調装置２の空調能力が小さい状態にあるので、外気の取り入れ量を減らすことで室温の変動を小さくできる。
【００４８】
最大能力比率が２０％以下または６０％以上でなく（ステップＳ１２でＮｏ）で且つ湿度が６０％超と高い状態の場合、制御装置４は、換気装置３の換気量を“標準”から“強”に変更（ステップＳ１６）し、外気の取り入れ量を増やす。外気の取り入れ量を増やすことで室温が一時的に上がるため、温度差ΔＴが増加し、図３および図４で説明した空調能力の制御に影響し、空調装置２では、空調能力を上げる制御が実施されることになる。空調能力を高める制御が実施されることで、熱交換器７の冷媒温度が下がるため、空調装置２における除湿量が増加し、室内空気の湿度を低下させることができる。このように、湿度を考慮して換気量の調整を行うことにより、冷房負荷が過少なために除湿できない状況を回避し、より快適な低湿度環境を提供できる。
【００４９】
以上のようにして換気量が“弱”または“強”に設定された後、その設定が長期間継続されると、以下のような不都合が生じる。すなわち、換気量が“弱”に設定された状態が長時間継続すると、必要換気量が確保できなくなる。逆に換気量が“強”に設定された状態が長時間継続すると、外気の取り入れ量が増加することで換気量が過剰となる。換気過剰となると、必要以上の空調負荷を処理しなければならなず、消費電力が大きくなってしまう。この問題を解消するため、この実施の形態２では、換気不足または換気過剰となることがないように換気量の挽回制御を行う。
【００５０】
挽回制御では、ステップＳ１５またはステップＳ１７で換気量を“弱”または“強”に変更してからの時間ｔでの換気量の積算値が、標準換気範囲内におさまるように以下のステップＳ１８〜ステップＳ２４の処理を行う。
【００５１】
制御装置４は、ステップＳ１５またはステップＳ１７で換気量を“弱”または“強”に設定した後、積算値のカウントを開始する（ステップＳ１８）。そして、制御装置４は、換気量が“弱”または“強”での運転を続けることで、積算値が標準換気範囲の上限値または下限値に一致したかをチェックする（ステップＳ１９）。積算値が上限値または下限値に一致していなければ（ステップＳ１９でＮｏ）、制御装置４は、ステップＳ１２に戻って上記処理を繰り返す。つまり、積算値のカウントを一旦開始したら、積算値が上限値または下限値に一致するまで、最大能力比率および湿度に応じた換気量の調整（ステップＳ１２〜ステップＳ１７）と積算値のカウントの継続（ステップＳ１８）を行う。
【００５２】
そして、積算値が、標準換気範囲の下限値に一致した場合（ステップＳ２０でＹｅｓ）、制御装置４は換気装置３の換気量を強制的に“強”に変更する（ステップＳ２１）。つまり、ステップＳ３で換気量を“弱”にして運転を続けることで積算値が下限値に一致したら、言い換えれば標準換気範囲を外れそうになったら、制御装置４は、空調対象室１の換気量の積算値が標準積算値に戻るように、換気量を“弱”から“強”に変更する。このように、換気量を増加させて外気の取り入れ量を増加させることで、換気不足が生じないようにする。
【００５３】
一方、ステップＳ１６で換気量を“強”にして運転を続けることで積算値が上限値に一致したら（ステップＳ２０でＮｏ）、言い換えれば標準換気範囲を外れそうになったら、制御装置４は、空調対象室１の換気量の積算値が標準積算値に戻るように、換気量を“強”から“弱”に変更する（ステップＳ２２）。このように、換気量を減少させて外気の取り入れ量を減らすことで、外気の取り入れによる室温の上昇が抑制され、空調負荷の増大を抑制できる。
【００５４】
ステップＳ２１またはステップＳ２２で換気量を“強”または“弱”にした状態で運転を続けて積算値が標準積算値に一致したら（ステップＳ２３）、制御装置４は積算値をリセットし（ステップＳ２４）、ステップＳ１１に戻って、換気量を“標準”に戻す。
【００５５】
以上の動作により、許容できないレベルの換気不足または換気過剰になることのない２４時間連続換気運転を行うことができる。
【００５６】
図１０は、この発明の実施の形態２における空調換気システムの換気量の挽回制御動作の説明図である。図１０において横軸は時間、縦軸は積算値［ｍ３］である。図１０には、運転中の積算値の変化を実線で示している。また、標準積算値を太点線、標準換気範囲の上限値および下限値をそれぞれ細点線で示している。
図１０に示すように、換気量が“強”を継続することで、積算値が標準積算値から離れて上限値に近づいていく。積算値が上限値に達すると、換気量が“強”から“弱”に変わり、積算値が減少して標準積算値に達している。換気量が“弱”を継続することによる挽回制御動作は、実施の形態１の図７と同様である。
【００５７】
（暖房運転）
次に、暖房運転時の動作について説明する。
暖房運転時は、外気温度が高い場合、空調装置２から空調対象室１に吹き出される空気の温度（以下、吹出し温度という）が低い状態で安定し、外気温度が低い場合、吹出し温度が高い温度で安定する。吹出し温度が低い状態で安定するということは、つまり熱交換器７を流通する冷媒の温度が低くなるということである。冷媒温度が設定冷媒温度（たとえば４０℃）より低くなると、吹出し温度が下がり、暖房運転中にも関わらずユーザに冷風感を与えてしまう。そこで、実施の形態２では、冷媒温度に応じて換気装置３の換気量を調整することで、空調装置２の空調能力の制御に影響を与え、外気温度が高い場合の冷風感を抑制する。以下、具体的な制御について説明する。
【００５８】
図１１は、この発明の実施の形態２における暖房運転時の換気装置の換気量調整の説明図である。図１１において横軸は冷媒温度［℃］、縦軸は最大能力比率［％］である。
換気装置３の換気量は、最大能力比率が２０％未満または６０％超であるときは“弱”に設定される。換気装置３の換気量は、最大能力比率が０％以上、６０％以下の場合、冷媒温度が設定冷媒温度以下か否かで分けられる。設定冷媒温度はここでは４０℃とされ、冷媒温度が４０℃以下のとき“強”に設定され、冷媒温度が４０℃超のとき“標準”に設定される。
【００５９】
図１２は、この発明の実施の形態２における暖房運転時の換気装置の換気量調整動作を示すフローチャートである。図１２のフローチャートは、図９に示した冷房運転時のフローチャートとステップＳ１３ａ、ステップＳ１６ａおよびステップＳ１７ａのみ異なる。以下、図９と異なる処理を中心に説明する。
【００６０】
最大能力比率が２０％超、６０％未満（ステップＳ１２でＮｏ）のときは、室内環境が安定しつつある状態であり、冷媒温度が４０℃超であれば（ステップＳ１３ａでＹｅｓ）、制御装置４は、換気装置３を換気量が“標準”のままで運転させる（ステップＳ１６ａ）。一方、冷媒温度が４０℃以下のときは（ステップＳ１３ａでＮｏ）、上述したように空調装置２の吹出し空気による冷風感が大きくなり、室内環境を悪化させる。このため、制御装置４は、換気装置３の換気量を“標準”から“強”にし（ステップＳ１７ａ）、外気の取り入れ量を増やして室温を一時的に低下させる。室温が低下することで温度差ΔＴが増加するため、空調装置２では空調能力を上昇させる運転が行われ、これにより冷媒温度が上昇して空調装置２からの吹出し気流による冷風感を低減することができる。
【００６１】
以上説明したように、この実施の形態２によれば実施の形態１と同様に、換気量が不足する状況を回避することができる。実施の形態２ではさらに、通常制御で換気装置３を駆動させてからの換気量の積算値が標準換気範囲の上限値に一致した場合、積算値が標準積算値に一致するように換気装置３の換気量を減少させる。これにより、換気過剰を回避できる。
【００６２】
この実施の形態２において、制御装置４は、冷房運転時の通常制御において、空調装置２の空調能力と空調対象室１の湿度とに応じた換気量で換気装置３を駆動させる。このように、空調能力に加えて空調対象室１の湿度も考慮して換気量を調整でき、快適な低湿度環境を提供できる。
【００６３】
換気装置３は、少なくとも弱、標準、強の３段階に換気量を調整可能である。制御装置４は、冷房運転時の通常制御における換気装置３の換気量を以下の（１）〜（３）のいずれかに設定する。
（１）空調装置２の空調能力が中間であり、且つ、空調対象室１内の湿度が設定湿度以下の場合、換気量を“標準”にする。
（２）空調装置２の空調能力が中間であり、且つ、空調対象室１内の湿度が設定湿度超の場合、換気量を“強”にする。
（３）空調装置２の空調能力が小または大の場合、換気量を“弱”にする。
これにより、空調能力に応じた換気量の制御ができるとともに、冷房運転中に高湿度になる状況では、換気量を増大させることで空調装置２の除湿作用を向上させることができる。
【００６４】
この実施の形態２において、制御装置４は、暖房運転時の通常制御において、空調装置２の空調能力と空調装置２の熱交換器７を流通する冷媒の温度とに応じた換気量で換気装置３を駆動させる。このように、空調能力に加えて冷媒温度も考慮して換気量を調整でき、空調装置２からの吹出し空気による冷風感を低減できる。
【００６５】
制御装置４は、暖房運転時の通常制御における換気装置３の換気量を、以下の（１）〜（３）のいずれかに設定する。
（１）空調装置２の空調能力が中間であり、且つ、空調装置２の熱交換器７を流通する冷媒の温度が設定冷媒温度以下の場合、換気量を“強”にする。
（２）空調装置２の空調能力が中間であり、且つ、空調装置２の熱交換器７を流通する冷媒の温度が設定冷媒温度超の場合、換気量を“標準”にする。
（３）空調装置２の空調能力が小または大の場合、換気量を“弱”にする。
これにより、空調能力に応じた換気量の制御ができるとともに、暖房運転中に冷風による不快感が増大する状況では、換気量を増大させることで空調装置２の吹出し空気の温度を上昇させることができ、ユーザに冷風感を与えることを回避できる。
【００６６】
なお、上記各実施の形態において、最大能力比率を３段階に分ける閾値、設定湿度およち設定冷媒温度などの具体的数値は一例を示したに過ぎず、それらは実使用条件などに応じて適宜設定すれば良い。
【００６７】
また、空調換気システムは、図１に示した構成にさらに、以下のような変形を加えても良い。この場合も同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
図１３は、この発明の実施の形態１および実施の形態２における空調換気システムの変形例を示す図である。
図１３に示すように、換気装置３は３台の換気部３ａを有し、換気部３ａの駆動台数を変えることで、換気量を変更するようにしてもよい。具体的には、“弱”の場合には換気部３ａを１台駆動し、“標準”の場合には換気部３ａを２台駆動し、“強”の場合には換気部３ａを３台駆動すればよい。なお、ここでは換気部３ａが３台の例を示しているが、この台数に限られない。
【符号の説明】
【００６９】
１  空調対象室、２  空調装置、２ａ  筐体、３  換気装置、４  制御装置、５  吸込み口、６  循環ファン、７  熱交換器、８  吹出し口、９  温度センサ、１０  温度センサ、１１  温度センサ、１２  湿度センサ、１３  排気ファン、１４  給気ファン。
【図１】
2020144808.tif 000003
【図２】
2020144808.tif 000004
【図３】
2020144808.tif 000005
【図４】
2020144808.tif 000006
【図５】
2020144808.tif 000007
【図６】
2020144808.tif 000008
【図７】
2020144808.tif 000009
【図８】
2020144808.tif 000010
【図９】
2020144808.tif 000011
【図１０】
2020144808.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020144808.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月22日(2020.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明に係る空調換気システムは、換気量を調整して空調対象室内を換気する換気装置と、冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、空調対象室の室温が設定温度となるように空調能力を調整して運転を行う空調装置と、空調装置の空調能力に応じた換気量で換気装置を駆動させる通常制御と、通常制御で換気装置を駆動させてからの換気量の積算値が、標準の換気量で同じ時間だけ換気装置を駆動させた場合の標準積算値を含む標準換気範囲、となるように換気装置の換気量を制御する挽回制御と、を行う制御装置とを備え、制御装置は、冷房運転時の通常制御において、空調装置の空調能力が予め設定された所定範囲内で且つ空調対象室の湿度が予め設定された設定湿度超の場合に、換気量が増加するように換気装置を制御するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気量を調整して空調対象室内を換気する換気装置と、
冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、前記空調対象室の室温が設定温度となるように空調能力を調整して運転を行う空調装置と、
前記空調装置の前記空調能力に応じた換気量で前記換気装置を駆動させる通常制御と、前記通常制御で前記換気装置を駆動させてからの換気量の積算値が、標準の換気量で同じ時間だけ前記換気装置を駆動させた場合の標準積算値を含む標準換気範囲、となるように前記換気装置の換気量を制御する挽回制御と、を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御において、前記空調装置の空調能力が予め設定された所定範囲内で且つ前記空調対象室の湿度が予め設定された設定湿度超の場合に、換気量が増加するように前記換気装置を制御する空調換気システム。
【請求項２】
前記換気装置は、前記標準と、前記標準より大きい強と、前記標準より少ない弱の少なくとも３段階に換気量を調整可能であり、
前記空調装置の空調能力が、前記所定範囲に相当する中間であり、且つ前記空調対象室の湿度が前記設定湿度超の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記強にし、
前記空調能力が前記中間であり、且つ、前記空調対象室の湿度が前記設定湿度以下の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記標準にし、
前記空調能力が小または大の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記弱にする請求項１記載の空調換気システム。
【請求項３】
換気量を調整して空調対象室内を換気する換気装置と、
冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、前記空調対象室の室温が設定温度となるように空調能力を調整して運転を行う空調装置と、
前記空調装置の前記空調能力に応じた換気量で前記換気装置を駆動させる通常制御と、前記通常制御で前記換気装置を駆動させてからの換気量の積算値が、標準の換気量で同じ時間だけ前記換気装置を駆動させた場合の標準積算値を含む標準換気範囲、となるように前記換気装置の換気量を制御する挽回制御と、を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、暖房運転時の前記通常制御において、前記空調装置の空調能力と前記空調装置の前記熱交換器を流通する冷媒の温度とに応じた換気量で前記換気装置を駆動させる空調換気システム。
【請求項４】
前記換気装置は、前記標準と、前記標準より大きい強と、前記標準より少ない弱の少なくとも３段階に換気量を調整可能であり、
前記空調装置の空調能力が前記中間であり、且つ、前記空調装置の前記熱交換器を流通する冷媒の温度が設定冷媒温度以下の場合、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記強にし、
前記空調装置の空調能力が中間であり、且つ、前記空調装置の前記熱交換器を流通する冷媒の温度が前記設定冷媒温度超の場合、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記標準にし、
前記空調装置の空調能力が小または大の場合、前記制御装置は、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記弱にする請求項３記載の空調換気システム。
【請求項５】
換気量を調整して空調対象室内を換気する換気装置と、
冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、前記空調対象室の室温が設定温度となるように空調能力を調整して運転を行う空調装置と、
前記空調装置の前記空調能力に応じた換気量で前記換気装置を駆動させる通常制御と、前記通常制御で前記換気装置を駆動させてからの換気量の積算値が、標準の換気量で同じ時間だけ前記換気装置を駆動させた場合の標準積算値を含む標準換気範囲、となるように前記換気装置の換気量を制御する挽回制御と、を行う制御装置とを備え、
前記換気装置は、前記標準と、前記標準より大きい強と、前記標準より少ない弱の少なくとも３段階に換気量を調整可能であり、
前記空調装置の空調能力が中間であり、且つ前記空調対象室の湿度が設定湿度超の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記強にし、
前記空調能力が前記中間であり、且つ、前記空調対象室の湿度が前記設定湿度以下の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記標準にし、
前記空調能力が小または大の場合、前記制御装置は、冷房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記弱にする空調換気システム。
【請求項６】
換気量を調整して空調対象室内を換気する換気装置と、
冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器を有し、前記空調対象室の室温が設定温度となるように空調能力を調整して運転を行う空調装置と、
前記空調装置の前記空調能力に応じた換気量で前記換気装置を駆動させる通常制御と、前記通常制御で前記換気装置を駆動させてからの換気量の積算値が、標準の換気量で同じ時間だけ前記換気装置を駆動させた場合の標準積算値を含む標準換気範囲、となるように前記換気装置の換気量を制御する挽回制御と、を行う制御装置とを備え、
前記換気装置は、前記標準と、前記標準より大きい強と、前記標準より少ない弱の少なくとも３段階に換気量を調整可能であり、
前記空調装置の空調能力が中間であり、且つ、前記空調装置の前記熱交換器を流通する冷媒の温度が設定冷媒温度以下の場合、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記強にし、
前記空調装置の空調能力が前記中間であり、且つ、前記空調装置の前記熱交換器を流通する冷媒の温度が前記設定冷媒温度超の場合、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記標準にし、
前記空調装置の空調能力が小または大の場合、前記制御装置は、暖房運転時の前記通常制御における前記換気装置の換気量を前記弱にする空調換気システム。
【請求項７】
前記積算値が前記標準換気範囲の下限値に一致した場合、前記制御装置は、前記挽回制御において、前記積算値が前記標準積算値に一致するように前記換気装置の換気量を増加させる請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の空調換気システム。
【請求項８】
前記積算値が前記標準換気範囲の上限値に一致した場合、前記制御装置は、前記挽回制御において、前記積算値が前記標準積算値に一致するように前記換気装置の換気量を減少させる請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の空調換気システム。
【請求項９】
前記換気装置は、複数の換気部を備え、前記換気部の駆動台数を変更することで前記換気量を調整する請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の空調換気システム。
【国際調査報告】
2020144808.tif 000016
2020144808.tif 000017
2020144808.tif 000018
2020144808.tif 000019