CN203323307U - 换气空调装置 - Google Patents

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安田真海
荒井秀元
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Abstract

本实用新型得到一种换气空调装置，能进行从排气空气向供气空气的热回收，并能根据供气外部气体的温度、湿度调整对于朝向室内的供气空气的加热量及加湿量。具有：主体壳体（1），其具有吸入室外空气作为供气空气向室内供给的供气风路和吸入室内空气向室外排出的排气风路；全热交换器（4），被配置在供气风路和排气风路之间并被收容在主体壳体（1）中，在被吸入供气风路的室外空气和被吸入排气风路的室内空气之间进行全热交换；外部气体温度传感器（11），测定室外空气的温度；外部气体湿度传感器（12），测定室外空气的湿度；空调盘管（5），加热供气空气；控制部（14），基于外部气体温度传感器（11）及外部气体湿度传感器（12）的测定结果，供气空气的绝对湿度成为预定的值地控制空调盘管（5）。

Description

换气空调装置
技术领域
本实用新型涉及在进行室内的湿度调节、并控制从产品吹出的空气温度的同时进行换气的换气空调装置。
背景技术
以往，公开了一种湿度调节换气装置，其基于由外部气体温度传感器测定的温度，进行切换运转模式（组合了制热和加湿的运转、仅进行加湿的运转、除湿运转）的控制（例如，参照专利文献1）。
另外，根据外部气体温度和湿度决定运转模式，使用在加湿要求高的模式下不通过热交换元件的供气空气、以及通过热泵空调机、洒水装置及排气格栅排出的排气空气，来满足作为目标的室内温度、湿度（例如，参照专利文献2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-97478号公报
专利文献2：国际公开第2009/011362号
实用新型内容
实用新型要解决的课题
但是，专利文献1记载的现有技术仅基于外部气体温度的测定结果进行加湿运转，因此即使在外部气体湿度上升的情况下，也不能变更空调盘管的能力值。由此，存在在制热加湿运转时，向室内实施了超过必要的加湿，室内被过剩地加湿的问题。另外，存在如下问题，即，在外部气体温度、湿度都高的状态下进行制热加湿运转时，向室内吹出的供气温度上升，因此室内温度也上升，尽管湿度调节换气装置进行制热运转，但在室内空间中与湿度调节换气装置一起运转的空调机实施了无用的制冷运转。
另外，在专利文献2记载的现有技术中，被加温、加湿的室内空气未被热回收地直接从排气格栅排出，发生了能量损失。另外，在低外部气体温时，仅通过冷凝器将原外部气体加温到能够充分确保加湿量的温度，产生了能量负载。另外，存在如下问题，即，在所搭载的主体内搭载的热交换元件不在制热、加湿运转时使用，而在冬季运转时施加了非常高的能量负载。
本实用新型是鉴于上述情况而做出的，其目的是得到一种换气空调装置，能够进行从排气空气向供气空气的热回收，并能够根据供气外部气体的温度、湿度调整对于朝向室内的供气空气的加热量及加湿量。
用于解决课题的手段
为解决上述课题并实现目的，本实用新型的换气空调装置，其特征在于，具有：壳体，其具有吸入室外空气并将室外空气作为供气空气向室内供给的供气风路和吸入室内空气并将室内空气向室外排出的排气风路；全热交换器，其被配设在供气风路和排气风路之间并被收容在壳体中，在被吸入供气风路的室外空气和被吸入排气风路的室内空气之间进行全热交换；温度传感器，其测定室外空气的温度；湿度传感器，其测定室外空气的湿度；空调盘管，其加热供气空气；控制构件，其基于温度传感器及湿度传感器的测定结果，控制空调盘管，以使得供气空气的绝对湿度成为预定的值。
实用新型的效果
本实用新型的换气空调装置根据外部气体的温度、湿度控制空调盘管的加热量，并调整对于朝向室内的供气空气的加湿量来防止加湿不足或过加湿，通过进行从排气空气向供气空气的热回收，还能够产生节能且进行舒适的换气这样的效果。
附图说明
图1是表示本实用新型的换气空调装置的实施方式1的结构的俯视透视图。
图2是表示本实用新型的换气空调装置的实施方式1的结构的侧剖视图。
图3是表示将根据外部气体温度传感器及外部气体湿度传感器的测定值而被控制的换气空调装置的空调盘管的能力值以外部气体温度、外部气体湿度分区而得到的映射的一例的图。
图4是表示制热模式下的运转时的空调盘管的控制流程的流程图。
图5是表示本实用新型的换气空调装置的实施方式2的结构的俯视透视图。
图6是表示空调盘管及加湿器的强制停止及解除的控制流程的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本实用新型的换气空调装置的实施方式。此外，本实用新型是不被本实施方式所限定的。
实施方式1
图1、2是表示本实用新型的换气空调装置的实施方式1的结构的图。图1是俯视透视图，图2是图1中的II-II截面的剖视图。该换气空调装置具有主体壳体1、排气用送风机2、供气用送风机3、全热交换器4、空调盘管5、加湿器6、排气吹出口7、供气吹出口8、供气吸入口9、排气吸入口10、外部气体温度传感器11、外部气体湿度传感器12、控制部14及遥控器15。
换气空调装置是如下的箱体构造：分别在室内侧和室外侧各设置一组吹出口和吸入口（供气吹出口8和排气吸入口10、以及排气吹出口7和供气吸入口9），并形成使室外侧的供气吸入口9和室内侧的供气吹出口8连通的供气风路、以及使室内侧的排气吸入口10和室外侧的排气吹出口7连通的排气风路，并用主体壳体1覆盖。
供气用送风机3被组装在供气风路上并形成供气流。排气用送风机2被组装在排气风路上并形成排气流。全热交换器4被配置在供气风路和排气风路之间，并在供气流（室外空气）和排气流（室内空气）之间连续地进行全热交换，将室外空气作为供气空气，将室内空气作为排气空气。在供气风路内的供气吹出口8近前侧设置有加湿器6，在供气用送风机3和加湿器6之间设置有以加热供气空气并确保加湿量为目的的空调盘管5。
另外，配置有空调盘管5及加湿器6的加湿风路部20由沿箱体内部的供气用送风机3的上下方向被分割地配置的加湿风路上部21和加湿风路下部22构成。加湿风路上部21由发泡树脂覆盖空调盘管5及加湿器6地形成。加湿风路下部22具有发泡树脂制的排水盘，在排水盘的水接受表面上同时成形有塑料材料，作为防止向发泡树脂浸水的构造体形成。加湿风路上部21和加湿风路下部22成为在上下方向嵌合的构造，成为一体地形成加湿风路部20。
在全热交换器4中，通过排气流的一次侧风路和通过供气流的二次侧风路在内部垂直地交叉。由此，在供气流和排气流之间进行全热交换，从而能够进行热交换换气。
另外，换气空调装置具有控制换气工作的控制部14和受理工作模式的切换操作等的遥控器15。控制部14除了具有CPU、RAM等以外，还具有非易失地存储后述的映射的装置（NVRAM等）。
在室外侧的供气吸入口9和全热交换器4之间，设置有测量外部气体的温度、湿度的外部气体温度传感器11及外部气体湿度传感器12。控制部14基于外部气体温度传感器11及外部气体湿度传感器12的测定结果（温度信息及湿度信息）决定空调盘管5的加热能力。通过了全热交换器4的空气被空调盘管5加热。被空调盘管5加热的空气通过加湿器6，并成为被加湿的空气，从供气吹出口8被供给到室内。此时，根据空调盘管5中的加热量，调整加湿量及吹出温度。
从换气空调装置向室内吹出的供气空气在与室内空气混合之后，被吸入另行设置的空调机，并通过空调机进行室内的温度调节。即，换气空调装置与室内的空调机之间如下地分担责任，即，换气空调装置主要承担换气及加湿，空调机主要承担温度调整。因此，换气空调装置中的供气空气的加湿量需要进行调节，使得在空调机的室温设定温度的基准值tstandrad（例如22℃）时含有相对湿度成为基准值（例如40%）的水分量。
图3是表示将根据外部气体温度传感器11及外部气体湿度传感器12的测定值被控制的换气空调装置的空调盘管5的能力值以外部气体温度、外部气体湿度分区而得到的映射的一例的图。该映射以朝向室内的供气空气所含有的水分量成为基准值（例如，与22℃时的相对湿度40%相当的绝对湿度0.0066kg/kg（DA））的方式控制空调盘管5的能力并加湿，并且在供气空气的温度成为30℃以上的情况下，与加湿相比优先进行温度调节并不超过30℃地控制空调盘管5的能力。
在更详细地进行说明时，图3所示的映射是如下地作成的，即，基于预先设定的室内温度、室内湿度的基准值（例如22℃，40%），使用预先测定并求出的全热交换器4的全热交换效率，对每个外部气体温度、外部气体湿度计算在全热交换器4中被全热交换之后的室外空气的温度、湿度，对全热交换后的室外空气的温度、湿度和室内温度、室内湿度的基准值（例如，22℃、40%的绝对湿度0.0066kg/kg（DA））进行比较，求出并测绘空调盘管5的能力值以使从供气吹出口8向室内供给的供气空气的绝对湿度接近基准值（例如，0.0066kg/kg（DA））。
此外，t1及t2是基于供气空气的温度的上限tmax和室内温度的基准值tstandrad设定的。在供气空气的温度的上限tmax为30℃、且室内温度的基准值为22℃的情况下，即使外部气体湿度高，吹出温度也是不超过tmax的t1=5℃左右，另外，即使在空调盘管5不运转的状态下，通过由全热交换器4所进行的温度交换，吹出温度最好为接近室内温度的基准值tstandard（例如22℃）的t2=21℃左右。
在图3中，边界b1是空调盘管5的能力值为50%、且供气空气的绝对湿度成为基准值的测绘的集合。边界b2是空调盘管5的能力值为25%、且供气空气的绝对湿度成为基准值的测绘的集合。边界b3是空调盘管5的能力值为0%、且供气空气的绝对湿度成为基准值的测绘的集合。此时，由于室内没有完全地被密闭，所以将考虑了动室内空气的泄漏量并以成为基准湿度以下的方式加上了安全系数（例如1.2倍）的量作为必要加湿量。另外，在为得到加湿量，控制空调盘管5的能力时，根据外部气体的温度、湿度的条件，朝向室内的供气空气的温度有时过度上升，从而对供气空气的温度设置上限tmax（例如30℃），供气空气的温度超过上限tmax的情况下，与湿度相比将温度优先。
作为映射的具体区域，被分成根据外部气体湿度使空调盘管5的能力阶段性地变化的温度范围、因外部气体温度t低而与加湿量过多相比使防止吹出温度降低优先的温度范围、及因外部气体温度t高而与加湿量相比使防止供给温度过升优先的温度范围。而且，根据外部气体湿度使空调盘管5的能力阶段性地变化的温度范围根据空调盘管5的能力值被分成四个区域。即，映射被划分成某外部气体温度及外部气体湿度的组合包含于区域（1）～区域（6）中的任意一个区域。
区域（1）是因外部气体温度t低而与加湿量过多相比使防止吹出温度降低优先的温度范围，是t＜t1的区域。区域（2）是因外部气体温度t高而与加湿量相比使防止供给温度过升优先的温度范围，是t2≤t的区域。区域（3）～区域（6）是根据外部气体湿度使空调盘管5的能力阶段性地变化的温度范围。区域（3）是t1≤t＜t2且比边界b1更低的湿度侧的区域。区域（4）是t1≤t＜t2且由边界b1及b2包围的区域。区域（5）是t1≤t＜t2且由边界b2及b3包围的区域。区域（6）是t1≤t＜t2且比边界b3更高的湿度侧的区域。
区域（1）是假设为外部气体温度低的冬季，为了防止由加湿后的吹出温度降低所导致的舒适感降低，另外，由于外部气体保有的水分的绝对量少并需要确保朝向室内的必要加湿量，所以不管相对湿度的值如何，对空调盘管5的能力没有保留地进行100%运转下的加湿。
区域（2）是假设外部气体温度高且外部气体保有的水分的绝对量多的中间期，为了防止因空调盘管5的加热使吹出温度过升，不管相对湿度的值如何，使空调盘管5的恒温开关关闭并进行加湿。此外，空调盘管5也可以在恒温开关打开的状态下使能力值为0%地进行加湿。
由于在区域（3）中外部气体保有的水分量低，所以使空调盘管5的能力以100%运转并在加热了空气之后进行加湿运转。
由于随着外部气体温度、湿度变高，外部气体保有的水分量变多，所以即使空调盘管5的运转能力不高，也能够实现满足必要加湿量的运转。区域（4）是在空调盘管5的能力为50%，吹出温度也不超过tmax、且能够满足必要加湿量的外部气体温度、外部气体湿度的区域，所以使空调盘管5的能力为50%地进行加湿。同样地，区域（5）是在空调盘管5的能力为25%，吹出温度也不超过tmax、且能够满足必要加湿量的外部气体温度、外部气体湿度的区域，所以使空调盘管5的能力为25%地进行加湿。另外，区域（6）是外部气体湿度高、且即使空调盘管5不运转也能够满足必要加湿量的区域，所以使空调盘管5的能力为0%地进行加湿。
控制部14是预先将上述映射存储在非易失性存储装置中，在制热模式下的运转时，基于该映射进行空调盘管5的控制。
图4是表示制热模式下的运转时的空调盘管5的控制流程的流程图。在通过经由遥控器15的操作作为工作模式选择制热模式时，在步骤S1中，控制部14开始制热模式下的换气空调装置的运转。而且，在步骤S2中，控制部14进行区域的初期判定，以与执行步骤S1时的外部气体温度、外部气体湿度相当的区域对应的能力值（例如，若在区域（4）中则是50%），使空调盘管5运转。其中，在与区域（2）相当的情况下，使空调盘管5的恒温开关关闭。这里，由于无视初期运转时的上升中的行动不稳定，所以在步骤S3中，从进行步骤S2的控制之后，直到经过了TA时间（例如30分钟）（步骤S3/否），即使外部气体温度、外部气体湿度存在的区域变化，也不使能力值变更或者也不进行空调盘管5的恒温开关打开/关闭。而且，在经过了TA时间之后（步骤S3/是），从初期状态向定常状态过渡。
在过渡到定常状态之后，在步骤S4中将经过了TA时间的时刻的区域存储在控制部14。在与除了区域（2）以外相当的情况下，也将对应的能力值存储在控制部14中，以该能力值进行控制。在步骤S5中，控制部14判断是否因外部气体温度、外部气体湿度变化而从当前的区域变化到其他的区域（是否超过映射边界）。检测到变化时，在进入步骤S6，区域没有变化的情况下，控制部14保持当前的区域及能力值。在步骤S6中，控制部14启动对TB时间（例如30分钟）进行计测的定时器，并进入步骤S7。区域刚刚变化之后，由于外部气体温度、外部气体湿度存在于区域的边界附近，所以以防止区域的振动为目的，控制部14在定时器启动中以步骤S4中存储的定时器启动前的能力值使空调盘管5运转。而且，在步骤S7中，控制部14判定时间经过，若在经过了TB时间（步骤S7/是），则进入步骤S8，若未经过TB时间的情况下（步骤S7/否），则返回步骤S7。在步骤S8中，控制部14使能力值变更到与定时器完成之后紧接着的区域对应的能力值，使定时器清零之后，返回对区域和与其对应的能力值进行存储的步骤S4的控制。
通过该进行以上的控制，根据外部气体温度、外部气体湿度控制空调盘管的能力，能够调整加湿量并使朝向室内的供气空气中的水分量大致恒定。因此，在通过另行设置的空调机等使室内空气成为规定的温度时，供气空气中的水分量能够成为作为目标的相对湿度，能够防止加湿不足和过加湿。
另外，通过设置朝向室内的供气空气的上限温度，并成为上限温度以下，由此，能够防止另行设置的室内的空调机例如在冬季浪费地进行制冷运转。
像这样，根据本实施方式，基于外部气体温度、外部气体湿度决定空调盘管的能力值，在抑制加热能力的同时进行加湿。由此，一边确保朝向室内的供给加湿量，一边向室内吹出的供气温度不超过恒定值地继续进行运转，并且与换气空调装置一起在室内运转的空调机无论是否是冬季都能够防止制冷运转，实现节能。
另外，在从室外被吸入并向室内供给的空气和从室内向室外排出的空气由全热交换器进行全热交换的同时，进行空调盘管及加湿器的运转，从而由换气空调装置供给的热及水分不会向室外泄漏地滞留在室内，能够减轻空调盘管及加湿器的负载。
实施方式2
图5是表示本实用新型的换气空调装置的实施方式2的结构的俯视透视图。在本实施方式中，在来自室内侧的排气吸入口10和全热交换器4之间具有用于测定室内湿度的室内湿度传感器16，这点与实施方式1不同。
本实施方式的换气空调装置除了进行与实施方式1同样的工作以外，还根据室内湿度传感器16检测的室内的湿度进行空调盘管5及加湿器6的强制停止及解除。
图6是表示空调盘管5及加湿器6的强制停止及解除的控制流程的流程图。在换气空调装置开始制热模式下的运转时，与图4所示的流程图的步骤S2～S8的处理并行地进行图6的控制。例如，在图4的步骤S2～S8的各步骤之间进行图6的控制。
在步骤S9中，控制部14判断空调盘管5及加湿器6是否被强制停止，若未被强制停止（步骤S9/否）则进入步骤S10，若被强制停止（步骤S9/是）则进入步骤S12。在步骤S10中，控制部14对于由室内湿度传感器16测定的室内湿度R和预先设定的设定湿度RA（第一阈值，例如45%）进行比较。在室内湿度R比设定湿度RA高的情况下（步骤S10/是），进入步骤S11，室内湿度R为设定湿度RA以下的情况下（步骤S10/否），结束处理。在步骤S11中，控制部14判断为朝向室内的加湿供给充分时，使加湿器6的运转强制停止。此时，控制部14还使空调盘管5强制停止并使恒温开关关闭。在步骤S12中，控制部14对由室内湿度传感器16测定的室内湿度R和预先设定的设定湿度RB（第二阈值，例如35%）进行比较。在室内湿度R比设定湿度RB低的情况下（步骤S12/是），进入步骤S13，室内湿度R为设定湿度RB以上的情况下（步骤S12/否），结束处理。在步骤S13中，由于是室温低且要求加湿的状态，所以解除空调盘管5及加湿器6的强制停止，运转加湿器6，并且为了进行加湿并确保加湿量，空调盘管5也同时运转。
控制部14使图6的控制比图4的控制优先地进行。例如，即使外部气体温度传感器11及外部气体湿度传感器12的测定结果在映射上相当于区域（1）、（3）～（5）中的任意一个，在由室内湿度传感器16测定的室内湿度R超过设定湿度RA的情况下，也进行使空调盘管5关闭的运转。相反地，由室内湿度传感器16测定的室内湿度R小于设定湿度RB的情况下，按照由外部气体温度传感器11及外部气体湿度传感器12的测定结果得到的映射上的区域，进行使空调盘管5的恒温开关打开的运转。
通过进行以上的控制，能够得到与实施方式1同样的效果，并且例如在室内另行设置了加湿器而被加湿等，室内空气成为过加湿的情况下，能够使换气空调装置中的对供气空气的加湿停止，能够适当地控制室内湿度。另外，在加湿器停止时，还通过使空调盘管停止，能够抑制供气空气的无用的加热，并防止室内温度的过升。另外，在换气空调装置中搭载有全热交换器，由此，在停止加湿器或空调盘管时，使外部气体和室内空气进行热交换而使空气向室外吹出，从而能够不发生因由生外部气体所产生的冷风带来的不适感地进行换气。
此外，根据外部气体温度和室内温度算出通过全热交换器4之后的温度t3，在室内湿度达到RA且空调盘管5及加湿器6停止的条件时，在被热交换并向室内吹出的供气温度（即通过了全热交换器4的室外空气的温度）低的情况下（例如t3=10℃），通过代替使空调盘管5强制停止，而使能力降低到规定的等级（例如25%），也可以防止向室内吹出的供气空气的温度的降低。
这里，室内湿度传感器16被设置在来自室内侧的排气吸入口10和全热交换器4之间，也可以被设置在实际使用的室内空间中。
另外，将从换气空调装置吹出的供气空气直接吸入另行设置在室内的空调机的情况下，在冬季制热期，供气空气的温度高时，室内的空调机会使恒温开关关闭，并自动地切换到制冷运转，对由换气空调装置加湿的空气进行除湿，但通过使空调盘管5停止，供气空气的温度变低，从而空调机能够稳定地继续进行制热运转。
工业实用性
如上所述，本实用新型的换气空调装置在不需要由空调盘管进行的加热的情况下积极地保留空调盘管的能力并节能地进行加湿运转，这点是有用的，尤其适于在室内另行设置了空调机或加湿器地构成空调系统的情况。
附图标记的说明
1 主体壳体
2 排气用送风机
3 供气用送风机
4 全热交换器
5 空调盘管
6 加湿器
7 排气吹出口
8 供气吹出口
9 供气吸入口
10 排气吸入口
11 外部气体温度传感器
12 外部气体湿度传感器
14 控制部
15 遥控器
16 室内湿度传感器

Claims (6)

1.一种换气空调装置，其特征在于，具有：
壳体，其具有吸入室外空气并将所述室外空气作为供气空气向室内供给的供气风路和吸入室内空气并将所述室内空气向室外排出的排气风路；
全热交换器，其被配设在所述供气风路和所述排气风路之间并被收容在所述壳体中，在被吸入所述供气风路的所述室外空气和被吸入所述排气风路的所述室内空气之间进行全热交换；
温度传感器，其测定所述室外空气的温度；
湿度传感器，其测定所述室外空气的湿度；
空调盘管，其加热所述供气空气；
控制构件，其基于所述温度传感器及所述湿度传感器的测定结果，控制所述空调盘管，以使得所述供气空气的绝对湿度成为预定的值。
2.如权利要求1所述的换气空调装置，其特征在于，
具有对所述室外空气的温度及湿度的组合与所述空调盘管的能力值相关联的参考数据进行存储的构件，
所述控制构件基于所述参考数据取得与所述温度传感器及所述湿度传感器的测定结果对应的所述空调盘管的能力值，并以与取得的能力值相应的能力驱动所述空调盘管。
3.如权利要求2所述的换气空调装置，其特征在于，
所述参考数据，在所述室外空气的温度小于第一温度的情况下，不管所述室外空气的湿度如何，将100%关联作为所述能力值，
所述参考数据，在所述室外空气的温度是比所述第一温度高的第二温度以上的情况下，不管所述室外空气的湿度如何，将0%关联作为所述能力值，
所述参考数据，在所述室外空气的温度是所述第一温度以上且小于所述第二温度的情况下，将在0～100%之间预先阶段性地设定的多个能力值中的任意一个关联成为与所述室外空气的湿度越高、值越低的能力值对应。
4.如权利要求3所述的换气空调装置，其特征在于，
具有测定所述室内空气的湿度的室内湿度传感器，
所述控制构件在所述室内湿度传感器的测定值超过了预定的第一阈值的情况下，使所述空调盘管强制停止，在所述室内湿度传感器的测定值小于比所述第一阈值小的第二阈值的情况下，解除所述空调盘管的强制停止。
5.如权利要求3所述的换气空调装置，其特征在于，
具有测定所述室内空气的湿度的室内湿度传感器，
所述控制构件在所述室内湿度传感器的测定值超过了预定的第一阈值的情况下，使所述空调盘管的能力值降低，在所述室内湿度传感器的测定值小于比所述第一阈值小的第二阈值的情况下，解除所述空调盘管的能力值的降低。
6.如权利要求4或5所述的换气空调装置，其特征在于，
具有对所述供气空气进行加湿的加湿器，
所述控制构件在所述室内湿度传感器的测定值超过了所述第一阈值的情况下，使所述加湿器强制停止，在所述室内湿度传感器的测定值小于所述第二阈值的情况下，解除所述加湿器的强制停止。
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