JP2003056879A - 集合排気システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、各排気ファンの排気空気を一括し
て外部に排出する集合排気ファンを備えた集合排気シス
テムに関するもので使用する排気ファンを限定しない集
合排気システムを提供することを目的とする。 【解決手段】 排気ファンの電流を計測する電流センサ
の計測値により排気ファンの運転状況を決定し、集合排
気ファンの必要風量を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数に間仕切りさ
れた個々の区画に設置された排気ファンからの排気空気
を、一括して外部に排出する集合排気ファンを備えた集
合排気システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の住居から構成される集合住宅にお
いては、各住居の排気空気を一括して外部に排出する集
合排気ファンを備えた集合住宅がある。

【０００３】このような集合住宅の排気システムにおい
ては、イニシャルコストの安いもの、施工の簡単なも
の、ランニングコストの安いものが求められている。

【０００４】以下図８、図９、を用いて、従来の集合住
宅の排気システムについて説明する。

【０００５】図８は集合住宅の集合排気の方法を示した
図である。なお、説明をわかりやすくするために住居数
は２、各住居に排気装置が２台設置されており、各排気
ファンは強・弱のノッチ切替が可能で、各排気ファンの
強運転時の排気風量および弱運転時の排気風量はすべて
等しくそれぞれｑｈ、ｑｌとして説明を行う。

【０００６】図８において、住居１０１−１および１０
１−２にはそれぞれ排気ファン１０２−１−１、１０２
−１−２および１０２−２−１、１０２−２−２が設置
されており、各住居の排気空気は排気ダクト１０３−１
および１０３−２を通り集合排気ダクト１０４に排出さ
れた後、集合排気ファン１０５にて外部に排出される。

【０００７】図９は従来の集合住宅の排気システムの構
成図である。図９において、排気装置１０２−１−１、
１０２−１−２および１０２−２−１、１０２−２−２
には、排気ファンの運転状態（強・弱・停止）を信号と
して取り出すリレー回路（以下リレー回路と呼ぶ）とし
て、１０６−１−１、１０６−１−２および１０６−２
−１、１０６−２−２が内蔵されており、このリレー回
路の出力はそれぞれ通信端末１０７−１、１０７−２に
入力される。通信端末１０７−１、１０７−２は各排気
ファンの運転状態を集合排気制御装置１０８に出力す
る。集合排気制御装置１０８は通信端末１０７−１、１
０７−２から出力された各排気ファンの運転状態から集
合排気ファン１０５の必要排気量Ｑを Ｑ＝ｑｈ＊Ｘ＋ｑｌ＊Ｙ のように演算する。ここで、Ｘは強運転している排気フ
ァンの総数、Ｙは弱運転している排気ファンの総数であ
る。

【０００８】このように、集合排気ファン１０５の風量
がＱになるように集合排気ファン１０５の風量を制御し
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の集合住宅の排気システムでは、排気ファンは
運転状態を出力するため、排気ファンの運転状態を信号
として取り出すリレー回路を内蔵する必要があることか
ら専用排気ファンに限定されるという問題があり、機器
交換時等に汎用ファンが選定できないという課題があっ
た。

【００１０】また、リレー回路から排気ファンの運転状
態信号の出力を通信端末に取り込むには、多くのぞろ引
き配線を必要とし、交換時等の施工工事が複雑で多くの
工数を要するという課題があった。

【００１１】本発明は上記課題を解決するもので、利用
する排気ファンに限定がなく、施工工事が簡単な集合排
気システムを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
集合排気システムは、複数に間仕切りされた個々の区画
に設置された排気ファンにそれぞれ排気ダクトを接続
し、この排気ダクトへ連通した集合排気ダクトに、前記
排気ファンの送出した排気量にもとづき所要の排気量を
搬出する集合排気ファンを備えた集合排気システムにお
いて、前記排気ファンの個々の運転電流を計測する前記
排気ファンへの供給電源ラインに配置した電流センサ
と、その計測した運転電流値から個々の換気ファンの停
止、運転又は、風量切替えの運転状態を判別し、その電
流値に対する風量の判別結果から、前記集合排気ファン
の所要排気量の演算と運転とを制御する集合排気制御装
置を備えたことを特徴としたものである。

【００１３】また、請求項２記載の本発明は、複数に間
仕切りされた個々の区画に設置された排気ファンにそれ
ぞれ排気ダクトを接続し、この排気ダクトへ連通した集
合排気ダクトに、前記排気ファンの送出した排気量にも
とづき所要の排気量を搬出する集合排気ファンを備えた
集合排気システムにおいて、前記排気ファンの個々の運
転電流を計測する前記排気ファンへの供給電源ラインに
配置した電流センサと、その計測した運転電流値から個
々の換気ファンの停止、運転又は、風量切替えの運転状
態を判別し、その電流値に対する風量の判別結果から、
前記集合排気ファンの所要排気量の演算と運転とを制御
する集合排気制御装置を備え、排気ファンの運転電流値
および排気ファンの運転状態を、前記集合排気制御装置
に送信する通信端末とから構成されたことを特徴とした
ものである。

【００１４】また、請求項３記載の本発明は、請求項２
記載の集合排気システムにおいて、他の手段は、集合排
気制御装置は、各電流センサの計測値をもとに各排気フ
ァンの運転状況を決定する運転状況判別手段と、前記運
転状況判別手段の決定結果から集合排気装置の必要風量
を演算する必要風量演算手段と、前記必要風量演算手段
での演算結果をもとに集合排気ファンの風量を制御する
風量制御手段とから構成されたことを特徴としたもので
ある。

【００１５】また、請求項４記載の本発明は、請求項３
記載の集合排気システムにおいて、運転状況判別手段
は、排気ファンに流れる電流の変化前と変化後の値を比
較し、変化量が認識された時、各運転状態の風量に見合
う電流値と、あらかじめ設定された設定値とを比較し
て、各排気ファンの運転状態を決定することを特徴とし
たものである。

【００１６】そして本発明によれば上記手段により、利
用する排気ファンに限定がなく、また、施工工事が簡単
な集合排気システムが得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
複数に間仕切りされた個々の区画に設置された排気ファ
ンにそれぞれ排気ダクトを接続し、この排気ダクトへ連
通した集合排気ダクトに、前記排気ファンの送出した排
気量にもとづき所要の排気量を搬出する集合排気ファン
を備えた集合排気システムにおいて、前記排気ファンの
個々の運転電流を計測する前記排気ファンへの供給電源
ラインに配置した電流センサと、その計測した運転電流
値から個々の換気ファンの停止、運転又は、風量切替え
の運転状態を判別し、その電流値に対する風量の判別結
果から、前記集合排気ファンの所要排気量の演算と運転
とを制御する集合排気制御装置を備えたことを特徴とす
る集合排気システムであり、使用する排気装置が限定さ
れないという作用を有する。

【００１８】請求項２記載の発明は、複数に間仕切りさ
れた個々の区画に設置された排気ファンにそれぞれ排気
ダクトを接続し、この排気ダクトへ連通した集合排気ダ
クトに、前記排気ファンの送出した排気量にもとづき所
要の排気量を搬出する集合排気ファンを備えた集合排気
システムにおいて、前記排気ファンの個々の運転電流を
計測する前記排気ファンへの供給電源ラインに配置した
電流センサと、その計測した運転電流値から個々の換気
ファンの停止、運転又は、風量切替えの運転状態を判別
し、その電流値に対する風量の判別結果から、前記集合
排気ファンの所要排気量の演算と運転とを制御する集合
排気制御装置を備えたことを特徴とする集合排気システ
ムを備え、排気ファンの運転電流値および運転状態を前
記集合制御装置に送信する通信端末とから構成され、排
気ファンの運転電流値または、強・中・弱等の運転状態
を信号として集合排気制御装置に知らせている。

【００１９】請求項３記載の発明は、請求項２の実施形
態における集合排気システムにおいて、集合排気ファン
は、各電流センサの計測値をもとに各排気ファンの運転
状況を決定する運転状況判別手段と、前記運転状況判別
手段の決定結果から集合排気ファンの必要風量を演算す
る必要風量演算手段と、前記必要風量演算手段での演算
結果をもとに集合排気ファンの風量を制御する風量制御
手段とから構成されたことを特徴とする集合排気システ
ムとしたものであり、各排気ファンの電流値を計測し、
集合排気ファンの必要風量を決定するという作用を有す
る。

【００２０】請求項４に記載の発明は、請求項３の実施
形態における集合排気システムにおいて、請求項４に記
載の発明は、請求項３の実施形態における集合排気シス
テムにおいて、運転状況判別手段は、排気ファンに流れ
る電流の変化前と変化後の値を比較し、変化量が認識さ
れた時、各運転状態の風量に見合う電流値と、あらかじ
め設定された設定値とを比較して、各排気ファンの運転
状態を決定することを特徴とする請求項３記載の集合排
気システムであり、各排気ファンの電流値の大小から各
排気ファンの運転状態を決定するという作用を有する。

【００２１】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２２】

【実施例】（実施例１）図１から図７に基づいて実施例
１を説明する。

【００２３】図１は集合住宅の排気システムの構成図で
ある。

【００２４】なお、説明をわかりやすくするために従来
例と同様に住居数は２、各住居に排気装置が２台設置さ
れており、各排気装置は強・弱のノッチ切替が可能で、
各排気装置の強運転時の排気風量および弱運転時の排気
風量はすべて等しくそれぞれｑｈ、ｑｌとして説明を行
う。

【００２５】また、従来例と同一のものについては同一
の符号を記し、説明は省略する。

【００２６】図１において、電流センサ１−１−１、１
−１−２および１−２−１、１−２−２はそれぞれ排気
ファン１０２−１−１、１０２−１−２および１０２−
２−１、１２０−２−２に流れる電流を計測する。通信
端末２−１および２−２はそれぞれ電流センサ１−１−
１、１−１−２および１−２−１、１−２−２の計測値
を集合排気制御装置３に送信する。

【００２７】集合排気制御装置３は電流センサ１−１−
１、１−１−２および１−２−１、１−２−２の計測値
から排気ファン１０２−１−１、１０２−１−２および
１０２−２−１、１２０−２−２の運転状態（停止・弱
運転・強運転）を決定し、集合排気ファン１０５の必要
排気量を決定し集合排気ファン１０５の風量制御を行
う。

【００２８】また、集合排気制御装置３は通信端末２−
１および２−２に電源を供給している。

【００２９】次に、集合排気制御装置３の詳細な構成お
よび動作について説明する。

【００３０】図２は集合排気制御装置３の構成図であ
る。

【００３１】図２において、あらかじめ設定された排気
ファンの風量に対する通風抵抗に関する排気ファンの電
流値と風量のデータに基づいて、任意の運転状態におけ
る所要風量を決定する運転状況判別手段４では、電流セ
ンサ１−１−１、１−１−２および１−２−１、１−２
−２の計測値から排気ファン１０２−１−１、１０２−
１−２および１０２−２−１、１２０−２−２の運転状
態（停止・弱運転・強運転）を決定する。

【００３２】図３および図４は、運転状況判別手段４に
おいて行われる排気ファンの運転状態の決定方法を示し
たグラフおよびフローチャートである。

【００３３】排気ファンの運転状態の決定方法は図３に
示すグラフのように電流計測値がα１以下の場合は停
止、α１からβ１の間は弱運転、β１以上の場合は強運
転のように電流値の大小により決定する方法（ここでα
１およびβ１は操作者によりあらかじめ決定される定数
である）、あるいは、図４に示すように電流計測値の変
化量によって決定する方法がある。図４は電流値が一定
値以上変化したのを検知して運転状態を決定する方法を
示すフローチャートである。

【００３４】図４において排気ファンの電流値（Ｉ１）
を常に計測しておき電流値がα２以上変動したら監視タ
イマーを起動し、一定時間（Ｔ２）経過後の電流値（Ｉ
２）を計測し、 Ｉ１＜Ｉ２の時 ａ）Ｉ２≧β２：強 ｂ）Ｉ２＜β２：弱 Ｉ１＞Ｉ２の時 ａ）Ｉ２≧γの時：弱 ｂ）Ｉ２＜γの時：停止 ここでＴ２、α２、β２およびγは操作者によりあらか
じめ決定される定数である。

【００３５】必要風量演算手段５では、運転状況判別手
段４で決定された排気装置１０２−１−１、１０２−１
−２および１０２−２−１、１２０−２−２の運転状態
（停止・弱運転・強運転）から集合排気ファン１０５の
必要風量Ｑを、 Ｑ＝ｑｈ＊Ｘ＋ｑｌ＊Ｙ のように演算する。ここで、Ｘは運転状況判別手段４に
て強運転していると決定された排気ファンの総数、Ｙは
運転状況判別手段４にて弱運転していると決定された排
気ファンの総数である。

【００３６】風量制御手段６では、必要風量演算手段５
にて演算された必要風量Ｑから図５に示すように必要風
量Ｑがｑ１以下の場合は停止、ｑ１からｑ２の間は弱運
転、ｑ２以上の場合は強運転（ここでｑ１およびｑ２は
操作者によりあらかじめ決定される定数である）のよう
に集合排気ファン１０５の運転ノッチを決定して集合排
気ファン１０５の制御を行う。

【００３７】このように本発明の実施例１の集合住宅の
排気システムによれば、各排気ファンの電流値から運転
状態を決定し、集合排気ファンの必要風量演算し、集合
排気ファンを制御している。

【００３８】これにより、使用する排気ファンが限定さ
れない集合住宅の排気システムが得られる。

【００３９】なお、本実施例では排気ファン及び集合排
気ファンは強・弱切替可能なものを使用しているが、強
・中・弱切替やインバータにより風量連続可変の排気フ
ァンおよび集合排気ファンを使用しても同様の効果が得
られることはいうまでもない。

【００４０】（実施例２）図７は集合住宅の排気システ
ムの構成図である。なお、実施例１と同一のものについ
ては同一の符号を記し、説明は省略する。図７におい
て、集合電流センサ７は集合排気ファン１０５に流れる
電流を計測し、集合排気制御装置８には図７に示すよう
に集合電流センサ７の電流計測値がα３以下の場合は停
止、α３からβ３の間は弱運転、β３以上の場合は強運
転のように電流値の大小により決定する（ここでα３お
よびβ３は操作者によりあらかじめ決定される定数であ
る）集合運転状況判別手段９と、制御端末２−１および
２−２から運転状況判別手段４に送られた各電流センサ
の計測値、運転状況判別手段４で決定された各排気ファ
ンの運転状態、必要風量演算手段５で演算された必要風
量、集合電流センサ７の計測値、集合運転状況判別手段
９で決定された集合排気ファンの運転状態を一定時間間
隔で遠隔管理装置１０に送信するデータ送信手段１１が
あり、遠隔管理装置１１にはデータ送信手段１１から送
信されたデータを受信するデータ受信手段１２がある。

【００４１】データ分析手段１３はデータ受信手段１２
で受信したデータをもとにシステムの運転状況を分析す
る。

【００４２】次に、データ分析手段１３の機能について
説明する。

【００４３】（機能１）必要風量と集合排気ファン１０
５の定格風量と比較し省エネ効果を演算する。

【００４４】省エネ効果Ｓはたとえば Ｓ（％）＝Ｑ÷ＱＳ×１００ と演算される。ここでＱはデータ受信手段１０で受信し
た必要風量、ＱＳは集合排気ファン１０５の定格風量で
ある。

【００４５】（機能２）各排気ファンおよび集合排気フ
ァンの運転時間を積算し交換時期を判断する。

【００４６】各排気ファンの運転状態をもとに、たとえ
ば「各排気ファンの通産運転時間が１０万時間を超えた
ら排気ファンの交換を行う」といった判断を行う。

【００４７】（機能３）各排気ファンおよび集合排気フ
ァン異常を判断する。

【００４８】各電流センサの計測値をもとに、たとえば
「電流値がＸ以上あるいはＹ以下の場合は排気ファンが
異常である」といった判断を行う。

【００４９】（機能４）制御の不備を判断する。

【００５０】集合排気ファンの実際の運転状況と必要風
量演算手段で演算された必要風量がｋとなるときは制御
不備と判断する。

【００５１】（機能５）セキュリティー機能 各排気ファンの運転状態をもとにたとえば「排気ファン
が１日全く使用されなかった場合は居住者が病気になっ
ている」といった居住者に不測の事態が発生したと判断
する。

【００５２】このように本発明の実施例２の集合住宅の
排気システムによれば、各排気ファンの電流値および運
転状態、集合排気ファンの電流値および運転状態、必要
風量を一定時間間隔で遠隔管理装置に送信することによ
り専門家が現場に出向かなくてもアフターサービスが行
える。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電流セン
サにより排気ファンの運転状態を決定するので使用する
排気ファンに運転状態を出力するためのリレー回路を必
要としないため、排気ファンの選定の際し、汎用ファン
を選定できるという効果が得られる。

【００５４】なお、本発明では電流センサにより排気フ
ァンの運転状態を決定したが電圧センサを使用しても同
様の効果が得られるのはいうまでもない。また、通信端
末では住居毎に電流センサ計測値を収集し、集合排気制
御装置に送っていたが複数の住居の電流センサ計測値を
収集し、集合排気制御装置に送っても同様の効果が得ら
れるのはいうまでもない。さらに、排気ファンの運転状
態の決定を集合排気制御装置で行ったが、通信端末で行
っても同様の効果が得られるのもいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による集合排気システムの構成
図

【図２】本発明の実施例による集合排気システムの集合
排気制御装置の構成図

【図３】本発明の実施例による集合排気システムの集合
排気制御装置の運転状況判別手段での各排気ファンの運
転状況を決定する方法を示すグラフ

【図４】本発明の実施例による集合排気システムの集合
排気ファンの運転状況判別手段での各排気ファンの運転
状況を決定する方法を示すフローチャート

【図５】本発明の実施例による集合排気システムの集合
排気ファンの必要風量演算手段での必要風量を決定する
方法を示すグラフ

【図６】本発明の実施例による集合排気システムの構成
図

【図７】本発明の実施例よる集合排気システムの集合運
転状況判別手段での集合排気ファンの運転状況を決定す
る方法を示すグラフ

【図８】従来の集合排気システムの方法を示した図

【図９】従来の集合排気システムの構成図

【符号の説明】

１−１−１ 電流センサ １−１−２ 電流センサ １−２−１ 電流センサ １−２−２ 電流センサ ２−１ 通信端末 ２−２ 通信端末 ３ 集合排気制御装置 ４ 運転状況判別手段 ５ 必要風量演算手段 ６ 風量制御手段 ７ 集合電流センサ ８ 集合排気制御装置の各手段 ９ 集合運転状況判別手段 １０ 遠隔管理装置 １１ データ送信手段 １２ データ受信手段 １３ データ分析手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数に間仕切りされた個々の区画に設置
   された排気ファンにそれぞれ排気ダクトを接続し、この
   排気ダクトへ連通した集合排気ダクトに、前記排気ファ
   ンの送出した排気量にもとづき所要の排気量を搬出する
   集合排気ファンを備えた集合排気システムにおいて、前
   記排気ファンの個々の運転電流を計測する前記排気ファ
   ンへの供給電源ラインに配置した電流センサと、その計
   測した運転電流値から個々の換気ファンの停止、運転又
   は、風量切替えの運転状態を判別し、その電流値に対す
   る風量の判別結果から、前記集合排気ファンの所要排気
   量の演算と運転とを制御する集合排気制御装置を備えた
   ことを特徴とする集合排気システム。
2. 【請求項２】 複数に間仕切りされた個々の区画に設置
   された排気ファンにそれぞれ排気ダクトを接続し、この
   排気ダクトへ連通した集合排気ダクトに、前記排気ファ
   ンの送出した排気量にもとづき所要の排気量を搬出する
   集合排気ファンを備えた集合排気システムにおいて、前
   記排気ファンの個々の運転電流を計測する前記排気ファ
   ンへの供給電源ラインに配置した電流センサと、その計
   測した運転電流値から個々の換気ファンの停止、運転又
   は、風量切替えの運転状態を判別し、その電流値に対す
   る風量の判別結果から、前記集合排気ファンの所要排気
   量の演算と運転とを制御する集合排気制御装置を備え、
   排気ファンの運転電流値および排気ファンの運転状態
   を、前記集合排気制御装置に送信する通信端末とから構
   成されたことを特徴とする集合排気システム。
3. 【請求項３】 集合排気制御装置は、各電流センサの計
   測値をもとに各排気ファンの運転状況を決定する運転状
   況判別手段と、前記運転状況判別手段の決定結果から集
   合排気ファンの必要風量を演算する必要風量演算手段
   と、前記必要風量演算手段での演算結果をもとに集合排
   気ファンの風量を制御する風量制御手段とから構成され
   たことを特徴とする請求項２記載の集合排気システム。
4. 【請求項４】 運転状況判別手段は、排気ファンに流れ
   る電流の変化前と変化後の値を比較し、変化量が認識さ
   れた時、各運転状態の風量に見合う電流値と、あらかじ
   め設定された設定値とを比較して、各排気ファンの運転
   状態を決定することを特徴とする請求項３記載の集合排
   気システム。