JP2004278936A

JP2004278936A - 室内換気システム

Info

Publication number: JP2004278936A
Application number: JP2003071808A
Authority: JP
Inventors: Takahito Sato; 孝人佐藤; Hiroshi Yamazaki; 拓山▲崎▼; Yukio Kimura; 幸雄木村; Yasuo Kunii; 保夫国井; Hidehiko Takagi; 秀彦高木; Katsuhiko Nagaya; 加津彦長屋
Original assignee: Rinnai Corp; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Rinnai Corp; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: JP4115863B2

Abstract

【課題】換気装置の換気量を経過時間に伴い減少させつつ、無駄なエネルギー消費をより一層低減することができる室内換気システムを提供する。
【解決手段】換気手段１等を制御するコントローラ５は、換気手段１の運転開始時から経過時間と温度センサ３による検出室温の履歴情報とに応じて換気手段１の換気量を決定し、その決定した換気量に応じて換気手段１を制御する。この場合、例えば換気手段１の運転開始時からの検出室温の時間平均値を検出室温の履歴情報として用い、その平均値が高いほど、換気量を減少させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家屋等の室内の建材から発散するホルムアルデヒド等の化学物質を排出するための室内換気システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
新築家屋等の建造物では、新品の建材からホルムアルデヒド等の化学物質が発散するため、室内の換気を行う必要がある。このため、集合住宅などでは、近年、換気装置を２４時間作動させることで、室内の換気を常時、行うようにした室内換気システムが備えられるようになっている。
【０００３】
このような室内換気システムでは、換気装置の風量（換気量）を一定に保つものが一般に知られている。しかるに、このような室内換気システムでは、建材からのホルムアルデヒド等の化学物質の発散量が経年的に減少していくにもかかわらず、常に同じ風量で室内換気を行うため、化学物質の発散量（単位時間当たりの発散量）が十分に小さくなった段階においては、必要以上の換気を行うものとなってしまう。従って、換気装置が必要以上にエネルギーを消費してしまうものとなる。
【０００４】
そこで、例えば特開２００１−２５４９８０号公報に見られるように、換気装置の風量を１年目用と２年目以降用とに切り替える切換スイッチを備え、新築後、１年程度の期間では、１年目用の切換スイッチをＯＮにすることで換気装置の風量を多くし、その後は、２年目以降用の切換スイッチをＯＮにすることで換気装置の風量を少なくするようにしたものが提案されている。
【０００５】
この技術によれば、換気装置の運転を開始してからの経過時間が長くなって、建材からの化学物質の発散量が少なくなった段階では、換気装置の風量を少なくできるので、風量を常に一定するものに比して、換気装置のエネルギー消費を低減できる。
【０００６】
一方、本願発明者等の知見によれば、建材からのホルムアルデヒド等の化学物質の任意の時点の発散量（単位時間当たりの発散量）は、その時点までの総発散量（積算発散量）が多くなるにつれて減衰していく。また、化学物質の瞬時瞬時の発散量は、室温の影響を受け、室温が高いほど多くなる。従って、室温が比較的高い環境下（例えば、室内暖房を頻繁に行う環境下や、気温が通年的に高い地域での環境下等）で換気装置を継続的に作動させていた場合と、室温が比較的低い環境下で換気装置を継続的に作動させていた場合とを比較すると、前者の場合の方が、後者の場合よりも建材からの化学物質の発散量は早期に減衰する。
【０００７】
しかるに、前記公報のものでは、単に換気装置の運転の経過時間が１年目か１年目以降であるかに応じて、換気装置の風量（換気量）を切換スイッチにより切り換えるようにしたものに過ぎないため、例えば換気装置の運転を行っている室温の温度が通常的な温度よりも高い温度環境であった場合には、２年目以降の換気装置の風量を１年目よりも減少させるようにしても、その風量が化学物質の実際の発散量に比して過剰なものとなりやすく、該換気装置の消費エネルギーをより一層、低減することが困難なものとなっていた。この場合、２年目以降の換気装置の風量を高温環境下で換気装置を運転させた場合に合わせて、低めの風量に定めておくことも考えられる。しかし、この場合には、換気装置の運転が通常的な温度環境下で行われたときには、２年目以降の換気装置の風量が、実際に発散する化学物質の量に対して低くなり過ぎ、ひいては、化学物質の発散の減衰に時間がかかってしまうという不都合がある。
【０００８】
また、前記公報のものでは、必要以上の風量での換気が行われる状況では、室内の暖房時あるいは冷房時には、室内の暖められた空気、あるいは冷やされた空気も過剰に排気されてしまうという不都合もある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２５４９８０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、換気装置の換気量を経過時間に伴い減少させつつ、無駄なエネルギー消費をより一層低減することができる室内換気システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の室内換気システムは、室内の空気を外部に排出する換気手段を作動させることにより、室内の建材から発散するホルムアルデヒド等の化学物質を排出すると共に、該換気手段の運転を開始した時からの経過時間の増加に伴い該換気手段の単位時間当たりの換気量を減少させるようにした室内換気システムにおいて、前記室内の温度を検出する室温検出手段と、前記換気手段の単位時間当たりの換気量を、前記経過時間と前記換気手段の運転を開始した時からの前記室温検出手段による検出室温の履歴情報とに応じて決定する換気量決定手段と、該換気量決定手段により決定された換気量に応じて前記換気手段を制御する換気制御手段とを備え、前記検出室温の履歴情報に対応する前記化学物質の積算発散量が多くなるほど、前記換気手段の単位時間当たりの換気量を減少させるように該換気量を決定することを特徴とするものである。
【００１２】
かかる本発明によれば、換気手段の単位時間当たりの換気量が、前記経過時間だけでなく、ホルムアルデヒド等の化学物質の発散量の減衰に影響を及ぼす室温の履歴情報も考慮して決定されることとなる。特に、室温の履歴情報に関しては、その履歴情報に対応する化学物質の積算発散量が多くなるほど、換気手段の換気量が減少される。この結果、換気手段の換気量が、ホルムアルデヒド等の化学物質の排気を行う上で、過剰なものとなるのを確実に抑制することができ、換気手段のエネルギー消費をより低減することが可能となる。また、換気手段の換気量が過剰になるのを抑制できることで、例えば室内の空調時に暖められた空気、あるいは冷やされた空気が室内から過剰に排気されてしまうのを防止できる。
【００１３】
従って、本発明によれば、換気手段の換気量を経過時間に伴い減少させつつ、エネルギー消費をより一層低減することができる。
【００１４】
かかる本発明では、前記検出室温の履歴情報は、例えば前記換気手段の運転を開始してからの検出室温の時間平均値であり、前記換気量決定手段は、該検出室温の時間平均値が高いほど、前記換気量を減少させるように該換気量を決定することが好ましい。
【００１５】
すなわち、換気手段の運転開始後、任意の経過時間の時点における検出室温の時間平均値（すなわち当該時点までの検出室温の過去平均値）がより高いということは、当該時点までに建材から発散した化学物質の総発散量（積算発散量）がより多いということを意味する。従って、前記時間平均値が高いほど、建材からの化学物質の発散がより進行し、建材からの化学物質の単位時間当たりの発散量が、換気手段の運転開始当初から、より減衰していることとなる。そこで、本発明では、前記換気量決定手段は、検出室温の時間平均値が高いほど、換気量を減少させるように該換気量を決定する。
【００１６】
これにより、室温に応じた建材からの化学物質の発散の減衰形態に整合した換気量を決定することができ、該換気量を好適に必要十分な程度に留めることができる。ひいては、無駄なエネルギー消費を効果的に削減できる。
【００１７】
また、本発明では、前記室内の暖房を行う暖房手段と、室内に人が居るか否かを検知する人検知手段とを備え、前記換気制御手段は、前記人検知手段により室内に人が居ないことが検知されたときには、前記暖房手段を作動させると共に、前記人検知手段により人が居ることが検知されたときよりも前記換気手段の単位時間当たりの換気量を増量側に調整する手段を具備することが好ましい。
【００１８】
これによれば、室内に人が居ないときには、前記暖房手段が作動して、室内の暖房が行われ、建材からのホルムアルデヒド等の化学物質の発散が促進される。そして、このとき、換気手段の単位時間当たりの換気量は、室内に人が居るときよりも増量側に調整され、発散が促進された化学物質が換気手段により確実に排気される。その結果、建材からのホルムアルデヒドの発散を早期に減衰させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１および図２を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態の室内換気システムの全体構成を模式的に示すものであり、同図１に示すように、室内Ａには、換気手段としての換気扇装置１と、暖房手段としてのファンヒータ２と、室温を検出する室温検出手段としての温度センサ３と、室内Ａに人が居るか否かを検出する人検知手段としての人検知装置４と、換気扇装置１やファンヒータ２の運転制御を行なうコントローラ５とが備えられている。
【００２１】
人検知装置４は、室内Ａを撮像するＣＣＤカメラ６と、このＣＣＤカメラ６により得られた画像データを解析して、室内Ａに人が居るか否かを判断する画像処理部７とを備えるものである。
【００２２】
コントローラ５は、マイクロコンピュータ等から構成された電子回路ユニットであり、換気扇装置１、ファンヒータ２、温度センサ３、および人検知装置４の画像処理部７との間で、有線もしくは無線により構成された通信手段（ホームネットワーク等。図ではコントローラ５と各機器１〜４との間の矢印で表している）により通信（各種のデータ授受）を行うことが可能となっている。その通信内容をより具体的に言えば、コントローラ５は、温度センサ３から室温の検出データを取得すると共に、人検知手段４の画像処理部７から、室内Ａに人が居るか否かを示す人検知データを取得する。さらに、コントローラ５は、換気扇装置１およびファンヒータ２にそれらの運転制御指令を送出したり、該換気扇装置１およびファンヒータ２から、それらの動作状態データ等を取得する。なお、詳細は後述するが、コントローラ５は、本発明における換気量決定手段、換気制御手段としての機能を有するものである。
【００２３】
また、コントローラ５には、室内Ａの建材（壁や家具等の建材）から発散するホルムアルデヒド等の化学物質の排気を行うべき旨を該コントローラ５に指示するための運転開始スイッチ５ａが備えられている。
【００２４】
なお、コントローラ５は、必ずしも室内Ａに配置されている必要はなく、家屋内の室内Ａとは別の箇所に配置されていてもよい。また、温度センサ３は、ファンヒータ２にあらかじめ備えられたものを代用してもよい。
【００２５】
次に、本実施形態の室内換気システムの作動（特にコントローラ５の制御処理）を説明する。
【００２６】
家屋の新築後の入居時等において、ホルムアルデヒド等の化学物質の排気を開始するために、コントローラ５に備えた運転開始スイッチ５ａをＯＮ操作すると、以後、コントローラ５は、室温検出データおよび人検知データをそれぞれ温度センサ３および人検知装置４から逐次取得しつつ、換気制御手段としての機能によって、換気扇装置１を制御して（この制御の詳細は後述する）、該換気扇装置１の継続的な運転を開始させる。これにより、室内Ａの新品建材から発散するホルムアルデヒド等の化学物質の排気が開始される。なお、換気扇装置１の運転開始当初において、新品建材から発散するホルムアルデヒド等の化学物質の発散量（単位時間当たりの発散量）は比較的多いので、その運転開始当初における換気扇装置１のファンの回転速度は、比較的高速側の回転速度に制御される。
【００２７】
また、コントローラ５は、人検知装置４の人検知データによって室内Ａに人が居ないことを認識した場合には、ファンヒータ２を制御して、その運転（暖房運転）を開始させる。このファンヒータ２の運転によって室内Ａが暖められることで、室内Ａの建材からのホルムアルデヒド等の化学物質の発散が促進される。なお、室内Ａに人が居ることが検知された場合には、ファンヒータ２の運転を停止するか、もしくは、運転停止状態を維持する。
【００２８】
一方、上記のような換気扇装置１およびファンヒータ２の運転制御を行ないつつ、コントローラ５は、換気扇装置１の運転を開始した時からの経過時間を逐次計時すると共に、温度センサ３による検出室温の平均値（時間平均値）を室内Ａの室温の履歴情報として逐次算出していく。この平均値（以下、室温平均値という）は、具体的には、換気扇装置１の運転を開始した時から、検出室温を逐次積分しつつ、その積分値を現在までの経過時間により除算することで算出される。そして、コントローラ５は、計時した経過時間と、算出した室温平均値とに基づき、以下に説明するように換気扇装置１の換気量を決定して、該換気扇装置１を制御する。なお、換気扇装置１の換気量は、より詳しくは、換気扇装置１の単位時間当たりの吸気量もしくは排気量であり、換言すれば該換気扇装置１の風量である。
【００２９】
まず、コントローラ５は、換気量決定手段としての機能によって、現在までの経過時間と、室温平均値とから、図２のグラフで示されるようにあらかじめ定められたマップデータに基づいて、現在時刻における換気扇装置１の単位時間当たりの換気量の、初期値（換気扇装置１の運転開始時における換気量）に対する相対値（以下、相対的換気量という）を決定する。ここで、図２のマップデータの各実線グラフは、複数種の室温平均値における相対的換気量の変化の形態を示しており、各室温平均値における相対的換気量は、経過時間の増加に伴い減少していき、また、室温平均値が高いほど、相対的換気量の減衰度合いが大きくなるように設定されている。これは、建材からの化学物質の発散量（単位時間当たりの発散量）は、経過時間の増加に伴い少なくなっていき、また、室温平均値が高いほど、現在時刻までの化学物質の総発散量（積算発散量）が多くなって、瞬時瞬時の化学物質の発散量（単位時間当たりの発散量）は早期に減衰するからである。
【００３０】
上記のようにして、図２のマップデータに基づいて相対的換気量を求めた後、コントローラ５はさらに、換気量決定手段としての機能によって、換気扇装置１の運転開始前に業者等によってからかじめ入力されて記憶保持した化学物質の初期発散量、すなわち、換気扇装置１の運転開始当初における室内Ａの建材からの化学物質の発散量に上記相対的換気量を乗算することにより換気扇装置１の換気量を決定する。なお、この場合、化学物質の初期発散量は、化学物質を発散し得る室内Ａの新品建材の総重量や、種類等に基づいて業者等があらかじめ求めておき、コントローラ５に記憶保持される。
【００３１】
このようにして換気扇装置１の換気量（単位時間当たりの換気量）を決定した後、コントローラ５は、換気制御手段としての機能によって、その決定した換気量に従って換気扇装置１を制御する。さらに詳細には、コントローラ５は、決定した換気量に対応する回転速度指令値の基本値を決定する。この場合、回転速度指令値の基本値は、換気量に比例させた値としてもよいが、実際の換気量を決定した換気量に精度よく追従させるために、室内Ａの気圧や外気圧等も考慮して回転速度指令値の基本値を決定するようにしてもよい。そして、コントローラ５は、室内Ａに人が居て、ファンヒータ２の運転を行わせていない場合には、上記の如く決定した回転速度指令値の基本値を換気扇装置１に出力し、その指令値の回転速度で換気扇装置１のファンを作動させる。これにより、前記経過時間と室温平均値とに応じて決定した換気量に従って、換気扇装置１の運転が行われる。
【００３２】
また、コントローラ５は、室内Ａに人が居らず、前述したようにファンヒータ２の運転（暖房運転）を行わせている場合には、上記の如く決定した回転速度指令値の基本値をあらかじめ定められた所定の割合だけ増加側に補正してなる回転速度指令値を換気扇装置１に出力し、その指令値の回転速度で換気扇装置１のファンを作動させる。
【００３３】
以上説明したようなコントローラ５の制御処理によって、換気扇装置１の換気量は、経過時間の増加に伴い減少されるだけでなく、室温平均値が高いほど、換言すれば、コントローラ４が換気量を決定する各時点（各制御周期）までの室温の過去平均値が高く、該時点までに建材から発散した化学物質の総量が多いほど、換気扇装置１の換気量が減少される。このため、換気扇装置１は、建材から発散するホルムアルデヒド等の化学物質を室内Ａから排気する上で必要十分な程度の換気量で作動することとなる。この結果、換気扇装置１のエネルギー消費を従来のものよりもより効果的に低減することができる。また、室内Ａの暖房、あるいは冷房を行っているときに、室内Ａの暖められた空気もしくは冷やされた空気が換気扇装置１により過剰に排気されてしまうことも回避できるため、室内Ａの暖房効率あるいは冷房効率を高めることができる。
【００３４】
さらに、室内Ａに人が居ないときには、ファンヒータ２の暖房運転を行わせて、建材からの化学物質の発散を促進しつつ、換気扇装置１にコントロータ５から送出する回転速度指令値を基本値よりも増加側に補正するので、室内Ａに人が居るときよりも換気扇装置１の換気量が増加する。従って、建材からの化学物質の発散を早期に減衰させることができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、ファンヒータ２を暖房手段として備えたものを示したが、本発明における暖房手段は、例えばＦＦ式の温風暖房機、床暖房機、空調機、電気ストーブ等、ファンヒータ２以外の暖房機器を用いてもよい。
【００３６】
また、人検知装置４としてＣＣＤカメラ６を備えたものを示したが、赤外線センサ用いた簡易な構成で人検知を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の室内換気システムの全体構成を模式的に示す図。
【図２】図１のシステムの要部の作動を説明するためのグラフ。
【符号の説明】
１…換気扇装置（換気手段）、２…ファンヒータ（暖房手段）、３…温度センサ（室温検出手段）、４…人検知装置（人検知手段）、５…コントローラ（換気量決定手段、換気制御手段）。

Claims

室内の空気を外部に排出する換気手段を作動させることにより、室内の建材から発散するホルムアルデヒド等の化学物質を排出すると共に、該換気手段の運転を開始した時からの経過時間の増加に伴い該換気手段の単位時間当たりの換気量を減少させるようにした室内換気システムにおいて、
前記室内の温度を検出する室温検出手段と、前記換気手段の単位時間当たりの換気量を、前記経過時間と前記換気手段の運転を開始した時からの前記室温検出手段による検出室温の履歴情報とに応じて決定する換気量決定手段と、該換気量決定手段により決定された換気量に応じて前記換気手段を制御する換気制御手段とを備え、前記換気量決定手段は、前記検出室温の履歴情報に対応する前記化学物質の積算発散量が多くなるほど、前記換気手段の単位時間当たりの換気量を減少させるように該換気量を決定することを特徴とする室内換気システム。
前記検出室温の履歴情報は、前記換気手段の運転を開始してからの検出室温の時間平均値であり、前記換気量決定手段は、該検出室温の時間平均値が高いほど、前記換気量を減少させるように該換気量を決定することを特徴とする請求項１記載の室内換気システム。
前記室内の暖房を行う暖房手段と、室内に人が居るか否かを検知する人検知手段とを備え、前記換気制御手段は、前記人検知手段により室内に人が居ないことが検知されたときには、前記暖房手段を作動させると共に、前記人検知手段により人が居ることが検知されたときよりも前記換気手段の単位時間当たりの換気量を増量側に調整する手段を具備することを特徴とする請求項１又は２記載の室内換気システム。