JP2004301416A - 室内換気システムにおける混合空気供給制御方法及び室内換気システム要素 - Google Patents

Abstract

【課題】シックハウス対策として室内の換気を行うためのシステムにおいて、冬期、特に寒冷地では、外気と室内空気の温度、絶対湿度差が大きいため、条件によっては、外気と室内空気が混合されるダクト内等で結露を発生する場合があるが、従来の方法では、この結露に対しての対策は講じられていない。
【解決手段】そこで本発明では、フィルタ１１ａを経た室内空気を外気と混合して給気経路５を経て室内側に循環させる室内換気システムにおいて、室内空気と外気との混合個所又はその下流側に結露検出手段１３を設置し、結露検出手段が結露の発生を検出した際には室内空気の循環量を増やすように循環量調節手段３を制御することこととした室内換気システムにおける混合空気供給制御方法を提案している。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内換気システムにおける混合空気供給制御方法及び室内換気システム要素に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家具や内装材等から発生するホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物が、いわゆるシックハウス症候群の原因になることから、住宅においても一定の換気回数で換気を行うことが義務づけられることになった。
【０００３】
室内の換気を行うための従来のシステムの例としては、例えば特開平１０−１１０９８９号公報に示されるものがある。
このシステムは、室内側から屋外側への排気用ファンによる強制排気経路と、屋外側から室内側への給気用ファンによる強制給気経路とを構成すると共に、それらの経路の途中には相互に熱交換するための熱交換器を設置しており、また強制給気経路には熱交換器の下流側に第１のフィルタを設置すると共に、室内側から第２のフィルタを経て第１のフィルタの下流側に合流する還気経路を設けた構成であり、そして室内側にホルムアルデヒド等の化学物質を検知するセンサーを設けて、このセンサーにより排気用ファン及び給気用ファンを作動制御するように構成している。
【０００４】
この従来の換気システムでは、室内側の空気中の化学物質濃度をセンサーで検出し、その濃度が許容限度を越えた時に排気経路と給気経路を介して屋外側との間で給排気を同時に行い、その際屋外側から取り入れた空気はその中に含まれている花粉や粉塵等をフィルタで除去して清浄にし、且つ熱交換器により熱交換して室内側に供給し、同時に室内側の汚染空気を還気経路に吸い込み、化学物質をフィルタで除去した後、給気経路を流れる外気に合流させて混合状態で室内側に循環させるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように外気と室内空気とを混合して室内側に供給する場合、冬期、特に寒冷地では、外気と室内空気の温度、絶対湿度差が大きいため、条件によっては、外気と室内空気が混合される混合個所、例えばダクト内等で結露を発生する場合があるが、上述した従来の方法では、この結露に対しての対策は講じられていない。
【０００６】
例えば外気の取入れ量と室内空気の循環量を同風量として換気を行う場合、外気の条件が温度：−５℃、湿度：５０％とすると、室内空気の条件が温度：２４℃、湿度：７５％以上の場合には結露が発生してしまう。
【０００７】
一方、室内空気に対して、温度と絶対湿度差の大きい外気が、室内空気と混合されて室内に供給されると、室内の温熱環境が悪化するため、従来では、取り入れる外気をヒーターで加温することも行われており、これは結露の発生を抑制することにもなるが、寒冷地では、夜間において外気の温度が更に低下することと、住宅の場合には生活時間が長く、外気を加温する時間が長くなってしまうため、エネルギーコストが大きくなり、負担になる。
そこで、本発明はこのような課題を解決することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、まず請求項１では、フィルタを経た室内空気を外気と混合して室内側に循環させる室内換気システムにおいて、室内空気と外気との混合個所又はその下流側に結露検出手段を設置し、結露検出手段が結露の発生を検出した際には室内空気の循環量を増やすように循環量調節手段を制御する室内換気システムにおける混合空気供給制御方法を提案している。
【０００９】
また請求項２では、上記混合空気供給制御方法において、混合個所又はその下流側に温度センサを設置し、温度センサにより検出した空気温度が設定値まで下がった際には室内空気の循環量を増やすように循環量調節手段を制御することを提案している。
【００１０】
また請求項３では、請求項１、２の混合空気供給制御方法において、混合個所から室内側にダクトを配置して、混合空気を供給する構成とすることを提案している。
【００１１】
また請求項４では、請求項１、２の混合空気供給制御方法において、混合個所から室内側に天井内空間を配置して、混合空気を供給する構成とすることを提案している。
【００１２】
また請求項５では、請求項１、２の混合空気供給制御方法において、混合個所と室内側を室内壁を隔てて隣接した構成とし、混合個所の混合空気を室内壁に設けた吐出口を経て直接的に室内側に供給する構成とすることを提案している。
【００１３】
また請求項６、７では、請求項１、２の混合空気供給制御方法において、循環量調節手段は、夫々風量調節可能なファン、ダンパとすることを提案している。
【００１４】
また請求項８、９では、請求項１の混合空気供給制御方法において、結露検出手段は、夫々表面導電率計により構成すること、表面温度計と露点温度計により構成することを提案している。
【００１５】
また請求項１０では、請求項１の混合空気供給制御方法において、結露検出手段を、居室において、より温度が低くなると予想される内壁に設置することを提案している。
【００１６】
また請求項１１では、ケーシングに風量調節可能な給気ファンを設置し、その下流側に給気口を構成すると共に、給気ファンの上流側に、室内側との連通部と、室外側との連通部を構成し、上記給気口を室内側への給気経路に接続すると共に、上記連通部の夫々に対応してダンパとフィルタを設置し、少なくとも室内側との連通部に対応するダンパは遠隔制御可能に構成し、上記給気ファンと室内側に対応するダンパを結露検出手段により制御する構成とした室内換気システム要素を提案している。
【００１７】
また請求項１２では、請求項１１の室内換気システム要素において、ケーシングにおいて、室外側との連通部を風量調整板により区画することを提案している。
【００１８】
また請求項１３では、請求項１２の室内換気システム要素において、風量調整板により区画された室外側との連通部に断熱材を設置することを提案している。
【００１９】
請求項１の方法に関しては、外気と室内空気とを混合して室内側に供給している際、外気と室内空気の条件によって、結露が発生すると、それを結露検出手段が検出し、循環量調節手段を制御して室内空気の循環量を増やすため、結露の発生を抑えることができる。
【００２０】
更に請求項２の方法に関しては、結露が発生していない場合においても、室内側に供給する空気温度が設定値まで下がった場合には、それを温度センサより検出し、循環量調節手段を制御して室内空気の循環量を増やすため、室内の温熱環境の悪化、即ち室温の低下を防止することができる。
【００２１】
結露検出手段は、室内空気と外気との混合個所又はその下流側の適所に設置することができるのであるが、その一つの設置個所として、請求項１２又は１３のように、居室において、より温度が低くなると予想される内壁、即ち室外に面する内壁に設置すると、最も結露が発生し易い個所の結露の発生を監視することができるので、最も結露が発生し易い個所以外に設置した場合に、当該最も結露が発生し易い個所において結露が発生することを確実に抑制することができる。
【００２２】
請求項１１の室内換気システム要素では、上述した方法を適用できる室内換気システムの主要な要素を一体的に構成することができ、このような室内換気システムの構築が容易となる。
【００２３】
請求項１２の室内換気システム要素では、ケーシングにおいて、室外側との連通部を風量調整板により区画することにより、室内空気との混合が均一的に行われ、ケーシング内における部分的な結露の発生を防止することができる。この結露発生の防止効果は、請求項１３のように風量調整板により区画された室外側との連通部に断熱材を設置することにより、更に効果的となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明を適用した室内換気システムの第１の実施の形態を説明する系統的説明図である。
符号１は居室であり、２は室外の適所に隣接して設置したケーシングである。このケーシング２には上側に給気ファン３を設置し、この下流側に給気口４を構成して、これを給気経路を構成するダクト５の一端に接続している。そしてダクト５の他端は天井６に設けた吐出口７に接続されている。また給気ファン３はインバータ８により風量調整可能に構成している。
またケーシング２の下側には室内側との連通部９ａと室外側との連通部９ｂを設けており、夫々にダンパ１０ａ，１０ｂとフィルタ１１ａ，１１ｂを設置しており、ダンパ１０ａは電動ダンパとして遠隔制御可能に構成している。
符号１２は制御手段、１３はダクト５の内面に設置した表面導電率計、１４は温度センサであり、制御手段１２は表面導電率計１３によるダクト内面の表面導電率と、温度センサ１４による給気温度とを監視し、それらの値を夫々の設定値と比較して、表面導電率計１３の測定値が設定値まで上昇した場合又は温度センサ１４の測定値が設定値まで低下した際に、インバータ８とダンパ１０ａを制御して風量を増やす制御を行う構成としている。
また図示は省略しているが、本発明を適用する室内換気システムでは、室内空気を室内側から室外側に排出するための適宜の排気系を設けており、この排気系は、自然排気でも強制排気でも良く、適所に適宜の構成で設けることができる。
【００２５】
以上の構成において、給気ファン３の動作により、室内空気と外気が吸引され、室内空気はダンパ１０ａを通してケーシング２内に流入し、例えば活性炭フィルタ等のフィルタ１１ａによりホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物が除去された後、ダンパ１０ｂ、フィルタ１１ｂを経た外気と混合される。そして給気ファン３によりダクト５を流れ、吐出口７から居室１内に還流する。この際、ケーシング２に流入された外気の量に対応する量の室内空気が図示を省略している排気系を経て室外に排出される。
【００２６】
以上の換気動作により、居室１内の室内空気が換気されて、家具や内装材等から発生するホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物の濃度が所定値以下に保持され、シックハウス症候群の発生を防止する。
【００２７】
この際、室内空気の循環量と外気の取入れ量、そして室内空気の排出量は、室内の温熱環境と揮発性有機物の濃度を勘案して適宜に設定することができる。
【００２８】
以上の換気動作を継続している際、取り入れる外気と室内空気の条件によって、結露が発生すると、それにより表面導電率が上昇して、設定値まで達すると制御手段１２は、インバータ８により給気ファン３の回転数を上昇すると共にダンパ１０ａの開度を大きくするという、風量を増やす制御を行って室内空気の循環量を増やすため、結露の発生を抑えることができる。
【００２９】
この実施の形態では制御手段１２は、給気ファン３とダンパ１０ａの両方を制御して室内空気の循環量を増やしているが、他の例としては、給気ファン３のみの制御で循環量を増やすようにすることもできる。またこの実施の形態では結露の検出は表面導電率計１３により行っているが、他の例としては表面温度計と露点温度計により検出することもできる。
【００３０】
一方、以上に述べたように結露が発生していない場合においても、供給する空気温度が設定値まで下がった場合には、それを温度センサ１４より検出すると、制御手段１２は、上記と同様にインバータ８により給気ファン３の回転数を上昇すると共にダンパ１０ａの開度を大きくするという、風量を増やす制御を行って室内空気の循環量を増やすことにより、室内の温熱環境の悪化、即ち室温の低下を防止することができる。
【００３１】
次に図２は本発明を適用した室内換気システムの第２の実施の形態を説明する要部縦断面図である。この第２の実施の形態において、第１の実施の形態の構成要素に相当する構成要素には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
この第２の実施の形態では、まず、給気ファン３の給気部４を接続する第１の実施の形態におけるダクト５に代り、給気ファン３の給気部４は、天井内空間１５の一端側に配置していると共に、天井６に天井内空間１５と連通する吐出口７を設けている。
この構成では、ダクト５の設置工事が不要となる。
【００３２】
またこの第２の実施の形態では、ケーシング２において、室外側との連通部９ｂを多孔を有する風量調整板１６により区画すると共に、区画された底部に断熱材１７を設置している。
このように室外側の外気は連通部９ｂにおいて風量調整板１６を経るため、室内空気との混合が均一的に行われ、ケーシング１内における部分的な結露の発生を防止することができる。そして、この結露発生の防止効果は、風量調整板１６により区画された室外側との連通部９ｂに断熱材１７を設置することにより、更に効果的となる。
【００３３】
またこの第２の実施の形態では、室外側との連通部９ｂに予熱ヒーター１８を設けており、外気の条件が通常の制御範囲を越えている場合に動作させることにより、結露の発生の防止と温熱環境の悪化防止を確実に行えるようにしている。
【００３４】
次に、図３は本発明を適用した室内換気システムの第３の実施の形態を説明する系統的説明図である。この第３の実施の形態において、第１の実施の形態の構成要素に相当する構成要素には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
この第３の実施の形態では、結露検出手段としての表面導電率計１３を、居室１において、より温度が低くなると予想される内壁、即ち室外に面する内壁に設置している。図中、符号１９は窓である。
【００３５】
従来、居室を空調あるいは換気する場合の湿度調整方法は、一般に、居室内の空気の温湿度を監視することで行われている。しかし住宅等の居室１は常に使用されているとは限らず、未使用時は、例えば冬期であれば、室外に面した内壁の温度は低く、生活頻度の高い室と面した間仕切壁は熱を受けているため、室外に面した内壁と比較して高い温度となっている。
このため従来のように、空気中の湿度を制御して結露を防止するのでは、居室の空気が触れる壁面の温度が異なるため、湿度の設定値を低くする必要があり、予想よりも壁面温度が低くなった時には結露を生じてしまう。
これに対して、第３の実施の形態では、最も結露が発生し易い個所の結露の発生を監視することができるので、最も結露が発生し易い個所以外に設置した場合に、当該最も結露が発生し易い個所において結露が発生することを確実に抑制することができる。
【００３６】
次に図４は本発明を適用した室内換気システムの第４の実施の形態を説明する系統的説明図である。この第４の実施の形態において、第１の実施の形態の構成要素に相当する構成要素には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
この第４の実施の形態では、給気ファン３の給気部４を居室１の内壁方向に向けると共に、この内壁に吐出口２０を設けたものであり、この実施の形態では、混合された室内空気と外気を、上記実施の形態におけるダクト５や天井内空間１５に流さずに、直接にケーシング２と居室１との間の内壁に設けた吐出口２０から居室１内に供給することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法及び室内換気システムは以上のとおりであるので、次のような効果がある。
ａ．冬期、特に寒冷地等の外気温度が低い地域においてもダクト内や、システムの主要要素を設置したケーシング内での結露を効果的に防止することができる。
ｂ．通常は、外気を加熱する必要がないため、ランニングコストが余り係らないで、シックハウス対策の換気を行うことができる。
ｃ．外気温度が低い場合にも、不快とならない吹出し温度を確保して、室内の温熱環境を維持することができる。
ｄ．上記効果を有する室内換気システムの主要な要素を一体的に構成することにより、システムの構築が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した室内換気システムの第１の実施の形態を説明する系統的説明図である。
【図２】本発明を適用した室内換気システムの第２の実施の形態を説明する要部縦断面図である。
【図３】本発明を適用した室内換気システムの第３の実施の形態を説明する系統的説明図である。
【図４】本発明を適用した室内換気システムの第４の実施の形態を説明する系統的説明図である。
【符号の説明】
１ 居室
２ ケーシング
３ 給気ファン
４ 給気部
５ ダクト（給気経路）
６ 天井
７ 吐出口
８ インバータ
９ａ 室内側との連通部
９ｂ 室外側との連通部
１０ａ，１０ｂ ダンパ
１１ａ，１１ｂ フィルタ
１２ 制御手段
１３ 表面導電率計（結露検出手段）
１４ 温度センサ
１５ 天井内空間（給気経路）
１６ 風量調整板
１７ 断熱材
１８ 予熱ヒーター
１９ 窓
２０ 吐出口

Claims (13)

1. フィルタを経た室内空気を外気と混合して室内側に循環させる室内換気システムにおいて、室内空気と外気との混合個所又はその下流側に結露検出手段を設置し、結露検出手段が結露の発生を検出した際には室内空気の循環量を増やすように循環量調節手段を制御することを特徴とする室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
2. 混合個所又はその下流側に温度センサを設置し、温度センサにより検出した空気温度が設定値まで下がった際には室内空気の循環量を増やすように循環量調節手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
3. 混合個所から室内側にダクトを配置して、混合空気を供給する構成としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
4. 混合個所から室内側に天井内空間を配置して、混合空気を供給する構成としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
5. 混合個所と室内側を室内壁を隔てて隣接した構成とし、混合空気を室内壁に設けた吐出口を経て直接的に室内側に供給する構成としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
6. 循環量調節手段は風量調節可能なファンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
7. 循環量調節手段は風量調節可能なダンパであることを特徴とする請求項１又は２に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
8. 結露検出手段は、表面導電率計により構成することを特徴とする請求項１に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
9. 結露検出手段は、表面温度計と露点温度計により構成することを特徴とする請求項１に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
10. 結露検出手段を、居室において、より温度が低くなると予想される内壁に設置することを特徴とする請求項１に記載の室内換気システムにおける混合空気供給制御方法
11. ケーシングに風量調節可能な給気ファンを設置し、その下流側に給気口を構成すると共に、給気ファンの上流側に、室内側との連通部と、室外側との連通部を構成し、上記給気口を室内側への給気経路に接続すると共に、上記連通部の夫々に対応してダンパとフィルタを設置し、少なくとも室内側との連通部に対応するダンパは遠隔制御可能に構成し、上記給気ファンと室内側に対応するダンパを結露検出手段により制御する構成としたことを特徴とする室内換気システム要素
12. ケーシングにおいて、室外側との連通部を風量調整板により区画したことを特徴とする請求項１１に記載の室内換気システム要素
13. 風量調整板により区画された室外側との連通部に断熱材を設置したことを特徴とする請求項１２に記載の室内換気システム要素

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