JP2005147563A - 排気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 室内温度と室外温度とを比較して室内空間の換気制御を行う換気制御装置を、空調システムに容易に組み込めるようにする。
【解決手段】 空気調和機(6)が有する室内温度検知手段(17)及び室外温度検知手段(18)の検知信号を受信可能な制御手段(12)によって、上記室内温度検知手段(17)で検知された室内温度と、上記室外温度検知手段(18)で検知された室外温度とを比較し、排気手段(30)の排気量を調整して換気制御を行うようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和装置を備えた空調システムに組み込まれて、室内空間の換気制御を行う換気制御装置に関するものである。

従来より、換気を行うことにより室内空間の環境を快適に保つ空調システムが知られている。この空調システムは、送風手段（排気ファン）によって、室内空間の空気を室外へ排出し、この排出した空気に相当する量の室外空気が室内へ自然給気される、あるいは送風手段（給気ファン）などによって強制給気されることで、室内の換気を行うようにしている。

しかしながら、このような空調システムにおいて、室内空間の換気が十分で室内環境が快適となっているにも拘わらず、過剰な換気を行うことで、送風手段の動力が無駄となってしまったり、この室内空間における空調負荷の増大を招いたりして、この室内空間の換気に係る省エネルギー性が損なわれてしまうという問題があった。

この問題を解決するための従来技術として、空調システムに組み込まれて、室内空間の換気制御を行う換気制御装置がある。この換気制御装置は、室内温度を検知する室内温度検知手段と、室外温度を検知する室外温度検知手段とを備えている。そして、上記室内温度検知手段で検知された室内温度と、上記室外温度検知手段で検知された室外温度とを比較し、室内温度が室内温度より所定値以上高い場合に、送風手段が起動して室内空間の換気を行う。このようにすると、例えば夏期に空気調和機が冷房運転を行っている室内空間において、この室内空間を室外空気によって冷却することができ、この室内空間における冷房（外気冷房）を行うことができる。このようにして外気冷房を行うことにより、この換気制御装置は、空気調和機の冷房負担を軽減し、室内空間の換気に係る省エネルギー性を向上するようにしている（特許文献１）。
特開平８−３０３８２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された換気制御装置のように、室内温度と室外温度とを比較して、送風手段の制御を行うためには、室内温度検知手段と室外温度検知手段とを換気制御装置に設ける必要がある。この場合、これら室内温度検知手段及び室外温度検知手段の取付けや配線工事が必要となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、室内温度と室外温度とを比較して室内空間の換気制御を行う換気制御装置を、空調システムに容易に組み込めるようにすることである。

本発明は、空調システムにおいて、空気調和機が有する温度検知手段を換気制御装置で利用可能にすることで、室内温度と室外温度との比較による換気制御を換気制御装置で行えるようにしたものである。

より具体的に、第１の発明は、室内温度検知手段(17)及び室外温度検知手段(18)を有する空気調和機(6)と室内空間の排気を行う排気手段(30)とを備えた空調システム(1)に組み込まれ、排気手段(30)の排気量を調整し、該排気手段(30)の排気量に相当する室外空気を室内空間に取り込んで、室内空間の換気制御を行う換気制御装置を前提としている。そして、この換気制御装置は、排気手段(30)の排気量を調整する制御手段(12)を備え、上記制御手段(12)が、上記空気調和機(6)の上記室内温度検知手段(17)及び上記室外温度検知手段(18)の検知信号を受信し、室内温度と室外温度とに基づいて上記排気手段(30)の排気量を調整するように構成されていることを特徴とするものである。ここで、この空調システム(1)における室内空間の換気は、排気手段(30)の排気量に相当する室外空気が自然に給気される、いわゆる自然給気式の換気であってもよいし、排気手段(30)の排気量に相当する室外空気が例えば給気ファンなどによって強制的に給気される、いわゆる強制給気式の換気であってもよい。

上記第１の発明では、室内温度検知手段(17)で検知される室内温度と、室外温度検知手段(18)で測定される室外温度とに基づいて室内空間の空気調和を行う空気調和装置(1)が、空調システム(1)に設けられている。

ここで、換気制御装置の制御手段(12)は、上記空気調和機(6)の室内温度検知手段(17)で検知される室内温度の検知信号と、上記空気調和機(6)の室外温度検知手段(18)で検知される室外温度の検知信号とを受信可能に構成されている。このため、制御手段(12)が室内温度と室外温度の検知信号を基に排気手段(30)の排気量を調整し、この室内空間の換気制御が行われる。

第２の発明は、室内温度検知手段(17)を有する空気調和機(6)と室内空間の排気を行う排気手段(30)とを備えた空調システム(1)に組み込まれ、排気手段(30)の排気量を調整し、該排気手段(30)の排気量に相当する室外空気を室内空間に取り込んで、室内空間の換気制御を行う換気制御装置を前提としている。そして、この換気制御装置は、排気手段(30)の排気量を調整する制御手段(12)と室外温度検知手段(18)とを備え、上記制御手段(12)が、上記空気調和機(6)の上記室内温度検知手段(17)と上記室外温度検知手段(18)との検知信号を受信し、室内温度と室外温度とに基づいて上記排気手段(30)の排気量を調整するように構成されていることを特徴とするものである。

上記第２の発明では、室内温度検知手段(17)で検知される室内温度に基づいて室内空間の空気調和を行う空気調和装置(1)が、空調システム(1)に設けられている。

ここで、換気制御装置の制御手段(12)は、上記空気調和機(6)の室内温度検知手段(17)で検知される室内温度の検知信号と、この換気制御装置に設けられた室外温度検知手段(18)で検知される室外温度の検知信号とを受信可能に構成されている。このため、制御手段(12)が室内温度と室外温度の検知信号を基に排気手段(30)の排気量を調整し、この室内空間の換気制御が行われる。

第３の発明は、第１または第２の発明の換気制御装置において、空気調和機(6)の冷房時に、室内温度検知手段(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が室外温度検知手段(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合に、制御手段(12)は排気手段(30)の排気量を最大とするように構成されていることを特徴とするものである。

上記第３の発明では、室内空間における冷房時に、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高くなると、排気手段(30)の排気量が最大となる。このようにすると、室外温度よりも温度が高い状態である室内空気が室外へ積極的に排気される一方、室内温度よりも温度が低い状態である室外空気が室内へ積極的に取り込まれる。このため、室内空間は、室外空気によって冷房（外気冷房）される。したがって、この空気調和機(6)における冷房負担が軽減される。

第４の発明は、第１または第２の発明の換気制御装置において、空気調和機(6)の冷房時に、室内温度検知手段(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が室外温度検知手段(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高いほど、制御手段(12)は排気手段(30)の排気量を増加させるように構成されていることを特徴とするものである。

上記第４の発明では、室内空間における冷房時に、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高ければ高いほど、排気手段(30)の排気量が増加される。ここで、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が大きい場合、室内空気が室外へ積極的に排気される一方、室外空気が室内へ積極的に取り込まれる。このため、室内空間は、室外空気によって効果的に冷房（外気冷房）される。したがって、この空気調和機(6)における冷房負担が軽減される。

一方、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が小さい場合、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が大きい場合と比較して、送風手段(30)による排気量が少なくなる。このため、送風手段(30)の消費電力が削減される。

第５の発明は、第１または第２の発明の換気制御装置において、空気調和機(6)の冷房時に、室内温度検知手段(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が上記室外温度検知手段(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合に、制御手段(12)は排気手段(30)の排気消費電力(Ｗ１)と空気調和機(6)の空調消費電力(Ｗ２)との和が最小となるべく上記排気手段(30)の排気量を調整するように構成されているものである。

上記第５の発明では、室内空間における冷房時に、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高くなると、制御手段(12)によって、排気消費電力(Ｗ１)と空調消費電力(Ｗ２)とを制御因子とした排気手段(30)の排気量の調整が行われる。

この排気消費電力(Ｗ１)及び空調消費電力(Ｗ２)と、排気手段(30)の排気量の関係について、図７のグラフを基に説明する。なお、このグラフにおいて、横軸は排気手段(30)の排気量、縦軸は消費電力を示している。

冷房運転を行う空気調和機(6)が備えられた空調システム(1)における消費電力は、排気手段(30)の動力(排気消費電力(Ｗ１))と、空気調和機(6)の冷房運転に必要な電力(空調消費電力(Ｗ２))によって概ね決定される。ここで、上述した第４の発明のように、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高く、室内空間を室外空気によって外気冷房する際、排気手段(30)の排気量が少ない場合（例えば図７における(ａ)線の状態）、排気消費電力(Ｗ１)は少なくなる。また、この場合、外気冷房能力の低下に伴い空気調和機(6)の冷房負担が増大するため、空調消費電力(Ｗ２)が多くなる。一方、排気手段(30)の排気量が多いと（例えば図７における(ｃ)線の状態）、排気消費電力(Ｗ１)は多くなる。また、この場合、外気冷房能力の増加に伴い空気調和機(6)の冷房負担が軽減するため、空調消費電力(Ｗ２)が少なくなる。このように、外気冷房を行うような空調システム(1)における消費電力は、排気手段(30)の排気量の増減に伴い、排気消費電力(Ｗ１)と空調消費電力(Ｗ２)ととが相対する関係で増減するようになっている。

本発明では、上記排気消費電力(Ｗ１)と上記空調消費電力(Ｗ２)との和（例えば図７の破線の関係式(Ｗ１＋Ｗ２)）が最小となるように排気手段(30)の排気量を調整しているので（例えば図７における(ｂ)線の状態）、この空調システム(1)におけるトータルの消費電力が低減される。

本発明では、以下の効果が発揮される。

上記第１の発明によれば、空気調和機(6)が備えられた空調システム(1)において、室内温度と室外温度とに基づいた換気制御を行うことができる。ここで、上記室内温度と上記室外温度とは、空気調和機(6)に既設の室内温度検知手段(17)及び室外温度検知手段(18)で検知可能となるため、この空調システム(1)において、別途、室内温度検知手段(17)及び室外温度検知手段(18)を取り付ける必要がなくなる。さらに、例えば別途に室内温度検知手段及び室外温度検知手段を設ける場合と比較して、配線工事も簡便となる。したがって、室内温度と室外温度とに基づいて換気制御を行う換気制御装置を、空気調和装置(6)が備えられた空調システム(1)に容易に組み込むことができる。

上記第２の発明によれば、空気調和機(6)が備えられた空調システム(1)において、室内温度と室外温度とに基づいた換気制御を行うことができる。ここで、上記室内温度は、空気調和機(6)に既設された室内温度検知手段(17)によって検知可能となるため、この空調システム(1)において、別途、室内温度検知手段(17)を設ける必要がなくなる。さらに、例えば別途に室内温度検知手段を設ける場合と比較して、配線工事も簡便となる。したがって、室内温度と室外温度とに基づいて換気制御を行う換気制御装置を、空気調和装置(6)が備えられた空調システム(1)に容易に組み込むことができる。

上記第３の発明によれば、室内空間における冷房時に、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高くなると、排気手段(30)の排気量が最大となり、室内空間の外気冷房が積極的に行われる。このため、空気調和機(6)における冷房負担を軽減することができ、空気調和装置(6)の消費電力を削減することができる。したがって、この空調システム(1)に係る省エネルギー性を向上することができる。

上記第４の発明によれば、室内空間における冷房時に、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高くなるほど、排気手段(30)の排気量が増加する。ここで、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が大きい場合、室内空間の外気冷房が積極的になされる。したがって、この空気調和機(6)における冷房負担を軽減することができる。

一方、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が小さい場合、送風手段(30)の排気量が減少する。したがって、送風手段(30)の動力を軽減することができる。

このように、室内温度と室外温度との温度差に応じて排気手段(30)の排気量を調整することで、送風手段(30)及び空気調和機(6)の消費電力を効果的に削減することができ、空調システム(1)に係る省エネルギー性を効果的に向上することができる。

上記第５の発明によれば、排気消費電力(Ｗ１)と空調消費電力(Ｗ２)との合計が最小となるように、排気手段(30)の排気量が調整される。したがって、空調システム(1)におけるトータルの消費電力を確実に削減することができ、この空調システム(1)の省エネルギー性を確実に向上することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
本実施形態１に係る換気制御装置(10)は、図１に示すように、レストランやホテルなどの室内空間である厨房空間の空調と換気を行う空調システム(1)に組み込まれて、この厨房空間の換気制御を行うものである。この空調システム(1)は、厨房空間において、ガス調理台(5)などの使用によって発生する水蒸気、臭気物質、二酸化炭素などを含んだ空気を室外へ排出するとともに、この空気に相当する量の室外空気を自然給気して厨房空間内の換気を行うように構成されている。

また、空調システム(1)には、天井埋込型の空気調和機(6)が備えられている。この空気調和機(6)は、厨房空間の天井面に埋設されている室内ユニット(7)と、室外空間に配置されている室外ユニット(8)とを備えている。そして、上記室内ユニット(7)には、厨房空間の室内温度を検知する室内温度検知手段（室内温度センサ）(17)が設けられている。一方、室外ユニット(8)には、室外温度を検知する室外温度検知手段（室外温度センサ）(18)が設けられている。そして、この空気調和機(6)は、上記室内温度センサ(17)で検知された室内温度と、上記室外温度センサ(18)で検知された室外温度とに基づいて厨房空間内の空調（冷房または暖房）を行うように構成されている。

空調システム(1)は、厨房空間と室外空間とを連通させるダクト(20)と、厨房空間内の室内空気を上記ダクト(20)を介して室外空間へ排気する排気ファン（排気手段）(30)と、この排気ファン(30)を制御して厨房空間の換気制御を行うための上記換気制御装置(10)とを備えている。

ダクト(20)は、図１に示すように、厨房空間の天井面(2)の下端に設けられている排気フード(21)と、この排気フード(21)の上端に接続されて天井裏空間(3)内に形成されている天井裏ダクト(22)と、この天井裏ダクト(22)の上端に接続されて室外空間に形成されている室外ダクト(23)とで構成されている。

排気フード(21)は、下側に向かって開口部(24)が拡がった中空の角型形状をしており、その開口部(24)が、例えばガス調理台(5)のような調理器具の上方に位置している。この排気フード(21)の上端の中央部には、吸引口(25)が形成されている。天井裏ダクト(22)は、その一端が排気フード(21)の吸引口(25)に接続されている。この天井裏ダクト(22)は、天井裏空間(3)に沿うようにして水平方向に延びた後、上方向に屈曲している。そして、この天井裏ダクト(22)の他端が、室外空間に面している。室外ダクト(23)は、その一端が天井裏ダクト(22)の他端と接続されている。この室外ダクト(23)は、天井裏ダクト(22)より上方向に延びている。そして、室外ダクト(23)の上端には、上記排気ファン(30)が設置されている。この排気ファン(30)には、排気口(26)が水平方向を向いて形成されている。

以上のようなダクト(20)の構成において、排気ファン(30)が起動すると、厨房空間内の室内空気は、排気フード(21)の開口部(24)より吸引口(25)へ吸引される。そして、吸引口(25)へ吸引された室内空気は、天井裏ダクト(22)を介して室外ダクト(23)及び排気ファン(30)を流通し、排気口(26)より室外空間へ排出される。

厨房空間の換気制御を行う換気制御装置(10)は、室外空間における排気ファン(30)の近傍に設けられている。この換気制御装置(10)は、上記排気ファン(30)の排気量を調整するための制御手段(12)を備えている。この制御手段(12)には、室内のガス調理台(5)に設けられたガスメータ(31)が接続されている。そして、制御手段(12)は、ガスメータ(31)で検知されたガス調理台(5)のガス使用量から必要な換気量を算出して排気ファン(30)の排気量を調整するように構成されている。

また、本発明の特徴として、制御手段(12)は、第１ケーブル(13)を介して空気調和機(6)の室外ユニット(8)と接続されている。また、この室外ユニット(8)は、第２ケーブル(14)を介して空気調和機(6)の室内ユニット(7)と接続されている。さらに、制御手段(12)は、第３ケーブル(15)を介して排気ファン(30)と接続されている。

そして、制御手段(12)は、室内ユニット(7)の上記室内温度センサ(17)で検知された室内温度の検知信号と、室外ユニット(8)の上記室外温度センサ(18)で検知された室外温度の検知信号とを受信し、これらの検知信号に基づく制御信号を排気ファン(30)へ出力することで、排気ファン(30)の排気量を調整するように構成されている。

さらに、この制御手段(12)は、空気調和機(6)の冷房時において、室内温度センサ(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が室外温度センサ(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合に、排気ファン(30)の排気量を最大とするように構成されている。

−運転動作−
次に、本実施形態１に係る換気制御装置(10)及びこの換気制御装置(10)が備えられた空調システム(1)における運転動作について図１及び図２を参照しながら説明する。なお、図２は、換気制御装置(10)における運転動作を示すフローチャートである。

厨房空間において、例えばガス調理台(5)などを使用すると、ガス調理台(5)などから水蒸気や臭気物質、あるいは二酸化炭素などが発生する。このため、上記ガス調理台(5)などの使用時には、厨房空間内の換気を行う必要がある。この際、本実施形態１の換気制御装置は、上述したようにガス調理台(5)などの使用状況に応じて排気ファン(30)の排気量を調整することで、必要最低限の換気を行い、空気調和機(6)や排気ファン(30)の消費電力を削減するようにしている。一方、ここで例えば空気調和機(6)の冷房運転時において、室外温度が室内温度よりも低くなった場合、換気量を増大させて室外空気を積極的に取り込む外気冷房を行うことで、空気調和機(6)の空調負荷を低減できる。このため、本実施形態１に係る換気制御装置(10)では、制御手段(12)によって、室内温度と室外温度とを比較して排気ファン(30)の排気量を調整することで、空気調和機(6)における消費電力を削減するようにしている。この換気制御装置(10)の運転フローについて図２に基づいて説明する。

まず、空調システム(1)において、換気制御装置(10)がＯＮになると、排気ファン(30)が起動し、所定の初期値に基づいた初期排気量(Ｎini)での換気が行われる（ステップＳ１）。ステップＳ２では、ガス調理台(5)の使用によってガスメータ(31)に検知されるガス使用量の信号が制御手段(12)で受信される。そして、制御手段(12)は、この厨房空間の必要換気量（排気ファン(30)の必要排気量(Ｎa)）を算出する。ステップＳ３では、上記必要換気量(Ｎa)と上記初期排気量(Ｎini)との比較が行われる。そして、必要換気量(Ｎa)が初期排気量(Ｎini)より高い場合、ステップＳ４が実行され、排気ファン(30)の排気量が必要換気量(Ｎａ)に設定されるとともにステップＳ６に移行する。一方、ステップＳ３において、必要換気量(Ｎa)が初期排気量(Ｎini)未満の場合、ステップ５が実行され、排気ファン(30)の排気量が初期排気量(Ｎini)に設定されるとともにステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、空気調和機(6)が冷房運転を行っている場合、ステップＳ７が実行される。また、ステップＳ６において、空気調和機(6)が停止している、あるいは暖房運転を行っている場合、ステップＳ２以降が再び順に実行される。

ステップＳ７では、室内ユニット(7)の室内温度センサ(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)の信号が制御手段(12)で受信され、次いでステップＳ８が実行される。ステップＳ８では、室外ユニット(8)の室外温度センサ(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)の信号が制御手段(12)で受信され、次いでステップＳ９が実行される。

ステップＳ９においては、制御手段(12)によって、ステップＳ７で検知された室内温度(Ｔｒ)とステップＳ８で検知された室外温度(Ｔｏ)との比較が行われる。ここで、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高くない場合、（室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)以下である場合）、再びステップＳ２が実行される。そして、ステップＳ２以降で、排気ファン(30)による初期排気量(Ｎini)または必要排気量(Ｎａ)での換気が行われる。

一方、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合、ステップＳ１０が実行され、排気ファン(30)の排気量が定格値となり、最大排気量(Ｎmax)となる。そして、ステップＳ１０において、厨房空間の換気量が最大となると、ステップＳ６以降が再び順に実行される。この排気ファン(30)による最大排気量(Ｎmax)での換気は、空気調和機が停止または暖房状態であるか、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)以下となるまで継続される。

−実施形態１の効果−
本実施形態１に係る換気制御装置(10)では、以下の効果が発揮される。

本実施形態１では、室内温度センサ(17)で検知される室内温度と、室外温度センサ(18)で検知される室外温度とを比較し、制御手段(12)によって排気ファン(30)の排気量を調整するようにしている。ここで、上記室内温度センサ(17)及び上記室外温度センサ(18)は、それぞれ空気調和機(6)に設けられているもの利用しているため、室内温度センサ(17)及び室外温度センサ(18)を別途に設ける必要がなくなる。また、例えば室内温度センサ及び室外温度センサを別途設ける場合と比較して、配線工事が容易となる。したがって、室内温度及び室外温度に基づいた換気制御を行うことのできる換気制御装置を、空調システム(1)に容易に組み込むことができる。

さらに、本実施形態１では、空気調和機(6)の冷房運転時に、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合に、排気ファン(30)の排気量を最大とするようにしている。このようにすると、室外空気よりも温度が高い状態である室内空気が室外空間へ積極的に排気される一方、室内空気よりも温度が低い状態である室外空気が厨房空間内に積極的に取り込まれる。その結果、厨房空間において、室外空気による外気冷房が行われ、空気調和機(6)の冷房負担が軽減する。したがって、空気調和機(6)の冷房運転に係る消費電力を低減することができ、この空調システム(1)における省エネルギー性を向上することができる。

<実施形態１の変形例１>
この変形例１は、実施形態１に係る換気制御装置(10)と同様の構成において、その制御方法が異なるものである。

この変形例１において、制御手段(12)は、空気調和機(6)の冷房時に、室内温度検知手段(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が室外温度検知手段(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高いほど、排気手段(30)の排気量を増加させるように構成されている。

この変形例１における換気制御装置(10)の運転動作について、図３のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。

まず、空調システム(1)において、換気制御装置(10)がＯＮになると、排気ファン(30)が起動し、所定の初期値に基づいた初期排気量(Ｎini)での換気が行われる（ステップＳ１１）。ステップＳ１２では、ガス調理台(5)の使用によってガスメータ(31)に検知されるガス使用量の信号が制御手段(12)で受信される。そして、制御手段(12)は、この厨房空間の必要換気量（排気ファン(30)の必要排気量(Ｎa)）を算出する。ステップＳ１３では、上記必要換気量(Ｎa)と上記初期排気量(Ｎini)との比較が行われる。そして、必要換気量(Ｎa)が初期排気量(Ｎini)より高い場合、ステップＳ１４が実行され、排気ファン(30)の排気量が必要換気量(Ｎａ)に設定されるとともにステップＳ１６に移行する。一方、ステップＳ１３において、必要換気量(Ｎa)が初期排気量(Ｎini)未満の場合、ステップ１５が実行され、排気ファン(30)の排気量が初期排気量(Ｎini)に設定されるとともにステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、空気調和機(6)が冷房運転を行っている場合、ステップＳ１７が実行される。また、ステップＳ１６において、空気調和機(6)が停止している、あるいは暖房運転を行っている場合、ステップＳ１２以降が再び順に実行される。

ステップＳ１７では、室内ユニット(7)の室内温度センサ(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)の信号が制御手段(12)で受信され、次いでステップＳ１８が実行される。ステップＳ１８では、室外ユニット(8)の室外温度センサ(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)の信号が制御手段(12)で受信され、次いでステップＳ１９が実行される。

ステップＳ１９においては、制御手段(12)によって、ステップＳ１７で検知された室内温度(Ｔｒ)とステップＳ１８で検知された室外温度(Ｔｏ)との比較が行われる。ここで、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高くない場合、（室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)以下である場合）、再びステップＳ１２が実行される。そして、ステップＳ１２以降で、排気ファン(30)による初期排気量(Ｎini)または必要排気量(Ｎａ)での換気が行われる。

一方、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合、ステップＳ２０が実行される。そして、ステップＳ２０において、排気ファン(30)の排気量が、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差に基づいた以下の式によって算出される。

排気量＝(最大排気量(Ｎmax)−初期排気量(Ｎini))×
(室内温度(Ｔｒ)−室外温度(Ｔｏ))×比例係数(Ｃ)＋初期排気量(Ｎini)
ここで、比例係数(Ｃ)は、排気ファン(30)の容量や空気調和機(6)の運転能力によって決定される補正係数を表している。このように、排気ファン(30)の排気量は、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が大きければ大きいほど増加され、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が小さければ小さいほど減少される。そして、ステップＳ２０において、排気ファン(30)の排気量が上述の式によって算出され、厨房空間の換気量が所定の量に調整されると、ステップＳ１６以降が再び順に実行される。この排気ファン(30)による室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差に基づいた換気は、空気調和機が停止または暖房状態であるか、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)以下となるまで継続される。

このように変形例１の換気制御装置(10)では、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差に応じた排気ファン(30)の排気量の調整が行われる。ここで、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が大きい場合、排気ファン(30)の排気量が増加され、積極的な外気冷房が行われる。したがって、空気調和機(6)の冷房運転に係る消費電力を低減することができ、この空調システム(1)における省エネルギー性を向上することができる。

一方、室内温度(Ｔｒ)と室外温度(Ｔｏ)との温度差が小さい場合、排気ファン(30)の排気量が減少する。したがって、排気ファン(30)の運転に係る消費電力を低減することができる。

<実施形態１の変形例２>
この変形例２は、実施形態１に係る換気制御装置(10)と同様の構成において、その制御方法が異なるものである。

この変形例２において、制御手段(12)は、空気調和機(6)の冷房時に、室内温度センサ(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が上記室外温度センサ(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合に、排気手段(30)の動力（排気消費電力(Ｗ１)）と空気調和機(6)の冷房運転に必要な電力（空調消費電力(Ｗ２)）との和が最小となるように上記排気手段(30)の排気量を調整可能に構成されている。

この変形例２における換気制御装置(10)の運転動作について、図４のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。

まず、空調システム(1)において、換気制御装置(10)がＯＮになると、排気ファン(30)が起動し、所定の初期値に基づいた初期排気量(Ｎini)での換気が行われる（ステップＳ２１）。ステップＳ２２では、ガス調理台(5)の使用によってガスメータ(31)に検知されるガス使用量の信号が制御手段(12)で受信される。そして、制御手段(12)は、この厨房空間の必要換気量（排気ファン(30)の必要排気量(Ｎa)）を算出する。ステップＳ２３では、上記必要換気量(Ｎa)と上記初期排気量(Ｎini)との比較が行われる。そして、必要換気量(Ｎa)が初期排気量(Ｎini)より高い場合、ステップＳ２４が実行され、排気ファン(30)の排気量が必要換気量(Ｎａ)に設定されるとともにステップＳ２６に移行する。一方、ステップＳ２３において、必要換気量(Ｎa)が初期排気量(Ｎini)未満の場合、ステップ２５が実行され、排気ファン(30)の排気量が初期排気量(Ｎini)に設定されるとともにステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、空気調和機(6)が冷房運転を行っている場合、ステップＳ２７が実行される。また、ステップＳ２６において、空気調和機(6)が停止している、あるいは暖房運転を行っている場合、ステップＳ２２以降が再び順に実行される。

ステップＳ２７では、室内ユニット(7)の室内温度センサ(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)の信号が制御手段(12)で受信され、次いでステップＳ２８が実行される。ステップＳ２８では、室外ユニット(8)の室外温度センサ(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)の信号が制御手段(12)で受信され、次いでステップＳ２９が実行される。

ステップＳ２９においては、制御手段(12)によって、ステップＳ２７で検知された室内温度(Ｔｒ)とステップＳ２８で検知された室外温度(Ｔｏ)との比較が行われる。ここで、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高くない場合、（室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)以下である場合）、再びステップＳ２２が実行される。そして、ステップＳ２２以降で、排気ファン(30)による初期排気量(Ｎini)または必要排気量(Ｎａ)での換気が行われる。

一方、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合、ステップＳ３０が実行される。そして、ステップ３０において、排気ファンの排気消費電力(Ｗ１)と空気調和機(6)の空調消費電力(Ｗ２)との和が最小となるように、排気手段(30)の排気量が決定される。

より具体的に、まず、制御手段(12)は、図７のグラフに示すように、排気ファン(30)の排気量によって推定される排気消費電力(Ｗ１)と、排気ファン(30)の排気量、室内温度(Ｔｒ)、及び室外温度(Ｔｏ)によって推定される空調消費電力(Ｗ２)とを算出する。なお、空調消費電力(Ｗ２)は、この空気調和機(6)の通常冷房時（外気冷房が行われていない時）における消費電力から、外気冷房で軽減される消費電力を差し引いて算出されるものである。そして、制御手段(12)は、このようにして算出された排気消費電力(Ｗ１)及び空調消費電力(Ｗ２)の合計(例えば図７の破線)が最小となるように排気ファン(30)の排気量を調整している（例えば図７における(ｂ)線）。以上のように、ステップ３０において、厨房空間の換気量が所定の量に調整されると、ステップＳ２６以降が再び順に実行される。この排気ファン(30)による排気消費電力(Ｗ１)と空調消費電力(Ｗ２)とに基づいた換気は、空気調和機が停止または暖房状態であるか、室内温度(Ｔｒ)が室外温度(Ｔｏ)以下となるまで継続される。

このように変形例３では、排気消費電力(Ｗ１)と空調消費電力(Ｗ２)とを制御因子として、上記排気消費電力(Ｗ１)と空調消費電力(Ｗ２)との合計が最小となるように、排気手段(30)の排気量が調整される。したがって、空調システム(1)におけるトータルの消費電力を削減することができ、この空調システム(1)の省エネルギー性を効果的に向上することができる。

《発明の実施形態２》
次に、実施形態２に係る換気制御装置(10)について、図５を参照しながら説明する。

実施形態２に係る換気制御装置(10)は、空気調和機(6)に室内温度センサ(17)のみが設けられている空調システム(1)に組み込まれるものである。なお、上記室内温度センサ(17)は、空気調和機(6)の室内ユニットに設けられている。一方、室外温度センサ(18)は、換気制御装置(10)に備えられている。そして、この換気制御装置(10)の制御手段(12)は、上記空気調和機(6)の室内温度センサ(17)と、換気制御装置(10)の室外温度センサ(18)との検知信号を受信して排気ファン(30)の排気量を調整するように構成されている。

この実施形態２におけるそれ以外の構成及び運転動作は、上述した実施形態１と同様となっている。また、この実施形態２において、換気制御装置(10)の運転動作は、変形例１及び変形例２で上述したような運転動作であってもよい。

この実施形態２においては、空気調和機(6)に設けられた上記室内温度センサ(17)を、換気制御装置(10)の換気制御に利用できるため、室内温度センサ(17)を別途に設ける必要がなく、室内温度センサ(17)の配線工事も不要となる。

また、室外温度センサ(17)は、室外空間に配置される換気制御装置(10)に設けられるため、この室外温度センサ(17)の取付けや配線工事などを簡便に行うことができる。したがって、室内温度及び室外温度に基づいた換気制御を行う換気制御装置を空調システムに容易に組み込むことができる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

本実施形態では、空気調和機(6)の室内ユニット(7)に設けられた室内温度センサ(17)と、空気調和機(6)の室外ユニット(8)に設けられた室外温度センサ(18)とを利用して、厨房空間内の換気制御を行うようにしている。しかしながら、これらの温度センサ(17,18)に加えて、例えば図６に示すように、換気制御装置(10)に制御側室外温度センサ(19)を設けるようにしてもよい。

この場合、制御手段(12)は、室内温度センサ(17)で検知された室内温度と、室外温度センサ(18)及び制御側室外温度センサ(19)で検知された室外温度との比較を行い、排気ファン(30)の排気量を調整する。ここで、上記室外温度は、室外温度センサ(18)及び制御側室外温度センサ(19)との双方で検知された情報に基づき算出されるので、算出された室外温度は、実際の室外温度に近い温度となる。したがって、上述したように、室内温度と室外温度とに基づいて行われる外気冷房の効果を向上することができる。

また、本実施形態では、厨房空間において、室内空気を室外へ排出するとともに、この排出した空気に相当する量の室外空気を自然給気して厨房空間内の換気が行われている。しかしながら、この換気は、排出した空気に相当する量の室外空気を送風手段（給気ファン）などによって強制給気して行われるものであってもよい。

さらに、本実施形態では、レストランやホテルなどの厨房空間における空調システム(1)に、換気制御装置(10)を適用している。しかしながら、この換気制御装置(10)は、このような厨房空間以外に、例えばビルや店舗、あるいは居住空間など、如何なる室内空間に適用されてもよい。

また、本実施形態では、例えばガス調理台(5)などの使用状況より必要な換気量を算出するための室内状況検知手段として、ガスメータ(31)を用いている。しかしながら、これ以外の室内状況検知手段として、ガス調理台(5)の使用時に発生する二酸化炭素を検知するＣＯ２センサなどを用いてもよい。

実施形態１に係る換気制御装置が備えられた空調システムの全体構成を示す側面図である。 実施形態１に係る換気制御装置の運転フローチャートである。 実施形態１の変形例１に係る換気制御装置の運転フローチャートである。 実施形態１の変形例２に係る換気制御装置の運転フローチャートである。 実施形態２に係る換気制御装置が備えられた空調システムの全体構成を示す側面図である。 その他の実施形態に係る換気制御装置が備えられた空調システムの全体構成を示す側面図である。 空調システムにおける排気量と消費電力の関係を示すグラフである。

符号の説明

(1) 空調システム
(6) 空気調和機
(10) 換気制御装置
(12) 制御手段
(17) 室外温度検知手段
(18) 室内温度検知手段
(20) ダクト
(30) 排気手段

Claims (5)

1. 室内温度検知手段(17)及び室外温度検知手段(18)を有する空気調和機(6)と室内空間の排気を行う排気手段(30)とを備えた空調システム(1)に組み込まれ、
   排気手段(30)の排気量を調整し、該排気手段(30)の排気量に相当する室外空気を室内空間に取り込んで、室内空間の換気制御を行う換気制御装置であって、
   排気手段(30)の排気量を調整する制御手段(12)を備え、
   上記制御手段(12)は、上記空気調和機(6)の上記室内温度検知手段(17)及び上記室外温度検知手段(18)の検知信号を受信し、室内温度と室外温度とに基づいて上記排気手段(30)の排気量を調整するように構成されていることを特徴とする換気制御装置。
2. 室内温度検知手段(17)を有する空気調和機(6)と室内空間の排気を行う排気手段(30)とを備えた空調システム(1)に組み込まれ、
   排気手段(30)の排気量を調整し、該排気手段(30)の排気量に相当する室外空気を室内空間に取り込んで、室内空間の換気制御を行う換気制御装置であって、
   排気手段(30)の排気量を調整する制御手段(12)と室外温度検知手段(18)とを備え、
   上記制御手段(12)は、上記空気調和機(6)の上記室内温度検知手段(17)と上記室外温度検知手段(18)との検知信号を受信し、室内温度と室外温度とに基づいて上記排気手段(30)の排気量を調整するように構成されていることを特徴とする換気制御装置。
3. 請求項１または２に記載の換気制御装置において、
   制御手段(12)は、空気調和機(6)の冷房時に、室内温度検知手段(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が室外温度検知手段(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合に、排気手段(30)の排気量を最大とするように構成されていることを特徴とする換気制御装置。
4. 請求項１または２に記載の換気制御装置において、
   制御手段(12)は、空気調和機(6)の冷房時に、室内温度検知手段(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が室外温度検知手段(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高いほど、排気手段(30)の排気量を増加させるように構成されていることを特徴とする換気制御装置。
5. 請求項１または２に記載の換気制御装置において、
   制御手段(12)は、空気調和機(6)の冷房時に、室内温度検知手段(17)で検知された室内温度(Ｔｒ)が上記室外温度検知手段(18)で検知された室外温度(Ｔｏ)よりも高い場合に、排気手段(30)の排気消費電力(Ｗ１)と空気調和機(6)の空調消費電力(Ｗ２)との和が最小となるべく上記排気手段(30)の排気量を調整するように構成されていることを特徴とする換気制御装置。

Images