JP2005147624A

JP2005147624A - 換気システム及び換気装置並びに換気機能住宅

Info

Publication number: JP2005147624A
Application number: JP2003389513A
Authority: JP
Inventors: Takuya Saeki; 卓也佐伯
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】常時換気に有効に機能できる省エネ性のある換気システムを得る。
【解決手段】室内を換気する給気送風装置７と排気送風装置８、室内に人が居るか否かを検知する在人センサー１０、室内の揮発性有機化合物を検知するＶＯＣセンサー１１、在人センサー１０の出力及びＶＯＣセンサー１１の出力を取込み、それらの出力に基づいて給気送風装置７と排気送風装置８を制御する制御手段９を備える。そして、その制御手段９は、在人センサー１０の在人検知出力が有れば、ＶＯＣセンサー１１の出力の有無に拘らず給気送風装置７と排気送風装置８を運転させ、在人センサー１０の在人検知出力が無ければ、ＶＯＣセンサー１１の出力に応じて給気送風装置７と排気送風装置８を運転させるか停止させるかのいずれかの制御動作を行うものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として常時換気を行う換気システム及び換気装置並びに常時換気機能を具備した換気機能住宅に関するものである。

室内や住宅全体の換気を図る換気装置又は換気システムでは、換気機能を果たす換気手段が主体となって構成されている。換気手段としては、排気送風機や給気送風機または、これら双方の送風機を備えたもので構成されている。換気は、室内の空気質の改善や保全を図る目的で行われるもので、換気手段を動かし換気を行う要因は、室内の空気質の悪化である。そのため室内の空気質の変化を検知するセンサーで室内の空気質を監視し、センサーの出力値に応じて換気手段を自動的に動かし、あるいは停止させるようにしているものがある。そして、換気の要不要は元来、その室に居る人が決めることであることから、室内に人が居るか否かを在人センサーで検知し、在人検知した条件の元で空気質の悪化が検知された場合に換気手段を動かすようにしたものもある。なお、この種の従来技術としては特許文献１に開示された技術がある。

特開平１１−２１１１６５号公報

従来の自動運転する換気装置は、室内に在人センサーとガスセンサーが設置され、在人センサーで室内に人が居るか否かが検知され、ガスセンサーで室内の空気質が検知される。そして、在人検知の条件の元で、ＣＯ_２ガスや揮発性有機化合物又はホルムアルデヒド等で室内の空気が所定の濃度以上に汚濁し、空気質が悪化したとき、排気送風機を運転させ、換気によって室内の空気質を改善するものである。しかし、在人検知していても室内の空気が所定の濃度未満の汚濁では、換気を停止してしまうため、昨今、問題となっているシックハウス症候群の発症の抑制には役に立たない。シックハウス症候群の発症の抑制には、２４時間常時換気が有効であり、高気密住宅においても常時換気が要請されている。しかしながら、現状では常時換気に適合する換気システムや換気装置が無く、常時換気に有効に機能できる換気システムや換気装置の開発が望まれている。

本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、常時換気に有効に機能できる省エネ性のある換気システムを得ることであり、常時換気に有効に機能できる省エネ性のある換気装置や換気機能住宅を提供することである。

上記課題を解決するために本発明は、室内を換気する換気手段と、室内に人が居るか否かを検知する在人検知手段と、室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段と、在人検知手段の出力及び空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて換気手段を制御する制御手段とを備え、その制御手段によって、在人検知手段の在人検知出力が有れば、空気質検知手段の出力の有無に拘らず換気手段を運転させ、在人検知手段の在人検知出力が無ければ、空気質検知手段の出力に応じて換気手段を運転させるか停止させるかのいずれかの制御動作を行わせる手段を採用する。

また、他の発明は、室内を換気する処理風量を可変できる換気手段と、室内に人が居るか否かを検知する在人検知手段と、室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段と、在人検知手段の出力及び空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて換気手段を制御する制御手段とを備え、その制御手段によって、在人検知手段の在人検知出力が有って、なおかつ空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、換気手段を処理風量大で運転させ、空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、換気手段を処理風量小で運転させ、在人検知手段の在人検知出力が無く、空気質検知手段の出力が所定以上高い場合には、換気手段を処理風量小で運転させ、空気質検知手段の出力が所定より低ければ換気手段を停止させる制御動作を行わせる手段を採用する。

さらに他の発明は、室内を換気する処理風量を可変できる換気手段と、室内に人が多く居るか否かを検知する在人検知手段と、室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段と、在人検知手段の出力及び空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて換気手段を制御する制御手段とを備え、その制御手段によって、在人検知手段の在人検知出力が所定以上高く、なおかつ空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、換気手段を処理風量大で運転させ、空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、換気手段を処理風量小で運転させ、在人検知手段の在人検知出力が低く、なおかつ空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、換気手段を処理風量大で運転させ、空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、換気手段を処理風量小で運転させ、在人検知手段の在人検知出力が無く、空気質検知手段の出力が所定以上高い場合には、換気手段を処理風量小で運転させ、空気質検知手段の出力が所定より低ければ換気手段を停止させる制御動作を行わせる手段を採用する。

上記手段を採用することにより、室内に人が居れば、空気質検知手段の出力の有無に拘らず換気手段が運転して換気を行い、室内に人が居なければ、空気質検知手段の出力に応じて換気手段が運転し、あるいは停止することになり、人を主体とした常時換気が実現する。即ち、シックハウス症候群の発症の抑制に有効な常時換気が行え、省エネ性も備わった換気システム又は換気装置又は換気機能住宅となる。

上記他の手段を採用することにより、室内に人がいて、なおかつ空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、換気手段が処理風量大で運転して速やかに換気し、空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、換気手段が処理風量小で運転して換気する。また、室内に人が居ないときで、空気質検知手段の出力が所定以上高い場合については、換気手段が処理風量小で運転して室内の換気をし、空気質検知手段の出力が所定より低い場合については、換気の必要はないものとして換気手段が停止する人を主体とした常時換気が実現する。即ち、シックハウス症候群の発症の抑制に有効な常時換気が行え、省エネ性も備わった換気システム又は換気装置又は換気機能住宅となる。

また、上記さらに他の手段を採用することにより、室内に人が大勢いて、空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、換気手段が処理風量大で運転して速やかな換気を行い、空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、換気手段が処理風量小で運転して、穏やかな換気を行う。また、室内に人が少ないときでも、空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、換気手段が処理風量大で運転し、速やかな換気を行う。このとき、空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、換気手段が処理風量小で運転して穏やかな換気を行う。そして、室内に人が居ないときでも、空気質検知手段の出力が所定以上高い場合には、換気手段が処理風量小で運転し、換気を行い、空気質検知手段の出力が所定より低いときには換気の必要はないものとして換気手段が停止する。即ち、シックハウス症候群の発症の抑制に有効な常時換気が行え、省エネ性も備わった換気システム又は換気装置又は換気機能住宅となる。

本発明の換気システムは、室内を換気する処理風量を可変できる換気手段と、室内に人が居るか否かを検知する在人検知手段と、室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段と、在人検知手段の出力及び空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて換気手段を制御する制御手段とにより構成される。そして、この換気システムを住宅に装備させることにより換気機能住宅となる。空気質検知手段は、ホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を検知するＶＯＣセンサーを用い、室内のＶＯＣ濃度を出力電圧として制御手段に出力する。

制御手段は、在人検知手段の在人検知出力が有って、なおかつＶＯＣセンサーの出力値が所定以上高い場合、換気手段を処理風量大で運転させ、ＶＯＣセンサーの出力値が所定より低い場合には、換気手段を処理風量小で運転させる。また、在人検知手段の在人検知出力が無く、ＶＯＣセンサーの出力値が所定以上高い場合には、換気手段を処理風量小で運転させ、ＶＯＣセンサーの出力値が所定より低ければ換気手段を停止させる制御動作を行う。これにより、人を主体とした常時換気が実現でき、シックハウス症候群の発症の抑制に有効な省エネ性を備えた換気機能住宅が得られる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の換気機能住宅の平面図、図２は、換気システムの動作説明図である。この換気機能住宅１は、居間や寝室等の通常の居住空間２と、洗面所やトイレ等のサニタリー空間３とからなる間取りであり、換気システム４が構成されている。居住空間２には新鮮な外気を取入れるための給気口５が設けられ、サニタリー空間３には住宅全体の空気を外部に排気するための排気口６が設けられている。換気システム４は、換気手段として給気送風装置７と排気送風装置８を持ち、これらを制御する制御手段９を有する。住居空間２には人の在否を検知する在人検知手段としての在人センサー１０と、ホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を検知する空気質検知手段としてのＶＯＣセンサー１１が配備されている。在人センサー１０とＶＯＣセンサー１１は、制御手段９に繋がれ、それらの出力信号が制御手段９に入力される。制御手段９には、リモコン１２も繋がれ、リモコン１２により換気システム４の動作モード（自動運転／手動運転／停止）等を設定することができる。

自動運転の作動モードに設定されると、制御手段９は、在人センサー１０と、ＶＯＣセンサー１１からの情報を取込み、給気送風装置７及び排気送風装置８に制御信号を出力してこれらを制御する。即ち、制御手段９は、在人センサー１０の在人検知出力が有れば、ＶＯＣセンサー１１の出力の有無に拘らず給気送風装置７と排気送風装置８を運転させ、住宅全体を換気する。在人センサー１０の在人検知出力が無ければ、ＶＯＣセンサー１１の出力に応じて給気送風装置７と排気送風装置８を運転させるか停止させるかのいずれかの制御動作を行う。ＶＯＣセンサー１１の出力値が所定の値以上あるときは、給気送風装置７と排気送風装置８を運転させ、所定の値に満たないときは、給気送風装置７と排気送風装置８を停止させる制御動作を行う。これにより、人が不在で室内の空気が汚濁していないとき、換気の必要は無いとして換気を停止して省エネを図ることができる。室内に人が居る条件の元では常時換気が行われ、人が居なくても室内の空気が汚濁しているときは換気が行われ、室内の空気質の改善を図り、次に人が入室したとき不快感を与えないように換気して待機する。この換気機能住宅１においては、２４時間常時換気が自動的に行われ、シックハウス症候群の発症の抑制に有効に機能する。

リモコン１２によって手動運転モードが設定され、運転指示された場合には、制御手段９は、設定された風量で給気送風装置７と排気送風装置８を連続運転させ、停止指示がなされたときには、給気送風装置７と排気送風装置８を停止させる。

在人検知手段としては、人の動きを検知して、在人検知ではＤＣ５Ｖの電圧を出力し、在人検知しないときは０Ｖを出力する赤外線センサーの他、人工網膜ＬＳIやＣＯ_２センサーやダストカウンターを用いることもできる。人工網膜ＬＳIは、人工網膜チップに内蔵された受光素子からの信号を電気信号に変換し、画像として処理・認識できるシステムであり、人の姿形、人数や動作なども詳細に検知できる。ＣＯ_２センサーは、二酸化炭素の濃度を検知してリニアに信号出力（電圧）する半導体ガスセンサーであり、適応するにあたっては、ＣＯ_２センサーの信号基準値を決め、それに対する相対変化を検出して判定し制御する。また、ダストカウンターは空気中に浮遊している粒子の濃度を測定するもので、空気中にレーザー光又は、白色光を照射して浮遊している粒子からの散乱光を検出して電気信号に変えるものである。適用にあたっては、室内に浮遊している粒子が所定以上あれば人が居ると判定するようにする。空気質検知手段としては、ＶＯＣセンサー１１の他に煙草の煙等に反応するセンサーを適用することもできる。いずれのものを用いてもそれらの感度については、設置環境や利用者の好みに応じて調整されるものである。

なお、換気手段としては、強制給排気による換気方式によるものの他、給気については排気に伴い給気口からの自然給気による排気方式や、給気に伴い排気口からの自然排気による給気方式のものを採用することもできる。

実施の形態２．
図３は、本実施の形態の換気システムないしは換気装置の構成図、図４は、その動作説明図である。本実施の形態の換気システムないしは換気装置も基本的には、実施の形態１の換気システムと同じである。従って、実施の形態１と同じ部分については実施の形態１と同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。

本実施の形態の換気システム４ないしは換気装置１３は、処理風量を可変できる換気手段で構成されている他は、実施の形態１で示したものと同じである。リモコン１２によって自動運転の作動モードに設定されると、制御手段９は、在人センサー１０と、ＶＯＣセンサー１１からの情報を取込み、風量可変の給気送風装置７及び排気送風装置８に制御信号を出力してこれらを制御する。即ち、制御手段９は、在人センサー１０の在人検知出力が有り、しかもＶＯＣセンサー１１の出力が所定以上高い場合、給気送風装置７と排気送風装置８を処理風量大の強運転で運転させ、ＶＯＣセンサー１１の出力が所定より低い場合、給気送風装置７と排気送風装置８を処理風量小の弱運転で運転させる。そして、在人センサー１０の在人検知出力が無ければ、ＶＯＣセンサー１１の出力に応じて給気送風装置７と排気送風装置８を弱運転させるか停止させるかのいずれかの制御動作を行う。ＶＯＣセンサー１１の出力値が所定以上あれば、給気送風装置７と排気送風装置８を処理風量小の弱運転で運転させ、所定の値に満たなければ給気送風装置７と排気送風装置８を停止させる制御動作を行う。これにより、人が不在で室内の空気が汚濁していないとき、換気の必要は無いとして換気を停止して省エネを図ることができる。人が居る条件の元ではＶＯＣセンサー１１の出力に応じて、処理風量大での換気と処理風量小での常時換気が行われる。人が居なくても室内の空気が汚濁しているときは処理風量小での換気が行われ、室内の空気質の改善を図り、次に人が入室したとき不快感を与えないように換気して待機する。

処理風量大での換気運転を行うか処理風量小での換気運転を行うかの判定基準となるＶＯＣセンサー１１の出力値は、任意に設定できるようにしている。例えば、標準値として８００ＰＰｍ、高感度設定として５００ＰＰｍ、低感度設定１として１０００ＰＰｍ、低感度設定２として１５００ＰＰｍと、設置場所や利用者の汚濁濃度の許容レベルの違いに対応できるようにしている。これ以外の機能は、実施の形態１のものと同じである。なお、処理風量については大小二通りとしたが、大中小三通りとしても、インバータ制御等によりさらにきめ細かな処理風量制御も可能である。

実施の形態３．
図５は、本実施の形態の換気システムないしは換気装置の動作説明図である。本実施の形態の換気システムないしは換気装置も基本的には、実施の形態２の換気システムないしは換気装置と同じである。従って、実施の形態２と同じ部分については実施の形態２と同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。

本実施の形態は、人の姿形、人数や動作なども詳細に検知できる人工網膜ＬＳＩを在人検知手段として用いた換気システムないしは換気装置である。制御手段９は、在室者が多く居るか少ないか、それとも在室者が居ないか、ＶＯＣセンサー１１の出力が所定以上か未満かを換気運転の判断にしている。

リモコン１２によって自動運転の作動モードに設定されると、制御手段９は、人工網膜ＬＳＩと、ＶＯＣセンサー１１からの情報を取込み、給気送風装置７及び排気送風装置８に制御信号を出力してこれらを制御する。即ち、制御手段９は、人工網膜ＬＳＩの在人検知出力が大勢であり、しかもＶＯＣセンサー１１の出力が所定以上高い場合、給気送風装置７と排気送風装置８を処理風量大の強運転で運転させ、ＶＯＣセンサー１１の出力が所定より低い場合も給気送風装置７と排気送風装置８を処理風量大の強運転で運転させる。人工網膜ＬＳＩの在人検知出力が小数であり、しかもＶＯＣセンサー１１の出力が所定以上高い場合、給気送風装置７と排気送風装置８を処理風量大の強運転で運転させ、ＶＯＣセンサー１１の出力が所定より低い場合は、給気送風装置７と排気送風装置８を処理風量小の弱運転で運転させる。そして、人工網膜ＬＳＩの在人検知出力が無ければ、ＶＯＣセンサー１１の出力に応じて給気送風装置７と排気送風装置８を弱運転させるか停止させるかのいずれかの制御動作を行う。ＶＯＣセンサー１１の出力値が所定以上あれば、給気送風装置７と排気送風装置８を処理風量小の弱運転で運転させ、所定の値に満たなければ給気送風装置７と排気送風装置８を停止させる制御動作を行う。

在室者が大勢か少ないかの判定基準は、１人／２畳を基準として１人当りの風量は２０ｍ^３／ｈを確保できることを目安に設定されている。例えば、８畳の広さの室では４人を許容値とし５人以上を大勢とし、５人未満を少ないと判定する。そして、この場合、大勢とした判定での処理風量は、最低でも８０ｍ^３／ｈ確保できる換気手段とする。ただし、設置場所の広さ、用途（一般住宅、店舗、会社、映画館や劇場等）により異なるため、在室者が大勢か少ないかの判定基準値は任意に設定できるようにした方が適用性が高い。これ以外の機能は実施の形態２のものと同じである。

実施の形態４．
図６は、本実施の形態の換気システムないしは換気装置の制御シーケンスを示すフローチャート、図７は、本実施の形態の換気システムないしは換気装置の他の制御シーケンスを示すフローチャートである。本実施の形態の換気システムないしは換気装置も基本的には、上述した各実施の形態の換気システムと同じである。従って、各実施の形態のものと同じ部分についてはそれらのものと同じ符号を用い、その説明は省略する。

本実施の形態では、制御手段９は、停止している給気送風装置７及び排気送風装置８を運転させる際、処理風量大で例えば３０分間のタイマ一運転をさせる処理を行う。即ち、図６のステップ♯１で運転要求が有ると制御手段９はステップ♯２で前回の運転状態は停止かどうかを判定する。停止であればステップ♯３で３０分のタイマー運転をし、ステップ♯４へ進み、タイマー運転時間Ｔが経過したかどうかの判定を行い、経過したらステップ♯５へ進む。ステップ♯２で前回の運転状態が停止でなければ、ステップ♯５で弱運転する処理をする。ステップ♯４でタイマー運転時間Ｔが経過していなければ、ステップ♯３の処理に戻る。これにより、換気を停止していて室内に熱のこもりや、臭気、ガスの滞りがあっても起動に当ってまず強運転で換気して迅速に室内を快適環境にすることができる。図７に示すようにステップ♯１の初期設定でタイマー運転時間Ｔを任意に設定できるようにすれば、より使用者のニーズや設置環境に即した換気システムないしは換気装置となる。

換気機能住宅の平面図である。（実施の形態１）換気システムの動作説明図である。（実施の形態１）換気システムないしは換気装置の構成図である。（実施の形態２）換気システムないしは換気装置の動作説明図である。（実施の形態２）換気システムないしは換気装置の動作説明図である。（実施の形態３）換気システムないしは換気装置の制御手段の制御シーケンスを示したフローチャートである。（実施の形態４）換気システムないしは換気装置の制御手段の他の制御シーケンスを示したフローチャートである。（実施の形態４）

符号の説明

１換気機能住宅、４換気システム、７給気送風装置、８排気送風装置、９制御手段、１０在人せンサー、１１ＶＯＣセンサー、１３換気装置。

Claims

室内を換気する換気手段、当該室内に人が居るか否かを検知する在人検知手段、当該室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段、前記在人検知手段の出力及び前記空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて前記換気手段を制御する制御手段を備え、その制御手段は、前記在人検知手段の在人検知出力が有れば、前記空気質検知手段の出力の有無に拘らず前記換気手段を運転させ、前記在人検知手段の在人検知出力が無ければ、前記空気質検知手段の出力に応じて前記換気手段を運転させるか停止させるかのいずれかの制御動作を行う換気システム。
室内を換気する処理風量を可変できる換気手段、当該室内に人が居るか否かを検知する在人検知手段、当該室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段、前記在人検知手段の出力及び前記空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて前記換気手段を制御する制御手段を備え、その制御手段は、前記在人検知手段の在人検知出力が有って、なおかつ前記空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、前記換気手段を処理風量大で運転させ、前記空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、前記換気手段を処理風量小で運転させ、前記在人検知手段の在人検知出力が無く、前記空気質検知手段の出力が所定以上高い場合には、前記換気手段を処理風量小で運転させ、前記空気質検知手段の出力が所定より低ければ前記換気手段を停止させる制御動作を行う換気システム。
室内を換気する処理風量を可変できる換気手段、当該室内に人が多く居るか否かを検知する在人検知手段、当該室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段、前記在人検知手段の出力及び前記空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて前記換気手段を制御する制御手段を備え、その制御手段は、前記在人検知手段の在人検知出力が所定以上高く、なおかつ前記空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、前記換気手段を処理風量大で運転させ、前記空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、前記換気手段を処理風量小で運転させ、前記在人検知手段の在人検知出力が低く、なおかつ前記空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、前記換気手段を処理風量大で運転させ、前記空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、前記換気手段を処理風量小で運転させ、前記在人検知手段の在人検知出力が無く、前記空気質検知手段の出力が所定以上高い場合には、前記換気手段を処理風量小で運転させ、前記空気質検知手段の出力が所定より低ければ前記換気手段を停止させる制御動作を行う換気システム。
請求項２又は請求項３のいずれかに記載の換気システムであって、制御手段は、停止している換気手段を運転させる際、処理風量大でタイマ一運転させる処理を行う換気システム。
請求項４に記載の換気システムであって、タイマー運転の時間を任意に設定できるようにした換気システム。
室内を換気する換気手段、当該室内に人が居るか否かを検知する在人検知手段、当該室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段、前記在人検知手段の出力及び前記空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて前記換気手段を制御する制御手段を備え、その制御手段は、前記在人検知手段の在人検知出力が有れば、前記空気質検知手段の出力の有無に拘らず前記換気手段を運転させ、前記在人検知手段の在人検知出力が無ければ、前記空気質検知手段の出力に応じて前記換気手段を運転させるか停止させるかのいずれかの制御動作を行う換気装置。
室内を換気する処理風量を可変できる換気手段、当該室内に人が居るか否かを検知する在人検知手段、当該室内の揮発性有機化合物を検知する空気質検知手段、上記在人検知手段の出力及び前記空気質検知手段の出力を取込み、それらの出力に基づいて前記換気手段を制御する制御手段を備え、その制御手段は、前記在人検知手段の在人検知出力が有って、なおかつ前記空気質検知手段の出力が所定以上高い場合、前記換気手段を処理風量大で運転させ、前記空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、前記換気手段を処理風量小で運転させ、前記在人検知手段の在人検知出力が無く、前記空気質検知手段の出力が所定以上高い場合には、前記換気手段を処理風量小で運転させ、前記空気質検知手段の出力が所定より低い場合には、前記換気手段を停止させる制御動作を行う換気装置。
請求項１〜請求項７までのいずれかに記載の換気システムまたは換気装置を備えた換気機能住宅。