JP2009063251A

JP2009063251A - 換気システム

Info

Publication number: JP2009063251A
Application number: JP2007232341A
Authority: JP
Inventors: Junpei Koseto; 順平小瀬戸
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-03-26

Abstract

【課題】室内の結露が生じやすい箇所を効率的に防止するようにファンによる排気または給気をする換気システムを提供することを目的とする。
【解決手段】室内の空気を排気または給気するファン５と、室内の少なくとも２箇所以上に設置される温度を検出する温度検出手段７と、室内の湿度を検出する湿度検出手段８により検出された温度と湿度の関係から室内に含まれる水蒸気量を算出し水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、結露する温度差であると判断した場合には、室内の結露を防止するように、ファン５による排気または給気をさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度または湿度を検出して室内の結露を防止するように自動運転する換気システムにおいて、結露が生じやすい箇所を効率的に防止することが出来るように自動運転する換気システムに関する。

従来の換気システムにおいて、室内の結露を防止する方法として、各種センサを用いて室内の水蒸気量を検出し水蒸気量が多くなると、室内を排気または給気するファンの風量を制御する方法がある。（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−０２１５４８号公報

このような従来の換気システムでは、実際の室内で局所的に温度が低くなる箇所において、水蒸気量のみを検出して室内を排気または給気するファンの風量を制御するだけでは、結露を防止するには不十分であるという課題があり、結露が生じやすい箇所を効果的に防止する換気システムが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、結露が生じやすい箇所を効率的に防止することが出来るように自動運転する換気システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の換気システムでは、室内の空気を排気または給気するファンと、室内の少なくとも２箇所以上に設置される温度を検出する温度検出手段と、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内に含まれる水蒸気量を算出し水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、前記演算手段により結露する温度差であると判断した場合には、室内の結露を防止するように、前記ファンにより排気または給気することを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、室内に空気を給気するファンと、前記ファンによる給気の方向を制御するルーバーと、室内の少なくとも２箇所以上に設置される温度を検出する温度検出手段と、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内に含まれる水蒸気量を算出し水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、前記演算手段により結露する温度差であると判断した場合には、結露を防止するように、前記ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けて前記ファンにより給気することを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、室内の空気を排気または給気するファンと、室内の少なくとも２箇所以上と、室外に設置される温度を検出する温度検出手段と室内外の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内外に含まれる水蒸気量を算出し室内の水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、前記演算手段により結露する温度差であると判断した場合には、室内外の水蒸気量を比較し、室内の結露を防止するように、前記ファンによる排気または給気をすることを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、室内に空気を給気するファンと、前記ファンによる給気の方向を制御するルーバーと、室内の少なくとも２箇所以上と、室外に設置される温度を検出する温度検出手段と室内外の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内外に含まれる水蒸気量を算出し室内の水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、前記演算手段により結露する温度差であると判断した場合には、室内外の水蒸気量を比較し、室内の結露を防止するように、前記ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けて前記ファンにより給気することを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、温度差があらかじめ設定された閾値を超えた場合には、ファンによる排気または給気の風量を制御することを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、温度差があらかじめ設定された閾値を下回った場合には、自動的にファンを停止することを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、温度差があらかじめ設定された閾値を下回った場合には、自動的にファンとルーバーの制御を停止することを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、温度検出手段と湿度検出手段は、室内の全体的な温湿度を測定可能な場所と、結露が生じやすい箇所に設置することを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、温度差があらかじめ設定された閾値を越えた状態から、ファンにより排気と給気をすることにより閾値を下回った場合には、あらかじめ設定された時間だけファンによる排気と給気を継続することを特徴とする。

本発明の換気システムの他の手段は、温度差があらかじめ設定された閾値を越えた状態から、ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けてファンにより給気する方向を制御することにより閾値を下回った場合には、あらかじめ設定された時間だけファンによる排気と給気を継続することを特徴とする。

本発明の換気システムによれば、従来の水蒸気量のみで判断し室内を排気または給気するファンの風量を制御するだけでなく、結露が生じやすい箇所を効率的に防止することが出来るように自動運転する換気システムを提供することが出来る。

請求項１に記載の換気システムの発明は、室内の空気を排気または給気するファンと、室内の少なくとも２箇所以上に設置される温度を検出する温度検出手段と、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内に含まれる水蒸気量を算出し水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、結露する温度差であると判断した場合には、室内の結露を防止するように、前記ファンにより排気または給気することを特徴とするものであり、室内の結露が生じやすい箇所を効率的に防止することが可能となる。

請求項２に記載の換気システムの発明は、室内の空気を給気するファンと、前記ファンによる給気の方向を制御するルーバーと、室内の少なくとも２箇所以上に設置される温度を検出する温度検出手段と、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内に含まれる水蒸気量を算出し水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、結露する温度差であると判断した場合には、結露を防止するように、前記ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けて前記ファンにより給気することを特徴とするものであり、結露が生じやすい箇所に直接給気を行うことで効果的に結露を防止することが可能となる。

請求項３に記載の換気システムの発明は、室内の空気を排気または給気するファンと、室内の少なくとも２箇所以上と、室外に設置される温度を検出する温度検出手段と室内外の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内外に含まれる水蒸気量を算出し室内の水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、結露する温度差であると判断した場合には、室内外の水蒸気量を比較し、室内の結露を防止するように、前記ファンによる排気または給気をすることを特徴とするものであり、室内の結露が生じ易い箇所を効率的に防止することが可能となる。

請求項４に記載の換気システムの発明は、室内の空気を給気するファンと、前記ファンによる給気の方向を制御するルーバーと、室内の少なくとも２箇所以上と、室外に設置される温度を検出する温度検出手段と室内外の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内外に含まれる水蒸気量を算出し室内の水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、結露する温度差であると判断した場合には、室内外の水蒸気量を比較し、室内の結露を防止するように、前記ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けて前記ファンにより給気することを特徴とするものであり、結露が生じやすい箇所に直接給気を行うことで効果的に結露を防止することが可能となる。

請求項５に記載の換気システムの発明は、請求項１または３に記載の換気システムにおいて、温度差があらかじめ設定された閾値を超えた場合には、ファンによる排気または給気の風量を制御することを特徴とするものであり、必要な時にだけファンによる排気または給気することで室内の空気を循環させることができ、効率的に結露の発生を防止することが可能となる。

請求項６に記載の換気システムの発明は、請求項１または３に記載の換気システムにおいて、温度差があらかじめ設定された閾値を下回った場合には、自動的にファンを停止することを特徴とするものであり、不必要な時にはファンによる排気または給気を停止することができ、省エネ性の向上が可能となる。

請求項７に記載の換気システムの発明は、請求項２または４に記載の換気システムにおいて、温度差があらかじめ設定された閾値を下回った場合には、自動的にファンとルーバーの制御を停止することを特徴とするものであり、不必要な時にはファンによる排気または給気を停止することができ、省エネ性の向上が可能となる。

請求項８に記載の換気システムの発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の換気システムにおいて、温度検出手段と湿度検出手段は、室内の全体的な温湿度を測定可能な場所と、結露が生じやすい箇所に設置することを特徴とするものであり、外と面している窓１１や、壁面１２等の室内の全体的な温度に対して比較的温度低くなり結露が生じやすい箇所を防止することが可能となる。

請求項９に記載の換気システムの発明は、請求項１または３に記載の換気システムにおいて、温度差があらかじめ設定された閾値を越えた状態から、ファンにより排気と給気をすることにより閾値を下回った場合には、あらかじめ設定された時間だけファンによる排気と給気を継続することを特徴とするものであり、ファンによる排気と給気を停止してからすぐにまた結露が生じるような温度差にならないようにすることが可能となる。

請求項１０記載の換気システムの発明は、請求項２または４に記載の換気システムにおいて、温度差があらかじめ設定された閾値を越えた状態から、ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けてファンにより給気する方向を制御することにより閾値を下回った場合には、あらかじめ設定された時間だけファンによる排気と給気を継続することを特徴とするものであり、ファンによる排気と給気を停止してからすぐにまた結露が生じるような温度差にならないようにすることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１〜３を用いて説明する。図に示すように本発明の換気システムは、一般的な居住空間等において、室内外の空気を排気用ダクト１、給気用ダクト２を介して排気口３または給気口４から室内外に排気または給気するファン５を備えた本体６を配置し、本体６の前面には温度検出手段７と湿度検出手段８が備えられ、演算手段を内蔵したマイクロコンピューター９と電気的に接続されている。

また室内で温度が低くなる窓１１や、壁面１２等の結露が生じやすい箇所にも温度検出手段７が備えられ、マイクロコンピューター９とは電気的に接続されている。

上記構成において、図４のフローチャートを用いて、一般的な居住空間に設置された換気システムが、室内の少なくとも２箇所を比較して結露が生じる温度差を検出し、ファン５による排気または給気を行う動作について述べる。

ＳＴＥＰ１では、室内に結露が生じる温度差が検出されていないためファン５には通電されていない。ＳＴＥＰ２及びＳＴＥＰ３では、温度検出手段７と湿度検出手段８の検出結果とあらかじめマイクロコンピューター９に記憶させた閾値と比較して、結露が生じる温度差（以下、結露が生じる温度差を越えた場合を検知状態とし、結露が生じる温度差を下回った場合を非検知状態とする。）であると判断した場合には、ファン５への通電を開始し排気または給気を行うことで室内の空気を循環させる。ここで、温度検出手段７として温度変化に対して電気抵抗の変化の大きい抵抗体であるサーミスタ、湿度検出手段８として水蒸気が付着することで電気抵抗が変化する湿度センサが考えられ、本体６に備えられたサーミスタと湿度センサからマイコンで水蒸気量を算出し水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算し、本体６と窓１１や、壁面１２等の結露が生じやすい箇所に備えられているサーミスタの値から算出される温度差を比較した結果から判断し、検知状態であると判断した場合にはファン５への通電を開始し排気または給気を行うことで室内の空気を循環させる。

ここで、演算手段を内蔵するマイクロコンピューター９が温度差を演算するまでの処理の仕方について述べる。まず、本体６に配置されたサーミスタで温度を、湿度センサで湿度を検出し、マイクロコンピューター９に湿り空気線図のテーブルを内蔵した演算手段を用いて、水蒸気量を算出する。その後、算出した水蒸気が飽和してしまい結露が生じる温度差を算出する。結露が生じやすい箇所に配置されたサーミスタの検出した温度をマイクロコンピューター９で読み込み、本体６に配置されたサーミスタの検出した温度と比較し温度差を算出する。算出した結露が生じる温度差と実際の２箇所の温度差を比較し、検知状態となるか非検知状態となるか判断する。

例えば、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、本体６に備えられたサーミスタの検出した温度が２５℃、湿度センサの検出した湿度が６０％の場合、室内に含まれる水蒸気量は１２ｇ／ｍ³となり、この空気の温度が１６℃まで下がると結露が生じてしまうため、本体６と窓１１や壁面１２等に備えられたサーミスタの温度差が７℃以上（結露が生じる温度差９℃に対して２℃マージンを持たせる）になると窓１１や壁面１２等の結露が生じやすい箇所の空気を循環させることで結露を防止するためにファン５への通電を開始し、排気または給気を行うことで室内を循環させる。ここでファン５の風量は強運転（０．５回以上／ｈ）とする。ここで図１０（ａ）は２５℃時の水蒸気量、結露が生じる温度差の演算例。図１０（ｂ）は湿り空気線図の参考例である。

ＳＴＥＰ４〜６では、ファン５に通電後、検知状態から非検知状態に変化してから一定時間はファン５への通電を継続し、排気または給気を行うことで非検知状態から検知状態へすぐに変化してしまうのを防止する。ここでファン５の風量は弱運転（０．５回以下／ｈ）とする。その後ファン５への通電を停止し初期状態に戻る。ここで、一定時間とは６０分程度が良い。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図２、３及び５を用いて説明する。実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成に対して、給気の方向を制御するルーバー１３が本体６に追加されているものとする。

上記構成において、図７のフローチャートを用いて、一般的な居住空間に設置された換気システムが、室内の少なくとも２箇所を比較して検知状態になると、ファン５とルーバー１３による給気と方向制御を行う動作について述べる。実施の形態１と同一文書については省略する。

図６の実施の形態１のフローチャートＳＴＥＰ２及び３では、ファン５のみで排気または給気を行っていたものに対して、実施の形態２のフローチャートＳＴＥＰ２及び３では、ルーバー１３を用いてファン５による給気の方向を制御するものであり、検知状態になるとルーバー１３を結露が生じやすい箇所に配置されているサーミスタの方向に向けてファン５による給気を行う。以下、ルーバー１３の方向を制御する手段としてステッピングモータを用いる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を図１、３及び６を用いて説明する。実施の形態３の構成は、実施の形態１の構成に対して、室外にも温度検出手段７と湿度検出手段８が備えられているものとする。

上記構成において、図８のフローチャートを用いて、一般的な居住空間に設置された換気システムが、室内の少なくとも２箇所を比較して検知状態になると、ファン５による排気または給気を行う動作について述べる。実施の形態１と同一文書については省略する。

図６の実施の形態１のフローチャートＳＴＥＰ２及び３では、室内のみの温度差からファン５による排気または給気を行っているものに対して、実施の形態３のフローチャートＳＴＥＰ２〜５では室内外の水蒸気量を比較することで、ファン５による排気または給気を制御するものであり、室内よりも室外の方が水蒸気量が多い場合にはファン５により排気のみを行い、室内よりも室外の方が水蒸気量が少ない場合にはファン５により給気のみを行うものとする。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４を図３、５及び６を用いて説明する。実施の形態４の構成は実施の形態２の構成に対して、室外にも温度検出手段７と湿度検出手段８が備えられているものとする。

上記構成において、図９のフローチャートを用いて、一般的な居住空間に設置された換気システムが、室内の少なくとも２箇所を比較して結露が生じる温度差を検出し、ファン５とルーバー１３による給気と方向制御を行う動作について述べる。実施の形態２と同一文書については省略する。

図７の実施の形態２のフローチャートにおいてＳＴＥＰ２及びＳＴＥＰ３では、室内のみの温度差からファン５による排気または給気を行っているものに対して、実施の形態４のフローチャートＳＴＥＰ２〜５では、室内外の水蒸気量を比較し、ルーバー１３によりファン５による給気の方向を制御するものである。室内よりも室外の方が水蒸気量が多い場合にはファン５により排気のみを行い、室内よりも室外の方が水蒸気量が少ない場合にはルーバー１３を結露が生じやすい箇所に配置されているサーミスタの方向に向けてファン５による給気のみを行うものとする。

本発明に関する換気システムは、温度または湿度を検出して室内の結露を防止するように自動運転する換気システムにおいて、結露が生じやすい箇所を効率的に防止することが出来るように自動運転するものであり、一般的な居住空間等に用いられる換気システムに有用です。

本発明の実施の形態１及び３の換気システムの本体の取り付け状態図本発明の実施の形態１及び３の換気システムの構成を示す全体図同換気システムの構成を示すブロック図同換気システムが自動運転する動作を示すフローチャート本発明の実施の形態２及び４の換気システムの取り付け状態図本発明の実施の形態２及び４の換気システムの構成を示す全体図同換気システムが自動運転する動作を示すフローチャート同換気システムが自動運転する動作を示すフローチャート同換気システムが自動運転する動作を示すフローチャート演算例と参考例を示す図（（ａ）２５℃時の水蒸気量・温度差の演算例を示す図、（ｂ）湿り空気線図参考例を示す図）

符号の説明

５ファン
６本体
７温度検出手段
８湿度検出手段
９マイクロコンピューター
１３ルーバー

Claims

室内の空気を排気または給気するファンと、室内の少なくとも２箇所以上に設置される温度を検出する温度検出手段と、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内に含まれる水蒸気量を算出し水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、前記演算手段により結露する温度差であると判断した場合には、室内の結露を防止するように、前記ファンにより排気または給気することを特徴とする換気システム。
室内に空気を給気するファンと、前記ファンによる給気の方向を制御するルーバーと、室内の少なくとも２箇所以上に設置される温度を検出する温度検出手段と、室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内に含まれる水蒸気量を算出し水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、前記演算手段により結露する温度差であると判断した場合には、結露を防止するように、前記ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けて前記ファンにより給気することを特徴とする換気システム。
室内の空気を排気または給気するファンと、室内の少なくとも２箇所以上と、室外に設置される温度を検出する温度検出手段と室内外の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内外に含まれる水蒸気量を算出し室内の水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、前記演算手段により結露する温度差であると判断した場合には、室内外の水蒸気量を比較し、室内の結露を防止するように、前記ファンによる排気または給気をすることを特徴とする換気システム。
室内に空気を給気するファンと、前記ファンによる給気の方向を制御するルーバーと、室内の少なくとも２箇所以上と、室外に設置される温度を検出する温度検出手段と室内外の湿度を検出する湿度検出手段と、前記温度検出手段と前記湿度検出手段により検出された温度と湿度の関係から室内外に含まれる水蒸気量を算出し室内の水蒸気が飽和し結露に至る温度差を演算する演算手段とを備え、前記演算手段により結露する温度差であると判断した場合には、室内外の水蒸気量を比較し、室内の結露を防止するように、前記ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けて前記ファンにより給気することを特徴とする換気システム。
温度差があらかじめ設定された閾値を超えた場合には、ファンによる排気または給気の風量を制御することを特徴とする請求項１または３に記載の換気システム。
温度差があらかじめ設定された閾値を下回った場合には、自動的にファンを停止することを特徴とする請求項１または３に記載の換気システム。
温度差があらかじめ設定された閾値を下回った場合には、自動的にファンとルーバーの制御を停止することを特徴とする請求項２または４に記載の換気システム。
温度検出手段と湿度検出手段は、室内の全体的な温湿度を測定可能な場所と、結露が生じやすい箇所に設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の換気システム。
温度差があらかじめ設定された閾値を越えた状態から、ファンにより排気と給気をすることにより閾値を下回った場合には、あらかじめ設定された時間だけファンによる排気と給気を継続することを特徴とする請求項１または３に記載の換気システム。
温度差があらかじめ設定された閾値を越えた状態から、ルーバーを結露が生じやすい箇所に向けてファンにより給気する方向を制御することにより閾値を下回った場合には、あらかじめ設定された時間だけファンによる排気または給気を継続することを特徴とする請求項２または４に記載の換気システム。