JP2010007981A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な換気量を確保することができる換気装置を提供する。
【解決手段】換気装置１は、第１温度検知部５、第２温度検知部６、換気用ファン４及び制御部８を有する。第１温度検知部５は、建物内の空気の温度を検出する。第２温度検知部６は、建物外の空気の温度を検出する。換気用ファン４は、建物内または建物外へ空気を送風する。制御部８は、建物の隙間から建物内に流入または建物外に流出する空気の量が所定量以下となるように、第１温度検知部５の第１検知結果Ｔ１及び第２温度検知部６の第２検知結果Ｔ２に基づいて、換気用ファン４の風量を制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、換気装置、特に、建物内の換気を行う換気装置に関する。

気密住宅等の建物においては、建物内または建物外へと空気を送風することで、建物内を換気するための換気装置が設けられることがある。しかしながら、建物には隙間があるため、この隙間を介して建物外から建物内へ、または建物内から建物外へと空気が出入りする。すると、換気装置が換気運転を行っているとしても、建物内は、換気装置による換気の効果が十分に発揮されていない状態となる恐れがある。

そこで、例えば特許文献１に示すように、建物の隙間を出入りする空気の量を考慮して換気装置を制御する技術が知られている。
特開２００４−１９０９７３号公報

特許文献１には、建物の隙間を出入りする空気の量が多い場合には、換気装置による建物内の換気量を少なくし、逆に建物の隙間を出入りする空気の量が小さい場合には、換気装置による建物内の換気量を大きくするといった制御が開示されている。しかしながら、特許文献１の技術では、例えば建物の隙間を出入りする空気の量が所定量以上であるが、建物内の実際の換気量をこの所定量よりも少なくしようとする場合には、建物の隙間を出入りする空気の量自体の調整を行うことはできないため、建物内の実際の換気量を確実に調整することは困難である。

そこで、本発明は、必要な換気量を確実に確保することができる換気装置の提供を目的とする。

発明１に係る換気装置は、建物内の換気を行う装置であって、第１温度検知部、第２温度検知部、換気用ファン及び制御部を有する。第１温度検知部は、建物内の空気の温度を検出する。第２温度検知部は、建物外の空気の温度を検出する。換気用ファンは、建物内または建物外へ空気を送風する。制御部は、建物の隙間から建物内に流入または建物外に流出する空気の量が所定量以下となるように、第１温度検知部の第１検知結果及び第２温度検知部の第２検知結果に基づいて、換気用ファンの風量を制御する。

この換気装置によると、建物内外の温度差に基づいて、建物の隙間から出入りする空気の量が例えば“０”に近づくように、換気用ファンの風量制御が行われる。従って、必要な換気量を確実に確保し易くなる。

発明２に係る換気装置は、発明１に係る換気装置であって、換気用ファンは、給気用ファンと排気用ファンとを有する。給気用ファンは、建物内に空気を給気するためのファンである。排気用ファンは、建物外に空気を排気するためのファンである。

ここで、“換気”とは、建物内に空気を供給する給気と、建物内の空気が建物外に排出される排気とを含む。この換気装置は、給気及び排気される空気量が必要な量となるように、換気用ファンの風量を制御することができる。

発明３に係る換気装置は、発明１または２に係る換気装置であって、熱交換器を更に備える。熱交換器は、換気用ファンにより建物内または建物外に送風される空気と熱交換を行う。熱交換器は、全熱交換器及び顕熱交換器のいずれか１つである。そして、熱交換器は、建物の隙間から建物内に流入された空気または建物外に流出する空気と熱交換を更に行う。

建物の隙間を出入りする空気が熱交換されないような装置であると、建物内の温度が所望する温度に至っていないために更に熱交換する必要が生じたり、建物外の温度が低く熱交換器が凍結したためにデフロスト運転を行う必要が生じたりする恐れがある。しかし、この換気装置によると、熱交換器は、換気用ファンにより送風される空気とだけではなく、建物の隙間を出入りする空気とも熱交換を行う。従って、建物の隙間を出入りする空気が熱交換されない場合に比して、換気装置自体により消費されるエネルギーを少なくすることができる。

発明４に係る換気装置は、発明１〜３のいずれかに係る換気装置であって、制御部は、第１検知結果及び第２検知結果に基づいて、建物内の室内圧力と建物外の室外圧力との圧力差を算出する。次いで、制御部は、圧力差に基づいて換気用ファンの風量を制御することで、建物の隙間から建物内に流入または建物外に流出する空気の量を所定量以下にする。

この換気装置によると、室内圧力と室外圧力との圧力差がモニターされ、この圧力差が例えば“０”に近づくように、換気用ファンの回転数が制御される。そのため、建物の隙間を空気が出入りすることを抑制することができる。

発明５に係る換気装置は、発明４に係る換気装置であって、換気用ファンは、インバータ制御により回転数が変化するモータに接続されている。

制御部が室内圧力と室外圧力との圧力差を用いて換気用ファンの制御を行う場合、換気用ファンの回転数を精密に制御する必要がある。しかし、この換気装置では、換気用ファンが、インバータ制御により精密な回転数制御がなされるモータと接続されているため、換気用ファンの回転数は、精密に制御される。従って、室内圧力と室外圧力との圧力差を用いた制御が実現できる。

発明６に係る換気装置は、発明１〜５のいずれかに係る換気装置であって、制御部は、第１検知結果及び第２検知結果に基づいて、建物の隙間から建物内に流入または建物外に流出される空気の量を推定する。次いで、制御部は、推定結果に基づいて、換気用ファンの風量をフィードバック制御する。

この換気装置によると、建物の隙間を出入りする空気量が推定され、その推定結果に基づいて換気用ファンの風量がフィードバック制御される。これにより、建物の隙間を出入りする空気量を考慮して換気用ファンの回転数制御が行われるため、必要な換気量を確保することができる。

発明７に係る換気装置は、発明１〜６のいずれかに係る換気装置であって、指示受付部を更に備える。指示受付部は、圧力調整モード及び換気量調整モードのいずれかの開始指示を受け付けることができる。圧力調整モードは、建物内の室内圧力と建物外の室外圧力との圧力差に基づいて、換気用ファンの風量を制御するモードである。換気量調整モードは、建物の隙間から建物内に流入または建物外に流出される空気の量の推定結果に基づいて、換気用ファンの風量をフィードバック制御するモードである。そして、制御部は、指示受付部が受け付けた開始指示に基づいて、圧力調整モード及び換気量調整モードのいずれかを選択する。

この換気装置によると、例えばリモートコントローラを介してユーザによりなされた圧力調整モードまたは換気量調整モードの開始指示に基づいて、制御部による換気用ファンの制御が、圧力調整モードまたは換気量調整モードに切り替わる。そのため、ユーザの所望するモードで換気用ファンの風量制御がなされるようになる。

発明８に係る換気装置は、発明７に係る換気装置であって、制御部は、圧力調整モード及び換気量調整モードのいずれかを、自動で選択する。

この換気装置によると、圧力調整モードまたは換気量調整モードの切換は自動で行われるため、その時々の条件に応じた適切なモードで換気用ファンの風量制御がなされるようになる。

発明１に係る換気装置によると、建物内外の温度差に基づいて、建物の隙間から出入りする空気の量がゼロに近づくように換気用ファンの風量制御が行われるため、必要な換気量を確実に確保し易くなる。

発明２に係る換気装置によると、給気及び排気される空気量が必要な量となるように、換気用ファンの風量が制御されるようになる。

発明３に係る換気装置によると、建物の隙間を出入りする空気が熱交換されない場合に比して、換気装置自体により消費されるエネルギーを少なくすることができる。

発明４に係る換気装置によると、室内圧力と室外圧力との圧力差が例えば“０”に近づくように換気用ファンの回転数が制御されるため、空気が建物の隙間を出入りすることを抑制することができる。

発明５に係る換気装置によると、室内圧力と室外圧力との圧力差を用いた制御が実現できる。

発明６に係る換気装置によると、建物の隙間を出入りする空気量を考慮して換気用ファンの回転数制御が行われるため、必要な換気量を確保することができる。

発明７に係る換気装置によると、ユーザの所望するモードで換気用ファンの風量制御がなされるようになる。

発明８に係る換気装置によると、圧力調整モードまたは換気量調整モードの切換は自動で行われるため、その時々の条件に応じた適切なモードで換気用ファンの風量制御がなされるようになる。

以下、本発明に係る換気装置について、図を用いて詳細に説明する。

（１）構成
図１は、本発明の一実施形態に係る換気装置１の構成を概略的に示す図である。換気装置１は、気密住宅等の建物の壁や床上、天井、壁裏、床下、天井裏等に設置され、建物内の換気を行う。この換気装置１は、建物外の空気を室外空気ＯＡとして建物内に取り入れるための取入口、室外空気ＯＡを供給空気ＳＡとして建物内に供給する給気口、建物内の空気である室内空気ＲＡを建物内から取り出すための取出口、及び室内空気ＲＡを排出空気ＥＡとして建物外に排出するための排出口それぞれにダクト等を介して接続される装置本体２を有している。

装置本体２の内部には、図１に示すように、主として熱交換器３、換気用ファン４、第１温度検知部５、第２温度検知部６、受信部７（指示受付部に相当）、制御部８が備えられている。尚、装置本体２の内部は、互いに区画された２つの風路２１、２２が熱交換器３を通過するように形成されている。一方の風路２１は、その一端が上述の取入口に接続されるとともに他端が上述の給気口に接続されており、建物外から建物内に向けて空気流Ｆ１（図１中に実線で示された矢印を参照）を流すための給気路を構成している。他方の風路２２は、その一端が上述の取出口に接続されるとともに他端が上述の排気口に接続されており、建物内から建物外に向けて空気流Ｆ２（図１中に一点鎖線で示された矢印を参照）を流すための排気路を構成している。

（１−１）熱交換器
熱交換器３は、２つの空気流（具体的には、空気流Ｆ１，Ｆ２）の間で顕熱と潜熱とを同時に熱交換する全熱交換器である。熱交換器３は、図２に示すように、主として、複数の全熱交換素子３１と、複数の第１スペーサー部材３２及び複数の第２スペーサー部材３３とを有している。全熱交換素子３１は、透湿性を有する平板状の部材であって、空気流Ｆ１が流れる複数の第１流路３４と空気流Ｆ２が流れる複数の第２流路３５とが交互に形成されるように間隔を空けて配置されている。第１スペーサー部材３２は、波板状の部材であって、各第１流路３４を挟んで対向する各１対の全熱交換素子３１の両方に接触するように配置されて、各１対の全熱交換素子３１の間隔を保持している。第２スペーサー部材３３は、第１スペーサー部材３２と同様の波板状の部材であって、各第２流路３５を挟んで対向する各１対の全熱交換素子３１の両方に接触するように配置され、各１対の全熱交換素子３１の間隔を保持している。本実施形態では、第１スペーサー部材３２及び第２スペーサー部材３３は、第１流路３４と第２流路３５とが互い直交するように配置されており、空気流Ｆ１と空気流Ｆ２とが互いに交差する方向に流れるようになっている。このように、熱交換器３が、複数の全熱交換素子３１及びスペーサー部材３２、３３が複数積層された構成を有することで、給気路２１の一部を構成する複数の第１流路３４と、排気路２２の一部を構成する複数の第２流路３５とが交互に形成されている。これにより、換気装置１では、空気流Ｆ１と空気流Ｆ２との間で顕熱と潜熱とを同時に熱交換を行うことができるようになっている。

このような構成を有する熱交換器３は、送風ファン４により建物内または建物外に送風される空気と熱交換を行う。更に、本実施形態に係る熱交換器３は、換気装置１が設置されている建物の隙間を介して建物外から建物内に流入された空気、及びこの隙間を介して建物内から建物外に流出された空気とも、熱交換を行う。

（１−２）換気用ファン
換気用ファン４は、図１に示すように、熱交換器１の下流側に配置されており、建物内または建物外へ空気を送風する。換気用ファン４は、給気路２１上に設けられた給気用ファン４１、及び排気路２２上に設けられた排気用ファン４２を有する。給気用ファン４１は、建物内に空気を給気するためのファンであって、具体的には建物外から建物内に向かう空気流Ｆ１を生成する。排気用ファン４２は、建物外に空気を排気するためのファンであって、建物内から建物外に向かう空気流Ｆ２を生成する。

そして、給気用ファン４１及び排気用ファン４２は、それぞれファンモータ４１ａ，４２ａに接続されている。ファンモータ４１ａ，４２ａは、それぞれ制御部８内に含まれるモータ駆動用回路（図示せず）と接続され、インバータ制御により回転数制御が行われる。このように、各ファンモータ４１ａ，４２ａはインバータ制御されるため、給気用ファン４１及び排気用ファン４２においては、精密な回転数制御がなされるようになる。

このような構成を有する換気用ファン４によると、給気用ファン４１によって建物外の空気が建物内に供給されると共に、排気用ファン４２によって建物内の空気が建物外に排出されるため、建物内の換気が行われるようになっている。

（１−３）温度検知部
第１温度検知部５及び第２温度検知部６は、熱交換器３の上流側に設けられている。具体的には、第１温度検知部５は、装置本体２内部のうち、室内空気ＲＡの取出口に対応するように、排気路２２上に設けられている。第２温度検知部６は、装置本体２内部のうち、室外空気ＯＡの取入口に対応するように、給気路２１上に設けられている。

このような第１温度検知部５は、室内空気ＲＡの温度（即ち、建物内の空気の温度）を検出する。第２温度検知部６は、室外空気ＯＡの温度（即ち、建物外の空気の温度）を検出する。以下では、第１温度検知部５により検知された結果を第１検知結果Ｔ１、第２温度検知部６により検知された結果を第２検知結果Ｔ２という。第１検知結果Ｔ１及び第２検知結果Ｔ２は、制御部８に取り込まれる。

（１−４）受信部
受信部７は、リモートコントローラを介してユーザ等によりなされた各種指示を、装置本体２外部から受信可能なように、装置本体２の外部に設けられている。ここで、受信部７が受信する指示としては、制御部８が換気用ファン４の風量を制御するためのモードの種類とそのモードの開始指示、換気装置１の換気運転開始及び停止指示、制御部８が換気用ファン４の風量を制御する際に用いるための建物情報等が挙げられる。

尚、制御部８が換気用ファン４の風量を制御するためのモードや、建物情報については、「（１−５）制御部」で詳述する。

（１−５）制御部
制御部８は、ＣＰＵ及びメモリからなるマイクロコンピュータ、ファンモータ４１ａ，４２ａのモータ駆動用回路等で構成されており、図１に示すように、装置本体２の内部に設けられている。具体的に、制御部８は、図３に示すように、主として各ファン４１，４２の駆動源であるファンモータ４１ａ，４２ａ、受信部７、第１及び第２温度検知部５，６と接続されており、ファンモータ４１ａ，４２ａの回転制御等を行う。特に、本実施形態に係る制御部８は、建物の隙間から建物内に流入または建物外に流出する空気の量が所定量以下となるように、第１温度検知部５の第１検知結果Ｔ１及び第２温度検知部６の第２検知結果Ｔ２に基づいて、換気用ファン４の風量制御を行う。そして、本実施形態に係る制御部８は、このような風量制御を、建物内外の圧力差に基づいて行う圧力調整モード、及び建物の隙間を出入りする換気量に基づいて行う換気量調整モード、のいずれかで行うことができる。更に、制御部８は、これらのモード切換も行うことができる。

以下では、上述した制御部８の各制御内容について、詳細に説明する。

〔圧力調整モードでの風量制御〕
圧力調整モードにおいては、制御部８は、先ずは第１検知結果Ｔ１（即ち、建物内の空気の温度）及び第２検知結果Ｔ２（即ち、建物外の空気の温度）に基づいて、建物内の室内圧力と建物外の室外圧力との圧力差ΔＰを算出する。次いで、制御部８は、算出した圧力差ΔＰに基づいて換気用ファン４の風量を制御することで、建物の隙間から建物内に流入または建物外に流出する空気の量を所定量以下にする。

より具体的には、制御部８は、先ずは第１検知結果Ｔ１及び第２検知結果Ｔ２をそれぞれ図４のグラフに当てはめ、第１検知結果Ｔ１における空気の密度ρout、及び第２検知結果Ｔ２における空気の密度ρinを求める。ここで、図４は、建物内または建物外の温度Ｔと、その温度における空気の密度ρとの関係を、グラフで表したものである。図４に示すように、空気の温度Ｔ及び密度ρは、空気の温度Ｔの上昇に伴って密度ρが上昇する関係を有している。図４によると、例えば第１検知結果Ｔ１が“１０℃”であれば、空気の密度ρoutは、“０．８２”と決定される。そして、制御部８は、図４のグラフより求めた空気の密度ρout，ρinを下記（１）に当てはめ、建物の隙間を介して建物内外を行き来する空気量（即ち、建物の隙間を出入りする空気量）Ｑ₀を計算する。

ここで、上式（１）中の“α”は係数であって、例えば建物の仕様等により決定される。“ａ”は、建物における隙間の総面積を表している。

尚、本実施形態では、係数αが、下記の式（２）に示されるように、建物における隙間の総面積ａと建物の各階の床面積の合計値である延床面積Ａとの比で決定される相当隙間面積（建物の気密性能を表す指標。即ちＣ値）である場合を例に取る。

例えば、延床面積Ａが１２０ｍ²であって、隙間の総面積ａが２４０ｃｍ²である場合には、相当隙間面積である係数αは、“２ｃｍ²／ｍ²”に決定される。上記係数αは、図５に示すように、換気装置１を建物に設置した人や換気装置１を利用するユーザ等により、リモートコントローラを介して予め設定されるものとする。

次いで、制御部８は、上式（１）により建物の隙間を出入りする空気量Ｑ₀を下式（３）に当てはめ、建物内の室内圧力と建物外の室外圧力との圧力差ΔＰを算出する。

ここで、上式（３）中の係数α、隙間の総面積ａ、空気の密度ρin，ρoutは、式（１）で用いた値を再度用いるものとする。

次いで、制御部８は、上式（３）から求めた圧力差ΔＰに基づいて、この圧力差ΔＰが所定値（具体的には“０”）となるような換気用ファン４の回転数を求め、換気用ファン４（具体的には、給気用ファン４１及び排気用ファン４２）がこの回転数で回転するように、換気用ファン４のファンモータ４１ａ，４２ａについて回転数制御を行う。具体的には、制御部８は、建物内の圧力が建物外の圧力よりも大きいことを示す圧力差ΔＰを算出した場合には、排気用ファン４２の回転数を上げると共に給気用ファン４１の回転数を下げるように、各ファンモータ４１ａ，４２ａの回転数制御を行う。例えば、制御部８は、圧力差ΔＰにより決定されたファン４１，４２の回転数と現在のファン４１，４２の回転数との差を計算し、その差の分だけファン４１，４２の回転数を上げ下げする。尚、各ファン４１，４２の回転数を上げたり下げたりする幅は、算出された圧力差ΔＰの大きさにより決定される。これにより、圧力差ΔＰはやがて略“０”となり、建物の隙間を出入りする空気量は所定量以下（具体的には“０”）に近づくようになる。

尚、制御部８は、上記動作を所定時間間隔毎に繰り返す。これは、時間帯に応じて建物内外の空気の温度が変化するのに伴い、圧力差ΔＰも変化するからである。

〔換気量調整モードでの風量制御〕
換気量調整モードにおいては、制御部８は、先ずは第１検知結果Ｔ１（即ち、建物内の空気の温度）及び第２検知結果Ｔ２（即ち、建物外の空気の温度）に基づいて、建物の隙間から建物内に流入または建物外に流出される空気の量Ｑ_out，Ｑ_inを推定する。次いで、制御部８は、推定した結果に基づいて、換気用ファン４の風量をフィードバック制御する。

より具体的には、制御部８は、先ずは第１検知結果Ｔ１及び第２検知結果Ｔ２をそれぞれ図４のグラフに当てはめ、第１検知結果Ｔ１における空気の密度ρout、及び第２検知結果Ｔ２における空気の密度ρinを求める。そして、制御部８は、図４のグラフより求めた空気の密度ρout，ρinを、それぞれ下記（４）の空気の密度ρに当てはめ、建物の隙間から建物外に流出する空気量Ｑ_out，及び建物の隙間から建物内に流入する空気量Ｑ_inを求める。

ここで、上式（４）中の“α”及び“ａ”は、圧力調整モードにおける式（１）と同様、それぞれ相当隙間面積（Ｃ値）である係数、及び建物における隙間の総面積を表している。

次いで、制御部８は、建物の隙間を出入りする空気量の差ΔＱ_nを、下記の式（５）に基づいて算出する。

上式（５）に係る空気の密度ρout，ρinには、上式（４）と同様、第１温度検知結果Ｔ１及び第２温度検知結果Ｔ２に基づいて、図４のグラフより求められたものが用いられる。

そして、制御部８は、上式（５）の空気量の差ΔＱ_nが所定値以下（具体的には、略“０”）となるように、式（４）で求めた空気量Ｑ_out,Ｑ_inに基づいて換気用ファン４（具体的には、給気用ファン４１及び排気用ファン４２）の回転数を求め、ファンモータ４１ａ，４２ａの回転数制御を開始する。即ち、制御部８は、式（４）で求めた現在の空気量Ｑ_out,Ｑ_inから、空気量の差ΔＱ_nが例えば“０”となるための各空気量Ｑ_out,Ｑ_inの制御幅を算出し、この制御幅に基づいて各ファンモータ４１ａ，４２ａの回転数を上げ下げする。

制御部８は、上述した制御を、空気量の差ΔＱ_nが所定値以下（具体的には、略“０”）となるまで繰り返す。即ち、制御部８は、所定時間毎に上式（４）（５）に基づいて空気量Ｑ_out,Ｑ_in及び空気量の差ΔＱ_nを算出し、空気量の差ΔＱ_nが所定値“０”となるまで、空気量Ｑ_out,Ｑ_inに基づいて換気用ファン４の回転数制御を行う。つまり、制御部８は、その時々の空気量のΔＱ_nをモニターしながら、空気量Ｑ_out,Ｑ_inに基づいて換気用ファン４の回転数を調整する、いわゆるフィードバック制御を行う。このように、制御部８が換気量調整モードにおいて制御を行うことで、建物の隙間を出入りする空気量の差ΔＱ_nは、やがて所定値以下（即ち、略“０”）となる。

〔モード切換制御〕
制御部８は、圧力調整モードから換気量調整モードへ、または換気量調整モードから圧力調整モードへの切換を行う。具体的には、図６に示すリモートコントローラを介してユーザ等により換気用ファン４の風量制御に係るモードを“自動切換”する設定がなされ、受信部７がこれを受信した場合、制御部８は、換気量調整モード及び換気量調整モードのいずれかを自動で選択する。

尚、制御部８が上記モードを換気量調整モードから圧力調整モードへ切り換えるタイミングとしては、例えば換気量調整モードにおいて式（５）により求められた空気量の差ΔＱ_nが、“＋０．１〜−０．１”の範囲に該当するようになった場合が挙げられる。この場合、換気量調整モードでの風量制御により、建物の隙間を出入りする空気量の差ΔＱ_nは限りなく“０”に近い状態となったわけではあるが、制御部８は、建物内外の圧力差ΔＰに基づいて空気量の差ΔＱ_nをより“０”に近づけるようにするべく、換気量調整モードよりも精密な風量制御が行える圧力調整モードに切り換える。逆に、制御部８が上記モードを圧力調整モードから換気量調整モードへ切り換えるタイミングとしては、例えば圧力調整モードにおいて上式（３）により求められた圧力差ΔＰが、所定時間の間継続して“＋０．１〜−０．１”の範囲に該当するようになった場合が挙げられる。この場合、圧力差ΔＰが安定して“０”に近い値を保つようになったため、もはや圧力差ΔＰに基づいた精密な風量制御を行わずともよいことから、制御部８は、換気量調整モードに切り換える。

また、図６に示すリモートコントローラを介してモードの“手動切換”の設定がなされている場合には、制御部８は、受信部７が受信したモードの指示に応じて、モードの切換を行う。尚、上記モードの指示は、ユーザ等により図６のリモートコントローラを介してなされる。具体的に、制御部８は、圧力調整モードでの風量制御の開始指示を受信部７が受信した場合、制御部８は、上述した圧力調整モードで換気用ファン４の風量制御を行う。また、制御部８は、換気量調整モードでの風量制御の開始指示を受信部７が受信した場合、上述した換気量調整モードで換気用ファン４の風量制御を行う。

（２）動作
（２−１）主な制御動作
次に、本実施形態に係る換気装置１の全体的な動作について、図７を用いて説明する。尚、以下に係る換気装置１では、相当隙間面積（Ｃ値）である係数αや、延床面積Ａ、隙間の総面積ａが、予めリモートコントローラを介してユーザ等により設定された状態にあるとする。

ステップＳ１：受信部７は、モードの“手動切換”“自動切換”の設定を受信する。そして、受信部７は、 手動切換の設定を受信した場合には、圧力調整モードまたは換気量調整モードでの風量制御の開始指示を更に受信する。

ステップＳ２〜Ｓ３：ステップＳ１において、モードの“自動切換”が設定されると共に制御部８が圧力調整モードを自動で選択している場合、またはモードの“手動切換”が設定されると共に圧力調整モードの開始指示を受信部７が受信した場合には（Ｓ２のＹｅｓ）、制御部８は、圧力調整モードで換気用ファン４の風量制御を行う（Ｓ３）。尚、圧力調整モードでの風量制御の動作については、「（２−２）圧力調整モードでの風量制御動作」で説明する。

ステップＳ４〜Ｓ５：ステップＳ１において、モードの“自動切換”が設定されると共に制御部８が換気量調整モードを自動で選択している場合、またはモードの“手動切換”が設定されると共に換気量調整モードの開始指示を受信部７が受信した場合には（Ｓ４のＹｅｓ）、制御部８は、換気量調整モードで換気用ファン４の風量制御を行う（Ｓ５）。尚、換気量調整モードでの風量制御の動作については、「（２−３）換気量調整モードでの風量制御動作」で説明する。

ステップＳ６：モードの“自動切換”が設定されている際に制御部８がモードの自動切換を行った場合（ステップＳ６のＹｅｓ）、制御部８は、切換後のモードで換気用ファン４の風量制御を行う（Ｓ２〜Ｓ５）。また、現在のモードとは異なるモードの開始指示を受信部７が受信した場合（Ｓ６のＹｅｓ）、制御部８は、新たに指示されたモードを選択し、選択したモードで換気用ファン４の風量制御を行う（Ｓ２〜Ｓ５）。尚、ステップＳ６において、モードの切換が行われなかった場合には（Ｓ６のＮｏ）、制御部８は、現在のモードでの風量制御を継続する。

（２−２）圧力調整モードでの風量制御
図８は、制御部８が圧力調整モードで換気用ファン４の風量制御を行う場合のフローチャートである。

ステップＳ１１：制御部８は、第１及び第２温度検知部５，６が検知した第１及び第２検知結果Ｔ１，Ｔ２を図４のグラフに当てはめ、建物内の空気の密度ρ_in及び建物外の空気の密度ρ_outを算出する。

ステップＳ１２：制御部８は、ステップＳ１１で求めた空気の密度ρ_in,ρ_outを式（１）に当てはめ、建物の隙間を出入りする空気量Ｑ₀を算出する。

ステップＳ１３：制御部８は、ステップＳ１２で算出した空気量Ｑ₀を式（３）に当てはめ、建物内の室内圧力と建物外の室外圧力との圧力差ΔＰを算出する。

ステップＳ１４：制御部８は、ステップＳ１３で求めた圧力差ΔＰに基づいて、この圧力差ΔＰが所定値以下（即ち、略“０”）となるような換気用ファン４の回転数を求め、ファンモータ４１ａ，４２ａについて回転数制御を行う。

ステップＳ１５：制御部８は、圧力差ΔＰが所定値以下（即ち略“０”）になるまで、ステップＳ１１以降の動作を繰り返す。

（２−３）換気量調整モードでの風量制御
図９は、制御部８が換気量調整モードで換気用ファン４の風量制御を行う場合のフローチャートである。

ステップＳ２１：制御部８は、第１及び第２温度検知部５，６が検知した第１及び第２検知結果Ｔ１，Ｔ２を図４のグラフに当てはめ、建物内の空気の密度ρ_in及び建物外の空気の密度ρ_outを算出する。

ステップＳ２２：制御部８は、ステップＳ２１で求めた建物内の空気の密度ρ_in及び建物外の空気の密度ρ_outをそれぞれ式（４）に当てはめ、建物内に流入する空気量Ｑ_in及び空気量Ｑ_outを算出する。

ステップＳ２３：制御部８は、式（５）を用いて、建物の隙間を出入りする空気量の差ΔＱ_nを算出する。

ステップＳ２４：制御部８は、ステップＳ２３で求めた空気量の差ΔＱ_nが所定値以下（即ち、略“０”）となるように、式（４）で求めた空気量Ｑ_out,Ｑ_inに基づいて換気用ファン４の回転数を決定し、ファンモータ４１ａ，４２ａについて回転数制御を行う。

ステップＳ２５：制御部８は、空気量の差ΔＱ_nが所定値以下（即ち略“０”）になるまで、ステップＳ２１以降の動作を繰り返す。

（３）効果
（Ａ）
本実施形態に係る換気装置１によると、建物内外の温度差に基づいて、建物の隙間から出入りする空気の量が例えば“０”に近づくように換気用ファン４の風量制御が行われる。従って、必要な換気量を確保し易くなる。

（Ｂ）
また、本実施形態に係る換気装置１によると、換気用ファン４は、建物内に空気を給気するための給気用ファン４１、及び建物外に空気を排気するための排気用ファン４２を備えているため、給気及び排気される空気量が必要な量となるように、換気用ファン４の風量が制御されるようになる。

（Ｃ）
ところで、建物の隙間を出入りする空気が熱交換されないような装置であると、建物内の温度が所望する温度に至っていないために更に熱交換する必要が生じたり、建物外の温度が低く熱交換器３が凍結したためにデフロスト運転を行う必要が生じたりする恐れがある。しかし、本実施形態に係る換気装置１によると、熱交換器３は、換気用ファン４により送風される空気とだけではなく、建物の隙間を出入りする空気とも熱交換を行うため、建物の隙間を出入りする空気が熱交換されない場合に比して、換気装置自体１により消費されるエネルギーを少なくすることができる。

（Ｄ）
また、本実施形態に係る換気装置１は、圧力調整モードで換気用ファン４の風量制御を行うことができる。ここで、圧力調整モードとは、室内圧力と室外圧力との圧力差ΔＰが“０”に近づくように、換気用ファン４の回転数を制御するモードである。これにより、換気装置１は、建物の隙間を空気が出入りすることを抑制することができる。

（Ｅ）
また、本実施形態に係る換気装置１によると、換気用ファン４が有する給気用ファン４１及び排気用ファン４２は、インバータ制御により精密な回転数制御がなされるモータ４１ａ，４２ａに接続されている。そのため、各ファン４１，４２を精密に制御する必要がある圧力調整モードにおいても、室内圧力と室外圧力との圧力差を用いて換気量の制御を実現することができる。

（Ｆ）
また、本実施形態に係る換気装置１は、換気量調整モードで風量制御を行うことができる。ここで、換気量調整モードとは、建物の隙間から建物内に流入する空気量Ｑ_in及び建物外に流出する空気量Ｑ_outを推定し、その推定結果に基づいて換気用ファン４の風量をフィードバック制御するモードである。これにより、建物の隙間を出入りする空気量を考慮して換気用ファン４の回転数制御が行われるため、換気装置１は、必要な換気量を確保することができる。

（Ｇ）
また、本実施形態に係る換気装置１によると、例えばリモートコントローラを介してユーザによりなされた圧力調整モードまたは換気量調整モードの開始指示に基づいて、制御部８による換気用ファン４の風量制御が、圧力調整モードまたは換気量調整モードに切り替わる。そのため、ユーザの所望するモードで換気用ファン４の風量制御がなされるようになる。

（Ｈ）
また、本実施形態に係る換気装置１によると、圧力調整モードまたは換気量調整モードの切換が自動で行われる。そのため、換気装置１は、その時々の条件に応じた適切なモードで換気用ファン４の風量制御を行うことができる。

＜その他の実施形態＞
（ａ）
上記実施形態では、熱交換器３が全熱交換器である場合を例に取り説明したが、熱交換器３は、全熱交換器ではなく、顕熱交換器であってもよい。

（ｂ）
上記実施形態では、換気用ファン４が給気用ファン４１及び排気用ファン４２である場合について説明した。しかし、換気用ファン４は、建物内の換気ができるのであれば、２つのファンから構成されずとも、１つのファンで構成されていてもよい。

（ｃ）
上記実施形態に係る制御部８は、圧力調整モードにおいて、圧力差ΔＰが略“０”となるように換気用ファン４の風量制御を行う場合について説明した。しかし、圧力調整モード時における制御部８は、圧力差ΔＰを必ずしも略“０”となるように換気用ファン４の風量制御を行わずともよい。例えば、制御部８は、室内圧力が室外圧力よりも高めになるように換気用ファン４の風量制御を行っても良い。

（ｄ）
上記実施形態に係る圧力調整モードでは、図８に示すように、建物の隙間を出入りする空気量Ｑｎを一旦求め、この値から圧力差ΔＰを求める動作が繰り返される場合について説明した。しかし、制御部８は、圧力差ΔＰを一旦求めて各ファンモータ４１ａ，４２ａの回転数制御を開始した後は、空気量Ｑｎを求めてから圧力差ΔＰを求めるという動作を繰り返すのではなく、圧力差ΔＰをモニターしながら隙間を出入りする空気量Ｑｎを推定し、各ファンモータ４１ａ，４２ａの回転数を調整することで最適な風量値となるような制御を行っても良い。

また、建物内外の密度ρ_in，ρ_outの差が温度によって変化するため、制御部８は、圧力調整モード及び換気量調整モードのいずれの場合においても、求めた空気の密度ρ_in，ρ_outの大小により、建物の隙間を出入りする空気の流れを判断してもよい。

本発明に係る換気装置は、必要な換気量を確保し易くなるという効果を有するため、例えば気密住宅等の建物の壁や床上、天井、壁裏、床下、天井裏等に設置される換気装置として有用である。

本実施形態に係る換気装置の概略構成図。 熱交換器の要部を示す斜視図。 本実施形態に係る制御部と、この制御部に接続された各種機器とを模式的に示すブロック図。 空気の温度と密度との関係を示すグラフ。 係数α（相当隙間面積。即ち、Ｃ値）の設定がリモートコントローラを介して行われる場合の、リモートコントローラの一部分の拡大図。 風量制御用のモード設定画面が表示されている場合の、リモートコントローラの一部分の拡大図。 本実施形態に係る換気装置の全体的な動作を説明するためのフローチャート。 本実施形態に係る換気装置が圧力調整モードで風量制御を行う場合の動作の流れを示すフローチャート。 本実施形態に係る換気装置が換気量調整モードで風量制御を行う場合の動作の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１ 換気装置
２ 装置本体
３ 熱交換器
４ 換気用ファン
４１ 給気用ファン
４２ 排気用ファン
４１ａ，４２ａ ファンモータ
５ 第１温度検知部
６ 第２温度検知部
７ 受信部
８ 制御部

Claims (8)

1. 建物内の換気を行う換気装置（１）であって、
   前記建物内の空気の温度を検出する第１温度検知部（５）と、
   前記建物外の空気の温度を検出する第２温度検知部（６）と、
   前記建物内または前記建物外へ空気を送風する換気用ファン（４）と、
   前記建物の隙間から前記建物内に流入または前記建物外に流出する空気の量が所定量以下となるように、前記第１温度検知部（５）の第１検知結果及び前記第２温度検知部（６）の第２検知結果に基づいて前記換気用ファン（４）の風量を制御する制御部（８）と、
   を備える、換気装置（１）。
2. 前記換気用ファン（４）は、前記建物内に空気を給気するための給気用ファン（４１）及び前記建物外に空気を排気するための排気用ファン（４２）を有する、
   請求項１に記載の換気装置（１）。
3. 前記換気用ファン（４）により前記建物内または前記建物外に送風される空気と熱交換を行う熱交換器（３）を更に備え、
   前記熱交換器（３）は、
   全熱交換器及び顕熱交換器のいずれか１つであって、
   前記建物の隙間から前記建物内に流入された空気または前記建物外に流出する空気と熱交換を更に行う、
   請求項１または２に記載の換気装置（１）。
4. 前記制御部（８）は、前記第１検知結果及び前記第２検知結果に基づいて前記建物内の室内圧力と前記建物外の室外圧力との圧力差を算出し、前記圧力差に基づいて前記換気用ファン（４）の風量を制御することで、前記建物の隙間から前記建物内に流入または前記建物外に流出する空気の量を所定量以下にする、
   請求項１〜３のいずれかに記載の換気装置（１）。
5. 前記換気用ファン（４）は、インバータ制御により回転数が変化するモータ（４１ａ，４２ａ）に接続されている、
   請求項４に記載の換気装置（１）。
6. 前記制御部（８）は、前記第１検知結果及び前記第２検知結果に基づいて前記建物の隙間から前記建物内に流入または前記建物外に流出される空気の量を推定し、その推定結果に基づいて前記換気用ファン（４）の風量をフィードバック制御する、
   請求項１〜５のいずれかに記載の換気装置（１）。
7. 前記建物内の室内圧力と前記建物外の室外圧力との圧力差に基づいて前記換気用ファン（４）の風量を制御する圧力調整モード、及び前記建物の隙間から前記建物内に流入または前記建物外に流出される空気の量の推定結果に基づいて前記換気用ファン（４）の風量をフィードバック制御する換気量調整モード、のいずれかの開始指示を受け付け可能な指示受付部（７）を更に備え、
   前記制御部（８）は、前記指示受付部（７）が受け付けた前記開始指示に基づいて、前記圧力調整モード及び前記換気量調整モードのいずれかを選択する、
   請求項１〜６のいずれかに記載の換気装置（１）。
8. 前記制御部（８）は、前記圧力調整モード及び前記換気量調整モードのいずれかを自動で選択する、
   請求項７に記載の換気装置（１）。

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