JP2014059094A - Supply/exhaust type ventilation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つのDCモータで同時に給気と排気を行う場合に、目標風量を保持するとともに給排風量のバランスをも保つことができる給排型換気装置に関する。 The present invention relates to a supply / exhaust type ventilator that can maintain a target air volume and maintain a balance between the supply and exhaust air volume when supplying and exhausting air simultaneously with one DC motor.
従来技術について図10を参照しながら説明する。従来、この種の給排型換気装置は、本体100内部の給気風路に給気用のファンを具備したDCモータ101と、排気風路に排気用のファンを具備したDCモータ102と、各々の給気風路と排気風路が交差する位置に熱交換器103を有し、DCモータ101とDCモータ102各々の駆動電圧や回転数を独立制御可能な制御装置104を備えた給排型換気装置が知られていた(例えば、特許文献1参照)。
The prior art will be described with reference to FIG. Conventionally, this type of supply / exhaust type ventilator includes a
このような従来の給排型換気装置は、本体内部に給気用のDCモータとファンに加えて排気用のDCモータとファンを備え、各々のDCモータで給気風路と排気風路各々の圧損を検出しながら風量を制御することで給排ともに目標風量を保つことができるが、2つのDCモータとファンを具備しなければならず、本体の容積が大きくなり本体設置の場所が制限されるとともに、2つのDCモータを駆動しなければならないために消費電力が増加するという課題があった。 Such a conventional supply / exhaust type ventilation device includes a DC motor and a fan for exhausting in addition to a DC motor and a fan for supplying air inside the main body, and each of the DC air motor and the exhaust air path is provided with each DC motor. By controlling the air volume while detecting pressure loss, the target air volume can be maintained for both supply and exhaust, but two DC motors and a fan must be provided, which increases the volume of the main body and restricts the installation location of the main body. In addition, there is a problem that power consumption increases because two DC motors must be driven.
また、機器の小型化を実現するために、一つのDCモータを両軸にして給気用のファンと排気用のファンを有した給排型換気装置が知られているが、このような構成の場合、施工性を高めるために製品の一側面に屋外へ接続するための給気ダクトと排気ダクトを配置するのが一般的である。これにより、熱交換器や2つのファンが接続されたDCモータの配置自由度がなくなり、結果的に給気風路と排気風路各々の機内圧損を1:1の均等な状態に保つことが困難であった。さらに、実施工においては機内圧損に加えて、外部へ接続するダクト圧損も加味され、給気用のファンと排気用のファンにかかる圧力バランスが変化し、風量不足、風量過多、給気と排気の風量バランスが不均等になるという課題があった。 Further, in order to realize the miniaturization of equipment, a supply / exhaust type ventilator having a supply fan and an exhaust fan with one DC motor as both shafts is known. In this case, it is common to arrange an air supply duct and an exhaust duct for connecting to the outside on one side of the product in order to improve workability. This eliminates the degree of freedom of arrangement of the DC motor to which the heat exchanger and the two fans are connected, and as a result, it is difficult to maintain the in-machine pressure loss of each of the supply air path and the exhaust air path in an even state of 1: 1. Met. In addition, in addition to in-machine pressure loss, duct pressure loss connected to the outside is taken into account, and the pressure balance applied to the air supply fan and exhaust fan changes, resulting in insufficient air volume, excessive air volume, air supply and exhaust air There was a problem that the balance of air volume of the air became uneven.
本発明は、前記の問題を解決し、一つのDCモータを両軸にして給気用のファンと排気用のファンを有した給排型換気装置において、給気風路と排気風路各々にダンパを設け、圧力損失の低い側の風路を圧力損失の高い側と等しくなるように圧力損失の低い側の風路のダンパの開度を調整し、目標風量を確保するとともに給気と排気の風量バランスを均等に制御可能な給排型換気装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problem, and in a supply / exhaust type ventilator having a supply fan and an exhaust fan using a single DC motor as both shafts, a damper is provided for each of the supply and exhaust air paths. And adjust the opening of the damper of the low pressure loss side air passage so that the low pressure loss side air passage is equal to the high pressure loss side to ensure the target air volume and supply and exhaust air An object of the present invention is to provide a supply / exhaust type ventilation device capable of uniformly controlling the air flow balance.
そして、この目的を達成するために、本発明は、本体の正面に配置した室内側吸込口と、一側面に配置した室内側吐出口と、前記側面とは異なる面に配置した室外側吸込口と室外側吐出口と、前記室外側吸込口の開口面積を調整する給気ダンパと、前記室外側吐出口の開口面積を調整する排気ダンパと、室外の空気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ連通させる給気風路と、室内の空気を前記室内側吸込口から前記室外側吐出口へ連通させる排気風路と、前記給気風路と前記排気風路の交差部に配置して室外の空気と室内の空気を熱交換させる熱交換素子と、前記熱交換素子の風下側に前記給気風路と前記排気風路それぞれ配置した給気用羽根および排気用羽根と、これら前記給気用羽根と前記排気用羽根を一つの駆動軸で駆動するDCモータと、前記給気ダンパおよび前記排気ダンパを駆動するダンパ駆動制御手段と、前記DCモータの駆動電圧を調整するDCモータ駆動制御手段と、前記DCモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記DCモータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記給気ダンパと前記排気ダンパのうち、一方のダンパは全開で、他方のダンパは開度を調整して目標回転数となるよう前記DCモータへの駆動電圧を制御する制御手段とを備えた給排型換気装置であって、前記制御手段には、目標風量に対して前記DCモータの目標回転数と前記給気ダンパと排気ダンパの開度を決定する初期設定手段を備え、前記初期設定手段は、前記DCモータ駆動制御手段を動作させて目標風量になる前記DCモータに流れる電流と回転数の関係から駆動電圧を調整してそのときの目標回転数を算出する目標回転数決定手段と、前記給気ダンパを全閉にして前記排気ダンパを全開にした状態で、前記目標回転数算出手段によって前記排気風路が前記目標風量を実現するときの回転数を検出して前記排気風路の回転数とする排気風路回転数決定手段と、前記排気ダンパを全閉にして前記給気ダンパを全開状態で、前記目標回転数算出手段によって前記給気風路が前記目標風量を実現するときの回転数を検出して、前記給気風路の回転数とする給気風路回転数決定手段と、前記排気風路の回転数と前記給気風路の回転数を比較し、大きい方の回転数を前記目標回転数と決定する目標回転数決定手段と、前記排気風路と給気風路のダンパの開度を決定するダンパ開度決定手段を備え前記排気風路と給気風路の風路のうち回転数が大きい方の風路のダンパを全閉にして、回転数が小さい方の風路が前記目標回転数になるよう前記回転数が小さい方の風路のダンパの開度を調整するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention provides an indoor suction port disposed on the front surface of the main body, an indoor discharge port disposed on one side surface, and an outdoor suction port disposed on a surface different from the side surface. An outdoor discharge port, an air supply damper that adjusts an opening area of the outdoor suction port, an exhaust damper that adjusts an opening area of the outdoor discharge port, and outdoor air from the outdoor suction port to the chamber An air supply air passage that communicates with the inner discharge port, an exhaust air passage that communicates indoor air from the indoor air intake port to the outdoor air discharge port, and an intersection of the air supply air passage and the exhaust air passage. A heat exchange element for exchanging heat between outdoor air and room air; supply blades and exhaust blades disposed on the leeward side of the heat exchange element; The driving blade and the exhaust blade are driven by a single drive shaft A C motor, damper drive control means for driving the air supply damper and exhaust damper, DC motor drive control means for adjusting the drive voltage of the DC motor, and current detection means for detecting current flowing through the DC motor; The rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the DC motor, and one of the air supply damper and the exhaust damper is fully open, and the other damper is adjusted to an opening degree so as to reach a target rotational speed. A supply / exhaust type ventilation apparatus comprising a control means for controlling a drive voltage to the DC motor, wherein the control means includes a target rotational speed of the DC motor, an air supply damper, and an exhaust air with respect to a target air volume. Initial setting means for determining the opening of the damper is provided, and the initial setting means operates the DC motor drive control means to obtain a target air volume and whether the relationship is between the current flowing in the DC motor and the rotational speed. Target exhaust speed determining means for adjusting the drive voltage and calculating the target rotational speed at that time, and the exhaust speed is exhausted by the target rotational speed calculation means with the supply damper fully closed and the exhaust damper fully open. Exhaust air path rotation speed determining means for detecting the rotation speed when the air path achieves the target air volume and setting the rotation speed of the exhaust air path, and the exhaust damper is fully closed and the supply damper is fully opened Then, the target rotational speed calculation means detects the rotational speed when the supply air path realizes the target air volume, and sets the rotational speed of the supply air path as the rotational speed of the supply air path, and the exhaust air Comparing the rotational speed of the road with the rotational speed of the supply air path, and determining the target rotational speed determining means for determining the larger rotational speed as the target rotational speed, and the opening of the damper of the exhaust air path and the supply air path. A damper opening determining means for determining the exhaust air passage and Fully close the damper of the air passage with the larger rotational speed among the air passages of the supply air passage, so that the air passage with the smaller rotational speed becomes the target rotational speed so that the air passage with the smaller rotational speed becomes the target rotational speed. This is to adjust the opening of the damper, thereby achieving the intended purpose.
本発明によれば、1つのDCモータの両側に給気用ファンと排気用ファンを備え、給気用送風経路および排気用送風経路の各々の圧損をDCモータの電流および回転数の関係から算出して、双方の送風経路の圧損が均一になるようにダンパ角度を調整することで所定の風量を保持するとともに給排気風量のバランスを均一に制御可能な給排気型換気装置を提供できる。 According to the present invention, an air supply fan and an exhaust fan are provided on both sides of one DC motor, and the pressure loss of each of the air supply and exhaust air paths is calculated from the relationship between the current of the DC motor and the rotational speed. Thus, it is possible to provide a supply / exhaust type ventilator that can maintain a predetermined air volume by adjusting the damper angle so that the pressure loss of both the air passages is uniform, and can uniformly control the balance of the air supply / exhaust air volume.
本発明の請求項1記載の給排型換気装置は、本体の正面に配置した室内側吸込口と、一側面に配置した室内側吐出口と、前記側面とは異なる面に配置した室外側吸込口と室外側吐出口と、前記室外側吸込口の開口面積を調整する給気ダンパと、前記室外側吐出口の開口面積を調整する排気ダンパと、室外の空気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ連通させる給気風路と、室内の空気を前記室内側吸込口から前期室外側吐出口へ連通させる排気風路と、前記給気風路と前記排気風路の交差部に配置して室外の空気と室内の空気を熱交換させる熱交換素子と、前記熱交換素子の風下側に前記給気風路と前記排気風路それぞれ配置した給気用羽根および排気用羽根と、これら前記給気用羽根と前記排気用羽根を一つの駆動軸で駆動するDCモータと、前記給気ダンパおよび前記排気ダンパを駆動するダンパ駆動制御手段と、前記DCモータの駆動電圧を調整するDCモータ駆動制御手段と、前記DCモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記DCモータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記給気ダンパと前記排気ダンパのうち、一方のダンパは全開で、他方のダンパは開度を調整して目標回転数となるよう前記DCモータへの駆動電圧を制御する制御手段とを備えた給排型換気装置であって、前記制御手段には、目標風量に対して前記DCモータの目標回転数と前記給気ダンパと排気ダンパの開度を決定する初期設定手段を備え、前記初期設定手段は、前記DCモータ駆動制御手段を動作させて目標風量になる前記DCモータに流れる電流と回転数の関係から駆動電圧を調整してそのときの目標回転数を算出する目標回転数決定手段と、前記給気ダンパを全閉にして前記排気ダンパを全開にした状態で、前記目標回転数算出手段によって前記排気風路が前記目標風量を実現するときの回転数を検出して前記排気風路の回転数とする排気風路回転数決定手段と、前記排気ダンパを全閉にして前記給気ダンパを全開状態で、前記目標回転数算出手段によって前記給気風路が前記目標風量を実現するときの回転数を検出して、前記給気風路の回転数とする給気風路回転数決定手段と、前記排気風路の回転数と前記給気風路の回転数を比較し、大きい方の回転数を前記目標回転数と決定する目標回転数決定手段と、前記排気風路と給気風路のダンパの開度を決定するダンパ開度決定手段を備え前記排気風路と給気風路の風路のうち回転数が大きい方の風路のダンパを全閉にして、回転数が小さい方の風路が前記目標回転数になるよう前記回転数が小さい方の風路のダンパの開度を調整するものである。
The supply / exhaust type ventilator according to
これにより、設置現場毎において給排風路のダクト圧損差が生じた場合においても、排気ダンパを全閉にして排気風路の圧損が最大の状態を作り出し、給気ダンパを全開にして目標風量を実現するときの回転数を実現し、そのときのDCモータの電流を検出することで実施工時の給気風路圧損を算出することができ、また逆の場合においても、給気ダンパを全閉にして給気風路の圧損が最大の状態を作り出し、排気ダンパを全開にして目標風量を実現するときの回転数を実現し、そのときのDCモータの電流を検出することで実施工時の排気風路圧損を算出し、圧損の低い方の風路のダンパー角度を調整することによって、給気風路および排気風路双方の圧損を等しくして風量バランスを均等にすることができるという効果を奏する。 As a result, even if there is a duct pressure loss difference between the supply and exhaust air passages at each installation site, the exhaust damper is fully closed to create the maximum pressure loss in the exhaust air passage, and the supply air damper is fully opened and the target air volume is reached. , And the current of the DC motor at that time can be detected to calculate the air supply air path pressure loss at the time of construction. It is closed to create a state where the pressure loss of the supply air path is maximum, the exhaust damper is fully opened to realize the rotation speed when realizing the target air volume, and the current of the DC motor at that time is detected to detect the current By calculating the exhaust airway pressure loss and adjusting the damper angle of the airway with the lower pressure loss, the pressure loss in both the air supply airway and the exhaust airway can be made equal and the air volume balance can be made uniform. Play.
また、請求項2記載の給排型換気装置は、排気風路回転数決定手段の決定した排気風路の回転数をもとに、あらかじめ記憶した排気風路の回転数と補正値の関係から給気風路の回転数の補正値を算出する給気風路補正値算出手段と、給気風路回転数決定手段は、目標回転数算出手段によって算出した給気風路が目標風量を実現するときの回転数を前記補正値によって補正する回転数補正手段を備え、給気風路の回転数とするものである。
Further, the supply / exhaust type ventilator according to
これにより、給気風路回転数決定手段は、回転数補正手段によって、目標回転数算出手段によって算出した給気風路が目標風量を実現するときの回転数を補正値によって補正して給気風路の回転数とすることで、本体内部で排気風路側から給気風路側への空気漏れの影響をなくして、目標風量を確保するとともに給気と排気の風量を同一にすることができるという効果を奏する。 Thus, the supply air path rotation speed determination means corrects the rotation speed when the supply air path calculated by the target rotation speed calculation means achieves the target air volume with the correction value by the rotation speed correction means to correct the supply air path. By setting the rotation speed, the effect of air leakage from the exhaust air passage side to the air supply air passage side inside the main body can be eliminated, and the target air amount can be secured and the air amount of the air supply and exhaust can be made the same. .
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1の給排型換気装置1は、建物内の天井または、天井裏および屋根裏空間、もしくは側面壁に設置されるものであり、以下、天井に設置した場合について説明する。
(Embodiment 1)
The supply / exhaust
図1(a)に示す本体2は、3辺の内で高さ方向を最も低くした直方体の形状をしており、天井面3に対し平行に設置されている。
A
また、図1(b)に示すように高さ方向と他の2辺のうち短手方向の辺を含む一方の側面4に室外側吸込口5と室外側吐出口6を有し、それぞれ約直径100〔mm〕のダクト7が接続できる形状となっている。
Moreover, as shown in FIG.1 (b), it has the outdoor side inlet port 5 and the outdoor side discharge port 6 in one
室外側吸込口5と室外側吐出口6に接続したダクト7は建物外壁面8まで引き回して建物外の外気と連通するものである。
The duct 7 connected to the outdoor suction port 5 and the outdoor discharge port 6 is routed to the building
本体2の下面には室内側吸込口9を形成する。
An indoor suction port 9 is formed on the lower surface of the
側面4の対向面10には室内側吐出口11を有し、同様に約直径100〔mm〕のダクト12が接続できる形状となっている。
The
本実施の形態では、室内側吐出口11に接続したダクト12は複数本の小口径ダクト13に分岐され、各居室の天井面と連通されて室内へ外気を給気する。
In the present embodiment, the
また、室内側吐出口11は複数の小口径ダクト13に分岐させるものである。そこで、本体2の対向面10の室内側吐出口11を小口径ダクト13が複数本接続できる形状とすることにより、ダクトを分岐させる手間を省くこともできる。
The
本体2の内部には、室外からダクト7を介して導入された外気が室内に供給される給気風路14と、室内の空気を室外に排気する排気風路15を形成している。
Inside the
これら二つの送風経路である給気風路14と排気風路15は、仕切り板16、17によって仕切られている。
The
給気風路14と排気風路15には、それぞれシロッコ型の給気ファン18と排気ファン19を設けている。
The
これら給気ファン18と排気ファン19は、1つのDCモータ20の両側に延設した回転軸に連結している。
The
また、給気風路14と排気風路15とが交差する位置に室内空気と外気の熱を交換する熱交換素子21を配置している。
Further, a
熱交換素子21は、室内からの排気空気の熱を回収して室外からの給気空気に与える機能を有している。
The
本体2の室外側吸込口5および室外側吐出口6には、外気の浸入を遮断することができるダンパとして、給気ダンパ22と排気ダンパ23を備えている。
The outdoor suction port 5 and the outdoor discharge port 6 of the
給気ダンパ22は、室外側吸込口5に配置している。そして、給気ダンパ22は、電動機24と軸で連結し、室外側吸込口5の開口面積を調整するものでもある。
The
また、排気ダンパ23は、室外側吐出口6に配置している。そして、排気ダンパ23は、電動機25と軸で連結し、室外側吐出口6の開口面積を調整するものでもある。
Further, the
ここで電動機24、25は、例えばステッピングモータなどが挙げられ、ステップ数制御が可能となり、細かく開口面積を設定調整することができる。
Here, examples of the
給気風路14は、室外側吸込口5と給気ダンパ22と熱交換素子21と給気ファン18と室内側吐出口11の順番に配置している。
The
また、排気風路15は、室内側吸込口9と熱交換素子21と排気ファン19と排気ダンパ23と室外側吐出口6の順番に配置している。
Further, the
次に図2に制御回路の構成をブロック図で示す。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control circuit.
制御回路のブロックは、商用電源26に接続した電源回路27と、DCモータ20と給気ダンパ22と排気ダンパ23を駆動する駆動装置28を有する。
The control circuit block includes a
電源回路27は、ダイオードブリッジや電解コンデンサからなる整流平滑回路29を備えている。そして、整流平滑回路29で整流平滑された電圧をFETなどのスイッチング素子30やスイッチングトランス31を介して直流電圧を降下させ、DCモータ20および駆動装置28へ供給する電圧、例えばDC30〔V〕を生成するものである。
The
DCモータ20は、三相(U、V、W相)の固定子巻き線を有するモータである。
The
そして、DCモータ20は、前記固定子巻き線への電圧印加を制御するためのドライブIC、DCモータ駆動制御手段32、回転子の位置を検出するための位置検出センサであるホール素子33を含んで構成されている。
The
本実施の形態では、DCモータ20へ供給される電圧はスイッチングトランス31の後段に接続された低圧のDC30〔V〕としたがこれに限定するものではない。
In the present embodiment, the voltage supplied to the
例えば、商用電源26を直接整流平滑した高圧のDC141〔V〕やDC282〔V〕で駆動することもできる。
For example, the
駆動装置28は、回転数検出手段34と、電流検出手段35と、ダンパ駆動制御手段36と、制御手段37を備えている。 The drive device 28 includes a rotation speed detection means 34, a current detection means 35, a damper drive control means 36, and a control means 37.
回転数検出手段34は、ホール素子33の信号からDCモータ20の回転数を検出するものである。
The rotation speed detection means 34 detects the rotation speed of the
電流検出手段35は、DCモータ20のU、V、W相に流れる電流を検出するものである。
The current detection means 35 detects the current flowing in the U, V, and W phases of the
ダンパ駆動制御手段36は、給気ダンパ22および排気ダンパ23の電動機24、25を駆動するものである。
The damper drive control means 36 drives the
制御手段37は、回転数検出手段34と電流検出手段35の信号を受けてDCモータ駆動制御手段32とダンパ駆動制御手段36を制御するものである。 The control means 37 receives the signals from the rotation speed detection means 34 and the current detection means 35 and controls the DC motor drive control means 32 and the damper drive control means 36.
電流検出手段35は、DCモータ20のU、V、W相の共通ラインに接続された抵抗器などの両端電圧を検出することでDCモータ20の電流を検出するものである。
The current detection means 35 detects the current of the
また、ダンパ駆動制御手段36は、制御手段37からの信号に従って給気ダンパ22および排気ダンパ23の電動機24、25を駆動し、各ダンパの開閉を調整制御するものである。
The damper drive control means 36 drives the
制御手段37は、CPU(Central Processing Unit)で構成され、DCモータ20の印加電圧からレギュレータ38で電圧降下させて形成したDC5〔V〕もしくはDC3〔V〕電圧で駆動するものである。
The control means 37 is constituted by a CPU (Central Processing Unit), and is driven by a DC5 [V] or DC3 [V] voltage formed by dropping the voltage from the applied voltage of the
次に、制御手段37の構成について図3のブロック図を用いて説明する。 Next, the structure of the control means 37 is demonstrated using the block diagram of FIG.
制御手段37は、パルスもしくはアナログ信号を形成してDCモータ駆動制御手段32へ信号を伝達し、DCモータ20は速度制御や停止を実行する。
The control means 37 forms a pulse or analog signal and transmits the signal to the DC motor drive control means 32, and the
後述する制御手段37の動作については、制御手段37内部のカウンターやRAM、ROMが共同するプログラムの形態で実施される。 The operation of the control means 37 to be described later is implemented in the form of a program in which the counter, the RAM, and the ROM in the control means 37 cooperate.
目標風量39に対して、決定されるDCモータ20の目標回転数と、給気ダンパ22と排気ダンパ23の開度からDCモータ駆動制御手段32とダンパ駆動制御手段36を制御する目標風量制御手段40と、給排型換気装置1の起動初期において前記目標回転数と給気ダンパ22と排気ダンパ23の開度を決定する初期設定手段41を備えている。
Target air volume control means for controlling the DC motor drive control means 32 and the damper drive control means 36 with respect to the
初期設定手段41は、目標風量39から目標回転数を算出する目標回転数算出手段42と、排気風路15の回転数を算出する排気風路回転数決定手段43と、給気風路14の回転数を算出する給気風路回転数決定手段44と、目標回転数決定手段48と、給気風路14の給気ダンパ22と排気風路15の排気ダンパ23の開度をそれぞれ決定するダンパ開度決定手段45を備えたものである。
The initial setting means 41 includes target rotation speed calculation means 42 for calculating the target rotation speed from the
目標回転数算出手段42は、DCモータ駆動制御手段32を動作させて目標風量になるDCモータ20に流れる電流と回転数の関係から駆動電圧を調整してそのときの目標回転数を算出するものである。
The target rotational speed calculation means 42 operates the DC motor drive control means 32 to adjust the drive voltage from the relationship between the current flowing through the
また、目標回転数算出手段42には、ダクト長0〔m〕〜30〔m〕の範囲における目標風量39、例えば100〔m3/h〕の風量を保持するために必要なDCモータ20の回転数と電流の関係式から算出される回転数と電流を給気風路14と排気風路15の各々に対してあらかじめテーブルデータとして記憶されている。
Further, the target rotational speed calculation means 42 has the
例えば、ダクト長を0、5、10〔m〕と5〔m〕毎にインプットしても良いが、これに限定するものではなく、更に細分化、例えば1m毎にテーブルデータを持つことによって、風量制御の精度を高める方式を採用することもできる。 For example, the duct length may be input every 0, 5, 10 [m] and 5 [m], but is not limited to this, and by subdividing, for example, by having table data for every 1 m, It is also possible to adopt a method for improving the accuracy of air volume control.
本体2の機体内圧損は、給気風路14および排気風路15ともに1:1の均等な関係であれば、一つの回転数と電流の値を記憶しておけば良い。
As long as the air pressure loss in the
しかし、本体2の寸法規制や熱交換素子21の大きさ、配置場所などにより、機体内圧損は同一とならない場合がある。そこで、本実施の形態は、給気風路14と排気風路15各々に対してテーブルデータを記憶するものである。
However, the pressure loss in the body may not be the same depending on the size restrictions of the
排気風路回転数決定手段43は、給気ダンパ22を全閉にして排気ダンパ23を全開にした状態で、目標回転数算出手段42によって排気風路15が目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を実現するときの回転数を検出して排気風路15の回転数とするものである。
The exhaust air passage
給気風路回転数決定手段44は、排気ダンパ23を全閉にして給気ダンパ22を全開にした状態で、目標回転数算出手段42によって給気風路14が目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を実現するときの回転数とするものである。
The supply air passage rotation speed determination means 44 is a state in which the
目標回転数決定手段48は、排気風路15の回転数と給気風路14の回転数を比較し、大きい方の回転数を目標回転数と決定するものである。
The target rotational speed determination means 48 compares the rotational speed of the
ダンパ開度決定手段45は、排気風路15と給気風路14の風路のうち回転数が大きい方の風路のダンパを全閉にして、回転数が小さい方の風路が前記目標回転数になるように前記回転数が小さい方の風路のダンパの開度を決定するものである。
The damper opening degree determining means 45 fully closes the damper of the air passage having the larger rotational speed of the air passages of the
上記構成において、給気と排気の風量バランスを保つ動作について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。 In the above configuration, the operation for maintaining the air volume balance between the air supply and the exhaust will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
本フローは、給気ダンパ22と排気ダンパ23を全開にするステップ(STEP1)と、排気風路回転数決定手段43による目標風量に対する排気風路15での回転数の決定を行なうステップ(STEP2)と、給気風路回転数決定手段44による目標風量に対する給気風路14での回転数の決定を行なうステップ(STEP3)と、目標回転数決定手段48による目標回転数の決定を行なうステップ(STEP4)と、ダンパ開度決定手段45による給気ダンパ22と排気ダンパ23の開度を決定するステップ(STEP5)から構成される。そして、本体2にダクト7、12が接続され運転ができる状態で実行される。
In this flow, the step of fully opening the
最初に電源投入、もしくは試運転スイッチ(図示しない)が押された場合、制御手段37は、STEP1に示すように、給気ダンパ22および排気ダンパ23を全開状態とする。
When the power is first turned on or a test operation switch (not shown) is pressed, the control means 37 fully opens the
次に、排気風路回転数決定手段43は、STEP2に示すように、ダンパ駆動制御手段36を制御して排気ダンパ23を全開状態に保持したまま、給気ダンパ22を全閉状態する。そして、目標回転数算出手段42にあらかじめ記憶されている排気風路15における電流と回転数の関係式に合致するようにDCモータ駆動制御手段32を制御して、DCモータ20を駆動する。これにより、一つの回転数N1を得ることができる。この回転数N1は排気風路15に実際に接続されたダクト7の長さにおいて、目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を保持するために必要な回転数情報である。
Next, as shown in
次に、給気風路回転数決定手段44は、STEP3に示すように、ダンパ駆動制御手段36を制御して給気ダンパ22を全開状態にし、排気ダンパ23を全閉状態とする。そして、目標回転数算出手段42にあらかじめ記憶されている給気風路14における電流と回転数の関係式に合致するようにDCモータ駆動制御手段32を制御してDCモータ20を駆動する。これにより、一つの回転数N2を得ることができる。この回転数N2は、排気ダンパ23が全閉状態で目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を保持するために必要な回転数情報である。
Next, as shown in
次に、目標回転数決定手段48は、STEP4に示すように、排気風路回転数決定手段43が決定した回転数N1と給気風路回転数決定手段44が決定した回転数N2を比較して目標回転数を決定することとなる。
Next, as shown in
すなわち、回転数N1>回転数N2の場合には、回転数N1を目標回転数とする。また、回転数N1<回転数N2の場合には、回転数N2を目標回転数とする。さらに、回転数N1=回転数N2の場合には、回転数N1を目標回転数とする。 That is, when the rotational speed N1> the rotational speed N2, the rotational speed N1 is set as the target rotational speed. Further, when the rotational speed N1 <the rotational speed N2, the rotational speed N2 is set as the target rotational speed. Further, when the rotational speed N1 = the rotational speed N2, the rotational speed N1 is set as the target rotational speed.
つまり、回転数N1>回転数N2の場合、排気風路15の風路圧損が給気風路14の風路圧損より高いことを示している。給気風路14の調整を行なわないと排気風路15に比べて給気風路14の風量が大きくなってしまう。
That is, when the rotational speed N1> the rotational speed N2, the air path pressure loss of the
そこで、給気風路14は、再度圧力損失を大きくした状態で目標風量が実現できるようにする必要がある。
Therefore, the
ダンパ開度決定手段45は、STEP5で、ダンパ開度を調整することとなる。排気ダンパ23は、全閉状態を保持したままで、低い圧損の風路に接続されている給気ダンパ22の角度調整を行う。このときの目標回転数は、排気風路15の圧損によって決まる排気風路15において決定算出したDCモータ20の回転数N1とする。
The damper
まず、ダンパ開度決定手段45は、目標回転数算出手段42へあらかじめ記憶されている給気風路14において目標とした回転数N1に対応する電流値と回転数の関係に合致するようにDCモータ20を制御するとともに、目標回転数N1が維持できるように給気ダンパ22のダンパ角度を徐々に閉じていく。
First, the damper opening
次に、本体2の状態を図5(a)に示すように、給気風路14における動作回転数がN1となったときの給気ダンパ22の角度θ1を記憶する。
Next, as shown in FIG. 5A, the state of the
そして、図5(b)に示すように、排気ダンパ23を全閉状態から全開状態とする。
Then, as shown in FIG. 5B, the
このようにすることで、給気風路14および排気風路15の風路圧損を均等に維持した状態にすることができる。DCモータ20は、回転数N1で駆動することにより給気風路14および排気風路15ともに目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を確保することができるようになる。
By doing in this way, the air path pressure loss of the
制御手段37は、排気ダンパ23の全開と回転数N1という条件に加えて、前記のようにして調整した給気ダンパ22の角度を条件にして、給排型換気装置1を制御することで、給気風路14および排気風路15ともに目標風量を確保して建物内の換気を行うこととなる。
The control means 37 controls the supply /
また、回転数N1<回転数N2の場合、給気風路14の風路圧損が排気風路15の風路圧損より高いことを示している。排気風路15の調整を行なわないと給気風路14に比べて排気風路15の風量が大きくなってしまう。
Further, when the rotational speed N1 <the rotational speed N2, the air path pressure loss of the
そこで、排気風路15は、再度圧力損失を大きくした状態で目標風量が実現できるようにする必要がある。
Therefore, the
給気ダンパ22は全閉状態とし、同様にSTEP5に示すように、排気ダンパ23の角度調整を行う。このときの目標回転数は、給気風路14において決定算出したDCモータ20の回転数N2とする。
The
まず、ダンパ開度決定手段45は、目標回転数算出手段42へあらかじめ記憶されている排気風路15において目標とした回転数N2に対応する電流値と回転数の関係に合致するようにDCモータ20を制御するとともに、目標回転数N2が維持できるように排気ダンパ23のダンパ角度を徐々に閉じていく。
First, the damper opening
次に、本体2の状態を図6(a)に示ように、排気風路15における動作回転数がN2なったときの排気ダンパ23の角度θ2を記憶する。
Next, as shown in FIG. 6A, the state of the
そして、図6(b)に示すように給気ダンパ22を全閉状態から全開状態とする。
Then, as shown in FIG. 6B, the
このようにすることで、給気風路14および排気風路15の風路圧損を均等に維持した状態にすることができる。DCモータ20は、回転数N3で駆動することにより給気風路14および排気風路15ともに目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を確保することができる。
By doing in this way, the air path pressure loss of the
制御手段37は、給気ダンパ22の全開と回転数N2という条件に加えて、前記のようにして調整した排気ダンパ23の角度を条件にして、給排型換気装置1を制御することで、給気風路14および排気風路15ともに目標風量を確保して建物内の換気を行うこととなる。
The control means 37 controls the supply /
また、回転数N1=回転数N2の場合、既に給気風路14および排気風路15の風路圧損が均等となっている。
Further, when the rotational speed N1 = the rotational speed N2, the air path pressure loss of the
この場合、給気ダンパ22および排気ダンパ23は、ともに全開状態とし、DCモータ20を回転数N1で駆動する。これにより、給気風路14および排気風路15とともに目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を確保することができる。
In this case, both the
以上のように、本発明の実施の形態1においては、圧損の低い方のダンパ角度を調整することによって、双方の圧損差を無くすことができるようにした。 As described above, in the first embodiment of the present invention, the pressure loss difference between the two can be eliminated by adjusting the damper angle with the lower pressure loss.
これにより、一つの回転数でDCモータ20を駆動させても、給気と排気の双方の風量を確保すると同時に、給気と排気の風量バランスを均等に保つことができる。
As a result, even when the
また、排気風路回転数決定手段43と給気風路回転数決定手段44とで検出した回転数結果のうち、高い方の回転数を検出した送風経路に接続されたダンパを全開状態とするようにした。 Further, among the rotation speed results detected by the exhaust air path rotation speed determination means 43 and the supply air path rotation speed determination means 44, the damper connected to the air flow path that detects the higher rotation speed is fully opened. I made it.
これにより、風路圧損の低い方のダンパのみ開口面積を調整することで、ダンパを閉じることによって生じるDCモータ20のエネルギーロスを低減することができる。
Thereby, the energy loss of the
また、上記のフローは、電源投入時や試運転スイッチ(図示せず)を操作した場合にのみ実行するものである。したがって、通常使用時においてはダンパを全閉状態にする必要はなく、ダンパ全閉時に発生する騒音による不快感を使用者に与えることはない。 The above flow is executed only when the power is turned on or when a test operation switch (not shown) is operated. Therefore, the damper does not need to be fully closed during normal use, and the user does not feel discomfort due to noise generated when the damper is fully closed.
また、リフォームや機器の目詰まり等により、目標風量や給気と排気の風量バランスが均等でなくなった場合においても、電源投入時や試運転スイッチ(図示せず)を操作によって、使用者が任意のタイミングで再設定することもできる。 In addition, even if the target air flow or the balance between air supply and exhaust air is not uniform due to remodeling or clogging of the equipment, the user can set any arbitrary value by turning on the power or operating the test run switch (not shown). It can also be reset at the timing.
(実施の形態2)
上記のように実施の形態1では目標風量を精度高く実現するためにダンパの角度を調整することを説明した。
(Embodiment 2)
As described above, the first embodiment has explained that the angle of the damper is adjusted in order to achieve the target air volume with high accuracy.
そのなかで、図4のSTEP2では、排気風路回転数決定手段43は、ダンパ駆動制御手段36を制御して排気ダンパ23を全開状態に保持したまま、給気ダンパ22を全閉状態する。
4, the exhaust air passage rotational speed determination means 43 controls the damper drive control means 36 to fully close the
そして、目標回転数算出手段42へあらかじめ記憶されている排気風路15における電流と回転数の関係式に合致するようにDCモータ駆動制御手段32を制御してDCモータ20を駆動している。
Then, the
このとき、排気ダンパ23を全閉として、給気風路14側の一つの回転数N1を得ているが、排気風路15から給気風路14へ空気の漏れが発生し、給気風路14の風量は、この漏れによる風量が加わるために室外から給気できる風量が不足することがある。
At this time, the
空気の漏れが発生する原因は、給排型換気装置1の製造ばらつき、例えば図1に示す本体2と仕切り板16の接合部の隙間や熱交換素子21のエレメント間の接着ばらつき、によって生じるものと考える。
The cause of air leakage is caused by manufacturing variations of the supply / exhaust
つまり目標風量を精度高く実現するためには、回転数を高くする必要がある。 That is, in order to realize the target air volume with high accuracy, it is necessary to increase the rotational speed.
そこで、本実施の形態では、初期設定手段41は、実施の形態1の給気風路回転数決定手段44に換えて、給気風路補正回転数決定手段49を備えたものである。 Therefore, in the present embodiment, the initial setting means 41 includes a supply air path correction rotation speed determination means 49 instead of the supply air path rotation speed determination means 44 of the first embodiment.
給気風路補正回転数決定手段49は、排気風路回転数決定手段43の算出した排気風路15の回転数をもとにあらかじめ記憶した排気風路15の回転数と補正値の関係から給気風路14の回転数の補正値を算出する給気風路補正値算出手段50と、目標回転数算出手段42によって算出した給気風路14が目標風量を実現するときの給気風路14の回転数を前記補正値により補正する回転数補正手段51を備えたものである。
The supply air path correction rotation speed determination means 49 supplies the air flow from the relationship between the rotation speed of the
制御手段37の構成について図7のブロック図を用いて説明する。制御手段37は、目標風量39に対して、決定されるDCモータ20の目標回転数と、給気ダンパ22と排気ダンパ23の開度からDCモータ駆動制御手段32とダンパ駆動制御手段36を制御する目標風量制御手段40と、給排型換気装置1の起動初期において前記目標回転数と給気ダンパ22と排気ダンパ23の開度を決定する初期設定手段41を備えている。
The configuration of the control means 37 will be described with reference to the block diagram of FIG. The control means 37 controls the DC motor drive control means 32 and the damper drive control means 36 with respect to the
初期設定手段41は、目標風量39から目標回転数を算出する目標回転数算出手段42と、排気風路15の回転数を算出する排気風路回転数決定手段43と、給気風路14の回転数を算出する給気風路補正回転数決定手段49と、目標回転数決定手段48と、給気風路14と排気風路15の給気ダンパ22と排気ダンパ23の開度を決定するダンパ開度決定手段45を備えたものである。
The initial setting means 41 includes target rotation speed calculation means 42 for calculating the target rotation speed from the
給気風路補正回転数決定手段49は、排気風路回転数決定手段43の算出した排気風路15の回転数をもとに、図8に示すあらかじめ記憶した排気風路15の回転数と補正値の関係から、給気風路14の回転数の補正値を算出する給気風路補正値算出手段50と、前記補正値によって補正して給気風路14の回転数とする回転数補正手段51を備えたものである。例えば、図8に示すように、排気風路回転数決定手段43が算出した回転数がN1_2の場合、給気風路14の補正値を1.04とする。
The supply air path correction rotation speed determination means 49 corrects and stores the rotation speed of the
目標回転数算出手段42は、DCモータ駆動制御手段32を動作させて目標風量になるDCモータ20に流れる電流と回転数の関係から駆動電圧を調整してそのときの目標回転数を算出するものである。
The target rotational speed calculation means 42 operates the DC motor drive control means 32 to adjust the drive voltage from the relationship between the current flowing through the
目標回転数決定手段48は、排気風路15の回転数と給気風路14の回転数を比較し、大きい方の回転数を目標回転数と決定するものである。
The target rotational speed determination means 48 compares the rotational speed of the
上記構成において、給気と排気の風量バランスを保つ動作について図9に示すフローチャートを用いて説明する。 In the above configuration, the operation for maintaining the air volume balance between the air supply and the exhaust will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
本フローは、給気ダンパ22と排気ダンパ23を全開にするステップ(STEP1)と、排気風路回転数決定手段43による目標風量に対する排気風路15での回転数の決定を行なうステップ(STEP2)と、給気風路回転数決定手段44による目標風量に対する給気風路14での回転数の決定を行なうステップ(STEP3)と、目標回転数決定手段48による目標回転数の決定を行なうステップ(STEP4)と、ダンパ開度決定手段45による給気ダンパ22と排気ダンパ23の開度を決定するステップ(STEP5)から構成される。
In this flow, the step of fully opening the
電源投入後、もしくは試運転スイッチが押された場合、STEP1に示すように制御手段37は給気ダンパ22および排気ダンパ23を全開状態とする。
After the power is turned on or when the test operation switch is pressed, the control means 37 fully opens the
次に、STEP2に示すように、排気風路回転数決定手段43は、ダンパ駆動制御手段36を制御し排気ダンパ23を全開状態に保持し、給気ダンパ22を全閉状態する。
Next, as shown in
そして、目標回転数算出手段42へあらかじめ記憶されている排気風路15における電流と回転数の関係式に合致するようにDCモータ駆動制御手段32を制御してDCモータ20を駆動することにより、一つの回転数N1を得る。
Then, the DC motor
そして、給気風路補正値算出手段50は、排気風路回転数決定手段43の決定した排気風路15の回転数N1から給気風路14の回転数の補正値Rh1を算出する。
Then, the supply air path correction value calculation means 50 calculates the correction value Rh1 of the rotation speed of the
次に、STEP3に示すように、給気風路回転数決定手段44は、ダンパ駆動制御手段36を制御して給気ダンパ22を全開状態にし、排気ダンパ23を全閉状態とする。
Next, as shown in
そして、目標回転数算出手段42へあらかじめ記憶されている給気風路14における電流と回転数の関係式に合致するようにDCモータ駆動制御手段32を制御してDCモータ20を駆動することにより、一つの回転数N2を得る。
Then, by driving the
そして、回転数補正手段51より、STEP2で排気側の回転数に応じて補正値Rh1を決定して、回転数N2へ乗算し、回転数N3を得る。 Then, the rotational speed correction means 51 determines a correction value Rh1 in STEP2 according to the rotational speed on the exhaust side, and multiplies the rotational speed N2 to obtain the rotational speed N3.
この回転数N3は給気風路14に接続された実施工ダクト長において、排気ダンパ23を開けた状態で目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を保持するために必要な回転数情報である。
This rotational speed N3 is the rotational speed information necessary for maintaining a target air volume, for example, 100 [m 3 / h] with the
次に、STEP4に示すように、目標回転数決定手段48は、排気風路回転数決定手段43が決定した回転数N1と給気風路回転数決定手段44が決定した回転数N3を比較して目標回転数を決定することとなる。
Next, as shown in
すなわち、回転数N1>回転数N3の場合には、回転数N1を目標回転数とする。また回転数N1<回転数N3の場合には、回転数N3を目標回転数とする。さらに回転数N1=回転数N3の場合には、回転数N1を目標回転数とする。 That is, when the rotational speed N1> the rotational speed N3, the rotational speed N1 is set as the target rotational speed. If the rotation speed N1 <the rotation speed N3, the rotation speed N3 is set as the target rotation speed. Further, when the rotational speed N1 = the rotational speed N3, the rotational speed N1 is set as the target rotational speed.
そして、STEP5で、ダンパ開度決定手段45は、ダンパ開度を調整する。すなわち、回転数N1>回転数N3の場合、排気風路15の風路圧損が給気風路14の風路圧損より高いことを示している。給気風路14の調整を行なわないと排気風路15に比べて給気風路14の風量が大きくなってしまう。
Then, in STEP 5, the damper opening
そこで、給気風路14は、再度圧力損失を大きくした状態で目標風量が実現できるようにする必要がある。
Therefore, the
排気ダンパ23は全閉状態を保持したままで、低い圧損の風路に接続されている給気ダンパ22の角度調整を行う。このときの目標回転数は、排気風路15の圧損によって決まる排気風路15において決定算出したDCモータ20の回転数N1とする。
The
そして、目標回転数算出手段42へあらかじめ記憶されている給気風路14において目標回転数N1に対応する電流値と回転数の関係に合致するようにDCモータ20を制御するとともに目標回転数N1が維持できるように給気ダンパ22のダンパ角度を徐々に閉じていく。
Then, the
また、回転数N1<回転数N3の場合、給気風路14の風路圧損が排気風路15の風路圧損より高いことを示している。排気風路15の調整を行なわないと給気風路14に比べて排気風路15の風量が大きくなってしまう。
Further, when the rotational speed N1 <the rotational speed N3, the air path pressure loss of the
そこで、排気風路15は、再度圧力損失を大きくした状態で目標風量が実現できるようにする必要がある。
Therefore, the
給気ダンパ22は全閉状態とし、排気ダンパ23の角度調整を行う。このときの目標回転数は、給気風路14において決定算出したDCモータ20の回転数N3とする。そして、目標回転数算出手段42へあらかじめ記憶されている排気風路15において目標回転数N3に対応する電流値と回転数の関係に合致するようにDCモータ20を制御するとともに、目標回転数N3が維持できるように排気ダンパ23のダンパ角度を徐々に閉じていく。
The
次にN1=N3の場合、既に給気風路14および排気風路15の風路圧損が均等となっているので、給気ダンパ22および排気ダンパ23をともに全開状態とし、DCモータ20を回転数N1で駆動することにより給気風路14および排気風路15とともに目標風量、例えば100〔m3/h〕の風量を確保することができる。
Next, in the case of N1 = N3, since the air path pressure loss of the
以上のように、給気風路14と排気風路15間での空気の漏れを加減し補正し、圧損の低い方のダンパ角度を調整することによって、本体2内部で風量の漏れが発生する構造においても双方の圧損を等しくして、一つの回転数でDCモータ20を駆動させ、給気と排気の風量バランスを均等に保ちながら、給気と排気の双方の風量を確保することができる。
As described above, air leakage between the
本発明にかかる空気調和機は、1つのDCモータで同時に排気と給気を行う場合に、所定の風量を確保するとともに給排風量のバランスをも保つものであり、一般住宅などに用いられる同時給気排気型の空気調和機に有用である。 The air conditioner according to the present invention secures a predetermined air volume and keeps a balance between the air supply and exhaust air volume when exhausting and supplying air simultaneously with a single DC motor, and is used simultaneously in general houses and the like. This is useful for supply / exhaust air conditioners.
1 給排型換気装置
2 本体
3 天井面
4 側面
5 室外側吸込口
6 室外側吐出口
7 ダクト
8 建物外壁面
9 室内側吸込口
10 対向面
11 室内側吐出口
12 ダクト
13 小口径ダクト
14 給気風路
15 排気風路
16 仕切り板
17 仕切り板
18 給気ファン
19 排気ファン
20 DCモータ
21 熱交換素子
22 給気ダンパ
23 排気ダンパ
24 電動機
25 電動機
26 商用電源
27 電源回路
28 駆動装置
29 整流平滑回路
30 スイッチング素子
31 スイッチングトランス
32 DCモータ駆動制御手段
33 ホール素子
34 回転数検出手段
35 電流検出手段
36 ダンパ駆動制御手段
37 制御手段
38 レギュレータ
39 目標風量
40 目標風量制御手段
41 初期設定手段
42 目標回転数算出手段
43 排気風路回転数決定手段
44 給気風路回転数決定手段
45 ダンパ開度決定手段
48 目標回転数決定手段
49 給気風路補正回転数決定手段
50 給気風路補正値算出手段
51 回転数補正手段
100 本体
101 給気用のファンを具備したDCモータ
102 排気用のファンを具備したDCモータ
104 制御装置
DESCRIPTION OF
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