JP2014105927A - Air-supply and air-exhaust type ventilator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つの直流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6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直流モータ101と、排気風路に排気用のファンを具備した直流モータ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、直流モータ101と直流モータ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直流モータとファンに加えて排気用の直流モータとファンを備え、各々の直流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つの直流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つの直流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 fan for exhaust in addition to a DC motor and fan for supplying air inside the main body, and each of the DC air motor and the exhaust air path is provided by 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、一つの直流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直流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 downsizing of equipment, a supply / exhaust type ventilator having an air supply fan and an exhaust fan with one DC motor as both axes 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. 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.
そこで、給気風路と排気風路にダンパを設けて、施工初期において、一方の圧力損失の大きい風路に他方の風路の圧力損失を合わせるように前記ダンパの開度を調節することを考えた。 Therefore, it is considered that dampers are provided in the supply air passage and the exhaust air passage, and the opening degree of the damper is adjusted in the initial stage of construction so that the pressure loss of the other air passage is matched with the air passage having one large pressure loss. It was.
ところが、長期間に渡り使用していると給気フィルタや排気フィルタに砂塵や埃、虫が目詰まりし、目標風量を確保するための直流モータの消費電力が急増することが解かった。また、使用者はフィルタの目詰まり状態がわからないため、給気フィルタと排気フィルタの両方をメンテナンスする必要があるということが課題となった。 However, it has been found that if the air filter is used for a long period of time, the air supply filter and the exhaust filter are clogged with dust, dust, and insects, and the power consumption of the DC motor for securing the target air volume increases rapidly. Further, since the user does not know the clogged state of the filter, it is necessary to maintain both the air supply filter and the exhaust filter.
本発明は、前記の問題を解決し、長期使用時にフィルタが目詰まりした場合に、使用者が給気フィルタと排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ確認して、効率的にメンテナンスをすることができる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 problems, and when the filter is clogged during long-term use, the user can check the clogged state of the air supply filter and the exhaust filter, respectively, and perform maintenance efficiently. An object is to provide a supply / exhaust type ventilation device.
そして、この目的を達成するために、本発明は、本体に室内側吸込口と、室内側吐出口と、室外側吸込口と、室外側吐出口とを備え、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、前記室外側吸込口に給気フィルタと、前記室内側吸込口に排気フィルタと、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ表示するフィルタ目詰まり状態報知手段と、外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にそれぞれ配置した給気ファンおよび排気ファンと、前記給気ファンと前記排気ファンとを一つの駆動軸により駆動する直流モータである直流モータと、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、前記直流モータの駆動電圧を調整する直流モータ駆動制御手段と、前記直流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開度を調整して目標回転数となるよう前記直流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、前記給気風路と前記排気風路の風量が目標風量となる前記目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記目標回転数であって初期に決定した初期目標回転数を記憶する初期目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標回転数とを比較して前記目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する運転制御手段と、前記運転制御手段により前記直流モータへの駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段と、前記タイマ手段により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量となる前記目標回転数を前記目標回転数決定手段により再度決定させる繰り返し手段と、前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定するフィルタ目詰まり状態判定手段とを備え、前記フィルタ目詰まり状態判定手段の判定結果に基づいて、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知するものであり、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 comprises a main body provided with an indoor suction port, an indoor discharge port, an outdoor suction port, and an outdoor discharge port, and the opening area of the outdoor suction port. An air supply damper that adjusts the opening area of the outdoor discharge port, an air supply filter at the outdoor intake port, an exhaust filter at the indoor intake port, the air supply filter, and the air filter Filter clogging state notifying means for displaying the clogged state of the exhaust filter, an air supply passage for communicating outside air from the outdoor side suction port to the indoor side discharge port, and indoor air from the indoor side suction port to the chamber An exhaust air passage communicating with the outer discharge port, an air supply fan and an exhaust fan respectively disposed in the air supply air passage and the exhaust air passage, and a direct current that drives the air supply fan and the exhaust fan by a single drive shaft motor A direct current motor, damper drive control means for driving the supply damper and exhaust damper, direct current motor drive control means for adjusting the drive voltage of the direct current motor, and rotational speed detection for detecting the rotational speed of the direct current motor And a supply / exhaust type ventilator comprising: control means for controlling the drive voltage to the DC motor so as to achieve a target rotational speed by adjusting the opening degree of the supply damper and the exhaust damper. The control means includes target rotational speed determining means for determining the target rotational speed at which the air volume of the supply air path and the exhaust air path becomes a target air volume, and the initial target rotational speed that is the target rotational speed and is initially determined. The target rotational speed is stored in the initial target rotational speed storage means, and the rotational speed detected by the rotational speed detection means is compared with the target rotational speed to control the drive voltage to the DC motor so as to reach the target rotational speed. Rotation control means, timer means for integrating the operation time during which the drive voltage to the DC motor is controlled by the operation control means, and when the operation time accumulated by the timer means exceeds a certain time, The repetitive means for re-determining the target rotational speed by the target rotational speed determining means and the initial target rotational speed and the re-determined target rotational speed are compared. Filter clogging state determining means for determining clogging, and reporting clogged states of the air supply filter and the exhaust filter based on the determination result of the filter clogging state determining means, respectively. It achieves the intended purpose.
本発明によれば、本体に室内側吸込口と、室内側吐出口と、室外側吸込口と、室外側吐出口とを備え、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、前記室外側吸込口に給気フィルタと、前記室内側吸込口に排気フィルタと、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ表示するフィルタ目詰まり状態報知手段と、外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にそれぞれ配置した給気ファンおよび排気ファンと、前記給気ファンと前記排気ファンとを一つの駆動軸により駆動する直流モータである直流モータと、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、前記直流モータの駆動電圧を調整する直流モータ駆動制御手段と、前記直流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開度を調整して目標回転数となるよう前記直流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、前記給気風路と前記排気風路の風量が目標風量となる前記目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記目標回転数であって初期に決定した初期目標回転数を記憶する初期目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標回転数とを比較して前記目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する運転制御手段と、前記運転制御手段により前記直流モータへの駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段と、前記タイマ手段により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量となる前記目標回転数を前記目標回転数決定手段により再度決定させる繰り返し手段と、前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定するフィルタ目詰まり状態判定手段とを備えるという構成にしたことにより、前記運転制御手段が直流モータの駆動電圧を制御して、前記タイマ手段の積算した運転時間がある一定時間以上になると、前記繰り返し手段が前記目標回転数決定手段に作用して前記目標回転数を決定させ、前記フィルタ目詰まり状態判定手段は、前記初期目標回転数記憶手段に記憶した前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定し、前記フィルタ目詰まり状態報知手段により前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知するため、使用者が前記給気フィルタと前記排気フィルタのいずれが目詰まりになっているか確認して、効率的なフィルタのメンテナンスができる給排気型換気装置を提供することができる。 According to the present invention, the main body includes an indoor suction port, an indoor discharge port, an outdoor suction port, and an outdoor discharge port, and an air supply damper that adjusts an opening area of the outdoor suction port; An exhaust damper that adjusts the opening area of the outdoor discharge port, an air supply filter at the outdoor intake port, an exhaust filter at the indoor intake port, and a clogged state of the air supply filter and the exhaust filter, respectively Filter clogging state notification means for displaying, an air supply passage for communicating outside air from the outdoor suction port to the indoor discharge port, and an exhaust air for communicating indoor air from the indoor suction port to the outdoor discharge port A direct current motor that is a direct current motor that drives the air supply fan and the exhaust fan by a single drive shaft, and an air supply fan and an exhaust fan respectively disposed in the air supply path and the exhaust air path; air supply Damper drive control means for driving the damper and the exhaust damper, DC motor drive control means for adjusting the drive voltage of the DC motor, rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the DC motor, and the air supply damper, A supply / exhaust type ventilator comprising a control means for controlling the drive voltage to the DC motor so as to adjust the opening of the exhaust damper to a target rotational speed, wherein the control means includes the supply air flow Target rotational speed determining means for determining the target rotational speed at which the air volume of the road and the exhaust air path becomes a target air volume, and an initial target rotational speed memory for storing the initial rotational speed that is the target rotational speed and is initially determined And an operation control means for controlling the drive voltage to the DC motor so as to obtain the target rotational speed by comparing the rotational speed detected by the rotational speed detecting means with the target rotational speed, and the operational control. Timer means for accumulating the operation time for controlling the drive voltage to the DC motor by the stage, and when the operation time accumulated by the timer means exceeds a certain time, the target rotational speed that becomes a target air volume is set to the target A filter clogging state in which it is determined that the filter is clogged by comparing the initial target rotation speed and the re-determined target rotation speed by comparing the initial target rotation speed and the re-determined target rotation speed when the rotation speed difference is greater than a predetermined value. And determining means, so that the operation control means controls the drive voltage of the DC motor, and when the operation time accumulated by the timer means reaches a certain time or longer, the repetition means is the target rotation Acting on a speed determining means to determine the target rotational speed, and the filter clogging state determining means is stored in the initial target rotational speed storage means. Comparing the memorized initial target rotational speed with the re-determined target rotational speed, if the rotational speed difference exceeds a predetermined value, it is determined that the filter is clogged, and the filter clogging state notification means An air supply / exhaust type ventilator that allows a user to check which of the air supply filter and the exhaust filter is clogged and to perform efficient filter maintenance in order to notify the clogged state of the exhaust filter. Can be provided.
本発明の請求項1記載の給排型換気装置は、本体に室内側吸込口と、室内側吐出口と、室外側吸込口と、室外側吐出口とを備え、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、前記室外側吸込口に給気フィルタと、前記室内側吸込口に排気フィルタと、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ表示するフィルタ目詰まり状態報知手段と、外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にそれぞれ配置した給気ファンおよび排気ファンと、前記給気ファンと前記排気ファンとを一つの駆動軸により駆動する直流モータである直流モータと、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、前記直流モータの駆動電圧を調整する直流モータ駆動制御手段と、前記直流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開度を調整して目標回転数となるよう前記直流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、前記給気風路と前記排気風路の風量が目標風量となる前記目標回転数を決定する目標回転数決定手段と、前記目標回転数であって初期に決定した初期目標回転数を記憶する初期目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標回転数とを比較して前記目標回転数となるよう前記直流モータへの駆動電圧を制御する運転制御手段と、前記運転制御手段により前記直流モータへの駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段と、前記タイマ手段により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量となる前記目標回転数を前記目標回転数決定手段により再度決定させる繰り返し手段と、前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定するフィルタ目詰まり状態判定手段とを備え、前記フィルタ目詰まり状態判定手段の判定結果に基づいて、前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知するものである。 The supply / exhaust type ventilator according to claim 1 of the present invention comprises a main body comprising an indoor suction port, an indoor discharge port, an outdoor suction port, and an outdoor discharge port, and the opening of the outdoor suction port. An air supply damper that adjusts an area; an exhaust damper that adjusts an opening area of the outdoor discharge port; an air supply filter at the outdoor intake port; an exhaust filter at the indoor intake port; and the air supply filter; Filter clogging state notification means for displaying the clogged state of the exhaust filter, an air supply air passage for communicating outside air from the outdoor suction port to the indoor discharge port, and indoor air from the indoor suction port An exhaust air passage communicating with an outdoor discharge port, an air supply fan and an exhaust fan disposed in each of the air supply air passage and the exhaust air passage, and the air supply fan and the exhaust fan are driven by one drive shaft. DC motor DC 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 rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the DC motor And a supply / exhaust type ventilator comprising: a control means for controlling a drive voltage to the DC motor so as to obtain a target rotational speed by adjusting an opening degree of the supply damper and the exhaust damper; The means includes target rotational speed determining means for determining the target rotational speed at which the air volume of the supply air path and the exhaust air path becomes a target air volume, and an initial target rotational speed that is the target rotational speed and is initially determined. An operation for controlling the drive voltage to the DC motor so as to obtain the target rotational speed by comparing the target rotational speed with the initial rotational speed detected by the rotational speed detection means and the initial target rotational speed storage means for storing Control means, timer means for accumulating the operation time for controlling the drive voltage to the DC motor by the operation control means, and the target air volume when the operation time accumulated by the timer means exceeds a certain time The repetitive means for re-determining the target rotational speed by the target rotational speed determining means and the initial target rotational speed and the re-determined target rotational speed are compared. Filter clogging state determination means for determining the clogging state of the air supply filter and the exhaust filter based on the determination result of the filter clogging state determination means.
これにより、前記運転制御手段が直流モータの駆動電圧を制御して、前記タイマ手段の積算した運転時間がある一定時間以上になると、前記繰り返し手段が前記目標回転数決定手段に作用して前記目標回転数を決定させ、前記フィルタ目詰まり状態判定手段は、前記初期目標回転数記憶手段に記憶した前記初期目標回転数と前記再度決定した前記目標回転数とを比較して回転数差が所定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定し、前記フィルタ目詰まり状態報知手段により前記給気フィルタと前記排気フィルタの目詰まり状態をそれぞれ報知するため、使用者が前記給気フィルタと前記排気フィルタのいずれが目詰まりになっているか確認して、効率的にフィルタのメンテナンスをすることができるという効果を奏する。 As a result, when the operation control means controls the drive voltage of the DC motor and the operation time accumulated by the timer means reaches a certain time or more, the repetition means acts on the target rotational speed determination means to The rotation speed is determined, and the filter clogging state determination means compares the initial target rotation speed stored in the initial target rotation speed storage means with the re-determined target rotation speed so that the rotation speed difference is a predetermined value. When the above is reached, it is determined that the filter is clogged, and the clogged state of the air supply filter and the exhaust filter is notified by the filter clogging state notification unit, so that the user can determine which of the air supply filter and the exhaust filter. It is confirmed that the filter is clogged and the filter can be efficiently maintained.
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 type ventilation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is installed on a ceiling in a building, or on a ceiling and attic space, or on a side wall. Hereinafter, a case where it is installed on a ceiling will be described.
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 main body 2 shown in FIG. 1A has a rectangular parallelepiped shape having the lowest height direction among the three sides, and is installed in parallel to the
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 side surface 4 including the side of a transversal direction among the height direction and the other two sides, The
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
本体2の下面には室内側吸込口9を形成する。
An
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 main body 2, there are formed an air
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つの直流モータ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 main body 2 are provided with an
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と排気風路15には、それぞれ給気フィルタ26と排気フィルタ27を設けている。
An
給気フィルタ26と排気フィルタ27は、砂塵や埃、虫などが本体2の内部に侵入することを防止する機能を有している。
The
給気風路14は、室外側吸込口5と給気ダンパ22と給気フィルタ26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と排気フィルタ27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
本体2の下面には、給気フィルタ26と排気フィルタ27のフィルタ目詰まり状態をそれぞれ報知するフィルタ目詰まり状態報知手段28を設けている。
On the lower surface of the main body 2, filter clogging state informing means 28 for informing the clogging states of the
ここでフィルタ目詰まり状態報知手段28は、例えばLEDなどが挙げられ、給気フィルタ26と排気フィルタ27のそれぞれに対応したLED28aとLED28bを設けて、目詰まりのときはLEDを点灯、目詰まりでないときはLEDを消灯させることで、給気フィルタ26と排気フィルタ27の目詰まり状態をそれぞれ表示することができる。LED28aとLED28bには異なる色を用いると、使用者が確認し易く、なお良い。
Here, the filter clogging state notification means 28 may be an LED, for example, and provided with an LED 28a and an
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29に接続した電源回路30と、直流モータ20と給気ダンパ22と排気ダンパ23を駆動する駆動装置31を有する。
The block of the control circuit has a
電源回路30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32を備えている。そして、整流平滑回路32で整流平滑された電圧をFETなどのスイッチング素子33やスイッチングトランス34を介して直流電圧を降下させ、直流モータ20および駆動装置31へ供給する電圧、例えばDC30〔V〕を生成するものである。
The
直流モータ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、直流モータ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、直流モータ駆動制御手段35、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36を含んで構成されている。
The
本実施の形態では、直流モータ20へ供給される電圧はスイッチングトランス34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 this embodiment, the voltage supplied to the
例えば、商用電源29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31は、回転数検出手段37と、電流検出手段38と、ダンパ駆動制御手段39と、制御手段40を備えている。
The
回転数検出手段37は、ホール素子36の信号から直流モータ20の回転数を検出するものである。
The rotation speed detection means 37 detects the rotation speed of the
電流検出手段38は、直流モータ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直流モータ20の電流を検出するものである。
The current detection means 38 detects the current of the
ダンパ駆動制御手段39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 39 drives the
制御手段40は、回転数検出手段37と目標回転数決定手段43の信号を受けて、直流モータの回転数が目標回転数となるよう直流モータ駆動制御手段35とダンパ駆動制御手段39を制御して目標風量を実現するものである。 The control means 40 receives the signals from the rotational speed detection means 37 and the target rotational speed determination means 43 and controls the DC motor drive control means 35 and the damper drive control means 39 so that the rotational speed of the DC motor becomes the target rotational speed. To achieve the target air volume.
ダンパ駆動制御手段39は、制御手段40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 39 drives the
制御手段40は、CPU(Central Processing Unit)で構成され、直流モータ20の印加電圧からレギュレータ41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 40 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40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 40 is demonstrated using the block diagram of FIG.
制御手段40は、パルスもしくはアナログ信号を形成して直流モータ駆動制御手段35へ信号を伝達し、直流モータ20は速度制御や停止を実行する。
The control means 40 forms a pulse or an analog signal and transmits the signal to the DC motor drive control means 35, and the
後述する制御手段40の動作については、制御手段40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 40 to be described later is implemented in the form of a program in which the counter, RAM, and ROM in the control means 40 cooperate.
制御手段40は、目標風量42に対して、目標回転数決定手段43により決定される直流モータ20の目標回転数と、給気ダンパ22と排気ダンパ23の開度から直流モータ駆動制御手段35とダンパ駆動制御手段39を制御する運転制御手段44と、運転制御手段44により直流モータ20への駆動電圧を制御している運転時間を積算するタイマ手段45と、タイマ手段45により積算した運転時間がある一定時間以上になると、目標風量42となる目標回転数を目標回転数決定手段43により再度決定させる繰り返し手段46と、目標回転数決定手段43により初めて決定した目標回転数を初期目標回転数として記憶する初期目標回転数記憶手段47と、給気風路14と排気風路15のそれぞれで初期目標回転数と再度決定した目標回転数とを比較して回転数差が一定値以上になるとフィルタ目詰まりと判定し、フィルタ目詰まり状態報知手段28にフィルタ目詰まりを報知させるフィルタ目詰まり状態判定手段48を備えている。
The control means 40 determines the DC motor drive control means 35 from the target rotational speed of the
目標回転数決定手段43は、直流モータ駆動制御手段35を動作させて目標風量42になるよう電流検出手段38により検出される電流と回転数検出手段37により検出される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
また、目標回転数決定手段43には、ダクト長0〔m〕〜30〔m〕の範囲における目標風量42、例えば100〔m3/h〕の風量を保持するために必要な直流モータ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
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 main body 2 has an equal relationship of 1: 1 for both 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 main body 2, the size of the
目標回転数決定手段43は、排気風路15の目標回転数と給気風路14の目標回転数をそれぞれ決定する。
The target rotational speed determination means 43 determines the target rotational speed of the
排気風路15の目標回転数を決定する際は、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、排気風路15が目標風量42、例えば100〔m3/h〕の風量を実現するときの電流値と関係を保ちながら電圧を調整して回転数を検出して排気風路15の目標回転数とするものである。
When the target rotational speed of the
給気風路14の目標回転数を決定する際は、給気ダンパ22を全開にして排気ダンパ23を全閉にした状態で、給気風路14が目標風量42、例えば100〔m3/h〕の風量を実現するときの電流値と関係を保ちながら電圧を調整して回転数を検出して給気風路14の目標回転数とするものである。
When determining the target rotational speed of the
そして、排気風路15の目標回転数と給気風路14の目標回転数を比較し、大きい方の目標回転数を直流モータ20を駆動する目標回転数として運転制御手段44へ出力する。
Then, the target rotational speed of the
また、目標回転数決定手段43は、初めて決定した目標回転数を初期目標回転数として初期目標回転数記憶手段47へ記憶する。初期目標回転数記憶手段47は、例えばEEPROMなどが挙げられ、排気風路15と給気風路14の初期目標回転数をそれぞれ記憶するものである。
Further, the target rotational speed determination means 43 stores the target rotational speed determined for the first time in the initial target rotational speed storage means 47 as the initial target rotational speed. The initial target rotational speed storage means 47 includes, for example, an EEPROM, and stores the initial target rotational speeds of the
運転制御手段44は、目標回転数決定手段43で決定した目標回転数となるよう直流モータ電圧を制御し、その際、排気風路15と給気風路14の風量が1:1のバランスとなるよう風路の圧損が小さい方のダンパを調整することで、風量のバランスをとる。
The operation control means 44 controls the DC motor voltage so as to achieve the target rotational speed determined by the target rotational speed determination means 43. At that time, the air volume of the
タイマ手段45、運転制御手段44により直流モータ20への駆動電圧を制御している運転時間を積算するものである。例えば100〔m3/h〕で1時間運転するとタイマ手段45は1と記憶し、2時間運転で2と記憶する。また、ここでは1時間ごとに積算するとしたが、30分、90分と積算するタイミングを変えることができる。
The operation time during which the drive voltage to the
繰り返し手段46は、タイマ手段45の積算する値が一定以上になると目標回転数決定手段43に指令を送り、目標回転数を再度決定させるものである。例えば、タイマ手段45の一定値を1000とすると、運転時間の積算値が1000になると繰り返し手段46は目標回転数決定手段43に指令を送るものである。一定値は5000、10000と変更することができる。
The repeating means 46 sends a command to the target rotational
フィルタ目詰まり状態判定手段48は、前記初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較して回転数差が一定以上になるとフィルタ目詰まりと判定し、フィルタ目詰まり状態報知手段28に指令を送り、フィルタ目詰まりを報知させるものである。つまり、砂塵や埃、虫などによるフィルタの圧損増加に応じて、目標風量42となる目標回転数が増加するため、再度決定した目標回転数から初期の目標回転数を減算した回転数差がフィルタ目詰まり状態となる。例えば、フィルタ目詰まり状態判定手段48の一定値を100〔rpm〕とすると、回転数差が100〔rpm〕以上になるとフィルタ目詰まり状態判定手段48はフィルタ目詰まり状態報知手段28に指令を送るものである。一定値は、例えば直流モータの消費電力が急増するときの回転数増加値とし、あらかじめCPUのROMなどに記憶させておくと良い。また一定値は排気風路15と給気風路14で同値としても良いが、これに限定するものではなく、機体内圧損が同一とならない場合は、排気風路15と給気風路14のそれぞれの値を設けても良い。
The filter clogging state determining means 48 compares the initial target rotational speed with the determined target rotational speed again, and determines that the filter is clogged when the rotational speed difference exceeds a certain value. To notify the filter clogging. In other words, since the target rotational speed that becomes the
上記構成において、本実施の形態の前提となる繰り返し目標回転数を決定して給気と排気の風量バランスを保つ基本の動作について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。 In the above configuration, a basic operation for determining the repetitive target rotational speed, which is a premise of the present embodiment, and maintaining the air volume balance between the supply air 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、目標風量42に対する排気風路15での目標回転数の決定を行なうステップ(STEP2)と、目標風量42に対する給気風路14での目標回転数の決定を行なうステップ(STEP3)と、直流モータ20を駆動するための目標回転数の決定を行うステップ(STEP4)と、運転時間を積算し一定以上になるとSTEP1に戻るステップ(STEP5)から構成される。そして、目標回転数決定手段43は、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、もしくは繰り返し手段46の指令が目標回転数決定手段43に送られた場合、制御手段40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 command from the repetition means 46 is sent to the target rotational speed determination means 43, the control means 40 fully opens the
次に、目標回転数決定手段43は、STEP2に示すように、ダンパ駆動制御手段39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、目標回転数決定手段43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運転制御手段44により直流モータ駆動制御手段35を制御して、直流モータ20を駆動する。これにより、一つの目標回転数N1を得ることができる。この目標回転数N1は、排気風路15に実際に接続されたダクトの長さにおいて、目標風量42、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 STEP 2, the target rotational speed determination means 43 controls the damper drive control means 39 to fully close the
次に、目標回転数決定手段43は、STEP3に示すように、ダンパ駆動制御手段39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、目標回転数決定手段43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合致するよう運転制御手段44により直流モータ駆動制御手段35を制御して直流モータ20を駆動する。これにより、一つの目標回転数N2を得ることができる。この目標回転数N2は、給気風路14に実際に接続されたダクトの長さにおいて、目標風量42、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43は、STEP4に示すように、排気風路15の目標回転数N1と給気風路14の目標回転数N2を比較して、運転制御手段44が直流モータ駆動制御手段35を制御するための目標回転数を決定する。
Next, as shown in STEP 4, the target rotational speed determination means 43 compares the target rotational speed N 1 of the
すなわち、目標回転数N1≧目標回転数N2の場合には、目標回転数N1を目標回転数とする。また、目標回転数N1<目標回転数N2の場合には、目標回転数N2を目標回転数とする。 That is, when the target rotational speed N1 ≧ the target rotational speed N2, the target rotational speed N1 is set as the target rotational speed. Further, when the target rotational speed N1 <the target rotational speed N2, the target rotational speed N2 is set as the target rotational speed.
つまり、排気風路15と給気風路14の風路圧損が大きい方にて目標風量を満足できる目標回転数を運転制御手段44に指令する。
In other words, the operation control means 44 is commanded to a target rotational speed that can satisfy the target air volume when the air path pressure loss of the
その際、1つの直流モータ20で駆動しているため、風路圧損が小さい方の風量が大きくなってしまう。
At that time, since it is driven by one
そこで風量のバランスを取るために、目標回転数が小さかった方のダンパ開度を調整して、大きい方の目標回転数になるようにすることで、排気風路15と給気風路14のバランスをとることができる。
Therefore, in order to balance the air flow, the balance between the
次に、タイマ手段45は、STEP5に示すように、STEP4終了後から運転時間を積算しT1を得る。次に、繰り返し手段46は目標回転数決定手段43に再度動作を行わせるための設定値T2とT1を比較し、T1<T2の場合はSTEP4で決定した内容で運転継続する。運転中はタイマ手段45にて時間を積算しT1を更新する。更新後、再度繰り返し手段46はT1とT2を比較し、T1>T2となるまでT1の更新を繰り返す。T1>T2となると、繰り返し手段46はSTEP1から上記フローを行わせる。
Next, as shown in STEP 5, the
以上のように、上記フローを定期的に行うことで、砂塵や埃、虫などによるフィルタの圧損増加に応じて風量の再調整をすることを説明した。 As described above, it has been described that the air flow is readjusted according to the increase in the pressure loss of the filter due to dust, dust, insects, etc. by periodically performing the above flow.
その中で、図4のSTEP4では、目標回転数決定手段43により排気風路15の目標回転数N1と給気風路14の目標回転数N2を比較して運転制御手段44が直流モータ駆動制御手段35を制御するための目標回転数を決定しているが、砂塵や埃、虫などによるフィルタの目詰まりにより排気風路15もしくは給気風路14の圧損が上がり、目標風量42となるときの目標回転数が増加することで、直流モータ20の消費電力が急増することがある。
In STEP 4 of FIG. 4, the target rotational
つまり、低消費電力で必要風量を確保するためには、排気フィルタ27もしくは給気フィルタ26の目詰まりを使用者に知らせ、フィルタをメンテナンスしてもらう必要がある。
That is, in order to secure the required air volume with low power consumption, it is necessary to notify the user of clogging of the
そこで、本実施の形態のように、フィルタ目詰まり状態判定手段48により、初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較してフィルタ目詰まり状態を判定し、使用者へ報知することは極めて重要となる。 Therefore, as in the present embodiment, the filter clogging state determining means 48 determines the filter clogging state by comparing the initial target rotational speed with the determined target rotational speed, and notifies the user. It becomes extremely important.
次に、その動作について、図5のフローを用いて説明する。 Next, the operation will be described with reference to the flow of 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、目標風量42に対する排気風路15での目標回転数の決定を行なうステップ(STEP2)と、目標風量42に対する給気風路14での目標回転数の決定を行なうステップ(STEP3)と、初めて決定した目標回転数を記憶するステップ(STEP4)と、排気風路15の初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較してフィルタ目詰まり状態を判定するステップ(STEP5)と、給気風路14の初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較してフィルタ目詰まり状態を判定するステップ(STEP6)と、直流モータ20を駆動するための目標回転数の決定を行うステップ(STEP7)と、運転時間を積算し一定以上になるとSTEP1に戻るステップ(STEP8)から構成される。STEP4〜STEP6以外は前記基本フローで説明した動作と同様のため、詳細の説明については省略する。
In this flow, the step of fully opening the
STEP3までに排気風路15の目標回転数N1と給気風路14の目標回転数N2が決定している。
By STEP3, the target rotational speed N1 of the
次に、目標回転数決定手段43は、STEP4に示すように、初めて目標回転数の決定をした場合、決定した目標回転数N1と目標回転数N2を初期目標回転数N1’、初期目標回転数N2’として、初期目標回転数記憶手段47に記憶する。つまり、排気フィルタ27と給気フィルタ26に砂塵や埃、虫などによる目詰まりが全くない状態の回転数を初期値として記憶する。初めて目標回転数の決定をした場合は、STEP5〜STEP6については行わない。
Next, as shown in STEP 4, when the target rotational speed is determined for the first time, the target rotational
次に、フィルタ目詰まり状態判定手段48は、STEP5に示すように、排気風路15の再度決定した目標回転数N1から初期目標回転数N1’を減算して回転数差を算出する。回転数差があらかじめ記憶した一定値N1d、例えば100〔rpm〕以上であれば、フィルタ目詰まりと判定し、フィルタ目詰まり状態報知手段28に指令を送る。フィルタ目詰まり状態報知手段28は、指令を受けると排気フィルタ27が目詰まりであることを報知する。
Next, as shown in STEP 5, the filter clogging state determination means 48 subtracts the initial target rotational speed N1 'from the determined target rotational speed N1 of the
次に、フィルタ目詰まり状態判定手段48は、同様にSTEP6に示すように、給気風路14の再度決定した目標回転数N2から初期目標回転数N2’を減算して回転数差を算出する。回転数差があらかじめ記憶した一定値N1d、例えば100〔rpm〕以上であれば、フィルタ目詰まりと判定し、フィルタ目詰まり状態報知手段28に指令を送る。フィルタ目詰まり状態報知手段28は、指令を受けると給気フィルタ26が目詰まりであることを報知する。
Next, the filter clogging state determination means 48 calculates the difference in rotation speed by subtracting the initial target rotation speed N2 'from the determined target rotation speed N2 of the air
以上のように、初期の目標回転数と再度決定した目標回転数を比較して回転数差より排気フィルタ27と給気フィルタ26の目詰まり状態をそれぞれ判定し、フィルタが目詰まりの場合は報知することで、使用者が排気フィルタ27と給気フィルタ26のいずれが目詰まりになっているか確認して、効率的にフィルタのメンテナンスをすることができる。
As described above, the initial target rotational speed is compared with the re-determined target rotational speed, and the clogged state of the
また、上記のフローは、フィルタ目詰まり時でも運転継続としたが、直流モータが必要風量を実現不可能な状態までフィルタ目詰まりとなった場合は、運転を停止しても良い。 The above flow is continued even when the filter is clogged, but the operation may be stopped when the DC motor becomes clogged to a state where the necessary air volume cannot be achieved.
本発明にかかる空気調和機は、1つの直流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. 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 直流モータ
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 給気フィルタ
27 排気フィルタ
28 フィルタ目詰まり状態報知手段
29 商用電源
30 電源回路
31 駆動装置
32 整流平滑回路
33 スイッチング素子
34 スイッチングトランス
35 直流モータ駆動制御手段
36 ホール素子
37 回転数検出手段
38 電流検出手段
39 ダンパ駆動制御手段
40 制御手段
41 レギュレータ
42 目標風量
43 目標回転数決定手段
44 運転制御手段
45 タイマ手段
46 繰り返し手段
47 初期目標回転数記憶手段
48 フィルタ目詰まり状態判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supply / exhaust type ventilator 2
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Priority Applications (1)
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