JP2019163901A

JP2019163901A - 換気装置

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Publication number: JP2019163901A
Application number: JP2018051887A
Authority: JP
Inventors: 広大横山; Kodai Yokoyama; 鈴木　康浩; Yasuhiro Suzuki; 康浩鈴木; 訓央清本; Kunihisa Kiyomoto; 智之樋口; Tomoyuki Higuchi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-09-26
Also published as: WO2019181146A1

Abstract

【課題】エネルギーの消費を抑制しつつ、効率的に加湿できる換気装置を提供すること。【解決手段】給排型換気装置１は、給気風路８において加湿ユニット１５より上流側であって、給気風路８と排気風路９とを隔てる境界部分に循環ダンパ２３を備える。室内における目標とする水分量である目標水分量と、室内側温湿度センサ１６により検出された室内側吸込口６から吸い込まれる室内空気の温度と湿度とに基づいて算出される現在の室内の水分量である現在水分量との差に応じて、循環ダンパ２３の開度が制御される。【選択図】図１

Description

本発明は、室内空気を屋外へ排気し、屋外空気を室内へ給気して室内の換気を行うと共に、排気給気と給気空気との間で熱交換する換気装置に関する。

従来、この種の換気装置として、屋外から取り込んだ屋外空気を加湿した上で室内へ供給し、室内空気の湿度を制御する加湿機能付きの換気装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。

特開平６−２２１６１７号公報国際公開第２０１６／００２０７２号

特許文献１に記載の換気装置では、取り込んだ屋外空気の温度が低いと、飽和水蒸気量が小さいため、所望の湿度まで加湿できないおそれがあった。一方、特許文献２に記載の換気装置は、屋外空気を温調コイルによって加熱した上で加湿エレメントにて加湿するが、温調コイルによる加熱に多くの電力が必要となり、省エネルギーの点で問題であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、エネルギーの消費を抑制しつつ、効率的に加湿できる換気装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の換気装置は、室外側吸込口と室内側吹出口と室内側吸込口と室外側吹出口とを有する筐体と、前記室外側吸込口と前記室内側吹出口とを連通する給気風路と、前記室内側吸込口と前記室外側吹出口とを連通する排気風路と、前記給気風路を通過する空気と前記排気風路を通過する空気との間で熱交換する熱交換部と、前記排気風路において前記熱交換部より下流側に設けられ、前記室外側吹出口へ空気を導く排気部と、前記給気風路において前記熱交換部より下流側に設けられ、前記室内側吹出口へ空気を導く給気部と、前記室内側吸込口から吸い込まれる空気の湿度を検出する室内側湿度センサと、前記給気風路において前記給気部より下流側に設けられ、前記室外側吸込口から吸い込んだ空気を加湿する加湿部と、前記給気風路において前記熱交換部より下流側であり且つ前記給気部より上流側であって、前記給気風路と前記排気風路とを隔てる境界部分に設けられた循環ダンパと、前記室内側湿度センサにより検出された前記室内側吸込口から吸い込まれる空気の湿度に基づいて、前記循環ダンパの開度を制御するダンパ制御部と、を備えたものである。

本発明の換気装置によれば、給気風路において熱交換部より下流側であり且つ給気部より上流側であって、給気風路と排気風路とを隔てる境界部分に循環ダンパが設けられている。そして、室内側湿度センサにより検出された室内側吸込口から吸い込まれる空気（室内空気）の湿度に基づいて、循環ダンパの開度が制御される。これにより、給気のため室外側吸込口から吸い込まれる空気（屋外空気）に対し、室内空気が混合されるので、室内空気の十分な加湿が必要な場合に、循環ダンパを開くだけで、加湿部にて加湿される空気の温度を室内空気の温度に近づけることができる。よって、エネルギーの消費を抑制しつつ、効率的に加湿できるという効果がある。

本発明の第１実施形態に係る給排型換気装置を概略的に示す概略図である。（ａ）は、循環ダンパの開度を０％にした場合の各風路を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、循環ダンパの開度を５０％にした場合の各風路を模式的に示した模式図であり、（ｃ）循環ダンパの開度を１００％にした場合の各風路を模式的に示した模式図である。同給排型換気装置の制御部にて実行される換気制御処理を示すフローチャートである。第２実施形態に係る給排型換気装置の制御部にて実行される換気制御処理を示すフローチャートである。第３実施形態に係る給排型換気装置の制御部にて実行される換気制御処理を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る給排型換気装置１について説明する。図１は、給排型換気装置１を概略的に示す概略図である。給排型換気装置１は、箱形の筐体（本体）２の側面に室外側吹出口４及び室外側吸込口５を有し、また、この側面に対向した側面に室内側吸込口６及び室内側吹出口７を有している。

また、給排型換気装置１は、室外側吸込口５と室内側吹出口７とを連通する給気風路８と、室内側吸込口６と室外側吹出口４とを連通する排気風路９とを備えている。室外側吸込口５から導入される新鮮な屋外空気（外気、給気空気）と、室内側吸込口６から導入される汚染された室内空気（排気空気）は、給気ファン１２と排気ファン１３との運転によりそれぞれ給気風路８と排気風路９とを流れる。

給気ファン１２は、本発明の給気部を構成するものであり、給気風路８において後述の熱交換素子１４より下流側に設けられ、室外側吸込口５から吸い込んだ給気空気を、給気風路８を通して室内側吹出口７へ導く。室内側吹出口７へ導かれた空気は室内へ供給される。一方、排気ファン１３は、本発明の排気部を構成するものであり、排気風路９において熱交換素子１４より下流側に設けられ、室内側吸込口６から吸い込んだ排気空気を、排気風路９を通して室外側吹出口４へ導く。室外側吹出口４へ導かれた空気は、室外に排気される。

給気風路８と排気風路９とが交差する位置には、熱交換素子１４が配置される。熱交換素子１４は、本発明の熱交換部を構成するものであり、給気風路８を通過する給気空気と、排気風路９を通過する排気空気との間で全熱交換方式による熱交換を行う。熱交換素子１４により、排気される空気の全熱（温度及び湿度）が給気される空気に供給される、または、給気される空気の全熱が排気される空気に供給される。

給気風路８において熱交換素子１４よりも室外側吸込口５側に室外側温湿度センサ１７が配設され、排気風路９において熱交換素子１４よりも室内側吸込口６側に室内側温湿度センサ１６が配設されている。

室外側温湿度センサ１７は、室外側吸込口５から吸い込まれる給気空気（屋外空気）の温度と湿度とを検出する。この室外側温湿度センサ１７が、本発明の室外側温度センサを構成する。

室内側温湿度センサ１６は、室内側吸込口６から吸い込まれる排気空気（室内空気）の温度と湿度とを検出する。この、室内側温湿度センサ１６が、本発明の室内側湿度センサを構成する。

また、給気風路８において給気ファン１２よりも下流側（室内側吹出口７側）に加湿ユニット１５が配設される。加湿ユニット１５は、本発明の加湿部を構成するものであり、給気風路８に設けられ、室外側吸込口５から吸い込んだ給気空気を加湿する。即ち、室内側吹出口７からはこの加湿ユニット１５により加湿された給気空気が室内へ供給される。給排型換気装置１は、加湿ユニット１５における加湿量を制御することにより、室内空気に含まれる水分量が、目標とする水分量である目標水分量となるように制御する。

ここで、本実施形態における加湿ユニット１５は、例えば、遠心破砕方式によって破砕した水を空気に散布する水破砕式加湿ユニットである。遠心破砕方式は、揚水管の回転により揚水した水を遠心方向に放出し、その放出した水を衝突壁に衝突させて破砕する方式である。水破砕式加湿ユニットは、揚水管の回転量により破砕する水の量を調整することで、加湿量の調整を容易に行うことができる。この水破砕式加湿ユニットが、本発明の水破砕式加湿部を構成する。

給気風路８において加湿ユニット１５より上流側（加湿ユニット１５に対し室内側吹出口７と反対側）であって、且つ、給気風路８において熱交換素子１４より下流側（加湿ユニット１５側）の給気風路８と排気風路９とを隔てる境界部分に、循環ダンパ２３が設けられている。この循環ダンパ２３は、また給気風路８において給気ファン１２より上流側（加湿ユニット１５と反対側）に設けられる。循環ダンパ２３は、スライド式ダンパであり、給気風路８と排気風路９との境界部分と平行にスライドすることで開度が調整される。循環ダンパ２３をスライド式ダンパとすることで、循環ダンパ２３を開いた場合に、それが給気風路８又は排気風路９に対する負荷となることを抑制できる。

この循環ダンパ２３が開かれると、給気風路８と排気風路９とが連通する。そして、室内側吸込口６より吸い込まれる室内空気の一部が室内側吹出口７へと導かれる室内空気循環風路２４と、室外側吸込口５より吸い込まれる屋外空気の一部が室外側吹出口４へと導かれる屋外空気循環風路２５とが形成される。

なお、上述した通り、循環ダンパ２３は、給気ファン１２より上流側に設けられている。これにより、循環ダンパ２３が開かれた場合に、室内側吸込口６より吸い込まれる室内空気を給気ファン１２によって確実に室内側吹出口７へ導くことができる。

一方、排気ファン１３は、排気風路９において熱交換素子１４より下流側（室外側吹出口４側）に設けられている。仮に排気風路９において循環ダンパ２３より上流側に排気ファン１３が設けられると、排気ファン１３により導かれる室内空気の多くが循環ダンパ２３によって給気風路８側へ流れ、屋外への排気風量を確保することができなくなる。また、排気風路９において熱交換素子１４より上流側且つ循環ダンパ２３より下流側に排気ファン１３が設けられると、循環ダンパ２３を介して排気ファン１３の吸込みと給気ファン１２の吸込みとが互いに干渉し、循環ダンパ２３を介して循環する室内空気風量の制御が難しくなる。本実施形態では、排気ファン１３を、排気風路９において熱交換素子１４より下流側に設けることで、屋外への排気風量を確保し、且つ、循環ダンパ２３を介して循環する室区内空気風量を容易に制御できる。

給排型換気装置１の内部または外部には、給排型換気装置１の動作を制御する制御部２０が設けられている。制御部２０は、例えば、排気ファン１３の排気モータの電流及び／又は回転数を制御し、また、加湿ユニット１５における加湿量を制御する。また、制御部２０は、ダンパ制御部２１と、給気風量制御部２２とを備えている。

ダンパ制御部２１は、室内側温湿度センサ１６により検出される室内空気の湿度等に応じて、循環ダンパ２３を駆動し、その開度を制御する。

給気風量制御部２２は、給気ファン１２の給気モータの電流及び／又は回転数を制御し、給気風量を一定にする給気風量一定制御を実行する。ここで、循環ダンパ２３が開かれた場合に、室内空気循環風路２４によって室内空気も引っ張られることになり、給気ファン１２にかかる負荷が大きく変わる。給気風量制御部２２は、給気風量一定制御を実行することで、循環ダンパ２３が開閉かれても室内側吹出口７へ吹出される給気空気の給気風量が一定となるように給気ファン１２の給気モータの電流及び／又は回転数を制御する。

次に、図２を参照して、循環ダンパ２３の開度と、各風路における空気の風量の変化について説明する。まず、図２（ａ）は、循環ダンパ２３の開度を０％、即ち、循環ダンパ２３を閉じた場合の各風路を模式的に示した模式図である。この場合、給排型換気装置１の内部において給気風路８と排気風路９とが非連通状態である。よって、給気風路８と排気風路９各々において、給気ファン１２、排気ファン１３の回転数に応じた風量で給気空気と排気空気とが導かれる。

次いで、図２（ｂ）は、循環ダンパ２３の開度を５０％にして開いた場合の各風路を模式的に示した模式図である。この場合、給気風路８と排気風路９とが連通し、室内空気循環風路２４と屋外空気循環風路２５とが形成される。

ただし、循環ダンパ２３よりも屋外側は、熱交換素子１４の存在によってそれが負荷となる一方、循環ダンパ２３よりも室内側は、そのような負荷がない。よって、室外側吸込口５より吸い込まれる屋外空気のほとんどは、給気風路８によって給気空気として室内側吹出口７へ導かれ、屋外空気循環風路２５によって室外側吹出口４へ導かれる空気の風量は無視できる程度である。一方、室内側吸込口６より吸い込まれる室内空気の一部は、室内空気循環風路２４によって給気空気として室内側吹出口７へ導かれることとなり、排気風路９によって室外側吹出口４へ導かれる空気の風量は、給気量が少なくなるその分少なくなる。

例えば、本実施形態に係る給排型換気装置１では、給気ファン１２により室内側吹出口７へ導かれる給気空気の給気風量を１００ｍ^３／ｈとした上で、循環ダンパ２３の開度を５０％とした場合に、室外側吸込口５から吸い込まれる屋外空気が８０ｍ^３／ｈの風量で室内側吹出口７へ導かれ、室内側吸込口６から吸い込まれる室内空気が２０ｍ^３／ｈの風量で室内側吹出口７へ導かれる。

このように循環ダンパ２３を開くと、給気風路８により導かれる屋外空気に対し、室内空気循環風路２４によって導かれる室内空気が混合され、これらが給気空気として加湿ユニット１５により加湿されることとなる。これにより、たとえ屋外空気の温度（外気温）が低くても、加湿ユニット１５により加湿される給気空気の温度は室内空気が混合される分だけ室内空気の温度まで近づけることができる。よって、加湿される給気空気の飽和水蒸気量を、室内空気の飽和水蒸気量に近づけることができるので、効果的に加湿を行うことができる。

次いで、図２（ｃ）は、循環ダンパ２３の開度を１００％にして開いた場合の各風路を模式的に示した模式図である。この場合、給気風路８と排気風路９との連通面積が、循環ダンパ２３の開度を５０％にして開いた場合よりも広くなるため、より多くの室内側吸込口６から吸い込まれる室内空気が、室内空気循環風路２４により室内側吹出口７へ導かれることとなる。

例えば、本実施形態に係る給排型換気装置１では、給気ファン１２により室内側吹出口７へ導かれる給気空気の給気風量を１００ｍ^３／ｈとした上で、循環ダンパ２３の開度を１００％とした場合に、室外側吸込口５から吸い込まれる屋外空気が６０ｍ^３／ｈの風量で室内側吹出口７へ導かれ、室内側吸込口６から吸い込まれる室内空気が４０ｍ^３／ｈの風量で室内側吹出口７へ導かれる。

つまり、循環ダンパ２３を１００％の開度で開くことによって、給気風路８により導かれる屋外空気に対し、より多くの室内空気循環風路２４によって導かれる室内空気が混合され、これらが給気空気として加湿ユニット１５により加湿されることとなる。よって、加湿される給気空気の飽和水蒸気量を、より室内空気の飽和水蒸気量に近づけることができるので、さらに効果的な加湿を行うことができる。

そして、本実施形態に係る給排型換気装置１では、循環ダンパ２３の開度を制御するだけで、このような効率的な加湿を行うことができるので、温調コイル等の空気の過熱により飽和水蒸気量を高める場合と比して、エネルギーの消費を抑制しながら、効率的な加湿を実現できる。

次いで、図３を参照して制御部２０にて実行される換気制御処理について説明する。図３は、その換気制御処理を示すフローチャートである。換気制御処理は、給排型換気装置１における換気を制御する処理である。換気制御処理は、室内側温湿度センサ１６により検出される室内空気の湿度等に応じて、循環ダンパ２３の開度を設定する処理も行う。換気制御処理は、給排型換気装置１が換気運転を開始すると制御部２０にて実行が開始され、その換気運転が行われている間、実行され続ける。

換気制御処理の実行が開始されると、まず、室内側吹出口７より吹き出される給気風量が所定の風量となるように給気ファン１２の運転を開始し、また、室外側吹出口４より吹き出される排気風量が所定の風量となるように排気ファン１３の運転を開始する（Ｓ１）。このとき、加湿ユニット１５による加湿も開始する。

次いで、給気ファン１２の給気モータの電流及び／又は回転数を制御し、給気風量を一定にする給気風量一定制御を実行する（Ｓ２）。このＳ２の処理が、給気風量制御部２２を構成する。

Ｓ２の処理の後、前回、循環ダンパ２３の開度が設定されてから所定時間Ｔが経過したか否かを判断する（Ｓ３）。なお、所定時間Ｔは、任意の時間がプログラムにより予め定められている。

Ｓ３の処理により、前回、循環ダンパ２３の開度が設定されてから所定時間Ｔに達していないと判断される場合は（Ｓ３：Ｎｏ）、Ｓ２の処理に戻り、給気風量一定制御が実行される。そして、所定時間Ｔが経過するまで、Ｓ２及びＳ３の処理が繰り返し実行される。Ｓ３の処理により、循環ダンパ２３の開度が設定されてから所定時間Ｔが経過したと判断される場合は（Ｓ３：Ｙｅｓ）、Ｓ４の処理へ移行する。

なお、換気制御処理の実行が開始されてから初めてＳ３の処理が実行される場合は、Ｓ３の処理をスキップし、そのままＳ４の処理へ移行する。

Ｓ４の処理では、室内側温湿度センサ１６により検出された室内空気の温度及び湿度より、室内における現在の水分量である現在水分量を算出（特定）する（Ｓ４）。このＳ４の処理が、本発明の現在水分量特定部を構成する。

次いで、目標とする温度及び湿度から、室内における目標とする水分量である目標水分量を算出（特定）する（Ｓ５）。このＳ５の処理が、本発明の目標水分量特定部を構成する。

なお、目標とする温度及び湿度は、予め給排型換気装置１に設定され、制御部２０に設けられた記憶部（図示せず）に記憶されていてもよい。また、給排型換気装置１に設けられたスイッチ、給排型換気装置１と接続可能なリモートコントローラ、又は、スマートフォンやタブレットといった携帯情報端末等（いずれも図示せず）から、ユーザによって目標とする温度及び湿度が設定されてもよい。

そして、Ｓ５の処理により算出された目標水分量とＳ４の処理により算出された現在水分量との差が、所定の閾値Ｘより大きいか否かを判断する（Ｓ６）。なお、所定の閾値Ｘは、任意の値がプログラムにより予め定められている。また、給排型換気装置１に設けられたスイッチ、給排型換気装置１と接続可能なリモートコントローラ、又は、スマートフォンやタブレットといった携帯情報端末等（いずれも図示せず）から、ユーザによって所定の閾値Ｘが設定されてもよい。

Ｓ６の処理により、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘよりも大きいと判断される場合は（Ｓ６：Ｙｅｓ）、循環ダンパ２３の開度を１００％に設定する（Ｓ７）。これにより、循環ダンパ２３が開度１００％で開かれ、室内側吸込口６から吸い込まれる多くの室内空気が室内空気循環風路２４により給気風路８の屋外空気と混合され、この混合された空気が給気空気として加湿ユニット１５により加湿される。よって、上述した通り、加湿される給気空気の飽和水蒸気量を、室内空気の飽和水蒸気量に大きく近づけることができるので、目標水分量と現在水分量との差が大きくても、効果的に加湿を行って目標水分量に近づけることができる。

一方、Ｓ６の処理により、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘ以下であると判断される場合は（Ｓ６：Ｎｏ）、循環ダンパ２３の開度を５０％に設定する（Ｓ８）。これにより、循環ダンパ２３が開度５０％で開かれ、室内側吸込口６から吸い込まれる一部の室内空気が室内空気循環風路２４により給気風路８の屋外空気と混合され、この混合された空気が給気空気として加湿ユニット１５により加湿される。

これにより、目標水分量と現在水分量との差が小さい場合であっても、屋外空気に室内空気を混合することで、加湿される給気空気の飽和水蒸気量を、室内空気の飽和水蒸気量に近づけることができる。よって、効果的に加湿を行って目標水分量に近づけることができる。一方で、目標水分量と現在水分量との差が小さい場合には、循環ダンパ２３の開度を小さくすることで、給気空気に含まれる室内空気の割合を低くし、逆に野外空気の割合を高めることができる。よって、換気の効率を高めることができる。

なお、Ｓ６〜Ｓ８の処理により、ダンパ制御部２１が構成される。

また、Ｓ６の処理では、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘ以上であるか否かを判断してもよく、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘ以上であると判断される場合にＳ７の処理へ移行し、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘ未満であると判断される場合にＳ８の処理へ移行するようにしてもよい。

Ｓ７又はＳ８の処理の後、換気運転を終了するか否かを判断する（Ｓ９）。この判断は、給排型換気装置１に設けられたスイッチ、給排型換気装置１と接続可能なリモートコントローラ、又は、スマートフォンやタブレットといった携帯情報端末等（いずれも図示せず）をユーザが操作して、換気運転の停止が指示されたか否かを判断することにより行われる。

Ｓ９の処理の結果、換気運転を終了すると判断する場合は（Ｓ９：Ｙｅｓ）、換気制御処理を終了し、加湿運転を終了すると判断されない場合は（Ｓ９：Ｎｏ）、Ｓ２の処理に戻ってＳ２〜Ｓ９の処理が繰り返し実行される。

なお、循環ダンパ２３の開度を変更すると、給気ファン１２にかかる負荷が大きく変わことになるが、Ｓ２の処理により、給気風量一定制御が行われることで室内側吹出口７へ吹出される給気空気の給気風量を一定に保つことができる。

以上説明したように、本第１実施形態に係る給排型換気装置１によれば、給気風路８において熱交換素子１４より下流側であり且つ給気ファン１２より上流側であって、給気風路８と排気風路９とを隔てる境界部分に循環ダンパ２３が設けられている。そして、室内側温湿度センサ１６により検出された室内側吸込口６から吸い込まれる室内空気の湿度に基づいて、循環ダンパ２３の開度が制御される。

これにより、給気のため室外側吸込口５から吸い込まれる屋外空気に対し、室内空気が混合されるので、室内空気の十分な加湿が必要な場合に、循環ダンパ２３を開くだけで、加湿ユニット１５にて加湿される空気の温度を室内空気の温度に近づけることができる。よって、循環ダンパ２３の開度を制御するだけで、加湿される給気空気の飽和水蒸気量を、室内空気の飽和水蒸気量に近づけることができるので、エネルギーの消費を抑制しつつ、効率的に加湿できる。

また、循環ダンパ２３が、給気ファン１２より上流側に設けられるので、循環ダンパ２３が開かれた場合に、室内側吸込口６より吸い込まれる室内空気を給気ファン１２によって確実に室内側吹出口７へ導くことができる。

また、給排型換気装置１は、制御部２０にて実行される換気制御処理によって、室内側温湿度センサ１６により検出された湿度に基づいて室内における現在の水分量である現在水分量を特定すると共に、室内における目標とする水分量である目標水分量を特定する。そして、目標水分量と現在水分量との差に応じて、循環ダンパ２３の開度が制御される。これにより、目標水分量と現在水分量との差が大きい場合には、循環ダンパ２３の開度を大きくすることで、より効率的に加湿を行うことができる。

（第２実施形態）
次いで、図４を参照して第２実施形態に係る給排型換気装置１について説明する。第１実施形態に係る給排型換気装置１は、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘより大きいか否かを判断し、大きい場合には循環ダンパ２３の開度を１００％に設定し、それ以外の場合には循環ダンパ２３の開度を５０％に設定する場合について説明した。これに対し、第２実施形態に係る給排型換気装置１は、目標水分量と現在水分量との差に対し、２つの閾値Ｘ１、Ｘ２（Ｘ１＞Ｘ２）を用意して、循環ダンパ２３の開度を設定する。

第２実施形態に係る給排型換気装置１の概略構成は、第１実施形態に係る給排型換気装置１と同一であり、制御部２０により実行される換気制御処理の一部処理が異なる。以下、第２実施形態に係る給排型換気装置１について、第１実施形態に係る給排型換気装置１と相違する点を中心に説明する。第１実施形態に係る給排型換気装置１と同一の構成及びステップについては、同一の符号を付し説明を省略する。

図４は、第２実施形態に係る給排型換気装置１の制御部２０により実行される換気制御処理を示すフローチャートである。

この換気制御処理が実行されると、まず、第１実施形態に係るダンパ制御装置と同一のＳ１〜Ｓ５の処理が実行され、次いで、Ｓ１１の処理が実行される。

Ｓ１１の処理では、Ｓ５の処理により算出された目標水分量とＳ４の処理により算出された現在水分量との差が、第１の閾値Ｘ１より大きいか否かを判断する（Ｓ１１）。なお、第１の閾値Ｘ１は、任意の値がプログラムにより予め定められている。また、給排型換気装置１に設けられたスイッチ、給排型換気装置１と接続可能なリモートコントローラ、又は、スマートフォンやタブレットといった携帯情報端末等（いずれも図示せず）から、ユーザによって第１の閾値Ｘ１が設定されてもよい。

Ｓ１１の処理により、目標水分量と現在水分量との差が第１の閾値Ｘ１よりも大きいと判断される場合は（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、循環ダンパ２３の開度を１００％に設定する（Ｓ１２）。これにより、循環ダンパ２３が開度１００％で開かれ、室内側吸込口６から吸い込まれる多くの室内空気が室内空気循環風路２４により給気風路８の屋外空気と混合され、この混合された空気が給気空気として加湿ユニット１５により加湿される。よって、上述した通り、加湿される給気空気の飽和水蒸気量を、室内空気の飽和水蒸気量に大きく近づけることができるので、目標水分量と現在水分量との差が大きくても、効果的に加湿を行って目標水分量に近づけることができる。

一方、Ｓ１１の処理により、目標水分量と現在水分量との差が第１の閾値Ｘ１以下であると判断される場合は（Ｓ１１：Ｎｏ）、次いで、Ｓ５の処理により算出された目標水分量とＳ４の処理により算出された現在水分量との差が、第２の閾値Ｘ２より大きいか否かを判断する（Ｓ１３）。なお、第２の閾値Ｘ２は、第１の閾値Ｘ１よりも小さい範囲で任意の値がプログラムにより予め定められている。また、給排型換気装置１に設けられたスイッチ、給排型換気装置１と接続可能なリモートコントローラ、又は、スマートフォンやタブレットといった携帯情報端末等（いずれも図示せず）から、ユーザによって第１の閾値Ｘ１よりも小さい範囲で第２の閾値Ｘ２が設定されてもよい。

Ｓ１３の処理により、目標水分量と現在水分量との差が第２の閾値Ｘ２よりも大きいと判断される場合は（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、循環ダンパ２３の開度を５０％に設定する（Ｓ１４）。これにより、循環ダンパ２３が開度５０％で開かれ、室内側吸込口６から吸い込まれる一部の室内空気が室内空気循環風路２４により給気風路８の屋外空気と混合され、この混合された空気が給気空気として加湿ユニット１５により加湿される。

これにより、目標水分量と現在水分量との差が大きくなくても所定の範囲内にある場合には、屋外空気に室内空気を混合することで、加湿される給気空気の飽和水蒸気量を、室内空気の飽和水蒸気量に近づけることができる。よって、効果的に加湿を行って目標水分量に近づけることができる。一方で、循環ダンパ２３の開度を小さくすることで、給気空気に含まれる室内空気の割合を低くし、逆に野外空気の割合を高めることができる。よって、換気の効率を高めることができる。

一方、Ｓ１３の処理により、目標水分量と現在水分量との差が第２の閾値Ｘ２以下であると判断される場合は（Ｓ１３：Ｎｏ）、循環ダンパ２３の開度を０％に設定する（Ｓ１５）。これにより、循環ダンパ２３が閉じられ、屋外空気に室内空気の混合が行われなくなる。よって、室内空気の現在水分量が目標水分量に近く、加湿ユニット１５による加湿が必要でない場合には、循環ダンパ２３を閉じ、室内空気が循環されることを抑制することで、換気の効率を高めることができる。

なお、Ｓ１１〜Ｓ１５の処理により、ダンパ制御部２１が構成される。

また、Ｓ１１の処理では、目標水分量と現在水分量との差が第１の閾値Ｘ１以上であるか否かを判断してもよく、目標水分量と現在水分量との差が第１の閾値Ｘ１以上であると判断される場合にＳ１２の処理へ移行し、目標水分量と現在水分量との差が第１の閾値Ｘ１未満であると判断される場合にＳ１３の処理へ移行するようにしてもよい。

同様に、Ｓ１３の処理では、目標水分量と現在水分量との差が第２の閾値Ｘ２以上であるか否かを判断してもよく、目標水分量と現在水分量との差が第２の閾値Ｘ２以上であると判断される場合にＳ１４の処理へ移行し、目標水分量と現在水分量との差が第２の閾値Ｘ２未満であると判断される場合にＳ１５の処理へ移行するようにしてもよい。

Ｓ１２、Ｓ１４又はＳ１５の処理の後、第１実施形態に係るダンパ制御装置と同一のＳ９の処理が実行される。

以上説明したように、本第２実施形態に係る給排型換気装置１によれば、目標水分量と現在水分量との差が第１の閾値Ｘ１より大きい場合に、循環ダンパ２３が開度１００％で開かれる。また、目標水分量と現在水分量との差が第１の閾値Ｘ１以下で且つ第２の閾値Ｘ２より大きい場合に、循環ダンパ２３が開度５０％で開かれる。また、目標水分量と現在水分量との差が第２の閾値Ｘ２以下の場合に、循環ダンパ２３が開度０％で閉じられる。これにより、室内空気に対し多くの加湿量が必要である場合ほど、給気空気に含まれる室内空気の割合を高めることができ、効率的な加湿を行うことができる。一方で、室内空気に対し必要な加湿量が少ない場合ほど、給気空気に含まれる屋外空気の割合を高めることができ、換気の効率を高めることができる。

（第３実施形態）
次いで、図５を参照して第３実施形態に係る給排型換気装置１について説明する。第１及び第２実施形態に係る給排型換気装置１は、目標水分量と現在水分量との差に基づいて、循環ダンパ２３の開度を設定する場合について説明した。これに対し、第３実施形態に係る給排型換気装置１は、目標水分量と現在水分量との差に加えて、外気温度にも基づいて、循環ダンパ２３の開度を設定する。

第３実施形態に係る給排型換気装置１の概略構成は、第１実施形態に係る給排型換気装置１と同一であり、制御部２０により実行される換気制御処理の一部処理が異なる。以下、第３実施形態に係る給排型換気装置１について、第１実施形態に係る給排型換気装置１と相違する点を中心に説明する。第１実施形態に係る給排型換気装置１と同一の構成及びステップについては、同一の符号を付し説明を省略する。

図５は、第３実施形態に係る給排型換気装置１の制御部２０により実行される換気制御処理を示すフローチャートである。

この換気制御処理が実行されると、まず、第１実施形態に係るダンパ制御装置と同一のＳ１〜Ｓ６の処理が実行される。

Ｓ６の処理により、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘよりも大きいと判断される場合は（Ｓ６：Ｙｅｓ）、次いで、室外側温湿度センサ１７により検出された室外側吸込口５より吸い込まれる空気（屋外空気）の温度である外気温度が所定の温度Ｔｈ未満であるか否かを判断する（Ｓ２１）。なお、所定の温度Ｔｈは、任意の値がプログラムにより予め定められている。また、給排型換気装置１に設けられたスイッチ、給排型換気装置１と接続可能なリモートコントローラ、又は、スマートフォンやタブレットといった携帯情報端末等（いずれも図示せず）から、ユーザによって所定の温度Ｔｈが設定されてもよい。

Ｓ２１の処理により、外気温度が所定の温度Ｔｈ未満であると判断される場合は（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、循環ダンパ２３の開度を１００％に設定する（Ｓ２２）。これにより、循環ダンパ２３が開度１００％で開かれる。

ここで、仮に、外気温度の低い屋外空気のみを加湿ユニット１５によって加湿すると、飽和蒸気量が小さいため、十分な加湿を行うことができず、室内空気の水分量を目標水分量に到達させることが困難となる。

これに対し、本実施形態では、現在水分量が目標水分量に対して小さく、且つ、外気温度が低い場合に、循環ダンパ２３が開度１００％で開かれるので、室内側吸込口６から吸い込まれる多くの室内空気が室内空気循環風路２４により給気風路８の屋外空気と混合され、この混合された空気が給気空気として加湿ユニット１５により加湿される。よって、上述した通り、加湿される給気空気の飽和水蒸気量を、室内空気の飽和水蒸気量に大きく近づけることができるので、効果的に加湿を行って目標水分量に近づけることができる。

一方、Ｓ２１の処理により、外気温度が所定の温度Ｔｈより大きいと判断される場合は（Ｓ２１：Ｎｏ）、循環ダンパ２３の開度を５０％に設定する（Ｓ２３）。これにより、循環ダンパ２３が開度５０％で開かれる。

即ち、本実施形態では、現在水分量が目標水分量に対して小さく、且つ、外気温度が高い場合に、循環ダンパ２３が開度５０％で開かれることになる。ここで、外気温度が高ければ、多くの室内空気を屋外空気に混合させなくても、加湿する給気空気の飽和水蒸気量を高くすることができる。よって、このような場合、循環ダンパ２３が開度５０％を開き、給気風路８の屋外空気と混合する室内空気を少なくしても、効果的に加湿を行って目標水分量に近づけることができる。そして、給気空気に含まれる室内空気の割合を低くし、逆に野外空気の割合を高めることで、換気の効率を高めることができる。

一方、Ｓ６の処理により、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘ以下であると判断される場合は（Ｓ６：Ｎｏ）、循環ダンパ２３の開度を０％に設定する（Ｓ２４）。これにより、循環ダンパ２３が閉じられ、屋外空気に室内空気の混合が行われなくなる。よって、室内空気の現在水分量が目標水分量に近く、加湿ユニット１５による加湿が必要でない場合には、循環ダンパ２３を閉じ、室内空気が循環されることを抑制することで、換気の効率を高めることができる。

なお、Ｓ６、Ｓ２１〜Ｓ２４の処理により、ダンパ制御部２１が構成される。

また、Ｓ６の処理では、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘ以上であるか否かを判断してもよく、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘ以上であると判断される場合にＳ２１の処理へ移行し、目標水分量と現在水分量との差が所定の閾値Ｘ未満であると判断される場合にＳ２４の処理へ移行するようにしてもよい。

また、Ｓ２１の処理では、外気温度が所定の温度Ｔｈ以下であるか否かを判断してもよく、外気温度が所定の温度Ｔｈ以下であると判断される場合にＳ２２の処理へ移行し、外気温度が所定の温度Ｔｈより大きいと判断される場合にＳ２３の処理へ移行するようにしてもよい。

Ｓ２２、Ｓ２３又はＳ２４の処理の後、第１実施形態に係るダンパ制御装置と同一のＳ９の処理が実行される。

以上説明した通り、第３実施形態に係る給排型換気装置１によれば、外気温度が所定の温度Ｔｈ未満である場合に、循環ダンパ２３が開度１００％で開かれ、外気温度が所定の温度Ｔｈ以上である場合に、循環ダンパ２３が開度５０％で開かれる。これにより、外気温度が低い場合には、加湿する給気空気に対して多くの室内空気を混合することができる。よって、加湿する給気空気の水蒸気飽和量を室内空気の水蒸気飽和量に近づけることができ、効率的な加湿を行うことができる。一方、外気温度が高い場合には、屋外空気の水蒸気飽和量は高いため、加湿する給気空気に対して混合する室内空気を減らし、屋外空気の割合を高めることができる。これにより、換気の効率を高めることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、各実施形態は、それぞれ、他の実施形態が有する構成の一部又は複数部分を、その実施形態に追加し或いはその実施形態の構成の一部又は複数部分と交換等することにより、その実施形態を変形して構成するようにしても良い。また、上記各実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

上記各実施形態では、換気制御処理にて、室内における現在の水分量である現在水分量と、室内における目標とする水分量である目標水分量とを算出し、その差の大きさに応じて循環ダンパ２３の開度を設定する場合について説明したが、必ずしも現在水分量及び目標水分量を直接算出しなくてもよい。例えば、現在水分量を間接的に示すものとして、室内側温湿度センサ１６により検出される室内空気の現在の湿度である現在湿度を取得し、また目標水分量を間接的に示すものとして室内における目標湿度を取得して、目標湿度と現在湿度との差の大きさに応じて循環ダンパ２３の開度を設定するようにしてもよい。これによっても、目標湿度と現在湿度との差が大きく、室内空気の十分な加湿が必要な場合に、循環ダンパ２３を開くだけで、加湿ユニット１５にて加湿される空気の温度を室内空気の温度に近づけることができる。従って、エネルギーの消費を抑制しつつ、効率的に加湿できる。

上記第２実施形態では、２つの閾値Ｘ１、Ｘ２を用いて、目標水分量と現在水分量との差を３段階に分け、各々で循環ダンパ２３の開度を設定する場合について説明したが、用意される閾値の数は２以上の任意の数であってもよい。閾値をより多く用意することで、循環ダンパ２３の開度の調整をきめ細やかに行うことができる。

上記第３実施形態では、１つの所定の温度Ｔｈを用いて、外気温度を２段階に分け、各々で循環ダンパ２３の開度を設定する場合について説明したが、外気温度に対して用意される閾値の数は２以上の任意の数であってもよい。閾値をより多く用意することで、循環ダンパ２３の開度の調整をきめ細やかに行うことができる。

また、第３実施形態では、目標水分量と現在水分量との差を１つの閾値Ｘで２段階に分ける場合について説明したが、２つ以上の閾値を用いて目標水分量と現在水分量との差を複数段階に分け、各々の段階で循環ダンパ２３の開度を設定してもよい。また、目標水分量と現在水分量との差で分けられた全ての段階において、更に外気温度に応じて循環ダンパ２３の開度を設定するようにしてもよいし、目標水分量と現在水分量との差が大きい一部の段階のみにおいて、更に外気温度に応じて循環ダンパ２３の開度を設定するようにしてもよい。また、目標水分量と現在水分量との差で分けられた段階のうち複数の段階で更に外気温度に応じて循環ダンパ２３の開度を設定する場合、各段階で所定の温度Ｔｈが異なる温度に設定されてもよい。

また、上記各実施形態では、加湿ユニット１５として水破砕式加湿ユニットを用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、加湿ユニット１５として、超音波振動によって水を破砕し、加湿するものであってもよい。

本発明に係る換気装置は、室内空気を屋外へ排出し、屋外空気を室内へ供給して室内の換気を行う換気装置として有効である。

１給排型換気装置
２筐体
４室外側吹出口
５室外側吸込口
６室内側吸込口
７室内側吹出口
８給気風路
９排気風路
１２給気ファン
１３排気ファン
１４熱交換素子
１５加湿ユニット
１６室内側温湿度センサ
１７室外側温湿度センサ
２０制御部
２１ダンパ制御部
２２給気風量制御部
２３循環ダンパ
２４室内空気循環風路
２５屋外空気循環風路

Claims

室外側吸込口と室内側吹出口と室内側吸込口と室外側吹出口とを有する筐体と、
前記室外側吸込口と前記室内側吹出口とを連通する給気風路と、
前記室内側吸込口と前記室外側吹出口とを連通する排気風路と、
前記給気風路を通過する空気と前記排気風路を通過する空気との間で熱交換する熱交換部と、
前記排気風路において前記熱交換部より下流側に設けられ、前記室外側吹出口へ空気を導く排気部と、
前記給気風路において前記熱交換部より下流側に設けられ、前記室内側吹出口へ空気を導く給気部と、
前記室内側吸込口から吸い込まれる空気の湿度を検出する室内側湿度センサと、
前記給気風路において前記給気部より下流側に設けられ、前記室外側吸込口から吸い込んだ空気を加湿する加湿部と、
前記給気風路において前記熱交換部より下流側であり且つ前記給気部より上流側であって、前記給気風路と前記排気風路とを隔てる境界部分に設けられた循環ダンパと、
前記室内側湿度センサにより検出された前記室内側吸込口から吸い込まれる空気の湿度に基づいて、前記循環ダンパの開度を制御するダンパ制御部と、を備えることを特徴とする換気装置。
前記室内側湿度センサにより検出された湿度に基づいて室内における現在の水分量である現在水分量を特定する現在水分量特定部と、
前記室内における目標とする水分量である目標水分量を特定する目標水分量特定部と、を備え、
前記ダンパ制御部は、
前記目標水分量特定部により特定された前記目標水分量と前記現在水分量特定部により特定された前記現在水分量との差に応じて、前記循環ダンパの開度を制御することを特徴とする請求項１記載の換気装置。
前記室外側吸込口から吸い込まれる空気の温度を検出する室外側温度センサを備え、
前記ダンパ制御部は、
前記室外側温度センサにより検出された前記室外側吸込口から吸い込まれる空気の温度が所定の温度より低い場合に、前記温度が前記所定の温度より高い場合よりも、前記循環ダンパの開度が大きくなるように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の換気装置。
前記給気風路における給気風量が一定となるように前記給気部を制御する給気風量制御部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の換気装置。
前記循環ダンパは、スライド式ダンパであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の換気装置。
前記加湿部は、
破砕した水を空気に散布する水破砕式加湿部である請求項１から５のいずれかに記載の換気装置。