JP2020085375A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】天候状態が変化した場合でも快適な室内空気を供給することができる換気装置を提供することを目的とする。【解決手段】本体ケース２と、給気ファン９と、排気ファン１０と、外部サーバと通信可能な制御部１５と、を備えた換気装置であって、給気ファン９により外気吸込口３から給気口４へ外気が送風される給気風路７と、排気ファン１０により室内吸込口５から排気口６へ室内の空気が送風される排気風路８と、を備え、制御部１５は、外部サーバから天気予報データを取得するデータ取得部を有し、データ取得部により得られた天気予報データ等に基づいて運転を制御することを特徴とする換気装置。【選択図】図１

Description

本発明は、新鮮な給気空気を室内に供給し、室内の空気を屋外に排気する換気装置に関するものである。

従来、この種の換気装置として、室外から取り込んだ屋外空気を室内へ供給する換気装置が知られている。

例えば、特許文献１に記載の換気装置は、室外温度センサからの情報を基に空調コイルの加熱量を制御し、室内への給気空気に対する加湿量を調整することで加湿不足や過加湿を防止できるという機能を有している。

また、特許文献２に記載の換気装置は、ノッチ指数と、ノッチ毎の運転時間と、運転場所における汚れ指数と、の積により求められる実処理総風量値に応じて給気送風機および排気送風機の出力を制御するという機能を有している。

国際公開第２０１２／０７７２０１号 特開２０１５−１２１３５６号

特許文献１の換気装置では、室外側温度センサの値をフィードバックし、それを基に空調コイルの加熱量制御を行う為に最適な加湿量が算出されるタイミングに遅れが生じていた。このため、降雨や霧など流入水分量の急激な上昇が起こった際に、室内が一時的に過加湿状態になるという課題がある。

また、特許文献２の換気装置では、塵埃量の変化を予測することができないので、強風時などに流入する塵埃量が上昇した場合に、塵埃によってフィルタの目詰まりが生じるという課題がある。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、天候状態の変化が生じた場合でも、快適な室内空気を供給することができる換気装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明の一態様に係る換気装置は、本体ケースと、給気ファンと、排気ファンと、外部サーバと通信可能な制御部と、加湿部と、を備えた換気装置であって、前記本体ケースは、室内空気を吸い込む室内吸込口と、吸い込んだ室内空気を外部に排出する排気口と、外気を吸い込む外気吸込口と、吸い込んだ外気を室内に供給する給気口と、を有し、前記給気ファンにより前記外気吸込口から前記給気口へ外気が送風される給気風路と、前記排気ファンにより前記室内吸込口から前記排気口へ室内の空気が送風される排気風路と、前記外気吸込口から吸い込まれる空気の温度と湿度とを検出する室外側温湿度センサと、前記室内吸込口から吸い込まれる空気の温度と湿度とを検出する室内側温湿度センサと、を備え、前記加湿部は、前記給気風路を通過する外気を加湿し、前記制御部は、前記外部サーバから天気予報データを取得するデータ取得部を有し、前記室外側温湿度センサからの情報と前記室内側温湿度センサからの情報と前記データ取得部により得られた天気予報データとに基づいて、前記加湿部による加湿量を制御するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明の換気装置によれば、天候状態の変化が生じた場合でも、快適な室内空気を供給することができる。

本発明の実施の形態１に係る換気装置を概略的に示す概略図。 同換気装置を示す概略斜視図。 同換気装置の制御部にて実行される加湿制御処理を示すフローチャート。 本発明の実施の形態２に係る換気装置を示す概略斜視図。

本発明に係る換気装置は、本体ケースと、給気ファンと、排気ファンと、外部サーバと通信可能な制御部と、加湿部と、を備えた換気装置であって、前記本体ケースは、室内空気を吸い込む室内吸込口と、吸い込んだ室内空気を外部に排出する排気口と、外気を吸い込む外気吸込口と、吸い込んだ外気を室内に供給する給気口と、を有し、前記給気ファンにより前記外気吸込口から前記給気口へ外気が送風される給気風路と、前記排気ファンにより前記室内吸込口から前記排気口へ室内の空気が送風される排気風路と、前記外気吸込口から吸い込まれる空気の温度と湿度とを検出する室外側温湿度センサと、前記室内吸込口から吸い込まれる空気の温度と湿度とを検出する室内側温湿度センサと、を備え、前記加湿部は、前記給気風路を通過する外気を加湿し、前記制御部は、前記外部サーバから天気予報データを取得するデータ取得部を備える。

これにより、屋外湿度の値を天気予報データから算出し、目標湿度を最適に調整することができる。その為、天候状態の変化等による室外の急な湿度変化に対しても、過加湿状態になることを抑制し安定した室内湿度を保つことができるという効果を奏する。

また、前記制御部は、前記室外側温湿度センサからの情報と前記室内側温湿度センサからの情報と前記データ取得部により得られた天気予報データとに基づいて所定時間後の室内における湿度を予測する湿度予測部と、目標湿度と前記湿度予測部により得られた所定時間後の湿度とを比較する湿度比較部と、を有し、前記湿度比較部の比較結果から、所定時間後の湿度が目標湿度以上であると判断した場合には、前記加湿部による加湿量を減少させ、前記湿度比較部の比較結果から、所定時間後の湿度が目標湿度より低いと判断した場合には、前記加湿部による加湿量を増加させる、という構成にしてもよい。

これにより、目標湿度との差から必要な加湿量を算出することができるので、より的確に加湿量を制御することができる。

本発明の他の一態様に係る換気装置は、本体ケースと、給気ファンと、排気ファンと、外部サーバと通信可能な制御部と、を備えた換気装置であって、前記本体ケースは、室内空気を吸い込む室内吸込口と、吸い込んだ室内空気を外部に排出する排気口と、外気を吸い込む外気吸込口と、吸い込んだ外気を室内に供給する給気口と、を有し、前記給気ファンにより前記外気吸込口から前記給気口へ外気が送風される給気風路と、前記排気ファンにより前記室内吸込口から前記排気口へ室内の空気が送風される排気風路と、を備え、前記制御部は、前記外部サーバから天気予報データを取得するデータ取得部を有し、前記データ取得部により得られた天気予報データに基づいて、前記給気ファンまたは前記排気ファンの運転を制御する。

この構成によれば、天気予報データに基づいて所定時間後に塵埃量が増加する傾向にあるかを予測する。その予測に基づいて給気ファンまたは排気ファンの運転を制御する。これにより、塵埃量が増加すると予想される場合には給気ファンの回転数を小さくするなどして、室内もしくは換気装置本体内に流入する塵埃量を減少させることができる。その結果、換気装置本体内に設けられるフィルタ等の目詰まりを抑制することができる。

また、前記外気吸込口の開口面積を調整するダンパを備え、前記制御部は、前記データ取得部により得られた天気予報データに基づいて、前記ダンパを制御するという構成であってもよい。

この構成によれば、塵埃の飛散量を予測してダンパの開閉を切り替えることで風量を調整する。これにより、室内に流入する塵埃量を小さくすることができる。その結果、換気装置本体内に設けられるフィルタ等の目詰まりを抑制することができる。

また、前記給気風路と前記排気風路とが交差する位置に熱交換素子を設けるという構成であってもよい。

この構成によれば、熱交換素子において、給気風路を通過する空気と排気風路を通過する空気との間で温度もしくは湿度交換をする。これにより、室内に供給する空気をより快適なものにすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る換気装置１について説明する。図１は、換気装置１を概略的に示す斜視図である。図２は、換気装置１の内部構成を示す概略斜視図である。

換気装置１は、箱型の本体ケース２（筐体）の例えば上面に外気吸込口３、給気口４、室内吸込口５、排気口６（図４参照）を有する。換気装置１は、例えば給排型換気装置である。

外気吸込口３は、室内吸込口５および排気口６と隣り合う位置に設けられる。また、給気口４は、室内吸込口５および排気口６と隣り合う位置に設けられる。すなわち、室内吸込口５および排気口６は、外気吸込口３および給気口４と隣り合う位置にそれぞれ設けられる。

外気吸込口３、給気口４、室内吸込口５、および排気口６には、それぞれダクトが接続できる形状となっている。外気吸込口３と排気口６に接続したダクトは建物外壁面まで引き回して建物外の屋外空気と連通する。給気口４と室内吸込口５に接続したダクトは室内の天井面または壁面と連通されて室内空気と連通する。

なお、換気装置１に設けられる給気口４等は図示するように本体ケース２の天面ではなく側面等に設けられていてもよい。

また、換気装置１は、外気吸込口３と給気口４とを連通する給気風路７と、室内吸込口５と排気口６を連通する排気風路８とを備えている。外気吸込口３から導入される新鮮な屋外空気（外気、給気空気）と、室内吸込口５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９と排気ファン１０との運転によりそれぞれ給気風路７と排気風路８とを流れる。給気ファン９は、外気吸込口３から吸い込んだ給気空気を、給気風路７を通して給気口４へ導くものである。給気口４へ導かれた空気は室内へ供給される。一方、排気ファン１０は、室内吸込口５から吸い込んだ排気空気を、排気風路８を通して排気口６へ導くものである。排気口６へ導かれた空気は、室外に排気される。給気風路７と排気風路８とが交差する位置には、熱交換素子１１が配置される。熱交換素子１１は、給気風路７を通過する給気空気と、排気風路８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１１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。

なお、給気ファン９および排気ファン１０の本体ケース２内部における配置は図示するものに限られず、適宜設定できるものとする。

給気風路７において熱交換素子１１よりも外気吸込口３側に室外側温湿度センサ１２が配設され、排気風路８において熱交換素子１１よりも室内吸込口５側に室内側温湿度センサ１３が配設されている。室外側温湿度センサ１２は、外気吸込口３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。室内側温湿度センサ１３は、室内吸込口５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。

また、給気風路７において熱交換素子１１よりも給気口４側に加湿ユニット１４（加湿部に相当）が配設される。加湿ユニット１４は、外気吸込口３から吸い込んだ給気空気を加湿する。即ち、給気口４からは加湿ユニット１４により加湿された給気空気が室内へ供給される。換気装置１は、加湿ユニット１４における加湿量を制御することにより、室内温度が室内における目標とする湿度である目標湿度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１４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。水破砕式加湿ユニットは、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。

換気装置１の内部または外部には、換気装置１の動作を制御する制御部１５が配設されている。制御部１５は、例えば、給気ファン９の給気モータや排気ファン１０の排気モータの電流及び回転数を制御する。給気モータ及び排気モータには例えばＤＣモータが利用可能である。また、制御部１５は、加湿量制御部１６と温湿度記憶部１７を備えている。温湿度記憶部１７は、室内における目標湿度及び目標温度を記憶する。加湿量制御部１６は、図３を参照して後述する加湿制御処理を実行することにより、室内湿度が温湿度記憶部１７に記憶された目標湿度となるように、加湿ユニット１４による加湿量を制御する。

また、換気装置１の内部または外部には、外部媒体からデータを取得する機能を有するデータ取得部１８と、そのデータを基に所定時間後の湿度を予測する湿度予測部１９が配設されている。データ取得部１８により、例えば、気象庁の気象観測データから現在地付近の気温、湿度、降水量の時間帯毎のデータを取得する。さらに湿度予測部１９では前記データ取得部１８で得られたデータを基に、所定時間後の屋外の絶対湿度量Ｗ＿ＷＥＡＴＨＥＲ（単位：ｇ）を計算する。

また、制御部は、流出水分量算出部と、流入水分量算出部と、を備える。

室内側温湿度センサ１３からの情報と排気空気量とに基づいて室内から流出する流出水分量が流出水分量算出部により算出される。また、室外側温湿度センサ１２からの情報と給気空気量とに基づいて室内に流入する流入水分量が流入水分量算出部により算出される。そして、算出された流入水分量と算出された流出水分量と目標湿度とに基づいて加湿ユニット１４による加湿量が加湿量制御部１６により制御される。この時、データ取得部１８により外部から得られる天気予報データと、湿度予測部１９により予測される一定時間後の想定室外湿度の変化量に基づいて最適な目標湿度の再設定を行う。

なお、データ取得部１８および湿度予測部１９は、制御部１５と一体であっても別体であってもよい。

次いで、図３を参照して加湿量制御部１６にて実行される加湿制御処理について説明する。図３は、その加湿制御処理を示すフローチャートである。この加湿制御処理では、外部より入手した天気予報データおよび換気装置１に設けたセンサの検知結果から、所定時間Ｔ後の室内における湿度を予測し、その予測結果と目標湿度との比較結果に基づいて加湿ユニット１４による加湿量を制御する処理を、所定時間Ｔが経過する毎に実行する。

具体的には、加湿制御処理の実行が開始されると、まず、現在の風量・温湿度における家全体の水分量Ｗ＿ＮＯＷ（単位：ｇ）と、目標とする温湿度における家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ（単位：ｇ）とを次の式（１）及び式（２）により算出する（Ｓ１）。

Ｗ＿ＮＯＷ＝Ｑ×２×ａ（ＴＨ（ＲＡ））×ＲＨ（ＲＡ）／１００・・・（１）
Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ＝Ｑ×２×ａ（ＴＨ（ＲＡ＿ＴＡＲＧＥＴ））×ＲＨ（ＲＡ＿ＴＡＲＧＥＴ）／１００・・・（２）
ここで、Ｑ（単位：ｍ^３／ｈ）は、換気装置１が家全体を０.５回換気するために予め設定された設定換気風量である。即ち、設定換気風量Ｑで換気装置１を２時間運転すると、家全体の換気が完了する。よって、設定換気風量Ｑに２（時間）を乗ずることで、家全体の体積を算出できる。なお、家全体の体積はあらかじめ制御部１５に記憶されていてもよいし、例えば入力手段を介して使用者が設定できるようにしてもよい。

また、ＴＨ（ＲＡ）は、室内側温湿度センサ１３により検出された室内吸込口５から吸い込まれる室内空気（ＲＡ）の現在の温度（単位：℃）であり、ａ（ＴＨ（ＲＡ））は、その室内空気（ＲＡ）の現在の温度における飽和水蒸気量（単位：ｇ／ｍ^３）である。ＲＨ（ＲＡ）は、室内側温湿度センサ１３により検出された室内吸込口５から吸い込まれる室内空気（ＲＡ）の現在の相対湿度（単位：％）である。また、ＴＨ（ＲＡ＿ＴＡＲＧＥＴ）は、室内空気（ＲＡ）における目標とする温度（目標温度、単位：℃）であり、ａ（ＴＨ（ＲＡ＿ＴＡＲＧＥＴ））は、目標温度における飽和水蒸気量（単位：ｇ／ｍ^３）である。ＲＨ（ＲＡ＿ＴＡＲＧＥＴ）は、温湿度記憶部１７に記憶された室内空気（ＲＡ）における目標湿度（単位：％）である。

また、Ｓ１においてデータ取得部１８は、外部サーバから天気予報データを取得する。

次いで、加湿制御処理では、家全体の流入・流出水分量を計算して、所定時間Ｔ後の家全体の水分量Ｗ＿ＮＥＸＴ（推定値）を計算する（Ｓ２）。家全体の流入・流出水分量の計算では、まず、単位時間（ここでは１時間）あたりに室内吸込口５から吸い込まれる室内空気（ＲＡ）より流出する水分量ＯＵＴ＿ＲＡ（単位：ｇ／ｈ）を次の式（３）により計算する。また、家全体の流入・流出水分量の計算では、単位時間当たりに給気口４から吹出される給気空気（ＳＡ）により流入する水分量ＩＮ＿ＳＡ（単位：ｇ／ｈ）を次の式（４）により計算する。

ＯＵＴ＿ＲＡ=Ｑ＿ＯＵＴ×ａ（ＴＨ（ＲＡ））×ＲＨ（ＲＡ）／１００・・・（３）
ＩＮ＿ＳＡ＝Ｑ＿ＩＮ×ａ（ＴＨ（ＳＡ））×ＲＨ（ＳＡ）／１００・・・（４）
さらに、家全体の流入・流出水分量の計算では、単位時間当たりに相当隙間面積（Ｃ値）による流出入水分量ＩＮＯＵＴ＿Ｃ（単位：ｇ／ｈ）を次の式（５）又は式（６）により計算する。具体的には、室内空気（ＲＡ）の温度ＴＨ（ＲＡ）が屋外空気（ＯＡ）の温度ＴＨ（ＯＡ）よりも高い場合、即ち、空気が室外へ流出する場合は、ＩＮＯＵＴ＿Ｃを（５）式により計算する。一方、室内空気（ＲＡ）の温度ＴＨ（ＲＡ）が屋外空気（ＯＡ）の温度ＴＨ（ＯＡ）よりも低い場合、即ち、空気が室内へ流入する場合は、ＩＮＯＵＴ＿Ｃを式（６）により計算する。

ＩＮＯＵＴ＿Ｃ＝Ｃ（ＴＨ（ＲＡ））×ａ（ＴＨ（ＲＡ）×ＲＨ（ＲＡ）／１００・・・（５）
ＩＮＰＵＴ＿Ｃ＝Ｃ（ＴＨ（ＯＡ））×ａ（ＴＨ（ＯＡ））×ＲＨ（ＯＡ）／１００・・・（６）
ここで、Ｑ＿ＯＵＴは、排気風路８により排気される風量である排気風量（単位：ｍ^３／ｈ）であり、Ｑ＿ＩＮは、給気風路７により給気される風量である給気風量（単位：ｍ^３／ｈ）である。また、ＴＨ（ＳＡ）は、給気口４から吹出される給気空気（ＳＡ）の現在の温度（単位：℃）であり、ａ（ＴＨ（ＳＡ））は、その給気空気（ＳＡ）の現在の温度における飽和水蒸気量（単位：ｇ／ｍ^３）である。ＲＨ（ＳＡ）は、給気口４から吹出される給気空気（ＳＡ）の現在の湿度（単位：％）である。また、Ｃ（ＴＨ（ＲＡ））は、その絶対値が、室内側温湿度センサ１３により検出された室内空気（ＲＡ）の現在の温度において相当隙間面積（Ｃ値）により室外へ流出する風量（単位：ｍ^３／ｈ）であり、負の値とされる。また、（ＴＨ（ＯＡ））は、室外側温湿度センサ１２により検出された外気吸込口３から吸い込まれる屋外空気（ＯＡ）の現在の温度（単位：℃）である。Ｃ（ＴＨ（ＲＡ））は、その絶対値が、屋外空気（ＯＡ）の現在の温度において相当隙間面積（Ｃ値）により室内へ流入する風量（単位：ｍ^３／ｈ）であり、正の値とされる。ａ（ＴＨ（ＲＡ））は、屋外空気（ＯＡ）の現在の温度における飽和水蒸気量（単位：ｇ／ｍ^３）である。ＲＨ（ＯＡ）は、室外側温湿度センサ１２により検出された外気吸込口３から吸い込まれる屋外空気（ＯＡ）の現在の相対湿度（単位：％）である。

なお、Ｓ２の処理では、単位時間当たりに流入する水分量の計算において、室外側温湿度センサ１２により検出された外気吸込口３から吸い込まれる屋外空気（ＯＡ）の現在の温湿度を用いるのではなく、給気口４から吹出される給気空気（ＳＡ）の現在の温湿度を用いている。これは、熱交換素子１１において、給気空気と排気空気との間で温度及び湿度の交換が行われるため、実際に室内に給気される空気の温湿度とは、給気口４から吹出される給気空気（ＳＡ）の現在の温湿度となるからである。

一方で、換気装置１は、給気風路７において熱交換素子１１よりも給気口４側に温湿度を検出するためのセンサを設けていない。Ｓ２の処理では、熱交換素子１１の温度交換率ηＴと湿度交換率ηＨとを用いて、給気口４から吹出される給気空気（ＳＡ）の現在の温度ＴＨ（ＳＡ）と湿度ＲＨ（ＳＡ）とを、次の式（７）及び式（８）から計算する。

ＴＨ（ＳＡ）＝（１−ηＴ）（ＴＨ（ＯＡ））＋ηＴ×ＴＨ（ＲＡ）・・・（７）
ＲＨ（ＳＡ）＝（１−ηＨ）ＲＨ（ＯＡ）＋ηＨ×ＲＨ（ＲＡ）・・・（８）
これにより、給気風路７において熱交換素子１１よりも給気口４側に温湿度を検出するためのセンサを設けなくても、室内側温湿度センサ１３と室外側温湿度センサ１２とを設けるだけで、給気口４から吹出される給気空気（ＳＡ）の現在の温湿度を得ることができるので、換気装置１のコストの増加を抑えることができる。

なお、換気装置１において、熱交換素子１１は必ずしも設けられていなくてもよく、この場合、単位時間当たりに流入する水分量の計算は、室外側温湿度センサ１２により検出された外気吸込口３から吸い込まれる屋外空気（ＯＡ）の現在の温湿度を用いて行ってもよい。

所定時間Ｔ後の家全体の水分量Ｗ＿ＮＥＸＴは、Ｓ１の処理により算出した現在の家全体の水分量Ｗ＿ＮＯＷと、Ｓ２の処理にて算出した単位時間当たりの家全体の流入・流出水分量ＯＵＴ＿ＲＡ，ＩＮ＿ＳＡ，ＩＮＯＵＴ＿Ｃとに基づいて、次の式（９）により計算する。

Ｗ＿ＮＥＸＴ＝Ｗ＿ＮＯＷ＋（ＩＮ＿ＳＡ−ＯＵＴ＿ＲＡ＋ＩＮＯＵＴ＿Ｃ）×Ｔ・・・（９）
また、制御部１５は、Ｓ１で取得した天気予報データから所定時間後の給気空気の水分量Ｗ＿ＷＥＡＴＨＥＲ（単位：ｇ）を計算する（Ｓ２）。

次いで、加湿制御処理では、Ｓ１の処理により算出した現在の家全体の水分量Ｗ＿ＮＯＷと、目標とする温湿度における家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴとを比較する（Ｓ３）。その結果、現在の家の水分量Ｗ＿ＮＯＷが目標の家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ以上の場合は（Ｓ３：Ｎｏ）、加湿ユニット１４の加湿をオフするか、又は、加湿量を低減する（Ｓ６）。そして、所定時間Ｔ経過後に、Ｓ１の処理に戻り、再びＳ１からの処理を実行する。一方、Ｓ３の処理の結果、現在の家の水分量Ｗ＿ＮＯＷが目標の家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ未満の場合は（Ｓ３：Ｙｅｓ）、次いで、Ｓ２の処理により算出された所定時間Ｔ後の家全体の水分量Ｗ＿ＮＥＸＴと、Ｓ１の処理により算出された目標とする温湿度における家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴとを比較する（Ｓ４）。その結果、所定時間Ｔ後の家の水分量Ｗ＿ＮＥＸＴが目標の家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ以上の場合は（Ｓ４：Ｎｏ）、加湿ユニット１４の加湿をオフするか、又は、加湿量を低減する（Ｓ７）。

そして、所定時間Ｔ経過後に、Ｓ１の処理に戻り、再びＳ１からの処理を実行する。

一方、Ｓ４の処理の結果、所定時間Ｔ後の家の水分量Ｗ＿ＮＥＸＴが目標の家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ未満の場合は（Ｓ４：Ｙｅｓ）、次いで目標の家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴと所定時間後の給気空気の水分量Ｗ＿ＷＥＡＴＨＥＲとを比較する（Ｓ５）。その結果、所定時間後の給気空気の水分量Ｗ＿ＷＥＡＴＨＥＲが目標の家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ以上の場合は加湿ユニット１４の加湿をオフするか、又は、加湿量を低減する（Ｓ８）。所定時間後の給気空気の水分量Ｗ＿ＷＥＡＴＨＥＲが目標の家全体の水分量Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ未満の場合は加湿ユニット１４の加湿をオンするか、又は、加湿量を増加する（Ｓ９）。そして、所定時間Ｔ経過後に、Ｓ１の処理に戻り、再びＳ１からの処理を実行する。

なお、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９の処理において増減させる加湿ユニット１４の加湿量Ｈ（単位：ｇ／ｈ）は、次の式（１１）により算出する。

Ｈ＝（（Ｗ＿ＴＡＲＧＥＴ−Ｗ＿ＮＯＷ）−（ＩＮ＿ＳＡ−ＯＵＴ＿ＲＡ＋ＩＮＯＵＴ＿Ｃ）×Ｔ）／Ｔ・・・（１１）
ここで、式（１１）にて算出した加湿量Ｈがゼロ以下となる場合は、これ以上加湿すると目標湿度を超える可能性があることを意味するので、加湿ユニット１４の加湿をオフする。また、式（１１）にて算出した加湿量Ｈが、加湿ユニット１４をフル運転させた場合の最大加湿量を超えた場合は、加湿ユニット１４を最大加湿量でフル運転させる。このように、第１実施形態に係る換気装置１は、加湿量制御部１６が加湿制御処理を実行することにより、室内空気（ＲＡ）への流入水分量及び流出水分量と、目標湿度とに基づいて、加湿ユニット１４による加湿量Ｈを制御するので、室内空気の湿度制御を効率よく行い、室内空気の湿度を一定とすることができる。

また、家全体の湿度制御を行おうとした場合、家全体の体積が大きいため、加湿による湿度変動には多くの時間がかかる。よって、単に現時点の湿度に基づいて加湿量を変更すると、室内空気（ＲＡ）の相対湿度が目標湿度を上回ってしまうおそれがある。これに対し、図３に示す加湿制御処理では、単位時間当たりの流入水分量と、単位時間当たりの流出水分量と、室内の体積とに基づいて、所定時間Ｔ後の家全体の水分量（室内空気の湿度）を予測する。そして、その予測結果と目標とする家全体の水分量（目標湿度）とを比較して、その比較結果に基づいて加湿量を変更することによって、室内空気（ＲＡ）の相対湿度を目標湿度に効率よく近づけることができる。特に、家全体の体積に基づいて加湿量が制御されるので、室内空気（ＲＡ）の相対湿度を目標湿度により確実に近づけることができる。

また、所定時間Ｔ毎に、単位時間当たりの流入水分量と、単位時間当たりの流出水分量と、室内の体積とに基づいて、所定時間Ｔ後の家全体の水分量（室内空気の湿度）を予測するので、屋外空気（ＯＡ）に含まれる水分量が変化しても、その変化を所定時間Ｔ後の家全体の水分量（室内空気の湿度）の予測に反映させることができる。よって、屋外空気（ＯＡ）に含まれる水分量が変化しても、内空気（ＲＡ）の相対湿度が目標湿度から離れてしまうことを抑制できる。なお、所定時間Ｔは長すぎると、室内空気（ＲＡ）の相対湿度の応答性が悪くなる。よって、所定時間Ｔは１０分〜１時間が好ましい。

また、加湿量の制御において、室内の相当隙間面積（Ｃ値）も考慮されるので、室内空気の相対湿度を精度よく目標湿度に近づけることができる。特に、相当隙間面積に関連して短時間当たりに室内に流入又は流出する水分変動量にも基づいて、所定時間Ｔ後の家全体の水分量（室内空気の湿度）を予測するので、その水分量の予測を精度よく行うことができ、室内空気（ＲＡ）の相対湿度を目標湿度により効率よく近づけることができる。

さらに、加湿量の制御において、熱交換素子１１により交換された水分量をも考慮されるので、室内空気の相対湿度を精度よく目標湿度に近づけることができる。特に、熱交換素子１１により交換された水分量にも基づいて、所定時間Ｔ後の家全体の水分量（室内空気の湿度）を予測するので、その水分量の予測を精度よく行うことができ、室内空気（ＲＡ）の相対湿度を目標湿度により効率よく近づけることができる。

さらに、天気予報データと連動した加湿量の予測制御において、室外空気（ＯＡ）の水分量の所定時間後の増加や減少を予測するので、過加湿状態（絶対湿度が１２ｇ以上）となる時間も生じず、精度よく目標湿度に近づけることができる。

以上のように第１実施形態に係る換気装置１は、天気予報データを基に所定時間後に流入する室外空気の水分量を予測し、家全体の水分量を目標湿度に精度よく近づける制御を行うことができる。

（実施の形態２）
次いで、第２実施形態に係る換気装置１について説明する。第２実施形態に係る換気装置１は、天気予報データから屋外の塵埃量を検出し、換気風量を増減させる制御を行う。

以下、第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図４に示すように、本体ケース２は風量調整ダンパ２０を備える。風量調整ダンパ２０は、制御部１５Ａにより開閉動作が制御される。制御部１５Ａは、データ取得部１８において取得された天気予報データを基に風量調整ダンパ２０の開閉を制御する。風量調整ダンパ２０の開閉により、給気風路７へと流入する空気量を調整（制御）する。

制御部１５Ａで行われる換気風量制御処理では、まず屋外の塵埃量を０とした場合を基準とし、Ｄ＿ＢＡＳＥ（単位：ｐｐｍ）を定める。次に、データ取得部１８において大気中の塵埃量Ｄ＿ＷＥＡＴＨＥＲ（単位：ｐｐｍ）を取得する。ここで、制御部１５Ａは、Ｄ＿ＷＥＡＴＨＥＲがＤ＿ＢＡＳＥと比較してどの程度大きい値をとっているかを算出する（Ｄ＿ＣＡＬＣ）。

制御部は、算出したＤ＿ＣＡＬＣの値に応じて、風量調整ダンパ２０の開閉を行う。ただし、風量調整ダンパ２０において閉扉時の限界値は設定された家全体の容積に対して０．５回／ｈの換気を満たす値とする。なお、風量調整ダンパ２０の開閉動作は、開閉の切り替えだけでなく開口面積の調整という動作であってもよい。

また、制御部１５Ａは、算出したＤ＿ＣＡＬＣの値に応じて、給気ファンモータもしくは排気ファンモータの回転数を制御するという構成であってもよい。具体的には、Ｄ＿ＷＥＡＴＨＥＲとＤ＿ＢＡＳＥとの差が所定値α以上である（Ｄ＿ＣＡＬＣ≧所定値α）と判断した場合には、給気ファンモータおよび排気ファンモータの回転数を小さくし、一定時間後に（例えば所定時間Ｔ後に）Ｄ＿ＷＥＡＴＨＥＲとＤ＿ＢＡＳＥとの差が所定値αより小さくなった（Ｄ＿ＣＡＬＣ＜所定値α）と判断した場合には、小さくしていた給気ファンモータおよび排気ファンモータの回転数を大きくするという制御であってもよい。

このように、第２実施形態に係る換気装置１Ａは、塵埃の飛散量の変化を予測して風量を調整（制御）することで、室内もしくは換気装置本体内に流入する塵埃量を小さくすることができる。この結果、換気装置１Ａにフィルタ等が設けられている場合は、フィルタの目詰まりを抑制することができる。これにより、換気装置１Ａの換気風量の低下を抑制することができる。また、室内により快適な空気を供給することができる。

なお、第２実施形態に係る換気装置１Ａは熱交換素子を備えていなくてもよい。また、換気装置１Ａに設けられる給気口４等は図示するように本体ケース２の天面ではなく側面等に設けられていてもよい。

以上、本発明に係る換気装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

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等として有効である。

１ 換気装置
１Ａ 換気装置
２ 本体ケース
３ 外気吸込口
４ 給気口
５ 室内吸込口
６ 排気口
７ 給気風路
８ 排気風路
９ 給気ファン
１０ 排気ファン
１１ 熱交換素子
１２ 室外側温湿度センサ
１３ 室内側温湿度センサ
１４ 加湿ユニット
１５ 制御部
１５Ａ 制御部
１６ 加湿量制御部
１７ 温湿度記憶部
１８ データ取得部
１９ 湿度予測部
２０ 風量調整ダンパ

Claims (5)

1. 本体ケースと、給気ファンと、排気ファンと、外部サーバと通信可能な制御部と、加湿部と、を備えた換気装置であって、
   前記本体ケースは、室内空気を吸い込む室内吸込口と、吸い込んだ室内空気を外部に排出する排気口と、外気を吸い込む外気吸込口と、吸い込んだ外気を室内に供給する給気口と、を有し、
   前記給気ファンにより前記外気吸込口から前記給気口へ外気が送風される給気風路と、
   前記排気ファンにより前記室内吸込口から前記排気口へ室内の空気が送風される排気風路と、
   前記外気吸込口から吸い込まれる空気の温度と湿度とを検出する室外側温湿度センサと、
   前記室内吸込口から吸い込まれる空気の温度と湿度とを検出する室内側温湿度センサと、
   を備え、
   前記加湿部は、前記給気風路を通過する外気を加湿し、
   前記制御部は、
   前記外部サーバから天気予報データを取得するデータ取得部を有し、
   前記室外側温湿度センサからの情報と前記室内側温湿度センサからの情報と前記データ取得部により得られた天気予報データとに基づいて、前記加湿部による加湿量を制御することを特徴とする換気装置。
2. 前記制御部は、
   前記室外側温湿度センサからの情報と前記室内側温湿度センサからの情報と前記データ取得部により得られた天気予報データとに基づいて所定時間後の室内における湿度を予測する湿度予測部と、
   目標湿度と前記湿度予測部により得られた所定時間後の湿度とを比較する湿度比較部と、を有し、
   前記湿度比較部の比較結果から、所定時間後の湿度が目標湿度以上であると判断した場合には、前記加湿部による加湿量を減少させ、
   前記湿度比較部の比較結果から、所定時間後の湿度が目標湿度より低いと判断した場合には、前記加湿部による加湿量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
3. 本体ケースと、給気ファンと、排気ファンと、外部サーバと通信可能な制御部と、を備えた換気装置であって、
   前記本体ケースは、室内空気を吸い込む室内吸込口と、吸い込んだ室内空気を外部に排出する排気口と、外気を吸い込む外気吸込口と、吸い込んだ外気を室内に供給する給気口と、を有し、
   前記給気ファンにより前記外気吸込口から前記給気口へ外気が送風される給気風路と、
   前記排気ファンにより前記室内吸込口から前記排気口へ室内の空気が送風される排気風路と、を備え、
   前記制御部は、
   前記外部サーバから天気予報データを取得するデータ取得部を有し、
   前記データ取得部により得られた天気予報データに基づいて、前記給気ファンまたは前記排気ファンの運転を制御することを特徴とする換気装置。
4. 前記外気吸込口の開口面積を調整するダンパを備え、
   前記制御部は、前記データ取得部により得られた天気予報データに基づいて、前記ダンパを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の換気装置。
5. 前記給気風路と前記排気風路とが交差する位置に熱交換素子を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の換気装置。

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