JP2022021449A - 空気浄化機能付き熱交換形換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】次亜塩素酸の放出に伴う湿度の上昇を抑制することが可能な空気浄化機能付き熱交換形換気装置を提供する。【解決手段】空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０は、屋内空間１１の空気を屋外空間１２に排出する排気風路４を流通する排気流２と、屋外空間１２の空気を屋内空間１１へ給気する給気風路５を流通する給気流３との間で熱交換する熱交換形換気装置１０と、給気風路５から導入された熱交換後の給気流３に対して、水とともに空気浄化を行う成分を付加する加湿器６ｄと、加湿器６ｄの上流側において、熱交換後の給気流３に対して除湿を行う熱交換器１６と、熱交換器１６を制御する制御部８とを備える。制御部８は、屋内空間１１に供給される給気流３の湿度が屋内空間１１の空気の目標設定湿度となるように調湿する際、加湿器６ｄによる給気流３の湿度増加に関する湿度情報に基づいて、熱交換器１６による給気流３に対する除湿量を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、屋内を代表とする対象空間に対して、熱交換換気を行いながら除菌を行う空気浄化機能付き熱交換形換気装置に関するものである。

従来、この種の空気浄化機能付き熱交換形換気装置として、屋内に供給する空気を次亜塩素酸が含まれた気液接触部材部に接触させて放出することで空間を除菌する空気調和システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－１３３５２１号公報

しかしながら、従来の空気調和システムでは、次亜塩素酸を放出するには、加湿装置あるいは２流体ノズルなどを用いて、水分と共に次亜塩素酸を放出するため、次亜塩素酸を放出した対象空間内の湿度は上昇し、特に相対湿度の高い夏季において快適性が損なわれる可能性が高かった。

そこで本発明は、上記従来課題を解決するものであり、次亜塩素酸の放出に伴う湿度の上昇を抑制することが可能な空気浄化機能付き熱交換形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、本発明に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置は、屋内空間の空気を屋外空間に排出するための排気風路を流通する排気流と、屋外空間の空気を屋内空間へ給気するための給気風路を流通する給気流との間で熱交換する熱交換形換気装置と、給気風路から導入された熱交換後の給気流に対して、水とともに空気浄化を行う成分を付加する空気浄化部と、空気浄化部の上流側において、熱交換後の給気流に対して除湿を行う熱交換部と、熱交換部を制御する制御部と、を備える。そして、制御部は、屋内空間に供給される給気流の湿度が屋内空間の空気の目標設定湿度となるように調湿する際、空気浄化部による給気流の湿度増加に関する湿度情報に基づいて、熱交換部による給気流に対する除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。

本発明によれば、次亜塩素酸の放出に伴う湿度の上昇を抑制することが可能な空気浄化機能付き熱交換形換気装置を提供することができる。

図１は、本発明の前提例に係る熱交換形換気装置の住宅における設置状態を示す模式図である。 図２は、本発明の前提例に係る熱交換形換気装置の構成を示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置の構成を示す模式図である。 図４は、空気浄化装置を流通する給気流の湿度変化を示す図である。 図５は、空気浄化装置を流通する給気流の湿度変化を運転状態条件ごとに示した図である。 図６は、空気浄化装置における制御部の構成を表すブロック図である。 図７は、制御部による処理手順を示すフローチャートである。

本発明に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置は、屋内空間の空気を屋外空間に排出するための排気風路を流通する排気流と、屋外空間の空気を屋内空間へ給気するための給気風路を流通する給気流との間で熱交換する熱交換形換気装置と、給気風路から導入された熱交換後の給気流に対して、水とともに空気浄化を行う成分を付加する空気浄化部と、空気浄化部の上流側において、熱交換後の給気流に対して除湿を行う熱交換部と、熱交換部を制御する制御部と、を備える。そして、制御部は、屋内空間に供給される給気流の湿度が屋内空間の空気の目標設定湿度となるように調湿する際、空気浄化部による給気流の湿度増加に関する湿度情報に基づいて、熱交換部による給気流に対する除湿量を制御する。

こうした構成によれば、熱交換後の給気流に対して、空気浄化部によって加湿しながら空気浄化を行う成分（例えば、次亜塩素酸）を付加しても、熱交換部が目標設定湿度に応じた除湿を行うので、屋内空間の過剰加湿を抑制することができる。つまり、空気浄化を行う成分の放出に伴う湿度の上昇を抑制することが可能な空気浄化機能付き熱交換形換気装置とすることができる。

また、本発明に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置では、制御部は、熱交換部に導入される給気流の湿度を目標設定湿度にまで熱交換部によって除湿する際の除湿量よりも、給気流に対する除湿量を増加させるように制御している。これにより、少なくとも給気流に対する除湿量を増加させた分、空気浄化部による給気流の湿度増加が抑制されるので、空気浄化を行う成分の放出に伴う湿度の上昇を抑制することができる。

また、本発明に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置では、制御部は、空気浄化部による給気流への湿度増加が第一加湿量である場合には、熱交換部による除湿を第一除湿量で行い、空気浄化部による給気流への湿度増加が第一加湿量よりも多い第二加湿量である場合には、熱交換部による除湿を第一除湿量よりも多い第二除湿量で行うように制御している。これにより、空気浄化部によって加湿しながら空気浄化を行う成分を付加する際の加湿量（空気浄化を行う成分の付加量）に応じて、熱交換部による除湿量が設定されるので、屋内空間に必要な空気浄化を行う成分の付加を行いつつ、屋内空間に供給される給気流の湿度が屋内空間の空気の目標設定湿度となるように調湿することができる。

また、本発明に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置では、空気浄化部は、空気浄化を行う成分を含む水を遠心破砕することによって、内部に導入される給気流に対して、空気浄化を行う成分を付加することが好ましい。このようにすることで、遠心破砕時の回転数を変化させることで、破砕する水の粒子径あるいは破砕量をコントロールすることができ、ひいては装置内に導入される給気流に対して付加する空気浄化を行う成分の付加量をコントロールすることができる。

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、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して説明を省略している。さらに、本発明に直接には関係しない各部の詳細については重複を避けるために、図面ごとの説明は省略している。

（前提例）
まず、本発明の実施の形態に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０を説明する上で前提となる本発明の前提例に係る熱交換形換気装置１０について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の前提例に係る熱交換形換気装置１０の住宅における設置状態を示す模式図である。図２は、本発明の前提例に係る熱交換形換気装置１０の構成を示す模式図である。

図１において、家屋１の屋内（天井裏等）に熱交換形換気装置１０が設置されている。熱交換形換気装置１０は、屋内空間１１（以下、単に「屋内」ともいう）の空気と屋外空間１２（以下、単に「屋外」ともいう）の空気とを熱交換しながら換気する装置（第二種の換気装置）である。

図１に示す通り、排気流２は、黒色矢印のごとく、リビング等の屋内空間１１から、屋内排気口９ａ、熱交換形換気装置１０、屋外排気口９ｂを介して屋外空間１２に放出される。排気流２は、屋内から屋外に排出される空気の流れである。また、給気流３は、白色矢印のごとく、屋外空間１２から、屋外給気口９ｃ、熱交換形換気装置１０、屋内給気口９ｄを介して屋内空間１１に取り入れられる。給気流３は、屋外から屋内に取り込まれる空気の流れである。例えば、日本の冬季を挙げると、排気流２は２０℃～２５℃であるのに対して、給気流３は氷点下に達することもある。熱交換形換気装置１０は、換気を行うとともに、この換気時に、排気流２の熱を給気流３へと伝達し、不用な熱の放出を抑制している。

熱交換形換気装置１０は、図２に示す通り、本体ケース１０ｆ、内気口１０ａ、排気口１０ｂ、外気口１０ｃ、給気口１０ｄ、熱交換素子１０ｅ、排気ファン１０ｇ、給気ファン１０ｈ、排気風路４、及び給気風路５を備えている。本体ケース１０ｆは、熱交換形換気装置１０の外枠である。本体ケース１０ｆの外周には、内気口１０ａ、排気口１０ｂ、外気口１０ｃ、及び給気口１０ｄが形成されている。内気口１０ａは、排気流２を熱交換形換気装置１０に吸い込む吸込口であり、ダクト等を介して屋内排気口９ａ（図１参照）と連通している。排気口１０ｂは、排気流２を熱交換形換気装置１０から屋外に吐き出す吐出口であり、ダクト等を介して屋外排気口９ｂ（図１参照）と連通している。外気口１０ｃは、給気流３を熱交換形換気装置１０に吸い込む吸込口であり、ダクト等を介して屋外給気口９ｃ（図１参照）と連通している。給気口１０ｄは、給気流３を熱交換形換気装置１０から屋内に吐き出す吐出口であり、ダクト等を介して屋内給気口９ｄと連通している。

本体ケース１０ｆの内部には、熱交換素子１０ｅ、排気ファン１０ｇ、及び給気ファン１０ｈが取り付けられている。また、本体ケース１０ｆの内部には、排気風路４及び給気風路５が構成されている。熱交換素子１０ｅは、全熱型の熱交換素子であり、排気風路４を流通する排気流２と、給気風路５を流通する給気流３との間で熱交換（顕熱と潜熱）を行うための部材である。排気ファン１０ｇは、排気口１０ｂの近傍に設置され、排気流２を内気口１０ａから吸い込み、排気口１０ｂから吐出するための送風機である。給気ファン１０ｈは、給気口１０ｄの近傍に設置され、給気流３を外気口１０ｃから吸い込み、給気口１０ｄから吐出するための送風機である。排気風路４は、内気口１０ａと排気口１０ｂとを連通する風路を含んで構成される。給気風路５は、外気口１０ｃと給気口１０ｄとを連通する風路を含んで構成される。排気ファン１０ｇが駆動することにより内気口１０ａから吸い込まれた排気流２は、熱交換素子１０ｅ、排気ファン１０ｇを経由し、排気口１０ｂから屋外へと排出される。また、給気ファン１０ｈが駆動することにより外気口１０ｃから吸い込まれた給気流３は、熱交換素子１０ｅ、給気ファン１０ｈを経由し、給気口１０ｄから屋内へと供給される。

熱交換形換気装置１０は、熱交換換気を行う場合には、排気ファン１０ｇ及び給気ファン１０ｈを動作させ、熱交換素子１０ｅにおいて排気風路４を流通する排気流２と、給気風路５を流通する給気流３との間で熱交換を行う。これにより、熱交換形換気装置１０は、換気を行う際に、屋外に放出する排気流２の熱を屋内に取り入れる給気流３へと伝達し、不要な熱の放出を抑制し、屋内に熱を回収する。この結果、日本の冬季においては、換気を行う際に、屋外の温度が低い空気によって屋内の温度低下を抑制することができる。一方、日本の夏季においては、換気を行う際に、屋外の温度が高い空気によって屋内の温度上昇を抑制することができる。

（実施の形態１）
まず、図３を参照して、本発明の実施の形態１に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０の構成を示す模式図である。なお、以下の説明では、熱交換後の気流（排気流２、給気流３）または風路（排気風路４、給気風路５）は、熱交換形換気装置１０における熱交換素子１０ｅを通過した後の気流または風路を示すものとする。

本実施の形態１に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０は、図３に示すように、前提例に係る熱交換形換気装置１０の給気風路５に対して、空気浄化機能を付与する手段としての空気浄化装置６を連結した構成を有している。空気浄化装置６は、熱交換形換気装置１０からの熱交換後の給気流３に対して必要に応じて冷却処理（除湿処理）を行うとともに、装置内を流通する給気流３に対して微細化された水とともに浄化成分（空気浄化を行う成分）を含ませる装置である。具体的には、空気浄化装置６は、図３に示す通り、本体ケース６ｇ、給気流入口６ａ、給気流出口６ｃ、加湿器６ｄ、及び熱交換器１６を備えている。なお、加湿器６ｄは請求項の「空気浄化部」に相当し、熱交換器１６は請求項の「熱交換部」に相当する。

本体ケース６ｇは、空気浄化装置６の外枠である。本体ケース６ｇの外周には、給気流入口６ａ及び給気流出口６ｃが形成されている。そして、本体ケース６ｇの内部には、加湿器６ｄ及び熱交換器１６が取り付けられている。また、本体ケース６ｇの内部には、給気風路５の一部として、給気流入口６ａと給気流出口６ｃとの間を連通する風路が構成されている。

給気流入口６ａは、熱交換形換気装置１０からの給気流３を空気浄化装置６に取り入れる取入口である。給気流入口６ａは、熱交換形換気装置１０の給気口１０ｄとの間で給気風路５の一部を構成するダクト７を介して連通されている。

給気流出口６ｃは、水とともに空気浄化を行う成分を付加した給気流３（あるいは空気浄化を行う成分を付加していない給気流３）を給気ＳＡとして給気風路５に吐き出す吐出口である。

加湿器６ｄは、内部に取り入れた空気（給気流３）を加湿するとともに、浄化成分（空気浄化を行う成分）を付加するためのユニットである。そして、加湿器６ｄは、加湿の際に、空気に対して微細化された水とともに浄化成分を含ませる。より詳細には、加湿器６ｄは、加湿モータ６ｅと加湿ノズル６ｆとを有している。加湿器６ｄは、加湿モータ６ｅを用いて加湿ノズル６ｆを回転させ、加湿器６ｄの貯水部に貯水されている水（浄化成分を含む水）を遠心力で吸い上げて周囲（遠心方向）に飛散・衝突・破砕させ、通過する空気に水分を含ませる遠心破砕式の構成をとる。そして、加湿器６ｄは、後述する制御部８からの出力信号に応じて加湿モータ６ｅの回転数（以下、回転出力値）を変化させ、加湿能力（加湿量）を調整する。なお、加湿量は、空気に対して浄化成分を付加する付加量とも言える。

なお、加湿器６ｄの貯水部への浄化成分を含む水の供給は、水道等の給水管から給水される水に対して浄化成分を添加して浄化成分を含む水を生成する浄化成分供給部（図示せず）により行われる。ここで、浄化成分には、例えば、殺菌性あるいは消臭性を備えた次亜塩素酸が用いられる。これにより、次亜塩素酸水溶液を給気流３に含ませて屋内に供給することになるので、屋内の殺菌あるいは消臭を行うことができる。

次に、熱交換器１６は、空気浄化装置６内において、加湿器６ｄの上流側に配置され、導入される空気（給気流３）を冷却または加熱するための部材である。そして、熱交換器１６は、後述する制御部８からの出力信号に応じて出力状態（加熱、冷却またはオフ）を変化させ、導入される給気流３に対する冷却能力（冷却量）または加熱能力（加熱量）を調整する。なお、熱交換器１６では、導入される空気を冷却すると、導入された空気の除湿がなされることになるので、給気流３に対する冷却能力（冷却量）は、給気流３に対する除湿能力（除湿量）とも言える。

より詳細には、熱交換器１６は、圧縮機と放熱器と膨張器と吸熱器とを含んで構成される冷凍サイクルにおいて、吸熱器または放熱器として機能し、空調機器（室外機２０）から導入される冷媒が内部を流通する際に吸熱（冷却）または放熱（加熱）するように構成されている。

ここで、熱交換器１６は、屋内空間１１に設置される空気浄化装置６に内蔵される屋内ユニットであり、室外機２０は、屋外空間１２に設置される室外ユニットである。室外機２０は、圧縮機２０ａと、膨張器２０ｂと、屋外熱交換器２０ｃと、送風ファン２０ｄと、四方弁２０ｅとを有して構成される。

次に、熱交換器１６と室外機２０とによって構成される冷凍サイクルについて説明する。

冷凍サイクルには、四方弁２０ｅが接続され、四方弁２０ｅによって第一方向に冷媒が流通して空気（給気流３）を冷却して除湿する冷却モード（除湿モード）の状態と、四方弁２０ｅによって第二方向に冷媒が流通して空気（給気流３）に対して加熱を行う加熱モードの状態とを有する。

ここで、四方弁２０ｅは、冷凍サイクル（冷媒回路２１）内を流れる冷媒の流れる向きを切り替えるための機器（可逆弁）である。より詳細には、四方弁２０ｅは、圧縮機２０ａと熱交換器１６との間及び圧縮機２０ａと屋外熱交換器２０ｃとの間において接続される。そして、四方弁２０ｅは、圧縮機２０ａと屋外熱交換器２０ｃと膨張器２０ｂと熱交換器１６とをこの順序（第一方向）で冷媒が流通する冷却モードと、圧縮機２０ａと熱交換器１６と膨張器２０ｂと屋外熱交換器２０ｃとをこの順序（第二方向）で冷媒が流通する加熱モードとを切り替える。冷却モードと加熱モードとでは、冷媒の流れが逆方向となる。なお、冷却モードは、除湿モードとも言える。

［冷却モード］
冷却モードでは、四方弁２０ｅによって圧縮機２０ａと屋外熱交換器２０ｃと膨張器２０ｂと熱交換器１６とをこの順序（第一方向）で冷媒が流通する。

圧縮機２０ａは、冷媒サイクルにおける低温・低圧の冷媒ガス（作動媒体ガス）を圧縮し、圧力を高めて高温化する。

屋外熱交換器２０ｃは、放熱器として機能し、圧縮機２０ａによって高温・高圧となった冷媒ガスと空気（送風ファン２０ｄによって送風される屋外空間１２の空気ＯＡ）との間で熱交換することによって、熱を外部（冷媒サイクル外）に放出させる。このとき、冷媒ガスは、高圧下で凝縮されて液化する。屋外熱交換器２０ｃでは、導入される冷媒ガスの温度が空気の温度より高いため、熱交換すると、空気は昇温され、冷媒ガスは冷却される。

送風ファン２０ｄは、屋外熱交換器２０ｃに向けて屋外空間１２の空気ＯＡを送風する。

膨張器２０ｂは、屋外熱交換器２０ｃによって液化した高圧の冷媒を減圧して元の低温・低圧の液体とする。

熱交換器１６は、吸熱器として機能し、膨張器２０ｂを流通した冷媒が空気から熱を奪って蒸発し、液状の冷媒を低温・低圧の冷媒ガスとする。熱交換器１６では、導入される冷媒の温度が空気（導入される熱交換後の給気流３）の温度より低いため、熱交換すると、空気が冷却され、冷媒が昇温される。

以上により、熱交換器１６では、導入される空気（給気流３）を冷却する。

［加熱モード］
加熱モードでは、四方弁２０ｅによって圧縮機２０ａと熱交換器１６と膨張器２０ｂと屋外熱交換器２０ｃとをこの順序（第二方向）で冷媒が流通する。

圧縮機２０ａは、除湿モードと同じく、冷媒サイクルにおける低温・低圧の冷媒ガス（作動媒体ガス）を圧縮し、圧力を高めて高温化する。

熱交換器１６は、放熱器として機能し、冷却モードでの屋外熱交換器２０ｃと同じ機能を果たす。具体的には、熱交換器１６は、圧縮機２０ａによって高温・高圧となった冷媒ガスと空気（導入される熱交換後の給気流３）との間で熱交換することによって、熱を外部（冷媒サイクル外）に放出させる。このとき、冷媒ガスは、高圧下で凝縮されて液化する。熱交換器１６では、導入される冷媒ガスの温度が空気（導入される熱交換後の給気流３）の温度より高いため、熱交換すると、空気は昇温され、冷媒ガスは冷却される。

膨張器２０ｂは、熱交換器１６によって液化した高圧の冷媒を減圧して元の低温・低圧の液体とする。

屋外熱交換器２０ｃは、吸熱器して機能し、除湿モードでの熱交換器１６と同じ機能を果たす。具体的には、屋外熱交換器２０ｃは、膨張器２０ｂを流通した冷媒が空気から熱を奪って蒸発し、液状の冷媒を低温・低圧の冷媒ガスとする。屋外熱交換器２０ｃでは、導入される冷媒の温度が空気（送風ファン２０ｄによって送風される屋外空間１２の空気ＯＡ）の温度より低いため、熱交換すると、空気が冷却され、冷媒が昇温される。

送風ファン２０ｄは、屋外熱交換器２０ｃに向けて屋外空間１２の空気ＯＡを送風する。

以上により、熱交換器１６では、導入される空気（給気流３）を加熱する。

空気浄化装置６は、上述のように構成され、屋外から導入する空気（給気流３）に対して除湿を行いたい夏季において、冷却モードによる浄化成分（空気浄化を行う成分）の付加を行い、屋外から導入する空気（給気流３）に対して加湿を行いたい冬季において、加熱モードによる浄化成分（空気浄化を行う成分）の付加を行う。

なお、以下の説明では、日本の夏季において、冷却モードによる浄化成分（空気浄化を行う成分）の付加を行うことを想定して説明する。

次に、図４を参照して、空気浄化装置６による給気流３に対する湿度制御について説明する。図４は、空気浄化装置６を流通する給気流３の湿度変化を示す図である。より詳細には、図４は、空気浄化装置６を構成する熱交換器１６及び加湿器６ｄにおける各処理に応じて変化する湿度を時系列的に示す図である。そして、図４には、従来の除湿制御処理（比較例）による湿度変化と本実施の形態の除湿制御処理（実施例）による湿度変化をそれぞれ示している。

ここで、図４では、縦軸を給気流３の湿度とし、横軸を経過時間としている。そして、経過時間は、時間の経過とともに、領域Ｔ１、領域Ｔ２、領域Ｔ３、及び領域Ｔ４の順に区画される。領域Ｔ１は、熱交換形換気装置１０の流通後から熱交換器１６への導入前における給気流３の湿度変化を示す領域である。領域Ｔ２は、熱交換器１６を流通する給気流３の湿度変化を示す領域である。領域Ｔ３は、加湿器６ｄを流通する給気流３の湿度変化を示す領域である。領域Ｔ４は、加湿器６ｄから導出された給気流３の湿度変化を示す領域である。

まず、領域Ｔ１における給気流３は、湿度Ｈ０となっている。そして、比較例では、領域Ｔ２において屋内の空気の目標設定湿度である湿度Ｈ２にまで減少させる。つまり、熱交換器１６は、給気流３の湿度が湿度Ｈ０から湿度Ｈ２となる除湿量で除湿を行う。そして、領域Ｔ３において給気流３に対して水とともに浄化成分を付加して湿度Ｈ１にまで増加させる。つまり、加湿器６ｄは、給気流３の湿度が湿度Ｈ２から湿度Ｈ１となる加湿量で加湿を行いつつ、浄化成分の付加を行う。そして、領域Ｔ４において給気流３は、湿度Ｈ１を維持し、目標設定湿度（湿度Ｈ２）よりも高い湿度で屋内空間１１に供給される。したがって、比較例では、加湿器６ｄによる湿度増加が考慮されていないため、過加湿の状態で屋内の空気の調湿制御がなされることになる。この結果、屋内空間１１の快適性が損なわれてしまう可能性がある。

これに対して、実施例では、領域Ｔ１において湿度Ｈ０を有する給気流３に対して、領域Ｔ２において目標設定湿度（湿度Ｈ２）よりも小さい湿度である湿度Ｈ３にまで減少させる。つまり、熱交換器１６は、給気流３の湿度が湿度Ｈ０から湿度Ｈ３となる除湿量で除湿を行う。そして、領域Ｔ３において給気流３に対して水とともに浄化成分を付加して湿度Ｈ２にまで増加させる。つまり、加湿器６ｄは、給気流３の湿度が湿度Ｈ３から湿度Ｈ２となる加湿量で加湿を行いつつ、浄化成分の付加を行う。そして、領域Ｔ４において給気流３は、湿度Ｈ２を維持し、目標設定湿度と同じ湿度で屋内空間１１に供給される。したがって、実施例では、加湿器６ｄによる湿度増加が熱交換器１６による除湿量に反映され、給気流３が目標設定湿度となった状態で屋内の空気の調湿制御がなされることになる。この結果、屋内空間１１の快適性を維持しながら、屋内空間１１に浄化成分を供給することが可能となる。

続いて、図５を参照して、空気浄化装置６の運転状態条件によって変化する給気流３に対する湿度制御について説明する。図５は、空気浄化装置６を流通する給気流３の湿度変化を運転状態条件ごとに示した図である。図５の（ａ）は、図４に対応した図であり、運転状態条件ごとの給気流３の湿度変化を示している。図５の（ｂ）は、運転状態条件の詳細内容を示している。ここで、運転状態条件を、屋内空間１１へ供給される給気流３への浄化成分の放出レベルに応じた三段階として説明する。

図５の（ｂ）に示すように、運転状態条件は、加湿器６ｄによる浄化成分の放出レベルに応じて、放出量Ａ（低放出」）、放出量Ｂ（標準放出）、放出量Ｃ（高放出）の三段階から選択され、空気浄化装置６は、選択された運転状態条件（第一運転状態～第三運転状態）で特定される運転制御を実行する。なお、給気流３への浄化成分の放出量は、放出量Ａ＜放出量Ｂ＜放出量Ｃの関係となっている。

［第一運転状態］
空気浄化装置６は、給気流３への浄化成分の放出量Ａである場合、第一運転状態に基づく運転動作を実行する。そして、第一運転状態では、空気浄化装置６は、加湿器６ｄの加湿モータ６ｅを回転数Ａ１で回転させるとともに、熱交換器１６をオン状態Ａ２で冷却（除湿）させる。ここで、回転数Ａ１は、加湿器６ｄを流通する給気流３に対して、湿度Ｈ３ａと目標設定湿度（湿度Ｈ２）との差分を充足する加湿量を実現する回転条件である。また、オン状態Ａ２は、熱交換器１６を流通する給気流３に対して、湿度Ｈ０と湿度Ｈ３ａの差分を除去する除湿量を実現する冷却条件である。

つまり、領域Ｔ１において湿度Ｈ０を有する給気流３に対して、領域Ｔ２において目標設定湿度（湿度Ｈ２）よりも小さい湿度である湿度Ｈ３ａにまで減少させる。そして、領域Ｔ３において給気流３に対して水とともに浄化成分を付加して湿度Ｈ２にまで増加させる。そして、領域Ｔ４において給気流３は、湿度Ｈ２を維持し、目標設定湿度と同じ湿度で屋内空間１１に供給される。したがって、熱交換後に湿度Ｈ０にある給気流３は、領域Ｔ２で熱交換器１６によって湿度Ｈ３ａまで除湿されるので、領域Ｔ３で加湿器６ｄにより回転数Ａ１で加湿されても、最終的な湿度が目標設定湿度である湿度Ｈ２となるので、給気流３を過剰加湿することなく屋内空間１１に供給することができる。

［第二運転状態］
空気浄化装置６は、給気流３への浄化成分の放出量Ｂである場合、第二運転状態に基づく運転動作を実行する。そして、第二運転状態では、空気浄化装置６は、加湿器６ｄの加湿モータ６ｅを回転数Ｂ１で回転させるとともに、熱交換器１６をオン状態Ｂ２で冷却（除湿）させる。ここで、回転数Ｂ１は、加湿器６ｄを流通する給気流３に対して、湿度Ｈ３ｂと目標設定湿度（湿度Ｈ２）との差分を充足する加湿量を実現する回転条件である。また、オン状態Ｂ２は、熱交換器１６を流通する給気流３に対して、湿度Ｈ０と湿度Ｈ３ｂの差分を除去する除湿量を実現する冷却条件である。

つまり、領域Ｔ１において湿度Ｈ０を有する給気流３に対して、領域Ｔ２において目標設定湿度（湿度Ｈ２）よりも小さい湿度である湿度Ｈ３ｂにまで減少させる。そして、領域Ｔ３において給気流３に対して水とともに浄化成分を付加して湿度Ｈ２にまで増加させる。そして、領域Ｔ４において給気流３は、湿度Ｈ２を維持し、目標設定湿度と同じ湿度で屋内空間１１に供給される。したがって、熱交換後に湿度Ｈ０にある給気流３は、領域Ｔ２で熱交換器１６によって湿度Ｈ３ｂまで除湿されるので、領域Ｔ３で加湿器６ｄにより回転数Ｂ１で加湿されても、最終的な湿度が目標設定湿度である湿度Ｈ２となるので、給気流３を過剰加湿することなく屋内空間１１に供給することができる。

［第三運転状態］
空気浄化装置６は、給気流３への浄化成分の放出量Ｃである場合、第三運転状態に基づく運転動作を実行する。そして、第三運転状態では、空気浄化装置６は、加湿器６ｄの加湿モータ６ｅを回転数Ｃ１で回転させるとともに、熱交換器１６をオン状態Ｃ２で冷却（除湿）させる。ここで、回転数Ｃ１は、加湿器６ｄを流通する給気流３に対して、湿度Ｈ３ｃと目標設定湿度（湿度Ｈ２）との差分を充足する加湿量を実現する回転条件である。また、オン状態Ｃ２は、熱交換器１６を流通する給気流３に対して、湿度Ｈ０と湿度Ｈ３ｃの差分を除去する除湿量を実現する冷却条件である。

つまり、領域Ｔ１において湿度Ｈ０を有する給気流３に対して、領域Ｔ２において目標設定湿度（湿度Ｈ２）よりも小さい湿度である湿度Ｈ３ｃにまで減少させる。そして、領域Ｔ３において給気流３に対して水とともに浄化成分を付加して湿度Ｈ２にまで増加させる。そして、領域Ｔ４において給気流３は、湿度Ｈ２を維持し、目標設定湿度と同じ湿度で屋内空間１１に供給される。したがって、熱交換後に湿度Ｈ０にある給気流３は、領域Ｔ２で熱交換器１６によって湿度Ｈ３ｃまで除湿されるので、領域Ｔ３で加湿器６ｄにより回転数Ｃ１で加湿されても、最終的な湿度が目標設定湿度である湿度Ｈ２となるので、給気流３を過剰加湿することなく屋内空間１１に供給することができる。

以上のように、空気浄化装置６では、浄化成分を付加する際の加湿量（浄化成分の付加量）に応じて、熱交換器１６による除湿量が設定されるので、屋内空間１１に必要な浄化成分の付加を行いつつ、屋内空間１１に供給される給気流３の湿度が屋内空間１１の空気の目標設定湿度となるように調湿することができる。

次に、図６を参照して、空気浄化装置６の制御部８について説明する。図６は、空気浄化装置６における制御部８の構成を表す概略ブロック図である。

図６に示すように、制御部８は、入力部８ａ、処理部８ｂ、出力部８ｃ、記憶部８ｄ、及び計時部８ｅを備える。

入力部８ａは、操作パネル１８からの運転開始指示または運転停止指示に関する第一情報と、湿度検知部１５からの屋内空間１１の空気ＲＡの温度に関する第二情報を受け付ける。入力部８ａは、受け付けた情報を処理部８ｂに出力する。

ここで、操作パネル１８は、空気浄化装置６に関するユーザ入力情報（例えば、浄化成分の付加の有無、加湿の有無、浄化成分の付加レベル、加湿レベル、等）を入力する端末であり、無線または有線により制御部８と通信可能に接続されている。なお、第一情報には、ユーザ入力情報も含まれる。なお、浄化成分の付加レベル及び加湿レベルは、例えば、「高」、「標準」、「低」の三段階でそれぞれ設定される。

また、湿度検知部１５は、熱交換形換気装置１０内の熱交換前の排気風路４に設置され、屋内空間１１からの空気ＲＡの湿度を感知するセンサである。なお、湿度検知部１５は、複数の屋内空間１１のうち代表的な屋内空間１１に設置するようにしてもよい。

記憶部８ｄは、加湿器６ｄを流通する給気流３に対する浄化成分（浄化成分を含む水）の付加動作における付加処理設定に関する第三情報と、熱交換器１６を流通する給気流３に対する冷却動作における冷却処理設定に関する第四情報と、ユーザ入力情報に対応する設定情報に関する第五情報とを記憶する。記憶部８ｄは、記憶した第三情報～第五情報を処理部８ｂに出力する。なお、浄化成分の付加動作における付加処理設定は、空気浄化装置６内に備えられた加湿器６ｄの加湿動作における加湿処理設定とも言える。また、給気流３に対する冷却動作における冷却処理設定は、給気流３に対する除湿却動作における除湿処理設定とも言える。

計時部８ｅは、現在時刻に関する第六情報を処理部８ｂに出力する。

処理部８ｂは、入力部８ａからの第一情報及び第二情報と、記憶部８ｄからの第三情報～第五情報と、計時部８ｅからの第六情報とを受け付ける。処理部８ｂは、受け付けた第一情報～第六情報を用いて、付加処理設定に基づく付加動作に関する制御情報（回転出力値）及び冷却処理設定に基づく冷却動作に関する制御情報（冷却出力値）を特定する。処理部８ｂは、特定した制御情報（回転出力値、冷却出力値）を出力部８ｃに出力する。ここで、回転出力値は、加湿器６ｄの加湿モータ６ｅを回転させる回転数に関する出力値であり、冷却出力値は、熱交換器１６の冷却能力を変化させる出力値である。なお、回転出力値及び冷却出力値には、それぞれの運転動作停止となる出力値も含まれる。

出力部８ｃは、処理部８ｂから受け付けた制御情報（回転出力値）を、加湿器６ｄ（加湿モータ６ｅ）に出力する。また、出力部８ｃは、処理部８ｂから受け付けた制御情報（冷却出力値）を熱交換器１６に出力する。そして、加湿器６ｄは、出力部８ｃから出力された回転出力値に応じて付加運転動作を実行する。また、熱交換器１６は、出力部８ｃから出力された冷却出力値に基づいて冷却運転動作を実行する。

以上のようにして、制御部８は、空気浄化装置６を流通する給気流３に対する冷却動作（除湿動作）の制御及び浄化成分の付加動作の制御をそれぞれ実行させる。

次に、図７を参照して、日本の夏季において空気浄化装置６が行う給気流３に対する浄化成分の付加動作に伴う湿度制御の処理手順について説明する。図７は、制御部８による処理手順を示すフローチャートである。

まず、図７に示すように、制御部８は、操作パネル１８からの運転開始に関する制御信号に応じて処理を開始する。そして、制御部８の入力部８ａは、湿度検知部１５からの屋内空間１１からの空気ＲＡの湿度情報（湿度値）を取得する（ステップＳ０１）。制御部８は、入力部８ａ及び記憶部８ｄから出力された各情報（屋内の空気の目標設定湿度、浄化成分の設定付加レベル、設定加湿レベル、等）をもとに、加湿器６ｄによる浄化成分の付加に伴う加湿量を特定する（ステップＳ０２）。つまり、制御部８は、加湿動作に関する制御情報（回転出力値）を特定する。次に、制御部８は、空気浄化装置６を流通して屋内に供給される給気流３が目標設定湿度となるように、特定した加湿器６ｄによる加湿量に基づいて、熱交換器１６による除湿量を特定する（ステップＳ０３）。つまり、制御部８は、除湿動作に関する制御情報（冷却出力値）を特定する。

続いて、制御部８は、特定した制御情報（回転出力値、冷却出力値）に基づいて、加湿器６ｄ（加湿モータ６ｅ）を作動させて加湿動作を開始するとともに、熱交換器１６（室外機２０の圧縮機２０ａ）を作動させて除湿動作を開始する（ステップＳ０４）。これにより、空気浄化装置６（加湿器６ｄ、熱交換器１６）の運転動作が実行され、空気浄化装置６を流通した給気流３が目標設定湿度となった状態で屋内に供給される。

そして、空気浄化装置６の運転動作中に、ステップＳ０４を起点とした所定時間が経過していない場合（ステップＳ０５のＮｏ）には、制御部８は、空気浄化装置６の運転動作をそのまま継続させる（ステップＳ０５に戻る）。ここで、所定時間は、ステップＳ０４での空気浄化装置６の作動時点を開始時間として計時される時間であり、例えば、５分に設定される。一方、所定時間が経過した場合（ステップＳ０５のＹｅｓ）には、制御部８は、空気浄化装置６の運転停止に関する制御信号が入力されているか否かを判断する（ステップＳ０６）。その結果、空気浄化装置６の運転停止に関する制御信号が入力されていない場合（ステップＳ０６のＮｏ）には、制御部８は、ステップＳ０１に戻り、屋内の空気の湿度情報を再び取得して、上述したステップＳ０２～ステップＳ０６を繰り返す。一方、空気浄化装置６の運転停止に関する制御信号が入力されている場合（ステップＳ０６のＹｅｓ）には、制御部８は、加湿器６ｄ（加湿モータ６ｅ）を停止させて加湿動作を停止するとともに、熱交換器１６（室外機２０の圧縮機２０ａ）を停止させて除湿動作を停止する（ステップＳ０７）。そして、制御部８は、空気浄化装置６の運転動作を終了させる。これにより、空気浄化装置６は、操作パネル１８からの運転開始指示待ちの状態となる。

以上、本実施の形態に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０によれば、以下の効果を享受することができる。

（１）空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０は、屋内空間１１の空気を屋外空間１２に排出するための排気風路４を流通する排気流２と、屋外空間１２の空気を屋内空間１１へ給気するための給気風路５を流通する給気流３との間で熱交換する熱交換形換気装置１０と、給気風路５から導入された熱交換後の給気流３に対して、水とともに空気浄化を行う成分を付加する加湿器６ｄと、加湿器６ｄの上流側において、熱交換後の給気流３に対して除湿を行う熱交換器１６と、熱交換器１６を制御する制御部８と、を備える。そして、制御部８は、屋内空間１１に供給される給気流３の湿度が屋内空間１１の空気の目標設定湿度となるように調湿する際、加湿器６ｄによる給気流３の湿度増加に関する湿度情報に基づいて、熱交換器１６による給気流３に対する除湿量を制御するようにした。

これにより、熱交換後の給気流３に対して、加湿器６ｄによって加湿しながら空気浄化を行う成分（例えば、次亜塩素酸）を付加しても、熱交換器１６が目標設定湿度に応じた除湿を行うので、屋内空間１１の過剰加湿を抑制することができる。つまり、空気浄化を行う成分の放出に伴う湿度の上昇を抑制することが可能な空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０とすることができる。

（２）空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０では、制御部８によって、熱交換器１６に導入される給気流３の湿度を目標設定湿度にまで熱交換器１６によって除湿する際の除湿量よりも、給気流３に対する除湿量を増加させるように制御するようにした。これにより、少なくとも給気流３に対する除湿量を増加させた分、加湿器６ｄによる給気流３の湿度増加が抑制されるので、空気浄化を行う成分の放出に伴う湿度の上昇を抑制することができる。

（３）空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０では、制御部８によって、加湿器６ｄによる給気流３への湿度増加が第一加湿量（例えば、第一運転状態での加湿量）である場合には、熱交換器１６による除湿を第一除湿量（例えば、第一運転状態での除湿量）で行い、加湿器６ｄによる給気流３への湿度増加が第一加湿量よりも多い第二加湿量（例えば、第二運転状態での加湿量）である場合には、熱交換器１６による除湿を第一除湿量よりも多い第二除湿量（例えば、第二運転状態での除湿量）で行うように制御するようにした。これにより、加湿器６ｄによって加湿しながら空気浄化を行う成分を付加する際の加湿量（空気浄化を行う成分の付加量）に応じて、熱交換器１６による除湿量が設定されるので、屋内空間１１に必要な空気浄化を行う成分の付加を行いつつ、屋内空間１１に供給される給気流３の湿度が屋内空間１１の空気の目標設定湿度となるように調湿することができる。

（４）空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０では、加湿器６ｄを、空気浄化を行う成分を含む水を遠心破砕することによって、内部に導入される給気流３に対して、空気浄化を行う成分を付加するように構成した。これにより、遠心破砕時の回転数を変化させることで、破砕する水の粒子径あるいは破砕量をコントロールすることができ、ひいては装置内に導入される給気流３に対して付加する空気浄化を行う成分の付加量をコントロールすることができる。

（５）空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０では、熱交換器１６によって、給気流３を目標設定湿度にまで除湿する際の除湿量よりも、過剰な冷却（除湿）運転を行うことで、加湿器６ｄによる加湿を行っても給気流３の湿度が目標設定湿度を越えないようにした。これにより、給気流３に対して空気浄化を行う成分の付加を行いつつ、給気流３の湿度を快適な範囲に維持した状態で屋内空間１１に給気することができる。

（６）空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０は、屋内空間１１からの空気ＲＡの湿度を検出する湿度検知部１５を備える。そして、制御部８は、湿度検知部１５からの湿度情報に基づいて、加湿器６ｄの加湿運転の動作及び熱交換器１６の除湿運転の動作を制御するようにした。これにより、給気流３の湿度情報に基づいて、加湿器６ｄと熱交換器１６の運転切り替えを確実に行うことができ、熱交換後の給気流３の湿度を快適な範囲に維持した状態で屋内空間１１に給気することができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の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、上記実施の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。

本実施の形態に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置５０では、予め設定された浄化成分の付加レベル（付加量）に基づいて第一運転状態～第三運転状態の三段階での運転切り替えて調湿制御を行ったが、これに限られない。屋内空間１１からの空気ＲＡの浄化度情報に基づいて連続的に運転状態を切り替えるようにしてもよい。これにより、給気流３への浄化成分の付加をより高精度に制御することができる。また、利用者が運転の切り替えを行うことなく、屋内空間１１の空気の相対湿度を快適な範囲（４０％～６０％）の維持をすることができる。

本発明に係る空気浄化機能付き熱交換形換気装置は、屋内を代表とする対象空間の除菌を行う空気浄化システムに関するものであり、対象空間の湿度を調整して、除菌効果と快適性を両立させることができ有用である。

１ 家屋
２ 排気流
３ 給気流
４ 排気風路
５ 給気風路
６ 空気浄化装置
６ａ 給気流入口
６ｃ 給気流出口
６ｄ 加湿器
６ｅ 加湿モータ
６ｆ 加湿ノズル
６ｇ 本体ケース
７ ダクト
８ 制御部
８ａ 入力部
８ｂ 処理部
８ｃ 出力部
８ｄ 記憶部
８ｅ 計時部
９ａ 屋内排気口
９ｂ 屋外排気口
９ｃ 屋外給気口
９ｄ 屋内給気口
１０ 熱交換形換気装置
１０ａ 内気口
１０ｂ 排気口
１０ｃ 外気口
１０ｄ 給気口
１０ｅ 熱交換素子
１０ｆ 本体ケース
１０ｇ 排気ファン
１０ｈ 給気ファン
１１ 屋内空間
１２ 屋外空間
１５ 湿度検知部
１６ 熱交換器
１８ 操作パネル
２０ 室外機
２０ａ 圧縮機
２０ｂ 膨張器
２０ｃ 屋外熱交換器
２０ｄ 送風ファン
２０ｅ 四方弁
２１ 冷媒回路
５０ 空気浄化機能付き熱交換形換気装置

Claims (4)

1. 屋内空間の空気を屋外空間に排出するための排気風路を流通する排気流と、前記屋外空間の空気を前記屋内空間へ給気するための給気風路を流通する給気流との間で熱交換する熱交換形換気装置と、
   前記給気風路から導入された熱交換後の前記給気流に対して、水とともに空気浄化を行う成分を付加する空気浄化部と、
   前記空気浄化部の上流側において、熱交換後の前記給気流に対して除湿を行う熱交換部と、
   前記熱交換部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記屋内空間に供給される前記給気流の湿度が前記屋内空間の空気の目標設定湿度となるように調湿する際、前記空気浄化部による前記給気流の湿度増加に関する湿度情報に基づいて、前記熱交換部による前記給気流に対する除湿量を制御することを特徴とする空気浄化機能付き熱交換形換気装置。
2. 前記制御部は、前記熱交換部に導入される前記給気流の湿度を前記目標設定湿度にまで前記熱交換部によって除湿する際の除湿量よりも、前記給気流に対する除湿量を増加させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の空気浄化機能付き熱交換形換気装置。
3. 前記制御部は、前記空気浄化部による前記給気流への湿度増加が第一加湿量である場合には、前記熱交換部による除湿を第一除湿量で行い、前記空気浄化部による前記給気流への湿度増加が前記第一加湿量よりも多い第二加湿量である場合には、前記熱交換部による除湿を前記第一除湿量よりも多い第二除湿量で行うように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の空気浄化機能付き熱交換形換気装置。
4. 前記空気浄化部は、前記空気浄化を行う成分を含む水を遠心破砕することによって、内部に導入される前記給気流に対して、前記空気浄化を行う成分を付加することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の空気浄化機能付き熱交換形換気装置。

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