JP2023111132A - 換気装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示される実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。各図面は、本開示を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために必要に応じて寸法、比または数を誇張または簡略化して表す場合がある。
本開示の換気装置(10)は、室内空間(5)を換気する。図1に示すように、換気装置(10)は、一般家屋などの建物の室内空間(5)を換気する。換気装置(10)は、室外空間(6)の室外空気(OA)を供給空気(SA)として室内に供給する。同時に、換気装置(10)は、室内空間(5)の室内空気(RA)を排出空気(EA)として室外に排出する。ここでいう「室内空間」は、居間などの居室と、廊下などの非居室とを含む。換気装置(10)は、室内空間(5)の空気の温度を調節する。
図1に示すように、換気ユニット(11)には、外気ダクト(D1)、排気ダクト(D2)、および給気ダクト(D3)が接続される。外気ダクト(D1)の流入端は室外空間(6)に繋がる。外気ダクト(D1)の流出端は給気路(13)の流入端に繋がる。排気ダクト(D2)の流入端は排気路(14)の流出端に繋がる。排気ダクト(D2)の流出端は室外空間(6)に繋がる。給気ダクト(D3)の流入端は給気路(13)の流出端に繋がる。給気ダクト(D3)の流出端は室内空間(5)に繋がる。
熱源ユニット(80)は、本開示の室外機に対応する。図2に示す熱源ユニット(80)は、室外空間(6)に配置される。熱源ユニット(80)は、熱源ファン(81)を有する。熱源ユニット(80)は、冷媒回路(R)の要素として、圧縮機(82)、熱源熱交換器(83)、切換機構(84)および膨張弁(85)を有する。
(4-1)ケーシング
図1および図3に示すように、ケーシング(12)は、天井裏空間(8)に配置される。ケーシング(12)は、直方体状に形成される。ケーシング(12)は天井(7)に沿うように延びている。ケーシング(12)は、上板(12a)と下板(12b)と4つの側板とを有する。4つの側板は、互いに対向する第1側板(12c)と第2側板(12d)を含む。
図3に示すように、ケーシング(12)の内部には、第1仕切板(16)と第2仕切板(17)とが設けられる。第1仕切板(16)は、第1側板(12c)寄りに形成される。第2仕切板(17)は、上板(12a)寄りに形成される。ケーシング(12)の内部には、第1流路(P1)、第2流路(P2)、第3流路(P3)、および第4流路(P4)が形成される。
全熱交換器(21)は、本開示の第1熱交換器に対応する。全熱交換器(21)は、給気路(13)を流れる空気と排気路(14)を流れる空気とを熱交換させる。全熱交換器(21)は直方体状に形成される。全熱交換器(21)は、その下面が下板(12b)に沿うように配置される。図3において模式的に示すように、全熱交換器(21)の内部には、給気側内部流路(21a)と、排気側内部流路(21b)とが形成される。給気側内部流路(21a)と排気側内部流路(21b)とは、互いに直交する。
給気ファン(22)は、第4流路(P4)に配置される。給気ファン(22)は、第4流路(P4)における利用熱交換器(52)の上流側に配置される。排気ファン(23)は、第2流路(P2)に配置される。給気ファン(22)は、給気路(13)の空気を搬送する。排気ファン(23)は、排気路(14)の空気を搬送する。給気ファン(22)および排気ファン(23)は、シロッコ型である。給気ファン(22)および排気ファン(23)は、ターボ型やプロペラ型であってもよい。給気ファン(22)および排気ファン(23)は、各々の回転軸が上下に延びる。給気ファン(22)および排気ファン(23)は、上下方向に互いに隣接して配置される。
利用熱交換器(52)は、本開示の第2熱交換器に対応する。利用熱交換器(52)は、給気路(13)における全熱交換器(21)の下流側に配置される。図2に示すように、利用熱交換器(52)は、第1熱交換部(52a)、第2熱交換部(52b)、および減圧弁(52c)を有する。第1熱交換部(52a)および第2熱交換部(52b)は、減圧弁(52c)が設けられた冷媒配管を介して互いに接続される。
図2および図4にも示すように、換気装置(10)は、複数の空気センサとを有する。
換気装置(10)は、制御部(100)を有する。図2および図4に示すように、制御部(100)は、第1制御装置(101)と第2制御装置(102)とを含む。第1制御装置(101)は、熱源ユニット(80)に設けられる。第2制御装置(102)は、換気ユニット(11)に設けられる。第1制御装置(101)と第2制御装置(102)とは、通信線(W)によって互いに接続される。通信線(W)は有線または無線である。
換気装置(10)の運転動作について図2および図3を参照しながら説明する。換気装置(10)は、運転モードとして冷房運転、暖房運転、除湿運転、および送風運転を行う。図2では、冷房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示している。本実施形態では、換気装置(10)は、除湿運転として、再熱除湿運転を行う。
冷房運転では、制御部(100)が圧縮機(82)、熱源ファン(81)、給気ファン(22)、および排気ファン(23)を運転させる。制御部(100)は、切換機構(84)を第1状態とし、膨張弁(85)の開度を小さくし、減圧弁(52c)を全開状態とする。第1熱交換部(52a)および第2熱交換部(52b)は蒸発器として機能する。
暖房運転では、制御部(100)が圧縮機(82)、熱源ファン(81)、給気ファン(22)、および排気ファン(23)を運転させる。制御部(100)は、切換機構(84)を第2状態とし、膨張弁(85)の開度を小さくし、減圧弁(52c)を全開状態とする。第1熱交換部(52a)および第2熱交換部(52b)は放熱器あるいは凝縮器として機能する。
除湿運転としての再熱除湿運転では、制御部(100)が圧縮機(82)、熱源ファン(81)、給気ファン(22)、および排気ファン(23)を運転させる。制御部(100)は、切換機構(84)を第1状態とし、膨張弁(85)を全開とし、減圧弁(52c)の開度を小さくする。第1熱交換部(52a)が蒸発器として機能し、第2熱交換部(52b)は放熱器あるいは凝縮器として機能する。
送風運転では、制御部(100)が給気ファン(22)および排気ファン(23)を運転させる。言い換えると、制御部(100)は、圧縮機(82)および熱源ファン(81)を停止させる。
制御部(100)は、2段階の判定を行うことで換気装置(10)の運転モードを決定する。運転モードの決定動作においては、まず、制御部(100)は、1次判定を行う。1次判定では、室外空気の温度に基づき、冷房サイクルでの運転を行う第1領域(図6を参照)と、暖房サイクルでの運転を行う第2領域(図6を参照)のどちらに属するのかを判定する。
(9-1)
換気装置(10)は、給気路(13)における全熱交換器(21)の下流側かつ利用熱交換器(52)の上流側の位置である第1位置(Z)での空気の温度に応じて、運転モードを決定する制御部(100)を備えている。
制御部(100)は、室外空気の温度および第1位置(Z)での空気の温度に応じて、運転モードを決定する。
制御部(100)は、前記室外空気の温度、第1位置(Z)での空気の温度、および第1位置(Z)での空気の湿度に応じて、運転モードを決定する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度を上回ったときまたは下回ったときに、運転モードを再度決定する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度より高く、かつ第1位置(Z)での空気の温度が第2温度以上であるときに、運転モードとしての冷房運転を実行する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度より高く、かつ第1位置(Z)での空気の温度が第2温度未満かつ第3温度以上のときに、運転モードしての除湿運転または送風運転を実行する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度より高く、かつ第1位置(Z)での空気の温度が第2温度未満かつ第3温度以上であり、かつ第1位置(Z)での空気の湿度が第1湿度以上であるときに、運転モードとしての除湿運転を実行する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度より高く、かつ第1位置(Z)での空気の温度が第2温度未満かつ第3温度以上であり、かつ第1位置(Z)での空気の湿度が第1湿度未満であるときに、運転モードとしての送風運転を実行する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度より高い状態から第1温度以下の状態に変化したときに、運転モードを再度決定する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度以下かつ第1位置(Z)での空気の温度が第4温度未満のときに、運転モードとしての暖房運転を実行する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度以下かつ第1位置(Z)での空気の温度が第4温度以上のときに、運転モードとしての送風運転を実行する。
制御部(100)は、室外空気の温度が第1温度以下の状態から第1温度より高い状態に変化したときに、運転モードを再度決定する。
第1位置(Z)には、空気の温度を測定する装置内空気温度センサ(127)が配置される。これにより、第1センサによって、第1位置(Z)での空気の温度を測定できる。
換気装置(10)は、室外空気の温度を測定する外気温度センサ(121)が設けられた熱源ユニット(80)をさらに備えている。これにより、熱源ユニット(80)の外気温度センサ(121)によって室外空気の温度が測定できる。
上述した実施形態の換気装置(10)は、以下の変形例の構成としてもよい。以下には、主として、実施形態と異なる点について説明する。
運転モードの決定動作における1次判定の結果が図6における第1領域にある場合(室外空気の温度Toが第1温度T1よりも高い場合)において、図9に示すように、第1位置(Z)での空気の温度Tcが第2温度T2未満かつ第5温度T5以上(T5≦Tc<T2)であって、かつ第1位置(Z)での空気の絶対湿度Hcが第1湿度H1以上(H1≦Hc)であるときに、再熱除湿運転ではなく、冷房運転が行われてもよい。
上述の実施形態の運転モードの決定動作では、ステップST10およびステップST15において、室外空気の温度Toが第1温度T1を境に変化した状態が所定時間継続しているか否かを判定していたが、この判定において、所定時間継続していなくてもよい。言い換えると、室外空気の温度Toが第1温度T1を境に変化した後、直ちに運転モードの決定動作を1次判定からやり直し、運転モードを再度決定してもよい。
変形例3の制御部(100)は、運転モードの決定動作において、2段階での判定を行わず、第1位置(Z)での空気の温度および湿度のみに応じて、運転モードを決定してもよい。この場合には、図10に示すように、第6温度T6を設定する。制御部(100)は、第1位置(Z)での空気の温度が第6温度T6より小さい場合に暖房運転を実行する。なお、第6温度T6は、第1~第4温度と同様に、2次判定を行うために用いる基準温度のことである。本変形例の第6温度T6は、所定の設定値に予め設定される。
運転モードの決定動作において、判定の基準値である第2温度T2~第6温度T6および第1湿度H1は、ヒステリシスを持ってもよい。言い換えると、第2温度T2~第6温度T6および第1湿度H1の値は、判定の場面ごとに変わってもよい。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
12 ケーシング
13 給気路
14 排気路
21 全熱交換器(第1熱交換器)
22 給気ファン
23 排気ファン
52 利用熱交換器(第2熱交換器)
80 熱源ユニット(室外機)
100 制御部
121 外気温度センサ(第2センサ)
127 装置内空気温度センサ(第1センサ)
OA 室外空気
RA 室内空気
Z 第1位置
Claims (15)
- 室外空気を室内に供給する給気路(13)と、室内空気を室外に排出する排気路(14)とが形成されるケーシング(12)と、
前記給気路(13)に配置された給気ファン(22)と、
前記排気路(14)に配置された排気ファン(23)と、
前記給気路(13)を流れる空気と前記排気路(14)を流れる空気とを熱交換させる第1熱交換器(21)と、
前記給気路(13)における前記第1熱交換器(21)の下流側に配置される第2熱交換器(52)と、
前記給気路(13)における前記第1熱交換器(21)の下流側かつ前記第2熱交換器(52)の上流側の位置である第1位置(Z)での空気の温度に応じて、運転モードを決定する制御部(100)とを備えている
換気装置。 - 前記制御部(100)は、前記室外空気の温度および前記第1位置(Z)での空気の温度に応じて、前記運転モードを決定する
請求項1に記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、前記室外空気の温度、前記第1位置(Z)での空気の温度、および前記第1位置(Z)での空気の湿度に応じて、前記運転モードを決定する
請求項2に記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、前記室外空気の温度が第1温度を上回ったときまたは下回ったときに、前記運転モードを再度決定する
請求項2または3に記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、前記室外空気の温度が第1温度より高く、かつ前記第1位置(Z)での空気の温度が第2温度以上であるときに、前記運転モードとしての冷房運転を実行する
請求項1~4のいずれか1つに記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、
前記室外空気の温度が前記第1温度より高く、
かつ前記第1位置(Z)での空気の温度が第2温度未満かつ第3温度以上のときに、
前記運転モードしての除湿運転または送風運転を実行する
請求項5に記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、
前記室外空気の温度が前記第1温度より高く、
かつ前記第1位置(Z)での空気の温度が前記第2温度未満かつ前記第3温度以上であり、
かつ前記第1位置(Z)での空気の湿度が第1湿度以上であるときに、
前記運転モードとしての除湿運転を実行する
請求項6に記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、
前記室外空気の温度が前記第1温度より高く、
かつ前記第1位置(Z)での空気の温度が前記第2温度未満かつ前記第3温度以上であり、
かつ前記第1位置(Z)での空気の湿度が第1湿度未満であるときに、
前記運転モードとしての送風運転を実行する
請求項6または7に記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、前記室外空気の温度が前記第1温度より高い状態から前記第1温度以下の状態に変化したときに、前記運転モードを再度決定する
請求項5~8のいずれか1つに記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、前記室外空気の温度が第1温度以下かつ前記第1位置(Z)での空気の温度が第4温度未満のときに、前記運転モードとしての暖房運転を実行する
請求項1~9のいずれか1つに記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、前記室外空気の温度が第1温度以下かつ前記第1位置(Z)での空気の温度が第4温度以上のときに、前記運転モードとしての送風運転を実行する
請求項1~10のいずれか1つに記載の換気装置。 - 前記制御部(100)は、前記室外空気の温度が前記第1温度以下の状態から前記第1温度より高い状態に変化したときに、前記運転モードを再度決定する
請求項10または11に記載の換気装置。 - 前記第1位置(Z)には、空気の温度を測定する第1センサ(127)が配置される
請求項1~12のいずれか1つに記載の換気装置。 - 前記第1位置(Z)での空気の温度は、前記室外空気の温度および前記室内空気の温度から推定される
請求項1~12のいずれか1つに記載の換気装置。 - 前記室外空気の温度を測定する第2センサ(121)が設けられた室外機(80)をさらに備えている
請求項1~14のいずれか1つに記載の換気装置。
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