JP2767342B2 - 室内換気システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内自動換気システム
に係り、特に換気による除湿効果、すなわち室内にある
絶対湿度の高い空気が外部の絶対湿度の低い空気と入れ
替えられて室内の絶対湿度を低減させる効果（以下、
「換気の効果」という。）が大きいときにのみ運転さ
れ、しかも冷暖房時の熱負荷に与える影響の少ない室内
自動換気システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】日本の気候風土は湿度が高く、このため
未住居住宅はもとより、近年の気密性の高い建物の室内
は一般に換気不足の状態にある。

【０００３】そのうえ近年暖房化が進み、このような気
密性の高い建物では、表面結露や壁体の室外と室内の温
度差によってその内部に結露を生じやすく、畳、クロ
ス、ボード等の室内内装の汚染や劣化を招くだけでな
く、人体に有害なカビを発生させることから大きな社会
問題になっている。

【０００４】このような問題を解消するには換気を頻繁
に行うことが望ましいが、人手で換気扇のスイッチをオ
ン、オフするのは手数がかかり過ぎ、また、空家や昼間
留守となる住居では実行が困難である。

【０００５】タイマーにより一定時間ごとに換気扇を駆
動させることも考えられるが、外気の方が多湿の場合に
は逆効果になるという問題がある。

【０００６】また、室内に相対湿度を測定する湿度セン
サーを設けて相対湿度が高くなったときに自動的に換気
扇を駆動させるようにした室内換気システムも知られて
いる。 しかしながら、密閉室内における換気の効果は、
むしろ太陽のふく射熱受熱や外気温の上昇により室内温
度が上がって相対湿度が低下したときに壁面、床面、天
井あるいは内装等からの水分の蒸発が盛んになり大きく
なるので（この場合、絶対湿度は高くなる。）、このよ
うに室内の相対湿度の高低を基準にして換気を行うシス
テムではあまり換気の効果は期待できない（以下、本明
細書においては、「絶対湿度」を単に「湿度」とい
う。）。

【０００７】このため、本発明者は、室内の湿度と屋外
の湿度を比較し、梅雨時のように外気の方が湿度が高い
場合は作動しない室内換気システムを発明し特許出願し
た。しかしながら、このシステムでは、既存のマンショ
ンのように外気と接している室の換気扇に適用した場
合、屋外に設置した湿度センサーからの情報を換気扇の
電源制御回路に送るための配線工事が困難であるという
問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の室内
自動換気システムでは、タイマーを用いた場合には外気
の方が多湿の場合には逆効果になるという問題があり、
相対湿度を基準とする湿度センサーを用いた場合には、
室内温度が上がって換気の効果が大きいときに相対湿度
が低下するため駆動されないという問題があった。ま
た、室内の湿度と屋外の湿度を比較し、梅雨時のように
外気の方が湿度が高い場合は作動しない室内換気システ
ムでは、既存のマンションのように外気と接している室
の換気扇に適用した場合、屋外に設置した湿度センサー
からの情報を換気扇の電源制御回路に送るための配線工
事が困難であるという問題があった。

【０００９】本発明は、このような問題を解消すべくな
されたもので、その目的とするところは、換気の効果が
大きいときに駆動され、かつ冷暖房の熱負荷の変動に与
える影響の少ない、しかも外気の湿度情報を得るために
屋外に湿度センサーを配設する必要のない室内自動換気
システムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明は、室に設けられた換気扇と、前記室内の
前記換気扇近傍に配設された空気の絶対湿度を測定する
気中水分量測定手段と、前記換気扇を間欠運転させ、前
記気中水分量測定手段により測定される絶対湿度の低減
割合が、予め設定された値を越えたとき、前記換気扇の
間欠運転を連続運転に切り替える換気扇制御手段とを具
備することを特徴としている。

【００１１】本発明に使用する換気扇としては、通常の
排気モードのみのものが使用されるが、必要に応じて熱
交換モードに切替え可能なものやフィルターユニットと
一体化されたもの等も使用可能である。

【００１２】第２の発明は、上記室内自動換気システム
において、前記換気扇制御手段は、予め定められた時間
帯に、例えば就寝時間帯に、前記換気扇の運転を停止さ
せることを特徴とする。

【００１３】第３の発明は、室に設けられた換気扇と、
前記室内の前記換気扇近傍に配設された空気の絶対湿度
を測定する湿度センサーならびに温度センサーと、前記
室の照明用の電源スイッチがオフされたことを検出する
検出器と、前記換気扇を間欠運転させ、前記湿度センサ
ーにより測定される絶対湿度の低減割合が予め設定され
た値以上になったとき、または、前記照明用の電源スイ
ッチがオフされたときに前記換気扇を所定時間連続運転
させ、前記換気扇の連続運転中、前記湿度センサーによ
り測定される絶対湿度の低減割合が予め設定された値よ
りも小さくなったとき、または、前記室内の温度変化が
予め設定された範囲を越えたときに前記換気扇の連続運
転を間欠運転に切替える換気扇制御装置とを具備するこ
とを特徴とする。

【００１４】第４の発明は、上記第３の発明の室内自動
換気システムにおいて、前記検出器が前記室の照明用の
電源スイッチがオンされたことも検出する機能を有し、
前記換気扇制御装置は、前記室の照明用の電源スイッチ
がオフされたことによる前記換気扇の連続運転中、前記
室の照明用の電源スイッチがオンされたとき前記換気扇
の運転を停止させることを特徴とする。

【００１５】第３の発明は次のように構成することによ
り、洗濯乾燥システムとして用いることもできる。 すな
わち、浴室に換気扇とヒータを配設し、この換気扇近傍
に空気の絶対湿度を測定する湿度センサーならびに温度
センサーを配設し、前記換気扇を間欠運転させ、湿度セ
ンサーにより測定される絶対湿度の低減割合が予め設定
された値以上になったとき換気扇を連続運転に切り替
え、換気扇の連続運転中、湿度センサーにより測定され
る絶対湿度の低減割合が予め設定された値よりも小さく
なるか、または温度センサーにより測定される温度変化
が所定の範囲を越えたとき間欠運転に切り替えるように
制御する。この制御は、これらの操作を行うようにプロ
グラムされた換気扇制御装置により行われる。さらに、
前記湿度センサーと温度センサーによる検出結果に基づ
き洗濯指数を算出する算出器を設置して洗濯指数を求め
させる。そして、洗濯指数が予め設定された値以上にな
ったときヒータを運転させ、洗濯指数が予め設定された
値よりも低くなったときヒータの運転を停止させる制御
をおこなわせる。この制御は、これらの操作を行うよう
にプログラムされたヒータ制御装置により行われる。

【００１６】

【作用】本発明のシステムは、換気扇を一定時間駆動さ
せたとき室内雰囲気の湿度の低下が大きい状態を換気が
必要な室内環境であると想定してシステム構成がなされ
ている。そして、本発明のシステムでは換気が必要な室
内環境にあるか否かをモニターするため、換気扇は所定
の時間間隔で間欠運転され、それによる湿度変化が測定
される。

【００１７】したがって、室内温度が高いため相対湿度
が低くなっている場合であっても、室内の水分量が多い
場合、すなわち室内の湿度が高い場合には、換気扇の運
転により湿度の低減割合が大きくなるため連続運転が行
われる。

【００１８】そして、換気が進行して換気扇の運転によ
る効果がなくなると、すなわち湿度の低減割合が小さく
なると換気扇の運転は通常のモニターのための間欠運転
に切り替えられる。また、冷暖房時には連続運転により
室内の冷気や暖気が排気されて室内温度が大きく変化さ
れるので、このような場合にも冷暖房機器の熱負荷を小
さくするため間欠運転に切り替えられる。

【００１９】第２の発明では、例えば就寝時間帯は換気
扇の運転を停止させることで、就寝時間帯に騒音が生じ
ることを防止することができる。

【００２０】第３の発明では、浴室の照明用の電源スイ
ッチがオフされたとき、すなわち浴室を使用しなくなっ
たとき、換気扇を所定時間、例えば２時間程度、連続運
転させることで、浴室の湿気を取り去ることができ、カ
ビ等の発生を防止することができる。

【００２１】第４の発明では、浴室の照明用の電源スイ
ッチがオフされたことで換気扇を連続運転させている最
中に浴室の照明用の電源スイッチがオンされたとき換気
扇の運転を停止させることで、再び浴室を使用する場合
に、浴室より湯気が排出されるのを防止することができ
る。

【００２２】第５の発明では、洗濯乾燥室システムで
は、例えば冬場のように洗濯指数が所定以下になったと
きヒータを運転させ、例えば夏場のように洗濯指数が所
定以上になったときヒータの運転を停止させているの
で、ヒータによるエネルギー消費を最小限に抑えること
ができる。つまり、本発明は、例えば冬場のように洗濯
指数が低いときにはヒータによる加熱がなければ洗濯物
は乾かず、例えば夏場のように洗濯指数が高いときには
ヒータによる加熱を使わず換気扇による換気のみで洗濯
物が乾くという事実に着目したものである。

【００２３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２４】第１図は本発明の実施例に係る室内自動換
気システムを用いた居室の概略構成図である。

【００２５】この実施例の室内自動換気システムは、同
図に示されるように、気密性の高い居室１に換気口２が
設けられ、この換気口２に換気扇３が設けられている。
この換気扇３の近傍には、この換気扇３の電源の投入、
遮断を制御する電源制御回路４と湿度センサー（例え
ば、株式会社 芝浦電子製作所製「ＨＳＡ−２Ｈ型 湿
度センサ」）と温度センサーとからなるセンサーユニッ
ト５が配置されている。

【００２６】第２図は、この実施例をマンションに適用
した例を示すものであって、換気扇３は風呂場Ｂ、トイ
レＴ、キチンＫに配設され、排気は排気ダクト６により
共通の排気口から排出され、吸気は図示を省略したサッ
シ小窓の吸気口から吸入されるようになっている。

【００２７】第３図は、この実施例の電源制御回路４の
構成を示すもので、換気扇３の電源を投入、遮断するス
イッチ回路４ａ、中央制御装置４ｂ、記憶装置４ｃおよ
びタイマー回路４ｄとから構成されている。

【００２８】この実施例のシステムでは、タイマー回路
４ｄからのタイミングパルスにより中央制御装置４ｂか
ら28分間隔で 7分間換気扇３を駆動させるための第１の
制御信号が出力され、この第１の制御信号に基づいて換
気扇３は室内雰囲気のモニターのための運転を行ってい
る。室内雰囲気のモニターのための運転は、後述する連
続運転が行われないときは、システム作動中常時行われ
る。なお、間欠運転のタイミングは室の大きさ等に応じ
て任意に設定される。

【００２９】また、中央制御装置４ｂは第１の制御パル
スと同期して 7分間毎に湿度センサーと温度センサーの
出力を取込み、これらのデータは記憶装置４ｃに記憶さ
れる。そしてこれらの記憶されたデータは 7分間経過後
に取り込まれたデータと比較され、記憶装置４ｃのデー
タは新しいデータに更新される。記憶装置４ｃに記憶さ
れていた湿度データ、温度データと次ぎに取り込まれた
湿度データ、温度データの差出力は予め設定されたしき
い値と比較され、しきい値以上となったときに、それぞ
れ第２の制御信号（湿度）および第３の制御信号（温
度）が出力される。 次に、この電源制御回路の動作を
第４図を参照しながら説明する。

【００３０】システムに電源を投入すると、第１の制御
信号により換気扇３は 7分間運転、21分間停止の間欠運
転を開始する。間欠運転の前後において湿度の変化がな
いと第２の制御信号は出力されず換気扇は間欠運動を続
ける。また、この間に冷暖房装置が使用されて室内温度
が変化し第３の制御信号が出力されてもこの状態は変わ
らない。

【００３１】室内の温度が高くなり、結露水等が蒸発し
て換気による効果が生じてくると間欠運転の前後におい
て湿度差が性じ、この湿度差が予め設定した第１のしき
い値レベルを越すと第２の制御信号が出力されて、換気
扇の連続運転が開始される。換気扇の連続運転中も湿度
データと温度データは間欠運転時と同じタイミングで中
央制御装置４ｂに取り込まれ、湿度、温度の変化がモニ
ターされる。そして、湿度変化が第１のしきい値レベル
よりも低く設定された第２のしきい値レベルよりも低く
なると第２の制御信号は発生しなくなり、換気扇３は再
び間欠運転に切り替えられる。

【００３２】また、換気扇３の連続運転中に、湿度差が
第１のしきい値レベルを越えない場合でも、この間に冷
暖房装置が使用されて室内温度が大きく変化すると第３
の制御信号が出力されて、換気扇３は再び間欠運転に切
り替えられる。したがって、冷暖房装置の熱負荷が大き
くなることはない。なお、熱交換タイプの換気扇を用い
ていれば、換気による室温の変動が少ないのでこのよう
な場合でも連続運転を続けることができる。

【００３３】なお、以上の実施例では、湿度変化や温度
変化に応じて換気扇を連続運転と間欠運転に直接切替え
る場合の例について説明したが、本発明はこのような実
施例に限定されるものではなく、換気扇に連続運転モー
ドと間欠運転モードの他に低速連続運転モードを設ける
とともに、連続運転モードから間欠運転モードに、また
は間欠運転モードから連続運転モードに切替える湿度変
化量の間に、低速連続運転モードに切替える湿度変化量
を定め、連続運転モードと間欠運転モードの切り替え
を、低速連続運転モードを挟んで行わせるようにしても
よい。

【００３４】この場合、湿度の低減割合が大きくなると
換気扇は間欠運転から低速連続運転に切替えられ、次の
７分間で湿度の低減割合が所定の値より小さくならない
ときに通常の高速連続運転に切替えられる。そして、高
速連続運転により湿度の低減割合が小さくなると低速連
続運転に切替えられ、次の７分間でさらに湿度の低減割
合が小さくなったときに間欠運転に切替えられる。

【００３５】また、以上の実施例では湿度センサーと温
度センサーを用いて換気扇の運転制御を行った例につい
て説明したが、例えば臭いセンサー、ガスセンサーを併
用して、これらが臭いやガスを検知した場合には優先し
て換気扇を運転し、換気により変化がなくなった場合に
湿度と温度による制御に復帰させるようにすることも可
能である。

【００３６】さらに、本発明は、以下のような変形が可
能である。

【００３７】例えば、タイマを設けて就寝時間帯は換気
扇の運転を停止させるようにしてもよい。これにより、
就寝時間帯に騒音が生じることを防止することができ
る。

【００３８】また、本発明に係る換気扇が浴室に取り付
けられるような場合、浴室の照明用の電源スイッチがオ
ン・オフされたことを検出する検出器を設け、浴室の照
明用の電源スイッチがオフされたとき、すなわち浴室を
使用しなくなったとき、換気扇を所定時間、例えば２時
間程度、連続運転させるようにしてもよい。これによ
り、浴室の湿気を取り去ることができ、カビ等の発生を
防止することができる。この場合、浴室の照明用の電源
スイッチがオフされたことで換気扇を連続運転させてい
る最中に浴室の照明用の電源スイッチがオンされたとき
換気扇の運転を停止させるようにしてもよい。これによ
り、再び浴室を使用する場合に、浴室より湯気が排出さ
れるのを防止することができる。

【００３９】さらに、本発明は浴室に換気扇ならびにヒ
ータを設けてなる洗濯乾燥室システムにも応用すること
ができる。例えば本発明に係る湿度センサーならびに温
度センサーによる検出結果に基づき洗濯指数を算出する
算出器を設け、例えば冬場のように洗濯指数が所定以下
になったときヒータを運転させ、例えば夏場のように洗
濯指数が所定以上になったときヒータの運転を停止させ
る。これにより、ヒータによるエネルギー消費を最小限
に抑えることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、換気の効果がある場合にのみ連続運転が行われるの
で、換気効率が良好で、経済的である。また、冷暖房時
には運転を間欠運転に切り替えられるので冷暖房機器の
熱負荷を大きくすることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を説明するための図

【図２】 本発明の実施例を具体的に説明するための図

【図３】 本発明に用いる電源制御回路の構成図

【図４】 本発明の実施例の動作のタイミングチャート １……居室、２……換気口、３……換気扇、４……電源
制御回路、４ａ……スイッチ回路、４ｂ……中央制御装
置、４ｃ……タイマー回路、５……センサーユニット

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室に設けられた換気扇と、 前記室内の前記換気扇近傍に配設された空気の絶対湿度
   を測定する気中水分量測定手段と、 前記換気扇を間欠運転させ、前記気中水分量測定手段に
   より測定される絶対湿度の低減割合が、予め設定された
   値を越えたとき、前記換気扇の間欠運転を連続運転に切
   り替える換気扇制御手段とを具備することを特徴とする
   室内換気システム。
2. 【請求項２】 前記換気扇制御手段は、予め定められた
   時間帯に前記換気扇の運転を停止させることを特徴とす
   る請求項１記載の室内自動換気システム。
3. 【請求項３】 室に設けられた換気扇と、 前記室内の前記換気扇近傍に配設された空気の絶対湿度
   を測定する湿度センサーならびに温度センサーと、 前記室の照明用の電源スイッチがオフされたことを検出
   する検出器と、 前記換気扇を間欠運転させ、前記湿度センサーにより測
   定される絶対湿度の低減割合が予め設定された値以上に
   なったとき、または、前記照明用の電源スイッチがオフ
   されたときに前記換気扇を所定時間連続運転させ、前記
   換気扇の連続運転中、前記湿度センサーにより測定され
   る絶対湿度の低減割合が予め設定された値よりも小さく
   なったとき、または、前記室内の温度変化が予め設定さ
   れた範囲を越えたときに前記換気扇の連続運転を間欠運
   転に切替える換気扇制御装置とを具備することを特徴と
   する室内換気システム。
4. 【請求項４】 前記検出器が前記室の照明用の電源スイ
   ッチがオンされたことも検出する機能を有し、 前記換気扇制御装置は、前記室の照明用の電源スイッチ
   がオフされたことによる前記換気扇の連続運転中、前記
   室の照明用の電源スイッチがオンされたとき前記換気扇
   の運転を停止させることを特徴とする請求項３記載の室
   内自動換気システム。