JP3180374B2 - 空気清浄換気連動システム - Google Patents

空気清浄換気連動システム

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JP3180374B2 JP17280291A JP17280291A JP3180374B2 JP 3180374 B2 JP3180374 B2 JP 3180374B2 JP 17280291 A JP17280291 A JP 17280291A JP 17280291 A JP17280291 A JP 17280291A JP 3180374 B2 JP3180374 B2 JP 3180374B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気清浄装置と換気装
置とを連動させることにより室内空気の清浄化を行う空
気清浄換気連動システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、高圧放電により集塵したり、
エアフィルタによりろ過したり、活性炭等により粒子を
吸着したりすることにより、室内の空気清浄を行う空気
清浄装置が実用されている。例えば高圧放電型空気清浄
装置は、高電圧集塵器を備え、空気清浄装置内に強制的
に導入した空気に含まれる煙や塵埃を静電気により電気
集塵ユニットに付着させ室内空気の清浄化を行うもので
あるが、空気中の煙や塵埃の濃度を調べるための汚れセ
ンサを備えており、汚れセンサの検知した濃度に応じ
て、高電圧集塵器の電圧を切り換えたり、導入する空気
量を多段階に切り換えたりしている。
【0003】さらに、空気清浄の効率を上げるととも
に、快適な空気調和を実現するために、屋外から室内へ
給気される空気と、室内から屋外に排気される空気との
間で熱交換を行わせ、室温との温度差が低減された外気
を室内へ給気するようにした熱交換換気装置を備えて空
気清浄装置と連動させるシステムが使用されている。こ
のように連動させたシステムによって、通常次のような
制御を行う。
【0004】室内の空気が汚れてくると、空気清浄装置
の汚れセンサが作動し、空気清浄装置の運転が開始され
る。それとともに、汚れセンサの検知レベルに応じて熱
交換換気装置のオンオフ及び風量が選択される。例え
ば、汚れセンサの検知レベルが低い場合は熱交換換気装
置の運転はせず、空気清浄装置を汚れのレベルに応じた
段階で運転させる。汚れセンサの検知レベルが上がって
きた場合、空気清浄装置のみでは集塵能力が不足なので
熱交換換気装置を運転し、その汚れの程度に応じて、熱
交換換気装置の風量を例えば「L」から「M」、「H」
と変化させる。
【0005】熱交換換気装置の風量を一定レベルまで上
げていくと、空気清浄効果が現れてきて汚れセンサの検
知レベルも下がってくるので、その後熱交換換気装置の
風量を落として定常運転に入る。しかし、熱交換換気装
置の風量を落として定常運転に入った期間中、汚れセン
サの検知レベルがなかなか下がらない場合がある。この
ような状態が一定時間続くと、空気清浄能力が不足して
いると判断して、熱交換換気装置の風量を再度上げると
いう制御が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、熱交換
換気装置の風量等を落として定常運転に入った期間中、
汚れセンサの検知レベルがなかなか下がらない場合に
は、集塵能力が不足していると判断して、熱交換換気装
置の換気能力等を強化しているのであるが、空気清浄装
置の積算使用時間が増加して集塵能力が低下してきたと
きに次のような問題が起こる。
【0007】すなわち、空気清浄装置の集塵能力がもと
もと低下しているので、一定時間後熱交換換気装置の換
気能力を強化しても空気が十分清浄になるまで余分な時
間がかかる。したがって、室内にいる者にとって不快感
が長引く。そこで、本発明の目的は、空気清浄装置と換
気装置とを備え、汚れセンサにより検知された室内空気
の汚れの停滞が所定時間T以上続いた場合に、空気清浄
装置、換気装置のいずれか一方又は双方の空気清浄能力
を上昇させる制御を行う空気清浄換気連動システムにお
いて、空気清浄装置の集塵能力が低下してくることを予
測し、その予測に応じた空気清浄能力の制御を行うこと
によって、常に快適な空気調和を実現できるシステムを
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項1記載の空気清浄換気連動システムは、汚れ
センサにより検知された室内空気の汚れの停滞が所定時
間T以上続いた場合に、空気清浄装置、換気装置のいず
れか一方又は双方の空気清浄能力を所定段階上昇させる
制御を行う場合に、空気清浄装置の積算使用時間を記憶
する記憶手段を設置し、記憶手段に記憶された積算使用
時間の増加に対応して前記時間Tを短縮していくもので
ある。
【0009】また、請求項2記載の空気清浄換気連動シ
ステムは、空気清浄装置の積算使用時間を記憶する記憶
手段を有し、記憶手段に記憶された積算使用時間の増加
に対応して空気清浄装置、換気装置のいずれか一方又は
双方の空気清浄能力を上昇させる段階の幅を大きくして
いくものである。請求項3記載の空気清浄換気連動シス
テムは、空気清浄装置が高圧放電型のものであり、高電
圧集塵器のイオン化電流を計測する電流計測手段を有
し、電流計測手段の計測電流の減少に対応して前記時間
Tを短縮していくものである。
【0010】請求項4記載の空気清浄換気連動システム
は、空気清浄装置が高圧放電型のものであり、高電圧集
塵器のイオン化電流を計測する電流計測手段を有し、電
流計測手段の計測電流の減少に対応して空気清浄装置、
換気装置のいずれか一方又は双方の空気清浄能力を上昇
させる段階の幅を大きくしていくものである。
【0011】
【作用】上記請求項1記載の構成によれば、空気清浄装
置の集塵能力の長年の使用による低下の程度を予測する
ため、記憶手段に積算使用時間を記憶させ、その記憶さ
せた時間に応じて、空気清浄装置、換気装置のいずれか
一方又は双方の空気清浄能力を上昇させるタイミングを
判断する所定時間Tを短くしていくことができる。した
がって、空気清浄装置の集塵能力の低下が大きな程、空
気清浄装置、換気装置のいずれか一方又は双方の空気清
浄能力を早く強化して、空気が汚れてから十分清浄にな
るまでの時間を空気清浄装置の集塵能力にかかわらずほ
ぼ一定にすることができる。
【0012】請求項2記載の構成によれば、空気清浄装
置の集塵能力の長年の使用による低下の程度を予測する
ため、記憶手段に積算使用時間を記憶させ、その記憶さ
せた時間に応じて、空気清浄装置、換気装置のいずれか
一方又は双方の空気清浄能力を上昇させる段階の幅を大
きくしていくことができる。したがって、長年の使用に
よる空気清浄装置の集塵能力の低下が大きな程、空気清
浄装置、換気装置のいずれか一方又は双方の空気清浄能
力をより強化して、空気が十分清浄になるまでの時間を
空気清浄装置の集塵能力にかかわらずほぼ一定にするこ
とができる。
【0013】請求項3記載の構成によれば、電流計測手
段により、高電圧集塵器のイオン化電流を計測すること
によって空気清浄装置の集塵能力の低下の程度を予測で
きるので、その程度に応じて、空気清浄装置、換気装置
のいずれか一方又は双方の空気清浄能力を上昇させるタ
イミングを決定するための所定時間Tを短くしていくこ
とができる。したがって、集塵能力の低下が大きな程、
空気清浄装置、換気装置のいずれか一方又は双方の空気
清浄能力を上昇させるタイミングを早くすることがで
き、空気が十分清浄になるまでの時間を空気清浄装置の
集塵能力にかかわらずほぼ一定にすることができる。
【0014】請求項4記載の構成によれば、電流計測手
段により、高電圧集塵器のイオン化電流を計測すること
によって空気清浄装置の集塵能力の低下の程度が予測で
きるので、その程度に応じて、空気清浄装置、換気装置
のいずれか一方又は双方の空気清浄能力を上昇させる段
階の幅を大きくしていくことができる。したがって、集
塵能力の低下が大きな程、空気清浄装置、換気装置のい
ずれか一方又は双方の空気清浄能力をより大きく上昇さ
せることができ、空気が十分清浄になるまでの時間を空
気清浄装置の集塵能力にかかわらずほぼ一定にすること
ができる。
【0015】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。本実施例の空気清浄換気連動システムは、空気
清浄装置と熱交換換気装置とを備え、空気清浄装置の運
転制御部と熱交換換気装置の運転制御部とをシステムバ
スで接続したものであり、空気清浄装置に設けたガスセ
ンサにより一定以上の空気の汚れを検知すると、汚れが
低いうちは空気清浄装置を単独運転し、汚れが進むと空
気清浄装置と熱交換換気装置との双方を運転するもので
ある。空気清浄装置の清浄化能力及び熱交換換気装置の
換気能力は、それぞれの運転制御部において多段階にわ
たって自動制御できるものである。
【0016】図2は空気清浄換気連動システムの概念図
であり、空気清浄装置1は空気導入口18、空気吹出し
口19を設けたケーシング内に、ガスセンサ11、電気
集塵ユニット12、高圧電源ユニット14、ファン15
及び運転制御部16を配置している。ガスセンサ11
は、空気中のCOやH2 等の濃度を測定することにより
空気の汚れの程度を推定するものである。空気の汚れが
進むとCOやH2 の濃度が増加することに基づくもので
ある。
【0017】電気集塵ユニット12は、高圧電源ユニッ
ト14に接続されたイオン化部12aと集塵部12bか
らなり、イオン化部12aは、空気の流通経路に張り巡
らされた電極の周囲に起こる放電によって、空気中に含
まれる煙や塵埃を帯電させるものである。集塵部12b
は、電極を配置することによって帯電された煙や塵埃を
捕集するものである。
【0018】ファン15は空気導入口18を通して取り
込まれ電気集塵ユニット12を通過した空気を空気吹出
し口19を通して排出するもので、その風量は多段階に
調節できるようになっている。前記運転制御部16は、
積算使用時間を記憶する素子を有している。この素子に
は、例えば情報の書込みが可能で電源が遮断されても情
報を失わないEEPROMが使用される。EEPROM
に書き込まれる値は、例えば積算使用月数mである。
【0019】図3は空気清浄装置の積算使用時間と集塵
能力との関係を実測したグラフであり、縦軸は集塵能力
(相対目盛)、横軸は積算使用月数mをとっている。集
塵能力は積算使用時間の増加に従って減少している。前
記運転制御部16は、定期点検時等に清浄空気下のガス
センサ11の抵抗値Rを読み込んで抵抗値R0 とする。
清浄空気下のガスセンサ11の抵抗値R0 は、例えば汚
れ源のない所で空気清浄装置1及び熱交換換気装置2を
一定時間(例えば5分間)最高回転速度で運転した後、
ガスセンサ11の抵抗値Rを読み込むことによって決定
される。
【0020】そして、抵抗値R0 に一定の値を加えて閾
値R1を決定し、閾値R1に一定の値を加えて閾値R2
を決定し、閾値R2に一定の値を加えて閾値R3を決定
しそれぞれ内蔵のメモリにストアしている。さらに運転
制御部16は、ガスセンサ11の抵抗値と閾値との比較
を行うばかりでなく、ガスセンサ11の抵抗値の変動率
を監視しており、変動量が単位時間当たり一定の値を下
回った状態が一定時間T以上続くと、熱交換換気装置2
の運転制御部24に命令信号を送り、運転レベルを一段
階上げるという制御をする。
【0021】前記一定時間Tは、初期にはT0 という値
であるが、前記EEPROMに書き込まれる月数mが1
月ずつ増加するごとに、この時間T0 から時間Taが減
算されていく。すなわち、 T=T0 −mTa である。このように時間Tは月数mの関数であるので、
以下Tmと書くことにする。
【0022】熱交換換気装置2は、図2に示すように四
角柱状の全熱交換器21を有し、この全熱交換器21に
おいて、給気ファン22により給気される屋外からの外
気と、排気ファン23により排気される室内空気との間
での熱交換を行わせるようにしたものである。全熱交換
器21は例えば、複数枚の波状のセパレータを、和紙な
どからなる平板の熱交換用の素子を介在させて、互いに
波の方向がほぼ直交するように積層させたものであり、
この構成により、波の方向が一方向に整列した1層おき
の波状セパレータによって外気が流通する一方の経路が
形成され、波の方向が他方向に整列した1層おきの波状
セパレータによって室内空気が流通する、前記一方の経
路とは分離された他方の経路が形成される。
【0023】屋外からの外気は、全熱交換器21の一方
の経路を通り給気ファン22に至る給気経路を通って流
通し、室内に供給される。一方、排気すべき室内空気
は、排気ファン23を通り全熱交換器21の他方の経路
を経て流通し、屋外に排気される。運転制御部24に
は、システムバスを介して運転制御部16からの命令信
号が与えられており、この命令信号に基づいて、給気フ
ァン22及び排気ファン23の各ファンモータの回転数
を「L」「M」「H」の3段階に制御する。
【0024】次に具体的な状況を想定して、運転制御部
16,24の動作を説明する(図1参照)。汚染源が生
じてガスセンサ11の抵抗値は減少していき、閾値R1
を越え、閾値R2を越え、ついには閾値R3を越えたと
する。運転制御部16はガスセンサ11の抵抗値を読ん
で、閾値R1を越えた時に空気清浄装置1を運転すると
ともに熱交換換気装置2を「L」で運転し、閾値R2を
越えた時に熱交換換気装置2を「M」で運転し、閾値R
3を越えた時に熱交換換気装置2を「H」で運転するも
のとする。熱交換換気装置2を「H」で運転するとかな
りの汚れでも清浄化されるので、ガスセンサ11の抵抗
値はやがて閾値R3を下回る。閾値R3を下回ってもガ
スセンサ11の抵抗値の変動量が少なく、時間Tm当た
り一定の値を越えなかったとする。このため、運転制御
部16は、システムバスを介して運転制御部24に命令
信号を送り、風量を一段階上昇させる。
【0025】前記一定時間Tmは、初期にはT0 という
値であり風量を一段階上昇させるタイミングは図1に示
すようにt0 であるが、空気清浄装置1の使用時間が1
月増えるごとに、時間Taずつ減算されていくので、使
用時間がm月であれば風量を一段階上昇させる時刻は図
1に示すようにtm となり、t0 より早くなる。 した
がって、風量を「H」で運転する時間が長くなり、時刻
t0 において風量を一段階上昇させる場合と比較して、
清浄能力の強化は早まることになり、空気があるレベル
(抵抗値がR2 となるレベル)まで清浄化される時刻t
e は、空気清浄装置1の積算使用時間が短くて集塵能力
が低下していない場合に比較して等しくなる。
【0026】前記の実施例では、熱交換換気装置2の風
量を一段階上昇させるタイミングを早めることにより、
空気清浄装置1の長年使用による集塵能力の低下を補っ
ていたが、熱交換換気装置の風量を上昇させる段階の幅
を大きくすることにより集塵能力の低下を補ってもよ
い。図4は、熱交換換気装置の風量を上昇させる段階の
幅を大きくする実施例を示しており、時刻t0 において
熱交換換気装置の風量を「L」から「H」まで2段階ア
ップさせている。
【0027】このことにより、空気清浄装置1の集塵能
力が長年の使用により低下しても、熱交換換気装置2の
風量上昇幅を上げることによって、この能力低下を補
い、システムの空気清浄能力を見かけ上維持することが
できる。さらに、空気清浄装置1の集塵能力の低下を積
算使用時間により推定する代わりに、イオン化部12a
に流れるイオン化電流を常時測定し、イオン化電流の低
下の程度によって推定してもよい。使用初期の段階での
空気清浄装置1のイオン化電流をi0 、現段階で測定さ
れたイオン化電流をiとおくと、イオン化電流の低下率
は(1−i/i0 ) となる。図5はイオン化電流の低下
率と集塵能力との関係を実測したグラフであり、縦軸は
集塵能力(相対目盛)、横軸はイオン化電流の低下率を
とっている。集塵能力はイオン化電流の減少に従って低
下している。
【0028】したがって、熱交換換気装置の風量を一段
階上昇させる時間Tを、 T=T0 k(i/i0 ) とすることにより制御する。ここにkは比例定数であ
る。このようにイオン化電流に応じて制御することによ
って、空気清浄装置1の集塵能力の低下に応じた風量調
節をし、空気があるレベル(抵抗値がR2 となるレベ
ル)まで清浄化される時刻te を一定にすることができ
る。
【0029】前記実施例ではイオン化電流iを測定する
ことにより、熱交換換気装置2の風量を一段階上昇させ
る時間Tを調節していたが、これに限定されるものでは
なく、熱交換換気装置の風量を上昇させる段階の幅を大
きくすることにより長年の使用による集塵能力の低下を
補ってもよい。以上、いずれの実施例においても、空気
清浄装置1の集塵能力の低下に応じて熱交換換気装置2
の風量を上昇させていたが、本発明は前記に限定される
ものではなく、例えば、空気清浄装置1の集塵能力の低
下に応じて空気清浄装置1の送風量を上昇させたり、空
気清浄装置1のイオン化部12aに印加する電圧を上昇
させたりしてもよく、熱交換換気装置2の風量の上昇
と、空気清浄装置1の送風量の上昇又はイオン化部12
aに印加する電圧の上昇とを同時に行ってもよい。ま
た、熱交換換気装置の風量切換え段階数は3段階でなく
もっと多くてもよく、熱交換換気装置を使用する代わり
に、熱交換を行わない単なる送風換気装置を使用しても
よい。その他本発明の範囲を越えない限りにおいて種々
の設計変更を施すことが可能である。
【0030】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、長年の使用による集塵能力の低下が著しい程、空気
清浄装置、換気装置のいずれか一方又は双方の空気清浄
能力を上昇させるタイミングを早くすることによって、
室内において煙や塵埃が停滞する時間を短くすることが
できる。したがって、室内に居る者が不快感を感じる時
間が長引くことがなくなる。
【0031】請求項2記載の発明によれば、長年の使用
による集塵能力の低下が著しい程、空気清浄装置、換気
装置のいずれか一方又は双方の空気清浄能力をより大き
く上昇させることにより、室内において煙や塵埃が停滞
する時間が短縮され、室内に居る者が不快感を感じる時
間が長引くことがなくなる。請求項3記載の発明によれ
ば、高電圧集塵器の集塵能力の低下が著しい程、空気清
浄装置、換気装置のいずれか一方又は双方の空気清浄能
力を上昇させるタイミングを早くすることにより、室内
において煙や塵埃が停滞する時間が短縮され、室内に居
る者が不快感を感じる時間が長引くことがなくなる。
【0032】請求項4記載の発明によれば、高電圧集塵
器の集塵能力の低下の程度が著しい程、空気清浄装置、
換気装置のいずれか一方又は双方の空気清浄能力をより
大きく上昇させることにより、室内において煙や塵埃が
停滞する時間が短縮され、室内に居る者が不快感を感じ
る時間が長引くことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明(請求項1又は3)のシステムにおいて
測定された空気の汚れと清浄能力切換えの関係を示すグ
ラフである。
【図2】本発明のシステムの構成を示すブロック図であ
る。
【図3】積算使用月数と空気清浄装置の集塵能力との関
係を実測したグラフである。
【図4】本発明(請求項2又は4)のシステムにおいて
測定された空気の汚れと清浄能力切換えの関係を示すグ
ラフである。
【図5】イオン化電流低下率と空気清浄装置の集塵能力
との関係を実測したグラフである。
【符号の説明】
1 空気清浄装置 2 熱交換換気装置 11 ガスセンサ 16 運転制御部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】室内空気を清浄化する空気清浄装置(1)
    と、室内空気の換気を行う換気装置(2) と、室内空気の
    汚れを検知する汚れセンサ(11)と、汚れセンサ(11)によ
    り一定以上の空気の汚れを検知すると、汚れに応じて空
    気清浄装置(1) 、換気装置(2)のいずれか一方又は双方
    を運転する運転制御手段(16)とを備え、 前記運転制御手段(16)は、汚れセンサ(11)により検知さ
    れた室内空気の汚れの停滞が所定時間T以上続いた場合
    に、空気清浄装置(1) 、換気装置(2) のいずれか一方又
    は双方の空気清浄能力を上昇させる制御を行う空気清浄
    換気連動システムにおいて、 前記運転制御手段(16)は、空気清浄装置(1) の積算使用
    時間を記憶する記憶手段を有し、記憶手段に記憶された
    積算使用時間の増加に対応して前記時間Tを短縮してい
    くものであることを特徴とする空気清浄換気連動システ
    ム。
  2. 【請求項2】室内空気を清浄化する空気清浄装置(1)
    と、室内空気の換気を行う換気装置(2) と、室内空気の
    汚れを検知する汚れセンサ(11)と、汚れセンサ(11)によ
    り一定以上の空気の汚れを検知すると、汚れに応じて空
    気清浄装置(1) 、換気装置(2)のいずれか一方又は双方
    を運転する運転制御手段(16)とを備え、 前記運転制御手段(16)は、汚れセンサ(11)により検知さ
    れた室内空気の汚れの停滞が所定時間T以上続いた場合
    に、空気清浄装置(1) 、換気装置(2) のいずれか一方又
    は双方の空気清浄能力を上昇させる制御を行う空気清浄
    換気連動システムにおいて、 前記運転制御手段(16)は、空気清浄装置(1) 、換気装置
    (2) のいずれか一方又は双方が空気清浄能力を多段階に
    切り換えることができるものであり、 前記運転制御手段(16)は、空気清浄装置(1) の積算使用
    時間を記憶する記憶手段を有し、記憶手段に記憶された
    積算使用時間の増加に対応して空気清浄装置(1) 、換気
    装置(2) のいずれか一方又は双方の空気清浄能力を上昇
    させる段階の幅を大きくしていくものであることを特徴
    とする空気清浄換気連動システム。
  3. 【請求項3】高電圧集塵器により室内空気を清浄化する
    空気清浄装置(1) と、室内空気の換気を行う換気装置
    (2) と、室内空気の汚れを検知する汚れセンサ(11)と、
    汚れセンサ(11)により一定以上の空気の汚れを検知する
    と、汚れに応じて空気清浄装置(1) 、換気装置(2) のい
    ずれか一方又は双方を運転する運転制御手段(16)とを備
    え、 前記運転制御手段(16)は、汚れセンサ(11)により検知さ
    れた室内空気の汚れの停滞が所定時間T以上続いた場合
    に、空気清浄装置(1) 、換気装置(2) のいずれか一方又
    は双方の空気清浄能力を上昇させる制御を行う空気清浄
    換気連動システムにおいて、 前記運転制御手段(16)は、高電圧集塵器のイオン化電流
    を計測する電流計測手段を有し、電流計測手段の計測電
    流の減少に対応して前記時間Tを短縮していくものであ
    ることを特徴とする空気清浄換気連動システム。
  4. 【請求項4】高電圧集塵器により室内空気を清浄化する
    空気清浄装置(1) と、室内空気の換気を行う換気装置
    (2) と、室内空気の汚れを検知する汚れセンサ(11)と、
    汚れセンサ(11)により一定以上の空気の汚れを検知する
    と、汚れに応じて空気清浄装置(1) 、換気装置(2) のい
    ずれか一方又は双方を運転する運転制御手段(16)とを備
    え、 前記運転制御手段(16)は、汚れセンサ(11)により検知さ
    れた室内空気の汚れの停滞が所定時間T以上続いた場合
    に、空気清浄装置(1) 、換気装置(2) のいずれか一方又
    は双方の空気清浄能力を上昇させる制御を行う空気清浄
    換気連動システムにおいて、 前記運転制御手段(16)は、空気清浄装置(1) 、換気装置
    (2) のいずれか一方又は双方が空気清浄能力を多段階に
    切り換えることができるものであり、 前記運転制御手段(16)は、高電圧集塵器のイオン化電流
    を計測する電流計測手段を有し、電流計測手段の計測電
    流の減少に対応して空気清浄装置(1) 、換気装置(2) の
    いずれか一方又は双方の空気清浄能力を上昇させる段階
    の幅を大きくしていくものであることを特徴とする空気
    清浄換気連動システム。
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