JP4254874B2 - 住宅向け換気システム - Google Patents

Description

本発明は、給気グリルから居室空間内に外気を供給する住宅向け換気システムに関する。

近年、住宅が高気密化及び高断熱化されたことによって、室内で発生する揮発性有機化合物や一酸化炭素、二酸化炭素等の有害物質が問題となり、これら有害物質を屋外に排出するための換気システムの設置が義務付けられるに至っている。上記換気システムとしては、天井裏空間内に配設してあるダクトを通じて外気を居室空間に取り込むと同時に、該居室空間の空気を外部へと排出するものがあり、流路中に配してある換気ファンを駆動させることで強制的に２４時間換気を行うようになっている。

ここで、居室空間を更に浄化するためには、特許文献１に開示されるような静電霧化装置を備えた空気清浄機を設置することが好ましい。これは、上記静電霧化装置から放出される帯電微粒子液によって高い脱臭効果や殺菌効果等の多様な効果が得られるといった利点や、この帯電微粒子液はナノメータサイズを含む小さな粒径であり且つ強い電荷を持つものであるから、互いの反発力により居室空間において広範囲に長時間浮遊して空間内の隅々にまで及ぶといった利点があるからである。

ところが、このように住宅向け換気システムと、静電霧化装置を有する空気清浄機とを別々に設置して用いることは、設置スペースやコストの面で非効率的である。したがって、住宅向け換気システムと静電霧化装置を効果的に組み合わせて居室空間を浄化できるものが望まれる。

これに対して特許文献２には、静電霧化装置を備えた住宅向け換気システムが開示されている。しかし、この換気システムに用いられる静電霧化装置は、屋根裏空間内に位置する中間ダクトファンの内部に設置される構成となっている。したがって、帯電微粒子液により屋根裏空間内に配設される給気ダクトの内壁面に付着する臭い、菌、ウィルス等を除去することはできるが、居室空間に帯電微粒子液を行き渡らせることが可能なものではない。

また、居室空間の状況は一日の間で様々に変化するので、居室空間に帯電微粒子液を放出する際にもこの状況変化に対応して放出量を調整することが望ましいが、このように状況変化に対応しながら給気グリルから居室空間に帯電微粒子液を放出する構成の住宅向け換気システムも、当然ながら提案されていない。
特開２００３−７９７１４ 特開２００５−２３３５８９

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、給気グリルから居室空間内に外気を放出する構成の住宅向け換気システムを、この給気グリルから居室空間内に向けて帯電微粒子液を放出することができ、尚且つ該帯電微粒子液の放出量を居室空間の状況変化に対応して適宜制御することが可能なものとして提供することを、課題とするものである

上記課題を解決するために本発明を、天井裏空間３内に配設した給気ダクト４を通じて送り込まれた外気を、天井１に設置した給気グリル６から居室空間２内に放出させる住宅向け換気システムであって、給気グリル６に設置されるとともに居室空間２内に向けて帯電微粒子液を放出させる静電霧化装置１３と、居室空間２内の状況を検知する室内検知センサ２０と、室内検知センサ２０の検知結果に基づいて静電霧化装置１３からの帯電微粒子液の放出量を制御する制御部３６とを具備するものとする。

上記構成の住宅向け換気システムにあっては、給気グリル６の静電霧化装置１３から居室空間２内に向けて放出される帯電微粒子液は、該給気グリル６から放出される外気に乗って居室空間２内の隅々にまで供給される。また、居室空間２内における人体の活動状況等の各種状況は一日の間でも多様に変化するが、このように、静電霧化装置１３からの帯電微粒子液の放出量を室内検知センサ２０の検知結果に基づいて制御することで、居室空間２内の状況変化に対応して放出量を適宜制御可能となる。

また、室内検知センサ２０は居室空間２内の照度を検知する照度センサ４０であり、制御部３６は照度センサ４０の検知結果に基づいて静電霧化装置１３の運転モードを選択するものであることが好適である。照度センサ４０により検知される照度に基づいて、居室空間２内における人体の活動状況等の各種状況を推定することができ、例えば夜間にあっては照度が設定照度以上であれば居室空間２内にて人体が活動中であり、照度が設定照度未満であれば人体が不在又は就寝中であると推定されるので、ここで推定される活動状況に基づいて静電霧化装置１３を適切に制御することができる。

また、室内検知センサ２０は居室空間２内の音を検知する音センサ４１であり、制御部３６は音センサ４１の検知結果に基づいて静電霧化装置１３の運転モードを選択するものであることも好適である。音センサ４１により検知される音のレベルに基づいて、居室空間２内における人体の活動状況等の各種状況を推定することができ、例えば検知結果が設定レベル以上であれば居室空間２内にて人体が活動中であり、検知結果が設定レベル未満であれば人体が不在又は就寝中であると推定されるので、ここで推定される活動状況に基づいて静電霧化装置１３を適切に制御することができる。

また、複数の居室空間２毎に、静電霧化装置１３を有する給気グリル６と室内検知センサ２０を設置するとともに、居室空間２毎に、室内検知センサ２０の検知結果に基づいて給気グリル６の静電霧化装置１３を制御することも好適である。このようにすることで、複数設けてある各居室空間２の状況変化に対応して帯電微粒子液の放出量を適宜制御することができる。

また、静電霧化装置１３の運転パターンを記憶させておく記憶装置４２と、該記憶装置４２が記憶する運転パターンに基づいて静電霧化装置１３を運転するか或いは室内検知センサ２０の検知結果に基づいて静電霧化装置１３を運転するかを選択する操作手段３７とを具備することも好適である。これにより、記憶装置４２に予め標準的な運転パターンを記憶させる等しておけば、この記憶させた運転パターンに基づいても静電霧化装置１３を制御することが可能となる。

請求項１に係る発明は、給気グリルから居室空間内に向けて帯電微粒子液を放出することができ、尚且つ該帯電微粒子液の放出量を居室空間の状況変化に対応して適宜制御することができるという効果を奏する。

また請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加えて、照度センサにより検知される照度に基づいて居室空間内の状況を推定し、静電霧化装置を適切に制御することができるという効果を奏する。

また請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加えて、音センサの検知結果に基づいて居室空間内の状況を推定し、静電霧化装置を適切に制御することができるという効果を奏する。

また請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に係る発明の効果に加えて、複数設けてある居室空間毎に、帯電微粒子液の放出量を状況変化に対応して適宜制御させることができるという効果を奏する。

また請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に係る発明の効果に加えて、記憶装置に予め標準的な運転パターンを記憶させる等しておけば、この記憶させた運転パターンに基づいても静電霧化装置を制御することができるという効果を奏する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１、図２には、本発明の実施形態における一例の住宅向け換気システムを示している。

上記換気システムは、天井１を介して居室空間２と天井裏空間３とが形成される住宅の該天井裏空間３を利用したものであり、該天井裏空間３内に配設される給気ダクト４の一端側を屋外に設置してある屋外給気グリル５に連通接続させるとともに、天井１に居室空間２側から貫設してある給気グリル６に上記給気ダクト４の他端側を連通接続させている。また、同じく天井裏空間３内に配設される排気ダクト７の一端側を、天井１に居室空間２側から貫設してある排気グリル９に連通接続させるとともに、上記排気ダクト７の他端側を屋外に設置してある屋外排気グリル８に連通接続させている。

上記給気ダクト４は下流側へと向けて分岐管部１０等（図２参照）を介して多数分岐させており、各分岐ダクトの下流端にそれぞれ給気グリル６を接続させている。また給気ダクト４及び排気ダクト７の流路途中には、両ダクト４，７間の熱交換を行う熱交換器１１を介在させている。この熱交換器１１内には、両ダクト４，７内の空気の流れを作り出す換気ファン（図示せず）を配しており、この換気ファンを駆動させることで、屋外給気グリル５から吸入された外気が給気ダクト４内を通り、給気グリル６から下方の居室空間２内に送り込まれるとともに、居室空間２内の空気が排気グリル９及び排気ダクト７を通って屋外排気グリル８から屋外へと排出されるといった空気循環が継続的に為される構造である。

なお、上記熱交換器１１の代わりに単に換気ファンを配してあっても構わない。上記換気ファンは、換気システム中において給気ダクト４と排気ダクト７のうち少なくとも一方に配してあればよい。符号１２はフィルタであって、給気ダクト４中の屋外給気グリル５と熱交換器１１との間に介在させてある。

図１に示すように、住宅内を壁１５で区切ることで複数形成してある居室空間２には、それぞれの天井１に一つ又は複数の給気グリル６が設置してあり、壁１５により各居室空間２から区切られて形成される廊下部分３０の天井１には排気グリル９が設置してある。各居室空間２には、該居室空間２内の状況を検知する室内検知センサ２０として、照度センサ４０と音センサ４１が設置してある。各センサ４０，４１の検知信号は、該センサ４０，４１が設置される居室空間２の給気グリル６に送信され、該給気グリル６が内蔵する後述の静電霧化装置１３が検知信号に基づいて制御される構造となっている。ここでの制御については後述する。

次に、上記給気グリル６の構成について図３等に基づいて説明するが、説明文中に用いる上下等の各方向は給気グリル６を天井１に装着した状態を基準とする。給気グリル６の外殻を成す本体ケース１４内には、側面視Ｌ字型に屈折したパイプ状の外気流路２８を形成しており、外気流路２８の一端側を本体ケース１４の上部側面から側方に突出させて外気導入口１６を形成している。また外気流路２８の他端側先端を本体ケース１４の下面に開口させて外気放出口１７を形成している。上記外気導入口１６は給気ダクト４に連通接続させるものであり、上記外気放出口１７は居室空間２に向けて開口させるものである。

上記本体ケース１４内には、帯電微粒子液を生成して居室空間２内に放出するための静電霧化装置１３を組み込んでいる。この静電霧化装置１３は、図４にも概略的に示すように、熱交換部１８及び静電霧化部１９や、上記熱交換部１８及び静電霧化部１９を駆動制御する制御部３６から成る。なお、図３と図４とでは静電霧化装置１３の上下を逆に示している。

上記静電霧化装置１３の熱交換部１８は、霧化液となる結露水を後述の霧化電極２４に供給する霧化液供給手段を成すものであり、通電により冷却側及び放熱側を形成するペルチェユニット２１から成る。そしてペルチェユニット２１の冷却側に備えた冷却板２２が上記熱交換部１８の冷却部を成し、該ペルチェユニット２１の放熱側に備えた放熱フィン２３が上記熱交換部１８の放熱部を成す構造である。図３に示すように上記熱交換部１８は、放熱フィン２３が上方に位置して冷却板２２が下方に位置する姿勢で固定される。この放熱フィン２３は、外気流路２８中の屈折個所よりも上流側の流路中に突出させており、外気流路２８を通じて送り込まれる外気によって放熱フィン２３から効率的に放熱されるように設けている。

上記熱交換部１８の冷却板２２からは、下方に向けて細長柱状の霧化電極２４を突設している。ペルチェユニット２１や霧化電極２４を覆う枠体２５の下端には、霧化電極２４の下方にて該霧化電極２４先端と所定距離を隔てて対向する位置にリング状の対向電極２６を固定させている。また、霧化電極２４と対向電極２６の間には、両電極２４，２６間に高電圧を印加する高電圧印加部３２（図４参照）が備えてある。上記霧化電極２４、枠体２５、対向電極２６及び高電圧印加部３２により、帯電微粒子液を発生させる静電霧化部１９の主体が形成される。

外気流路２８の放熱フィン２３が位置する部分よりも更に上流側の部分には、外気流路２８内に導入された外気を分流させて静電霧化部１９内に供給する分岐流路２９を設けている。上記分岐流路２９は、外気流路２８の流路途中から静電霧化装置１３の枠体２５内にまで外気を取り込むものである。更に本体ケース１４内には、静電霧化部１９において帯電微粒子液が放出される部分から下方へと貫通する帯電微粒子液流路３４を形成しており、上記帯電微粒子液流路３４の下流側先端には、居室空間２内に向けて開口する帯電微粒子液放出口３３を設けている。

上記構成から成る給気グリル６にあっては、制御部３６が熱交換部１８に通電を開始すると、冷却板２２を介して静電霧化部１９の霧化電極２４が冷却される。霧化電極２４の周囲には分岐流路２９を通じて外気が常時供給され、この供給される外気中の水分を基にして霧化電極２４上には結露水が直接生成される。そして霧化電極２４上に霧化液としての水が保持される状態で、制御部３６は高電圧印加部３２により霧化電極２４と対向電極２６との間に高電圧を印加し、霧化電極２４上の水を該霧化電極２４の先端にて静電霧化させて帯電微粒子液を生成する。ここで生成された帯電微粒子液は、分岐流路２９から供給される分流やイオン風に乗って帯電微粒子液流路３４内を通過し、帯電微粒子液放出口３３を通じて居室空間２内に放出される。放出された帯電微粒子液は、外気放出口１７から放出される外気にも乗って居室空間２内の隅々にまで供給される。即ち上記給気グリル６によれば、静電霧化装置１３のような機能を備えた空気清浄装置を別途備える必要なく、換気システムによる空気の流れを利用して居室空間２内に広く帯電微粒子液を行き渡らせることが可能となる。

次に、室内検知センサ２０の検知信号に基づいて静電霧化装置１３から居室空間２内への帯電微粒子液の放出量を制御する構成について、図５〜図８等に基づいて詳述する。給気グリル６の制御部３６は、静電霧化装置１３の間欠運転のオンオフ比（以下「デューティ比」と言う）を変更することによって帯電微粒子液の生成量を制御するものであり、通常運転モード中では１０分間の運転オンと３０分間の運転オフを繰り返すように設定してある。

図６には、各居室空間２内の照度を検知する照度センサ４０だけを用いて静電霧化装置１３の運転モードを選択する場合を示している。居室空間２内に設置してある操作パネル等の操作手段３７をユーザが操作して昼間運転を選択すれば、この選択を受けた制御部３６は通常運転モードで静電霧化装置１３を運転する。一方、操作手段３７を操作して夜間運転を選択すれば、制御部３６は照度センサ４０が検知する照度が所定の夜間設定照度以上であるか否かを判定し、夜間設定照度以上である場合は通常運転モードで静電霧化装置１３を運転するとともに、夜間設定照度未満である場合には、帯電微粒子液の放出量が通常運転モード時よりも少なくなるように設定した抑制運転モードにて静電霧化装置１３を運転する。

ここでの抑制運転モードは、１０分間の運転オンと１時間の運転オフを繰り返すように設定してあり、通常運転モードと比較すれば約半分の時間及び量だけ帯電微粒子液を放出するように設けている。なお、通常運転モード及び抑制運転モードは上記設定に限定される訳ではなく、通常運転モード時に比較して抑制運転モード時の方が帯電微粒子液の放出量が抑制される設定であれば、霧化電極２４と対向電極２６の間の放電電流値を相違させる設定や、デューティ比と放電電流値を共に相違させる設定であってもよい。

図７には、各居室空間２内の音を検知する音センサ４１を上記照度センサ４０と共に用いて静電霧化装置１３の運転モードを選択する場合を示している。この場合、まずユーザが操作手段３７を操作して照度又は音のいずれが優先かを選択する。照度を優先した場合には、以降の運転モードの選択は図６に基づいて説明した通りである。一方、音を優先した場合には、制御部３６は音センサ４１の検知結果が設定値以上であるか否かを判定し、設定値以上である場合は通常運転モードで静電霧化装置１３を運転するとともに、設定値未満である場合には抑制運転モードにて静電霧化装置１３を運転する。

図８には、図７で説明したように室内検知センサ２０の検知結果に基づいて静電霧化装置１３を運転するか、或いは記憶装置４２（図５参照）に記憶させてある運転パターンに基づいて静電霧化装置１３を運転するかを選択可能にした場合を示している。この場合、まずユーザが操作手段３７を操作して、センサ運転、標準運転、保存運転のうち一つを選択する。センサ運転を選択した場合には、以降の運転モードの選択は図７に基づいて説明した通りに行われる。標準運転を選択した場合には、記憶装置４２に予め記憶させてある標準的な運転パターンに基づいて静電霧化装置１３を制御する。また、保存運転を選択した場合には、ユーザが記憶装置４２に記憶させた前日等の特定日の運転パターンに基づいて静電霧化装置１３を制御する。

なお、記憶装置４２に予め記憶される標準的な運転パターンは一つに限定されず、記憶装置４２に複数の運転パターンが予め記憶させてあってもよい。この場合には、標準運転を選択した際に、操作手段３７のスイッチ操作によって複数の運転パターンから一つを選択可能とする。また、保存運転で実行させる運転パターンについても、ユーザが複数日の運転パターンを記憶装置４２に別々に記憶させることが可能であることが好ましい。この場合には、保存運転を選択した際に、操作手段３７のスイッチ操作によって複数の運転パターンから一つを選択可能とする。これにより、ユーザにとっては多様な運転パターンを状況に応じて簡易に選択可能となる。

上記の如く、本例の住宅向け換気システムにあっては複数の居室空間２毎に、静電霧化装置１３を内蔵して居室空間２内に帯電微粒子液を放出する給気グリル６と、室内検知センサ２０を設置してあり、且つ居室空間２毎に、室内検知センサ２０に基づいて給気グリル６の静電霧化装置１３を制御するように設けているので、帯電微粒子液の放出を各居室空間２の状況変化に対応して適宜制御することが可能となっている。室内検知センサ２０としては、照度センサ４０と音センサ４１の両方又は一方を用いることが好適であるが、人体検知センサや臭いセンサ等の他のセンサを用いて居室空間２内の状況を検知するように設けても構わない。

本発明の実施形態における一例の住宅向け換気システムの全体を示す説明図である。 同上の住宅向け換気システムの主要部を示す説明図である。 同上の住宅向け換気システムに備える給気グリルの縦断面図である。 同上の給気グリル内に収納される静電霧化装置の説明図である。 同上の給気グリルの制御ブロック図である。 同上の給気グリルの運転モード選択を示すフローチャートである。ある。 同上の給気グリルの他の運転モード選択を示すフローチャートである。ある。 同上の給気グリルの更に他の運転モード選択を示すフローチャートである。ある。

符号の説明

１ 天井
２ 居室空間
３ 天井裏空間
４ 給気ダクト
６ 給気グリル
１３ 静電霧化装置
２０ 室内検知センサ
２４ 霧化電極
３６ 制御部
３７ 操作手段
４０ 照度センサ
４１ 音センサ
４２ 記憶装置

Claims (5)

1. 天井裏空間内に配設した給気ダクトを通じて送り込まれた外気を、天井に設置した給気グリルから居室空間内に放出させる住宅向け換気システムであって、給気グリルに設置されるとともに居室空間内に向けて帯電微粒子液を放出させる静電霧化装置と、居室空間内の状況を検知する室内検知センサと、室内検知センサの検知結果に基づいて静電霧化装置からの帯電微粒子液の放出量を制御する制御部とを具備することを特徴とする住宅向け換気システム。
2. 室内検知センサは居室空間内の照度を検知する照度センサであり、制御部は照度センサの検知結果に基づいて静電霧化装置の運転モードを選択するものであることを特徴とする請求項１に記載の住宅向け換気システム。
3. 室内検知センサは居室空間内の音を検知する音センサであり、制御部は音センサの検知結果に基づいて静電霧化装置の運転モードを選択するものであることを特徴とする請求項１に記載の住宅向け換気システム。
4. 複数の居室空間毎に、静電霧化装置を有する給気グリルと室内検知センサを設置するとともに、居室空間毎に、室内検知センサの検知結果に基づいて給気グリルの静電霧化装置を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の住宅向け換気システム。
5. 静電霧化装置の運転パターンを記憶させておく記憶装置と、該記憶装置が記憶する運転パターンに基づいて静電霧化装置を運転するか或いは室内検知センサの検知結果に基づいて静電霧化装置を運転するかを選択する操作手段とを具備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住宅向け換気システム。
   

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