JP5164343B2 - 熱交換換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、給気と排気を同時に行い、給排気流間で連続的な熱交換を行う熱交換換気装置に関するものである。

給気と排気を同時に行い、給排気流間で連続的な熱交換を行う熱交換換気装置について、冬季に熱交換器が結露したり結霜したりするのを防ぐために給気流を昇温するヒータを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６０―１８２６２９号公報

上記した従来の空調換気扇においては、給気送風機と熱交換器の間に設けられた温度センサが一定の温度以下の温度を検知すると、制御回路は、給気口と給気送風機との間に設けられたヒータを動作させ、吸込み外気を暖めるようにし、熱交換器が結露するのを防いでいる。しかしながら、給気送風機が停止しているときには、温度センサの設置されている雰囲気は、実際の外気雰囲気より室内雰囲気に近づいているため、給気送風機の運転とともに得た温度センサの温度情報は、正確な外気の温度情報ではない。従って、実際には結露や結霜の恐れのある外気温度であっても、ヒータは動作せず結露や結霜を招いてしまう。逆に外気温度は結露や結霜の恐れはなく、なんらかの要因で温度センサの置かれている雰囲気が結露や結霜の恐れのあるような場合、ヒータが動作して無駄な電力を消費してしまうことになる。そのため、温度センサの出力値の設定を少し高めに設定して対応しているのが現状である。

本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、外気についての正確な温度情報を、制御情報として制御動作をさせ、熱交換器の使用可能な温度の下限を広げることができる熱交換換気装置を得ることであり、無駄な電力を消費しない熱交換換気装置を得ることである。

上記課題を解決するために本発明は、経路の一部が熱交換器の一次通路と二次通路で構成された排気通路と給気通路を備え、排気通路には室内から室外へ向かう排気流を形成する送風機が組込まれ、給気通路には室外から室内へ向かう給気流を形成する送風機が組込まれ、熱交換器の二次通路の入口側部分の給気通路には制御手段に温度情報を出力する温度センサを設け、制御手段によって運転を制御するようにした熱交換換気装置について、その制御手段は、給気流を形成する送風機の停止中は温度センサの温度情報を取込まず、送風機が運転を始めたときから、温度センサの設けられた検出対象空間の温度が安定するまでの時間と、温度センサの応答時間と、給気に関する送風関連機器の動作安定時間に応じた時間の経つまでは、温度センサの温度情報を制御情報として使わないようにする手段を採用する。

本発明によれば、温度センサのおかれた検出対象空間に滞っていた空気が一掃され、実際の外気雰囲気になってから、温度センサの温度情報が制御情報として使われるため、正確な温度情報による的確な制御動作をすることができる。そして、熱交換器の使用可能な温度の下限を広げることができ、無駄な電力を消費しない熱交換換気装置が得られる。

本発明に係る熱交換換気装置は、経路の一部が熱交換器の一次通路と二次通路で構成された相互に独立した排気通路と給気通路とを備えている。排気通路には室内から室外へ向かう排気流を形成する排気送風機が組込まれている。給気通路には室外から室内へ向かう給気流を形成する給気送風機が組込まれている。熱交換器の二次通路の入口側部分の給気通路にはサーミスタ等の温度センサが設けられている。また、給気通路の給気ダクトの室外吸込口近傍には、給気ダクトを流れる給気流を昇温するヒータが設けられている。給気ダクトのヒータの上流側には、給気ダクトを開閉する常閉式の電動シャッタが設けられ、排気ダクトの室外出口近傍には、排気ダクトを開閉する常閉式の電動シャッタが設けられている。給気送風機と排気送風機及びヒータ並びに各電動シャッタは、制御回路によって制御される。温度センサの温度情報は、制御回路に制御情報として取込まれる。制御回路は、給気送風機の停止中は温度センサの温度情報を取込まず、給気送風機が運転を始めたときから、温度センサの設けられた検出対象空間（給気通路）の温度が安定するまでの時間と、温度センサの応答時間と、給気送風機のファンや電動シャッタの動作が安定するまでの時間に応じた時間の経つまでは、温度センサの温度情報を制御情報として使わないようにする。検出対象空間の温度が安定するまでの時間は、給気通路の断面積が大きいほど長くなる。この熱交換換気装置では、温度センサのおかれた検出対象空間が、実際の外気雰囲気になってから、温度センサの温度情報が制御情報として使われ、ヒータの通電の要否が決定されるため、正確な外気温度情報による的確な制御動作をすることができる。温度センサの出力値を予め高めに設定しておくこともないので、熱交換器の使用可能な温度の下限を広げることができ、無駄な電力を消費しない熱交換換気装置が得られる。

実施の形態１．
図１は本実施の形態の熱交換換気装置を示すブロック構成図、図２は制御回路の温度検出処理を示すフローチャート、図３は温度検出処理を示すタイムチャート、図４は他の温度検出処理を示すフローチャート。本実施の形態の熱交換換気装置は、図１に示すように経路の一部が熱交換器１の一次通路と二次通路で構成された相互に独立した排気通路２と給気通路３とを備えている。排気通路２には室内から室外へ向かう排気流を形成する排気送風機４が組込まれている。給気通路３には室外から室内へ向かう給気流を形成する給気送風機５が組込まれている。熱交換器１の二次通路の入口側部分の給気通路３にはサーミスタ等の温度センサ６が設けられている。また、給気通路３の給気ダクト７の室外吸込口近傍には、給気ダクト７を流れる給気流を昇温するヒータ８が設けられている。給気ダクト７のヒータ８の上流側には、給気ダクト７を開閉する常閉式の電動シャッタ９が設けられ、排気ダクト１０の室外出口近傍には、排気ダクト１０を開閉する常閉式の電動シャッタ１１が設けられている。

給気送風機５と排気送風機４及びヒータ８並びに各電動シャッタ９，１１は、マイコンを有する制御回路１２によって制御される。制御回路１２には、給気送風機５と排気送風機４の各駆動回路とともに、各電動シャッタ９，１１のオン／オフを行う駆動接点が設けられていて、この駆動接点によって各電動シャッタ９，１１の電源が入り切りされる。また、制御回路１２には、ヒータ８のオン／オフを行う駆動接点が設けられていて、この駆動接点によってヒータ８の電源が入り切りされる。制御回路１２の入力側には温度センサ６と、リモコン１３が信号線で接続されている。

制御回路１２は、電源が投入されると図２に示すフローチャートに従って温度検出処理を行う。即ち、ステップ♯１で遅延時間Ｔの演算を行う。遅延時間Ｔは、給気送風機５のファンや電動シャッタ９の動作が安定するまでの時間Ｔ１と、給気送風機５が運転を始めたときから、温度センサ６の設けられた検出対象空間（給気通路）の滞留した空気が一掃され、温度が安定するまでの時間Ｔ２と、温度センサ６の応答時間Ｔ３とを照合し、それらを加算して重複する時間を減算することにより求められる。そして、ステップ♯２に進み、給気送風機５がオンしているか否かを判定し、オンしていればステップ♯３へ進み、オフしていれば給気通路３に外気は侵入しないため温度検出は行わない。

ステップ♯３では、運転モードの変更の有無を判定し、運転モードの変更があれば、ステップ♯５で温度検知の遅延タイマのクリアを行い、運転モードの変更がなければ、ステップ♯４で遅延タイマと遅延時間Ｔとの比較を行い、遅延タイマが遅延時間Ｔ以下の場合には、ステップ♯７で遅延タイマのカウントを行うが、温度センサ６による温度検出は行わない。遅延タイマが遅延時間Ｔを越えている場合には、ステップ♯６で温度センサ６による温度検出を行いこれを制御情報として運転モードの制御を行い、ステップ♯８へ進み前回の運転モードを現在の運転モードに置き換えて、処理を終了する。図３は、こうした温度検出処理のタイムチャートである。また、図４のフローチャートに示すように、最初に温度検知を行い、検知した温度による運転モードの制御を行うか否かを判断するようにしてもよい。この場合、前項と同様に遅延時間Ｔを算出し、給気送風機５がオンと運転モードの変更が無く、温度検知の遅延タイマと遅延時間Ｔを比較し、遅延タイマが遅延時間Ｔを越えていれば温度センサ６により検知した温度による運転モードの制御を行う。

このように、給気送風機５のオン時間が遅延時間Ｔ以上経過したときにのみ、温度測定と運転モードの制御を行うことで、運転モードの変更時などの不安定なタイミングでの温度測定と、それによる制御を行わないようにすることができる。これにより、温度測定の精度の向上と、実温度の確実な測定により誤動作の防止とともに、正確な外気温度情報による的確な制御動作をすることができる。

遅延時間Ｔについては、給気通路３の径が小さく、温度センサ６の応答時間に比べ検出対象空間の温度安定時間が極めて短時間の場合には、検出対象空間の温度安定時間を無視してもよい。また、給気通路３の給気に係る構成部品の多少や有無に応じてＴ１，Ｔ２を可変できるようにすることにより、給気送風機５の動作応答性をよくすることができる。

この発明に係る温度センサの温度検知についての遅延時間Ｔを設定する仕方は、空調装置に対しても利用することができる。ファンや圧縮機など空調装置を構成する部材が起動して、安定動作するまでの時間をＴ１とし、室内温度が安定するまでの時間をＴ２とし、温度センサの応答時間をＴ３として、遅延時間Ｔを算出するようにする。

熱交換換気装置を示すブロック構成図である。（実施の形態１） 制御回路の温度検出処理を示すフローチャートである。（実施の形態１） 温度検出処理を示すタイムチャートである。（実施の形態１） 他の温度検出処理を示すフローチャートである。（実施の形態１）

符号の説明

１ 熱交換器、 ２ 排気通路、 ３ 給気通路、 ４ 排気送風機、 ５ 給気送風機、 ６ 温度センサ、 １２ 制御回路。

Claims (2)

1. 経路の一部が熱交換器の一次通路と二次通路で構成された排気通路と給気通路を備え、その排気通路には室内から室外へ向かう排気流を形成する送風機が組込まれ、その給気通路には室外から室内へ向かう給気流を形成する送風機が組込まれ、前記熱交換器の二次通路の入口側部分の前記給気通路には制御手段に温度情報を出力する温度センサを設け、前記制御手段によって運転を制御するようにした熱交換換気装置であって、
   前記制御手段は、給気流を形成する前記送風機の停止中は前記温度センサの温度情報を取込まず、その送風機が運転を始めたときからの時間をカウントし、前記カウントされた時間が、前記温度センサの設けられた検出対象空間の温度が安定するまでの時間と、前記温度センサの出力が安定するまでの応答時間と、給気に関する送風関連機器の動作安定時間とに応じた遅延時間を超えるまでは、前記温度センサの温度情報を制御情報として使わないようにし、
   前記遅延時間は、給気通路の構成に応じて可変であり、
   常閉式の電動シャッタは、前記給気通路における前記二次通路の入口側部分に至る給気ダクトを開閉し、
   前記温度センサの設けられた検出対象空間の温度が安定するまでの時間は、前記電動シャッタの開動作に伴う検出対象空間の乱れが安定化するまでの時間を含み、
   給気に関する送風関連機器の動作安定時間は、前記電動シャッタの開動作の安定時間を含み、
   前記制御手段は、運転モードの変更の有無を判定し、運転モードの変更があれば、送風機が運転を始めてからの時間に関わらず、温度センサの温度情報を制御情報として使わないように前記カウントされた時間をクリアして、クリアされたときからの時間を再カウントし、前記再カウントされた時間が前記遅延時間を超えるまでは前記温度センサの温度情報を制御情報として使わないようにする
   熱交換換気装置。
2. 請求項１に記載の熱交換換気装置であって、
   前記遅延時間は、給気通路の給気に係る構成部品の多少や有無に応じて可変である
   熱交換換気装置。

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