JP5460673B2 - Ventilation device and ventilation system - Google Patents
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Description
本発明は、室外空気を室内へ供給し、室内空気を室外へ排出する換気装置及び換気システムに関する。 The present invention relates to a ventilation device and a ventilation system that supply outdoor air to a room and exhaust indoor air to the outside.
近年、住宅の高気密、高断熱化により住宅からの排気と住宅内への給気を適切に行う全般換気設備が必須となっている。全般換気の目的は、建物内の室内環境を適切に維持するため、絶えず必要な換気量を確保し、室内で発生する揮発性有機化合物の濃度を適正な水準以下に維持することにある。 In recent years, general ventilation equipment that properly exhausts air from the house and supplies air into the house has become indispensable due to high airtightness and high heat insulation of the house. The purpose of general ventilation is to constantly maintain necessary ventilation to maintain the indoor environment in the building appropriately, and to maintain the concentration of volatile organic compounds generated in the room below an appropriate level.
このような全般換気に関し、換気回数として毎時0.5回以上の換気(住宅からの排気と住宅内への給気)を、常時(24時間)機械力で機能させることが建築基準法に定められている。また一方で、全般換気を行う換気装置は24時間常時機能するため、換気に伴うエネルギーの省エネルギー化の推進も求められている。 With regard to such general ventilation, the Building Standards Act stipulates that ventilation (exhaust from the house and supply to the house) at a rate of 0.5 times or more per hour should function with mechanical power at all times (24 hours). It has been. On the other hand, since a ventilator that performs general ventilation always functions for 24 hours, promotion of energy saving of energy accompanying ventilation is also required.
全般換気の省エネルギーには、排気経路と給気経路を明確に設備した上で、住宅の隙間からの漏気を抑制して必要最小限の換気量で運転することが換気動力の低減に有効である。また、排気と給気との間で熱交換させれば空調負荷を軽減することができる。 In order to save energy in general ventilation, it is effective to reduce ventilation power by operating the equipment with the minimum necessary amount of ventilation while suppressing the leakage from the gaps in the house after clearly installing the exhaust path and the air supply path. is there. Further, if heat is exchanged between the exhaust and the supply air, the air conditioning load can be reduced.
また、冬期においては室内外温度差により住宅の隙間を通じて自然換気量が増加するため、自然換気増加分を見越して、全般換気量を例えば、0.5回/時から0.3回/時に低減する処置も法に適合する上で認められている。また、室内の揮発性有機化合物を吸着又は除去して室内濃度を低下させて所定量の全般換気量を低減させる処置も法に適合する上で認められている。これらの処置によれば、法的に定められた0.5回/時の機械換気設備による全般換気量を低減することができ、全般換気に伴う動力、空調負荷を低減して省エネを推進することができる。 In winter, natural ventilation increases through the gaps between houses due to differences in indoor and outdoor temperatures, so that the general ventilation is reduced from 0.5 times / hour to 0.3 times / hour in anticipation of the increase in natural ventilation, for example. Treatment is also permitted to comply with the law. In addition, treatments that reduce the indoor ventilation by adsorbing or removing volatile organic compounds in the room to reduce a predetermined amount of general ventilation are also accepted for compliance with the law. According to these measures, it is possible to reduce the general ventilation rate by mechanical ventilation equipment at 0.5 times / hour legally defined, and to promote energy saving by reducing the power and air conditioning load accompanying general ventilation. be able to.
従来の換気装置として、熱交換器により室内空気と室外空気との間で熱交換する熱交換換気運転を行うものが知られている。熱交換換気は、冬期および夏期の空調負荷を低減するとともに、屋外空気を室内に取り入れる際の冬期コールドドラフトや、夏期・梅雨期の熱気・取り込みを軽減して、室内温熱環境を適切に保つ効果がある。しかし、例えば夏期の夜間や中間期など、室内に熱気がこもった場合には、熱交換換気によりかえって空調負荷が増大する問題があるため、熱交換器を迂回して換気を行う通常換気が行えるようにバイパス経路を備えた換気装置が提案されている。このような換気装置においては、熱交換換気と通常換気とに換気モードを切り替えて運転可能となっている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の換気装置においては、「給気流を形成得る給気用送風機と、排気流を形成する排気用送風機と風量可変に構成され、制御処理手段により通常換気時には換気の風量が増加される」ように構成されている。
As a conventional ventilator, one that performs heat exchange ventilation operation in which heat is exchanged between indoor air and outdoor air by a heat exchanger is known. Heat exchange ventilation reduces the air conditioning load in winter and summer, and also reduces the cold draft in the winter when taking outdoor air into the room, and reduces the heat and uptake in the summer and rainy season to maintain the indoor thermal environment appropriately. There is. However, when there is hot air in the room, for example, during the night or in the middle of summer, there is a problem that the air conditioning load increases due to heat exchange ventilation, so normal ventilation that bypasses the heat exchanger can be performed. Thus, a ventilator having a bypass route has been proposed. Such a ventilator can be operated by switching the ventilation mode between heat exchange ventilation and normal ventilation (see, for example, Patent Document 1). In the ventilator described in
また、一般に、冬期には自然換気量が増加することが知られている。そこで、冬期における自然換気量の増加を加味して機械換気による全般換気を行う換気装置として、室外からの空気を吸い込む室外吸込口にその開度を調節する開閉シャッターを設け、開閉シャッターの開度を操作することで室外からの空気吸込量を調節して、冬期における給気風量を低減するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In general, it is known that natural ventilation increases in winter. Therefore, an open / close shutter that adjusts the opening of the outdoor intake port that sucks in air from the outside is provided as a ventilator that performs general ventilation by mechanical ventilation taking into account the increase in natural ventilation in winter. Has been proposed that adjusts the amount of air sucked from outside by operating to reduce the amount of air supply in winter (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1には、室内温度と室外温度を検出して熱交換換気と通常換気とを切り替え、通常換気においては給気用送風機と排気用送風機の風量を増加させる旨の記載があるが、その風量の具体的な制御については開示されていない。例えば通常換気時においては、熱交換換気時と比べて機体内部の圧力損失が低下するため排気風量が相対的に増加する傾向があり、そうなると、排気風量と給気風量にアンバランスが生じ、建物の隙間からの漏気が発生して換気効率が低下するという課題があった。
In
特許文献2には、開閉シャッターで室外吸込口の開度を調節することで冬期には給気量を低減することができる旨の記載があるが、いかにして適正な換気量を確保するかについては記載されていなかった。
In
このため、時期を問わず年間を通じて換気の省エネルギー化を図ることのできる換気装置及び換気システムが望まれていた。 For this reason, the ventilation apparatus and ventilation system which can aim at the energy saving of ventilation throughout the year regardless of a time were desired.
本発明に係る換気装置は、室内に供給する給気流を形成する給気送風機と、室外への排気流を形成する排気送風機と、前記給気送風機と連通する室外空気取入口、及び給気口、並びに前記排気送風機と連通する熱交換用室内空気取入口、バイパス用室内空気取入口、及び排気口が形成され、前記給気送風機及び前記排気送風機を収容する本体ケースと、前記熱交換用室内空気取入口と前記排気口とを接続し、前記排気流と前記給気流とを熱交換させる熱交換器を備えた熱交換経路と、前記バイパス用室内空気取入口と前記排気口とを接続し、前記熱交換器を迂回するバイパス経路と、前記熱交換経路と前記バイパス経路の一方を開放して他方を閉じる経路切替手段と、前記室外空気取入口を通過する空気の温度を検出する室外空気温度検出手段と、前記熱交換用室内空気取入口又は前記バイパス用室内空気取入口から前記本体ケース内入る空気の温度を検出する室内空気温度検出手段と、前記給気送風機の駆動により前記室外空気取入口から前記本体ケース内に取り入れられる室外空気取入量を検出する給気風量検出手段と、前記排気送風機の駆動により前記排気口から排気される排気風量を検出する排気風量検出手段と、換気装置制御手段とを備え、前記換気装置制御手段は、前記室外空気温度検出手段の検出値、及び前記室内空気温度検出手段の検出値に基づいて判定した環境条件に応じて、前記熱交換経路を開放する熱交換モードと前記バイパス経路を開放するバイパスモードとの切り替え、及び、換気量の目標値である換気量設定値が得られるよう前記給気送風機を先行して駆動制御し、前記給気風量検出手段により検出された前記室外空気取入量に応じて前記排気送風機を駆動制御する給気先行運転と、前記換気量設定値が得られるよう前記排気送風機を先行して制御し、前記排気風量検出手段により検出された前記排気風量に応じて前記給気送風機を駆動する排気先行運転との切り替えを行うものである。 A ventilation apparatus according to the present invention includes an air supply blower that forms a supply airflow to be supplied to a room, an exhaust air blower that forms an exhaust flow to the outside, an outdoor air intake port that communicates with the air supply blower, and an air supply port A heat exchange indoor air inlet, a bypass indoor air intake, and an exhaust port that are in communication with the exhaust blower, and a main body case that houses the air supply blower and the exhaust blower, and the heat exchange indoor An air intake port and the exhaust port are connected, a heat exchange path including a heat exchanger for exchanging heat between the exhaust flow and the supply air flow, and the bypass indoor air intake port and the exhaust port are connected. A bypass path that bypasses the heat exchanger, path switching means that opens one of the heat exchange path and the bypass path and closes the other, and outdoor air that detects the temperature of the air passing through the outdoor air inlet Temperature detection hand And an indoor air temperature detecting means for detecting the temperature of the air entering the main body case from the indoor air intake for heat exchange or the indoor air intake for bypass, and from the outdoor air intake by driving the supply air blower Supply air volume detection means for detecting the amount of outdoor air taken into the main body case, exhaust air volume detection means for detecting the exhaust air volume exhausted from the exhaust port by driving the exhaust fan, and ventilator control means The ventilator control means includes heat that opens the heat exchange path according to an environmental condition determined based on a detection value of the outdoor air temperature detection means and a detection value of the indoor air temperature detection means. Switching between the exchange mode and the bypass mode for opening the bypass path, and leading the air supply blower so as to obtain a ventilation amount setting value that is a target value of the ventilation amount. An air supply preceding operation for driving and controlling the exhaust air blower according to the outdoor air intake amount detected by the air supply air amount detecting means, and the exhaust air blower preceding the exhaust air blower so as to obtain the ventilation amount set value. And switching to the exhaust preceding operation for driving the air supply blower in accordance with the exhaust air volume detected by the exhaust air volume detecting means.
本発明によれば、全般換気において、室外空気温度と室内空気温度に基づいて判定される環境条件に応じて、熱交換モードまたはバイパスモード、及び給気先行運転または排気先行運転の運転条件で換気運転を行うことができる。このため、環境条件に適した換気運転が可能となり、例えば換気量の低減、空調負荷の低減、消費電力の低減などの省エネルギー効果を発揮することができる。 According to the present invention, in general ventilation, ventilation is performed in the heat exchange mode or the bypass mode and the operating condition of the air supply preceding operation or the exhaust preceding operation in accordance with the outdoor air temperature and the environmental condition determined based on the indoor air temperature. You can drive. For this reason, ventilation operation suitable for environmental conditions becomes possible, and energy saving effects such as reduction of ventilation amount, reduction of air conditioning load, reduction of power consumption, etc. can be exhibited.
以下に、本発明の実施の形態に係る換気装置及び換気システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a ventilation device and a ventilation system according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る換気システムの設置概要図である。図1では、本実施の形態1に係る換気システムSを住宅などの建物に設置した状態を断面模式図で示している。図1に例示する建物は、一階と二階にそれぞれ居室を有する二階建ての住戸であり、便宜上、建物の内部を室内61と称し、建物の外部を室外62と称する。
FIG. 1 is an installation schematic diagram of a ventilation system according to
本実施の形態1に係る換気装置1を備えた換気システムSは、室外空気を室内へ供給し、室内空気を室外へ排出する換気を行う。本実施の形態1に係る換気装置1は、室内の空気から汚染物質を除いて循環させながら新鮮な外気を取り入れる循環併用運転を行い、建物内の適切な室内環境を維持する。また、本実施の形態1に係る換気装置1は、室内へ供給する給気流と室外へ排出する排気流との間で熱交換する熱交換換気を行う。
The ventilation system S provided with the
換気装置1は、建物の天井裏空間等に設置されており、複数のダクト50a、50b、50c、50d、50e、50f(以下、ダクト50と総称する場合がある)が接続される。ダクト50は、室内61又は室外62と連通するようにして建物内に設置されている。換気装置1は、室内61内の空気をダクト50を介して取り込み(図1に室内空気をRA1、RA3で示す)、取り込んだ空気を排気として室外62へ排出する(図1に排気をEAで示す)。また、換気装置1は、室外62の空気を取り込み(図1に室外空気をOAで示す)、取り込んだ空気をダクト50を介して室内61内へ給気流として供給する(図1に給気をSAで示す)。なお、図1に示す換気装置1への空気の取入口及び給気口の数は一例であり、設置される建物の間取りに応じて、ダクト50を適宜分岐させて室内空気RA1、RA3の取入口や室内61への給気SAの給気口を設けてもよい。また、換気装置1は、室内61内の空気を循環風としてダクト50を介して取り込み(図1に循環風をRA2で表す)、室外空気OAと混合して給気SAとして室内61に供給する循環併用運転も行う。
The
図2は、実施の形態1に係る換気装置の概略構成図である。
換気装置1は、ほぼ箱状の本体ケース10の内部に、給気送風機2と、排気送風機3と、熱交換器4とを備えている。本体ケース10には、室外空気取入口11と、給気口12と、室内空気取入口13と、室内空気取入口14と、排気口15と、循環空気取入口16とが形成されている。室外空気取入口11、給気口12、室内空気取入口13、室内空気取入口14、排気口15、及び循環空気取入口16には、それぞれ、ダクト50と各開口部とを接続するための所定長さの管路である接続部11a、12a、13a、14a、15a、16aが設けられている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the ventilation device according to the first embodiment.
The
本体ケース10の内部には、複数の通風路が形成されている。
一系統めの通風路は、室外空気取入口11から給気口12に至る通風路であり(通風路R1と称する)、この通風路R1内に、給気送風機2が配置されている。給気送風機2が動作すると、図2に空気流F1として示すように、室外62の空気が室外空気取入口11から本体ケース10内に取り入れられ、取り入れられた空気は給気口12から室内61へと給気流として供給される。
A plurality of ventilation paths are formed inside the
The first ventilation path is a ventilation path extending from the
二系統めの通風路は、室内空気取入口13から排気口15に至る通風路であり(熱交換経路R2と称する)、この熱交換経路R2内に、排気送風機3が配置されている。排気送風機3が動作すると、図2に空気流F2として示すように、室内61の空気が、室内空気取入口13から本体ケース10内に取り入れられ、取り入れられた空気は排気口15から室外62へと排気される。
The second ventilation path is a ventilation path extending from the
この通風路R1、R2の一部は、熱交換器4において空気対空気での熱交換が可能に構成されている。すなわち、熱交換器4において、室内へ給気される空気流F1と室外へ排気される空気流F2との間で、熱交換が行われる。
A part of these ventilation paths R1 and R2 is configured to be capable of air-to-air heat exchange in the
三系統めの通風路は、室内空気取入口14から排気送風機3へ至る通風路であり(バイパス経路R3と称する)、このバイパス経路R3は、熱交換器4を迂回する構成となっている。バイパス経路R3は熱交換器4を通らない経路であり、熱交換経路R2に対して圧力損失が低位となるよう構成されている。
The third ventilation path is a ventilation path from the
本体ケース10には、室内空気取入口13と室内空気取入口14のうち、一方を閉塞し他方を開放するように動作するバイパス切替手段5が設けられている。バイパス切替手段5は、例えばダンパー装置であり、室内空気取入口13と室内空気取入口14のうちいずれか一方を開放することにより、その開放された取入口に連なる通風路(熱交換経路R2又はバイパス経路R3)を、空気が通過することとなる。熱交換経路R2用の室内空気取入口である室内空気取入口13が開放されている場合には、室内空気取入口13から室内空気RA1が本体ケース10内に取り込まれ、通風路R1を通る空気流F1と熱交換経路R2を通る空気流F2(室内空気RA1)とが熱交換器4にて熱交換を行う熱交換モードでの運転が行われる。一方、バイパス経路R3用の室内空気取入口である室内空気取入口14が開放されている場合には、室内空気取入口14から室内空気RA3が本体ケース10内に取り込まれ、通風路R1を通る空気流F1とバイパス経路R3を通る空気流F3(室内空気RA3)とが熱交換器4にて熱交換を行わず、バイパスモードでの運転が行われる。
The
循環空気取入口16は、給気送風機2の吸込口2aと連通する位置に開口している。この循環空気取入口16には、一端が室内上層部空間61aに開口したダクト50fが接続されており、循環空気取入口16はダクト50fを介して室内上層部空間61aと連通している。循環空気取入口16には、通気断面積を調節するダンパー開閉調節手段6を備えている。ダンパー開閉調節手段6は、開度を複数段階に調節可能なダンパー装置であり、循環空気取入口16を全閉状態から全開状態の範囲で遮蔽あるいは開放することにより、通気断面積を調節する。ダンパー開閉調節手段6によって調節される通気断面積により、循環空気取入口16から吸込口2aに吸い込まれる空気の量が調節される。なお、本実施の形態1に係るダンパー開閉調節手段6は、本発明に係る通気断面積調節手段の一例である。通気断面積調節手段としては、本実施の形態1に示したもののほか、給気送風機2の吸込口2aに吸い込まれる循環風RA2の通気断面積を調節可能なものであれば任意の構成を採用することができる。
The circulating
また、循環空気取入口16に流入する空気の通風路上(又は、循環空気取入口16から給気送風機2の吸込口2aに至る通風路上)には、揮発性有機化合物を吸着又は除去する室内空気清浄フィルター7が備えられている。室内空気清浄フィルター7は、例えば、セルロースに活性炭を混抄した混抄紙に人工酵素を添着した濾材を、圧損の少ない230メッシュ/平方インチ程のコルゲートハニカム構造に成形したもので、幅91mm、高さ91mm、厚さ15mm程度にカットしたものが用いられている。この室内空気清浄フィルター7は、使い捨てでありカセット式に交換することが可能である。
In addition, indoor air that adsorbs or removes volatile organic compounds on the ventilation path of air flowing into the circulation air intake 16 (or on the ventilation path from the
この他にも、室内空気清浄フィルター7としては、吸湿機能を持つ吸湿性材料に常温活性触媒を複合化した基材をハニカム状や、コルゲート状に成形したものでもよい。吸湿性材料としては、シリカゲル又はゼオライトをベースとした吸湿性セラミックスが用いられる。吸湿性材料に複合化する常温活性触媒としては、貴金属と金属酸化物を複合した触媒が用いられる。貴金属としては、金、白金、イリジウム、ロジウム又はルテニウムが、金属酸化物としては、酸化錫、酸化マンガン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化セリウム等がそれぞれ用いられる。吸湿性セラミックスは、常温活性触媒との複合化が容易であり、長寿命化を図ることができ、枠に組み込むことで補強することができる。前者は、使い捨てであるが、この室内空気清浄フィルター7は、吸湿性材料が室温程度の温度下でも空気中の水蒸気を表面に吸着・凝縮し、水膜を形成し、この水膜に空気中の水溶性の臭気ガス等の有害ガスを溶解することで臭気除去機能を果たす。吸湿性材料の水膜に溶解され保持された有害ガスは、常温活性触媒により徐々に酸化分解され、室内空気清浄フィルター7は自己再生する。つまり、メンテナンスフリーで永年使用することができる。
In addition, the indoor
室内空気清浄フィルター7の上流と下流には、それぞれ、室内空気汚染物質の濃度を検出するフィルター上流濃度検出手段8aとフィルター下流濃度検出手段8bを備えている。フィルター上流濃度検出手段8a、フィルター下流濃度検出手段8bとしては、空気中に含まれる室内空気汚染物質の濃度を検出可能なものであれば、任意の検出装置を用いることができる。
A filter upstream concentration detection means 8a and a filter downstream concentration detection means 8b for detecting the concentration of indoor air pollutants are provided upstream and downstream of the indoor
また、換気装置1には、室外62の空気温度を検出するための室外温度センサー21と、室内61の空気温度を検出するための室内温度センサー22とを備えている。本実施の形態1では、室外温度センサー21は、室外空気取入口11近傍の室外空気経路内に設けられており、室外空気取入口11から取り入れられる空気の温度を検出する。なお、室外温度センサー21の設置位置をこれに限定するものではなく、例えばダクト50a内など室外62の空気温度を検出可能な任意の場所に設置することができる。
Further, the
室内温度センサー22は、本実施の形態1では、室内空気取入口13及び室内空気取入口14の空気流れ上流側であって、バイパス切替手段5により熱交換経路R2とバイパス経路R3のいずれが通風可能となっている場合であっても空気が流れる領域に配置されている。より具体的には、図2に示すように、本体ケース10の外側には、室内空気取入口13及び室内空気取入口14の双方に連通するように接続された室内空気取入風路17が接続されており、この室内空気取入風路17内に、バイパス切替手段5が設けられている。接続部13aと接続部14aは、室内空気取入風路17を介して、それぞれ室内空気取入口13と室内空気取入口14に接続されている。室内空気取入風路17の内部には、室内空気取入口13側と室内空気取入口14側とを仕切る隔壁が設けられているが、この隔壁には、バイパス切替手段5が室内空気取入口13と室内空気取入口14のいずれを開放している場合であっても空気の流通が可能な温度センサー開口部18が設けられている。そして、この温度センサー開口部18の近傍領域(共通部19と称する)に、室内温度センサー22が設置されている。このため、バイパス切替手段5により熱交換経路R2とバイパス経路R3のいずれが通風可能となっている場合であっても、室内温度センサー22の近傍に室内空気が流れるように構成されている。なお、室内温度センサー22の設置位置をこれに限定するものではなく、熱交換経路R2とバイパス経路R3のいずれが通風可能となっている場合であっても室内の空気温度を検出可能な任意の場所に設置することができる。
In the first embodiment, the
図3は、実施の形態1に係る換気装置の主要部のブロック図である。
換気装置1は、換気装置1を構成する各部の全体的な制御を行う換気装置制御手段30を備えている。換気装置制御手段30には、室外温度センサー21、室内温度センサー22、及び後述する汚染物質捕集効率算定手段38からの情報と、換気量設定手段41により設定される換気量が入力され、換気装置制御手段30は、これらの情報に基づいて所定の換気量が得られるように各部を制御する。換気量設定手段41は、具体的には例えば居室の壁面等に設置される換気装置1の制御パネルに設けられたスイッチであり、例えば「大風量換気」/「小風量換気」のように換気量の設定が可能である。使用者は、換気量設定手段41のスイッチを操作することにより、換気量を設定する。
FIG. 3 is a block diagram of a main part of the ventilation device according to the first embodiment.
The
換気装置制御手段30には、ダンパー開閉調節手段6の開度に関する情報が入力される。ダンパー開閉調節手段6は、循環併用設定手段42により循環併用運転の開始の設定がなされると、全閉状態から開側へと作動する。また、循環併用設定手段42により循環併用運転の停止の設定がなされると、ダンパー開閉調節手段6は全閉状態となる。循環併用運転中においては、ダンパー開閉調節手段6は、換気装置制御手段30によって開度が制御される。循環併用設定手段42は、具体的には居室の壁面等に設置される換気装置1の制御パネルに設けられたスイッチである。使用者は、このスイッチを操作することにより、循環併用運転の開始と停止とを切り替える。
Information relating to the opening degree of the damper opening / closing adjustment means 6 is input to the ventilation device control means 30. The damper opening / closing adjustment means 6 operates from the fully closed state to the open side when the start of the combined circulation operation is set by the combined circulation setting means 42. When the combined circulation setting means 42 is set to stop the combined circulation operation, the damper opening / closing adjusting means 6 is fully closed. During the circulation combined operation, the opening degree of the damper opening / closing adjustment means 6 is controlled by the ventilation device control means 30. The circulation combination setting means 42 is specifically a switch provided on the control panel of the
また、換気装置制御手段30は、バイパス換気設定手段37を介して、バイパス切替手段5の動作を制御する。バイパス換気設定手段37は、換気装置制御手段30からの制御信号に基づいて、室内空気取入口13と室内空気取入口14のうちいずれか一方を開放するようバイパス切替手段5を動作させる。
The ventilation device control means 30 controls the operation of the bypass switching means 5 via the bypass ventilation setting means 37. The bypass
また、換気装置制御手段30は、給気風量設定手段31に対して、目標となる換気量(換気量設定値)に関する情報を出力する。給気風量設定手段31は、入力された換気量設定値を得るために必要な給気風量を算出して設定する。給気送風機制御手段32は、給気風量設定手段31により設定された給気風量が得られるよう、給気送風機2の送風能力(回転速度)を制御する。換気装置1には、給気風量を検出するための圧力センサー等を備えた給気風量検出手段33が設けられており、給気送風機制御手段32は、給気風量検出手段33により検出される給気風量に基づいて、給気送風機2の運転を制御する。なお、給気風量検出手段33による風量検出処理については後述する。
The ventilator control means 30 outputs information related to the target ventilation volume (ventilation volume setting value) to the supply air volume setting means 31. The supply air volume setting means 31 calculates and sets the supply air volume necessary for obtaining the input ventilation volume setting value. The supply air blower control means 32 controls the air blowing capacity (rotational speed) of the
また、換気装置制御手段30は、排気風量設定手段34に対して、目標となる換気量(換気量設定値)に関する情報を出力する。排気風量設定手段34は、入力された換気量設定値を得るために必要な排気風量を算出して設定する。排気送風機制御手段35は、排気風量設定手段34により設定された排気風量が得られるよう、排気送風機3の送風能力(回転速度)を制御する。換気装置1には、排気風量を検出するための圧力センサー等の排気風量検出手段36が設けられており、排気送風機制御手段35は、排気風量検出手段36により検出される排気風量に基づいて、排気送風機3の運転を制御する。
Further, the ventilator control means 30 outputs information on the target ventilation volume (ventilation volume setting value) to the exhaust air volume setting means 34. The exhaust air volume setting means 34 calculates and sets the exhaust air volume necessary to obtain the input ventilation volume setting value. The exhaust blower control means 35 controls the air blowing capacity (rotational speed) of the
また、換気装置1には、汚染物質捕集効率算定手段38が設けられている。汚染物質捕集効率算定手段38には、室内空気清浄フィルター7の上流と下流にそれぞれ設けられたフィルター上流濃度検出手段8a、フィルター下流濃度検出手段8bが検出した値が入力される。汚染物質捕集効率算定手段38は、フィルター上流濃度検出手段8a、フィルター下流濃度検出手段8bの検出値に基づき、室内空気清浄フィルター7による汚染物質の捕集効率を算定する。具体的には、汚染物質捕集効率は、以下の式で算出する。
汚染物質捕集効率=(室内空気清浄フィルター7の上流の濃度C−室内空気清浄フィルター7の下流の濃度Cp)÷室内空気清浄フィルター7の上流の濃度C
Further, the
Contaminant collection efficiency = (concentration C upstream of the indoor
換気装置制御手段30には、汚染物質捕集効率算定手段38が算出した汚染物質捕集効率が入力される。換気装置制御手段30は、汚染物質捕集効率に基づいて、換気量低減運転を行う。 The ventilation device control means 30 receives the contaminant collection efficiency calculated by the contaminant collection efficiency calculation means 38. The ventilation device control means 30 performs a ventilation amount reduction operation based on the contaminant collection efficiency.
なお、換気装置制御手段30、給気風量検出手段33、排気風量検出手段36、給気風量設定手段31、排気風量設定手段34、バイパス換気設定手段37、及び汚染物質捕集効率算定手段38等は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンやCPUのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。また、図3に示したこれらの構成は、機能を概念的に記載したものであり、必ずしも物理的に図3に記載のように構成されていることを要しない。すなわち、これらの構成の機能を実現できるものであれば、具体的な装置の分散・統合に関する具体的形態は図示のものに限定されない。 It should be noted that the ventilator control means 30, the supply air volume detection means 33, the exhaust air volume detection means 36, the supply air volume setting means 31, the exhaust air volume setting means 34, the bypass ventilation setting means 37, the pollutant collection efficiency calculation means 38, etc. Can be configured by hardware such as a circuit device that realizes the function, or can be configured by an arithmetic device such as a microcomputer or a CPU, and software executed thereon. Further, these configurations shown in FIG. 3 conceptually describe the functions, and need not be physically configured as shown in FIG. That is, as long as the functions of these configurations can be realized, specific forms relating to specific device distribution / integration are not limited to those illustrated.
次に、本実施の形態1に係る換気装置1の循環併用運転について説明する。循環併用運転においては、室内空気清浄フィルター7による汚染物質の捕集度合いに基づき、換気量(室外空気OAの量)を低減するための運転を行う。
Next, the combined circulation operation of the
まず、使用者が循環併用設定手段42を操作して循環併用運転の開始が設定されたものとする。
そうすると、ダンパー開閉調節手段6が全閉状態から開側へ作動し、循環空気取入口16から換気装置1への循環風の取り入れが開始される。循環併用運転が開始されると、給気送風機2の動作により、室外空気取入口11から取り入れられた室外62の空気に加え、循環空気取入口16から取り入れられた循環風が、給気口12から室内61へと供給されることとなる。
First, it is assumed that the user has set the start of the combined circulation operation by operating the combined circulation setting means 42.
Then, the damper opening / closing adjusting means 6 operates from the fully closed state to the open side, and the intake of the circulating air from the circulating
このとき、ダンパー開閉調節手段6の開度によって、給気送風機2により給気される室外空気取入量と循環風量の割合とが変化する。すなわち、ダンパー開閉調節手段6により循環風の通気断面積が小さく設定されると、給気風量に占める室外空気の取入量は相対的に多くなり、また、循環風の通気断面積が大きく設定されると、給気風量に占める室外空気の取入量は相対的に少なくなる。
At this time, the outdoor air intake amount supplied by the
給気風量検出手段33は、少なくとも、ダンパー開閉調節手段6により通気断面積が調節される通風路の風量変化を検知可能な圧力センサー等のセンサーを備えている。給気風量検出手段33は、このセンサーの検出値に基づいて、ダンパー開閉調節手段6が全閉状態から開側へ動作したことによって給気風量が大きくなる変化を捉えると、ダンパー開閉調節手段6の動作後の給気風量に占める室外空気と室内空気(循環風)の各々の風量を算定する。具体的には、室外空気取入口11からの経路の圧力損失と、並列経路として加わった循環空気取入口16からの経路の圧力損失との合成圧力損失を検出し、予め入力されている給気送風機2の風量−静圧特性データに基づいて、給気風量に占める室外空気取入量Vと循環風量Qrとを算定する。
The supply air volume detection means 33 includes at least a sensor such as a pressure sensor capable of detecting a change in the air volume of the ventilation path whose ventilation cross-sectional area is adjusted by the damper opening / closing adjustment means 6. Based on the detection value of the sensor, the supply air volume detection means 33 detects the increase in the supply air volume due to the operation of the damper opening / closing adjustment means 6 from the fully closed state to the open side. The air volume of each of the outdoor air and the indoor air (circulating wind) in the supply air volume after the operation is calculated. Specifically, the combined pressure loss of the pressure loss of the path from the
そして、換気装置制御手段30は、給気風量検出手段33が検出した室外空気取入量V、循環風量Qrの算定値、並びに汚染物質捕集効率算定値の各々の算定値から、下式により有効換気換算量Vqを算出する。
有効換気換算量Vq=循環風量Qr×汚染物質捕集効率+室外空気取入量V
なお、汚染物質捕集効率を算出する式については上述の通りである。
The ventilator control means 30 then calculates from the calculated values of the outdoor air intake volume V, the circulating air volume Qr, and the pollutant collection efficiency calculated value detected by the supply air volume detecting means 33 according to the following formula. The effective ventilation conversion amount Vq is calculated.
Effective ventilation equivalent Vq = Circulating air volume Qr x Pollutant collection efficiency + Outdoor air intake V
The formula for calculating the contaminant collection efficiency is as described above.
この有効換気換算量Vqは、室内空気清浄フィルター7より汚染物質が捕集されて換気装置1に取り込まれる循環風RA2を、室外空気導入とみなして計算しているものであり、換気装置1としては、有効換気換算量Vqが換気装置制御手段30により設定された換気量以上であることが必要となる。
This effective ventilation conversion amount Vq is calculated by regarding the circulating air RA2 that is collected by the indoor
そこで、換気装置制御手段30は、ダンパー開閉調節手段6を制御して循環風RA2の通気断面積を調節する。そして、ダンパー開閉調節手段6により通気断面積が調節される都度、給気風量検出手段33は、ダンパー開閉調節手段6の動作による風量の変化から、給気に占める室外空気OAと室内空気(循環風RA2)の各々の風量を算定し、また、前記のように汚染物質捕集効率を算定する。これらから算定される有効換気換算量Vqが、換気装置制御手段30によって設定された換気量設定値を上回るよう、ダンパー開閉調節手段6により循環風RA2の通気断面積を調節する。 Therefore, the ventilation device control means 30 controls the damper opening / closing adjustment means 6 to adjust the ventilation cross-sectional area of the circulating wind RA2. Each time the ventilation cross-sectional area is adjusted by the damper opening / closing adjustment means 6, the supply air volume detection means 33 detects the outdoor air OA and the indoor air (circulation) from the change in the air volume caused by the operation of the damper opening / closing adjustment means 6. The air volume of each of the winds RA2) is calculated, and the pollutant collection efficiency is calculated as described above. The ventilation cross-sectional area of the circulation wind RA2 is adjusted by the damper opening / closing adjustment means 6 so that the effective ventilation conversion amount Vq calculated from these exceeds the ventilation amount setting value set by the ventilation device control means 30.
また、ダンパー開閉調節手段6の開度を最大としたとき(循環風RA2の通気断面積を最大としたとき)に、換気装置制御手段30の換気量設定値に対し有効換気換算量Vqが所定値以上超えている場合(すなわち、換気量設定値に対して有効換気換算量Vqが大きすぎる場合)には、給気風量設定手段31は、換気量設定値に対して有効換気換算量Vqが所定範囲内となるよう給気風量を調整する。具体的には、給気風量設定手段31は、給気風量を段階的に下方修正して設定し、給気送風機制御手段32は、給気風量検出手段33による検出値が設定された給気風量となるように、給気送風機2の送風能力を調整する。そして、その都度、換気装置制御手段30が有効換気換算量Vqを算出し、換気量設定値に対して有効換気換算量Vqが所定範囲内となっているかを判断する。このような制御動作を、換気量設定値に対して有効換気換算量Vqが所定範囲内となるまで繰り返す。このように、給気送風機2の送風能力を制御して給気風量を調整することで、有効換気換算量Vqを所定範囲内に収める。
Further, when the opening degree of the damper opening / closing adjustment means 6 is maximized (when the ventilation cross-sectional area of the circulating wind RA2 is maximized), the effective ventilation conversion amount Vq is predetermined with respect to the ventilation amount setting value of the ventilation device control means 30. When the value exceeds the value (that is, when the effective ventilation conversion amount Vq is too large with respect to the ventilation amount setting value), the supply air volume setting means 31 has an effective ventilation conversion amount Vq with respect to the ventilation amount setting value. The supply air volume is adjusted to be within a predetermined range. Specifically, the supply air volume setting means 31 corrects and sets the supply air volume in a stepwise manner, and the supply air blower control means 32 sets the detection value set by the supply air volume detection means 33. The air blowing capacity of the
上記のようにして給気風量が調整された後、排気風量設定手段34は、給気風量と排気風量とが同量に近づくよう、排気風量検出手段36、排気送風機制御手段35を用いて排気送風機3の送風能力を調整する。
After the supply air volume is adjusted as described above, the exhaust air
前述のように、室外空気取入口11及び排気口15は、室外空間と連通し、循環空気取入口16は、建物の室内上層部空間61aと連通している。したがって、当該換気装置1及び換気システムSは、建物の上層部の室内空気を吸い込んで室内空気清浄フィルター7で室内汚染の基となる揮発性有機化合物を吸着又は除去した後、揮発性有機化合物が除かれた循環風RA2と室外空気OAとを給気送風機2により混合して、給気口12から室内61に給気SAとして供給する。そして、前記の通り、このときの室外空気給気量と室内空気排気量は、略同量となるように制御されるため、住宅の各部位に存在する建物隙間からの空気の漏入、漏出は抑制される。
As described above, the
以上説明した構成において、換気装置1の動作を説明する。
図4は、実施の形態1に係る換気装置の制御フローチャートである。
With the configuration described above, the operation of the
FIG. 4 is a control flowchart of the ventilation device according to the first embodiment.
ステップS1において、換気装置制御手段30は、換気量設定手段41の設定に基づいて住宅気積における0.5回/時という全般換気回数に見合う換気量Qを設定し、この換気量Qが得られるよう熱交換モードで運転を開始する。 In step S1, the ventilator control means 30 sets a ventilation quantity Q corresponding to the general ventilation frequency of 0.5 times / hour in the house volume based on the setting of the ventilation quantity setting means 41, and this ventilation quantity Q is obtained. Start operation in heat exchange mode.
このとき、図4には記載していないが、前述のように、換気装置制御手段30が設定した換気量Q(換気量設定値)に基づき、給気風量設定手段31が給気風量を設定するとともに排気風量設定手段34が排気風量を設定する。そして、給気送風機2は、給気風量設定手段31により設定された給気風量に基づいて、0.5回/時の換気量に見合う所定の風量で運転する。また、排気送風機3は、排気風量設定手段34により設定された排気風量に基づいて、0.5回/時に見合う所定の風量で運転する。
At this time, although not shown in FIG. 4, as described above, the supply air volume setting unit 31 sets the supply air volume based on the ventilation volume Q (the ventilation volume setting value) set by the ventilation
ステップS2において、室外温度センサー21の検出温度(図4中、OAと記載。以下同様。)が16℃以下か否かを判定し、16℃以下であれば(S2;Yes)、ステップS3において室内温度センサー22の検出温度(図4中、RAと記載。以下同様。)が室外温度センサー21の検出温度より4℃以上高いか否かを判定し、4℃以上高ければ(S3;Yes)、冬期の環境条件であると判断する。そして、ステップS4において、換気装置制御手段30は、換気量Qを、0.5回/時の換気量から0.3回/時に見合う換気量へと設定の変更を行う。
In step S2, it is determined whether or not the detected temperature of the outdoor temperature sensor 21 (described as OA in FIG. 4; the same applies hereinafter) is 16 ° C. or lower. If it is 16 ° C. or lower (S2; Yes), in step S3 It is determined whether or not the detected temperature of the indoor temperature sensor 22 (indicated as RA in FIG. 4; the same applies hereinafter) is 4 ° C. or higher than the detected temperature of the
また、ステップS2において、室外温度センサー21の検出温度が16℃を超えていると判定すると(S2;No)、ステップS5において、室外温度センサー21の検出温度が24℃以下か否かを判定し、24℃以下であれば(S5;Yes)、ステップS6において、室内温度センサー22の検出温度と室外温度センサー21の検出温度の温度差が2℃以下か否かを判定し、温度差が2℃以下であれば(S6;Yes)、中間期で空調負荷が小さい温熱環境条件であると判断する。そして、ステップS7において、換気量は変えず0.5回/時のまま、バイパスモードでの換気運転に運転モードを変更する。
If it is determined in step S2 that the detected temperature of the
また、ステップS6において、室内温度センサー22の検出温度と室外温度センサー21の検出温度との温度差が2℃を超えていると判定した場合は(S6;No)、ステップS8において、ステップS1と同じ0.5回/時の換気量で熱交換モードの設定のまま換気運転を続ける。
If it is determined in step S6 that the temperature difference between the detected temperature of the
また、ステップS5において、室外温度センサー21の検出温度が24℃を超えていると判定したときは(S5;No)、ステップS9において、室外温度センサー21の検出温度が28℃以下か否かを判定し、28℃以下であれば(S9;Yes)、夏期で空調負荷が小さい温熱環境条件と判断する。そして、ステップS7において、換気量は変えず0.5回/時のまま、バイパスモードでの換気運転に運転モードを変更する。
If it is determined in step S5 that the detected temperature of the
また、前記ステップS9において、室外温度センサー21の検出温度が28℃を超えていると判定したときは(S9;No)、ステップS10において、室内温度センサー22の検出温度が室外温度センサー21の検出温度以上の高温か否かを判定し、高温であれば(S10;Yes)、夏期の排熱を要する温熱環境条件と判断する。そして、ステップS11に移行して、換気量を1.0回/時に変更してバイパスモードでの換気運転に運転モードを変更する。
If it is determined in step S9 that the detected temperature of the
また、ステップS3において室内温度センサー22の検出温度が室外温度センサー21の検出温度より4℃以上高いか否かを判定し、温度差が4℃未満のときは(S3;No)、冬期の自然換気が期待できない温熱環境条件と判断する。そして、ステップS8に移行して、ステップS1と同様に0.5回/時の換気量で熱交換モードの設定のままとする。
In step S3, it is determined whether or not the detected temperature of the
また、ステップS10において、室内温度センサー22の検出温度が室外温度センサー21の検出温度以上の高温か否かを判定し、高温でなければ(S10;No)、夏期の冷房負荷が生じている温熱環境条件であると判断する。そして、ステップS8に移行して、ステップS1と同様に0.5回/時の換気量で熱交換モードの設定のままとする。
In step S10, it is determined whether or not the detected temperature of the
前記ステップS4、ステップS7及びステップS8の後、ステップS12に移行する。ステップS12では、ステップS1で設定された運転条件が変更されたか否かを判断する。具体的には、運転モードが熱交換モードからバイパスモードへ変更された場合、換気量が0.5回/時から変更された場合、のいずれかに該当するか否かを判断する。
運転条件が変更されていないときには(S12;No)、ステップS26に進み、その運転状態を所定時間(図4の例では1時間)継続する。
運転条件が変更されたときは(S12;Yes)、ステップS13において、前述のように換気装置制御手段30により設定された換気量Qに基づいて、給気風量設定手段31が給気風量Qsを設定する。そして、この給気風量Qsが得られるように、給気風量検出手段33の検出値に基づいて給気送風機制御手段32が給気送風機2の運転を制御する。ステップS13にて設定される給気風量Qsは、室外から取り込まれる室外空気取入量である。
After step S4, step S7 and step S8, the process proceeds to step S12. In step S12, it is determined whether or not the operating conditions set in step S1 have been changed. Specifically, it is determined whether the operation mode is changed from the heat exchange mode to the bypass mode or the ventilation amount is changed from 0.5 times / hour.
When the operating conditions are not changed (S12; No), the process proceeds to step S26, and the operating state is continued for a predetermined time (1 hour in the example of FIG. 4).
When the operating condition is changed (S12; Yes), in step S13, based on the ventilation amount Q set by the ventilation
続けて、ステップS14において、排気風量設定手段34は、ステップS13にて設定・調整された給気風量Qsと同量となるように排気風量Qeを設定する。そして、この排気風量Qeが得られるように、排気風量検出手段36の検出値に基づいて排気送風機制御手段35が排気送風機3の運転を制御する。
Subsequently, in step S14, the exhaust air volume setting means 34 sets the exhaust air volume Qe so as to be the same amount as the supply air volume Qs set and adjusted in step S13. Then, the exhaust blower control means 35 controls the operation of the
このように、換気システムSが設置された建物の環境条件が、冬期の環境条件であると判断した場合や、中間期で空調負荷が小さい温熱環境であると判断した場合には、換気量Qに応じた給気風量Qsが得られるよう給気送風機2を先行して動作させる(ステップS13参照)。そして、この給気送風機2の給気量(室外空気取入量)と同量の排気風量Qeが得られるように、排気送風機3を動作させるようにしている(ステップS14参照)。このように、給気送風機2を先行して動作させる給気先行運転によって、新鮮な室外空気を室内61により確実に供給することができる。
As described above, when it is determined that the environmental condition of the building where the ventilation system S is installed is an environmental condition in winter, or when it is determined that the thermal environment has a small air conditioning load in the intermediate period, the ventilation amount Q The
続けて、ステップS15において、循環併用設定手段42により循環併用運転が選択されたか否かを判定する。
循環併用運転が選択されていない場合には(S15;No)、ステップS26に進み、その運転状態を所定時間(図4の例では1時間)継続する。
循環併用運転が選択されている場合は(S15;Yes)、循環併用運転を開始する。まず、ステップS16において、ダンパー開閉調節手段6を全開状態として、循環風RA2の通気断面積を最大の面積とする。
Subsequently, in step S15, it is determined whether or not the combined circulation operation is selected by the combined circulation setting means 42.
If the circulation combined operation is not selected (S15; No), the process proceeds to step S26, and the operation state is continued for a predetermined time (1 hour in the example of FIG. 4).
When the circulation combined operation is selected (S15; Yes), the circulation combined operation is started. First, in step S16, the damper opening / closing adjustment means 6 is fully opened, and the ventilation cross-sectional area of the circulating wind RA2 is set to the maximum area.
続けて、ステップS17において、給気風量検出手段33は、ダンパー開閉調節手段6により通気断面積が調節される通風路の、ダンパー開閉調節手段6が全開状態となったことに伴う風量変化を検出し、給気側の圧力損失Poa、及び循環側の圧力損失Prsを推算する。次に、ステップS18において、給気風量検出手段33は、ステップS17で推算した給気側圧力損失Poa及び循環側圧力損失Prsに基づいて、前述のようにして室外空気取入量V及び循環風量Qrを算出する。
Subsequently, in step S17, the supply air volume detection means 33 detects a change in the air volume associated with the damper opening / closing adjustment means 6 being fully opened in the ventilation path whose ventilation cross-sectional area is adjusted by the damper opening / closing adjustment means 6. Then, the pressure loss Poa on the supply side and the pressure loss Prs on the circulation side are estimated. Next, in step S18, the supply air
次に、ステップS19において、フィルター上流濃度検出手段8aにより汚染物質濃度(フィルター上流濃度C)を検出するとともに、フィルター下流濃度検出手段8bにより汚染物質濃度(フィルター下流濃度Cp)を検出し、これらの値から、前述のようにして室内空気清浄フィルター7による汚染物質捕集効率を算定する。
Next, in step S19, the filter
次に、ステップS20において、換気装置制御手段30は、ステップS18及びステップS19で算出した、室外空気取入量V及び循環風量Qr並びに汚染物質捕集効率に基づいて、前述のようにして有効換気換算量Vqを算出する。 Next, in step S20, the ventilator control means 30 performs effective ventilation as described above based on the outdoor air intake amount V, the circulating air volume Qr, and the pollutant collection efficiency calculated in steps S18 and S19. A conversion amount Vq is calculated.
次に、ステップS21において、有効換気換算量VqがステップS13で設定された給気風量Qs(換気装置制御手段30により設定された換気量Qに等しい)に対し、許容範囲内であるかを判定する。図4に示す例では、「給気風量Qs≦有効換気換算量Vq≦給気風量Qs*1.1」を有効換気換算量Vqの許容範囲値としているが、この数値は一例である。そして、有効換気換算量Vqが、許容範囲内の水準であれば(S21;Yes)、ステップS22において、ステップS18で算出された室外空気取入量Vと同量になるように、排気風量設定手段34が排気風量Qeを設定する。そして、排気風量設定手段34により設定された排気風量Qeが得られるよう、排気風量検出手段36、排気送風機制御手段35により、排気送風機3を所定の風量で運転する。
Next, in step S21, it is determined whether the effective ventilation conversion amount Vq is within an allowable range with respect to the supply air volume Qs set in step S13 (equal to the ventilation volume Q set by the ventilator control means 30). To do. In the example shown in FIG. 4, “the supply air volume Qs ≦ the effective ventilation conversion amount Vq ≦ the supply air volume Qs * 1.1” is set as the allowable range value of the effective ventilation conversion amount Vq, but this numerical value is an example. If the effective ventilation conversion amount Vq is within the allowable range (S21; Yes), in step S22, the exhaust air volume is set so as to be the same amount as the outdoor air intake amount V calculated in step S18. The means 34 sets the exhaust air volume Qe. Then, the
また、ステップS21において有効換気換算量VqがステップS13で設定された給気風量Qsに対して許容範囲外である場合には(S21;No)、ステップS23において、ステップS20で算出した有効換気換算量Vqと、ステップS13で設定された給気風量Qs(換気装置制御手段30により設定された換気量Qに等しい)との大小関係を判定する。そして、有効換気換算量Vqよりも給気風量Qsが大であれば(S23;Yes)、ステップS24において、ダンパー開閉調節手段6により循環風RA2の通気断面積を1段階小さくし、ステップS17に移行する。 When the effective ventilation conversion amount Vq is outside the allowable range with respect to the supply air volume Qs set in step S13 in step S21 (S21; No), the effective ventilation conversion calculated in step S20 in step S23. The magnitude relationship between the amount Vq and the supply air amount Qs set in step S13 (equal to the ventilation amount Q set by the ventilator control means 30) is determined. If the supply air amount Qs is larger than the effective ventilation conversion amount Vq (S23; Yes), in step S24, the ventilation cross-sectional area of the circulating air RA2 is decreased by one step by the damper opening / closing adjustment means 6, and the process proceeds to step S17. Transition.
ここで、ステップS17においては、前記同様にダンパー開閉調節手段6により通気断面積が調節される通風路の上流側と下流側の風量変化を検出し、給気側の圧力損失Poa、及び循環側の圧力損失Prsを推算する。すなわち、ステップS24にてダンパー開閉調節手段6により通気断面積が1段階小さくなった状態で、再び給気側の圧力損失Poa、及び循環側の圧力損失Prsを推算するのである。ステップS18以降の動作は、前述の通りである。 Here, in step S17, the change in the air volume on the upstream side and the downstream side of the ventilation path in which the ventilation cross-sectional area is adjusted by the damper opening / closing adjustment means 6 is detected in the same manner as described above, the pressure loss Poa on the supply side, and the circulation side The pressure loss Prs is estimated. That is, in step S24, the pressure loss Poa on the supply side and the pressure loss Prs on the circulation side are estimated again in a state where the ventilation cross-sectional area is reduced by one step by the damper opening / closing adjustment means 6. The operation after step S18 is as described above.
また、ステップS23において、ステップS20で算出した有効換気換算量VqがS14で設定された給気風量Qs以上である場合には(S23;No)、ステップS25において、給気送風機制御手段32により、給気送風機2の速度ノッチを1段階下げて、室外空気取入量V及び循環風量Qrをその割合を変えずに減少させ、ステップS18に移行する。
In step S23, when the effective ventilation conversion amount Vq calculated in step S20 is equal to or larger than the supply air volume Qs set in S14 (S23; No), in step S25, the supply air blower control means 32 The speed notch of the
ステップS25に続いて実行するステップS18においては、給気送風機2の速度ノッチが1段階下げられたことに伴う室外空気取入量V及び循環風量Qrを算出することとなる。ステップS19以降の動作は、前述の通りである。
In step S18 executed subsequent to step S25, the outdoor air intake amount V and the circulating air amount Qr when the speed notch of the
そして、ステップS26においては、これ以前のステップでの運転状態を所定時間(図4の例では1時間)継続した後、前記ステップS2に移行して、以上で説明したステップを繰り返し実行する。所定時間おきにステップS2に戻って環境条件の判断を行うことで、時々刻々と変化しうる建物の環境に応じた換気運転が可能となる。 In step S26, after the operation state in the previous step is continued for a predetermined time (1 hour in the example of FIG. 4), the process proceeds to step S2, and the steps described above are repeatedly executed. By returning to step S2 every predetermined time and determining the environmental conditions, ventilation operation according to the environment of the building that can change from moment to moment becomes possible.
また、ステップS27においては、1.0回/時の換気量に対応する排気風量Qeを排気風量設定手段34が設定し、当該排気風量Qeが得られるように排気風量検出手段36、排気送風機制御手段35により排気送風機3を運転する。このとき、バイパス切替手段5によってバイパス経路R3が選択され、バイパス経路R3にて排気が行われる。
さらに、このステップS27において、給気風量設定手段31は、排気風量Qeと同量の給気風量Qsを設定し、当該給気風量Qsが得られるように、給気風量検出手段33、給気送風機制御手段32により給気送風機2を運転する。その後は、前述のステップS26に移行する。
In step S27, the exhaust air volume setting means 34 sets the exhaust air volume Qe corresponding to the ventilation volume of 1.0 times / hour, and the exhaust air volume detection means 36 and the exhaust blower control so that the exhaust air volume Qe can be obtained. The
Further, in step S27, the supply air volume setting means 31 sets the supply air volume Qs equal to the exhaust air volume Qe, and the supply air volume detection means 33, the supply air air so as to obtain the supply air volume Qs. The
このように、換気システムSが設置された建物の環境条件が、夏期の排熱を要する温熱環境であると判断した場合には、バイパスモードで運転するとともに、換気量Qに応じた排気風量Qeが得られるよう排気送風機3を先行して動作させる(ステップS27参照)。そして、この排気送風機3の排気量と同量の給気風量Qs(室外空気取入量)が得られるように、給気送風機2を動作させるようにしている(ステップS27参照)。このように、排気送風機3を先行して動作させる排気先行運転により、排気を優先した換気運転が実現され、効率的に排熱を行うことができる。また、バイパスモードにおいて排気経路となるバイパス経路R3は、熱交換経路R2に対して圧力損失が低いため、従来であれば給気風量と排気風量のアンバランスにより建物の隙間からの漏気が生じて換気効率が低下するおそれがあった。しかし、本実施の形態1においては、排気風量Qeに応じて給気風量Qsを調節するようにしているので、排気風量と給気風量のバランスが適正に保たれ、建物の隙間からの漏気を抑制することができる。このため、建物の排熱効果を高めることができる。なお、バイパス経路R3への空気の取入口である室内空気取入口14を、建物の室内上層部空間61aに連通させるようダクト50を接続してもよい。このようにすることで、夏期において建物の室内上層部空間61aにこもりやすい熱気をバイパス経路R3から室外62へと排出することができるので、建物内の熱気を効率よく排出することができる。
As described above, when it is determined that the environmental condition of the building in which the ventilation system S is installed is a thermal environment that requires exhaust heat in summer, the engine is operated in the bypass mode and the exhaust air volume Qe according to the ventilation volume Q. The
なお、ステップS26の継続運転中に、換気量設定手段41、循環併用設定手段42により換気風量、運転モードが変更された場合は、割り込み処理により、適宜所定のステップからフローチャートを再スタートさせる。
In addition, when the ventilation air volume and the operation mode are changed by the ventilation
また、図4で示した数値はあくまでも一例であり、この換気装置1及び換気システムSが設置される環境(寒冷地、温暖地など)や、建物の用途等の条件に応じて適宜数値を変更することが可能である。
Moreover, the numerical value shown in FIG. 4 is an example to the last, and a numerical value is suitably changed according to conditions, such as the environment (cold region, warm region, etc.) where this
以上説明したように、本実施の形態に係る換気装置1では、室外温度センサー21の検出温度と室内温度センサー22の検出温度に基づいて、換気装置1が設置された建物の環境条件を判断するようにした。そして、この環境条件に基づいて、給気先行運転か排気先行運転のいずれかを実行するようにした。例えば冬期の環境条件や、中間期で空調負荷が小さい温熱環境条件である場合には、給気先行運転を行うことで、新鮮な室外空気を室内61により確実に供給することができる。また、例えば夏期の排熱を要する温熱環境条件の場合には、排気先行運転を行うことで、効率的に排熱を行うことができるため、空調負荷を低減することができる。
As described above, in the
また、室外温度センサー21の検出温度と室内温度センサー22の検出温度、及びこれらの温度差に基づいて判断した環境条件に基づいて、熱交換モードとバイパスモードで運転モードを切り替えるようにした。また、この環境条件に基づいて、目標となる換気量を設定するようにした。このため、室内空気環境を適正に保ちつつ、換気による消費電力や空調負荷を低減する省エネルギー効果を得ることができる。
The operation mode is switched between the heat exchange mode and the bypass mode based on the detected temperature of the
以上のように、本発明に係る換気装置は、住宅からの排気と住宅内への給気を常時(24時間)機能させる全般換気の省エネの手段としての室内空気と室外空気との間で熱交換させながら換気を行う熱交換換気において、空調負荷などを軽減する手法や必要換気量を過不足なく制御して換気による消費電力、空調負荷を低減する換気装置、換気システムに有用である。 As described above, the ventilator according to the present invention heats between indoor air and outdoor air as energy-saving means for general ventilation that allows the exhaust from the house and the supply of air into the house to function at all times (24 hours). In heat exchange ventilation in which ventilation is performed while exchanging, the method is useful for a method for reducing the air conditioning load and the like, and a ventilation device and a ventilation system for controlling the necessary ventilation amount without excess and deficiency to reduce the power consumption by ventilation and the air conditioning load.
1 換気装置、2 給気送風機、2a 吸込口、3 排気送風機、4 熱交換器、5 バイパス切替手段、6 ダンパー開閉調節手段、7 室内空気清浄フィルター、8a フィルター上流濃度検出手段、8b フィルター下流濃度検出手段、10 本体ケース、11 室外空気取入口、12 給気口、13 室内空気取入口、14 室内空気取入口、15 排気口、16 循環空気取入口、17 室内空気取入風路、18 温度センサー開口部、19 共通部、21 室外温度センサー、22 室内温度センサー、30 換気装置制御手段、31 給気風量設定手段、32 給気送風機制御手段、33 給気風量検出手段、34 排気風量設定手段、35 排気送風機制御手段、36 排気風量検出手段、37 バイパス換気設定手段、38 汚染物質捕集効率算定手段、41 換気量設定手段、42 循環併用設定手段、50 ダクト、61 室内、61a 室内上層部空間、62 室外、EA 排気、OA 室外空気、RA1 室内空気、RA2 循環風、RA3 室内空気、SA 給気、R1 通風路、R2 熱交換経路、R3 バイパス経路。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
室外への排気流を形成する排気送風機と、
前記給気送風機と連通する室外空気取入口、及び給気口、並びに前記排気送風機と連通する熱交換用室内空気取入口、バイパス用室内空気取入口、及び排気口が形成され、前記給気送風機及び前記排気送風機を収容する本体ケースと、
前記熱交換用室内空気取入口と前記排気口とを接続し、前記排気流と前記給気流とを熱交換させる熱交換器を備えた熱交換経路と、
前記バイパス用室内空気取入口と前記排気口とを接続し、前記熱交換器を迂回するバイパス経路と、
前記熱交換経路と前記バイパス経路の一方を開放して他方を閉じる経路切替手段と、
前記室外空気取入口を通過する空気の温度を検出する室外空気温度検出手段と、
前記熱交換用室内空気取入口又は前記バイパス用室内空気取入口から前記本体ケース内に入る空気の温度を検出する室内空気温度検出手段と、
前記給気送風機の駆動により前記室外空気取入口から前記本体ケース内に取り入れられる室外空気取入量を検出する給気風量検出手段と、
前記排気送風機の駆動により前記排気口から排気される排気風量を検出する排気風量検出手段と、
換気装置制御手段とを備え、
前記換気装置制御手段は、
前記室外空気温度検出手段の検出値、及び前記室内空気温度検出手段の検出値に基づいて判定した環境条件に応じて、
前記熱交換経路を開放する熱交換モードと前記バイパス経路を開放するバイパスモードとの切り替え、及び、
換気量の目標値である換気量設定値が得られるよう前記給気送風機を先行して駆動制御し、前記給気風量検出手段により検出された前記室外空気取入量に応じて前記排気送風機を駆動制御する給気先行運転と、前記換気量設定値が得られるよう前記排気送風機を先行して駆動制御し、前記排気風量検出手段により検出された前記排気風量に応じて前記給気送風機を駆動制御する排気先行運転との切り替えを行う
ことを特徴とする換気装置。 A supply air blower for forming a supply air flow to be supplied into the room;
An exhaust blower that forms an exhaust flow to the outside;
An outdoor air intake port and an air supply port communicating with the air supply blower, and a heat exchange indoor air intake port, a bypass indoor air intake port and an exhaust port communicating with the exhaust air blower are formed. And a main body case for housing the exhaust blower,
A heat exchange path comprising a heat exchanger that connects the indoor air intake for heat exchange and the exhaust outlet, and exchanges heat between the exhaust flow and the air supply flow;
A bypass path that connects the indoor air intake for bypass and the exhaust and bypasses the heat exchanger;
Path switching means for opening one of the heat exchange path and the bypass path and closing the other;
Outdoor air temperature detection means for detecting the temperature of air passing through the outdoor air intake;
Indoor air temperature detection means for detecting the temperature of air entering the main body case from the heat exchange indoor air intake or the bypass indoor air intake;
An air supply air volume detecting means for detecting an outdoor air intake amount taken into the main body case from the outdoor air intake port by driving the air supply blower;
An exhaust air volume detecting means for detecting an exhaust air volume exhausted from the exhaust port by driving the exhaust air fan;
Ventilator control means,
The ventilator control means includes
According to the detected value of the outdoor air temperature detecting means and the environmental condition determined based on the detected value of the indoor air temperature detecting means,
Switching between a heat exchange mode for opening the heat exchange path and a bypass mode for opening the bypass path, and
The air supply blower is driven and controlled in advance so as to obtain a ventilation amount set value that is a target value of the ventilation amount, and the exhaust air blower is controlled according to the outdoor air intake amount detected by the supply air amount detecting means. An air supply advance operation for driving control, and the exhaust air blower is driven and controlled in advance so as to obtain the ventilation amount set value, and the air supply air blower is driven according to the exhaust air amount detected by the exhaust air amount detecting means. A ventilator characterized by switching to the preceding exhaust operation to be controlled.
前記室内空気取入風路は、前記経路切替手段により前記熱交換経路と前記バイパス経路のいずれが開放されている場合であっても空気の流通が可能な共通部を有しており、
前記室内空気温度検出手段は、前記室内空気取入風路の前記共通部に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の換気装置。 An indoor air intake air passage connected to the main body case so as to communicate with both the indoor air intake for heat exchange and the indoor air intake for bypass;
The indoor air intake air path has a common part that allows air to flow even when either the heat exchange path or the bypass path is opened by the path switching means,
The ventilator according to claim 1, wherein the indoor air temperature detecting means is disposed in the common part of the indoor air intake air passage.
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の換気装置。 The ventilator control means sets the ventilation amount setting value based on a detection value of the outdoor air temperature detection means and a detection value of the indoor air temperature detection means. The ventilation device described.
設定された運転条件での運転を所定時間継続した後、前記室外空気温度検出手段の検出値及び前記室内空気温度検出手段の検出値に基づいて、前記熱交換モードと前記バイパスモードのいずれで運転するか、及び前記給気先行運転と前記排気先行運転のいずれで運転するかを、再設定する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の換気装置。 The ventilator control means includes
After continuing the operation under the set operating conditions for a predetermined time, the operation is performed in either the heat exchange mode or the bypass mode based on the detection value of the outdoor air temperature detection means and the detection value of the indoor air temperature detection means. The ventilator according to any one of claims 1 to 3, wherein it is set again whether to perform the air supply advance operation or the exhaust advance operation.
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の換気装置。 The ventilator according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure loss of the bypass path is configured to be lower than the pressure loss of the heat exchange path.
前記給気口は前記建物の室内に連通し、前記室外空気取入口と前記排気口は前記建物の室外に連通し、前記熱交換用室内空気取入口及び前記バイパス用室内空気取入口は前記建物の室内に連通するようにダクトが配設されている
ことを特徴とする換気システム。 The ventilator according to any one of claims 1 to 5, which is installed inside a building,
The air supply port communicates with the room of the building, the outdoor air intake and the exhaust port communicate with the outside of the building, and the heat exchange indoor air intake and the bypass indoor air intake are the building. A ventilation system characterized in that a duct is arranged to communicate with the interior of the room.
ことを特徴とする請求項6記載の換気システム。 The ventilation system according to claim 6, wherein the bypass indoor air inlet communicates with an indoor upper space of the building.
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