JP5538270B2 - 熱交換換気装置 - Google Patents

Description

この発明は、主に空調分野に利用される給気を行う送風機、二流体間での熱交換を行う熱交換換気装置において、外気の気候条件における高湿度とりわけ霧の吸い込みにおける不具合防止に関するものである。

給気タイプの換気扇における霧の吸い込みは、製品内部で霧の凝集や凝縮により水が発生するため、長時間霧を吸い込んだ場合、水を保持できなくなり機外流失をもたらし、特に天井埋込タイプの場合は天井を濡らすなどの不具合が発生することがあった。

このため、従来の換気扇においては、室外に設けられた湿度検出器で検出された外気湿度が、制御回路に予め記憶された所定値を上回った場合ファンを停止させ、霧の侵入を防止する技術が公開されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８−０１４６１１号公報

しかし、昨今の２４時間換気に対するニーズの高まりと共に、朝晩に多く発生する霧や高湿度空気を給気する可能性がより一層高まったことで、外気湿度にて運転・停止を判定する従来技術では、不必要に換気が停止されてしまうことが大きな課題となっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、霧や高湿度の外気を取り込む際に、換気停止となる期間を必要最小限に抑制することができる熱交換換気装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の熱交換換気装置においては、本体箱体に、給気用送風機、排気用送風機及び熱交換器を内蔵し、給気用送風機により室外側吸込口から室外空気を吸込み、熱交換器を通して室内側吹出口から室内に給気する給気風路、及び排気用送風機により室内側吸込口から室内空気を吸込み、熱交換器を通して室外側吹出口から室外に排気する排気風路が形成された熱交換換気装置において、給気風路に配設され室外空気の湿度を検出する室外湿度センサと、室外湿度センサの検知湿度により霧の有無を判定する霧侵入判定手段と、霧侵入判定手段にて霧の発生を検知した場合に、給気用送風機の間欠運転制御を行い、間欠運転制御における運転時間の割合を調整する運転割合調整手段と、を有することを特徴とする。

間欠運転制御における運転割合を調整することが可能となるため、室外湿度条件による換気運転の制限（特に霧や高湿度の空気の取り込み時の換気停止）を極力少なくし、換気をできるだけ維持させ、室内環境を快適な状態にすることが可能となる。

図１は、実施の形態に係る熱交換換気装置の断面図であり、（ａ）は熱交換換気の状態を示し、（ｂ）は普通換気の状態を示している。 図２は、実施の形態１に係る熱交換換気装置に備えられた駆動制御装置の構成図である。 図３は、実施の形態１に係る駆動制御装置の行う制御の手順を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態１に係る間欠運転制御における運転割合補正値テーブルを示す図である。 図５は、実施の形態２に係る駆動制御装置の行う制御の手順を示すフローチャートである。 図６は、実施の形態２に係る間欠運転制御における乾燥効果率テーブルを示す図である。 図７は、実施の形態２に係る間欠運転制御における保水許容率テーブルを示す図である。 図８は、実施の形態３に係る駆動制御装置の行う制御の手順を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態３に係る間欠運転制御における間欠周期および運転割合基準値設定テーブルを示す図である。

以下に、本発明にかかる熱交換換気装置の実施の形態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。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る熱交換換気装置の断面図であり、（ａ）は熱交換換気の状態を示し、（ｂ）は普通換気の状態を示している。図１において、熱交換換気装置１の概略箱状の本体箱体の内部に、給気風路１５と排気風路１６が形成されている。給気風路１５と排気風路１６とは、熱交換器２にて交差するように延びている。給気用送風機３は、給気風路１５内に配置され、室外側吸込口１３から熱交換器２を通り室内側吐出口１２へ空気を供給し（図中破線）、排気用送風機４は排気風路１６内に配置され、室内側吸込口１４から熱交換器２を通り室外側吐出口１１へ空気を供給する（図中一点鎖線）。

風路切換装置９が、熱交換器２の排気風路１６側の出口に開閉可能に設けられている。この風路切換装置９は、排気風路１６を通る空気が熱交換器２を通る（熱交換換気）か、熱交換器２を通らない（普通換気）かを切り換える。熱交換換気時は、室内空気と室外空気が熱交換器２によって熱交換され冷暖房負荷が軽減される。

また、給気風路１５の経路には、室外空気の湿度を検知する室外湿度センサ５と、室外空気の温度を検知する室外温度センサ６が配設されている。また、排気風路１６の経路には、室内空気の湿度を検知する室内湿度センサ７と、室内空気の温度を検知する室内温度センサ８が配設されている。上記各装置を駆動させるために駆動制御装置２１が備えられている。駆動制御装置２１には、熱交換換気装置１の操作をするリモコン１０が接続されている。

図２は、図１に示す熱交換換気装置１に装備された駆動制御装置２１の構成図である。駆動制御装置２１は、リモコン１０と通信を行っている。また、室外湿度センサ５、室外温度センサ６、室内湿度センサ７、室内温度センサ８にて室内外の湿度および温度を測定している。駆動制御装置２１は、内部に図示しないＣＰＵや不揮発性メモリを内蔵しており、リモコン１０からの信号入力に応じて予め定める記憶された制御プログラムに基づいて給気用送風機３、排気用送風機４、および風路切換装置９を動作させる。

次に、駆動制御装置２１による制御方法を図３のフローチャートを参照して説明する。なお、図３のフローチャートは実際には、上記制御プログラムとして記述されたものであり、所定のステップを構成する部分のプログラムとそれを実行するＣＰＵは、所定の機能を実行する手段を構成する。

図３において、熱交換換気装置１の運転が開始されると、まず、ステップＳ１で室外湿度センサ５、室外温度センサ６、室内湿度センサ７および室内温度センサ８の信号入力によって室外湿度、室外温度、室内湿度および室内温度が検出される。

次に、ステップＳ２で室外湿度（外気湿度）が予め設定された高湿度閾値（例えば９５％）以上であるかどうか判定し、もし閾値以上であれば霧有りと判定し（ステップＳ２でＹＥＳ）、熱交換器２の保水限界を超えた霧吸い込みを防止するための間欠運転制御に入る。ステップＳ２とこれを実行するＣＰＵは、室外湿度センサ５の検知湿度により霧の有無を判定する霧侵入判定手段を構成している。一方、これに続くステップＳ３からステップＳ７までと、これらステップを実行するＣＰＵは、間欠運転制御における運転時間の割合を調整する運転割合調整手段を構成している。

間欠運転制御では、まずステップＳ３で、図４に示す室外温度と室内温度との温度差、および室外湿度と室内湿度の湿度差により予め設定された運転割合補正値テーブルに基づき、運転割合補正値（Ｘ）を決定する。

例えば、室内湿度５０％、室外湿度９５％、室内温度１８℃、室外温度１０℃の場合、（室外湿度−室内湿度）の値が４５％、（室内温度−室外温度）の値が８℃となるので、運転割合補正値（Ｘ）は４％になる。

次に、ステップＳ４ａで前記運転割合補正値（Ｘ）、および運転割合基準値（Ｂ）に基づき、間欠運転制御における運転する時間の割合すなわち運転割合（Ｒｏｎ）と停止する時間の割合すなわち停止割合（Ｒｏｆｆ）を以下の式により決定する。

運転割合（Ｒｏｎ） （％）＝ 運転割合基準値（Ｂ）＋ 運転割合補正値（Ｘ）
停止割合（Ｒｏｆｆ）（％）＝ １００ − 運転割合（Ｒｏｎ）

例えば、運転割合基準値（Ｂ）は１０％、運転割合補正値（Ｘ）は前記例の４％であったとすると、
運転割合（Ｒｏｎ）は（１０％＋４％）で１４％、
停止割合（Ｒｏｆｆ）は（１００％−１４％）で８６％となる。

次に、ステップＳ５で前記運転割合（Ｒｏｎ）、停止割合（Ｒｏｆｆ）、および間欠周期（Ｃ）に基づき、間欠運転制御における運転時間（Ｔｏｎ）および停止時間（Ｔｏｆｆ）を以下の式により決定する。

運転時間（Ｔｏｎ） （分）＝ 間欠周期（Ｃ）× 運転割合（Ｒｏｎ）
停止時間（Ｔｏｆｆ）（分）＝ 間欠周期（Ｃ）× 停止割合（Ｒｏｆｆ）

例えば、間欠周期（Ｃ）は１００分、運転割合（Ｒｏｎ）は前記例の１４％、停止割合（Ｒｏｆｆ）は前記例８６％であったとすると、運転時間（Ｔｏｎ）は（１００分×１４％）で１４分、停止時間（Ｔｏｆｆ）は（１００分×８６％）で８６分となる。また、停止時間（Ｔｏｆｆ）は上記の式で算出したが、間欠周期（Ｃ）から運転時間（Ｔｏｎ）を減じて得ることもできる。

なお、運転時間（Ｔｏｎ）および停止時間（Ｔｏｆｆ）を算出する際、分単位以下の端数が計算結果として出ることがあるが、このような場合は端数部分を切り捨てる、または切り上げるようにしても良い。例えば、間欠周期（Ｃ）が９０分、運転割合（Ｒｏｎ）が前記例の１４％であったとすると、運転時間（Ｔｏｎ）は（９０分×１４％）で１２．６分となる。端数を切り捨てる場合、運転時間（Ｔｏｎ）は１２分、停止時間（Ｔｏｆｆ）は（９０分−１２分）で７８分となる。一方端数を切り上げる場合、運転時間（Ｔｏｎ）は１３分、停止時間（Ｔｏｆｆ）は（９０分−１３分）で７７分となる。

なお、運転割合基準値（Ｂ）は、霧を連続で吸い込んだ際に前記熱交換器２における保水限界へ達するまでの時間に直接効いてくる値である。すなわち、運転割合基準値（Ｂ）の値を大きくすると、１間欠周期内に霧を吸い込む時間が長くなり、保水限界に達するまでの時間が短くなるという関係がある。

そのため、運転割合基準値（Ｂ）を決めるに際しては、まず熱交換器２の保水限界に達するまでの時間を設定し、それに応じて運転割合基準値（Ｂ）を決定すればよい。例えば、霧が連続４８時間発生した場合でも水の機外流出等の不具合を起こさないようにするには、間欠周期（Ｃ）を１時間と設定した場合、保水限界に達するまでの時間が４８時間以上になるよう運転割合基準値（Ｂ）の値を調整する。また、本値は予め実機評価により求められるものである。

また、運転割合基準値（Ｂ）および運転割合補正値（Ｘ）の決定テーブルは実機評価を行った際の室外温度に左右される値であるため、図４に示した運転割合補正値（Ｘ）の決定テーブルを室外温度によって複数用意し、前記ステップＳ３においては、室外温度に応じて参照するテーブルを変更するようにしてもよい。

また、空気中に含有される水分量は温度が低い程少なくなる性質を利用して、複数のテーブルを用意するのではなく、室外温度に応じてテーブルデータに更なる補正を加えるようにしても良い。具体的には図４で示したテーブルデータが室外温度２５℃の環境で決定されたと仮定すると、室外温度が２０℃の場合はテーブルデータ全体を＋１嵩上げする、室外温度が１５℃の場合は＋２嵩上げする、室外温度が３０℃の場合は−１嵩下げする等の補正を行う。

また、運転割合基準値（Ｂ）および運転割合補正値（Ｘ）の決定テーブルは実機評価を行った際の風量にも左右される値であるため、図４に示した運転割合補正値（Ｘ）の決定テーブルを風量によって複数用意し、前記ステップＳ３においては、風量に応じて参照するテーブルを変更するようにしてもよい。

また、風量が小さい程換気量が少なくなる、つまり保水量が少なくなる性質を利用して複数のテーブルを用意するのではなく、風量に応じてテーブルデータに更なる補正を加えるようにしても良い。具体的には製品の風量ノッチが「強」、「中」、「弱」の３段階で切換可能で「中」ノッチは「強」ノッチの半分の換気量、「弱」ノッチは「強」ノッチの３分の１の換気量である場合、図４で示したテーブルデータが風量「強」の環境で得られたと仮定すると、風量が「中」の場合はテーブルデータを×２倍し、風量が「弱」の場合は×３倍する等の補正を行う。

また、図４に示した運転割合補正値（Ｘ）の決定テーブルにおける各テーブル値は予め実機評価により求めることが望ましいが全ての評価には時間を要するため、一部は実際に実機評価より求めた値から近似値を算出するようにしてもよい。

次に、ステップＳ６で間欠運転制御における前記運転時間（Ｔｏｎ）、および停止時間（Ｔｏｆｆ）に基づき、給気用送風機３および排気用送風機４を動作させる。給気用送風機３は、間欠運転制御されるので、まず停止時間（Ｔｏｆｆ）の間停止となり、停止時間（Ｔｏｆｆ）経過後に運転時間（Ｔｏｎ）の運転となる。一方、排気用送風機４は、連続運転となるので、間欠周期（Ｃ）の間運転となる。なお、風路切換装置９は、排気熱による熱交換器２の乾燥を促進するため、間欠運転制御時には必ず熱交換換気となるよう排気風路１６を切り換えることが望ましい。

次に、ステップＳ７で間欠運転制御経過時間と間欠周期（Ｃ）の比較から間欠運転制御完了判定を行う。間欠運転制御経過時間が間欠周期（Ｃ）未満の場合（ステップＳ７でＮＯ）は、間欠運転制御未完了と判定し引き続きステップＳ６を実施し、間欠運転制御経過時間が間欠周期（Ｃ）以上の場合（ステップＳ７でＹＥＳ）は、間欠運転制御完了と判定し間欠運転制御を終了し、ステップＳ１に戻ると同時に間欠運転制御経過時間をクリアする。

さて、ステップＳ２で外気湿度が予め設定された高湿度閾値（例えば９５％）未満であった場合は、霧の発生は無いと判定し（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ８にて給気用送風機３、排気用送風機４、および風路切換装置９の制御を行う（以下、霧が発生していない状態での運転を乾燥運転と称す）。

前記駆動制御装置２１は、乾燥運転時に給気用送風機３および排気用送風機４を連続運転とし、また風路切換装置９を熱交換換気装置１における温度交換効率を考慮して風路を自動で切り換える制御とするか、ユーザーのリモコン指示に従い風路を切り換える等して排気風路１６を切り換え、ステップＳ１に戻る。

なお、上記実施の形態では、ステップＳ３において図４に示す室外温度と室内温度との温度差、および室外湿度と室内湿度の湿度差により予め設定された運転割合補正値テーブルに基づき、運転割合補正値（Ｘ）を決定する例を示したが、前記室外温度センサ６および室内温度センサ８を備えていない構成とした場合は、図４における（室内温度−室外温度）を０℃として、運転割合補正値（Ｘ）を決定してもよい。これにより、室外温度センサ６または室内温度センサ８を搭載しない構成も可能となるため、装置コストが削減される。

また、上記実施の形態では、ステップＳ３において図４に示す室外温度と室内温度との温度差、および室外湿度と室内湿度の湿度差により予め設定された運転割合補正値テーブルに基づき、運転割合補正値（Ｘ）を決定する例を示したが、前記室外温度センサ６および室内湿度センサ７を備えていない構成とした場合は、室内湿度を標準的な値として５０％とみなし、図４における（室外湿度−室内湿度）を（４１〜６０％）とし、さらに図４におけるテーブルデータを決定した際の環境が室外温度２５℃であれば、室外温度を２５℃とみなして、運転割合補正値（Ｘ）を決定してもよい。これにより、室外温度センサ６および室内湿度センサ７を搭載しない構成も可能となるため、装置コストが削減される。

さらに、上記実施の形態では、ステップＳ３において図４に示す室外温度と室内温度との温度差、および室外湿度と室内湿度の湿度差により予め設定された運転割合補正値テーブルに基づき、運転割合補正値（Ｘ）を決定する例を示したが、前記室内湿度センサ７および室内温度センサ８を備えていない構成とした場合は、室内湿度を標準的な値として５０％とみなし、図４における（室外湿度−室内湿度）を（４１〜６０％）とし、さらに図４におけるテーブルデータを決定した際の環境が室内温度２０℃であれば、室内温度を２０℃とみなして、運転割合補正値（Ｘ）を決定してもよい。これにより、室内湿度センサ７および室内温度センサ８を搭載しない構成も可能となるため、装置コストが削減される。

さらにまた、上記実施の形態では、ステップＳ３において図４に示す室外温度と室内温度との温度差、および室外湿度と室内湿度の湿度差により予め設定された運転割合補正値テーブルに基づき、運転割合補正値（Ｘ）を決定する例を示したが、前記室内温度センサ８を備えていない構成とした場合は、図４におけるテーブルデータを決定した際の環境が室内温度２０℃であれば、室内温度を２０℃とみなして、運転割合補正値（Ｘ）を決定してもよい。これにより、室内温度センサ８を搭載しない構成も可能となるため、装置コストが削減される。

また、上記実施の形態では、ステップＳ３において図４に示す室外温度と室内温度との温度差、および室外湿度と室内湿度の湿度差により予め設定された運転割合補正値テーブルに基づき、運転割合補正値（Ｘ）を決定する例を示したが、前記室内湿度センサ７を備えていない構成とした場合は、室内湿度を標準的な値として５０％とみなし、図４における（室外湿度−室内湿度）を（４１〜６０％）として、運転割合補正値（Ｘ）を決定してもよい。これにより、室内湿度センサ７を搭載しない構成も可能となるため、装置コストが削減される。

さらに、上記実施の形態では、ステップＳ３において図４に示す室外温度と室内温度との温度差、および室外湿度と室内湿度の湿度差により予め設定された運転割合補正値テーブルに基づき、運転割合補正値（Ｘ）を決定する例を示したが、前記室外温度センサ６を備えていない構成とした場合は、図４におけるテーブルデータを決定した際の環境が室外温度２５℃であれば、室外温度を２５℃とみなして、運転割合補正値（Ｘ）を決定してもよい。これにより、室外温度センサ６を搭載しない構成も可能となるため、装置コストが削減される。

さらにまた、上記実施の形態では、室外温度センサ６または室内湿度センサ７または室内温度センサ８の少なくとも１つを搭載しない構成について示したが、全てのセンサを搭載した方がより精密に運転割合の調整が可能となるのは言うまでもない。

以上のように、上記実施の形態によれば、霧侵入判定手段（ステップＳ２）にて霧の発生を検知した場合には、給気用送風機３の間欠運転制御を行い、間欠運転制御における運転割合を、室外湿度センサ５および室内湿度センサ７の検知湿度、あるいは室外温度センサ６および室内温度センサ８の検知温度に基づき決定することで、間欠運転制御における運転割合を調整することが可能となるため、室外湿度条件による換気運転の制限（特に霧や高湿度の空気の取り込み時の換気停止）を極力少なくし、換気をできるだけ維持させ、室内環境を快適な状態にすることが可能となる。

また、上記実施の形態によれば、ステップＳ６において、間欠運転制御中の排気用送風機４は間欠周期（Ｃ）の間連続運転とする例を説明したが、給気用送風機３の停止時間（Ｔｏｆｆ）中は、排気用送風機４も停止とするようにしてもよい。これにより、排気用送風機４のみ運転した際に、室内が室外に対して負圧となる結果生じる自然給気による霧の吸い込みを抑制することが可能となる。

さらに、上記実施の形態によれば、ステップＳ６において、排気用送風機４、および給気用送風機３の風量ノッチについて特別な処理は行っていなかったが、例えば風量ノッチが「強」「中」「弱」の３段階ある場合に、ユーザーの要求風量が「強ノッチ」であっても制御ノッチを「中」「弱」に落とすことで霧の吸い込みを抑制することが可能となる。

さらにまた、上記実施の形態によれば、ステップＳ８における乾燥運転時の風路切換装置９の動作について、熱交換換気装置１における温度交換効率を考慮して風路を自動で切り換える制御とするか、ユーザーのリモコン指示に従い風路を切り換える等して排気風路１６を切り換える例を説明したが、一度霧を検知した後の乾燥運転においては、比較的乾燥した室内空気による熱交換器２の乾燥を促進するために、一定期間必ず熱交換換気となるよう排気風路１６を切り換えてもよい。これにより、長時間の霧の吸い込みによる水の機外流出のリスクを低減することが可能となる。

また、上記実施の形態によれば、ステップＳ８における乾燥運転時の前記排気用送風機４、および前記給気用送風機３の風量ノッチについて特別な処理は行っていなかったが、一度霧を検知した後の乾燥運転においては、比較的乾燥した室内空気による熱交換器２の乾燥を促進するために、例えば風量ノッチが「強」「中」「弱」の３段階ある場合には、ユーザーの要求風量が「弱ノッチ」であっても制御ノッチを「中」「強」へ上げることで積極的に熱交換器２を乾燥させるよう制御してもよい。これにより長時間の霧の吸い込みによる水の機外流出のリスクを低減することが可能となる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施例２について詳細に説明する。本実施の形態は実施の形態１の熱交換換気装置１と装置構成は同一となるが、駆動制御装置２１が行う制御方法が異なる。

まず、基準保水量(Ａ)、蓄積保水量（Ｎ）、最大保水量（Ｍ）、および保水許容率（Ｐ）を定義する。基準保水量（Ａ）は、熱交換器２が全く保水していない状態で、前記間欠周期（Ｃ）での間欠運転制御により熱交換器２が保水する量を示し、最大保水量（Ｍ）は、基準保水量（Ａ）を単位として、熱交換器２の保水限界量を表したものであり、予め評価により求めておく。蓄積保水量（Ｎ）は、基準保水量（Ａ）を単位として、ある時点で熱交換器２が保水している量を示し、保水許容率（Ｐ）は、ある時点で熱交換器２が保水可能な量を前記最大保水量（Ｍ）に対する割合で表したもので、以下の式により求められる。

保水許容率（Ｐ）＝｛最大保水量（Ｍ）−蓄積保水量（Ｎ）｝／最大保水量（Ｍ）

以下、本実施の形態の制御方法を図５のフローチャートを参照して説明する。なお、図５のフローチャートは実際には、制御プログラムとして記述されたものであり、所定のステップを構成する部分のプログラムとそれを実行するＣＰＵは、所定の機能を実行する手段を構成する。

図５において、熱交換換気装置１の運転が開始されると、まず、ステップＳ１で室外湿度センサ５、室外温度センサ６、室内湿度センサ７および室内温度センサ８の信号入力に応じて室外湿度、室外温度、室内湿度および室内温度が検出される。

次に、ステップＳ２で外気湿度が予め設定された高湿度閾値（例えば９５％）以上であるかどうか判定し、もし閾値以上であれば霧有りと判定し（ステップＳ２でＹＥＳ）、熱交換器２の保水限界を超えた霧吸い込みを防止するための間欠運転制御に入る。

間欠運転制御ではまずステップＳ３で、図４に示す予め設定された室外温度と室内温度との温度差、および室外湿度と室内湿度の湿度差による運転割合補正値テーブルに基づき、運転割合補正値（Ｘ）を決定する。

例えば、室内湿度５０％、室外湿度９５％、室内温度１８℃、室外温度１０℃の場合、（室外湿度−室内湿度）の値が４５％、（室内温度−室外温度）の値が８℃となるので、運転割合補正値（Ｘ）は４％になる。

次に、ステップＳ４ｂで前記運転割合補正値（Ｘ）、運転割合基準値（Ｂ）、および保水許容率（Ｐ）に基づき、間欠運転制御における運転割合（Ｒｏｎ）および停止割合（Ｒｏｆｆ）を以下の式により決定する。

運転割合（Ｒｏｎ） （％）＝｛運転割合基準値（Ｂ）＋運転割合補正値（Ｘ）｝
× 保水許容率（Ｐ）
停止割合（Ｒｏｆｆ）（％）＝ １００ − 運転割合（Ｒｏｎ）

例えば、運転割合基準値（Ｂ）は１０％、保水許容率（Ｐ）は０．５（５０％）、運転割合補正値（Ｘ）は前記例の４％であったとすると、運転割合（Ｒｏｎ）は（１０％＋４％）×０．５で７％、停止割合（Ｒｏｆｆ）は（１００％−７％）で９３％となる。

ここで、保水許容率（Ｐ）の乗算は、霧の発生が継続した場合に保水限界を超える霧の吸い込みを防止するために行われる。すなわち、保水許容率（Ｐ）の減少、言い換えると蓄積保水量（Ｎ）の増加に応じて運転割合を小さくすることで、霧の吸い込み量を減少させることが可能となる。前記例においては、保水許容率（Ｐ）が０．５（５０％）のため、全く保水していない場合、つまり保水許容率（Ｐ）が１．０（１００％）の時と比べ、霧の吸い込み量は５０％程度に抑制される。

また、蓄積保水量（Ｎ）が保水限界近くとなり、例えば保水許容率（Ｐ）が０．０１（残り１％）となった場合には、上記例における運転割合（Ｒｏｎ）は（１０％＋４％）×０．０１で０．１４％まで下がるため、実質停止となり霧の吸い込みを防止することが可能となる。

次に、ステップＳ５で前記運転割合（Ｒｏｎ）、停止割合（Ｒｏｆｆ）、および間欠周期（Ｃ）に基づき、間欠運転制御における運転時間（Ｔｏｎ）および停止時間（Ｔｏｆｆ）を以下の式により決定する。

運転時間（Ｔｏｎ） （分）＝ 間欠周期（Ｃ）× 運転割合（Ｒｏｎ）
停止時間（Ｔｏｆｆ）（分）＝ 間欠周期（Ｃ）× 停止割合（Ｒｏｆｆ）

例えば、間欠周期（Ｃ）は１００分、運転割合（Ｒｏｎ）は前記例の７％、停止割合（Ｒｏｆｆ）は前記例９３％であったとすると、運転時間（Ｔｏｎ）は（１００分×７％）で７分、停止時間（Ｔｏｆｆ）は（１００分×９３％）で９３分となる。

次に、ステップＳ６で間欠運転制御における前記運転時間（Ｔｏｎ）、および停止時間（Ｔｏｆｆ）に基づき、給気用送風機３および排気用送風機４を動作させる。給気用送風機３は間欠運転制御とするので、まず停止時間（Ｔｏｆｆ）の間停止となり、停止時間（Ｔｏｆｆ）経過後に運転時間（Ｔｏｎ）の間運転とする。一方、排気用送風機４は連続運転とするので、間欠周期（Ｃ）の間運転となる。また、風路切換装置９は排気熱による熱交換器２の乾燥を促進するため、間欠運転制御時には必ず熱交換換気となるよう排気風路１６を切り換える。

次に、ステップＳ７で間欠運転制御経過時間と間欠周期（Ｃ）の比較から間欠運転制御完了判定を行う。間欠運転制御経過時間が間欠周期（Ｃ）未満の場合（ステップＳ７でＮＯ）は、間欠運転制御未完了と判定し引き続きステップＳ６を実施し、間欠運転制御経過時間が間欠周期（Ｃ）以上の場合（ステップＳ７でＹＥＳ）は、間欠運転制御完了と判定し間欠運転制御を終了し、間欠運転制御時の蓄積保水量更新ステップ（ステップＳ９）に進むと同時に間欠運転制御経過時間をクリアする。

次に、ステップＳ９では蓄積保水量（Ｎ）の更新を行う。間欠運転制御時の蓄積保水量（Ｎ）は霧の吸い込みのため加算されることになり、加算前の蓄積保水量（Ｎ）、保水許容率（Ｐ）に基づき、以下の式により決定し蓄積保水量（Ｎ）の更新後、ステップＳ１に戻る。
蓄積保水量（Ｎ）＝ 蓄積保水量（Ｎ）＋｛１×保水許容率（Ｐ）｝
なお、ステップＳ９とこれを実行するＣＰＵは、熱交換器２の蓄積保水量を推定する蓄積保水量推定手段を構成している。

なお、製品出荷時の保水量は０であるため、蓄積保水量（Ｎ）の初期値は０となる。また、電源ＯＦＦ等により当該装置が停止する場合は、蓄積保水量（Ｎ）を図示しない記憶装置に記憶させ、電源ＯＮ時に記憶装置から読み出すようにすることが望ましい。

さて、ステップＳ２で外気湿度が予め設定された高湿度閾値（例えば９５％）未満であった場合は、霧の発生は無いと判定し（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ８にて乾燥運転を行う。（以下、霧が発生していない状態での運転を乾燥運転と称す）。

駆動制御装置２１は、乾燥運転時に給気用送風機３および排気用送風機４を連続運転とし、また風路切換装置９を熱交換換気装置１における温度交換効率を考慮して風路を自動で切り換える制御とするか、ユーザーのリモコン指示に従い風路を切り換える等して排気風路１６を切り換える。

次に、ステップＳ１０で乾燥運転経過時間と乾燥周期（Ｄ）の比較から蓄積保水量（Ｎ）の更新タイミングか否かを判定する。乾燥運転経過時間が乾燥周期（Ｄ）未満の場合（ステップＳ１０でＮＯ）は、蓄積保水量（Ｎ）の更新タイミングではないと判定しステップＳ１に戻り、乾燥運転経過時間が乾燥周期（Ｄ）以上の場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）は、蓄積保水量（Ｎ）の更新タイミングと判定し、乾燥効果率決定ステップ（ステップＳ１１）に進むと同時に乾燥運転経過時間をクリアする。ここで乾燥周期（Ｄ）は、室内外の温度を乾燥基準温度（例えば、１５℃）、および乾燥基準湿度（例えば、５０％）の条件で、給気用送風機３および排気用送風機４で連続運転を行った場合に、蓄積保水量が基準保水量（Ａ）分だけ減少するのに必要な時間であり、予め評価により求めておく。

次に、ステップＳ１１では乾燥運転時の乾燥効果率（Ｅ）を決定する。乾燥運転時は、霧の吸い込みがなく給気、および排気による熱交換器２の乾燥効果が支配的となる。乾燥効果率（Ｅ）は、給気による乾燥効果率（以下単に給気乾燥効果率と称す）、および排気による乾燥効果率（以下単に排気乾燥効果率と称す）の平均値として表す。ここで、前記給気乾燥効果率および排気乾燥効果率は、図６に示す室内外温度と室外温度（乾燥基準温度（例えば、１５℃））の温度差、および室内外湿度と乾燥基準湿度（例えば５０％）の湿度差により予め設定された乾燥効果率テーブルに基づき決定する。

例えば、室外湿度７５％、室外温度８℃、室内湿度３５％、室内温度１８℃、乾燥基準湿度５０％、乾燥基準温度１５℃、（室外湿度−乾燥基準湿度）の値が２５％、（室外温度−乾燥基準温度）の値が−７℃となるので、給気乾燥効果率は６０％、また（室内湿度−乾燥基準湿度）の値が−１５％、（室内温度−乾燥基準温度）の値が３℃となるので、排気乾燥効果率は１２０％となる。さらに、乾燥効果率（Ｅ）は前記給気乾燥効果率および排気乾燥効果率の平均値となるので９０％となる。

また、乾燥効果率（Ｅ）は実機評価を行った際の風量にも左右される値であるため、図６に示した乾燥効果率（Ｅ）の決定テーブルを風量によって複数用意し、前記ステップＳ１１においては、風量に応じて参照するテーブルを変更するようにしてもよい。また、風量が大きい程乾燥の効果が大きくなる性質を利用して、複数のテーブルを用意するのではなく、風量に応じてテーブルデータに更なる補正を加えるようにしても良い。具体的には製品の風量ノッチが「強」、「中」、「弱」の３段階で切換可能で「中」ノッチは「弱」ノッチの２倍の換気量、「強」ノッチは「弱」ノッチの３倍の換気量であるとした場合、図６で示したテーブルデータが風量「弱」の環境で得られたデータであると仮定すると、風量が「中」の場合はテーブルデータを２倍し、風量が「強」の場合は３倍する等の補正を行う。

ここで、図６に示したテーブル値は予め実機評価により求めることが望ましいが全ての評価には時間を要するため、一部は実際に実機評価より求めた値から近似値を算出するようにしてもよい。

次に、ステップＳ１２では蓄積保水量（Ｎ）の更新を行う。乾燥運転時の蓄積保水量（Ｎ）は減算されることになり、減算前の蓄積保水量（Ｎ）、乾燥効果率（Ｅ）に基づき、以下の式により決定し、蓄積保水量（Ｎ）の更新後、ステップＳ１に戻る。

蓄積保水量（Ｎ）＝ 蓄積保水量（Ｎ）−｛１ × 乾燥効果率（Ｅ）｝
なお、ステップＳ１１およびステップＳ１２とこれらを実行するＣＰＵは、熱交換器２の蓄積保水量を推定する蓄積保水量推定手段を構成している。

以上のように、本実施の形態によれば、熱交換器２の蓄積保水量を推定する蓄積保水量推定手段（ステップＳ９、Ｓ１１、Ｓ１２）を備え、間欠運転制御における運転割合を蓄積保水量に基づき決定することで、霧の発生が継続した場合でも蓄積保水量の増加に応じて、霧の吸い込み量を抑制することができ、さらに蓄積保水量が保水限界近くになった場合には、給気用送風機を実質停止とすることが可能となるため、霧の発生が長時間継続した場合でも、霧吸い込みによる水の機外流出を防止することが可能となる。

なお、上記実施の形態では、前記保水許容率（Ｐ）は１％単位以下の精度で計算させていたが、四捨五入することにより１％単位あるいは１０％単位となるように値を丸めてもよい。これにより、各種計算処理の処理負荷を低減させることができる。

また、上記実施の形態では、ステップＳ４ｂにおける運転割合の算出について、前記保水許容率（Ｐ）を乗算することで、保水許容率（Ｐ）の減少（言い換えると蓄積保水量（Ｎ）の増加）に応じて運転割合を小さくし、霧の吸い込み量を抑制する例を説明したが、図７に示す通り、前記保水許容率（Ｐ）が５０〜１００％までは、保水許容率（Ｐ）を１００％と読み替えるようにしてもよい。これにより、比較的短い間に発生する霧に対しては、前記運転割合を抑制せず換気を極力維持することが可能となる。一方、想定より長い間発生する霧、もしくは蓄積保水量（Ｎ）が多い（言い換えると乾燥運転が十分でない）状況で、再び霧が発生した場合には、保水許容率（Ｐ）を乗算することで霧の吸い込み量を抑制することが可能となる。

さらに、上記実施の形態では、ステップＳ６において、間欠運転制御中の前記排気用送風機４は間欠周期（Ｃ）の間連続運転とする例を説明したが、給気用送風機３の停止時間（Ｔｏｆｆ）中は、排気用送風機４も停止とするようにしてもよい。これにより、排気用送風機４のみ運転した際に、室内が室外に対して負圧となる結果生じる自然給気による霧の吸い込みを抑制することが可能となる。特に蓄積保水量（Ｎ）が保水限界、すなわち保水許容率（Ｐ）が０％となった場合には、自然給気を防止するために給気用送風機３の停止時間（Ｔｏｆｆ）中は、排気用送風機４も停止する方が望ましい。さらに、安全率も考慮して保水限界近く（例えば保水許容率（Ｐ）が１０％未満）となった場合も同様に自然給気を防止する目的で給気用送風機３の停止時間（Ｔｏｆｆ）中は、排気用送風機４も停止する方が望ましい。

さらにまた、上記実施の形態では、ステップＳ８における乾燥運転時の風路切換装置９の動作について、熱交換換気装置１における温度交換効率を考慮して風路を自動で切り換える制御とするか、ユーザーのリモコン指示に従い風路を切り換える等して排気風路１６を切り換える例を説明したが、保水許容率（Ｐ）が所定値（例えば５０％）以下となった場合は、排気熱による熱交換器２の乾燥を促進するために必ず熱交換換気となるよう排気風路１６を切り換えてもよい。これにより、保水許容率（Ｐ）の値から霧発生時の間欠運転制御において、運転割合が低下することを事前に予測し、霧の発生していない期間においても前もって熱交換器２の乾燥を促進することが可能となる。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３について詳細に説明する。本実施の形態は実施の形態１の熱交換換気装置１と装置構成は同一となるが、駆動制御装置２１が行う制御方法が異なる。駆動制御装置２１による制御方法を図８のフローチャートを参照して説明するが、実施の形態１と同一の制御ステップについては説明を省略する。

まず、霧検知時間（Ｔｋ）について説明する。霧検知時間（Ｔｋ）は霧が連続発生している時間を意味し、カウントは間欠運転制御時に行い（ステップＳ１４）、乾燥運転時にはカウント停止され、さらに乾燥運転時間が乾燥完了時間（Ｔｄ）に達した場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）に０クリアされる（ステップＳ１６）。ここで、乾燥完了時間（Ｔｄ）とは保水限界に達した熱交換器２を乾燥させるのに要する時間であり予め実機評価により求められるものである。また、乾燥完了時間（Ｔｄ）は室内外湿度、室内外温度、風量ノッチにより左右される値であるため、各状態に応じて値を設定しても良い。

次に、間欠運転制御において間欠周期（Ｃ）、運転割合基準値（Ｂ）を設定するステップＳ１３について説明する。実施の形態１においては間欠周期（Ｃ）および運転割合基準値（Ｂ）を固定値としていたが、本実施の形態においては前記霧検知時間（Ｔｋ）に応じて値を変更させる例を示すが、間欠周期（Ｃ）を固定として運転時間を調整するようにしても同様の効果が得られるのは言うまでもない。

例えば、図９に示すように、霧検知時間が３時間の場合、間欠周期（Ｃ）を５０分、運転割合基準値（Ｂ）を２０％とする。このとき、ステップＳ３にて決定される運転割合補正値が０であった場合、ステップＳ５にて算出される運転時間（Ｔｏｎ）は１０分、停止時間（Ｔｏｆｆ）は４０分となる。

以上のように、間欠制御における間欠周期（Ｃ）および、運転割合基準値（Ｂ）を霧検知時間（Ｔｋ）に応じて設定することで、比較的短い間に発生する霧に対しては、前記運転割合を抑制せず換気を極力維持することが可能となる。一方、稀に発生する「長時間の霧」に対しては、霧検知時間の増加に従い停止時間を段階的に長くすることで、霧吸い込みによる水の機外流出を防止することが可能となる。

なお、上記実施の形態では、ステップＳ１５にて霧検知時間（Ｔｋ）クリアの可否を判定し、ステップＳ１６で０クリアするようにしていたが、ステップＳ１６では０クリアではなく段階的に霧検知時間（Ｔｋ）を小さくするような処理にしてもよい。例えば乾燥運転時間が１時間になった時点（ステップＳ１５でＹＥＳ）で、霧検知時間（Ｔｋ）を１時間減少させる等である。これにより間欠運転制御から乾燥運転に一旦入った後、前記熱交換器２が完全に乾燥しきる前でも、霧検知時間（Ｔｋ）を適宜減少させているので、間欠運転制御に戻った場合でも、前記ステップＳ１３における間欠周期（Ｃ）及び運転割合基準値（Ｂ）の設定において、比較的運転割合が高くなる値が設定される。

また、上記の実施の形態では、室外温度センサ６または室内湿度センサ７または室内温度センサ８の有無について言及していないが、実施の形態１に示した通り、少なくとも１つを搭載しない構成としても同様の効果が得られ、また全てのセンサを搭載した方がより精密に運転割合の調整が可能となるのは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる熱交換換気装置は、湿度の高い地域の建物に設置する熱交換換気装置として有用である。

１ 熱交換換気装置
２ 熱交換器
３ 給気用送風機
４ 排気用送風機
５ 室外湿度センサ
６ 室外温度センサ
７ 室内湿度センサ
８ 室内温度センサ
９ 風路切換装置
１０ リモコン
１１ 室外側吐出口
１２ 室内側吐出口
１３ 室外側吸込口
１４ 室内側吸込口
１５ 給気風路
１６ 排気風路
２１ 駆動制御装置

Claims (11)

1. 本体箱体に、給気用送風機、排気用送風機及び熱交換器を内蔵し、前記給気用送風機により室外側吸込口から室外空気を吸込み、前記熱交換器を通して室内側吹出口から室内に給気する給気風路、及び前記排気用送風機により室内側吸込口から室内空気を吸込み、前記熱交換器を通して室外側吹出口から室外に排気する排気風路が形成された熱交換換気装置において、
   前記給気風路に配設され室外空気の湿度を検出する室外湿度センサと、
   前記排気風路に配設され室内空気の湿度を検知する室内湿度センサと、
   前記室外湿度センサの検知湿度により霧の有無を判定する霧侵入判定手段と、
   前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知した場合に、前記給気用送風機の間欠運転制御を行い、前記間欠運転制御における運転時間の割合を調整する運転割合調整手段と、を有し、
   前記運転割合調整手段は、前記運転割合を前記室内湿度センサの検知湿度に基づき決定し、
   室内湿度が低いほど、運転割合を大きくする
   ことを特徴とする熱交換換気装置。
2. 本体箱体に、給気用送風機、排気用送風機及び熱交換器を内蔵し、前記給気用送風機により室外側吸込口から室外空気を吸込み、前記熱交換器を通して室内側吹出口から室内に給気する給気風路、及び前記排気用送風機により室内側吸込口から室内空気を吸込み、前記熱交換器を通して室外側吹出口から室外に排気する排気風路が形成された熱交換換気装置において、
   前記給気風路に配設され室外空気の湿度を検出する室外湿度センサと、
   前記排気風路に配設され室内空気の温度を検知する室内温度センサと、
   前記室外湿度センサの検知湿度により霧の有無を判定する霧侵入判定手段と、
   前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知した場合に、前記給気用送風機の間欠運転制御を行い、前記間欠運転制御における運転時間の割合を調整する運転割合調整手段と、を有し、
   前記運転割合調整手段は、前記運転割合を前記室内温度センサの検知温度に基づき決定し、
   室内温度が高いほど、運転割合を大きくする
   ことを特徴とする熱交換換気装置。
3. 本体箱体に、給気用送風機、排気用送風機及び熱交換器を内蔵し、前記給気用送風機により室外側吸込口から室外空気を吸込み、前記熱交換器を通して室内側吹出口から室内に給気する給気風路、及び前記排気用送風機により室内側吸込口から室内空気を吸込み、前記熱交換器を通して室外側吹出口から室外に排気する排気風路が形成された熱交換換気装置において、
   前記給気風路に配設され室外空気の湿度を検出する室外湿度センサと、
   前記室外湿度センサの検知湿度により霧の有無を判定する霧侵入判定手段と、
   前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知した場合に、前記給気用送風機の間欠運転制御を行い、前記間欠運転制御における運転時間の割合を調整する運転割合調整手段と、
   前記熱交換器の蓄積保水量を推定する蓄積保水量推定手段と、を有し、
   前記運転割合調整手段は、前記運転割合を前記蓄積保水量に基づき決定し、蓄積保水量が多いほど、運転割合を小さくする
   ことを特徴とする熱交換換気装置。
4. 前記蓄積保水量推定手段は、前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知した場合に蓄積保水量を増加させ、霧の発生を検知していない場合に蓄積保水量を減少させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の熱交換換気装置。
5. 本体箱体に、給気用送風機、排気用送風機及び熱交換器を内蔵し、前記給気用送風機により室外側吸込口から室外空気を吸込み、前記熱交換器を通して室内側吹出口から室内に給気する給気風路、及び前記排気用送風機により室内側吸込口から室内空気を吸込み、前記熱交換器を通して室外側吹出口から室外に排気する排気風路が形成された熱交換換気装置において、
   前記給気風路に配設され室外空気の湿度を検出する室外湿度センサと、
   前記室外湿度センサの検知湿度により霧の有無を判定する霧侵入判定手段と、
   前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知した場合に、前記給気用送風機の間欠運転制御を行い、前記間欠運転制御における運転時間の割合を調整する運転割合調整手段と、を有し、
   前記給気用送風機または前記排気用送風機の風量を切り換え可能な場合に、
   前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知し、間欠運転制御を行った後、前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知しなくなったときに、
   少なくとも一方の送風機の風量を一定期間だけ霧の発生検知前よりも大きくする
   ことを特徴とする熱交換換気装置。
6. 本体箱体に、給気用送風機、排気用送風機及び熱交換器を内蔵し、前記給気用送風機により室外側吸込口から室外空気を吸込み、前記熱交換器を通して室内側吹出口から室内に給気する給気風路、及び前記排気用送風機により室内側吸込口から室内空気を吸込み、前記熱交換器を通して室外側吹出口から室外に排気する排気風路が形成された熱交換換気装置において、
   前記給気風路に配設され室外空気の湿度を検出する室外湿度センサと、
   前記室外湿度センサの検知湿度により霧の有無を判定する霧侵入判定手段と、
   前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知した場合に、前記給気用送風機の間欠運転制御を行い、前記間欠運転制御における運転時間の割合を調整する運転割合調整手段と、
   熱交換換気と普通換気を切り換える風路切換装置と、を有し、
   前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知し、間欠運転制御を行った後、前記霧侵入判定手段にて霧の発生を検知しなくなったときに、一定期間だけ熱交換換気とする
   ことを特徴とする熱交換換気装置。
7. 前記運転割合調整手段は、前記運転割合を間欠運転制御の継続時間に基づき決定し、間欠運転制御の継続時間が長いほど、運転割合を小さくする
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。
8. 室外空気の給気風路内に、室外空気の温度を検知する室外温度センサを設置し、
   前記運転割合調整手段は、前記運転割合を前記室外温度センサの検知温度に基づき決定し、室外温度が高いほど、運転割合を小さくする
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。
9. 前記運転割合調整手段は、前記間欠運転制御時に、前記給気用送風機が停止の間、前記排気用送風機も停止させる
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。
10. 前記給気用送風機または前記排気用送風機の風量を切り換え可能な場合に、
    前記運転割合調整手段は、霧発生による間欠運転制御時に、少なくとも一方の送風機の風量を霧の発生前よりも小さくする
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。
11. 熱交換換気と普通換気を切り換える風路切換装置を有し、
    前記運転割合調整手段は、前記間欠運転制御時には、熱交換換気とする
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。

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