JP6017792B2

JP6017792B2 - 換気制御システム

Info

Publication number: JP6017792B2
Application number: JP2012025820A
Authority: JP
Inventors: 健一郎竹内; 康徳渡辺
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2032-02-09
Also published as: JP2013160493A

Description

本発明は、高気密住宅の換気装置を季節を通じて自動運転制御する換気制御システムと換気制御プログラムとその記録媒体に関する。

高気密住宅では、換気装置を連続運転することが義務付けられている。この換気装置が冷暖房効果を妨げないように、熱交換器換気システムが採用されている。熱交換器換気システムは、給気と排気とを同時に行い、給排気管に顕熱交換器または全熱交換器を挿入している。顕熱交換器は排気する空気から給気する空気に熱を戻すように動作する。全熱交換器は、排気する空気から給気する空気に熱と湿気を戻すように動作する。

特開２０１０−２２３４８６号公報

給排気のためのファンを常時連続運転する熱交換器換気システムは、ファンを駆動するための電力消費が問題になる。また、夏期に全熱交換器を使用した場合には、屋外の相対的に高い湿度の空気を還流させてしまうことがある。そこで、特許文献１は、該当する時期に給気ファンを停止させるように制御する技術を開示している。しかしながら、給気ファンを長期間停止させておくと、給気ダクトに埃やチリがたまり、給気ファンを起動させたときに、室内に埃やチリが流入するという問題があった。給気ダクトを清潔に保持するために給気口を閉じると、排気ファンを運転することにより、室内が負圧になり、室内の様々な部分から外気が流入する。浴室やトイレからも室内に空気が流入する。従って、予期しない臭気等が室内に流入するおそれがあった。
上記の課題を解決するために、本発明は高気密住宅に対して季節に応じた快適な住環境を提供し同時にエネルギー消費の抑制をはかる換気制御システムと換気制御プログラムとその記録媒体を提供することを目的とする。

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。

＜構成１＞
換気装置を設置することが義務づけられている高気密住宅に使用されるもので、
前記高気密住宅の浴室に個別換気扇（２８）が取り付けられている場合に、前記高気密住宅の建物の外壁を通じて建物の内部の常時換気を行うシステムであって、
前記高気密住宅の建物(１２)の外壁に一端を開口し他端を前記建物の室内に開口するように配管された給気ダクト(１４)および排気ダクト(１６)と、
前記給気ダクト(１４)を通じて吸入される外気と前記排気ダクト(１６)を通じて排出される空気との間の熱交換を行う熱交換機(２６)と、
前記給気ダクト(１４)を通じて外気を前記室内に取り入れる給気ファン(１８)と、
前記排気ダクト(１６)を通じて、前記室内の空気を外部に排出する排気ファン(２０)と、
前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記室外温度センサ(３２)の出力を受け入れて外気温を測定する温度測定手段(４２)と、
前記温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)に満たない場合には、前記給気ファン(１８)と前記排気ファン(２０)の両方を運転する第１の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶し、前記温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)以上の場合には、前記給気ファン(１８)を運転し、前記排気ファン(２０)を停止させた第２の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶する運転モード選択手段(４８)と、
前記記憶装置に記憶された前記運転モードデータ(６６)の内容に従って、前記給気ファン(１８)と前記排気ファン(２０)を、前記第１の運転モードもしくは前記第２の運転モードのいずれかのモードで制御し、前記給気ファン(１８)を前記給気ダクト(１４)中に埃の堆積を防ぐように季節を通じて常時連続運転するように制御するファン制御手段(５０)を備えたことを特徴とする換気制御システム。

＜構成２＞
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記運転モード選択手段(４８)は、
暦情報または気象情報により、現在が冬期か冬期以外かを判定して、冬期は第１の運転モードを選択し、冬期以外は第２の運転モードを選択する内容の運転モードデータ(６６)を生成することを特徴とする換気制御システム。

＜構成３＞
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記建物の内部の温度を測定する室内温度センサ(３０)と前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記室内温度センサ(３０)の出力を受け入れて室温を測定し、前記室外温度センサ(３２)の出力を受け入れて外気温を測定する温度測定手段(４２)とを備え、
前記運転モード選択手段(４８)は、
温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)以上の場合であって、前記外気温が前記室温を越える場合には、前記第１の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。

＜構成４＞
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記運転モード選択手段(４８)は、
前記建物内部の空調機を運転中かどうかを判断する制御信号を受け付けて、冬期の場合であって前記空調機を運転していないときは、前記第２の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶し、冬期以外の場合であって前記空調機を運転中には、前記第１の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。

＜構成５＞
請求項１または４に記載の換気制御システムにおいて、
前記建物の内部の温度を測定する室内温度センサ(３０)と前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記室内温度センサ(３０)の出力を受け入れて室温を測定し、前記室外温度センサ(３２)の出力を受け入れて外気温を測定する温度測定手段(４２)とを備え、
前記運転モード選択手段(４８)は、
温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)に満たない場合であって、前記外気温が前記室温を越える場合には、前記第２の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。

＜構成６＞
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記建物の内部の温度を測定する室内温度センサ(３０)と前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記建物の内部の湿度を測定する室内湿度センサ(３４)と前記建物の外部の湿度を測定する室外湿度センサ(３６)と、
前記室内温度センサ(３０)と室内湿度センサ(３４)の出力を受け入れて、建物内部のエンタルピーを計算し、前記室外温度センサ(３２)と室外湿度センサ(３６)の出力を受け入れて、建物外部のエンタルピーを計算するエンタルピー演算手段(４６)とを備え、
前記運転モード選択手段(４８)は、
温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)以上の場合であって、前記建物外部のエンタルピーが前記建物内部のエンタルピーを越える場合には、前記第１の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。

＜構成７＞
請求項１または６に記載の換気制御システムにおいて、
前記建物の内部の温度を測定する室内温度センサ(３０)と前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記建物の内部の湿度を測定する室内湿度センサ(３４)と前記建物の外部の湿度を測定する室外湿度センサ(３６)と、
前記室内温度センサ(３０)と室内湿度センサ(３４)の出力を受け入れて、建物内部のエンタルピーを計算し、前記室外温度センサ(３２)と室外湿度センサ(３６)の出力を受け入れて、建物外部のエンタルピーを計算するエンタルピー演算手段(４６)とを備え、
前記運転モード選択手段(４８)は、
温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)に満たない場合であって、前記建物外部のエンタルピーが前記建物内部のエンタルピーを越える場合には、前記第２の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。

＜構成８＞
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記ファン制御手段(５０)は、
前記排気ダクト(１６)による空気の排出量が前記給気ダクト(１４)による外気の吸入量よりも少なくなるように、前記給気ファン(１８)と前記排気ファン(２０)の運転速度を選定することを特徴とする換気制御システム。

＜構成９＞
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記ファン制御手段(５０)は、
前記建物の中のいずれかの部屋に設けられた個別換気扇を、前記給気ファン(１８)とともに常時連続運転する状態に保持することを特徴とする換気制御システム。

＜構成１０＞
請求項１または３または５乃至７に記載の換気制御システムにおいて、
前記室外温度センサ(３２)は前記給気ダクトの外気吸入口近傍に配置されていることを特徴とする換気制御システム。

＜構成１１＞
コンピュータを、請求項１乃至８のいずれかに記載の手段を備えた換気制御装置として機能させる換気制御プログラム。

＜構成１２＞
請求項１１に記載の換気制御プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。

〈構成１の効果〉
制御信号４５により、運転モードを選択する。冬期は第１の運転モードで、熱交換機により室温を下げずに換気をする。冬期以外の夏期や中間期（春、秋）は第２の運転モードで、排気ファンを停止させるので、節電ができる。給気ファン１８を常時運転するので、室内が外部よりも圧力の高い状態に保持され、建物の各部の隙間から臭気等が流入するおそれがない。また、給気ダクト１４内部に埃がたまるのを防止できる。
〈構成２の効果〉
室外温度センサ３２により季節判定を行うので、建物の建設された場所に応じた運転モードが選択できる。
〈構成３の効果〉
暦情報や気象情報から季節を判定し、その結果を運転モードデータ６６にすれば、自動的に動作モードが選択できる。
〈構成４の効果〉
室内温度センサ３０と室外温度センサ３２とで、室内外の温度差を実測しながら、運転モードを選択するので、建物毎の環境に応じた最適なモードを選択できる。ここで、夏期の場合であって、室内が涼しいときには、熱交換機を利用して室内の温度を上げない運転ができる。
〈構成５の効果〉
冬期に空調機を運転していないときは、より暖かい外気を取り入れる。また、夏期に空調機の運転中は、熱交換機を利用して冷気を逃がさない運転ができる。
〈構成６の効果〉
冬期に外気温が室温を越える場合には、外気をそのまま積極的に取り入れて、熱交換をさせないようにすることができる。
〈構成７の効果〉
室内外のエンタルピーを比較して、夏期の冷房運転中の換気によるエネルギー損失を防ぐことができる。
〈構成８の効果〉
室内外のエンタルピーを比較して、冬期に外気のエネルギーを積極的に取り入れることができる。
〈構成９の効果〉
室内を常に加圧状態に保持することができる。
〈構成１０の効果〉
前記個別換気扇の設けられた部屋から前記給気ダクト１４の開口する部屋への空気の流入を阻止することができる。
〈構成１１の効果〉
換気に影響のある外気の温度を直接測定できる。また、給気ファンが常時運転されているので、安定して信頼性ある外気温が測定できる。

本発明の換気制御システム１０を使用する建物の縦断面図である。本発明の換気制御システムを制御する制御装置のブロック図である。季節毎の制御例を示し、（ａ）は実施例１の基本制御、（ｂ）は冬期の空調機運転時、（ｃ）は夏期の空調機運転時、（ｄ）は実施例２、３の制御、（ｅ）は実施例２、４の制御、（ｆ）と（ｇ）は実施例５の制御を示す説明図である。本発明の効果を説明する実験データの説明図である。本発明による節電効果の一例を示す説明図である。実施例１の制御装置の動作フローチャートである。空調機が動作しているときの実施例１の制御フローチャートである。実施例２の制御装置の動作フローチャートである。実施例３の制御装置の動作フローチャートである。実施例４の制御装置の動作フローチャートである。実施例５の夏期における制御装置の動作フローチャートである。実施例５の冬期における制御装置の動作フローチャートである。

本発明では、常時換気のために給気ファンを連続運転する。排気ファンは冬期以外の季節に運転を停止して、節電をする。給気ファンの運転により建物の室内が負圧にならないように制御すると、建物の各部の隙間からの臭気等の進入を抑制できる。以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。

図１は、本発明の換気制御システム１０を使用する建物の縦断面図である。
図の建物１２は２階建て構造であり、居室内には、冷暖房のための空調機５６が取り付けられている。また、トイレや浴室等の水まわりには、個別換気扇２８が取り付けられている。１階と２階の天井裏には給気ファン１８と排気ファン２０が取り付けられている。図の例では１階と２階の断面構造や機器配置を同一にしたので、各機器に使用する符号も同一にした。この例では、同一符号の機器は同一のタイミングで同じ動作をするものとする。

さらに、この建物の各室に給気ダクト１４および排気ダクト１６を配管して，換気制御をしている。１階の天井裏には熱交換機２６が収納されている。給気ダクト１４は給気口２２の部分で建物１２の外壁に一端を開口している。排気ダクト１６は排気口２４の部分で建物１２の外壁に一端を開口している。給気ダクト１４および排気ダクト１６の他端はそれぞれ建物の室内の各部に開口している。熱交換機２６は、給気ダクト１４を通じて吸入される外気と排気ダクト１６を通じて排出される空気との間の熱交換を行う機能を持つ。既知の顕熱交換機あるいは全熱交換機を使用する。

給気ファン１８は、給気ダクト１４を通じて外気を室内に取り入れる機能を持つ。排気ファン２０は、排気ダクト１６を通じて、室内の空気を外部に排出する機能を持つ。給気ファン１８と排気ファン２０は、制御装置３７により制御される。なお、図の例では、給気ファン１８や排気ファン２０を居室の天井板直上に配置した。また、熱交換機２６を給気口２２や排気口２４の近傍に設置した。しかしながら、例えば、熱交換機２６に給気ファン１８と排気ファン２０とが一体化されていてもよい。また、給気ファン１８を給気口２２の部分に固定し、排気ファン２０を排気口２４の部分に固定してもよい。

制御装置３７は、後で説明する制御信号４５の入力を受け付けて、記憶装置３８に記憶する。その制御信号４５の内容に従って、２種の運転モードのうちのいずれかを選択して、上記の給気ファン１８と排気ファン２０の運転を制御する。２種の運転モードのうちの一方を第１の運転モードと呼び、他方を第２の運転モードと呼ぶことにする。第１の運転モードでは、図１（ｂ）に示すように、給気ファン１８と排気ファン２０の両方を運転する。第２の運転モードでは、図１（ｃ）に示すように、給気ファン１８を運転し、排気ファン２０を停止させる。

図２は、本発明の換気制御システムを制御する制御装置のブロック図である。
図の制御装置３７は、例えば、建物内部の各種の機器を制御するコンピュータである。制御装置３７は演算処理装置３９と記憶装置３８とを備えている。制御装置３７は、所定のタイミングで、演算処理装置３９の部分に表示した各手段として動作する。温度測定手段４２は、図１に示した建物１２の内壁に取り付けた室内温度センサ３０と、建物１２の外壁に取り付けた室外温度センサ３２により、室温と外気温とを測定し、室内温度データ５８と室外温度データ６０を取得して記憶装置３８に記憶させる機能を持つ。

湿度測定手段４４は、図１に示した建物１２の内壁に取り付けた室内湿度センサ３４と、建物１２の外壁に取り付けた室外湿度センサ３６により、室内湿度と室外湿度とを測定し、室内湿度データ６２と室外湿度データ６４を取得して記憶装置３８に記憶させる機能を持つ。エンタルピー演算手段４６は、記憶装置３８に記憶された室内温度データ５８と室内湿度データ６２とを読み取って、室内エンタルピーを計算し、室外温度データ６０と室外湿度データ６４とを読み取って、室外エンタルピーを計算して、その計算の結果得られたエンタルピーデータ６８を記憶装置３８に記憶する機能を持つ。

なお、この実施例１では、室内温度センサ３０、室外温度センサ３２、室内湿度センサ３４、室外湿度センサ３６及び温度測定手段４２と湿度測定手段４４を使用しない。これらは、季節判定のために使用するが、実施例１では、制御装置３７に入力する制御信号４５を利用して季節判定をする。

運転モード選択手段４８は、制御信号４５の入力を受け付けて、現在が冬期であるか冬期以外であるかを判定する。制御信号４５は、例えば、制御装置３７に内蔵するカレンダーデータ（暦情報）や、外気温を知らせる気象情報データである。制御信号４５は任意の方法で入力される。運転モード選択手段４８は、そのデータから自動的に、冬期であるか冬期以外であるかを判定し、冬期は第１の運転モードを選択し、冬期以外は第２の運転モードを選択する内容の運転モードデータ６６を生成する。

運転モード選択手段４８は、生成した運転モードデータ６６を記憶装置３８に記憶する。ファン制御手段５０は、記憶装置３８に記憶された運転モードデータ６６の内容に従って、給気ファン１８と排気ファン２０の動作を制御する機能を持つ。

冬期は第１の運転モードで、給気ファン１８と排気ファン２０の両方を運転し、熱交換機２６を利用して室内に供給する空気を暖めるので、室温を下げずに換気することができる。一方、冬期以外の夏期や中間期（春、秋）には、第２の運転モードで、排気ファン２０を停止させるので、大幅に節電ができる。

給気ファン１８を常時運転していると、給気ダクト１４の内部に埃がたまるのを防止できる。給気ファン１８を運転していると、排気ファン２０を運転していなくても、室内の空気は排気ダクト１６を通じて自然に排気される。また、建物各部の隙間からも、室内の空気が排気される。従って、建物各部の隙間から臭気が流入しない。

例えば、冬期において、ファン制御手段５０は、排気ダクト１６による空気の排出量が給気ダクト１４による外気の吸入量よりも少なくなるように、前記給気ファン１８と排気ファン２０の運転速度を選定する。これにより、室内が外部よりも圧力の高い状態に保持され、冬期においても、建物の各部の隙間から臭気等が流入するおそれがない。

また、例えば、ファン制御手段５０が、建物の中のいずれかの部屋に設けられた個別換気扇２８を、給気ファン１８とともに常時連続運転する状態に保持すれば、個別換気扇２８の設けられた水まわりの部屋等から居室への空気の流入を阻止することができる。

図３は季節毎の制御例を示し、（ａ）は実施例１の基本制御、（ｂ）は冬期の空調機運転時、（ｃ）は夏期の空調機運転時、（ｄ）は実施例２、３の制御、（ｅ）は実施例２、４の制御、（ｆ）と（ｇ）は実施例５の制御を示す説明図である。
実施例１の制御は、図３（ａ）に示すとおりで、冬期は第１の運転モード、冬期以外は第２の運転モードである。次に、運転モード選択手段４８が、空調機５６を運転中かどうかを判断する制御信号４５を受け付ける。

そして、運転モード選択手段４８は、冬期の場合であって空調機を運転していないときは、第２の運転モードを運転モードデータ６６として記憶装置３８に記憶する（図３（ｂ））。熱交換を抑制して、より暖かい外気を取り入れるためである。また、冬期以外の場合であって空調機を運転中には、第１の運転モードを運転モードデータ６６として記憶装置３８に記憶する（図３（ｃ））。夏期に空調機の運転中は、熱交換機を利用して冷気を逃がさない運転をするためである。

この実施例は、図３（ｄ）と図３（ｅ）の基本動作である。上記の実施例１では、暦等の制御信号４５により季節判定を行った。実施例２以下では、図１に示した室内温度センサ３０、室外温度センサ３２、室内湿度センサ３４、室外湿度センサ３６及び温度測定手段４２と湿度測定手段４４を使用して季節判定をする。実施例２では、室外温度センサ３２により取得した室外温度データ６０のみを使用する。

運転モード選択手段４８は、記憶装置３８から室外温度データ６０と季節判定閾値５４とを読み取って両者を比較する。季節判定閾値５４は、予め運転モードの切り替えに適する温度として設定した定数値で、例えば摂氏１５度とする。運転モード選択手段４８は、室外温度データ６０が季節判定閾値５４に満たない場合には、給気ファン１８と排気ファン２０の両方を運転する第１の運転モードを、運転モードデータ６６として記憶装置３８に記憶する。

また、運転モード選択手段４８は、室外温度データ６０が季節判定閾値５４以上の場合には、給気ファン１８を運転して排気ファン２０を停止させた第２の運転モードを、運転モードデータ６６として記憶装置３８に記憶する。その後のファン制御手段５０の動作は実施例１と同様である。

なお、図の例では、室外温度センサ３０や室外湿度センサ３６を建物１２の外壁に取り付けた。しかしながら、常時外気が流れ込む給気ダクト１４の給気口２２近傍に室内温度センサ３０を配置すれば、換気に影響のある外気の温度を直接測定できる。

この実施例は図３（ｄ）の例外動作である。実施例３では、建物の内部の温度を測定する室内温度センサ３０と建物の外部の温度を測定する室外温度センサ３２の両方を使用する。運転モード選択手段４８は、温度測定手段４２の測定した外気温が季節判定閾値５４以上の場合、即ち、中間期か夏期の場合であって、外気温が室温を越える場合には、前記第１の運転モードを運転モードデータ６６として記憶装置３８に記憶する。

即ち、図３（ｄ）に示すように、季節判定に加えて、室温と外気温を比較して、運転モードを切り替える。夏期の場合であって、室内が屋外よりも涼しいときには、熱交換機により室内の空気で外気を冷やしてから室内に取り入れる。排気ファンを運転しているときは積極的に熱交換ができるから、室内の温度を上げない運転ができる。

この実施例は図３（ｅ）の例外動作である。実施例３は夏期の運転制御であった。実施例４では冬期の運転制御を説明する。運転モード選択手段４８は、温度測定手段４２の測定した外気温が季節判定閾値５４に満たない場合、即ち、冬期に、外気温が室温を越える場合には、第２の運転モードを運転モードデータ６６として記憶装置３８に記憶する。

陽当たりが良くて外気温が上昇しても、夜間に冷えた室温が上がっていかないときがある。このように、冬期に外気温が室温を越える場合には、図３（ｅ）に示すような制御をして、外気をそのまま積極的に取り入れて、熱交換をさせないようにすることができる。

実施例５は、温度と湿度から導かれるエンタルピーを室外と室内で比較して、運転モードを選択する制御である。図３（ｆ）と図３（ｇ）に図示した制御をする。この場合にも、冬期と冬期以外で制御が分かれる。既に説明したように、記憶装置３８には、室内温度データ５８と室外温度データ６０と室内湿度データ６２と室外湿度データ６４とが記憶されている。エンタルピー演算手段４６は、記憶装置３８から室内温度データ５８と室内湿度データ６２を読み出して建物内部のエンタルピーを計算する。また、室外温度データ６０と室外湿度データ６４を読み出して建物外部のエンタルピーを計算する。

運転モード選択手段４８は、温度測定手段４２の測定した外気温が季節判定閾値５４以上の場合、即ち、冬期以外の場合であって、建物外部のエンタルピーが建物内部のエンタルピーを越える場合には、第１の運転モードを運転モードデータ６６として記憶装置３８に記憶する。即ち、室内のエンタルピーが低いときは、有効に熱交換をして、夏期の冷房運転中の換気によるエネルギー損失を防ぐことができる。

一方、運転モード選択手段４８は、温度測定手段４２の測定した外気温が季節判定閾値５４に満たない場合、即ち、冬期であって、建物外部のエンタルピーが建物内部のエンタルピーを越える場合には、第２の運転モードを運転モードデータ６６として記憶装置３８に記憶する。即ち、冬期で、室内が十分に暖まっていないときは、外気のエネルギーを積極的に取り入れることができる。

図４は、本発明の効果を説明する実験データの説明図である。
８月１９日から８月２４日の間、外気温は図のＣに示すように推移した。これに対して、従来通り給気ファンと排気ファンの両方を運転した部屋では、図のＡに示すように室温が推移した。このとき、これに対して排気ファンを停止して給気ファンのみを運転する第２の運転モードを採用した部屋では、図のＢに示すように室温が推移した。いずれの部屋も、空調機（エアコン）は使用していない。

全体として第２の運転モードを採用した部屋のほうが温度が低く抑えられたのは、換気により室温を下げようとしているときに、熱交換機により外気が暖められて室内に取り込まれたためである。高気密住宅では、空調機を使用していない場合には、室内の各種の熱源によって、外気温より室温のほうが高くなることが少なくない。換気によって室温を下げてから空調機を使用するほうが、節電効果がある。本発明によれば、この換気による効果を高めることができる。

図５は、本発明による節電効果の一例を示す説明図である。
この例では、暦情報を利用して、５月〜１１月を冬期以外の期間と判定している。この期間Ｍだけ、排気ファンを停止して給気ファンのみを運転したところ、換気のための消費電力を半減させることができた。冬期に比べて期間が長いので、節電効果が顕著であることが証明された。

図６は、実施例１の制御装置の動作フローチャートである。
以下、上記の制御装置を動作させるためのコンピュータプログラムの実施例を説明する。図７は、実施例１の基本動作のフローチャートである。まず、ステップＳ１１で、季節を判定するための制御信号４５の入力を受け付ける。ステップＳ１２では、その制御信号４５を記憶装置３８に記憶する。ステップＳ１３では、運転モード選択手段４８が制御信号４５を読み取る。そしてステップＳ１４で、既に説明した要領で運転モードデータ６６を生成する。

運転モードデータ６６は記憶装置３８に記憶される。ステップＳ１５では、ファン制御手段５０が運転モードデータ６６を読み取る。そして、ステップＳ１６で、ファン制御手段５０は該当する運転モードで各ファンを制御する。運転モードの切り替えは、例えば、冬期が始まる前と冬期が終わるときの年に２回でも構わない。また、毎日でも毎週でも毎月でも構わない。予め設定した時間間隔で、この図６に示した動作が開始されるとよい。

図７は空調機が動作しているときの実施例１の制御フローチャートである。
図３の（ｂ）と（ｃ）に示したように、運転モード選択手段４８は、冬期と冬期以外の期間で、それぞれが図６の制御の例外処理を行う。ステップＳ２１では、季節を判断する。冬期の場合にはステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理を実行する。冬期以外の場合には、ステップＳ２５〜ステップＳ２７の処理を実行する。

冬期の場合には、ステップＳ２２において、空調機が運転中かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２３の処理に進む。ノーのときは処理を終了する。ステップＳ２３では、現在の運転モードが第１の運転モードかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２４の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ２４では、現在の運転モードを第１の運転モードに設定変更して処理を終了する。

一方冬期以外の場合には、ステップＳ２５において、空調機が運転中かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２６の処理に進む。ノーのときは処理を終了する。ステップＳ２６では、現在の運転モードが第２の運転モードかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２７の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ２７では、現在の運転モードを第２の運転モードに設定変更して処理を終了する。

図８は、実施例２の制御装置の動作フローチャートである。
以下も、運転モード選択手段４８の制御動作である。ステップＳ３１で、室外温度データ６０の読み取りをする。ステップＳ３２では、季節判定閾値５４の読み取りをする。ステップＳ３３では、室外温度データ６０と季節判定閾値５４の比較処理をする。ステップＳ３４では、その比較結果から冬期かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ３５の処理に移行し、ノーのときはステップＳ３６の処理に移行する。ステップＳ３５では、第１の運転モードにモード設定をする。ステップＳ３６では、第２の運転モードにモード設定をする。この制御では、室外の温度により無条件に運転モードが選択される。

図９は、実施例３の制御装置の動作フローチャートである。
ステップＳ４１で運転モード選択手段４８は、記憶装置３８から室内温度データ５８の読み取りをする。ステップＳ４２では、室外温度データ６０の読み取りをする。ステップＳ４３で、外気温は季節判定閾値５４以上かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは冬期以外だからステップＳ４４の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ４４では、外気温が室温を越えているかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ４５の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ４５では、第１の運転モードに設定をする。夏期の例外処理である。

図１０は、実施例４の制御装置の動作フローチャートである。
ステップＳ５１で運転モード選択手段４８は、記憶装置３８から室内温度データ５８の読み取りをする。ステップＳ５２では、室外温度データ６０の読み取りをする。ステップＳ５３で、外気温が季節判定閾値５４に満たないかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは冬期だから、ステップＳ５４の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ５４では、外気温が室温を越えているかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ５５の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ５５では、第２の運転モードに設定をする。冬期の例外処理である。

図１１は、実施例５の夏期における制御装置の動作フローチャートである。
なお、図１１と図１２で、「Ｅ」と表示したのはエンタルピーのことである。ステップＳ６１では、室内温度データ５８の読み取りをする。ステップＳ６２では、室外温度データ６０の読み取りをする。ステップＳ６３では、外気温は閾値以上かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは冬期以外だからステップＳ６４の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。

ステップＳ６４では、エンタルピーデータ６８を読み取って、外部エンタルピーが室内エンタルピー以上かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ６５の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ６５では、第１の運転モードに設定をする。

図１２は、実施例５の冬期における制御装置の動作フローチャートである。
ステップＳ７１では、室内温度データの読み取りをする。ステップＳ７２では、室外温度データの読み取りをする。ステップＳ７３では、外気温が閾値に満たないかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは冬期だから、ステップＳ７４の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。

ステップＳ７４では、外部エンタルピーが室内エンタルピー以上かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ７５の処理に移行し、ノーのときは処理を終了する。ステップＳ７５では、第２の運転モードに設定をする。以上により、実施例５の制御が実現する。

なお、上記の演算処理装置で実行されるコンピュータプログラムは、機能ブロックで図示した単位でモジュール化されてもよいし、複数の機能ブロックを組み合わせて一体化されてもよい。また、上記のコンピュータプログラムは、既存のアプリケーションプログラムに組み込んで使用してもよい。本発明を実現するためのコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、任意の情報処理装置にインストールして利用することができる。

１０換気制御システム
１２建物
１４給気ダクト
１６排気ダクト
１８給気ファン
２０排気ファン
２２給気口
２４排気口
２６熱交換機
２８個別換気扇
３０室内温度センサ
３２室外温度センサ
３４室内湿度センサ
３６室外湿度センサ
３７制御装置
３８記憶装置
３９演算処理装置
４２温度測定手段
４４湿度測定手段
４５制御信号
４６エンタルピー演算手段
４８運転モード選択手段
５０ファン制御手段
５４季節判定閾値
５６空調機
５８室内温度データ
６０室外温度データ
６２室内湿度データ
６４室外湿度データ
６６運転モードデータ
６８エンタルピーデータ

Claims

換気装置を設置することが義務づけられている高気密住宅に使用されるもので、
前記高気密住宅の浴室に個別換気扇（２８）が取り付けられている場合に、前記高気密住宅の建物の外壁を通じて建物の内部の常時換気を行うシステムであって、
前記高気密住宅の建物(１２)の外壁に一端を開口し他端を前記建物の室内に開口するように配管された給気ダクト(１４)および排気ダクト(１６)と、
前記給気ダクト(１４)を通じて吸入される外気と前記排気ダクト(１６)を通じて排出される空気との間の熱交換を行う熱交換機(２６)と、
前記給気ダクト(１４)を通じて外気を前記室内に取り入れる給気ファン(１８)と、
前記排気ダクト(１６)を通じて、前記室内の空気を外部に排出する排気ファン(２０)と、
前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記室外温度センサ(３２)の出力を受け入れて外気温を測定する温度測定手段(４２)と、
前記温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)に満たない場合には、前記給気ファン(１８)と前記排気ファン(２０)の両方を運転する第１の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶し、前記温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)以上の場合には、前記給気ファン(１８)を運転し、前記排気ファン(２０)を停止させた第２の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶する運転モード選択手段(４８)と、
前記記憶装置に記憶された前記運転モードデータ(６６)の内容に従って、前記給気ファン(１８)と前記排気ファン(２０)を、前記第１の運転モードもしくは前記第２の運転モードのいずれかのモードで制御し、前記給気ファン(１８)を前記給気ダクト(１４)中に埃の堆積を防ぐように季節を通じて常時連続運転するように制御するファン制御手段(５０)を備えたことを特徴とする換気制御システム。
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記運転モード選択手段(４８)は、
暦情報または気象情報により、現在が冬期か冬期以外かを判定して、冬期は第１の運転モードを選択し、冬期以外は第２の運転モードを選択する内容の運転モードデータ(６６)を生成することを特徴とする換気制御システム。
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記建物の内部の温度を測定する室内温度センサ(３０)と前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記室内温度センサ(３０)の出力を受け入れて室温を測定し、前記室外温度センサ(３２)の出力を受け入れて外気温を測定する温度測定手段(４２)とを備え、
前記運転モード選択手段(４８)は、
温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)以上の場合であって、前記外気温が前記室温を越える場合には、前記第１の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記運転モード選択手段(４８)は、
前記建物内部の空調機を運転中かどうかを判断する制御信号を受け付けて、冬期の場合であって前記空調機を運転していないときは、前記第２の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶し、冬期以外の場合であって前記空調機を運転中には、前記第１の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。
請求項１または４に記載の換気制御システムにおいて、
前記建物の内部の温度を測定する室内温度センサ(３０)と前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記室内温度センサ(３０)の出力を受け入れて室温を測定し、前記室外温度センサ(３２)の出力を受け入れて外気温を測定する温度測定手段(４２)とを備え、
前記運転モード選択手段(４８)は、
温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)に満たない場合であって、前記外気温が前記室温を越える場合には、前記第２の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記建物の内部の温度を測定する室内温度センサ(３０)と前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記建物の内部の湿度を測定する室内湿度センサ(３４)と前記建物の外部の湿度を測定する室外湿度センサ(３６)と、
前記室内温度センサ(３０)と室内湿度センサ(３４)の出力を受け入れて、建物内部のエンタルピーを計算し、前記室外温度センサ(３２)と室外湿度センサ(３６)の出力を受け入れて、建物外部のエンタルピーを計算するエンタルピー演算手段(４６)とを備え、
前記運転モード選択手段(４８)は、
温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)以上の場合であって、前記建物外部のエンタルピーが前記建物内部のエンタルピーを越える場合には、前記第１の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。
請求項１または６に記載の換気制御システムにおいて、
前記建物の内部の温度を測定する室内温度センサ(３０)と前記建物の外部の温度を測定する室外温度センサ(３２)と、
前記建物の内部の湿度を測定する室内湿度センサ(３４)と前記建物の外部の湿度を測定する室外湿度センサ(３６)と、
前記室内温度センサ(３０)と室内湿度センサ(３４)の出力を受け入れて、建物内部のエンタルピーを計算し、前記室外温度センサ(３２)と室外湿度センサ(３６)の出力を受け入れて、建物外部のエンタルピーを計算するエンタルピー演算手段(４６)とを備え、
前記運転モード選択手段(４８)は、
温度測定手段(４２)の測定した外気温が季節判定閾値(５４)に満たない場合であって、前記建物外部のエンタルピーが前記建物内部のエンタルピーを越える場合には、前記第２の運転モードを運転モードデータ(６６)として記憶装置(３８)に記憶することを特徴とする換気制御システム。
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記ファン制御手段(５０)は、
前記排気ダクト(１６)による空気の排出量が前記給気ダクト(１４)による外気の吸入量よりも少なくなるように、前記給気ファン(１８)と前記排気ファン(２０)の運転速度を選定することを特徴とする換気制御システム。
請求項１に記載の換気制御システムにおいて、
前記ファン制御手段(５０)は、
前記建物の中のいずれかの部屋に設けられた個別換気扇を、前記給気ファン(１８)とともに常時連続運転する状態に保持することを特徴とする換気制御システム。
請求項１または３または５乃至７に記載の換気制御システムにおいて、
前記室外温度センサ(３２)は前記給気ダクトの外気吸入口近傍に配置されていることを特徴とする換気制御システム。
コンピュータを、請求項１乃至８のいずれかに記載の手段を備えた換気制御装置として機能させる換気制御プログラム。
請求項１１に記載の換気制御プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。