JP6298718B2

JP6298718B2 - 換気システム

Info

Publication number: JP6298718B2
Application number: JP2014114216A
Authority: JP
Inventors: 山下　真司; 真司山下
Original assignee: Yazaki Energy System Corp; Toyota Housing Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp; Toyota Housing Corp
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-06-02
Also published as: JP2015227592A

Description

本発明は、シャッタを有するガレージの換気システムに関する。

シャッタ付のガレージを閉め切った状態で自動車の暖機運転等を行うと、ガレージ内に排気ガスが滞留する。

そこで、特許文献１では、ガレージ内の一酸化炭素を検出する一酸化炭素センサと、一酸化炭素センサによって検出された一酸化炭素濃度に基づいて、シャッタの位置制御を行う制御部とを備えて、制御部が、シャッタによってガレージが閉鎖されている場合に、一酸化炭素センサによって検出された一酸化炭素の濃度が第１の濃度以上であった場合、ガレージに対するシャッタの開放幅を第１の幅となるようにシャッタを位置させることが提案されている。また、換気扇の動作も制御することが記載されている。これらによって、換気が行われてガレージ内に滞留する排気ガスがガレージ外へ排出される。

特開２０１０−０１９０２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、一酸化炭素センサが必要とされ、一酸化炭素センサは特殊なセンサであるため高価であり、コストがかかってしまう。また、シャッタの開閉や換気扇の動作に必要な電力について考慮されていないため、改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、安価かつ省電力で換気可能な換気システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の換気システムは、ガレージの室温を検出する室温検出部と、外気温を検出する外気温検出部と、前記ガレージに設けられ各々回動可能な複数のスラットを有するシャッタの開閉、及び前記複数のスラットの回動の少なくとも一方を駆動する駆動部と、ガレージ内の発電設備から外部への電力供給を検出する電力検出部と、前記電力検出部によって前記発電設備から外部への電力供給が検出された場合に、前記室温検出部の検出結果と前記外気温検出部の検出結果との温度差に基づいて、前記シャッタの開閉または前記スラットの回動による間隙面積が換気に必要な面積となるように前記駆動部を制御する制御部と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、室温検出部では、ガレージの室温が検出され、外気温検出部では、外気温が検出される。

駆動部では、ガレージに設けられ各々回動可能な複数のスラットを有するシャッタの開閉、及び複数のスラットの回動の少なくとも一方が駆動され、電力検出部では、ガレージ内の発電設備から外部への電力供給が検出される。

そして、制御部では、電力検出部によって発電設備から外部への電力供給が検出された場合に、室温検出部の検出結果と外気温検出部の検出結果との温度差に基づいて、シャッタの開閉またはスラットの回動による間隙面積が換気に必要な面積となるように駆動部が制御される。すなわち、内外の温度差によって空気の対流が発生するので、該対流によって換気が可能なシャッタの間隙面積となるように駆動部が制御される。これにより、換気装置等を用いることなくガレージの換気を行うことができるので、安価かつ省電力で換気が可能となる。

なお、請求項２に記載の発明のように、ガレージ内を換気する換気装置を更に備えて、制御部が、電力検出部によって発電設備から外部への電力供給が検出された際に換気装置が動作している場合、換気装置を停止するように換気装置を更に制御するようにしてもよい。

また、請求項３に記載の発明のように、ガレージ内を換気する換気装置を更に備えて、制御部が、温度差が所定値以下の場合は、換気装置を駆動するように制御するようにしてもよい。これによって、温度差による換気が不可能な場合でも換気が可能となり、安全性を担保することができる。

以上説明したように本発明によれば、安価かつ省電力で換気可能な換気システムを提供することができる、という効果がある。

本実施の形態に係る換気システムの概略構成を示す図である。本実施の形態に係る換気システムの制御部で行われる処理の一例を示すフローチャートである。本実施の形態に係る換気システムの制御部で行われるスイッチに応じたシャッタ動作の処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施の形態に係る換気システムの制御部で行われる換気制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。（Ａ）は気密性能と内外温度差による自然換気回数（回／ｈ）を示す表であり、（Ｂ）は（Ａ）の表を表すグラフであり、（Ｃ）は一酸化炭素濃度の経時変化の一例を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る換気システムの概略構成を示す図である。なお、本実施の形態に係る換気システムは、ガレージ１２内の換気を行うものであり、図１中の点線は情報線を示し、実線は電力線を示す。

本実施の形態に係る換気システム１０は、住宅内へ電力を供給する供給元を切替える切替開閉器１４を備えている。

切替開閉器１４には、発電設備２２が接続可能とされており、発電設備２２によって発電された電力を住宅やガレージ１２へ供給可能とされている。例えば、切替開閉器１４は、ガレージ１２内に設けられた給電コンセント３４に接続され、ガレージ１２内に設置した発電設備２２を該給電コンセント３４に接続することにより、発電した電力をガレージ１２の外部に設置された切替開閉器１４を介して住宅やガレージ１２へ供給可能とされている。なお、本実施の形態では、発電設備２２から切替開閉器１４に電力が供給されているか否かを検出するための電力検出部２４を備える。電力検出部２４としては、例えば、電流センサを適用することができる。

また、切替開閉器１４には、分電盤１６が接続されており、系統電源１８からの電力が分電盤１６を介して切替開閉器１４に入力されるようになっている。

また、切替開閉器１４には、住宅内の照明３０やコンセント３２、ガレージ１２内に設けた換気装置２６、ガレージ１２内の換気を制御する制御部２０等が接続され、切替開閉器１４を介して各部へ電力供給が行われる。

すなわち、切替開閉器１４は、住宅やガレージ１２等へ電力を供給する供給元を、系統電源１８又は発電設備２２に切替えるようになっている。

一方、ガレージ１２には、電動開閉式のシャッタ２８が設けられている。シャッタ２８は、長尺の板状の各々回動可能な複数のスラット３６を有している。各スラット３６は、各々回動機構を有しており、図１矢印で示すように回動可能とされている。すなわち、スラット３６を回動させることによって、シャッタ２８が閉状態であっても通気させることができる。なお、シャッタ２８の開閉機構及びスラット３６の回動機構としては周知の機構を適用可能であるため、詳細な説明を省略する。

シャッタ２８は、シャッタ用モータ３８によって駆動され開閉し、スラット３６は、スラット用モータ４０によって駆動され回動するようになっている。本実施の形態では、シャッタ２８が閉鎖された状態でスラット３６を回動することで、シャッタ２８を開放しなくてもガレージ１２内の空気の入れ換え（換気）が可能とされている。また、シャッタ用モータ３８は、シャッタ２８の開閉位置を検出する位置検出回路を備えており、スラット用モータ４０は、スラット３６の回動位置を検出する回動位置検出回路を備えている。それぞれの位置検出回路としては、例えば、ロータリーエンコーダ等を適用してモータの回転角度や回転数等を検出することができるが、他の位置検出手段を適用するようにしてもよい。また、本実施の形態では、シャッタ２８の開閉と、スラット３６の回動とを同時に行うことができないものとして説明するが、シャッタ２８の開閉と、スラット３６の回動とを同時に行うことが可能な構成としてもよい。

さらに、ガレージ１２には、換気装置２６が設けられており、換気装置２６によってもガレージ１２内の換気が可能とされている。

また、ガレージ１２には、シャッタ２８の開閉や、スラット３６の回動、換気装置２６の駆動等を指示するためのスイッチ４２が設けられており、スイッチ４２の操作によってシャッタ２８の開閉や、スラット３６の回動、換気装置２６の駆動等が可能とされている。

また、ガレージ１２内には、ガレージ１２内の室温を検出する室温センサ４４が設けられ、ガレージ１２の外には、外気温を検出する外気温センサ４６が設けられている。

本実施の形態では、ガレージ１２の換気を制御するための制御部２０が設けられており、制御部２０によってシャッタ用モータ３８、スラット用モータ４０、及び換気装置２６の各々の駆動制御が可能とされている。

すなわち、制御部２０には、シャッタ用モータ３８、スラット用モータ４０、及び換気装置２６が接続されていると共に、電力検出部２４、室温センサ４４、及び外気温センサ４６が接続されている。

次に、本実施の形態に係る換気システム１０の制御部２０で行われるガレージ１２の換気制御について説明する。

本実施の形態では、系統電源１８から電力が供給されている通常の状態では、スイッチ４２を操作することにより、シャッタ２８の開閉や、スラット３６の回動、換気装置２６の駆動等を行うことにより、ガレージ１２の換気を行うことができる。

上述したように、本実施の形態では、住宅やガレージ１２へ供給する電力の供給元を系統電源１８以外に発電設備２２に切替えることができる。具体的には、切替開閉器１４を切替えることにより、電力の供給元を系統電源１８と発電設備２２とに切替えることができる。切替開閉器１４の切替は、本実施の形態では、手動操作で行うものとするが、制御部２０の制御等によって切替えるようにしてもよい。

ここで、切替開閉器１４によって電力の供給元が系統電源１８から発電設備２２に切替えられた場合には、本実施の形態では、電力検出部２４によって発電設備２２が電力供給元であることを検出し、検出結果を制御部２０へ出力するようになっている。

制御部２０では、電力供給元が系統電源１８から発電設備２２に切替えられたことが電力検出部２４によって検出された際に換気装置２６が作動している場合には、換気装置２６を停止して節電するようになっている。

そして、制御部２０は、シャッタ２８の開口面積が所定値以下であるか否かをシャッタ用モータ３８に設けられたシャッタ２８の位置検出回路に基づいて判定する。ここで、シャッタ２８の開口面積が所定値以下の場合は、ガレージ内の温度と外気温との温度差により換気に必要な間隙面積を推定して、シャッタ２８のスラット３６を回動するようになっている。これにより内外の温度差により、スラット３６間の間隙を介して換気される。

また、換気に必要な温度差がない場合には、制御部２０が換気装置２６を必要最小限の回転速度で駆動するようになっている。

続いて、上述のように構成された本実施の形態に係る換気システム１０の制御部２０で行われる具体的な処理例について説明する。図２は、本実施の形態に係る換気システム１０の制御部２０で行われる処理の一例を示すフローチャートである。

ステップ１００では、発電設備２２から給電があるか否か制御部２０によって判定される。該判定は、電力検出部２４によって発電設備２２から切替開閉器１４へ電力が供給されたことが検出されたか否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ１０２へ移行し、否定された場合にはステップ１０４へ移行する。

ステップ１０２では、換気制御処理が行われて一連の処理を終了し、ステップ１００からの処理或いは他の処理が行われる。なお、換気制御処理の詳細については後述する。

一方、ステップ１０４では、スイッチ４２の操作がなされたか否か制御部２０によって判定される。該判定は、シャッタ２８の開閉、スラット３６の回動、または換気装置２６の駆動を指示するスイッチ４２が操作されたか否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ１０６へ移行し、否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理が繰り返される。

ステップ１０６では、操作されたスイッチ４２が換気装置２６であるかシャッタ２８であるかが制御部２０によって判定される。操作されたスイッチが換気装置２６である場合にはステップ１０８へ移行し、シャッタ２８である場合にはステップ１１４へ移行する。

ステップ１０８では、操作されたスイッチ４２が換気装置２６の駆動指示であるか、停止指示であるか判定される。操作されたスイッチ４２が換気装置２６の駆動指示である場合にはステップ１１０へ移行し、操作されたスイッチ４２が換気装置２６の停止指示である場合にはステップ１１２へ移行する。

ステップ１１０では、制御部２０によって換気装置２６が駆動されて一連の処理を終了し、ステップ１００からの処理或いは他の処理が行われる。

また、ステップ１１２では、制御部２０によって換気装置２６が停止されて一連の処理を終了し、ステップ１００からの処理或いは他の処理が行われる。

一方、ステップ１１４では、スイッチに応じたシャッタ動作が行われて一連の処理を終了し、ステップ１００からの処理或いは他の処理が行われる。

ここで、スイッチに応じたシャッタ動作は、図３に示すフローチャートに示すように行われる。図３は、本実施の形態に係る換気システム１０の制御部２０で行われるスイッチ４２に応じたシャッタ動作の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

すなわち、ステップ２００では、シャッタ操作又はスラット操作が行われたか否かが制御部２０によって判定される。操作されたスイッチ４２がシャッタ２８の操作である場合にはステップ２０２へ移行し、操作されたスイッチ４２がスラット３６の操作である場合にはステップ２１０へ移行する。

ステップ２０２では、制御部２０によってスラット用モータ４０が制御されることにより、スラット３６が閉鎖されてステップ２０４へ移行する。すなわち、本実施の形態では、シャッタ２８の操作指示が行われた場合には、スラット３６を閉鎖してから以下の処理でシャッタ２８を動作させることで、スラット３６の回動機構の破損等を防止している。なお、スラット３６が閉状態の場合には当該ステップをスキップしてステップ２０４へ移行する。

ステップ２０４では、シャッタ２８を開ける指示であるか、または閉める指示であるか制御部２０によって判定される。操作されたスイッチ４２がシャッタ２８を開ける指示である場合にはステップ２０６へ移行し、操作されたスイッチ４２がシャッタ２８を閉める指示である場合にはステップ２０８へ移行する。

ステップ２０６では、制御部２０によってシャッタ用モータ３８が制御されることにより、シャッタ２８が開けられてステップ２１０へ移行する。

また、ステップ２０８では、制御部２０によってシャッタ用モータ３８が制御されることにより、シャッタ２８が閉じられてステップ２１０へ移行する。

なお、シャッタ用モータ３８の開閉の双方向への駆動は、本実施の形態では、スイッチ４２が操作されている間だけ行うものとして説明するが、スイッチ４２が操作された場合にシャッタ２８が全開又は全閉するまで駆動するようにしてもよい。

ステップ２１０では、発電設備２２から給電があるか否か制御部２０によって判定される。該判定は、電力検出部２４によって発電設備２２から切替開閉器１４へ電力が供給されたことが検出されたか否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ１０２（詳細は後述）へ移行し、否定された場合にはステップ２１２へ移行する。

ステップ２１２では、シャッタ２８が全閉であるか否か制御部２０によって判定される。該判定は、例えば、シャッタ用モータ３８の位置検出回路に基づいて判定され、該判定が肯定された場合にはステップ２１４へ移行し、否定された場合にはスラット３６の操作指示があってもそのまま一連の処理を終了する。すなわち、シャッタ２８が全閉でない場合にはスラット３６の回動が禁止され、スラット３６の回動機構等の破損が防止される。

ステップ２１４では、シャッタ２８のスラット３６を開放する指示又は閉鎖する指示が行われたか否か制御部２０によって判定される。操作されたスイッチ４２がスラット３６を開放する指示の場合にはステップ２１６へ移行し、操作されたスイッチ４２がスラット３６を閉鎖する指示の場合にはステップ２１８へ移行する。

ステップ２１６では、制御部２０によってスラット用モータ４０が制御されることにより、スラット３６が開放する方向に回動されて一連の処理を終了する。

また、ステップ２１８では、制御部２０によってスラット用モータ４０が制御されることにより、スラット３６が閉鎖する方向に回動されて一連の処理を終了する。

なお、スラット用モータ４０の開閉の双方向への回動は、本実施の形態では、スイッチ４２が操作されている間だけ行うものとして説明するが、スイッチ４２が操作された場合にスラット３６が予め定めた全開状態または全閉状態になるまで駆動するようにしてもよい。

続いて、上述の換気制御処理について詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る換気システム１０の制御部２０で行われる換気制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

電力検出部２４によって発電設備２２から切替開閉器１４への給電が検出されると、まず、ステップ３００では、制御部２０によって換気装置２６が制御されて、換気装置２６の駆動が停止されてステップ３０２へ移行する。すなわち、発電設備２２から電力供給がされた場合には換気装置２６を停止することにより節電することができる。なお、換気装置２６が駆動していない場合にはステップ３００の処理はスキップしてステップ３０２へ移行する。

ステップ３０２では、シャッタ２８の開閉操作があるか否か制御部２０によって判定される。該判定は、スイッチ４２が操作されてシャッタ２８の開放指示又は閉鎖指示が行われたか否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ３０４へ移行し、否定された場合にはステップ３１０へ移行する。

ステップ３０４では、シャッタ２８を開ける指示であるか、または閉める指示であるか制御部２０によって判定される。操作されたスイッチ４２がシャッタ２８を開ける指示である場合にはステップ３０６へ移行し、操作されたスイッチ４２がシャッタ２８を閉める指示である場合にはステップ３０８へ移行する。

ステップ３０６では、制御部２０によってシャッタ用モータ３８が制御されることにより、シャッタ２８が開けられてステップ３１０へ移行する。

また、ステップ３０８では、制御部２０によってシャッタ用モータ３８が制御されることにより、シャッタ２８が閉じられてステップ３１０へ移行する。

ステップ３１０では、シャッタ２８の開口面積が一定以上であるか否か制御部２０によって判定される。すなわち、ガレージ１２内を換気するのに十分な開口面積であるか否かを制御部２０が判定し、該判定が肯定された場合にはそのまま一連の処理を終了し、判定が否定された場合にはステップ３１２へ移行する。

ステップ３１２では、室温センサ４４及び外気温センサ４６の検出結果を取得することにより、温度情報が制御部２０によって取得されてステップ３１４へ移行する。

ステップ３１４では、ガレージ内外の温度差が制御部２０によって算出されてステップ３１６へ移行する。すなわち、取得した室温センサ４４の検出結果と外気温センサ４６の検出結果の差分を算出することにより、ガレージ内外の温度差が算出される。

ステップ３１６では、温度差が所定値以上か否か制御部２０によって判定される。該判定は、がーレジ内外の温度差によって換気が可能な予め定めた温度差があるか否かを判定し、該判定が、否定された場合にはステップ３１８へ移行し、肯定された場合にはステップ３２０へ移行する。

ステップ３１８では、換気装置２６が制御部２０によって駆動されて一連の処理を終了する。これによって、温度差による換気が不可能な場合でも換気が可能となり、安全性を担保することができる。なお、制御部２０は、換気装置２６を駆動する際には、換気するのに必要な最小限の回転数で換気装置２６が駆動するように制御することで節電を図るようにしてもよい。

一方、ステップ３２０では、算出した温度差より、換気に必要な間隙面積が制御部２０によって推定されてステップ３２２へ移行して、推定した間隙面積になるようにスラット３６を回動するように制御部２０がスラット用モータ４０の駆動を制御する。なお、本実施の形態では、スラット３６を回動させる際には、シャッタ２８を全閉状態にしてから回動させるものとする。また、本実施の形態では、ステップ３２２において推定した間隙面積になるようにスラット３６を回動させる例を示すが、スラット３６ではなく、シャッタ２８の開閉を制御するようにしてもよい。シャッタ２８の開閉を制御することにより、回動可能なスラット３６を備えていないシャッタ２８を適用することが可能となる。この場合には、スラット３６を全閉にしてからシャッタ２８を動作せることにより、スラット３６の回動機構等の破損を防止することができる。

ここで、上述の算出した温度差より、換気に必要な間隙面積を推定する方法について詳細に説明する。図５（Ａ）は気密性能と内外温度差による自然換気回数（回／ｈ）を示す表であり、図５（Ｂ）は（Ａ）の表を表すグラフであり、図５（Ｃ）は一酸化炭素濃度の経時変化の一例を示すグラフである。

ここで、ガレージ１２の大きさを約３m×５m×３m、自動車容積を約９０２m³（ガレージ１２の室内空気量は３５．８m³）と想定したとき、相当間隙面積が１６．５cm²／m²のとき、図５（Ｂ）の通り内外温度差が５Ｋ程度であれば概ね０．２回／ｈ程度の自然換気量（＝７．２m³/h）を確保することができることが分かる。この場合、図５（Ｃ）に示すように、上記程度の自然換気量であれば、一酸化炭素濃度が一定値以上上がらないことが分かる。

よって、上記の通り自然換気０．２回／ｈを確保していれば、一酸化炭素濃度が一定値以上上がらないので、図５（Ｂ）、（Ｃ）の通り、例えば、温度差５Ｋの場合には間隙面積１６．５cm²／m²、温度差１０Ｋの場合には間隙面積７．０cm²／m²を最低限確保するように、シャッタ２８のスラット３６の角度（又はシャッタ２８の開閉）を制御する。これによって、換気装置２６のように電力を常に消費することなく、排気ガスをガレージ１２の外へ排出して換気する換気することができる。

なお、上記の実施の形態では、スイッチ４２の操作によってシャッタ２８を動作させる場合には、スラット３６が閉状態の場合にシャッタ２８の動作を許可し、スイッチ４２の操作によってスラット３６を回動させる場合には、シャッタ２８が全閉の場合にスラット３６の回動を許可する構成として説明したが、これに限るものではない、スラット３６が開状態でシャッタ２８を動作可能な構成であれば、ステップ２０２やステップ２１２は省略するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、電力検出部２４によって発電設備２２から切替開閉器１４への電力供給が検出された場合に、ステップ１０２の換気制御処理を行うようにしたが、換気制御処理を行うトリガーはこれに限るものではなく、例えば、エンジン始動を検出するためのセンサを備えて、エンジンが始動された場合に、換気制御処理を実行するようにしてもよい。或いは、他の予め定めた条件が成立した場合に換気制御処理を行うようにしてもよい。

また、上記の実施の形態における制御部２０で行われる各処理は、ハードウエアで行う処理としてもよいし、ソフトウエアで行う処理としてもよい。ソフトウエアで行う処理とした場合には、各処理を実行するためのプログラムを各種記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。

１０換気システム
１２ガレージ
２０制御部
２２発電設備
２４電力検出部
２６換気装置
２８シャッタ
３６スラット
３８シャッタ用モータ
４０スラット用モータ
４４室温センサ
４６外気温センサ

Claims

ガレージの室温を検出する室温検出部と、
外気温を検出する外気温検出部と、
前記ガレージに設けられ各々回動可能な複数のスラットを有するシャッタの開閉、及び前記複数のスラットの回動の少なくとも一方を駆動する駆動部と、
ガレージ内の発電設備から外部への電力供給を検出する電力検出部と、
前記電力検出部によって前記発電設備から外部への電力供給が検出された場合に、前記室温検出部の検出結果と前記外気温検出部の検出結果との温度差に基づいて、前記シャッタの開閉または前記スラットの回動による間隙面積が換気に必要な面積となるように前記駆動部を制御する制御部と、
を備えた換気システム。
ガレージ内を換気する換気装置を更に備え、
前記制御部は、前記電力検出部によって発電設備から外部への電力供給が検出された際に前記換気装置が動作している場合、前記換気装置を停止するように前記換気装置を更に制御する請求項１に記載の換気システム。
ガレージ内を換気する換気装置を更に備え、
前記制御部は、前記温度差が所定値以下の場合は、前記換気装置を駆動するように制御する請求項１又は請求項２に記載の換気システム。