JP6511641B2 - 浴室換気乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、浴室の乾燥を行う浴室換気乾燥機の乾燥運転方法に関するものである。

浴室内のカビの発生を防止するには浴室内を乾燥状態に保つことが有効である。よって、決められた時間以内に浴室を乾燥させることが必要である。

その手段として、浴室換気乾燥機が普及している。

従来、この種の浴室換気乾燥機は、浴室内の空気を温めながら循環送風すると同時に、浴室内の空気を浴室外に排気することにより、浴室内の乾燥を行うように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その浴室換気乾燥機について図２を参照しながら説明する。

浴室内の天井に設置された本体１０１に浴室内の空気を換気する換気ファン１０２と換気ファン１０２の駆動源である換気モータ１０３とを備える。

また、浴室内の空気を循環させる循環ファン１０４と、循環ファン１０４の駆動源である循環モータ１０５と、循環ファン１０４により生成される循環空気を加熱するヒータ１０６とを備えている。

以上のように構成された浴室乾燥機の乾燥運転方法について説明する。

浴室乾燥モードの運転開始後、換気モータ１０３の駆動により換気ファン１０２が回転し浴室内の空気が換気される。

そして、それと同時に、循環モータ１０５の駆動とヒータ１０６とへの通電により温められた空気が浴室内に循環されるので、結果、浴室を乾燥させる。

さらに、所定の時間が経過した後、すなわち、浴室が充分温められた後、ヒータ１０６の出力を落とす、または、停止することにより、ヒータ１０６を最大出力にて運転し続けた場合に比べ時間はかかるが少ないエネルギー消費量で浴室を乾燥させるものである。

特開２００４−９３００８号公報

このような従来の浴室換気乾燥機においては浴室内の水滴を乾燥させる場合必ず最初に加熱手段を作動させるため決められた時間内に浴室内を乾燥させようとした場合ランニングコスト（電気代）が高い、という課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、決められた時間内に浴室内を乾燥させてもランニングコストの上昇を抑制することができる浴室換気乾燥機を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、本体に、浴室の空気を循環または換気する送風機と、前記送風機により前記浴室の空気である浴室空気が吸い込まれる吸込口と、前記送風機から循環空気を吹き出す吹出口と、前記浴室空気を換気と循環とに振り分けるダンパーと、前記浴室空気の温度と相対湿度とを測定する温度センサおよび湿度センサと、前記循環空気を加熱する加熱手段と、前記送風機と前記ダンパーと前記加熱手段との作動時間の組み合わせを制御する制御部とを備え、前記浴室を決められた時間内で乾燥させる浴室乾燥モードは最初に前記浴室空気を換気する換気段階となり、次に前記浴室空気の一部を前記加熱手段により加熱し循環空気として前記浴室に吹き出し、残りの前記浴室空気は換気させる加熱段階となり、前記換気段階と前記加熱段階との運転時間の組み合わせを、前記浴室の乾きやすさの指標として外気の温度と相対湿度および入浴直後の前記浴室の結露量を用いて決定し、前記外気の温度と相対湿度および入浴直後の前記浴室の結露量を、前記換気段階の最初の一定時間内で前記温度センサおよび前記湿度センサより取得した前記浴室内の温度や相対湿度で推定することとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、本体に、浴室の空気を循環または換気する送風機と、前記送風機により前記浴室の空気である浴室空気が吸い込まれる吸込口と、前記送風機から循環空気を吹き出す吹出口と、前記浴室空気を換気と循環とに振り分けるダンパーと、前記浴室空気の温度と相対湿度とを測定する温度センサおよび湿度センサと、前記循環空気を加熱する加熱手段と、前記送風機と前記ダンパーと前記加熱手段との作動時間の組み合わせを制御する制御部とを備え、前記浴室を決められた時間内で乾燥させる浴室乾燥モードは最初に前記浴室空気を換気する換気段階となり、次に前記浴室空気の一部を前記加熱手段により加熱し循環空気として前記浴室に吹き出し、残りの前記浴室空気は換気させる加熱段階となり、前記換気段階と前記加熱段階との運転時間の組み合わせを、前記浴室の乾きやすさの指標として外気の温度と相対湿度および入浴直後の前記浴室の結露量を用いて決定し、前記外気の温度と相対湿度および入浴直後の前記浴室の結露量を、前記換気段階の最初の一定時間内で前記温度センサおよび前記湿度センサより取得した前記浴室内の温度や相対湿度で推定する、という構成にしたことにより、外気の温度と相対湿度および入浴直後の浴室の結露量を換気段階の最初の一定時間で吸込口から吸い込まれた浴室空気の温度や相対湿度を温度センサおよび湿度センサとで検知し制御部で計算することとなるので、決められた時間内に浴室を乾燥させてもランニングコストの上昇を抑制することができる、という効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の浴室換気乾燥機の構成を示す側構成図 従来の浴室換気乾燥機の構成を示す側断面図

本発明の請求項１記載の浴室換気乾燥機は、本体に、浴室の空気を循環または換気する送風機と、前記送風機により前記浴室の空気である浴室空気が吸い込まれる吸込口と、前記送風機から循環空気を吹き出す吹出口と、前記浴室空気を換気と循環とに振り分けるダンパーと、前記浴室空気の温度と相対湿度とを測定する温度センサおよび湿度センサと、前記循環空気を加熱する加熱手段と、前記送風機と前記ダンパーと前記加熱手段との作動時間の組み合わせを制御する制御部とを備え、前記浴室を決められた時間内で乾燥させる浴室乾燥モードは最初に前記浴室空気を換気する換気段階となり、次に前記浴室空気の一部を前記加熱手段により加熱し循環空気として前記浴室に吹き出し、残りの前記浴室空気は換気させる加熱段階となり、前記換気段階と前記加熱段階との運転時間の組み合わせを、前記浴室の乾きやすさの指標として外気の温度と相対湿度および入浴直後の前記浴室の結露量を用いて決定し、前記外気の温度と相対湿度および入浴直後の前記浴室の結露量を、前記換気段階の最初の一定時間内で前記温度センサおよび前記湿度センサより取得した前記浴室内の温度や相対湿度で推定する、という構成を有する。これにより、外気の温度と相対湿度および入浴直後の浴室の結露量を換気段階の最初の一定時間で吸込口から吸い込まれた浴室空気の温度や相対湿度を温度センサおよび湿度センサとで検知し制御部で計算することとなるので、決められた時間内に浴室を乾燥させてもランニングコストの上昇を抑制することができる、という効果を奏する。

また、入浴直後の結露量を、温度センサと湿度センサとで測定した浴室空気の温度と相対湿度および前記浴室空気の温度と相対湿度とにより算出した前記浴室空気の絶対湿度および前記浴室空気の飽和水蒸気量と前記浴室空気の絶対湿度との差により算出した浴室内空気乾燥性能を時間積分した乾燥性能積分値を用いた推定式より推定する、という構成にしてもよい。これにより、制御部で浴室空気の温度と相対湿度とにより算出した浴室空気の絶対湿度および浴室空気の飽和水蒸気量と浴室空気の絶対湿度の差により算出した浴室内空気乾燥性能を時間積分した乾燥性能積分値を用いた推定式より推定することとなるので、決められた時間内に浴室を乾燥させてもよりランニングコストの上昇を抑制することができる、という効果を奏する。

また、外気の相対湿度の推定を、外気の温度と前記換気段階の最初の一定時間後の絶対湿度と前記一定時間後の絶対湿度の直近との所定時間の変化量とを用いた推定式より推定する、という構成にしてもよい。これにより、制御部で換気段階の最初の一定時間後の絶対湿度と一定時間後の絶対湿度の直近の所定時間の変化量とを用いた推定式より推定することとなるので、決められた時間内に浴室を乾燥させてもよりランニングコストの上昇を抑制することができる、という効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本発明による浴室換気乾燥機は、浴室１２内の天井に方形状の直方体である本体１を設置する。

そして、本体１の内部には、浴室１２内の空気を循環または換気する静圧がかせげるシロッコ型のファン２と、ファン２を駆動させるコストの安いＡＣ方式のファンモータ３と、浴室１２より吸い込んだ空気を循環空気と換気空気に振り分けるダンパー４と、ファン２とダンパー４とにより浴室１２内に循環される循環空気を加熱する安全性の高いＰＴＣタイプのヒータ５とを備える。

そして、このダンパー４は軸部１３に取り付けられた図示しないステッピングモータにより回転させる。そして、ダンパー４は、浴室１２内より吸い込んだ空気を排気する排気位置や、排気をしながら浴室１２に循環空気として吹き出す送風位置とに移動する。

また、本体１のファン２の吸い込みの直下である浴室１２側には、浴室１２内の空気を吸い込む吸込口６と、その隣に循環空気を吹き出す吹出口７と、吹出口７には任意の角度に変更することができる風向ルーバー８とを備える。そして、天井の裏側には図示しないダクトにより屋外（図示せず）と連通する排気アダプタ９を備える。

また、本体１には、吸込口６より吸い込んだ浴室１２内の空気の温度を測定するサーミスターである温度センサ１０と、相対湿度を測定する湿度センサ１１とを備える。そして、ファンモータ３とダンパー４とヒータ５との運転の制御及び演算を行う制御手段としての電装基板１４に温度センサ１０と湿度センサ１１とファンモータ３とダンパー４とヒータ５とが接続されている。

そして、浴室１２内の乾燥に用いる浴室乾燥モードの運転動作を説明する。

この浴室乾燥モードは、浴室１２内を予め設定された時間以内に乾燥させる運転モードである。

浴室１２内のカビの発生を防止するには、浴室１２内を乾燥状態に保つことが有効であり、１日のうち浴室乾燥モードの運転時間と入浴や衣類乾燥等の浴室１２の利用時間を除いた時間だけ浴室１２の乾燥状態を保持することである。

そして、この運転時間はいろいろと検討した結果８時間と設定した。

浴室１２外である例えば図示しない脱衣室に設置している図示しないコントローラより、浴室乾燥モードの指示が電装基板１４へ出された場合、ファンモータ３を駆動しファン２を回転させ、浴室１２内の空気を吸込口６より吸い込む。

そして、ダンパー４を排気位置に移動させることにより、浴室１２より吸い込んだ空気を排気アダプタ９を介して屋外排出する換気段階となる。

次に、ダンパー４を送風位置に移動させ、かつヒータ５を作動させ、浴室１２より吸い込んだ空気の一部を加熱しながら浴室１２内に吹き出し、残りの吸い込んだ空気を排気アダプタ９を介して屋外排出する加熱段階となる。

そして、浴室１２を予め設定された時間、すなわち８時間以内で、季節や入浴状況に応じて換気段階と加熱段階の運転時間の組み合わせを適切に制御することにより、よりランニングコストを抑えて浴室１２を乾燥させることになる。

このとき、換気段階の最初の一定時間内に、浴室１２内より吸い込んだ空気の温度、すなわち浴室温度Ｔｒを温度センサ１０で測定する。

また同時に、浴室１２内より吸い込んだ空気の相対湿度、すなわち浴室相対湿度Ｈｒを湿度センサ１１で測定する。

そして、浴室１２外より浴室１２に流入する空気の温度と湿度すなわち外気の温度Ｔｏと外気の相対湿度Ｈｏと入浴直後に浴室１２内に存在する結露による水分すなわち入浴直後の結露量ＤＲとを推定する。

これらの３つの推定値を浴室１２の乾きやすさの指標として、換気段階と加熱段階との運転時間の組み合わせを決定する。

まずは、外気の温度Ｔｏの推定について説明する。

入浴直後の浴室温度Ｔｒは外気の温度Ｔｏに比べ高くなっている。

そして、換気段階において、浴室１２内の空気は排出され、外気の空気が浴室１２内に流入するため、流入した外気により浴室１２の保有する熱量が奪われ、次第に外気の温度Ｔｏに近づいていくため、外気の温度Ｔｏは（式１）のように推定する。

Ｔｏ＝Ｔｒｅ ・・・（式１）
ここで、Ｔｒｅは浴室乾燥モード開始後一定時間後の浴室温度であり、検証の結果この時間を２時間と設定した。

次に、外気の相対湿度Ｈｏの推定について説明する。

入浴直後の浴室相対湿度Ｈｒはほぼ１００％と高い状態にある。

そして、換気段階において、浴室１２内の空気は排出され、外気の空気が浴室１２内に流入するため、浴室相対湿度Ｔｒは減少するが、同時に浴室１２内に存在する水分が蒸発されるため、浴室温度Ｔｒの収束（浴室温度Ｔｒと外気の温度Ｔｏとが等しくなる）に比べ、浴室相対湿度Ｈｒの収束（浴室相対湿度Ｈｒと外気の相対湿度Ｈｏとが等しくなる）は遅い。

そこで、外気の相対湿度Ｈｏの推定のために、浴室温度Ｔｒと浴室相対湿度Ｈｒとより算出する浴室絶対湿度Ｘｒを用いて、外気の絶対湿度Ｘｏを検証の結果により（式２）のように推定する。

Ｘｏ＝Ｘｒｅ−（ａＴｏ＋ｂ）ΔＸ ・・・（式２）
ここで、Ｘｒｅは浴室乾燥モード開始一定時間後の浴室絶対湿度であり、検証の結果この時間は２時間と設定した。

また、ΔＸはＸｒの直近の所定時間の変化量であり、検証の結果、浴室乾燥モード開始一定時間後１．５〜２．０時間の０．５時間の変化量とした。

また、ａおよびｂは事前の検証より求めた定数である。

この推定したＸｏより、外気の温度Ｔｏを用いて、外気の相対湿度Ｈｏを算出する。

ここで、外気の相対湿度Ｈｏを推定するのに、一度、絶対湿度に変換して推定を行ったのは、浴室１２内の空気に含まれる水分の変化をみるためであり、浴室１２内の温度変化の影響を受けにくくなり、より正確に外気の相対湿度Ｈｏを推定できることとなる。

次に、入浴直後の結露量ＤＲの推定について説明する。

入浴直後の結露量ＤＲは浴室温度Ｔｒと浴室相対湿度Ｈｒと浴室絶対湿度Ｘｒと浴室内空気乾燥性能Ｄｘを時間積分した乾燥性能積分値とを用いた推定式より算出する。

ここで、浴室内空気乾燥性能Ｄｘは浴室空気の飽和水蒸気量Ｘｍと浴室絶対湿度Ｘｒとの差により（式３）のように算出する。

Ｄｘ＝Ｘｍ−Ｘｒ ・・・（式３）
すなわち、浴室内空気乾燥性能Ｄｘは浴室空気が、あとどれだけの水分を含める状態であるかという値であり、浴室１２の乾き易さを表す重要な値となる。

次に、浴室内空気乾燥性のＤｘを経過時間ｔで積分した、乾燥性能積分値ＤＰを（式４）により算出する。

ＤＰ＝∫Ｄｘｔ ・・・（式４）
そして、あらかじめ浴室１２内の入浴の状況である結露の多寡および季節の環境すなわち外気の温度と湿度を加味した事前の検証および解析を実施することで得られた推定式（式５）により、入浴直後の結露量ＤＲを算出する。

ＤＲ＝αＴｒ＋βＨｒ＋γＸｒ＋σＤＰ＋（ＤＰ−ε）²＋ζ ・・・（式５）
ここで、α、β、γ、σ、ε、ζはそれぞれ定数である。なお、これらの定数は推定精度向上のため、外気の温度Ｔｏと外気の相対湿度Ｈｏとの推定結果により切り替えても良い。

そして、検証の結果、浴室乾燥モード開始後１５〜６０分までのデータを用いることとした。

これにより、浴室１２内の結露状況に違いがあっても、より正確に入浴直後の結露量ＤＲを推定できることとなる。

これらの推定値、すなわち外気の温度Ｔｏと外気の相対湿度Ｈｏおよび入浴直後の結露量Ｄｒは浴室１２内の水分の乾き易さを表す指標である。

そして、浴室乾燥モード運転開始後の換気段階の一定時間後に推定が完了できるので、一定時間後の以降の運転組み合わせ、すなわち、換気段階と加熱段階との運転時間の組み合わせを最適に決めることができ、ランニングコストを抑えることができる。

例えば、外気の温度が低い、または外気の湿度が高い、または入浴直後の結露量が多い等、浴室１２が乾きにくい場合は加熱段階の時間を十分長く設定する。

また、外気の温度が高い、または外気の湿度が低い、または入浴直後の結露量が少ない等、浴室１２が乾き易い場合は、加熱段階の時間を短く設定する。もしくは、換気段階のみで運転を終了する。さらには、運転時間そのものを８時間より短くする。

よって、浴室１２の乾き易さに応じて換気段階と加熱段階との運転時間の組み合わせを最適に決めることができ、ランニングコストを抑えることができる。

本発明にかかる浴室換気乾燥機は、決められた時間内に浴室内を乾燥させてもランニングコストの上昇を抑制することができることを可能とするものであるので、食器の乾燥機能がある食器洗い乾燥機等として有用である。

１ 本体
２ ファン
３ ファンモータ
４ ダンパー
５ ヒータ
６ 吸込口
７ 吹出口
８ 風向ルーバー
９ 排気アダプタ
１０ 温度センサ
１１ 湿度センサ
１２ 浴室
１３ 軸部
１４ 電装基板

Claims (3)

1. 本体に、浴室の空気を循環または換気する送風機と、前記送風機により前記浴室の空気である浴室空気が吸い込まれる吸込口と、前記送風機から循環空気を吹き出す吹出口と、前記浴室空気を換気と循環とに振り分けるダンパーと、前記浴室空気の温度と相対湿度とを測定する温度センサおよび湿度センサと、前記循環空気を加熱する加熱手段と、前記送風機と前記ダンパーと前記加熱手段との作動時間の組み合わせを制御する制御部とを備え、前記浴室を決められた時間内で乾燥させる浴室乾燥モードは最初に前記浴室空気を換気する換気段階となり、次に前記浴室空気の一部を前記加熱手段により加熱し循環空気として前記浴室に吹き出し、残りの前記浴室空気は換気させる加熱段階となり、前記換気段階と前記加熱段階との運転時間の組み合わせを、前記浴室の乾きやすさの指標として外気の温度と相対湿度および入浴直後の前記浴室の結露量を用いて決定し、前記外気の温度と相対湿度および入浴直後の前記浴室の結露量を、前記換気段階の最初の一定時間内で前記温度センサおよび前記湿度センサより取得した前記浴室内の温度や相対湿度で推定することを特徴とする浴室換気乾燥機。
2. 入浴直後の結露量を、温度センサと湿度センサとで測定した浴室空気の温度と相対湿度および前記浴室空気の温度と相対湿度とにより算出した前記浴室空気の絶対湿度および前記浴室空気の飽和水蒸気量と前記浴室空気の絶対湿度との差により算出した浴室内空気乾燥性能を時間積分した乾燥性能積分値を用いた推定式より推定することを特徴とする請求項１に記載の浴室換気乾燥機。
3. 外気の相対湿度の推定を、外気の温度と前記換気段階の最初の一定時間後の絶対湿度と前記一定時間後の絶対湿度の直近との所定時間の変化量とを用いた推定式より推定することを特徴とする請求項１に記載の浴室換気乾燥機。

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