JP6982727B2 - 熱交換型換気扇の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換型換気扇の制御方法に関する。

従来、この種の熱交換型換気扇は図５の概略図に示すように、本体１０１に外気口１０２から給気口１０３に通風する送風路１０４と、室内空気を吸い込む還気口１０５から排気口１０６に通風する送風路１０７と、還気口から取り込んだ排気流と外気口から取り込んだ給気流の熱交換を行う熱交換素子１０８と、給気流を発生させる電動機１０９及び排気流を発生させる電動機１１０、および室内の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素センサー１１１を備えた熱交換型換気扇が知られている。

前記従来の熱交換型換気扇は、二酸化炭素センサー１１１からの信号より二酸化炭素濃度を換算し、換算した二酸化炭素濃度に基づいて電動機１０９及び１１０を制御している。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−０２６２７３号公報

しかしながら、このような従来の熱交換型換気扇では室内の二酸化炭素濃度に応じて排気を行うことはできるが、常に熱交素子を通しての熱交換を行いながらの排気となるため、室外の微粒子濃度が低く、室内室外の温度差が小さい場合でも、熱交素子を介した熱交運転を行うことになり、熱交素子の圧力損失分消費電力が増えてしまうという課題があった。

そこで、本発明は、このような従来の問題を解決するもので、室外の微粒子濃度と室内室外の温度を検出する手段を備え、室内の二酸化炭素濃度が高くても室外の微粒子濃度が低く、また、室内外の温度差が小さい場合に熱交素子を介さない換気運転が可能と判断した場合には、熱交運転を行わず直接外気を取り入れる換気風路を備えたことにより、熱交素子による圧力損失を避け室内の二酸化炭素濃度を低減することができる熱交換型換気装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の熱交換型換気扇は、室外吸込口より室外の空気を取り入れ、室内給気口より室内に供給する給気風路と、室内吸込口より室内の空気を取り入れ、室外排気口より室外に排気する排気風路と、前記給気風路における給気流を発生させる給気流発生手段と、前記排気風路における排気流を発生させる排気流発生手段と、前記室外吸込口を通る空気の微粒子を除去する第一微粒子除去手段と、前記室内給気口を通る空気の微粒子を除去する第二微粒子除去手段と、室内の微粒子濃度を検出する第一微粒子濃度検出手段と、室外の微粒子濃度を検出する第二微粒子濃度検出手段と、室内の二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素濃度検出手段と、室内の温度を検出する第一温度検出手段と、室外の温度を検出する第二温度検出手段と、前記給気風路は、前記排気風路を通る空気と熱交換を行うための熱交換素子を介して前記室内給気口に室外の空気を供給する熱交換風路と、前記給気風路は、熱交換素子を介さず室外の空気を室内に取り入れる換気風路と、室内吸込口より取り入れた室内の空気を、室内給気口より室内に供給する循環風路と、を備えた熱交換型換気装置において、前記熱交換風路と前記換気風路とを切り替える第一切替手段と、前記排気風路と前記循環風路とを切り替える第二切替手段と、さらに、前記第一切替手段、前記第二切替手段、前記給気流発生手段及び前記排気流発生手段を制御する制御手段とを備え、前記第一微粒子除去手段は前記熱交換風路上の前記熱交換素子の上流に設けられ、前記第二微粒子除去手段は前記換気風路上かつ前記熱交換風路上かつ前記循環風路上に設けられ、前記制御手段は、前記第一微粒子濃度検出手段、前記第二微粒子濃度検出手段、前記二酸化炭素濃度検出手段、前記第一温度検出手段、前記第二温度検出手段より得られる情報に基づいて、前記第一切替手段及び前記第二切替手段を制御し、前記二酸化炭素濃度検出手段によって検出された二酸化炭素濃度が所定の値よりも高く、前記第二微粒子濃度検出手段によって検出された微粒子濃度が所定の値よりも低く、室内温度と室外温度の温度差が所定の値よりも小さい場合に、前記換気風路による換気運転を行い、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明の熱交換型換気扇によれば、室内の二酸化炭素濃度と室外の微粒子濃度および室内外の温度を検出し、室内の二酸化炭素濃度が高い場合でも室外の微粒子濃度が低く、室内外の温度が換気に適した状況であれば、熱交換素子を通さずに直接外気を取り入れることで熱交換素子の圧力損失分の軸動力を減らすことにより省エネを実現するものである。

本発明の実施の形態１の構成を示す図 本発明の実施の形態１の換気風路を示す図 本発明の実施の形態１の循環風路を示す図 本発明の実施の形態１の運転状態を決定するフローチャートを示す図 従来技術の概略構成図

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、未満に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するために例示するものであって、本発明は未満のものに特定しない。特に実施の形態に記載されている数値、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる実施例に過ぎない。

本発明の請求項１記載の熱交換型換気扇は、室外吸込口より室外の空気を取り入れ、室内給気口より室内に供給する給気風路と、室内吸込口より室内の空気を取り入れ、室外排気口より室外に排気する排気風路と、給気風路における給気流を発生させる給気流発生手段と、排気風路における排気流を発生させる排気流発生手段と、室外吸込口を通る空気の微粒子を除去する第一微粒子除去手段と、室内給気口を通る空気の微粒子を除去する第二微粒子除去手段と、室内の微粒子濃度を検出する第一微粒子濃度検出手段と、室外の微粒子濃度を検出する第二微粒子濃度検出手段と、室内の二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素濃度検出手段と、室内の温度を検出する第一温度検出手段と、室外の温度を検出する第二温度検出手段と、給気風路は、排気風路を通る空気と熱交換を行うための熱交換素子を介して前記室内給気口に室外の空気を供給する熱交換風路と、給気風路は、熱交換素子を介さず室外の空気を室内に取り入れる換気風路と、室内吸込口より取り入れた室内の空気を、室内給気口より室内に供給する循環風路と、を備えた熱交換型換気装置において、熱交換風路と換気風路とを切り替える第一切替手段と、排気風路と循環風路とを切り替える第二切替手段と、さらに、第一切替手段、第二切替手段、給気流発生手段及び排気流発生手段を制御する制御手段とを備えたものである。

これにより、制御手段は、第一微粒子濃度検出手段、第二微粒子濃度検出手段、二酸化炭素濃度検出手段、第一温度検出手段、第二温度検出手段より得られる情報に基づいて、第一切替手段及び第二切替手段を制御することで、室内二酸化炭素濃度、室内微粒子濃度、室外微粒子濃度、室内温度、室外温度を総合的に判断し、状況に応じて熱交換運転、換気運転、循環運転のいずれかを選択することにより省エネルギーで最適な換気運転を行うことができる。

本発明の請求項２記載の熱交換型換気扇は、二酸化炭素濃度検出手段によって検出された二酸化炭素濃度が所定の値よりも高く、第二微粒子濃度検出手段によって検出された微粒子濃度が所定の値よりも低い場合に、制御手段は、切替え手段を制御して普通換気運転を行うことを特徴としたものである。

これにより、室内の二酸化炭素濃度が高く、室外の微粒子濃度が低く、室内外の温度が外気導入に適する場合は、熱交換素子を通さずに外気を直接取り入れることにより、熱交換素子の圧力損失分による軸動力を低減し省エネを実現し、室内空気を排出し、室外空気を室内に取り入れることが可能である。

本発明の請求項３記載の熱交換型換気扇は、二酸化炭素濃度検出手段による二酸化炭素濃度が所定の値より低く、室内温度と室外温度の温度差が所定の値よりも大きい場合、制御手段は、循環運転を行うことを特徴としたものである。

これにより、室内の二酸化炭素が低い場合には熱交換運転を行わずに循環運転を行うことで室内の空調空気を排出せず省エネルギーで実現できる。

本発明の請求項４記載の熱交換型換気扇は、換気運転時および循環運転時には、排気流発生手段を停止することを特徴としたものである。

これにより、換気運転時および循環運転時には排気流発生手段の軸動力を削減し、省エネルギーを実現できる。

未満、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１〜図４を参照して本発明の実施の形態１の熱交換型換気扇について説明する。

図１は本発明の実施の形態１の熱交換型換気扇を平面視したものであり、熱交換型換気扇の主要部の構成を示すものである。

熱交換型換気扇１は、建物内の天井裏または、側面壁内もしくは床下に設置されるものであり、以下、床下に設置した場合について説明する。

熱交換型換気扇１は直方体の形状をしており、室外側側面１９には室外の空気を吸い込む室外吸込口２と、室外に排気する室外排気口５を有していて（図１における左側）、室内外側面２０には室内に給気を行う室内給気口３と、室内の空気を吸い込む室内吸込口４を有している（図１における右側）。

室外吸込口２と室内給気口３は給気風路Ａで連通していて、給気風路Ａの室内給気口３の近傍には、給気流を発生させるための給気ファン６を備えている。

また、室内吸込口４と室外排気口５は排気風路Ｂで連通していて、排気風路Ｂの室外排気口５の近傍には、排気流を発生させるための排気ファン７を備えている。

給気ファン６により発生した給気流は、室外吸込口２から吸い込んだ外気を、給気風路Ａを通じて室内給気口３より室内に送り込む。

給気風路Ａには、吸込んだ外気の微粒子により熱交換素子９が目詰まりすることを防ぐための微粒子除去フィルタ８が、熱交換素子９の熱交室外吸込口２１と室外吸込口２と間に設けられている。

微粒子除去フィルタ８は、熱交換素子９が目詰まりしなければよく、熱交換素子９の素子の目よりも大きい粒子を捕集できればよい。

また、給気風路Ａには、微粒子除去フィルタ８と熱交換素子９を通過した目の細かい微粒子を取り除くための微粒子除去フィルタ１０を、熱交換素子９の熱交室内給気口２２と室内給気口３との間に配置していて、微粒子除去フィルタ８，１０によりＰＭ２．５や花粉などの微粒子が除去された後に室内に清浄化された外気が給気される。

給気流と同様、排気ファン７により発生した排気流は、室内吸込口４から吸い込んだ室内空気を、熱交換素子９を通して室外排気口５から外部に排気する。

熱交換素子９は給気風路Ａと排気風路Ｂの交差する位置に配置され、給気風路Ａにおいて、室外空気を熱交室外吸込口２１から吸い込み、熱交室内給気口２２から給気し、排気風路Ｂにおいて、室内空気を熱交室内吸込口２３から吸い込み、熱交室外排気口２４から排気している。

つまり、給気風路Ａは、室外吸込口２〜微粒子除去フィルタ８〜熱交室外吸込口２１〜熱交室内給気口２２〜微粒子除去フィルタ１０〜室内給気口３という直線状の風路を形成していて、排気風路Ｂは、室内吸込口４〜熱交室内吸込口２３〜熱交室外排気口２４〜室外排気口５という直線状の風路を形成している。

この熱交換素子９は、排気流からの排気熱を回収して給気流に熱を与える機能を有していて、所定の間隔をあけて積層された複数の伝熱板により構成されている。

この伝熱板は、気体遮蔽性と透湿性を有していて、室内の空気と室外の空気を伝熱板の間に交互に流すことで、換気を行いながら伝熱板を介して熱交換および水分の交換を行うことができる構成となっている。

すなわち、熱交換素子９の内部では、給気風路Ａと排気風路Ｂが伝熱板を挟んで交互に積層されて設けられている構成となっており、これにより、給気流と排気流が交わることなく熱交換を行うことができるものである。

また、熱交換型換気扇１には、室内の二酸化炭素と微粒子濃度、および温度を検出するための二酸化炭素濃度検出センサ１１、微粒子濃度検出センサ１２、温度検出センサ１３を備えていて、室内の二酸化炭素と微粒子、および温度を正確に測定するために排気風路Ｂの室内吸込口４近傍に配置している。室外の微粒子濃度および温度を検出するための微粒子濃度検出センサ１４と温度検出センサ１５を備えており、室外の微粒子濃度と温度を正確に検出するために給気風路Ａの室外吸込口２近傍に配置している。

なお、二酸化炭素濃度検出センサ１１と微粒子濃度検出センサ１２、および微粒子濃度検出センサ１４については、センサ内部に光学レンズを使用している都合上ほこりでレンズが汚れることが予想されるため、風路には直接配置せず対流によって濃度検出が行える場所、例えば風路内でも気流の変化が小さい場所への配置が望ましい。

また、熱交換型換気扇１の内部には、給気風路を切替えるための換気ダンパ１６と循環ダンパ１７を備えている。

換気ダンパ１６は、図１に示すように、熱交換素子９の給気風路Ａ側において、熱交室外吸込口２１の端部に支点を有する開閉自在の隔壁であり、換気ダンパ１６により熱交室外吸込口２１を開閉することで熱交換素子９への外気の流入の有り無しを制御するものである。

給気流と排気流の熱交換を行う熱交換運転においては、給気流を熱交換素子９に通す必要があるため、換気ダンパ１６を熱交室外吸込口２１が開放される側に可動する。

これにより、熱交換素子９をバイパスする第一給気風路Ｃが塞がれ、給気流が熱交換素子９を通過する給気風路Ａが形成される。

従って、給気風路Ａにおいて給気ファン６が動作することで、室外吸込口２から吸い込まれた外気を微粒子除去フィルタ８を通した後に熱交室外吸込口２１から吸込み、熱交し熱交換素子９を通過させ、その後、微粒子除去フィルタ１０を通して清浄化した空気を室内給気口３から給気を行うことができる。

一方、熱交運転を行わない、外気を熱交換素子９に通さずに室内に導入する換気運転を行う時には、図２に示すように、換気ダンパ１６を、熱交室外吸込口２１を塞ぐ側に可動する。

これにより、熱交換素子９をバイパスする第一給気風路Ｃが開放されて、室外吸込口２から室内給気口３への直線状の風路、換気風路Ｄが形成される。

換気風路Ｄが形成された状態で給気ファン６が動作することにより、室外吸込口２から吸い込まれた外気は熱交室外吸込口２１に流入することなく第一給気風路Ｃを通り、微粒子除去フィルタ１０を通じて室内給気口３から室内に給気されることとなる。

すなわち、換気ダンパ１６は、給気風路Ａと排気風路Ｂで給排気を行う熱交換運転と、第一給気風路Ｃおよび換気風路Ｄを通じて外気を直接室内に給記する換気運転とを切替えるためのダンパである。

循環ダンパ１７は、図１に示すように、熱交室内給気口２２の端部に支点を有する開閉自在の隔壁であり、循環ダンパ１７により熱交室内給気口２２を開閉することで、熱交換素子９からの外気の流出の有り無しを調整するものである。

熱交換運転時には、循環ダンパ１７を、熱交換素子９をバイパスする第二給気風路Ｅを塞ぐ側に可動することで、給気風路Ａと排気風路Ｂが独立し、熱交室内給気口２２が開放される。

これにより、給気流は排気流と交わることがなく、給気風路Ａを通じて外気を室内に給気でき、排気ファン７により発生した排気流は、排気風路Ｂにおいて室内吸込口４から室内空気を吸込み、熱交室内吸込口２３より吸い込んだ室内空気を熱交室外排気口２４から排出し、室外排気口５より排気することができる。

一方、熱交換素子９に室内空気を通さずに室内に再び給気する循環運転を行う時には、図３に示すように、循環ダンパ１７を、熱交給気吸込口２６を塞ぐ側に可動することで、熱交換素子９をバイパスし給気風路Ａと排気風路Ｂを連通する第二給気風路Ｅが開放され、循環風路Ｆが形成される。

循環風路Ｆが形成された状態で給気ファン６が動作することにより、室内吸込口４から吸い込まれた室内空気は熱交室内吸込口２３に流入することなく第二給気風路Ｅを通り、微粒子除去フィルタ１０を通して清浄化したのちに室内給気口３から給気することができる。

すなわち、循環ダンパ１７は、給気風路Ａと排気風路Ｂで給排気を行う熱交換運転と、第二給気風路Ｅおよび循環風路Ｆを通じて室内空気を再び室内に循環させるための循環運転とを切替えるためのダンパである。

熱交換型換気扇１の側面に配置したコントローラ１８は、これら換気ダンパ１６や循環ダンパ１７と給気ファン６および排気ファン７を、二酸化炭素濃度検出センサ１１、微粒子濃度検出センサ１２、温度検出センサ１３、微粒子濃度検出センサ１４、温度検出センサ１５からの信号に基づき制御するものである。

次に本発明の内容について説明する。

室内の二酸化炭素濃度が高い場合には、室内空気を排気することにより室内の二酸化炭素濃度を下げることができる。

しかし、従来の熱交換型換気扇は熱交換素子を通しての排気となるため、通常の排気と比較して熱交換素子を通す分圧力損失が発生し、排気ファンの電力は損失となる。

さらに、熱交換素子を通さずに直接外気を給気できる熱交換型換気扇も存在する。このような熱交換型換気扇では、外気吸込口にフィルタを設けており、フィルタを通して室内に直接外気を導入するものであるが、室内の二酸化炭素濃度や室外の微粒子濃度での換気判断は行わずに、室内外の温度差のみにより直接換気を行っているものである。

室内の二酸化炭素濃度が低く外気の微粒子濃度が高いときには換気を行う必要はないが、従来の熱交換型換気扇では室内外の温度差が小さい場合に直接外気を取り入れてしまうため、微粒子除去フィルタ１０の目詰まりが早くなる、という課題がある。

本発明はこれら課題を解決するものであり、室内の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度検出センサ１１、室内の微粒子濃度を検出する微粒子濃度検出センサ１２、室内温度を計測する温度検出センサ１３、室外の微粒子濃度を検出する微粒子濃度検出センサ１４、室外の温度を計測する温度検出センサ１５の計測値を受信したコントローラ１８が、給気ファン６、排気ファン７、換気ダンパ１６、循環ダンパ１７を制御することにより所期の目的を達成するものである。

室内の二酸化炭素濃度が高く室外の微粒子濃度が低い場合には、室外の空気を熱交換素子を介さずに取り入れ、また、排気ファンを停止することにより、室内の二酸化炭素濃度を低下させると同時に、熱交換素子の圧力損失分の電力損失を削減し省エネルギーを図れる。

また、室内の二酸化炭素濃度が低く室外の微粒子濃度が高い場合には、温度的に熱交運転に適した条件であっても、外気を取りいれずに循環運転を行うことにより、省エネルギーを図るとともに微粒子除去フィルタ１０の寿命を延長することができるものである。

以下に本発明の熱交換型換気扇の運転状態の決定について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４中のＳはステップを意味する。

まず、最初に熱交換型換気扇の運転状態において、コントローラ１８は、二酸化炭素濃度検出センサ１１、室内の微粒子濃度検出センサ１２、室内の温度検出センサ１３、室外の微粒子濃度検出センサ１４、室外の温度検出センサ１５の計測値を読み込む（Ｓ０１）。

次に、コントローラ１８は読み込んだ二酸化炭素濃度検出センサ１１の計測値を予め定められた閾値と比較する（Ｓ０２）。

なお、ここでは閾値として、人が眠気を感じ始め集中力が低下する１０００ｐｐｍを設定するものとする。

コントローラ１８は室内の二酸化炭素濃度を閾値と比較した結果、室内の二酸化炭素濃度が閾値（１０００ｐｐｍ）以上であれば、室内の二酸化炭素濃度を下げる必要があると判断し、熱交運転の排気による室内の二酸化炭素濃度の低減を行うか、換気運転の外気導入による室内の二酸化炭素濃度の低減を行うかいずれかを決定するために、室内と室外の温度差による判定を行う次のステップ（Ｓ０３）に進む。

一方、室内の二酸化炭素濃度が閾値未満であれば、室内の二酸化炭素濃度を下げる必要がないと判断し、熱交運転か、換気運転か、循環運転かのいずれかを決定するために、室内と室外の温度差による判定を行う次のステップ（Ｓ０４）に進む。

室内の二酸化炭素濃度を下げる必要があると判断したステップ（Ｓ０３）では、コントローラ１８は、読み込んだ室内温度と室外温度の温度差を計算し、予め定められた閾値と比較する。

ここでは、室内外の温度差が小さい場合に行える外気を熱交換せずに直接室内に導入する運転＝換気運転を行えるかどうかを判断するために、室内外の温度差の閾値として４℃を設定する。

室内と室外の温度差が４℃未満であれば、換気運転を行えると判断し、換気運転優先として次のステップ（Ｓ０５）に進み、４℃以上であれば、換気運転は行えず熱交運転を行う必要があると判断し、熱交運転を優先して次のステップ（Ｓ０６）に進む。

同様に、室内の二酸化炭素濃度を下げる必要がないと判断したステップ（Ｓ０４）では、ステップ（Ｓ０３）と同じ室内外の温度差による換気運転の有無の判定を行い、室内と室外の温度差が４℃未満であれば換気運転を行えると判断し、換気運転優先として次のステップ（Ｓ０７）に進み、４℃以上であれば換気運転は行えず熱交運転を行う必要があると判断し、熱交運転を優先として次のステップ（Ｓ０８）に進む。

ステップ（Ｓ０５）では、コントローラ１８は、読み込んだ室外の微粒子濃度を予め定められた閾値と比較する。

なお、ここでは閾値として、人体に影響のないレベルとされる２０μｇ／ｍ３を設定するものとする。

室外の微粒子濃度が２０μｇ／ｍ３より低ければ、室外の空気を直接室内に取り入れることができるため換気運転ができると判断し、換気運転優先として次のステップ（Ｓ０９）に進み、室外の微粒子濃度が２０μｇ／ｍ３より高ければ、室外の空気を取り入れることができないため換気運転はできないと判断し、次のステップ（Ｓ１０）に進む。

なお、ステップ（Ｓ０６）、ステップ（Ｓ０７）、ステップ（Ｓ０８）でも、ステップ（Ｓ０５）と同様の判定を行う。

ステップ（Ｓ０６）、ステップ（Ｓ０７）、ステップ（Ｓ０８）において、室外の微粒子濃度が２０μｇ／ｍ３より低ければ、室外の空気を取り入れることができるため換気運転ができると判断し、換気運転優先としてそれぞれステップ（Ｓ１０）、ステップ（Ｓ１１）、ステップ（Ｓ１３）、ステップ（Ｓ１５）に進み、室外の微粒子濃度が２０μｇ／ｍ３より高ければ、室外の空気を室内に直接取り入れることができないため換気運転ができないと判断し、それぞれステップ（Ｓ１２）、ステップ（Ｓ１４）、ステップ（Ｓ１６）に進む。

次に、ステップ（Ｓ０９）では、コントローラ１８は、読み込んだ室内の微粒子濃度を予め定められた閾値と比較する。

なお、ここでは閾値として、室外と同様、人体に影響のないレベルとされる２０μｇ／ｍ３を設定するものとする。

室内の微粒子濃度が２０μｇ／ｍ３より低ければ、室内の微粒子濃度を下げる必要がないと判断し、室内の微粒子濃度が２０μｇ／ｍ３より高ければ、室内の微粒子濃度を下げる必要があると判断する。

ステップ（Ｓ０９）の状態は、室内の二酸化炭素濃度が高いので室内の二酸化炭素濃度を下げる必要があり、熱交運転か換気運転のいずれかの選択、室内外の温度差は４℃未満なので換気運転を優先、室外の微粒子濃度が低いために室外の空気を直接取り入れられる換気運転を優先、すなわち、ステップ（Ｓ０２）、ステップ（Ｓ０３）、ステップ（Ｓ０５）を通じての運転判断は換気運転を行う、という判断となる。

そして、ステップ（Ｓ０９）においては、室内の微粒子濃度が低い場合は換気運転が可能、また、室内の微粒子濃度が高い場合でも換気運転による室内の微粒子濃度を低減できることから、最終の運転状態は換気運転に決定されることとなる。

換気運転を決定したコントローラ１８は、換気ダンパ１６を可動して熱交外気吸込口２５を塞ぎ、熱交換素子９をバイパスする第一給気風路Ｃを形成し、給気ファン６を運転し換気運転を行う。

これにより、室外吸込口２から吸い込まれた外気は、熱交室外吸込口２１より熱交素子に流入することがなく、第一給気風路Ｃを通じて微粒子除去フィルタ１０を通り、清浄化された後に室内給気口３から給気される。

このように、熱交換型換気扇の運転状態を換気運転と決定することにより、室内の二酸化炭素濃度を下げ、室内の微粒子濃度を維持しつつ、熱交換素子９を通じることにより生じる排気ファン７の電力損失を削減することができる。

もう一例、循環運転を選択する例を以下に説明する。

室内の二酸化炭素濃度が高い場合は、室内の空気を室外に排気する熱交運転か、外気を取り入れる換気運転のいずれかでしか室内の二酸化炭素濃度を下げることができないため、室内の空気を再度室内に給気する循環運転を選ぶことができない。

すなわち、循環運転は室内の二酸化炭素濃度が低い場合のみ選択が可能となる。

ステップ（Ｓ０２）で、室内の二酸化炭素濃度が予め定められた閾値より低い場合は、前述したようにステップ（Ｓ０４）に進む。

ステップ（Ｓ０４）では、室内外の温度差により熱交運転か換気運転かの判断を行っていて、室内外の温度差が予め定められた閾値より低い場合は、換気運転優先としてステップ（Ｓ０７）に進み、室内外の温度差が予め定められた閾値より高い場合は、熱交運転優先としてステップ（Ｓ０８）に進む。

そして、熱交運転が選択されたステップ（Ｓ０８）では、室外の微粒子濃度が予め定められた閾値より高いか低いかを判断し、予め定められた閾値より低ければステップ（Ｓ１５）へ、予め定められた閾値より高ければステップ（Ｓ１６）に進む。

ステップ（Ｓ１６）では、室内の微粒子濃度が予め定められた閾値より高いか低いかを判断する。

ステップ（Ｓ１６）の状態は、室内の二酸化炭素濃度は濃度が低いため熱交運転、換気運転、循環運転のいずれも選択可能、室内外の温度差は４℃以上のため熱交運転優先、室外の微粒子濃度は、濃度が高いため外気を取り入れる換気運転は行えない状況、すなわち、運転状態は熱交運転か循環運転のいずれかの選択に絞られた状態にある。

室内の微粒子濃度の低減については、熱交運転時には排気を行うため室内の微粒子濃度の低減が可能、また、循環運転時にも微粒子除去フィルタ１０により微粒子を除去できるため、熱交運転、循環運転いずれを選択しても室内の微粒子濃度の低減は可能である。

そこで、ステップ（Ｓ１６）においては、排気を行わないため室内空調エネルギーを捨てることがなく、省エネルギー性の高い循環運転を選択することとする。

循環運転選択時に、コントローラ１８は、循環ダンパ１７を可動して熱交室内給気口２２を塞ぎ、給気風路Ａと排気風路Ｂを連通して熱交換素子９をバイパスする第二給気風路Ｅおよび循環風路Ｆを形成し、給気ファン６を運転する。

また、このとき、室内吸込口４から吸い込まれた室内空気が室外排気口５から排気されることがないよう、排気ファン７を停止する。

これにより、室内吸込口４から吸い込まれた室内空気は、熱交室内吸込口２３に流入することなく、第二給気風路Ｅを通じて微粒子除去フィルタ１０を通り、清浄化された後に室内給気口３より給気される。

このように、熱交換型換気扇の運転状態を循環運転と決定することで、室内の二酸化炭素濃度を維持しつつ、室内の微粒子濃度を低減し、室内空調空気を外部に排出せずに省エネルギー化を図ることができる。

その他のステップについても同様に、図４に示すフローに従い、熱交運転、換気運転、循環運転の選択を進め、最終の運転状態を決定する。

なお、各ステップの上位と下位で判断が異なる場合は、上位の判断を優先し運転状態を決定するものとする。

上述のように熱交換型換気扇の運転状態を決定することで、室内の二酸化炭素濃度と微粒子濃度を閾値未満に維持しつつ、微粒子除去フィルタ８および微粒子除去フィルタ１０の長寿命化を図りながら、省エネルギーを図ることができる。

また、本発明の図１、図２および図３では、天井または床下に設置する横置きタイプの熱交換型換気扇の構成を表しているが、熱交換型換気扇本体は床に設置する縦置き型のものでもかまわない。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

また、上記各実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

本発明にかかる熱交換型換気扇は、住宅用やビル用、その他熱交換型換気扇全般に用いることができる。

１ 熱交換型換気扇
２ 室外吸込口
３ 室内給気口
４ 室内吸込口
５ 室外排気口
６ 給気ファン
７ 排気ファン
８ 微粒子除去フィルタ
９，１０８ 熱交換素子
１０ 微粒子除去フィルタ
１１ 二酸化炭素濃度検出センサ
１２ 微粒子濃度検出センサ
１３ 温度検出センサ
１４ 微粒子濃度検出センサ
１５ 温度検出センサ
１６ 換気ダンパ
１７ 循環ダンパ
１８ コントローラ
１９ 室外側側面
２０ 室内外側面
２１ 熱交室外吸込口
２２ 熱交室内給気口
２３ 熱交室内吸込口
２４ 熱交室外排気口
Ａ 給気風路
Ｂ 排気風路
Ｃ 第一給気風路
Ｄ 換気風路
Ｅ 第二給気風路
Ｆ 循環風路

Claims (3)

1. 室外吸込口より室外の空気を取り入れ、室内給気口より室内に供給する給気風路と、
   室内吸込口より室内の空気を取り入れ、室外排気口より室外に排気する排気風路と、
   前記給気風路における給気流を発生させる給気流発生手段と、
   前記排気風路における排気流を発生させる排気流発生手段と、
   前記室外吸込口を通る空気の微粒子を除去する第一微粒子除去手段と、
   前記室内給気口を通る空気の微粒子を除去する第二微粒子除去手段と、
   室内の微粒子濃度を検出する第一微粒子濃度検出手段と、
   室外の微粒子濃度を検出する第二微粒子濃度検出手段と、
   室内の二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素濃度検出手段と、
   室内の温度を検出する第一温度検出手段と、
   室外の温度を検出する第二温度検出手段と、
   前記給気風路は、前記排気風路を通る空気と熱交換を行うための熱交換素子を介して前記室内給気口に室外の空気を供給する熱交換風路と、
   前記給気風路は、熱交換素子を介さず室外の空気を室内に取り入れる換気風路と、
   室内吸込口より取り入れた室内の空気を、室内給気口より室内に供給する循環風路と、を備えた熱交換型換気装置において、
   前記熱交換風路と前記換気風路とを切り替える第一切替手段と、前記排気風路と前記循環風路とを切り替える第二切替手段と、
   さらに、前記第一切替手段、前記第二切替手段、前記給気流発生手段及び前記排気流発生手段を制御する制御手段とを備え、
   前記第一微粒子除去手段は前記熱交換風路上の前記熱交換素子の上流に設けられ、
   前記第二微粒子除去手段は前記換気風路上かつ前記熱交換風路上かつ前記循環風路上に設けられ、
   前記制御手段は、
   前記第一微粒子濃度検出手段、前記第二微粒子濃度検出手段、前記二酸化炭素濃度検出手段、前記第一温度検出手段、前記第二温度検出手段より得られる情報に基づいて、前記第一切替手段及び前記第二切替手段を制御し、
   前記二酸化炭素濃度検出手段によって検出された二酸化炭素濃度が所定の値よりも高く、前記第二微粒子濃度検出手段によって検出された微粒子濃度が所定の値よりも低く、室
   内温度と室外温度の温度差が所定の値よりも小さい場合に、前記換気風路による換気運転を行うことを特徴とする熱交換型換気扇。
2. 前記二酸化炭素濃度検出手段による二酸化炭素濃度が前記所定の値より低く、室内温度と室外温度の温度差が所定の値よりも大きい場合、前記制御手段は、前記循環風路による循環運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱交換型換気扇。
3. 前記換気風路による換気運転時および前記循環風路による循環運転時には、前記排気流発生手段を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換型換気扇。
   

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