JP7009174B2 - 換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、住宅等に用いられる換気装置に関する。

近年の住宅では、気密性が高まるにつれ、２４時間換気が求められている。室内外で換気を行う２４時間換気装置は、快適性や省エネ性の観点から、除湿機能と加湿機能を持つものが望ましい。

特許文献１記載の発明は、外調機（第１空調機）と空調機（第２空調機）を備えた空調制御装置である。第１空調機は、冷媒回路と吸着剤を担持したデシカント式外調機で、加湿運転または除湿運転を行う。第２空調機は、室内ユニットと室外ユニットを冷媒配管で接続され、且つ室内空間の温度調整を行う空調機である。

詳細には、取り入れる外気の温度と湿度を計測し、その測定値に基づいて、第１空調機と第２空調機の運転モードを決定し、運転を行うものである。第１空調機では、除湿換気、加湿換気、換気の各モードを切り換え、第２空調機では、暖房、冷房、送風の各モードを切り換える。そのため、第１空調機と第２空調機は通信手段により接続され、空調制御装置が判断して各モードを実行する。

特開２０１２－８３０８６

上記空調制御装置は、たとえば冬の極寒期には、低温低湿の外気が第１空調機に取り込まれるが、デシカントロータでは十分な加湿機能が得られず、さらに低温の空気が室内に入り、第２空調機の暖房負荷を増大させ、室内の快適性や省エネルギー性を損なうこととなる。さらに、除湿、加湿、暖房、冷房、換気の各機能を、第１空調機と第２空調機に分担して機能させているため、それを統括する制御装置と通信手段が必要である。

そこで本発明の目的は、極寒期や猛暑期でも、加湿や除湿が可能で、外気を温調して室内に取り込み、室内の快適性と省エネ性を備えた換気装置を提供することにある。

さらに室内が目標環境となった場合、換気機能を維持しながら、さらに省エネ性に優れた換気装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願発明は、室外の空気を室内に給気する第１空気流路と、室内の空気を室外に排気する第２空気流路と、前記第１空気流路の入口に、室外の温度を検出する室外温度検出手段と絶対湿度を検出する室外湿度検出手段と、前記第１空気流路と前記第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうち一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する回転式の水分吸着手段と、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうち一方を流れる空気を加温し、他方を流れる空気を冷却する冷媒回路と、制御を行う制御部と、を備える換気装置であり、前記水分吸着手段を回転させ、前記冷媒回路を運転して、前記第１空気流路を冷却する除湿モードと、前記水分吸着手段を回転させ、前記冷媒回路を運転して、前記第１空気流路を加温する加湿モードと、前記水分吸着手段を停止し、前記冷媒回路を運転して、前記第１空気流路を冷却する冷却モードと、前記水分吸着手段を停止し、前記冷媒回路を運転して、前記第１空気流路を加温する加温モードと、前記水分吸着手段を前記除湿モードおよび前記加湿モードの何れかよりも高速で回転し、前記冷媒回路を停止して、前記第１空気流路と前記第２空気流路の間で全熱交換する全熱交モードと、前記水分吸着手段と前記冷媒回路を停止して換気のみを行うパージモードとを備え、前記制御部は、湿度設定値ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４であって、ただし（ｈ１＜ｈ２＜ｈ３＜ｈ４）である値と、温度設定値ｔ１、ｔ２であって、ただし（ｔ１＜ｔ２）である値を、予め定めておき、前記室外湿度検出手段より得た検出湿度Ｈｏ値と、前記室外温度検出手段より得た検出温度Ｔｏ値により、Ｈｏが、ｈ１未満の場合は、全熱交モードを選択し、Ｈｏが、ｈ１以上ｈ２未満で、Ｔｏが、ｔ２未満の場合は、加湿モードを選択し、Ｈｏが、ｈ１以上ｈ３未満で、Ｔｏが、ｔ２以上の場合は、冷却モードを選択し、Ｈｏが、ｈ２以上ｈ３未満で、Ｔｏが、ｔ１未満の場合は、加温モードを選択し、Ｈｏが、ｈ２以上ｈ３未満で、Ｔｏが、ｔ１以上ｔ２未満の場合は、パージモードを選択し、Ｈｏが、ｈ３以上ｈ４未満の場合は、除湿モードを選択し、Ｈｏが、ｈ４以上の場合は、全熱交モードを選択し、前記選択された何れかのモードで運転することができる。

本発明に係わる換気装置は、冷媒回路とデシカントロータを組み合わせるので、省エネ性に優れ、室内の空調機と同調することなく、単独で運転可能であるため、施行も簡単である。
さらに全熱交モードでは、冷媒回路の能力が低下し、室内の空調機が過負荷となることを防止できる。

本発明の実施形態に係わる換気装置の、空気流路を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、冷媒回路の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、主制御部の電気的な接続を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、除湿モード時または冷却モード時における冷媒回路の冷媒の流れを示すフロー図である。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、加湿モード時または加温モード時における冷媒回路の冷媒の流れを示すフロー図である。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、各運転モードにおける主制御部の制御を示す表である。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、室外空気の温度と湿度の条件による運転モードを示す空気線図である。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、室内空気の温度と湿度の条件による運転モードを示す空気線図である。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、主制御部の運転モードを決定する処理の、フローチャートである。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、主制御部の運転モードを決定する処理の、フローチャートである。 本発明の実施形態に係わる換気装置の、主制御部の運転中に全熱交モードに移行する処理の、フローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［空気流路の構成］
図１は本発明の実施形態に係わる換気装置１００の空気流路を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、この換気装置１００は、空調制御の対象となる室内に対して、室外から室内に向かう第１空気流路１２と、室内から室外に向かう第２空気流路１３を備えている。

第１空気流路１２は、その下流側に設けられるＳＡ（Ｓｕｐｐｌｙ Ａｉｒ）ファン１０により、室外の空気（ＯＡ；Ｏｕｔ Ａｉｒ）を室内に供給するための流路であり、第１熱交換器５、ロータリ式のデシカントロータ８（水分吸着手段）、第２熱交換器７、及びＳＡファン１０を経由して、室外の空気を室内に供給する。デシカントロータ８は、第１空気流路１２と第２空気流路１３に跨って配置され、後述するモータ２０により回転し、相互の空気流路の湿度を交換することが可能である。

第２空気流路１３は、その下流に設けられるＥＡ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ａｉｒ）ファン９により、室内の空気（ＲＡ；Ｒｅｔｕｒｎ Ａｉｒ）を室外に排出するための流路であり、第３熱交換器４、デシカントロータ８、第４熱交換器６及びＥＡファン９を経由して室内の空気を室外に排出する。

［デシカントロータの構成］
本発明のデシカントロータ８はロータリ式デシカントであって、図示しないモータ２０の回転によりデシカントロータ８を回転させ、第１空気流路１２及び第２空気流路１３を流れる空気中の顕熱と潜熱を交換することが可能である。モータ２０の回転速度は、通常の速度で回転させると、従来のロータリ式デシカントとして機能するが、高速で回転（たとえば通常の１０倍の回転数）させると、全熱交換器と同等な機能を持つ。すなわち、通常の回転数では、空気中の水分（湿度）を主に交換するが、高速で回転させると、潜熱と顕熱の両方の全熱交換が可能となる。

［冷媒回路の構成］
次に図２を参照して、本実施形態に係わる換気装置１００内に設けられた冷媒回路９０の構成について説明する。

図２に示すように、本実施形態に係わる換気装置１００は、ヒートポンプ装置であって、冷媒を循環させる冷媒回路９０、デシカントロータ８、ＳＡファン１０、ＥＡファン９を備えている。冷媒回路９０は、冷媒を圧縮して出力する圧縮機１と、圧縮機１の前段に設けられ圧縮機１に供給する冷媒を一時的に蓄積するアキュムレータ２と、圧縮機１より送出される圧縮冷媒を第１空気流路１２側、あるいは第２空気流路１３側のいずれかの熱交換器に出力するように切り換える四方弁３（出力切換手段）、を備えている。さらに冷媒回路９０は、第１空気流路１２のデシカントロータ８の上流側に設けられる第１熱交換器５と、デシカントロータ８の下流に設けられる第２熱交換器７と、第２空気流路１３のデシカントロータ８の上流に設けられる第３熱交換器４と、デシカントロータ８の下流に設けられる第４熱交換器６とを備えている。

また、冷媒回路９０は、第１膨張弁１８、第２膨張弁１９、第１空気流路１２を流れる空気の温度を検出する室外温度センサ２３と、第１空気流路１２を流れる空気の絶対湿度を検出する室外湿度センサ２４を備える。この室外温度センサ２３及び室外湿度センサ２４は、第１熱交換器５の手前、すなわち入気側に配置されている。したがって、室外から換気装置１００に入る空気温度と絶対湿度をそれぞれ検出する。

さらに冷媒回路９０は、第２空気流路１３を流れる空気の温度を検出する室内温度センサ２５と、第２空気流路を流れる空気の絶対湿度を検出する室内湿度センサ２６を備える。この室内温度センサ２５及び室内湿度センサ２６は、第３熱交換器４の手前、すなわち入気側に配置されている。したがって、室内から換気装置１００に入る空気温度と絶対湿度をそれぞれ検出する。

第１膨張弁１８は、第１熱交換器５と第３熱交換器４を接続する配管の間に設けられ、第１、第３熱交換器５，４間を流れる冷媒の圧力を下げながら冷媒流量を調整する。第２膨張弁１９は、第２熱交換器７と第４熱交換器６を接続する配管の間に設けられ、第２、第４熱交換器７，６間を流れる冷媒の圧力を下げながら冷媒流量を調整する。なお、第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の冷媒の流れ方向は、どちらの方向でも調整可能なものとする。

更に換気装置１００は、前述した各センサ２３，２４，２５，２６の検出信号を取得し、取得した検出信号に基づいて、動作モードを決定して、圧縮機１，四方弁３、第１膨張弁１８、第２膨張弁１９を制御する主制御部３１を備えている。また、主制御部３１は、図１に示したＥＡファン９、ＳＡファン１０の運転または停止、デシカントロータ８を回転させるモータ２０の運転または停止の動作と、通常回転または高速回転の回転速度も制御する。

［主制御部の構成］
図３は、本発明の主制御部３１の、電気的な接続を示すブロック図である。ここで、主制御部３１は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードデスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。図３に示すように、主制御部３１は、各センサ２３，２４，２５，２６の検出信号を入力するセンサ入力部３１ａと、ＥＡファン９、ＳＡファン１０，モータ２０、四方弁３、圧縮機１、第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の開度を制御する操作部３１ｂと、を備えている。

［各運転モードの説明］
本発明の換気装置１００は、以上のような構成により、（Ｉ）パージモード、（ＩＩ）除湿モード、（ＩＩＩ）加湿モード、（ＩＶ）冷却モード、（Ｖ）加温モード、（ＶＩ）全熱交モードの６種のモードを、適宜切り換えながら運転するものである。
以下に、各モードについて詳細を述べる。

（Ｉ）［パージモード］
パージモードは、単に対象室内の空気を排気して、外気を室内に給気するモードである。したがって、デシカントロータ８は回転させず、モータ２０は作動しない。さらに冷媒回路９０も作動せず停止する。ＥＡファン９とＳＡファン１０のみ作動して、排気と給気を行う。パージモードは主に中間期、つまり換気装置として除湿、加湿、冷却、加温のいずれも必要がなく、室内の換気のみが必要な場合の運転モードである。

（ＩＩ）［除湿モード］
除湿モードは、外気を除湿して室内に給気するモードである。すなわち、ＯＡを第１空気流路１２内にて、第１熱交換器５、デシカントロータ８、第２熱交換器７の順に通過させ、ＯＡ内の湿度を低下させ、ＳＡファン１０にて室内に給気を行う。さらに、ＲＡを第２空気流路１３内にて、第３熱交換器４、デシカントロータ８、第４熱交換器６の順に通過させ、ＥＡ内に冷媒回路９０の動作により発生する排熱を含ませて排出する。さらに除湿モードではデシカントロータ８は通常回転させ、第１空気流路１２を流れる空気中の水分を、第２空気流路１３を流れる空気へ移動させ排出する。

このときの冷媒回路９０の詳細な動作状態を、図４を参照して説明する。
図４は、除湿モード時及び後述する冷却モード時の冷媒回路９０の冷媒の流れを示すフロー図である。除湿モード時、第１空気流路１２内の第１熱交換器５及び第２熱交換器７は、蒸発器となり冷媒が蒸発して空気温度を下げ、熱交換器にて結露を起こし湿度を下げる。第２空気流路１３の第３熱交換器４及び第４熱交換器６は、凝縮器となり第１空気流路１２からの奪った熱量を排出する。

詳細に説明すると、主制御部３１の制御により、四方弁３は、図４の流れの矢印に示すように、圧縮機１の吐出側が第３熱交換器４及び第４熱交換器６に向かう配管に接続される。即ち、圧縮機１より出力される冷媒は２系統に分岐され、一方の分岐路は第３熱交換器４に導入され、他方の分岐路は第４熱交換器６に導入される。

除湿モード時において、圧縮機１より出力される圧縮冷媒は、高温高圧であるので、凝縮器として作用する第３熱交換器４及び第４熱交換器６に導入されることにより、第２空気流路１３を通過する空気と熱交換する。したがって、第２空気流路１３を流れる空気の温度が上昇する。即ち、熱交換器４，６を出た冷媒は、高圧の液冷媒となる。その後、第３熱交換器４より出力される冷媒は、第１膨張弁１８を通過することにより減圧され膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となる。この冷媒は、第１熱交換器５に導入される。

同様に、第４熱交換器６より出力される冷媒についても、第２膨張弁１９を通過することにより減圧され膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となり、第２熱交換器７に導入される。

第１熱交換器５に導入された冷媒は、蒸発を伴って室外より取り入れられ第１空気流路１２を流れる空気の温度（デシカントロータ８の上流の空気温度）を低下させ、気体に相変化する。第１熱交換器５を出た冷媒は、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。このとき第１空気流路１２を流れる空気は、冷媒の蒸発により温度が下がり、結露が発生した場合は、空気中の湿度が低下する。

一方、第２熱交換器７に導入された冷媒は、蒸発を伴って第１空気流路１２のデシカントロータ８を出た空気の温度（デシカントロータ８の下流の空気温度）を低下させ、気体に相変化する。第２熱交換器７を出た冷媒は、第１熱交換器５を出た冷媒と合流し、四方弁３とアキュムレータ２を経由して圧縮機１に戻される。このとき第１空気流路１２を流れる空気は、冷媒の蒸発により温度が下がり、結露が発生した場合は、空気中の湿度が低下する。

即ち、除湿モード時には、圧縮機１より出力される冷媒を、第３熱交換器４、第１膨張弁１８、第１熱交換器５を経由して圧縮機１に戻る流路と、第４熱交換器６、第２膨張弁１９、第２熱交換器７を経由して圧縮機１に戻る流路の、平行した２つの流路が形成される。

さらに第１空気流路１２のデシカントロータ８では、第１熱交換器５により温度が低下した空気、即ち相対湿度が上昇した空気が、デシカントロータ８のエレメントに保持された吸着剤により水分が吸着され、空気中の水分が低下する。このときデシカントロータ８の吸着剤は吸湿作用により発熱反応を起こし、空気を加温する。しかしながらこの空気は、デシカントロータ８の下流に配置された第２熱交換器７により再度空気温度が低下する。そしてＳＡファン１０により室内に給気される。

第２空気流路１３のデシカントロータ８では、第３熱交換器４により温度が上昇した空気、即ち、相対湿度が低下した空気が、デシカントロータ８のエレメントに保持された吸着剤により水分が放出され、空気中の水分が上昇する。このときデシカントロータ８の吸着剤は放湿作用により吸熱反応を起こし、空気を冷却する。しかしながらこの空気は、デシカントロータ８の下流に配置された第４熱交換器６により再度空気温度が上昇する。そしてＥＡファン９により室外に排気される。

以上ように、本発明の除湿モードでは、第１空気流路１２は冷媒回路９０の作用とデシカントロータ８の作用により、通風空気の潜熱と顕熱が下がった空気を室内に給気することが可能である。

（ＩＩＩ）［加湿モード］
加湿モードは、外気を加湿して室内に供給するモードである。すなわち、ＯＡを第１空気流路１２内にて、第１熱交換器５、デシカントロータ８、第２熱交換器７の順に通過させ、ＯＡ内の水分を上昇させ、ＳＡファン１０にて室内に給気を行う。さらに、ＲＡを第２空気流路１３内にて、第３熱交換器４，デシカントロータ８、第４熱交換器６の順に通過させ、ＲＡ内に冷媒回路９０の動作により発生する冷熱を放出する。さらに加湿モードではデシカントロータ８は通常回転させ、第２空気流路１３を流れる空気の水分を、第１空気流路１２を流れる空気へ移動させ、室内に給気する。

このときの冷媒回路９０の詳細な動作状態を、図５を参照して説明する。
図５は、加湿モード及び後述する加温モード時の冷媒回路９０の冷媒の流れを示すフロー図である。加湿モード時、第１空気流路１２内の第１熱交換器５及び第２熱交換器７は、凝縮器となり冷媒が凝縮して空気温度を上昇させる。第２空気流路１３の第３熱交換器４及び第４熱交換器６は、第１空気流路１２へ熱量を移動させるため、蒸発器となり吸熱して空気温度を下げる。

詳細に説明すると、主制御部３１の制御により、四方弁３は、図５の流れの矢印に示すように圧縮機１の吐出側が第１熱交換器５及び第２熱交換器７に向かう配管に接続される。即ち、圧縮機１により出力される冷媒は２系統に分岐され、一方の分岐路は第１熱交換器５に導入され、他方の分岐路は第２熱交換器７に導入される。

加湿モード時において、高温高圧の冷媒を凝縮器として作用する第１熱交換器５及び第２熱交換器７に導入するので、第１空気流路１２を通過する空気を加温する。その後、第１熱交換器５より出力される冷媒は、第１膨張弁１８を通過することにより減圧され膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となる。この冷媒は、第３熱交換器４に導入される。第２熱交換器７より出力される冷媒についても同様に、第２膨張弁１９を通過することにより減圧され膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となり、第４熱交換器６に導入される。

第３熱交換器４に導入された冷媒は、蒸発を伴って室内より戻ってきた第２空気流路１３を流れるＲＡの温度（デシカントロータ８の上流の空気温度）を低下させ、気体に相変化する。第３熱交換器４を出た冷媒は、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。このとき第２空気流路１３を流れる空気は、冷媒の蒸発により温度が下がる。

一方、第４熱交換器６に導入された冷媒は、蒸発を伴って第２空気流路１３のデシカントロータ８を出た空気の温度を（デシカントロータ８の下流の空気温度）を低下させ、気体に相変化する。第４熱交換器６を出た冷媒は、第３熱交換器４を出た冷媒と合流し、四方弁３とアキュムレータ２を経由して圧縮機１に戻される。このとき第２空気流路１３を流れる空気は冷媒の蒸発により温度が下がる。
即ち、加湿モード時には、圧縮機１より出力される冷媒を、第１熱交換器５、第１膨張弁１８、第３熱交換器４を経由して圧縮機１に戻る流路と、第２熱交換器７、第２膨張弁１９、第４熱交換器６を経由して圧縮機１に戻る流路の、平行した２つの流路が形成される。

さらに第２空気流路１３のデシカントロータ８では、第３熱交換器４により温度が低下した空気、即ち相対湿度が上昇した空気が、デシカントロータ８のエレメントに保持された吸着剤により水分が吸着され、空気中の水分が低下する。このときデシカントロータ８の吸着剤は吸湿作用により発熱反応を起こし、空気を加温する。しかしながらこの空気は、デシカントロータ８の下流に配置された第４熱交換器６により再度空気温度が低下する。そしてＥＡファン９により室外に排気される。

第１空気流路１２のデシカントロータ８では、第１熱交換器５により温度が上昇した空気、すなわち、相対湿度が低下した空気が、デシカントロータ８のエレメントに保持された吸着剤により水分が放出され、空気中の水分が上昇する。このときデシカントロータ８の吸着剤は放湿作用により吸熱反応を起こし、空気を冷却する。しかしながらこの空気は、デシカントロータ８の下流に配置された第２熱交換器７により再度空気温度が上昇する。そしてＳＡファン１０により室内に給気される。

以上のように、本発明の加湿モードでは、第１空気流路１２は冷媒回路９０の作用と、デシカントロータ８の作用により、通風空気の湿度が上昇した空気を室内に給気することが可能である。

（ＩＶ）［冷却モード］
冷却モードは、外気が高温でそのまま室内に給気すると、室内の空調機の負荷が増大するので、冷媒回路９０を稼動させ、空気温度を下げ、室内に給気するモードである。

冷媒回路９０は、前述の除湿モードと同じ動作となる。すなわち第１空気流路１２の第１熱交換器５及び第２熱交換器７は蒸発器として機能し、ＯＡを冷却して温度を下げる。第２空気流路１３の第３熱交換器４及び第４熱交換器６は凝縮器として機能し、冷媒回路９０により、ＲＡ中の熱を排出して排気する。したがって、冷媒回路９０の冷媒の流れは、図４と同じとなる。

このとき、デシカントロータ８は回転せず、水分の交換は行わない。すなわち、冷却モードでは、第１空気流路１２の蒸発器として機能する熱交換器の結露による除湿を除き、空気中の温度低下のみを目的とする。

（Ｖ）［加温モード］
加温モードは、外気が低温でそのまま室内に給気すると、室内の空調機の負荷が増大するので、冷媒回路９０を稼動させ、空気温度を上げ、室内に給気するモードである。

冷媒回路９０は前述の加湿モードと同じ動作となる。すなわち第１空気流路１２の第１熱交換器５及び第２熱交換器７は凝縮器として機能し、ＯＡを加温して温度を上げる。第２空気流路１３の第３熱交換器４及び第４熱交換器６は蒸発器として機能し、冷媒回路９０により、ＲＡ中の熱を回収して排気する。したがって、冷媒回路９０の冷媒の流れは、図５と同じとなる。

このとき、デシカントロータ８は回転せず、水分の交換は行わない。すなわち、加温モードでは、第１空気流路１２の空気中の温度上昇のみを目的とする。

（ＶＩ）［全熱交モード］
室外の湿度が極度に高い場合または極度に低い場合には、冷媒回路９０とデシカントロータ８を組み合わせた本換気装置１００では、除湿モードや加湿モードなどでは冷媒回路９０の効率が低下してしまう場合がある。逆に全熱交換器は、相互の湿度差が大きいほど湿度交換量が多くなる特性を持つ。そこで、そのような高湿あるいは低湿の場合には、全熱交モードを実施する。

さらに室内の環境が目標値となった時、省エネ性を高めるため、全熱交モードを実施する。すなわち、全熱交モードでは、他のモードに比べ冷媒回路を停止するため、省エネとなる。

全熱交換モードとは、全熱交換器により室内外で顕熱と潜熱を交換して、換気を行う機能となるモードである。すなわち本換気装置１００には全熱交換器は具備しないが、デシカントロータ８を高速に回転させることにより全熱交換器と同じ機能を得ることができる。高速でデシカントロータ８を回転させることにより、吸着剤により水分の交換だけでなく、デシカントロータ８が、顕熱の蓄熱と放熱を繰り返すことにより、空気中の顕熱交換ができる。

すなわち全熱交モードにおいて、主制御部３１は、冷媒回路９０を停止する。さらに主制御部３１は、デシカントロータ８のモータ２０を高速に回転させる。

［各運転モードのまとめ］
以上の各モード（Ｉ～ＶＩ）の主制御部３１の制御状態をまとめた表を図６に示す。図６に示すように、運転モードが切り替われば、モータ２０，圧縮機１，四方弁３は、表に示された状態に切り換えられる。その間、ＥＡファン９及びＳＡファン１０は、常時運転を続け送風を継続させる。

［運転モードの判断Ｉ］
次に、主制御部３１における各モードの切り換え条件について、図７に示す空気線図（外気の温度と湿度）の条件を参照して説明する。

図７は、室外の気温及び湿度、すなわち室外温度センサ２３及び室外湿度センサ２４より得られる室外温度データＴｏと室外湿度データＨｏより、換気装置１００をどのモードで運転するか決定する図である。

詳細に説明すると、主制御部３１のセンサ入力部３１ａは、第１空気流路１２に配置され室外温度センサ２３より室外温度データＴｏ、及び室外湿度センサ２４より室外湿度データＨｏを取り入れ、主制御部３１内の図示しないメモリに保持する。次に予め設定された温度設定値ｔ１，ｔ２、ただしｔ１＜ｔ２及び、予め設定された湿度設定値ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４、ただしｈ１＜ｈ２＜ｈ３＜ｈ４と、を比較しながら、何れかの運転モードを決定していく。

［全熱交モード（低湿時）］
室外湿度データＨｏが、０．００２７（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ１）未満の場合、すなわち（Ｈｏ＜０．００２７（ｈ１））の時、全熱交モードを選択し、運転を行う。

［加湿モード］
室外湿度データＨｏが、０．００２７（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ１）以上で、０．００６６（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ２）未満で、且つ室外温度データＴｏが、２７．０（℃）（ｔ２）未満の場合、すなわち（０．０２７≦Ｈｏ＜０．００６６且つＴｏ＜２７．０）の時、加湿モードを選択し、運転を行う。

［冷却モード］
室外湿度データＨｏが、０．００２７（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ１）以上で、０．０１１１（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ３）未満で、且つ室外温度データＴｏが、２７．０（℃）（ｔ２）以上の場合、すなわち（０．０２７≦Ｈｏ＜０．０１１１且つ２７．０≦Ｔｏ）の時、冷却モードを選択し、運転を行う。

［加温モード］
室外湿度データＨｏが、０．００６６（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ２）以上で、０．０１１１（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ３）未満で、且つ室外温度データＴｏが、１８．０（℃）（ｔ１）未満の場合、すなわち（０．００６６≦Ｈｏ＜０．０１１１且つＴｏ＜１８．０）の時、加温モードを選択し、運転を行う。

［パージモード］
室外湿度データＨｏが、０．００６６（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ２）以上で、０．０１１１（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ３）未満で、且つ室外温度データＴｏが、１８．０（℃）（ｔ１）以上で、２７．０（℃）（ｔ２）未満の場合、すなわち（０．００６６≦Ｈｏ＜０．０１１１且つ１８．０≦Ｔｏ＜２７．０）の時、パージモードを選択し、運転を行う。

［除湿モード］
室外湿度データＨｏが、０．０１１１（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ３）以上で、０．０１８０（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ４）未満の場合、すなわち（０．０１１１≦Ｈｏ＜０．０１８０）の時、除湿モードを選択し、運転を行う。

［全熱交モード（高湿時）］
室外湿度データＨｏが、０．０１８０（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ４）以上の場合、すなわち（０．０１８０≦Ｈｏ）の時、全熱交モードを選択し、運転を行う。

［運転モードの判断ＩＩ］
以上に述べた様、換気装置１００は、室外温度センサ２３及び室外湿度センサ２４より、ＯＡの温度及び絶対湿度から運転モードを決定し、運転する。しかしながら、除湿モード、加湿モード、冷却モード、及び加温モードでは、冷媒回路９０に示されるヒートポンプ装置を稼動させるので、他のモードに比べエネルギー消費は大きくなる。以上の４つのモード運転中に、特に室内の環境が理想状態、たとえば室内の温度及び湿度が、図８の空気線図（室内の温度と湿度）の破線で示す四角（絶対湿度が、０．００６６（ｋｇ／ｋｇ）以上０．０１１１（ｋｇ／ｋｇ）未満で、且つ温度が１８．０（℃）以上２７．０（℃）未満）で囲まれた範囲の場合、この状態で運転を継続すると、室内が過除湿または過加湿の状態になるおそれが発生する。すなわち本発明の目的から外れてしまう。そもそも、外気をわざわざ処理して室内に取り入れることは、省エネルギーの観点から矛盾する。

そこで上述のような場合の、主制御部３１の制御について、図８に示す空気線図を参照して説明する。
図８は、換気装置１００が、除湿モード、加湿モード、冷却モード、及び加温モードの何れかで運転中に、室内の温度及び絶対湿度より、全熱交モードに移行する条件、を示す図である。

主制御部３１のセンサ入力部３１ａは、上述の除湿モード、加湿モード、冷却モード、及び加温モードの何れかで運転中であれば、第２空気流路１３に配置された室内温度センサ２５より室内温度データＴｉ、及び室内湿度センサ２６より室内湿度データＨｉを取り入れ、主制御部３１内のメモリに保持する。次に予め設定された温度設定値ｔ３，ｔ４、ただしｔ３＜ｔ４及び、予め設定された湿度設定値ｈ５，ｈ６、ただしｈ５＜ｈ６と、を比較しながら、次の条件の時、全熱交モードに移行する。

［室内目標環境全熱交モード］
室内湿度データＨｉが、０．００６６（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ５）以上で、０．０１１１（ｋｇ／ｋｇ）（ｈ６）未満で、且つ室外温度データＴｉが、１８．０（℃）（ｔ３）以上で、２７．０（℃）（ｔ４）未満の場合、すなわち（０．００６６≦Ｈｉ＜０．０１１１且つ１８．０≦Ｔｉ＜２７．０）の時、全熱交モードを選択し、運転を行う。

すなわち、今まで図４及び図５に示すよう、運転していた冷媒回路９０を停止し、さらに、デシカントロータ８の回転を通常回転から高速回転に変更する。

［具体的な制御の説明］
以上のような換気装置１００の主制御部３１の処理手順を、図９～図１１に示すフローチャートを参照して説明する。

図９及び図１０は、図７に示す各運転モードを決定し、運転を行う処理手順を示すフローチャートである。初めに、図９のステップＳ１において、主制御部３１は、ＥＡファン９及びＳＡファン１０を運転させる。

ステップＳ２において、主制御部３１は、センサ入力部３１ａにより室外温度センサ２３から室外温度Ｔｏを検出し、主制御部３１内のメモリにその値を保持する。また、室外湿度センサ２４から室外湿度Ｈｏを検出し、主制御部３１内のメモリにその値を保持する。

ステップＳ３において、主制御部３１は、室外湿度データＨｏと予め設定された湿度設定値ｈ１～ｈ４の中のｈ１を比較する。そしてＨｏ＜ｈ１である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）は、ステップＳ４に進む。Ｈｏ＜ｈ１でない場合（ステップＳ３でＮＯ）は、ステップＳ５に進む。

ステップＳ４において、主制御部３１は、全熱交モードを選択し、運転を行う。その後、接続点Ｃ２を経て、図１０のステップＳ１６に進む。

ステップＳ５において、主制御部３１は、室外湿度データＨｏと湿度設定値ｈ２を比較する。さらに室外温度データＴｏと予め設定された温度設定値ｔ１、ｔ２のｔ２を比較する。そしてＨｏ＜ｈ２、且つＴｏ＜ｔ２である場合（ステップＳ５でＹＥＳ）は、ステップＳ６に進む。Ｈｏ＜ｈ２且つＴｏ＜ｔ２でない場合（ステップＳ５でＮＯ）は、ステップＳ７に進む。

ステップＳ６において、主制御部３１は、加湿モードを選択し、運転を行う。その後、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ７において、主制御部３１は、室外湿度データＨｏと湿度設定値ｈ３を比較する。さらに室外温度データＴｏと温度設定値ｔ２を比較する。そしてＨｏ＜ｈ３、且つｔ２≦Ｔｏである場合（ステップＳ７でＹＥＳ）は、ステップＳ８に進む。Ｈｏ＜ｈ３且つｔ２≦Ｔｏでない場合（ステップＳ７でＮＯ）は、ステップＳ９に進む。

ステップＳ８において、主制御部３１は、冷却モードを選択し、運転を行う。その後、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ９において、主制御部３１は、室外湿度データＨｏと湿度設定値ｈ３を比較する。さらに室外温度データＴｏと温度設定値ｔ１を比較する。そしてＨｏ＜ｈ３、且つＴｏ＜ｔ１である場合（ステップＳ９でＹＥＳ）は、ステップＳ１０に進む。Ｈｏ＜ｈ３且つＴｏ＜ｔ１でない場合（ステップＳ９でＮＯ）は、接続点Ｃ１を経て、図１０のステップＳ１１に進む。

ステップＳ１０において、主制御部３１は、加温モードを選択し、運転を行う。その後、ステップＳ１６に進む。

図１０のステップＳ１１において、主制御部３１は、室外湿度データＨｏと湿度設定値ｈ３を比較する。そしてＨｏ＜ｈ３である場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）は、ステップＳ１２に進む。Ｈｏ＜ｈ３でない場合（ステップＳ１１でＮＯ）は、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１２において、主制御部３１は、パージモードを選択し、運転を行う。その後、ステップＳ１６に進む。

ステップ１３において、主制御部３１は、室外湿度データＨｏと湿度設定値ｈ４を比較する。そしてＨｏ＜ｈ４である場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）は、ステップＳ１４に進む。Ｈｏ＜ｈ４でない場合（ステップＳ１３でＮＯ）は、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１４において、主制御部３１は、除湿モードを選択し、運転を行う。その後、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１５において、主制御部３１は、全熱交モードを選択し、運転を行う。その後、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、主制御部３１は、室内の環境を判断し、目標の環境となっていた場合の処理を行う。詳しくは、図１１のフローチャートを参照して、詳細を述べる。

ステップＳ１６の処理が終わると、接続点Ｃ３を経て、図９のステップＳ２に戻り実行する。

次に図１０のステップＳ１６の詳細な処理について、図１１を参照しながら説明する。
図１０のステップＳ１６の処理は、まず始めにステップＳ２０を行う。

ステップＳ２０において、主制御部３１は、現在の運転モードが除湿モード、加湿モード、冷却モード、加温モードの何れかであるかを判断する。そして、それら以外のモードの場合（ステップＳ２０でＮＯ）は、本処理を終了して、図１０の接続点Ｃ３へ戻る。上記何れかのモードの場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）は、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１において、主制御部３１は、センサ入力部３１ａにより室内温度センサ２５から室内温度Ｔｉを検出し、主制御部３１内のメモリにその値を保持する。また、室内センサ２６により室内湿度Ｈｉを検出し、主制御部３１内のメモリにその値を保持する。次に、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２において、主制御部３１は、室内湿度データＨｉと予め設定された湿度設定値ｈ５、ｈ６を比較する。さらに室内温度データＴｉと予め設定された温度設定時ｔ３、ｔ４を比較する。そしてｈ５≦Ｈｉ＜ｈ６、且つｔ３≦Ｔｉ＜ｔ４である場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）は、ステップＳ２３へ進む。ｈ５≦Ｈｉ＜ｈ６且つｔ３≦Ｔｉ＜ｔ４でない場合（ステップＳ２２でＮＯ）は、本処理を終了して、図１０の接続点Ｃ３へ進む。

ステップ２３において、主制御部３１は、全熱交モードを選択し、運転を行う。その後、図１０のステップＳ２１へ進む。

［効果の説明］
以上説明したように、本実施形態の係わる換気装置１００では、室外の温度と湿度に応じて、除湿モード、加湿モード、冷却モード、加温モード、全熱交モード及びパージモードを適宜選択し、実行することにより、室内の空調機の負荷を軽減し、快適環境と省エネ性に優れた換気装置となる。

さらに、本換気装置１００は、室内の空調機と間で通信手段を持たず、独立して運転ができ、施行も簡単になる。

さらに、除湿モード、加湿モード、冷却モード，加温モードのいずれかのモードで運転中に、室内が目標となる環境となった場合、本換気装置１００は、全熱交モードに変更し運転することにより、さらに省エネ性が高まる。

さらに、室外が特に高湿度時、冷媒回路９０の効率が低下して除湿能力が低下する場合あるが、その様な場合は、冷媒回路９０を停止し、デシカントロータ８０を高速で回転させることにより、顕熱交換が可能になり、高湿であっても顕熱と潜熱の交換が可能となる。

以上、本発明の換気装置を実施形態に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成に置き換えることができる。特に実施形態の中で、具体的な値で示した数値は、実施状況に応じて適宜変更して実施可能である。

８ デシカントロータ（水分吸着手段）
１２ 第１空気流路
１３ 第２空気流路
２３ 室外温度検出手段
２４ 室外温度検出手段
３１ 制御部
９０ 冷媒回路
１００ 換気装置
Ｉ パージモード
ＩＩ 除湿モード
ＩＩＩ 加湿モード
ＩＶ 冷却モード
Ｖ 加温モード
ＶＩ 全熱交モード
Ｈｏ 室外検出湿度
Ｔｏ 室外検出温度

Claims (2)

1. 室外の空気を室内に給気する第１空気流路と、
   室内の空気を室外に排気する第２空気流路と、
   前記第１空気流路の入口に、室外の温度を検出する室外温度検出手段と絶対湿度を検出する室外湿度検出手段と、
   前記第１空気流路と前記第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と前記第２空気流路のうち一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する回転式の水分吸着手段と、
   前記第１空気流路と前記第２空気流路のうち一方を流れる空気を加温し、他方を流れる空気を冷却する冷媒回路と、
   制御を行う制御部と、を備える換気装置であって、
   前記水分吸着手段を回転させ、前記冷媒回路を運転して、前記第１空気流路を冷却する除湿モードと、
   前記水分吸着手段を回転させ、前記冷媒回路を運転して、前記第１空気流路を加温する加湿モードと、
   前記水分吸着手段を停止し、前記冷媒回路を運転して、前記第１空気流路を冷却する冷却モードと、
   前記水分吸着手段を停止し、前記冷媒回路を運転して、前記第１空気流路を加温する加温モードと、
   前記水分吸着手段を前記除湿モードおよび前記加湿モードの何れかよりも高速で回転し、前記冷媒回路を停止して、前記第１空気流路と前記第２空気流路の間で全熱交換する全熱交モードと、
   前記水分吸着手段と前記冷媒回路を停止して換気のみを行うパージモードとを備え、
   前記制御部は、
   湿度設定値ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４であって、ただし（ｈ１＜ｈ２＜ｈ３＜ｈ４）である値と、
   温度設定値ｔ１、ｔ２であって、ただし（ｔ１＜ｔ２）である値を、予め定めておき、
   前記室外湿度検出手段より得た検出湿度Ｈｏ値と、前記室外温度検出手段より得た検出温度Ｔｏ値により、
   Ｈｏが、ｈ１未満の場合は、全熱交モードを選択し、
   Ｈｏが、ｈ１以上ｈ２未満で、Ｔｏが、ｔ２未満の場合は、加湿モードを選択し、
   Ｈｏが、ｈ１以上ｈ３未満で、Ｔｏが、ｔ２以上の場合は、冷却モードを選択し、
   Ｈｏが、ｈ２以上ｈ３未満で、Ｔｏが、ｔ１未満の場合は、加温モードを選択し、
   Ｈｏが、ｈ２以上ｈ３未満で、Ｔｏが、ｔ１以上ｔ２未満の場合は、パージモードを選択し、
   Ｈｏが、ｈ３以上ｈ４未満の場合は、除湿モードを選択し、
   Ｈｏが、ｈ４以上の場合は、全熱交モードを選択し、
   前記選択された何れかのモードで運転すること、
   を特徴とする換気装置。
2. 前記換気装置は、前記第２空気流路の入口に、室内の温度を検出する室内温度検出手段と絶対湿度を検出する室内湿度検出手段とを備え、
   前記制御部は、
   湿度設定値ｈ５、ｈ６であって、ただし（ｈ５＜ｈ６）である値と、
   温度設定値ｔ３、ｔ４であって、ただし（ｔ３＜ｔ４）である値を、予め定めておき、
   前記加湿モード、冷却モード、加温モード、及び除湿モードの何れかのモードで運転中であって、
   且つ、前記室内湿度検出手段より得た検出湿度Ｈｉ値と、室内温度検出手段より得た検出温度Ｔｉ値により、
   Ｈｉが、ｈ５以上ｈ６未満で、Ｔｉが、ｔ３以上ｔ４未満の場合は、前記全熱交モード
   を選択し、運転すること、を特徴とする請求項１記載の換気装置。
   

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