JP7310741B2

JP7310741B2 - 送風装置

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Publication number: JP7310741B2
Application number: JP2020122488A
Authority: JP
Inventors: 伸吾桑名; 一高島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2023-07-19
Anticipated expiration: 2040-07-17
Also published as: JP2022018993A

Description

本開示は、送風装置に関する。

従来の送風装置として、ファンを回転させるモータを一定回転数で運転させる一定回転数制御を行うものがある。例えば特許文献１に記載の送風装置では、検知したモータの実回転数と目標回転数との差に応じて、モータに出力する指令値を補正し、モータの実回転数が目標回転数で一定となるように制御する。

特開平６－７０５９４号公報

しかしながら、モータの実回転数が目標回転数で一定となるように運転させた場合においても、ファンが送り出す空気の密度が変化すると送風の質量流量が変化するため、目標となる質量流量が安定して得られないという問題があった。

本開示は、上述した問題を解決するためになされたもので、送風の質量流量を安定させることができる送風装置を提供することを目的とする。

本開示に係る送風装置は、給気風路に設けられ、回転することで室外から室内へ向かう給気流を発生させる給気用送風ファンと、排気風路に設けられ、回転することで室内から室外へ向かう排気流を発生させる排気用送風ファンと、給気用送風ファンを回転させる給気用モータと、排気用送風ファンを回転させる排気用モータと、給気流と排気流との間で熱交換を行う熱交換器と、給気用モータ及び排気用モータの回転数を制御する指令部と、給気風路における給気用送風ファンの上流側であって、熱交換器と給気用送風ファンとの間に設けられた給気側空気密度センサと、排気風路における排気用送風ファンの上流側であって、熱交換器と排気用送風ファンとの間に設けられた排気側空気密度センサと、給気側空気密度センサでの検出結果に基づいて給気流の空気の密度を検出し、排気側空気密度センサでの検出結果に基づいて排気流の空気の密度を検出する空気密度検出部と、を備え、指令部は、空気密度検出部で検出された給気流の空気の密度が第１の空気密度である場合における給気用モータの回転数が、空気密度検出部で検出された給気流の空気密度が第１の空気密度よりも小さい第２の空気密度である場合における給気用モータの回転数よりも小さくなるように制御し、空気密度検出部で検出された排気流の空気の密度が第１の空気密度である場合における排気用モータの回転数が、空気密度検出部で検出された排気流の空気の密度が第２の空気密度である場合における排気用モータの回転数よりも小さくなるように制御する。

本開示に係る送風装置によれば、送風ファンにより送られる空気の密度が第１の空気密度である場合におけるモータの回転数が、送風ファンにより送られる空気の密度が第１の空気密度よりも小さい第２の空気密度である場合におけるモータの回転数よりも小さくなるように制御する。これにより、送風の質量流量を安定させることができる。

実施の形態１に係る送風装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る送風装置の概略図である。実施の形態１に係る送風装置における空気密度と目標回転数との関係を示す表である。実施の形態１に係る送風装置の制御方法を示すフローチャートである。実施の形態２に係る送風装置における空気密度と目標回転数との関係を示すグラフである。実施の形態２に係る送風装置１の制御方法を示すフローチャートである。実施の形態３に係る送風装置の概略図である。

以下に、本開示の実施の形態に係る送風装置について図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本開示が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る送風装置１の構成を示すブロック図である。実施の形態１の送風装置１は、ＤＣモータ５１で送風ファン５２を駆動することで空気流を発生させる送風装置である。また、実施の形態１の送風装置１は、ＤＣモータ５１の回転数を一定に制御する一定回転数制御を搭載した送風装置である。送風装置１は、電源部１０、記憶部２０、制御部３０、モータ駆動部４０、送風機５０、及び空気密度センサ６０を備える。

電源部１０は、送風装置１内の各構成部に電源を供給する。記憶部２０は、ＤＣモータ５１の回転数の制御に用いられる情報を記憶する。制御部３０は、ＤＣモータ５１の回転数の制御を行う。モータ駆動部４０は、制御部３０から入力される指令値に基づいてＤＣモータ５１を駆動する。送風機５０は、回転することで空気流を発生させる送風ファン５２、送風ファン５２を回転させるＤＣモータ５１、及びＤＣモータ５１の回転数を検出する回転数センサ５３を有する。空気密度センサ６０は、送風ファン５２により発生した空気流の空気の密度を検出する。

電源部１０は、図示しない商用電源から入力された交流（ＡｌｔｅｒｎａｔｉｎｇＣｕｒｒｅｎｔ：ＡＣ）電力を直流（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ：ＤＣ）電力に変換する整流器である。本実施の形態において、電源部１０は、ＡＣ電力を全波整流し、昇圧又は降圧してＤＣ電力に変換する。このＤＣ電力は、記憶部２０、制御部３０、及びモータ駆動部４０に与えられる。また、モータ駆動部４０に与えられたＤＣ電力の一部は、送風機５０内のＤＣモータ５１に与えられる。

記憶部２０は、ＤＣモータ５１の回転数の制御に用いられる情報を記憶する記憶手段である。記憶部２０は、例えばメモリによって構成される。記憶部２０は、空気密度テーブルを記憶している。空気密度テーブルは、送風ファン５２により送られる空気の密度と、ＤＣモータ５１の目標回転数とが対応付けられたデータテーブルである。

制御部３０は、指令部３１、回転数検出部３２、空気密度検出部３３、及びタイマー３４を有する。制御部３０内の各構成部間では、互いに情報を送受信可能とされている。制御部３０は、例えばプロセッサによって構成される。制御部３０を構成するプロセッサが記憶部２０に記憶されたプログラムを実行することにより、制御部３０の各機能が実現される。タイマー３４は、時間計測手段である。

指令部３１は、ＤＣモータ５１を駆動するための電圧を指示する指令電圧値をモータ駆動部４０に出力する。指令部３１は、回転数検出部３２から入力されるＤＣモータ５１の回転数に関する情報に基づいて、ＤＣモータ５１の回転数が目標回転数に近づくように、モータ駆動部４０へ出力する指令電圧値を調整する。

回転数検出部３２は、ＤＣモータ５１の回転数を検出する回転数検出手段である。回転数検出部３２には、ＤＣモータ５１に設けられた回転数センサ５３で検出された検出信号が入力される。回転数検出部３２は、回転数センサ５３で検出された検出信号に基づいてＤＣモータ５１の回転数を検出する。回転数検出部３２は、検出したＤＣモータ５１の回転数を指令部３１に出力する。

空気密度検出部３３は、送風ファン５２により送られる空気の密度を検出する空気密度検出手段である。空気密度検出部３３には、空気密度センサ６０で検出された検出信号が入力される。空気密度検出部３３は、空気密度センサ６０で検出された検出信号に基づいて送風ファン５２により送られる空気の密度を検出する。空気密度検出部３３は、検出した空気密度を指令部３１に出力する。

モータ駆動部４０は、制御部３０から入力される指令電圧値に基づいてＤＣモータ５１を駆動するための電圧を制御する。具体的には、モータ駆動部４０は、電源部１０から供給されるＤＣ電力を、指令部３１から入力される指示電圧値に基づいてパルス幅変調（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）制御により調整する。そして、この調整したＤＣ電力を、補正印加電圧としてＤＣモータ５１へ印加する。

送風機５０は、ＤＣモータ５１に送風ファン５２が取り付けられて構成されており、ＤＣモータ５１の回転に伴って送風ファン５２が回転することで空気流を発生させる。ＤＣモータ５１は、モータ駆動部４０から印加電圧が印加されることによって、この印加電圧に対応した回転数で回転して送風ファン５２を回転させる。回転数センサ５３は、例えばホール素子であり、ＤＣモータ５１の回転状態を検出して出力信号として回転数検出部３２に出力する。

空気密度センサ６０は、温度センサ６１、湿度センサ６２、及び気圧センサ６３を有する。温度センサ６１、湿度センサ６２、及び気圧センサ６３は、それぞれ送風ファン５２により送られる空気の温度、湿度、及び気圧を検出する。空気密度検出部３３は、空気密度センサ６０で検出された温度、湿度、及び気圧の値から、気体の状態方程式等の周知の計算式を用いて空気密度を算出する。

ここで、実施の形態１に係る送風装置１の一例を図２に示す。図２は、実施の形態１に係る送風装置１の概略図である。図２に示す送風装置１は、筐体１００、送風機５０、及び空気密度センサ６０を備える。なお、図２において、電源部１０、記憶部２０、制御部３０、及びモータ駆動部４０については図示を省略している。また、送風機５０が備える回転数センサ５３についても図示を省略している。

筐体１００は、例えば直方体形状であり、１つの側面に吸込口１０１が形成されている。また、この側面と対向する位置にある側面には、吹出口１０２が形成されている。また、筐体１００の内部には、吸込口１０１と吹出口１０２とを結ぶ風路１０３が形成されている。

送風機５０は、風路１０３に設けられ、吸込口１０１から吸い込んだ空気を吹出口１０２から吹き出す。なお、送風装置１は、室外から吸い込んだ空気を室内に吹き出す給気用の送風装置であってもよいし、室内から吸い込んだ空気を室外に吹き出す排気用の送風装置であってもよい。また、室内から吸い込んだ空気を室内に吹き出して室内の空気を循環させる送風装置であってもよい。

空気密度センサ６０は、風路１０３において送風機５０の上流側に設けられる。すなわち、空気密度センサ６０は、風路１０３において送風機５０と吸込口１０１との間に設けられる。これにより、空気密度センサ６０は、送風機５０を通過する前の空気の密度を検出することができ、送風機５０を通過することによる空気の温度変化等の影響を、検出する空気密度が受けにくくすることができる。

次に、記憶部２０に記憶されている空気密度テーブルについて説明する。図３は、実施の形態１に係る送風装置１における空気密度と目標回転数との関係を示す空気密度テーブルである。図３に示すように、空気密度テーブルには、テーブル番号Ｔｘと、設定空気密度γｔと、目標回転数ＲＴとがそれぞれ対応付けられて記録されている。

具体的には、空気密度テーブルには、設定空気密度γｔが小さくなれば目標回転数ＲＴが大きくなり、設定空気密度γｔが大きくなれば目標回転数ＲＴが小さくなるように設定されている。指令部３１は、記憶部２０に記憶された設定空気密度γｔと、空気密度検出部３３で検出された空気密度γとを比較することで、目標回転数ＲＴを決定する。

ここで、例えば、標準空気より、温度が高い場合、湿度が高い場合、及び気圧が低い場合においては、空気密度が標準空気よりも小さくなる。このとき、ＤＣモータ５１の１回転あたりに送り出す空気の質量は、標準空気を送り出す場合よりも小さくなる。このため、ＤＣモータ５１を一定の回転数で回転させた場合であっても、標準空気を送り出す場合と比較して送風の質量流量は小さくなる。なお、ここでの標準空気とは、温度２０℃、絶対圧１０１．３２５ｋＰａ、相対湿度６５％、空気密度１．２０ｋｇ／ｍ^３の湿り空気である。

反対に、標準空気より、温度が低い場合、湿度が低い場合、及び気圧が高い場合においては、空気密度が標準空気よりも大きくなる。このとき、ＤＣモータ５１の１回転あたりに送り出す空気の質量は、標準空気を送り出す場合よりも大きくなる。このため、ＤＣモータ５１を一定の回転数で回転させた場合であっても、標準空気を送り出す場合よりも送風の質量流量は大きくなる。

実施の形態１における空気密度テーブルには、設定空気密度γｔの値が大きいほど目標回転数ＲＴが小さくなり、設定空気密度γｔの値が小さいほど目標回転数ＲＴが大きくなるように設定されている。そして、指令部３１は、設定空気密度γｔと空気密度検出部３３で検出された空気密度γとを比較して目標回転数ＲＴを決定する。これにより、送風の質量流量を安定させることができる。

次に、図４を用いて、実施の形態１の送風装置１の制御方法について説明する。図４は、実施の形態１に係る送風装置１の制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳＴ１０において、指令部３１は、記憶部２０に記憶されている初期目標回転数ＲＴａを取得し、ＤＣモータ５１の回転数が初期目標回転数ＲＴａに近づくように制御する。

具体的には、指令部３１は、回転数検出部３２で検出された回転数が初期目標回転数ＲＴａよりも大きい場合には、モータ駆動部４０に出力する指令電圧値を減少させる。また、指令部３１は、回転数検出部３２で検出された回転数が初期目標回転数ＲＴａよりも小さい場合には、モータ駆動部４０に出力する指令電圧値を増加させる。

ここで、標準空気として、温度２０℃、絶対圧１０１．３２５ｋＰａ、相対湿度６５％の湿り空気を想定すると、標準空気の空気密度は、１．２０ｋｇ／ｍ^３である。このため、図３に示す空気密度テーブルにおいて、設定空気密度γｔが１．２０ｋｇ／ｍ^３であるテーブル番号Ｔ４を初期テーブル番号として設定し、初期目標回転数ＲＴａを１４７０ｒｐｍと設定する。

ステップＳＴ２０において、空気密度検出部３３は、送風ファン５２によって送られる空気の密度γを検出する。

ステップＳＴ３０において、指令部３１は、設定空気密度γｔと検出された空気密度γとの間に乖離があるか否かを判定する。具体的には、指令部３１は、テーブル番号Ｔｘに対応した設定空気密度γｔと、空気密度検出部３３で検出された空気密度γとの空気密度差｜γ－γｔ｜を算出する。そして、指令部３１は、空気密度差｜γ－γｔ｜が閾値γａ以下であるか否かを判定する。指令部３１は、空気密度差｜γ－γｔ｜が閾値γａ以下である場合には、設定空気密度γｔと検出された空気密度γとの間に乖離はないと判定し、ステップＳＴ８０に進む。なお、閾値γａは、例えば０．０１ｋｇ／ｍ^３と設定される。

ステップＳＴ８０において、タイマー３４により設定時間が経過したことを計測すると、ステップＳＴ２０に戻る。この設定時間は、記憶部２０に予め記憶されている。また、この設定時間が経過するまでの間、指令部３１により、ＤＣモータ５１を目標回転数ＲＴで一定に維持する制御は継続されている。ステップＳＴ２０に戻ると、空気密度検出部３３は、再度空気密度γを検出する。

ステップＳＴ３０において、指令部３１は、空気密度差｜γ－γｔ｜が閾値γａより大きい場合には、設定空気密度γｔと検出された空気密度γとの間に乖離があると判定し、ステップＳＴ４０に進む。

ステップＳＴ４０において、指令部３１は、検出された空気密度γが設定空気密度γｔより小さいか否かを判定する。ステップＳＴ４０において、指令部３１が、検出された空気密度γが設定空気密度γｔより大きいと判定した場合には、ステップＳＴ５０に進む。

ステップＳＴ５０において、指令部３１は、テーブル番号Ｔｘの値を１つ上げる。すなわち、テーブル番号をＴｘからＴｘ＋１に変更する。例えば、現在のテーブル番号がＴ４である場合には、テーブル番号をＴ５に変更する。これにより、検出された空気密度γが設定空気密度γｔよりも大きい場合には、目標回転数ＲＴを下げることができ、送風の質量流量を安定させることができる。

ステップＳＴ４０において、指令部３１が、検出された空気密度γが設定空気密度γｔより小さいと判定した場合には、ステップＳＴ６０に進む。

ステップＳＴ６０において、指令部３１は、テーブル番号Ｔｘの値を１つ下げる。すなわち、テーブル番号をＴｘからＴｘ－１に変更する。例えば、現在のテーブル番号がＴ４である場合には、テーブル番号をＴ３に変更する。これにより、検出された空気密度γが設定空気密度γｔよりも小さい場合には、目標回転数ＲＴを上げることができ、送風の質量流量を安定させることができる。

ステップＳＴ５０及びステップＳＴ６０の後は、ステップＳＴ７０に進む。ステップＳＴ７０において、指令部３１は、変更したテーブル番号の値に対応した目標回転数ＲＴで、ＤＣモータ５１を制御する。ステップＳＴ７０の後はステップＳＴ８０に進む。

ステップＳＴ８０において、タイマー３４により設定時間が経過したことを計測すると、ステップＳＴ２０に戻り、空気密度検出部３３は、再度空気密度γを検出する。また、この設定時間が経過するまでの間、指令部３１により、ＤＣモータ５１を目標回転数ＲＴで一定に維持する制御は継続されている。

具体例として、空気密度検出部３３で検出された空気の密度γが１．２２ｋｇ／ｍ^３である場合における図４のフローチャートの流れと、１．１８ｋｇ／ｍ^３である場合における図４のフローチャートの流れを説明する。なお、具体例において、１．２２ｋｇ／ｍ^３が第１の空気密度に該当し、１．１８ｋｇ／ｍ^３が第２の空気密度に該当する。

図４のフローチャートにおいて、初期のテーブル番号はＴ４である。すなわち、初期の設定空気密度γｔは１．２０ｋｇ／ｍ^３であり、初期の目標回転数ＲＴは１４７０ｒｐｍである。ステップＳＴ２０において空気密度検出部３３が検出した空気の密度γが１．２２ｋｇ／ｍ^３である場合、ステップＳＴ３０で「Ｎｏ」、ステップＳＴ４０で「Ｎｏ」となり、ステップＳＴ５０に進む。ステップＳＴ５０において、テーブル番号がＴ４からＴ５に変更される。すなわち、設定空気密度γｔは１．２０ｋｇ／ｍ^３から１．２２ｋｇ／ｍ^３に変更され、目標回転数ＲＴは１４７０ｒｐｍから１４４０ｒｐｍに変更される。

また、ステップＳＴ２０において空気密度検出部３３が検出した空気の密度γが１．１８ｋｇ／ｍ^３である場合、ステップＳＴ３０で「Ｎｏ」、ステップＳＴ４０で「Ｙｅｓ」となり、ステップＳＴ６０に進む。ステップＳＴ６０において、テーブル番号がＴ４からＴ３に変更される。すなわち、設定空気密度γｔは１．２０ｋｇ／ｍ^３から１．１８ｋｇ／ｍ^３に変更され、目標回転数ＲＴは１４７０ｒｐｍから１５００ｒｐｍに変更される。

以上のように、実施の形態１の送風装置１によれば、指令部３１は、空気密度検出部３３で検出された空気の密度が第１の空気密度である場合における目標回転数ＲＴが、空気密度検出部３３で検出された空気の密度が第１の空気密度よりも小さい第２の空気密度である場合における目標回転数よりも小さくなるように制御する。これにより、送風の質量流量を安定させることができる。また、送風の質量流量を安定させることで、送風による換気効率を安定させることができ、消費電力を安定させることができる。

また、実施の形態１の送風装置１によれば、ステップＳＴ８０において、タイマー３４により設定時間が経過したことを計測すると、ステップＳＴ２０に戻り、空気密度検出部３３により再度空気密度γを検出する。このため、空気密度γが時間と共に変化した場合においても、空気密度γの変化に合わせてＤＣモータ５１の目標回転数ＲＴを変えることができ、送風の質量流量を安定させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、記憶部２０に記憶された空気密度テーブルによって目標回転数ＲＴを決定していた。一方、実施の形態２では、記憶部２０に記憶された演算式によって目標回転数ＲＴを算出する。なお、送風装置１の構成については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

図５は、実施の形態２に係る送風装置１における空気密度と目標回転数との関係を示すグラフである。図５に示すように、空気密度検出部３３で検出された空気密度γの値が大きいほど目標回転数ＲＴが小さくなり、空気密度検出部３３で検出された空気密度γの値が小さいほど目標回転数ＲＴが大きくなるように、演算式が設定されている。すなわち、空気密度検出部３３で検出された空気密度γが第１の空気密度である場合における目標回転数ＲＴが、空気密度検出部３３で検出された空気密度γが第１の空気密度よりも小さい第２の空気密度である場合における目標回転数ＲＴよりも小さくなるように設定されている。

図６を用いて、実施の形態２の送風装置１の制御方法について説明する。図６は、実施の形態２に係る送風装置１の制御方法を示すフローチャートである。

図６において、ステップＳＴ２０とステップＳＴ７０との間の動作が実施の形態１とは異なる。ステップＳＴ２０において、空気密度検出部３３が、送風ファン５２によって送られる風の空気密度γを検出すると、ステップＳＴ１００に進む。

ステップＳＴ１００において、指令部３１は、記憶部２０に記憶された演算式を用いて目標回転数ＲＴを算出する。ステップＳＴ１００の後は、ステップＳＴ７０に進む。ステップＳＴ７０において、指令部３１は、変更した目標回転数ＲＴとなるように、ＤＣモータ５１を制御する。

なお、ステップＳＴ１００以外の動作については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

実施の形態２に係る送風装置１によれば、空気密度検出部３３で検出された空気密度γを用いて、演算により目標回転数ＲＴを決定する。これにより、実施の形態１のように目標回転数ＲＴを段階的に変化させる場合と比較して、空気密度の変化に合わせて目標回転数ＲＴをより早く変化させることができる。また、実施の形態１のように目標回転数ＲＴを空気密度テーブルにより変化させる場合と比較して、空気密度の微小な変化にもより追従することができる。

実施の形態３．
実施の形態１では、図２に示すように筐体１００内に１つの風路１０３を有する送風装置１を例として説明した。一方、実施の形態３では、筐体１００内に給気風路１０３ａ及び排気風路１０３ｂを有し、給気風路１０３ａを通る給気流と排気風路１０３ｂを通る排気流との間で熱交換を行う熱交換型の送風装置１を例として説明する。図７は、実施の形態３に係る送風装置１の概略図である。

図７に示すように、実施の形態３の送風装置１は、筐体１００、給気用送風機５０ａ、排気用送風機５０ｂ、熱交換器１１０、切替手段１２０、給気側空気密度センサ６０ａ、及び排気側空気密度センサ６０ｂを備える。なお、図７において、電源部１０、記憶部２０、制御部３０、及びモータ駆動部４０については図示を省略している。

筐体１００は、例えば直方体形状であり、１つの側面に室外吸込口１１１及び室外吹出口１１２が形成されている。また、この側面と対向する位置にある側面には、室内吹出口１１３及び室内吸込口１１４が形成されている。また、筐体１００の内部には、室外吸込口１１１と室内吹出口１１３とを結ぶ給気風路１０３ａ、及び室外吹出口１１２と室内吸込口１１４とを結ぶ排気風路１０３ｂが形成されている。室外吸込口１１１及び室外吹出口１１２は、それぞれ図示しないダクトを介して室外に接続される。室内吹出口１１３及び室内吸込口１１４は、それぞれ図示しないダクトを介して室内に接続される。

給気用送風機５０ａは、給気風路１０３ａに設けられ、室外吸込口１１１から室内吹出口１１３へ向かう給気流を形成する。給気用送風機５０ａは、回転することで室外から室内へ向かう給気流を発生させる給気用送風ファン５２ａ、給気用送風ファン５２ａを回転させる給気用モータ５１ａ、及び給気用モータ５１ａの回転数を検出する図示しない回転数センサを有する。

排気用送風機５０ｂは、排気風路１０３ｂに設けられ、室内吸込口１１４から室外吹出口１１２へ向かう排気流を形成する。排気用送風機５０ｂは、回転することで室内から室外へ向かう排気流を発生させる排気用送風ファン５２ｂ、排気用送風ファン５２ｂを回転させる排気用モータ５１ｂ、及び排気用モータ５１ｂの回転数を検出する図示しない回転数センサを有する。

熱交換器１１０は、筐体１００の内部において、給気風路１０３ａと排気風路１０３ｂとの間に設けられる。熱交換器１１０は、給気用送風機５０ａにより形成された給気流と、排気用送風機５０ｂにより形成された排気流との間で熱交換を行う。

切替手段１２０は、給気風路１０３ａ及び排気風路１０３ｂに熱交換器１１０が含まれる熱交換換気運転と、給気風路１０３ａ及び排気風路１０３ｂの少なくとも一方が熱交換器１１０を迂回する普通換気運転とを切り替えるダンパーである。実施の形態３では、普通換気運転において排気風路１０３ｂが熱交換器１１０を迂回する。

給気側空気密度センサ６０ａは、給気風路１０３ａにおいて給気用送風機５０ａの上流側に設けられる。実施の形態３では、給気側空気密度センサ６０ａは、給気風路１０３ａにおいて熱交換器１１０と給気用送風機５０ａとの間に設けられる。給気側空気密度センサ６０ａは、給気風路１０３ａにおける給気用送風機５０ａの上流側の空気密度を検出することで、給気用送風機５０ａが形成する給気流の空気の密度を検出する。

排気側空気密度センサ６０ｂは、排気風路１０３ｂにおいて排気用送風機５０ｂの上流側に設けられる。実施の形態３では、排気側空気密度センサ６０ｂは、排気風路１０３ｂにおいて熱交換器１１０と排気用送風機５０ｂとの間に設けられる。排気側空気密度センサ６０ｂは、排気風路１０３ｂにおける排気用送風機５０ｂの上流側の空気密度を検出することで、排気用送風機５０ｂが形成する排気流の空気の密度を検出する。

実施の形態３において、制御部３０の指令部３１は、給気用モータ５１ａ及び排気用モータ５１ｂの回転数を制御する。また、制御部３０の回転数検出部３２は、給気用モータ５１ａ及び排気用モータ５１ｂの回転数を検出する。また、制御部３０の空気密度検出部３３は、給気側空気密度センサ６０ａで検出された検出信号に基づいて給気流の空気の密度を検出し、排気側空気密度センサ６０ｂで検出された検出信号に基づいて排気流の空気の密度を検出する。

実施の形態３の送風装置１の制御方法は、実施の形態１又は２と同様である。すなわち、すなわち、実施の形態３において、指令部３１は、空気密度検出部３３で検出された給気流の空気の密度が大きいほど給気用モータ５１ａの目標回転数を小さくし、空気密度検出部３３で検出された給気流の空気の密度が小さいほど給気用モータ５１ａの目標回転数を大きくする。また、指令部３１は、空気密度検出部３３で検出された排気流の空気の密度が大きいほど排気用モータ５１ｂの目標回転数を小さくし、空気密度検出部３３で検出された排気流の空気の密度が小さいほど排気用モータ５１ｂの目標回転数を大きくする。

具体的には、実施の形態１のように、記憶部２０に記憶された空気密度テーブルによって、給気用モータ５１ａ及び排気用モータ５１ｂの目標回転数を決定してもよいし、記憶部２０に記憶された演算式によって、給気用モータ５１ａ及び排気用モータ５１ｂの目標回転数を算出してもよい。実施の形態１又は実施の形態２においてＤＣモータ５１に対して行っていた制御を、実施の形態３では給気用モータ５１ａ及び排気用モータ５１ｂに対してそれぞれ行っている。具体的な制御については実施の形態１又は２と同様であるため、説明を省略する。

実施の形態３の送風装置１によれば、指令部３１は、空気密度検出部３３で検出された給気流の空気の密度が第１の空気密度である場合における給気用モータ５１ａの回転数が、空気密度検出部３３で検出された給気流の空気密度が第１の空気密度よりも小さい第２の空気密度である場合における給気用モータ５１ａの回転数よりも小さくなるように制御する。また、指令部３１は、空気密度検出部３３で検出された排気流の空気の密度が第１の空気密度である場合における排気用モータ５１ｂの回転数が、空気密度検出部３３で検出された排気流の空気の密度が第２の空気密度である場合における排気用モータ５１ｂの回転数よりも小さくなるように制御する。これにより、送風の質量流量を安定させることができる。また、送風の質量流量を安定させることで、送風による換気効率を安定させることができ、消費電力を安定させることができる。また、給気流と排気流の質量流量を安定させることで、給気流と排気流が持つ熱エネルギーを安定させることができ、熱交換効率を安定させることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略及び変更することも可能である。

例えば、実施の形態１～３では、回転数センサ５３を備え、ＤＣモータ５１の回転数を目標回転数で一定に制御する一定回転数制御を搭載した送風装置１を例として説明したが、回転数センサ５３を備えず、一定回転数制御を搭載していない送風装置であってもよい。具体的には、実施の形態１では空気密度に応じてＤＣモータ５１の目標回転数を変更したが、空気密度に応じてＤＣモータ５１への指令電圧値を変更するようにしてもよい。この場合であっても、空気密度検出部３３で検出された空気の密度が第１の空気密度である場合におけるＤＣモータ５１の回転数が、空気密度検出部３３で検出された空気の密度が第１の空気密度よりも小さい第２の空気密度である場合におけるＤＣモータ５１の回転数よりも小さくなるように制御すれば、送風の質量流量を安定させることができる。

また、実施の形態１～３において、空気密度検出部３３は、温度、湿度、及び気圧の３つの値から空気密度を算出していたが、別の方法により空気密度を算出してもよい。例えば、温度と湿度の２つの値から空気密度を算出してもよいし、温度と気圧の２つの値から空気密度を算出してもよい。

また、空気密度センサ６０の設置位置は、実施の形態１～３で説明した位置に限られない。例えば、実施の形態１において、空気密度センサ６０は、送風機５０の上流側に設けると説明したが、送風機５０の下流側に設けてもよい。また、空気密度センサ６０は、筐体１００の内部ではなく、室内又は室外に設けてもよい。この場合であっても、送風機５０が送る空気の密度を検出できればよい。

また、実施の形態１～３ではＤＣモータ５１で送風ファン５２を駆動する送風装置１について説明したが、ＡＣモータで送風ファンを駆動する送風装置であってもよい。ＡＣモータで送風ファンを駆動する送風装置であっても、空気密度検出部３３で検出された空気の密度が第１の空気密度である場合におけるＡＣモータ５１の回転数が、空気密度検出部３３で検出された空気の密度が第１の空気密度よりも小さい第２の空気密度である場合におけるＡＣモータ５１の回転数よりも小さくなるように制御すれば、送風の質量流量を安定させることができる。

１送風装置、１０電源部、２０記憶部、３０制御部、３１指令部、３２回転数検出部、３３空気密度検出部、３４タイマー、４０モータ駆動部、５０送風機、５０ａ給気用送風機、５０ｂ排気用送風機、５１ＤＣモータ、５１ａ給気用モータ、５１ｂ排気用モータ、５２送風ファン、５２ａ給気用送風ファン、５２ｂ排気用送風ファン、５３回転数センサ、６０空気密度センサ、６０ａ給気側空気密度センサ、６０ｂ排気側空気密度センサ、６１温度センサ、６２湿度センサ、６３気圧センサ、１００筐体、１０１吸込口、１０２吹出口、１０３風路、１０３ａ給気風路、１０３ｂ排気風路、１１０熱交換器、１１１室外吸込口、１１２室外吹出口、１１３室内吹出口、１１４室内吸込口、１２０切替手段。

Claims

給気風路に設けられ、回転することで室外から室内へ向かう給気流を発生させる給気用送風ファンと、
排気風路に設けられ、回転することで前記室内から前記室外へ向かう排気流を発生させる排気用送風ファンと、
前記給気用送風ファンを回転させる給気用モータと、
前記排気用送風ファンを回転させる排気用モータと、
前記給気流と前記排気流との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記給気用モータ及び前記排気用モータの回転数を制御する指令部と、
前記給気風路における前記給気用送風ファンの上流側であって、前記熱交換器と前記給気用送風ファンとの間に設けられた給気側空気密度センサと、
前記排気風路における前記排気用送風ファンの上流側であって、前記熱交換器と前記排気用送風ファンとの間に設けられた排気側空気密度センサと、
前記給気側空気密度センサでの検出結果に基づいて前記給気流の空気の密度を検出し、前記排気側空気密度センサでの検出結果に基づいて前記排気流の空気の密度を検出する空気密度検出部と、
を備え、
前記指令部は、前記空気密度検出部で検出された前記給気流の空気の密度が第１の空気密度である場合における前記給気用モータの回転数が、前記空気密度検出部で検出された前記給気流の空気密度が前記第１の空気密度よりも小さい第２の空気密度である場合における前記給気用モータの回転数よりも小さくなるように制御し、前記空気密度検出部で検出された前記排気流の空気の密度が前記第１の空気密度である場合における前記排気用モータの回転数が、前記空気密度検出部で検出された前記排気流の空気の密度が前記第２の空気密度である場合における前記排気用モータの回転数よりも小さくなるように制御する送風装置。
前記給気用モータ及び前記排気用モータの回転数を検出する回転数検出部を備え、
前記指令部は、前記回転数検出部により検出された回転数が目標回転数に近づくように前記給気用モータ及び前記排気用モータの回転数を制御し、前記空気密度検出部で検出された空気の密度が前記第１の空気密度である場合における前記目標回転数が、前記空気密度検出部で検出された空気の密度が前記第２の空気密度である場合における前記目標回転数よりも小さくなるように制御する請求項１に記載の送風装置。
前記指令部は、前記空気密度検出部で検出された空気の密度から、演算により前記目標回転数を決定する請求項２に記載の送風装置。
前記給気側空気密度センサは、前記給気流の空気の温度、湿度、及び気圧を検出し、
前記排気側空気密度センサは、前記排気流の空気の温度、湿度、及び気圧を検出し、
前記空気密度検出部は、前記給気側空気密度センサにより検出された前記給気流の空気の温度、湿度、及び気圧の値から前記給気流の空気の密度を算出し、前記排気側空気密度センサにより検出された前記排気流の空気の温度、湿度、及び気圧の値から前記排気流の空気の密度を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の送風装置。