JPH0694945B2 - 換気装置の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空気調和に用いられる換気装置の制御方法に関
するものである。

従来の技術 換気装置は室内の汚染空気を室外に排気し、新鮮な室外
空気を室内へ給気するものである。しかし、冷暖房時に
は空調機でせっかく冷却および加熱した室内空気を室外
へ排気し、高温高湿もしくは低温低湿の室外空気が直接
給気されるため、空調機の負荷を増加していた。このた
め排気する室内空気と給気する室内空気との間で熱交換
する熱交換器を備えたものが考えられている。この種の
熱交換器には温度（顕熱）のみを交換する顕熱交換器、
温度（顕熱）と湿度（潜熱）を交換する全熱交換器が一
般的である。年間を通じて顕熱交換や全熱交換のみの換
気を行った場合、たとえば冷房運転時に外気温が室内の
温度より低く、かつエンタルピも低く、外気冷却を行い
たい場合、熱交換を行うことが逆に不利になる。そのた
め第５図に示すように、室内空気と室外空気の温度
ｔ_RA,t_OAと湿度RH_RA,RH_OAを検知し、これらの信号と、
これらの値から算出したエンタルピ値ｉ_RA,i_OA、絶対湿
度値ｘ_RA,x_OAを換気装置の制御信号とし、室内外の温度
ｔ_RA,t_OAと絶対湿度ｘ_RA,x_OA、エンタルピｉ_RA,i_OAの大
小関係により、冷房モードと暖房モードが判断し、普通
換気，全熱交換，顕熱交換の運転を自動的に切換え、省
エネルギを実現させるものがある。これは、第６図の空
気線図上に示したように冷房運転モードと暖房運転モー
ドとでは同じ温度，湿度の室内空気ａ、室外空気ｂであ
っても普通換気と全熱交換の換気運転があり、手動で冷
房および暖房モードを行った場合、最適切換えの判断を
誤る場合がある。そのため冷房用室内設定温度および暖
房用室内設定温度との中間の温度を室内冷暖モード切換
温度とし、室内の温度が室内冷暖モード切換温度以上の
場合には冷房モード、室内の温度が室内冷暖モード切換
温度以下の場合には暖房モードと制御し、自動的に最適
切換を行うようにしていた（たとえば、特願昭60−2618
25号）。

発明が解決しようとする問題点 このような換気装置の制御方法では、たとえば夏期にお
いて混雑時の店舗等、室内負荷が異常に高くなった場
合、冷房能力を上げるために、人為的に冷房の設定温度
を暖房時の室内設定温度近くにする場合があり、その際
冷房機は吹き出し温度を下げるか、あるいは吹き出し温
度を下げて風量を増加させるため、ショートサーキット
が起こり易くなり、その結果、室内側温度検知器が換気
装置の吸い込み口付近に設けられた場合、室内側温度検
知器が冷風を直接検知し易く、あるいは冷房機の吹き出
し風量増加による冷風気流を室内側温度検知器が直接検
知し易くなるため、冷房モードから暖房モードとなり、
室外の温度が室内に比べ高いため、本来全熱もしくは顕
熱交換が最適換気モードであるにもかかわらず、暖房モ
ードのため普通換気になり逆に冷房負荷を増し、省エネ
ルギーを損なう問題がある。また冬期の混雑時のデパー
ト等、室内負荷が異常に高くなり、室内の温度が室内冷
暖モード切換温度以上になった場合、暖房モードから冷
房モードに切換わる。もし室内の温度がさらに上昇し冷
房機がONになった場合には冷房モードで冷房機の負荷を
低減できるが、冷房機が停止している場合（室温が室内
冷暖モード切換温度以上、冷房時冷暖モード切換温度以
下）には直接冷たい外気が室内に給気されるため、快適
性がそこなわれ、逆に暖房モードで全熱交換もしくは顕
熱交換を行い快適性を得たほうがよい。

本発明はこのような問題点を解決するもので、夏期の混
雑時の店舗等、内部負荷が異常に高くなった場合、冷房
能力を上げるために、人為的に冷房の設定温度を暖房時
の室内設定温度近くにする場合があり、その際冷房機は
吹き出し温度を下げるか、あるいは吹き出し温度も下げ
て風量を増加させるため、ショートサーキットが起こり
易くなり、その結果、室内側温度検知器が換気装置の吸
い込み口付近に設けられた場合、室内側温度検知器が冷
風を直接検知し易く、あるいは冷房機の吹き出し風量増
加による冷風気流を室内側温度検知器が直接検知し易く
なるため、そのショートサーキットした冷風を室内側検
知器が検知しても冷房機の負荷を最も低減できる。また
冬期の混雑時のデパート等、室内負荷が異常に高くな
り、室内の温度が室内冷暖モード切換温度以上になった
場合でも快適性と省エネ性を満足できる換気モードを設
定することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、室内の温度が室
内冷暖モード切換温度以下の場合には暖房モード、室内
冷暖モード切換温度以上の場合には冷房モードに制御す
るのを基本とし、室内の温度が室内冷暖モード切換温度
以下であっても室外の温度が冷房時冷暖モード切換温度
以上の場合には冷房モード、室内の温度が室内冷暖モー
ド切換温度以上、冷房時冷暖モード切換温度以下でか
つ、室外の温度が暖房時冷暖モード切換温度以下の場合
には暖房モードとなるように制御したものである。

作用 この制御により、夏期の混雑時の店舗等、内部負荷が異
常に高くなった場合、冷房能力を上げるために、人為的
に冷房の設定温度を暖房時の室内設定温度近くにする場
合があり、その際冷房機は吹き出し温度を下げるか、あ
るいは吹き出し温度も下げて風量を増加させるたため、
ショートサーキットが起こり易くなり、その結果、室内
側温度検知器が換気装置の吸い込み口付近に設けられた
場合、室内側温度検知器が冷風を直接検知し易く、ある
いは冷房機の吹き出し風量増加による冷風気流を室内側
温度検知器が直接検知し易くなるため、そのショートサ
ーキットした冷風を室内検知器が直接検知し、室内温度
を室内側冷暖切換温度以下と誤って判断した場合でも、
室外の温度が室外側冷暖切換温度以上の場合には冷房モ
ードとして正しく判断、制御できるため冷房機の負荷を
最も低減できる。また冬期の混雑時のデパート等、室内
負荷が異常に高くなり、室内の温度が室内冷暖モード切
換温度以上になった場合でも快適性と省エネ性を満足で
きる。このことにより年間を通じて最適換気モードで換
気装置の制御を行える。

実 施 例 以下本発明の一実施例を第１図〜第２図にもとずき説明
する。第１図は本発明の一実施例による換気装置の制御
方法について、室内および室外の温度，湿度条件と、換
気装置の３つの換気モード（普通換気，全熱交換，顕熱
交換）の関係を空気線図を用いて示した図である。冷房
時の室内の設定温度を27℃、暖房時の室内の設定温度を
21℃とした場合、冷房モードと暖房モードを切換える室
内冷暖モード切換温度は24℃となる。いま室内空気温度
ｔ_RA＝28℃、相対湿度RH_RA＝51％のとき、エンタルピは
ｉ_RA＝12kcal/Kg、絶対湿度はｘ_RA＝12Kg/Kg′と計算さ
れる。ｔ_RA＝28℃＞24℃より冷房モードになり第１図の
ａの換気モードになる。室内空気ａを基準に、室外空気
の温度ｔ_OA、エンタルピｉ_OA、が共に低い場合（ｔ_OA＜
ｔ_RA,i_OA＜ｉ_RA）には普通換気モード、室外空気温度が
室内空気温度より高いが、室外の絶対湿度が室内の絶対
湿度のよりも低い場合（ｔ_OA＞ｔ_RA,x_OA＜ｘ_RA）には顕
熱交換モード、室外エンタルピと絶対湿度が共に室内空
気より大きい場合（ｔ_OA＞ｔ_RA,x_OA＞ｘ_RA）には全熱交
換モードになる。同様に室内空気が24℃以下であれば暖
房モードとなり、第１図ｂの換気モードになる。この場
合冷房モードとはほぼ逆の換気モードになる。つまり室
内空気ａを基準に、室外空気の温度ｔ_OA、エンタルピｉ
_OA、が共に高い場合（ｔ_OA＞ｔ_RA,i_OA＞ｉ_RA）には普通
換気モード、室外空気温度が室内空気温度より低いが、
室外の絶対湿度が室内の絶対湿度よりも高い場合（ｔ_OA
＜ｔ_RA,x_OA＞ｘ_RA）には顕熱交換モード、室外エンタル
ピと絶対湿度が共に室内空気より低い場合（ｉ_OA＜
ｉ_RA,x_OA＜ｘ_RA）には全熱交換モードになる。以上表１
に判断表を示す。

通常空調機の制御器は室内の壁に設置されている。夏期
において店舗等、内部負荷が高い場合、空調機の冷房設
定温度を通常言われる冷房設定温度（27℃）でなく、さ
らに低い温度（24以下）に設定することがある。このと
きに、冷房機は吹き出し温度を下げるか、あるいは吹き
出し温度も下げて、風量を増加させるためショートサー
キット等が起こり、換気装置の室内側検知器がショート
サーキットした冷風を検知した場合、誤動作する。これ
は室内側検知器が、室内側冷暖切換温度の24℃以下を検
知するため、冷房モードが暖房モードに切換わってしま
うためである。つまり夏期の冷房時で室外の温度が28
℃，室内が22℃の場合、全熱交換もしくは顕熱交換を行
って冷房負荷を低減しなければならないのが、室内温度
が室内冷暖モード設定温度以下になり、暖房モードの普
通換気に切換わり、逆に冷房負荷を増加する。この誤動
作を防止するため室内温度が室内冷暖モード切換温度以
下になった場合でも、室外温度が通常の冷房時冷暖モー
ド切換温度以上の28℃であれば冷房モード、28℃以下で
あれば暖房モードになるようにすればよい。

また冬期においては通常暖房機は21℃に設定されてい
る。外気は低いため暖房モードとして運転されてくる。
しかし、混雑時のデパート等、内部負荷が異常に高くな
り、室内温度が室内冷暖モード切換温度（24℃）以上に
なった場合、暖房モードにもかかわらず冷房モードにな
ってしまう。このとき本来全熱交換もしくは顕熱交換を
行っていたのが冷房モードになったため普通換気にな
り、冷たい空気が直接給気され、快適性をそこなう。そ
のため室内温度が24℃以上であっても外気の温度が暖房
時冷暖モード切換温度（20℃）以下の場合には暖房モー
ドとし、誤動作を防止する。さらに室内の温度が上昇
し、冷房機が運転され室内温度が冷房時冷暖モード切換
温度（28℃）以上になった場合には熱交換を行う暖房モ
ードから冷房モードに切換え、直接外気を給気し冷房機
の負荷を低減する。

第２図に制御のフローチャートを示す。まず室内外の温
度ｔ_RA,t_OAと相対湿度RH_RA,RH_OAを検知し、それをもと
にエンタルピｉ_OA,i_RA、と絶対湿度ｘ_RA,x_OAを演算す
る。次に室内温度ｔ_RAを用いて冷暖モードの判定１を行
う。ｔ_RAが室内冷暖モード切換温度の24℃以下ならば、
次に判定２として室外温度ｔ_OAと冷房時冷暖モード切換
温度28℃と比較し、28℃以下ならば暖房モード、以上な
らば冷房モードにする。またｔ_RAが24℃以上の場合次に
判定３として室外温度ｔ_OAと暖房時冷暖モード切換温度
20℃と比較し、20℃以上ならば冷房モードに決定し20℃
以下ならばさらに判定４として再び室内温度ｔ_RAと冷房
時冷暖モード切換温度28℃と比較し、28℃以下ならば暖
房モード、28℃以上ならば冷房モードと判定する。以上
の冷暖モードが決定した後に換気モードの判定を行い、
第２図に示す換気モードを得る。

この制御方法により、室内温度ｔ_RAと室外温度ｔ_OAを室
内冷暖モード切換温度と冷房時冷暖モード切換温度およ
び暖房時冷暖モード切換温度を用いて、それぞれの条件
に応じて冷房モード，暖房モードを決定する。このこと
により、夏期の混雑時の店舗等、内部負荷が異常に高く
なった場合、冷房能力を上げるために、人為的に冷房の
設定温度を暖房時の室内設定温度近くにした場合、冷房
機は吹き出し温度を下げるか、あるいは吹き出し温度を
下げるとともに風量を増加させるため、ショートサーキ
ット等が起こり易くなり、その結果、室内側温度検知器
が換気装置の吸い込み口付近に設けられた場合、室内側
温度検知器が冷風を直接検知し易く、あるいは冷房機の
吹き出し風量増加による冷風気流を室内側温度検知器が
直接検知し易くなるため、そのショートサーキット等に
より冷風を室内検知器が直接検知し、室内温度を室内側
冷暖切換温度以下と誤って判断した場合でも、室外の温
度が室外側冷暖切換温度以上の場合には冷房モードとし
て正しく判断、制御できるため冷房機の負荷を最も低減
できる。また冬期の混雑時のデパート等、室内負荷が異
常に高くなり、室内の温度が室内冷暖モード切換温度以
上になった場合でも快適性と省エネ性を満足できる。こ
のことにより年間を通じて最適換気モードで換気装置の
制御を行える効果がある。

第３図は本発明の他の実施例の換気装置の制御モードを
示す。換気モードの切換えは、暖房モードの場合、まず
室内と室外のエンタルピｉ_RA,i_OAの大小を比較する。ｉ
_OAがｉ_RAより低い場合は全熱交換、もしｉ_OAがｉ_RAより
高い場合には、次に室内と室外の温度ｔ_RA,t_OAの大小を
比較する。もしｔ_OAがｔ_RAより低い場合には顕熱交換、
ｔ_OAがｔ_RAより高い場合には普通換気になり、室内外の
条件により最適換気モードに切換わる。冷房モードも同
様にｉ_RA,i_OAの大小を比較する。ｉ_OAがｉ_RAより高い場
合は全熱交換。もしｉ_OAがｉ_RAより低い場合には、次に
ｔ_OA,t_RAの大小を比較する。ｔ_OAがｔ_RAより高い場合に
は顕熱交換、ｔ_OAがｔ_RAより低い場合には普通換気にな
り、室内外の条件により最適換気モードに切換わる。こ
の冷暖モードの判定は、次のようになる。ｔ_RAが24℃以
下の場合、ｔ_OAが28以下ならば暖房モード、以上ならば
冷房モードにする。またｔ_RAが24℃以上の場合ｔ_OAが20
℃以上ならば冷房モード、20℃以下の場合さらにｔ_RAが
28℃以下ならば暖房モード、28℃以上ならば冷房モード
として換気装置を運転する。

この制御方法により、室内温度ｔ_RAと室外温度ｔ_OAを室
内冷暖モード切換温度と冷房時冷暖モード切換温度およ
び暖房時冷暖モード切換温度を用いて、それぞれの条件
に応じて冷房モード，暖房モードに決定する。このこと
により、夏期の混雑時の店舗等、内部負荷が異常に高く
なり、冷房機の設定温度が室内冷暖モード切換温度以下
で、しかもその温度を室内側検知器が検知しても冷房機
の負荷を最も低減できる。また冬期の混雑時のデパート
等、室内負荷が異常に高くなり、室内の温度が室内冷暖
モード切換温度以上になった場合でも快適性と省エネ性
を満足できる。このことより年間を通じて最適換気モー
ドで換気装置の制御を行える効果がある。

本発明のさらに他の実施例の換気装置の制御モードを第
４図に示す。換気モードの切換えは、暖房モードの場合
まず室内と室外のエンタルピｉ_RA,i_OAの大小を比較す
る。ｉ_OAがｉ_RAより低い場合は全熱交換、もしｉ_OAがｉ
_RAより高い場合には普通換気になり、室内外の条件によ
り最適換気モードに切換える。冷房モードも同様に室内
と室外のエンタルピｉ_RA,i_OAの大小を比較する。ｉ_OAが
ｉ_RAより高い場合には全熱交換、ｉ_OAがｉ_RAより低い場
合には普通換気になり、室内外の条件により最適換気モ
ードに切換わる。この冷房モードの判定は、次のように
なる。ｔ_RAが24℃以下の場合、ｔ_OAが28℃以下ならば暖
房モード、以上ならば冷房モードにする。ｔ_RAが24℃以
上の場合、ｔ_OAが20℃以上ならば冷房モード、20℃以下
の場、さらにｔ_RAが28℃以下ならば暖房モード、28℃以
上ならば冷房モードとして換気装置を運転する。

この制御方法により、室内温度ｔ_RAと室外温度ｔ_OAを室
内冷暖モード切換温度と冷房時冷暖モード切換温度およ
び暖房時冷暖モード切換温度を用いて、それぞれの条件
に応じて冷房モード，暖房モードを決定する。このこと
により、夏期の混雑時の店舗等、内部負荷が異常に高く
なった場合、冷房能力を上げるために、人為的に冷房の
設定温度を暖房時の室内設定温度近くにした場合、冷房
機は吹き出し温度を下げるか、あるいは吹き出し温度を
下げるとともに風量を増加させるため、ショートサーキ
ット等が起こり易くなり、その結果、室内側温度検知器
が換気装置の吸い込み口付近に設けられた場合、室内側
温度検知器が冷風を直接検知し易く、あるいは冷房機の
吹き出し風量増加による冷風気流を室内側温度検知器が
直接検知し易くなるため、その室内温度を室内側冷暖切
換温度以下と誤って判断した場合でも、室外の温度が室
外側冷暖切換温度以上の場合には冷房モードとして正し
く判断、制御できるため冷房機の負荷を最も低減でき
る。また冬期の混雑時のデパート等、室内負荷が異常に
高くなり、室内の温度が室内冷暖モード切換温度以上に
なった場合でも快適性と省エネ性を満足できる。このこ
とにより年間を通じて最適換気モードで換気装置の制御
を行える効果がある。

発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように本発明の制御方
法により、夏期の混雑時の店舗等、内部負荷が異常に高
くなった場合、冷房能力を上げるために、人為的に冷房
の設定温度を暖房時の室内設定温度近くにした場合、冷
房機は吹き出し温度を下げるか、あるいは吹き出し温度
を下げるとともに風量を増加させるため、ショートサー
キット等が起こり易くなり、その結果、室内側温度検知
器が換気装置の吸い込み口付近に設けられた場合、室内
側温度検知器が冷風を直接検知し易く、あるいは冷房機
の吹き出し風量増加による冷風気流を室内側温度検知器
が直接検知し易くなるため、そのショートサーキット等
により冷風を室内検知器が直接検知し、室内温度を室内
側冷暖切換温度以下と誤って判断した場合でも、室外の
温度が室外側冷暖切換温度以上の場合には冷房モードと
して正しく判断、制御できるため冷房機の負荷を最も低
減できる。また冬期の混雑時のデパート等、室内負荷が
異常に高くなり、室内の温度が室内冷暖モード切換温度
以上になった場合でも快適性と省エネ性を満足できる。
このことにより年間を通じて最適換気モードで換気装置
の制御を伝える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図a,bは本発明の一実施例の換気装置の制御方法に
よる換気モードを空気線図を用いて示した図、第２図は
同換気装置の制御方法のフローチャート図、第３図，第
４図は本発明の他の実施例の換気装置の制御方法のフロ
ーチャート図、第５図は従来の換気装置の制御方法のフ
ローチャート図、第６図ａ、ｂは同換気装置の制御方法
による換気モードを空気線図で示した図である。 1,2,3,4……冷暖房モードの判定。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】換気装置として熱交換器を有し、室内外の
   温度，湿度を検知し、信号出力として前記温度，湿度の
   他に、前記温度，湿度を入力として演算を行い、絶対湿
   度、エンタルピを信号出力とする検知，出力部を備え、
   冷房機をONさせるための冷房用室内設定温度と、暖房機
   をONさせるための暖房用室内設定温度との中間の温度を
   室内冷暖モード切換温度、前記冷房機をONさせるための
   冷房用室内設定温度より高い温度を冷房時冷暖モード切
   換温度、前記暖房機をONさせるための暖房用室内設定温
   度より低い温度を暖房時冷暖モード切換温度とし、室内
   の温度が前記室内冷暖モード切換温度以下の場合には暖
   房モード、前記室内冷暖モード切換温度以上の場合には
   冷房モードに制御するのを基本とし、室内の温度が前記
   室内冷暖モード切換温度以下であっても室外の温度が前
   記冷房時冷暖モード切換温度以上の場合には冷房モー
   ド、室内の温度が前記室内冷暖モード切換温度以上、前
   記冷房時冷暖モード切換温度以下でかつ、室外の温度が
   前記暖房時冷暖モード切換温度以下の場合には暖房モー
   ドとなるように制御することを特徴とする換気装置の制
   御方法。
2. 【請求項２】換気装置は、熱交換を行わない普通換気
   と、室内空気と室外空気の温度（顕熱）のみを交換する
   顕熱交換、および室内空気と室外空気の温度（顕熱）と
   湿度（潜熱）を交換する全熱交換の運転が可能であり、
   冷房モードでは室外空気の温度、エンタルピが共に室内
   空気の温度、エンタルピに比べ低いときには普通換気、
   室外空気の絶対湿度、エンタルピが共に室内空気の絶対
   湿度、エンタルピに比べ高いときには全熱交換、室外空
   気の絶対湿度が室内空気の絶対湿度に比べ低く、かつ室
   外空気の温度が室内空気の温度に比べ高いときには顕熱
   交換の運転を行い、暖房モードでは室外空気の温度、エ
   ンタルピが共に室内空気の温度、エンタルピに比べ高い
   ときには普通換気、室外空気の絶対湿度、エンタルピが
   共に室内空気の絶対湿度、エンタルピに比べ低いときに
   は全熱交換、室外空気の絶対湿度が室内空気の絶対湿度
   に比べ高く、かつ室外空気の温度が室内空気の温度に比
   べ低いときには顕熱交換の運転を行うように制御したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の換気装置の
   制御方法。
3. 【請求項３】換気装置は、熱交換を行わない普通換気
   と、室内空気と室外空気の温度（顕熱）のみを交換する
   顕熱交換、および室内空気と室外空気の温度（顕熱）と
   湿度（潜熱）を交換する全熱交換の運転が可能であり、
   冷房モードでは室外空気の温度、エンタルピが共に室内
   空気の温度、エンタルピに比べ低いときには普通換気、
   室外空気のエンタルピが室内空気のエンタルピに比べ高
   いときには全熱交換、室外空気のエンタルピが室内空気
   のエンタルピに比べ低く、かつ室外空気の温度が室内空
   気の温度に比べ高いときには顕熱交換の運転を行い、暖
   房モードでは室外空気の温度、エンタルピが共に室内空
   気の温度、エンタルピに比べ高いときには普通換気、室
   外空気のエンタルピが室内空気のエンタルピに比べ低い
   ときには全熱交換、室外空気のエンタルピが室内空気の
   エンタルピに比べ高く、かつ室外空気の温度が室内空気
   の温度に比べ低いときには顕熱交換の運転を行うように
   制御したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   換気装置の制御方法。
4. 【請求項４】換気装置は、熱交換を行わない普通換気
   と、室内空気と室外空気の温度（顕熱）と湿度（潜熱）
   を交換する全熱交換の運転が可能であり、冷房モードで
   は室外空気の温度、エンタルピが共に室内空気の温度、
   エンタルピに比べ低いときには普通換気、室外空気のエ
   ンタルピが室内空気のエンタルピに比べ高いときには全
   熱交換の運転を行い、暖房モードでは室外空気の温度、
   エンタルピが共に室内空気の温度、エンタルピに比べ高
   いときには普通換気、室外空気のエンタルピが室内空気
   のエンタルピに比べ低いときには全熱交換の運転を行う
   ように制御したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の換気装置の制御方法。