JPH08210690A - 換気空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用開始時の空調の立上りを早くするととも
に、空調と換気とを調和的に働かせるようにする。 【構成】 換気部２により熱交換させた後の外気を、複
数系統の空調機能部７に住居内空気とともにそのまま供
給して複数ゾーンＢ，Ｃに空調機能部７により形成され
る加工空気をそれぞれ供給するように構成した装置本体
１に、空調機能部７の運転を制御する制御装置１８を組
込み、この制御装置１８を各ゾーンＢ，Ｃに配置された
室内温度を検知する室温検知機能と、当該ゾーンの室温
を設定する温度設定機能を有するコントローラ１９に接
続し、各コントローラ１９により、設定温度を目標温度
として供給風量を制御する運転モードと、設定温度とは
別に決められた値を目標温度として制御する保持モード
とに切り替えうるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一台で住居の複数ゾーン
の換気空調を行なう主として高気密・高断熱住宅に適用
される換気空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】換気空調装置には、特公平４ー４０６１
５号公報に示されているように熱交換換気機能と冷暖房
機能とを兼備したものがある。いずれも、換気空調装置
の本体は、住居の一ゾーンに設置され、当該住居の全体
の負荷に対応できる換気と空調能力を備え、給気ダクト
により各ゾーンに室外から取り込んだ新鮮な空気と室内
の空気とを混合した加工空気をそれぞれ供給するように
システム構成される。例えば、特開平２ー１９５１４６
号公報のものでは、本体に組込まれた能力可変の熱源発
生機により発生する温風又は冷風を能力可変の送風機に
よりダクトを介して各ゾーンに供給するようにシステム
構成される。

【０００３】こうした換気空調装置においてその運転に
かかる制御装置は、従来においては冷暖房機能だけの一
般的な空調装置に採用されている制御装置がそのまま適
用されていることが多い。即ち、〈１〉特開昭６１ー３
１８４３号公報、〈２〉特開昭６２ー１９０３４２号公
報、〈３〉特開平４ー２３６０５０号公報、〈４〉特開
平４ー１８０５００号公報、〈５〉特開平６ー３４１８
１号公報、〈６〉特開平６ー４２８０３号公報、〈７〉
特開平２ー２５９３４８号公報にそれぞれ示されている
ような制御装置が用いられている。

【０００４】上記した公報のうちの〈１〉によるもの
は、設定される設定温度と検出される実温度との温度差
を検出し、設定温度に実温度が達するまでの時間の長短
により複数の制御ゾーンを設定し、各制御ゾーンに対応
して空調用送風機への印加電圧を制御している。〈２〉
によるものは、室温が下がり勾配か昇り勾配かの場合で
それぞれ複数の制御ゾーンを設定し、ゾーンを越えるか
どうかで空調用送風機を周波数制御している。〈３〉〜
〈６〉によるものはファジー演算を用いたもので、温度
差により、丁度良い、やや差がある、差がある等に分
け、さらに前回の温度差の時間的変化率を組み合わせて
温度制御している。

【０００５】また、〈７〉によるものは、暖房運転にお
いて、設定温度を変更する設定変更手段により自動的に
所定値だけ目標温度を下げて運転する選択可能の第２運
転モードを備えている。この第２運転モードにより安眠
しやすい雰囲気を形成することができるようになってい
る。換気空調装置の制御装置としてはこれらの他にも、
特開平２ー２１１５０号公報に示されているようなもの
もある。

【０００６】これは、図７に示すように換気空調装置７
０１に組込まれた本体制御部７０２にメインコントロー
ラ７０３と、空調される各部屋に配設される個室コント
ローラ７０４が接続されている。メインコントローラ７
０３及び個室コントローラ７０４は、自室の温度調節、
運転停止を本体制御部７０２に指示する機能を持ってい
る。メインコントローラ７０３又は個室コントローラ７
０４が運転モードの場合、メインコントローラ７０３又
は個室コントローラ７０４が当該部屋の温度を検出し、
メインコントローラ７０３又は個室コントローラ７０４
で設定される設定温度を目標値とする制御が行なわれ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したような換気空
調装置は、換気と空調とを一つの設備で実施できること
から、高気密・高断熱住宅に適用されることが多いが、
このような住宅は一般に熱容量が大きく、上記したよう
な従来の制御方式では、停止モードから空調を開始する
場合に目標の温度に到達するのにかなりの時間がかかる
という問題点がある。こうした問題は、装置の容量を大
きくして立ち上げ能力を向上させることにより解消でき
るものの、装置の大容量化は設備費の高騰を招き現実的
な解決策とは言い難い。

【０００８】また、高気密・高断熱住宅においては換気
を換気装置にほぼ全面的に依存することになるため、換
気についても十分に配慮する必要がある。しかしなが
ら、換気のために取り込まれる外気がそのまま空調用の
加工空気として加工され、各ゾーンへ供給される換気空
調装置では、温度制御により空調用送風機が停止する
と、その空調用送風機により加工空気が供給されていた
ゾーンへの新鮮な空気の供給も停止してしまい、当該ゾ
ーンの換気が不足気味になるといった問題点のほか、冬
期でゾーン間に大きな温度差ができ、空調を停止してい
るゾーンの換気も停止していると、当該ゾーンに結露が
発生し易く、カビやダニの発生を招いたり、ヒートショ
ックといった人体への悪影響も懸念される。

【０００９】本発明は上記した従来の問題点を解消する
ためになされたもので、その課題とするところは、換気
機能と空調機能とが結合し、複数ゾーンに換気空調を行
なう換気空調装置の使用開始時の空調の立上りを装置の
大容量化によらずに早くすることであり、空調と換気と
を調和的に働かせ、より快適性の高い換気空調雰囲気を
形成できるようにすることであり、ゾーン間で大きな温
度差ができないようにすることであり、換気空調装置の
使い勝手を向上させることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に請求項１の発明は、外気と、排気される住居内空気と
を換気用熱交換器により熱交換させ、熱交換後の外気
を、複数系統の空調機能部に住居内空気とともにそのま
ま供給して一台で住居の複数ゾーンに空調機能部により
形成される加工空気をそれぞれ供給するように構成した
装置本体に、空調機能部の各空調用送風機の運転を制御
する制御装置を組込んだもので、その制御装置を各空調
機能部に対応する各ゾーンに配置された室内温度を検知
する室温検知機能と、当該ゾーンの室温を設定する温度
設定機能を有するコントローラに接続し、この各コント
ローラにより、設定温度を目標温度として当該空調機能
部の供給風量を制御する運転モードと、設定温度とは別
に決められ、暖房運転時では設定温度より低い値を目標
温度とし、冷房運転時では設定温度より高い値を目標温
度として当該空調機能部を制御する保持モードとに切り
替えうるようにする手段を採用する。

【００１１】前記課題を達成するために請求項２の発明
は、請求項１にかかる手段における保持モードに関して
その目標温度をコントローラでの設定温度を基準に算出
する手段を採用する。

【００１２】前記課題を達成するために請求項３の発明
は、請求項１にかかる手段におけるコントローラにタイ
マーを設け、このタイマーにより運転モードと保持モー
ドとの切り替えを設定可能にする手段を採用する。

【００１３】

【作用】請求項１にかかる前記手段においては、運転モ
ードによる運転では、取り入れられる外気と、排気され
る住居内空気とが熱交換され、熱交換後の外気が、空調
機能部に取り入れられ、住居内空気と混合して空調機能
部により加工空気として住居の各ゾーンへ供給される。
この時、制御装置は各空調機能部に対応する各ゾーンに
配置されたコントローラからの指示により、室内温度が
設定温度になるように当該空調機能部の供給風量を制御
する。また、保持モードによる運転では、取り入れられ
る外気と、排気される住居内空気とが熱交換され、熱交
換後の外気が空調機能部に取り入れられ、住居内空気と
混合して空調機能部により加工空気として住居の各ゾー
ンへ供給される。この時、制御装置は暖房運転時では、
各空調機能部に対応する各ゾーンに配置されたコントロ
ーラからの指示により室内温度が設定温度より低い値に
なるように当該空調機能部の供給風量を制御し、冷房運
転時では、各空調機能部に対応する各ゾーンに配置され
たコントローラからの指示により室内温度が設定温度よ
り高い値になるように当該空調機能部の供給風量を制御
する。保持モードから運転モードへ移行させた場合に
は、保持モードでの運転により当該ゾーンの室内温度は
ほぼ一定に保持されているので速やかに設定温度に到達
することになる。

【００１４】請求項２にかかる前記手段においては、請
求項１にかかる作用とともに保持モードから運転モード
に移行するのに適した温度差を得ることができる。

【００１５】請求項３にかかる前記手段においては、請
求項１にかかる作用とともに、タイマーにより利用者が
設定した時間で運転モードから保持モードへ、あるいは
保持モードから運転モードへ自動切り替えできるように
なる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の実施例として換気空調装置を適
用した換気空調システムを示す構成図である。始めに図
１に基づいてこの換気空調システムの主体となる換気空
調装置の装置本体１について説明する。この換気空調装
置の装置本体１は、換気部２と空調部３を隣接して設け
た構成で、住居全体を換気空調できる能力を備え、住居
の特定のゾーン（室）Ａの天井裏の空間などを利用して
設置されるものである。

【００１７】住居は高気密・高断熱構造であり、装置本
体１の換気機能にその換気雰囲気の形成を依存してい
る。換気部２は、住居内の空気を住居外へ排気する排気
流を形成する排気用送風機４が設けられた排気通路と、
住居外の空気を住居内へ供給する給気流を形成する給気
用送風機５が設けられた給気通路と、排気流と給気流と
の間での熱交換を行なう換気用熱交換器６とを備えてい
る。

【００１８】空調部３は換気部２に隣接して換気部２と
ともに一つの本体ケーシングに収められ、並列する複数
（図例では２個）の空調機能体７により構成されてい
る。各空調機能体７は、それぞれ空気を取り込んで各ゾ
ーンＢ，Ｃへ吹き出す空気流を形成する風量可変の空調
用送風機８，９が設けられた加工空気通路と、この加工
空気通路に介在された空調用熱交換器１０，１１とによ
り構成されている。

【００１９】換気部２と空調部３との間には設置ゾーン
Ａの天上面において当該ゾーンＡに開口させる室内空気
取入口１２が本体ケーシングの下面に開設されている。
換気部２の排気通路は、この室内空気取入口１２に臨む
隔壁に開設された排気開口部を入口端とし、排気用送風
機４から換気用熱交換器６の一方の作動流体通路を経て
本体ケーシングの一側に開口した室外排気口に至る一連
の通路として構成されている。排気通路の出口端である
室外排気口には、ダクト接続するための接続口が設けら
れ、排気ダクト１３を介して住居外へ連絡される。換気
部２の給気通路は、本体ケーシングの一側に開口した外
気取入口を入口端とし、給気用送風機５を経て換気用熱
交換器６の他方の作動流体通路から室内空気取入口１２
に臨む隔壁に開設された給気開口部に至る一連の通路と
して構成されている。給気通路の入口端である外気取入
口には、ダクト接続するための接続口が設けられ、吸気
ダクト１４を介して住居外へ連絡される。

【００２０】空調部３の各空調機能体７の加工空気通路
は、いずれも室内空気取入口１２を入口端とし、空調用
熱交換器１０，１１を通過して空調用送風機８，９を経
て本体ケーシングの側部に開口した空気供給口に至る一
連の通路として構成され、各空気供給口にはダクト接続
するための接続口が設けられ、それぞれ給気ダクト１５
を介して個々に供給対象の各ゾーンＢ，Ｃに連絡され
る。図例のように２個の空調機能体７で空調部３が構成
される場合には、一方の空調機能体７の加工空気通路の
入口側は換気部２の排気開口部に対応する側に位置さ
れ、他方の空調機能体７の加工空気通路の入口側は換気
部２の給気開口部に対応する側に位置される。２個以上
の空調機能体７で空調部３が構成される場合には、特定
の空調機能体７とそうでない空調機能体７に対して上述
の換気部２側との関係が構成されることになる。

【００２１】この実施例の空調機能体７は、各空調用送
風機８，９部分を仕切板で仕切り、空調用熱交換器１
０，１１を共用するかたちに構成されていて、各空調機
能体７には換気部２からの熱交換後の外気と、室内空気
取入口１２からのゾーンＡの空気が混合されて分流して
いく。空調用熱交換器１０は暖房用熱源発生機１６に接
続され、暖房用熱源発生機１６から温水などの暖房用熱
源の供給を受ける。また、空調用熱交換器１１は冷房用
熱源発生機１７に接続され、冷房用熱源発生機１７から
冷房用熱源の供給を受ける。

【００２２】暖房用熱源又は冷房用熱源を空調用熱交換
器１０又は空調用熱交換器１１に流通させ、空調用送風
機８，９を動作させて空調部３を運転させ、給気用送風
機５と排気用送風機４とを動作させて装置本体１を運転
させると、給気通路から取入れられた住居外の新鮮な外
気は、換気用熱交換器６において排気流と熱交換した
後、給気開口部に吹出され、室内空気取入口１２から吸
込まれるゾーンＡの空気と混合して各空調機能体７の加
工空気通路に流れ込み、暖冷房用に加工されて当該空気
供給口から給気ダクト１５を介して供給対象のゾーン
Ｂ，Ｃに加工空気が供給される。一方、排気用送風機４
の運転により吸込まれたゾーンＡの空気は、排気開口部
から換気用熱交換器６を経て室外排気口に至り、排気ダ
クト１３を介して住居外へ排気される。即ち、新鮮な外
気の導入と汚濁したゾーンＡの空気の住居外への排気に
よる換気が、暖冷房と並行して行なわれる。

【００２３】次に、図２〜図６により上記構成の換気空
調システムにおける制御系について説明する。装置本体
１には、装置本体１の運転停止や冷暖房の切替えや各ゾ
ーンＢ，Ｃの空調の運転停止などの制御機能を持つ制御
装置１８が組込まれている。この制御装置１８は、排気
用送風機４，給気用送風機５，空調用送風機８，９及び
暖房用熱源発生機１６並びに冷房用熱源発生機１７と接
続され、これらをそれぞれ制御する。装置本体１により
給気ダクト１５を介して空調される各ゾーンＢ，Ｃには
制御装置１８と通信線によって接続されたコントローラ
１９がそれぞれゾーンＢ，Ｃ毎に設置されている。

【００２４】この各コントローラ１９は、図２に示すよ
うにシステム全体の運転停止を設定する運転／停止設定
部２０、冷暖房切替部２１、換気モード設定部２２、当
該ゾーンＢ，Ｃの運転状態を設定するモード設定部２
３、設定温度を設定する温度設定部２４、タイマーモー
ド設定部２５、タイマー時間設定部２６、システム全体
と当該ゾーンＢ，Ｃの運転状態を表示する表示部２７、
当該ゾーンＢ，Ｃの温度を検知する温度検知部をそれぞ
れ備え、制御装置１８と通信する。

【００２５】各ゾーンＢ，Ｃでの制御は、当該ゾーン
Ｂ，Ｃの上記コントローラ１９により行なわれる。即
ち、図３に示すように、ステップ３０１で運転モードか
どうかの判断がなされる。モード設定部２３により運転
モードに設定されていると、ステップ３０２により目標
温度を設定温度とする指令が制御装置１８に出力され、
またステップ３０３により換気量の目標値を換気モード
設定部２２により設定された設定値とする指令が制御装
置１８に出力される。これにより、制御装置１８は検知
される室内温度が設定値になるように空調用送風機８，
９を制御し、また換気量が設定値になるように換気部２
の送風機を制御する。

【００２６】モード設定部２３により保持モードが設定
されていると、ステップ３０４で目標温度を保持モード
設定値とする指令が制御装置１８に出力され、また、ス
テップ３０５により換気量を弱とする指令が制御装置１
８に出力される。これにより、制御装置１８は検知され
る室内温度が保持モード設定値になるように空調用送風
機８，９を制御し、また換気量を弱とする制御を行な
う。

【００２７】保持モード設定値は、図４に示すように設
定される。即ち、暖房モードか冷房モードかの判断が行
なわれ、暖房モードであれば温度設定部２４により設定
されている設定値Ｔ１からｎを減じた保持モード設定値
Ｔ１−ｎが算出される。また、冷房モードであれば温度
設定部２４により設定されている設定値Ｔ２からｍを加
えた保持モード設定値Ｔ２＋ｍが算出される。

【００２８】コントローラ１９のタイマーモード設定部
２５及びタイマー時間設定部２６により、コントローラ
１９に設けられたタイマーのモード及び時間を設定する
と運転モードと保持モードとを自動的に切り替えること
ができる。即ち図５に示すようにタイマーモードを切り
モードにすると、設定されたタイマー時間内は運転モー
ドで制御され、設定されたタイマー時間の経過後は保持
モードに移行し保持モードで連続運転される。また、タ
イマーモードを入りモードにすると、設定されたタイマ
ー時間内は保持モードで制御され、設定されたタイマー
時間の経過後は運転モードに移行し運転モードで連続運
転される。なお、上記タイマーは期限式であるが、時間
設定式のタイマーでも同様な機能が得られる。

【００２９】このようにこの換気空調装置では、保持モ
ードにより各ゾーンＢ，Ｃを消費電力の少ない一定の温
度に保持することができるので、各ゾーンＢ，Ｃ間での
温度差が大きくならずに済むうえ、換気も維持される。
そして、保持モードから運転モードへ移行させた場合に
は、保持モードでの運転により当該ゾーンＢ，Ｃの室内
温度はほぼ一定に保持されているので速やかに設定温度
に到達することになる。図６は、停止状態から運転モー
ドで運転した場合の温度変化と、保持モードから運転モ
ードへ移行させた場合の温度変化を示したもので、前者
は従来から広く行なわれている制御方式でもあり、立上
り時間がかなりかかることになる。即ち、この実施例に
よれば、複数ゾーンＡ，Ｂ，Ｃに換気空調を行なう換気
空調装置の使用開始時の空調の立上りを装置の大容量化
によらずに早くすることができ、しかも空調と換気とを
調和的に働かせ、より快適性の高い換気空調雰囲気を形
成できるうえ、ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ間で大きな温度差もで
きないようにすることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上実施例による説明からも明らかなよ
うに、請求項１の発明によれば複数ゾーンに換気空調を
行なう換気空調装置の使用開始時の空調の立上りを装置
の大容量化によらずに早くすることができ、しかも空調
と換気とを調和的に働かせ、より快適性の高い換気空調
雰囲気を形成でき、ゾーン間の大きな温度差も解消する
ことができる。

【００３１】請求項２の発明によれば、請求項１による
効果とともに保持モードから運転モードに移行するのに
適した温度差を容易に得ることができる。

【００３２】請求項３の発明によれば、請求項１による
効果とともに、タイマーにより設定した時間で運転モー
ドから保持モードへ、あるいは保持モードから運転モー
ドへ自動切り替えでき、使い勝手が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例としての換気空調システム
の構成を示す構成図である。

【図２】実施例のコントローラの正面図である。

【図３】実施例の目標温度の設定に関するフローチャー
トである。

【図４】実施例の保持モード設定値の設定に関するフロ
ーチャートである。

【図５】実施例のタイマーの動作を示すフローチャート
である。

【図６】実施例の運転状態と室内温度の変化の関係を示
す説明図である。

【図７】従来例の換気空調システムを示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ 換気部 ３ 空調部 ４ 排気用送風機 ５ 給気用送風機 ６ 換気用熱交換器 ７ 空調機能体 ８ 空調用送風機 ９ 空調用送風機 １０ 空調用熱交換器 １１ 空調用熱交換器 １６ 暖房用熱源発生機 １７ 冷房用熱源発生機 １８ 制御装置 １９ コントローラ ２３ モード設定部 ２４ 温度設定部 ２５ タイマーモード設定部 ２６ タイマー時間設定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給気用送風機によって取り入れられる外
   気と、排気用送風機によって排気される住居内空気とを
   換気用熱交換器により熱交換させ、熱交換後の上記外気
   を、風量可変の空調用送風機と、この空調用送風機の形
   成する空気流を加工する空調用熱交換器を備えた複数系
   統の空調機能部に住居内空気とともにそのまま供給して
   一台で住居の複数ゾーンに上記空調機能部により形成さ
   れる加工空気をそれぞれ供給するように構成した装置本
   体に、上記空調機能部の各空調用送風機の運転を制御す
   る制御装置を組込んだもので、その制御装置は、上記各
   空調機能部に対応する各ゾーンに配置された室内温度を
   検知する室温検知機能と、当該ゾーンの室温を設定する
   温度設定機能を有するコントローラに接続され、この各
   コントローラにより、設定温度を目標温度として当該空
   調機能部の供給風量を制御する運転モードと、上記設定
   温度とは別に決められ、暖房運転時では上記設定温度よ
   り低い値を目標温度とし、冷房運転時では上記設定温度
   より高い値を目標温度として当該空調機能部を制御する
   保持モードとに切り替えうるようにしたことを特徴とす
   る換気空調装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の換気空調装置であっ
   て、その保持モードでの目標温度をコントローラでの設
   定温度を基準に算出することを特徴とする換気空調装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の換気空調装置であっ
   て、運転モードと保持モードとの切り替えを各コントロ
   ーラに設けたタイマーにより設定可能にしたことを特徴
   とする換気空調装置。