JPH10311590A - 換気空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工性・信頼性にすぐれ、室内環境に応じた
住宅全館の換気空調を行う装置及び制御方法を提供する
ものである。 【解決手段】 給排気により住居内外の空気を熱交換す
る熱交換ユニット３と、熱交換された外気と室内空気を
冷房あるいは暖房する空調ユニット４と、冷房あるいは
暖房された室内空気を住居の複数の部屋に対して、分配
供給する送風ユニットから構成される装置本体１に、装
置本体を自立制御する制御装置１３と無線電波１１によ
る送受信装置１４を組み込んだもので、装置本体とは無
線電波で信号接続されたコントロールパネル１０におい
て、決定された制御量に基づいて換気空調装置の運転制
御を行うことができる。したがって、換気空調装置の省
施工化・省配線化と無線電波の不具合に対しても換気空
調装置の最低機能を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、換気空調装置の制
御装置及び制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、住宅の高気密化・高断熱化に伴い
ダクト式換気空調装置の設置件数が伸長している。図７
は、特開平８−２１０６９０号公報に示される一般的な
ダクト式換気空調装置の概略構成図である。

【０００３】熱交換ユニット３は、排気用送風機２２と
給気用送風機２３と熱交換器２４から構成される。外気
はダクト７と熱交換器２４を通って室内に給気されると
ともに、室内の汚染空気は熱交換器２４とダクトを通っ
て室外に排気される。熱交換器２４では、排気空気５と
給気空気６の熱交換を行うため、住宅からの熱のロスが
抑制され、住宅全体の熱負荷が軽減される。熱交換され
た給気空気は空調用の熱交換器２５を通過することによ
り冷暖房され、各部屋の温度設定に応じた熱の運搬は空
調用送風機２６あるいはＶＡＶ２７（変風量ユニット）
によって制御される。１３は換気空調装置の制御装置で
あり、２８は室温検知機能及び温度設定機能を有する各
部屋のコントローラである。このコントローラ２８は、
専用線２９により換気空調装置本体１との信号送受信を
行う。

【０００４】また、一般に普及している換気空調装置の
中には、住宅全体の換気空調や運転停止の設定を行うた
めのコントロールパネルを有するとともに、各部屋に送
風ユニットを有し、室内の送風ユニットに室温検出機能
や従来の個別エアコンのように赤外線リモコンによる温
度設定を行えるものもある。コントロールパネルや室内
の送風ユニットもまた、専用線にて換気空調本体と接続
されて信号のやりとりを行う構成となっている。

【０００５】この種のダクト式換気空調装置では、各部
屋の温度設定や換気空調装置の運転停止や外出時にキー
プ運転を行うための“おでかけ”モードなどの設定操作
はコントロールパネルを用いて生活者自身により行われ
る。

【０００６】特開平８−２１０６９０号公報には、各部
屋のコントローラにより設置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に切り替える
ことにより使用開始時の空調の立ち上がりを早くすると
ともに、空調と換気を調和的に働かせる方法が開示され
ている（図７）。

【０００７】また、特開平５−３０２７４９号公報に
は、無線電波を使用して、施工性にすぐれ、自由な位置
から１台の空調管理装置で複数の空調機器をトータル制
御・管理することができる空気調和機の集中管理システ
ム（図８）を得る方法が開示されている。

【０００８】３０は空調管理装置（親機）であり、親機
からの運転指令に応じて空気調和機３１，３２，３３，
３４は、運転／停止を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成例である図７のダクト式換気空調装置では、各
部屋のコントローラあるいはコントロールパネルの設置
のため、ダクトの引き回し工事とは別途、コントロール
用の信号線の引き回し工事が必要であるという課題を有
していた。

【００１０】また、このような構成においては、各部屋
の設定温度に応じた換気空調、あるいは、生活者の操作
による目標温度設定による運転を行うのみであり、在室
／不在に関わらず、操作が無い限り、「換気空調装置の
運転制御は維持される」、「人が集まりＣＯ２の濃度が
高くなってもこれに応じた換気量の自動調整ができな
い」、「夏の夜の外気導入ができない」などの課題があ
った。

【００１１】さらに、高断熱・高気密住宅では、２４時
間全館空調が基本であり、住宅内の温度は、ほとんど一
定に保たれ、従来の個別エアコンのようにこまめに運転
／停止や温度設定を行う必要がないといわれており、各
部屋にコントローラは不必要であるともいわれている。

【００１２】図８の集中管理システムは、自立型の既存
のエアコンのＨＡ（ＪＥＭ−Ａ）による運転／停止のみ
の操作であり、集中管理システム及びネットワークの不
具合により空調ができなくなるということはない。しか
し、温度設定の変更や風量の変更などまで含めた集中管
理システムを構成する場合、無線電波は送受信における
ビットエラーレート（ビット誤り率）が高くシステム全
体の信頼性という点に課題があった。

【００１３】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、ダクト式換気空調装置の制御方法および
制御装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ダクト式換気空調装置をまず、自立制御を
可能とするものである。これは、コントロールパネルか
らの換気空調装置の運転制御指令を受信できなくても、
換気空調装置として最低の機能を果たすという意味であ
る。

【００１５】また、コントロールパネルと換気空調装置
は、無線電波によって、双方向の信号接続がされてお
り、コントロールパネルに対して換気空調装置の運転状
態を送信するとともに、コントロールパネルから換気空
調装置本体に対して運転制御指令を送信することにより
ダクト式換気空調装置が運転制御するものである。さら
に、温度センサや湿度センサなどのセンシングユニット
を各部屋に配置し、これらの情報に関してもコントロー
ルパネルにおいて処理され、換気空調装置の運転が行わ
れるものである。

【００１６】次に、各部屋の設定温度の変更などが可能
な可動式の無線電波リモコンを設け、任意の部屋の設定
温度などの変更に関しても集中コントローラを介して行
われるものである。

【００１７】この構成により、専用線不要の省施工の実
現が可能となる。また、少なくとも換気空調装置の運転
状態と室内環境に応じた温度・湿度の自動制御により快
適性，省エネ性，簡易操作の実現が可能となる。

【００１８】さらに、空調用送風機に流入する空気の温
度を制御対象量として、自立制御可能な換気空調装置と
することにより、信頼性の高い全館空調システムが実現
できる。加えて、リモコン数の削減により、システム全
体のコストダウンが実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】上記課題を解決するために、本発
明は給排気により住居内外の空気を熱交換する熱交換ユ
ニットと、熱交換された外気と室内空気を冷房あるいは
暖房する空調ユニットと、この空調ユニットにより冷房
あるいは暖房された空気を住居の複数の部屋に対して分
配供給する送風ユニットから構成される換気空調装置本
体に、前記熱交換ユニットの給排気量の制御及び住宅内
の温度を自立制御する制御装置と無線電波による送受信
装置を組み込んだもので、装置本体とは無線電波で双方
向に信号接続されたコントロールパネルにおいて、少な
くとも換気空調装置の運転状態と換気空調装置により得
られる住宅内外の環境状態に基づいて、換気空調装置の
給排気量や住居内の温度や運転モードなどの運転制御を
行うものである。

【００２０】また、換気空調の制御の対象となる住居内
の複数の部屋に、温度センサ，湿度センサ，人体検知セ
ンサ及びＣＯ２センサなどの室内環境検出手段から構成
されるセンシングユニットが設置され、センシングユニ
ットに付設された無線電波送受信ユニットにより無線電
波を介して前記コントロールパネルに各センサの情報を
送信するとともに、コントロールパネルでは、換気空調
装置の運転状態や換気空調装置により得られる住宅内外
の環境情報に加えて、センシングユニットの各センサの
情報などから各部屋に対する換気空調装置の運転制御指
令を決定し、無線電波を介して送信されるこの指令に基
づいて換気空調装置の運転制御を行うものである。

【００２１】さらに、住居の複数の部屋の換気量や温度
設定を行うために無線電波の送受信ユニットを有する可
搬性のリモコンにおいて、部屋の使用者が要望する換気
量や温度設定などを無線電波を介してコントロールパネ
ルに送信し、さらに無線電波を介して換気空調装置本体
へ送信することにより換気空調装置の運転制御を行うも
のである。

【００２２】このような換気空調装置の制御方法及び制
御装置によると、換気空調装置とコントロールパネル，
各部屋のセンシングユニット通信接続を無線電波で行う
ことにより省施工化，省配線化が図れる。また、各部屋
の環境状態のセンシングにより生活者の操作フリーで快
適性や省エネ性の実現や無線電波リモコンにより各部屋
のコントローラが不要になり、換気空調装置の低コスト
化が可能となる。

【００２３】さらに、換気空調装置本体の制御の基本を
自立型制御とし、コントロールパネルからの指令に基づ
いても運転制御できる構成をとることにより、ネットワ
ークの不具合による本体機能の停止を防ぐことができ
る。

【００２４】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００２５】（実施例１）図１のように換気空調装置本
体１は、住宅２１に対して配置され、装置本体の熱交換
ユニット３による排気５，給気６の熱交換を行いつつ、
外気の導入を行う。また、導入外気は、空調装置室外機
２と装置本体の空調ユニット４で構成される冷凍サイク
ルにより冷暖房され、冷暖房された空気８は、住宅内に
引き回されたダクト７によって各部屋に対して供給され
る。

【００２６】コントロールパネル１０は住居内に１個所
設置され、各部屋の温度や換気量の設定や換気空調装置
の運転停止や“おでかけモード”などの運転の設定を生
活者が行う。コントロールパネル１０と換気空調装置本
体は、無線電波による双方向で信号接続されており、換
気空調装置の運転状態は、コントロールパネル内でデー
タとして管理されている。換気空調装置の運転状態やコ
ントロールパネル１０に設けられた温度センサによる温
度情報やコントロールパネルに設けられたカレンダーや
時刻に基づく快適性や省エネ性を実現するためのアルゴ
リズムに従って換気空調装置の制御指令を決定してもよ
い。

【００２７】換気空調装置本体１は、無線電波１１によ
りネットワークが構成され、従来の専用線による信号線
が不要となり、配線引き回し工事もなくすことができ
る。

【００２８】換気空調装置本体１は、図２のように給排
気により住居内外の空気を熱交換する熱交換ユニット３
と、住居内の温度調整を行うための空調ユニット４と、
空調ユニットにより冷暖房された空気を各部屋に分配供
給する送風回路ユニット１２と、各ユニットの全体制御
を行うための制御装置１３と、制御装置とコントロール
パネル１０を無線電波１１によるネットワークを形成す
るための送受信装置１４が設けられている。

【００２９】無線電波の通信信頼性については、従来の
専用線を用いる方法と比較すると劣るため、ネットワー
クに完全に依存しない機器の自立制御の構成をとること
で、無線電波というネットワーク側の不具合による換気
空調装置自体のフェールセーフ機能の動作に伴う装置本
体の強制停止を防ぎ、換気空調装置としての最低機能は
維持することができる。

【００３０】（実施例２）図１において、１５は室内環
境センシングユニットである。このセンシングユニット
には、図４に示す温度センサ３５，湿度センサ１６，人
体検出センサ１７，ＣＯ２センサ１８が設けられてお
り、各部屋の温度，湿度，人体検出による在／不在やＣ
Ｏ２の濃度などの計測を行う。これらセンサの情報によ
り、換気空調装置本体の分配空気量の制御を行うこと
で、生活者の操作を不要とした各部屋の自動換気空調シ
ステムが実現できる。

【００３１】また、制御したい物理量に対応したセンサ
をセンシングユニットに搭載してもよい。たとえば、た
ばこの煙やにおいを対象とした煙センサやにおいセンサ
などが揚げられる。

【００３２】人体検知を用いることでお出かけモードの
自動変更や長期不在時に温度設定を変更するなどして、
換気空調装置の稼働率を抑えることにより省エネが実現
できる。

【００３３】これら各センサの情報は、物理量として、
無線電波によりコントロールパネルに送信される。コン
トロールパネルでは、各センサの情報や生活者のパネル
操作入力やカレンダーなどの時間情報を保管・管理した
り、これら情報による快適性や省エネ性実現のためのア
ルゴリズムに基づく設定温度や換気量などを決定し、換
気空調装置を制御するための設定値や指令に変換して実
施例１と同様に換気空調装置に送信する（図３）。

【００３４】このような構成をとることで、換気空調装
置の開発とセンシングユニット及びコントロールパネル
の開発が分離でき、開発効率の向上が図れるとともに、
コントロールパネルの換気空調装置の制御アルゴリズム
を変更することで換気空調装置の制御部の変更を行うこ
となく、その住居や生活者に応じた換気空調装置の構築
を簡単に行うことができる。

【００３５】また、空調用室外機から外気の温度・湿度
の情報をもとに、換気空調装置の運転制御を行うことに
より、積極的な外気導入の実現を可能とし、省エネやラ
ンニングコストの削減ができる。高断熱・高気密住宅で
は、特に夏の夜は室内温度より外気の温度が低いという
状況になりやすく、外気導入によるパッシブ空調利用に
より省エネの効果が期待できる。

【００３６】さらに、無線電波を用いるため、一般的な
換気空調装置のように各部屋のコントローラを専用線で
接続する必要がなく、省施工・省配線できることは自明
であり、しかもコントロールパネルで各種情報を管理す
ることもできる。また、換気空調装置本体を自立制御可
能とすることにより、装置本体とコントロールパネルと
の通信の不具合による換気空調装置の強制停止を防ぐ対
策も可能となる。

【００３７】（実施例３）図１において、２０は住居の
部屋の複数の部屋の換気量や温度設定を行うための可搬
性の無線電波の送受信ユニットを有するリモコンであ
る。部屋の使用者が要望する換気量や温度設定を無線電
波を介してコントロールパネル１０に送信し、さらに無
線電波を介して装置本体へ送信される指令に基づいて運
転制御を行うことにより、図７の構成のものと比較し
て、省配線・省施工が図れる。

【００３８】高断熱・高気密住宅では、全館の室温は、
ほぼ一定に保たれるため、部屋間の極端な温度差をつく
ることは困難であり、リモコンは、たとえば図５のよう
に単純な操作内容としてよいし、特に温度設定に気を使
う人のみに与えることで、図７，図８のように各部屋に
コントローラあるいは赤外線リモコンを配置する必要が
なく、換気空調装置のコストの低減が可能となる。

【００３９】部屋の使用者が要望する換気量や温度設定
を無線電波を介してコントロールパネルに送信し、さら
に無線電波を介して装置本体へ送信される設定値に基づ
いて運転制御を行うことにより、コントロールパネルが
リモコン設定の内容も管理することになり、環境情報と
あわせて、全館空調のシステムの構築や管理が容易にな
る。

【００４０】本発明の換気空調装置の基本的なネットワ
ーク構成の概略図を図６に示す。ネットワークの管理や
各種情報に基づく換気空調装置の設定値や指令をコント
ロールパネルで行うこととし、換気空調装置自体に運転
制御を任せることにより全体のシステム構成が容易にな
るとともにシステム自体の信頼性の向上が図れる。

【００４１】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１に記載の発明は、給排気により住居内外の空気を熱交
換する熱交換ユニットと、住居内の温度調整を行うため
の空調ユニットと、熱交換された外気と室内空気を冷房
あるいは暖房する空調ユニットと、冷房あるいは暖房さ
れた空気を住居の複数の部屋に対して分配供給する送風
ユニットから構成される換気空調装置本体に、熱交換ユ
ニットの給排気量や住宅内の温度などを自立制御する制
御装置と無線電波による送受信装置を組み込んだもの
で、装置本体とは無線電波で信号接続されたコントロー
ルパネルで設定された給排気量や住居内の温度や運転モ
ードにより運転制御することにより、換気空調装置の省
施工化・省配線化が図れるという効果を有する。また、
換気空調装置本体の制御を自立型としており、かならず
しも各室内の環境情報に依存させていないため、無線電
波の不具合に対しても、フェールセーフのため換気空調
装置の停止を実施するのではなく、換気や空調に関して
最低の機能を維持できるという効果を奏する。

【００４２】請求項２の発明は、請求項１記載の換気空
調装置の自動運転を実現するための具体的な装置の構成
であり、換気空調の制御の対象となる住居の複数の部屋
に、室内環境を測定するための温度センサ，湿度セン
サ，人体検知センサ及びＣＯ２センサから構成されるセ
ンシングユニットが設置され、センシングユニットに付
設された無線電波送受信ユニットから無線電波を介して
コントロールパネルに各センサの情報を送信することに
より、装置として省施工・省配線という効果を奏する。

【００４３】コントロールパネルでは、各センサの情報
をもとに各部屋の給排気量や温度の設定値や指令を決定
し、無線電波を介してコントロールパネルから送信され
る設定値や指令に基づいて換気空調装置の運転制御を行
うため、換気空調装置とセンシングユニットの開発を切
り離すことができるという開発効率の改善といった効果
も奏する。

【００４４】また、各部屋の温度，湿度，ＣＯ２，在／
不在などの情報をセンシングしており、各部屋の環境状
況に応じた換気空調のコントロールが可能となり、快適
性と省エネ性の実現という効果も奏する。

【００４５】請求項３に記載の発明は、住居の複数の部
屋の換気量や温度設定を行うための無線電波の送受信ユ
ニットを有する可搬性のリモコンで、部屋の使用者が要
望する換気量や温度設定を無線電波を介して前記コント
ロールパネルに送信するものであり、省施工及び省配線
が実現できるとともに１台のリモコンでも対応できるた
め、換気空調装置のコスト削減という効果を奏する。

【００４６】リモコンの設定は、コントロールパネルか
ら無線電波を介して装置本体へ送信される設定値や指令
に基づいて運転制御を行うこととしたため、コントロー
ルパネルは、生活者の空調設定の好みまで管理すること
ができ、室内の環境情報のみならず、生活者の好みや生
活行動パターンまで含めて換気空調制御ができるという
効果を奏する。

【００４７】また、請求項１から３記載の換気空調装置
は、換気空調装置本体の制御を自立型としており、集中
コントローラで情報や機器制御の管理を行うとともに、
換気空調装置への設定値や指令は必ずコントロールパネ
ルで行うこととしているため、各請求項ごとの装置の機
能は完結できるとともに、換気空調装置としての信頼性
の向上やセンシングユニット，リモコンの増減にも簡単
に対応できるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す住宅に配される換気空
調装置全体の概略構成図

【図２】本発明の一実施例を示す換気空調装置本体の概
略構成図

【図３】本発明の一実施例を示す換気空調装置のコント
ロールパネルの構成の説明図

【図４】本発明の一実施例を示す換気空調装置のセンシ
ングユニットの構成の説明図

【図５】本発明の一実施例を示す換気空調装置のリモコ
ンの説明図

【図６】本発明の一実施例を示す換気空調装置のネット
ワークの構成を示す説明図

【図７】従来の換気空調装置の構成を示す説明図

【図８】従来の無線電波を用いた空調管理装置の構成を
示す説明図

【符号の説明】

１ 換気空調装置 ２ 空調装置室外機 ３ 熱交換ユニット ４ 空調ユニット ５ 排気 ６ 給気 ７ ダクト １０ コントロールパネル １１ 無線電波 １２ 送風回路ユニット １３ 制御装置 １４ 送受信ユニット １５ 室内環境センシングユニット １９ 換気空調装置の制御アルゴリズム ２０ リモコン ２２ 排気用送風機 ２３ 給気用送風機 ２４ 熱交換器 ２８ コントローラ ２９ 専用線 ３０ 空調管理装置 ３１，３２，３３，３４ 空気調和機 ３５ 温度センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給排気により住居内外の空気を熱交換す
   る熱交換ユニットと、熱交換された外気と室内空気を冷
   房あるいは暖房する空調ユニットと、この空調ユニット
   により冷房あるいは暖房された空気を住居の複数の部屋
   に対して分配供給する送風ユニットから構成される換気
   空調装置本体に、上記熱交換ユニットの給排気量や住宅
   内の温度を自立制御する制御装置と無線電波による送受
   信装置を組み込んだもので、装置本体とは無線電波で信
   号接続されたコントロールパネルにおいて少なくとも換
   気空調装置の運転状態と住居内外の環境状態に基づい
   て、換気空調装置の運転制御指令を行うための演算を行
   い、この演算結果に基づく前記運転制御指令を無線電波
   を介して装置本体に送信することにより換気空調装置の
   運転制御を可能としたことを特徴とする換気空調装置。
2. 【請求項２】 換気空調の制御の対象となる住居の複数
   の部屋に、室内環境検出手段から構成されるセンシング
   ユニットが設置され、これらセンシングユニットに付設
   された無線電波送受信ユニットにより無線電波を介して
   コントロールパネルに各室内環境情報を送信するととも
   に、前記コントロールパネルにおいて、少なくとも各室
   内の環境情報と換気空調装置の運転状態より本体の制御
   指令を決定し、この制御指令を換気空調装置本体に対し
   て、無線電波を介して送信することにより換気空調装置
   の運転制御を可能としたことを特徴とする請求項１記載
   の換気空調装置。
3. 【請求項３】 住居の複数の部屋の換気量や温度設定を
   行うための無線電波の送受信ユニットを有する可搬のリ
   モコンで、使用者が要望する部屋の換気空調装置の運転
   制御を無線電波を介してコントロールパネルに送信し、
   さらに無線電波を介して装置本体へ送信される指令に基
   づいて換気空調装置本体の運転制御を行うことを特徴と
   する請求項１記載の換気空調装置。