JPWO2017017846A1 - 送風システム及び換気システム - Google Patents

Abstract

熱交換換気システムは、室内から室外へ向かう排気流を通す排気風路（６）と、室外から室内へ向かう給気流を通す給気風路（５）と、排気風路（６）に組み込まれた排気用送風機（３）と、給気風路（５）に組み込まれ、運転ノッチが複数である給気用送風機（４）と、給気流と排気流との間で熱交換を行う熱交換器（２）とを備えた熱交換換気装置（１）と、給気風路（５）の途中に設置され、給気流を加圧して室内へ送風する給気用補助送風機（１５）と、給気用送風機（４）の運転ノッチ及び給気用補助送風機（１５）の運転状態の組合せと運転強度との対応を示す運転制御情報に従って給気用送風機（４）及び給気用補助送風機（１５）を動作させる制御装置（２０）とを有する。

Description

本発明は、給気と排気とを同時に行い、熱交換器を通じて給排気流間で連続的な熱交換を行う熱交換換気装置を用いた熱交換換気システムに関する。

熱交換換気装置には、給気空気及び排気空気を誘導するためにダクト配管が接続される。ダクト配管は、配管長さ及び曲がり具合によって圧力損失が生じる。圧力損失によって必要量の換気量を確保できない場合、ダクト配管の途中に補助送風機を配置し、補助送風機によって加圧及び送風することで、換気量の低下を補うことができる。

従来の補助送風機を備えた熱交換換気システムでは、特許文献１に開示されるように、熱交換換気装置の運転に連動させて補助送風機を運転するようにしていた。

特開２００２−３７２２７７号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、給気風量が不足した場合に給気ファンの運転を継続したまま補助送風機を運転する。そのため、消費電力が増大してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、必要換気量を確保し、かつ消費電力の低減を図ることができる熱交換換気システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、室内から室外へ向かう排気流を通す排気風路と、室外から室内へ向かう給気流を通す給気風路と、排気風路に組み込まれた排気用送風機と、給気風路に組み込まれ、運転ノッチが複数である給気用送風機と、給気流と排気流との間で熱交換を行う熱交換器とを備えた熱交換換気装置を有する。また、本発明は、給気風路の途中に設置され、給気流を加圧して室内へ送風する給気用補助送風機と、給気用送風機の運転ノッチ及び給気用補助送風機の運転状態の組合せと運転強度との対応を示す運転制御情報に従って給気用送風機及び給気用補助送風機を動作させる制御装置とを有する。

本発明にかかる熱交換換気システムは、必要換気量を確保し、かつ消費電力の低減を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る熱交換換気システムの構成を示す図 実施の形態１に係る熱交換換気システムの制御装置のブロック構成図 実施の形態１に係る熱交換換気装置が備える給気用送風機の性能を示す図 実施の形態１に係る熱交換換気システムが備える給気用補助送風機の性能を示す図 実施の形態１に係る熱交換換気システムの換気性能を示す図 実施の形態１に係る熱交換換気システムの運転制御情報を示す図 本発明の実施の形態２に係る熱交換換気システムの構成を示す図 実施の形態２に係る熱交換換気装置の制御装置の構成を示すブロック図 実施の形態２に係る熱交換換気装置の運転制御情報を示す図 実施の形態２に係る熱交換換気システムの動作のタイムチャート 実施の形態３に係る熱交換換気システムの運転制御情報を示す図 実施の形態４に係る熱交換換気システムの制御装置のブロック構成図 実施の形態４に係る熱交換換気システムの動作パターンを示す図 本発明の実施の形態５に係る熱交換換気システムの構成を示す図 実施の形態５に係る熱交換換気システムの別の構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る熱交換換気システムを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この発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換換気システムの構成を示す図である。熱交換換気システムは、室内から室外へ向かう排気流を通す排気風路６と、室外から室内へ向かう給気流を通す給気風路５と、排気風路６に組み込まれ、運転ノッチが複数である排気用送風機３と、給気風路５に組み込まれ、運転ノッチが複数である給気用送風機４と、給気流と排気流との間で熱交換を行う熱交換器２とを備えた熱交換換気装置１と、給気風路５の途中に設置され、給気流を加圧して室内へ送風する給気用補助送風機１５とを有する。熱交換換気装置１は、排気用送風機３、給気用送風機４及び熱交換器２が本体箱体１ａに組み込まれて構成されている。排気用送風機３は、排気風路６内に配置され、室内側吸込口９から熱交換器２を通して室外側吐出口１０へ空気を排出する。給気用送風機４は、給気風路５内に配置され、室外側吸込口７から熱交換器２を通して室内側吐出口８へ空気を供給する。

室外側吸込口７から熱交換換気装置１までは、外気側ダクト１１によって配管接続される。熱交換換気装置１から室内側吐出口８までは、給気側ダクト１２によって配管接続される。室内側吸込口９から熱交換換気装置１までは、室内側ダクト１３によって配管接続される。熱交換換気装置１から室外側吐出口１０までは、排気側ダクト１４によって配管接続される。

給気風路５は、室外側吸込口７から外気側ダクト１１を経由して熱交換換気装置１に至り、熱交換器２を通過した後に給気側ダクト１２を通じて室内側吐出口８へ至る。排気風路６は、室内側吸込口９から室内側ダクト１３を経由して熱交換換気装置１に至り、熱交換器２を通過した後に排気側ダクト１４を通じて室外側吐出口１０へ至る。

外気側ダクト１１、給気側ダクト１２、室内側ダクト１３及び排気側ダクト１４は、建物の柱１６、梁、照明又は空気調和機といった機器との接触を避けるために曲がっていることがある。また、外気側ダクト１１、給気側ダクト１２、室内側ダクト１３及び排気側ダクト１４は、熱交換換気装置１を設置する位置によって、長さが異なっている。図１では、給気風路５が、熱交換換気装置１の設置位置により、障害物である建物の柱１６を回避するために、距離が長くかつ曲りも多くなっており、そのため排気風路６よりも圧力損失が高くなっている。圧力損失が高いことで、排気風量に比べて給気風量が少なくなるため、給気風量と排気風量とが同等になるように給気用補助送風機１５を給気側ダクト１２内に設置している。なお、給気用補助送風機１５は、給気風路５上であればどこに設置してもよく、外気側ダクト１１内に設置してもよい。

排気用送風機３、給気用送風機４及び給気用補助送風機１５は、制御装置２０により独立に駆動制御される。熱交換換気装置１の操作及び状態確認は、制御装置２０に接続された操作装置２１から行う。

図２は、実施の形態１に係る熱交換換気システムの制御装置のブロック構成図である。電源回路３２は、商用電源３１が入力され、マイクロコンピュータ３３及び各回路を駆動させるための電源を生成し供給する。なお、図が煩雑になることを避けるために、図２では、電源回路３２からマイクロコンピュータ３３及び各回路への電源供給を示す線は省略している。マイクロコンピュータ３３は、操作装置通信回路３７及び機能設定回路４０からの信号を受けて、給気用送風機４を駆動するための給気用送風機駆動回路３４への駆動指令の出力と、排気用送風機３を駆動するための排気用送風機駆動回路３５への駆動指令の出力と、給気用補助送風機１５を駆動するための給気用補助送風機駆動回路３６への駆動指令の出力を行う。

熱交換換気装置１には、運転状態及び送風機の動作風量などの情報の表示、運転操作及び停止操作、送風機の動作ノッチを設定するための操作装置２１が接続されている。操作装置２１には、リモートコントローラを適用できる。操作装置２１は、操作装置通信回路３７を経て、マイクロコンピュータ３３へ接続される。また、制御装置２０には、給気用送風機４の運転ノッチと給気用補助送風機１５の動作パターンとを換気量ごとに設定するためのスイッチを含む機能設定回路４０が設けられている。

次に給気用送風機４の性能について説明する。図３は、実施の形態１に係る熱交換換気装置が備える給気用送風機の性能を示す図である。なお、図３は、給気風路５に設置した状態での給気用送風機４の性能を示している。給気用送風機４は、強ノッチ又は弱ノッチで運転でき、弱ノッチの場合は、消費電力３５Ｗ、換気量１００ｍ^３／ｈであり、強ノッチの場合は、消費電力５０Ｗ、換気量１５０ｍ^３／ｈである。なお、排気用送風機３は、給気用送風機４と同等の性能を有するものとする。

次に給気用補助送風機１５の性能について説明する。図４は、実施の形態１に係る熱交換換気システムが備える給気用補助送風機の性能を示す図である。給気用補助送風機１５は、単ノッチであり、運転時の消費電力は２０Ｗである。給気用補助送風機１５を運転させることで、換気量を５０ｍ^３／ｈ増加させることができる。

次に給気用送風機４と給気用補助送風機１５とを組み合わせた時の換気性能について説明する。図５は、実施の形態１に係る熱交換換気システムの換気性能を示す図である。熱交換換気システムは、給気用送風機４の運転パターンである「停止」、「弱ノッチ」及び「強ノッチ」と、給気用補助送風機の運転パターンである「運転」及び「停止」の組み合わせにより、６通りの運転パターンを取り得る。熱交換換気システムの給気側消費電力は、給気用送風機４の消費電力と給気用補助送風機１５の消費電力との合計である。図５に示すように、給気側消費電力及び給気換気量は、給気用送風機４及び給気用補助送風機１５がともに「停止」の場合には、０Ｗ、０ｍ^３／ｈである。また、給気用送風機４が「停止」で給気用補助送風機１５が「運転」の場合には、２０Ｗ、５０ｍ^３／ｈである。また、給気用送風機４が「弱ノッチ」で給気用補助送風機１５が「停止」の場合には、３５Ｗ、１００ｍ^３／ｈである。また、給気用送風機４が「弱ノッチ」で給気用補助送風機１５が「運転」の場合には、５５Ｗ、１５０ｍ^３／ｈである。また、給気用送風機４が「強ノッチ」で給気用補助送風機１５が「停止」の場合には、５０Ｗ、１５０ｍ^３／ｈである。また、給気用送風機４が「強ノッチ」で給気用補助送風機１５が「運転」の場合には、７０Ｗ、２００ｍ^３／ｈである。

熱交換換気システムが、弱ノッチの運転強度では１５０ｍ^３／ｈ、強ノッチの運転強度では２００ｍ^３／ｈの換気量を必要とするのであれば、強ノッチでは、給気用送風機４を「強ノッチ」、給気用補助送風機１５を「運転」とすれば必要な換気量を実現できる。一方、弱ノッチでは、給気用送風機４を「弱ノッチ」で給気用補助送風機１５を「運転」とするか、又は給気用送風機４を「強ノッチ」で給気用補助送風機１５を「停止」とすれば必要な換気量を実現できる。実施の形態１に係る熱交換換気システムの弱ノッチには、より消費電力の低い給気用送風機４を「強ノッチ」で給気用補助送風機１５を「停止」が採用されている。なお、消費電力よりも運転時の静粛性を優先するのであれば、熱交換換気システムの弱ノッチに、給気用送風機４を「弱ノッチ」で給気用補助送風機１５を「運転」を採用してもよい。

図６は、実施の形態１に係る熱交換換気システムの運転制御情報を示す図である。運転制御情報は、給気用送風機４の運転ノッチ及び給気用補助送風機１５の運転状態の組合せと熱交換換気システムの運転強度との対応を示す情報である。ユーザは、図６に示す運転制御情報を機能設定回路４０に設定する。なお、この時の排気用送風機３は、熱交換換気システムの運転強度に対応させて、「停止」、「弱ノッチ」又は「強ノッチ」とする。すなわち、マイクロコンピュータ３３は、熱交換換気システムを停止する場合には、排気用送風機３を停止させ、熱交換換気システムを弱ノッチで運転する場合には、排気用送風機３を弱ノッチにし、熱交換換気システムを強ノッチで運転する場合には、排気用送風機３を強ノッチにする。このように、制御装置２０は、給気用送風機４の運転ノッチ及び給気用補助送風機１５の運転状態の組合せと熱交換換気システムの運転強度との対応を示す運転制御情報に従って給気用送風機４及び給気用補助送風機１５を動作させる。

マイクロコンピュータ３３は、熱交換換気システムの運転強度を弱ノッチにする設定操作が操作装置２１に対してなされた場合は、機能設定回路４０で設定した内容に従って、給気用送風機４を強ノッチで動作させるよう給気用送風機駆動回路３４へ駆動指令を出力するとともに、給気用補助送風機１５を停止させるよう給気用補助送風機駆動回路３６へ駆動指令を出力する。また、熱交換換気システムの運転強度を強ノッチにする設定操作が操作装置２１に対してなされた場合は、機能設定回路４０で設定した内容に従って給気用送風機４を強ノッチで動作させるよう給気用送風機駆動回路３４へ駆動指令を出力するとともに、給気用補助送風機１５を運転させるよう給気用補助送風機駆動回路３６へ駆動指令を出力する。

上記のように、実施の形態１に係る熱交換換気システムは、給気用送風機４及び給気用補助送風機１５の一方を停止させる組合せを含む給気用送風機４の運転ノッチ及び給気用補助送風機１５の運転状態の組合せの中から必要換気量を満たす組合せを選択して強ノッチ及び弱ノッチに割り当てることができる。したがって、必要換気量を満たす組合せが複数存在する場合には、消費電力の少ない組合せを割り当てることで、電力消費の低減を図ることができる。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る熱交換換気システムの構成を示す図である。実施の形態１との相違点は、給気風路５における熱交換器２よりも室外側に外気の状態を測定するための外気状態センサである温度センサ１７を設けたことであり、それ以外は実施の形態１と同様である。実施の形態２に係る熱交換換気システムでは、熱交換換気装置１内に搭載した温度センサ１７によって屋外の温度を計測するためのセンシング運転時には、給気用送風機４及び給気用補助送風機１５の一方を停止する。これにより、室外の温度の計測が目的で、換気量が少なくてもよいセンシング運転時の給気用送風機４及び給気用補助送風機１５による電力消費量を抑制することができる。以下の説明は、温度センサ１７を備えた構成に基づいて行うが、外気状態センサが湿度を測定する湿度センサ又はＣＯ_２濃度を測定するＣＯ_２センサである構成においても同様である。

図８は、実施の形態２に係る熱交換換気装置の制御装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１との相違点は、給気流の温度を測定するための温度センサ１７の信号が、温度センサ検知回路３８を経てマイクロコンピュータ３３へ入力されることであり、他は実施の形態１と同様である。

図９は、実施の形態２に係る熱交換換気装置１の運転制御情報を示す図である。センシング運転時は、給気用送風機４は弱ノッチで給気用補助送風機１５は停止とする。

なお、センシング運転は、給気用送風機４は停止させ、給気用補助送風機１５を運転することで実現しても良い。給気用送風機４は停止させ給気用補助送風機１５を運転してセンシング運転を行う場合、給気換気量が５０ｍ^３／ｈとなり、給気用送風機４は弱ノッチで給気用補助送風機１５を停止させる場合よりも給気換気量が減る。したがって、温度センサ１７の周囲の温度が外気温度に達するまでの時間が長くなる。そこで、機能設定回路４０にて、センシング運転時間を長くするよう設定できるようにしても良い。温度センサ１７の周囲の温度が外気温度に達するまでの時間は、給気用送風機４の運転ノッチ及び給気用補助送風機１５の運転状態の組合せごとの所要時間のテーブルをマイクロコンピュータ３３に保持させておくことによって、機能設定回路４０が熱交換換気装置の運転強度に基づいて変更してもよい。所要時間のテーブルは、温度センサ１７とは別の温度計を用いて温度を測定し、要した時間を計測することで作成可能である。また、センシング運転時に、温度センサ１７の測定結果をリアルタイムに操作装置２１に表示させ、温度センサ１７の周囲の温度が外気温度に達した時の操作を受け付けてセンシング運転を終了するとともに、運転時間をマイクロコンピュータ３３に記憶し、次回以降のセンシング運転では、マイクロコンピュータ３３に記憶した運転時間だけセンシング運転を行うようにしてもよい。

センシング運転時間を長くすると、消費電力と運転時間との積である消費電力量が増えるため、給気用送風機４は弱ノッチで給気用補助送風機１５を停止の時の消費電力量と比較し、より消費電力量が少なくなる方を選択するのが良い。

センシング運転は、外気の温度を計測するのが目的であるため、排気用送風機３は停止とする。ただし、センシング運転時に排気用送風機３を停止させると、給気と排気のバランスが崩れ、室内の圧力が外気よりも高くなるため、排気用送風機３を弱ノッチ運転にしても良い。

図１０は、実施の形態２に係る熱交換換気システムの動作のタイムチャートである。マイクロコンピュータ３３は、外気温度が低下し、温度Ｔａ以下となった場合に動作を停止させる。温度Ｔａは、熱交換器２に結露又は結氷が発生する可能性がある温度であり、一例を挙げると−５℃である。停止後、予め設定した時間Ｔ１経過後に、マイクロコンピュータ３３は、外気温度を計測するためのセンシング運転を行い、外気温度が予め設定した温度Ｔｂ以上まで上昇すれば運転し、温度Ｔｂ未満であれば再び時間Ｔ１だけ停止とする。一例を挙げると、時間Ｔ１は１時間であり、温度Ｔｂは０℃である。

まず、マイクロコンピュータ３３は、時刻ｔ０において強ノッチの運転強度で熱交換換気システムの運転を開始する。その後、マイクロコンピュータ３３は、時刻ｔ１において外気温度が温度Ｔａになるのを検知し、熱交換換気システムを停止させる。マイクロコンピュータ３３は、時刻ｔ１から時間Ｔ１経過後の時刻ｔ２で、センシング運転を開始する。このとき給気用送風機４は弱ノッチとし、給気用補助送風機１５は停止とする。センシング運転を開始してから時間Ｔ２が経過し、温度センサ１７の周囲温度が外気温度に達する時刻ｔ３にて、外気温度が温度Ｔｂ未満のため、マイクロコンピュータ３３は再び熱交換換気システムを停止させる。時間Ｔ２は、換気性能により決まる時間であり、一例を挙げると５分である。マイクロコンピュータ３３は、時刻ｔ３から時間Ｔ１経過後の時刻ｔ４で、再びセンシング運転を開始する。マイクロコンピュータ３３は、時刻ｔ４から時間Ｔ２経過後の時刻ｔ５で、外気温度が温度Ｔｂ以上となっているため、強ノッチの運転強度での熱交換換気システムの運転を再開する。

上記の動作のように、室外の空気の状態の計測が目的で、換気量が少なくてもよいセンシング運転時に給気用送風機４及び給気用補助送風機１５の一方を停止することで、消費電力量を抑制することができる。なお、空気の状態の例には、温度、湿度及びＣＯ_２濃度を挙げることができる。また、熱交換器２の性能が低下してしまうような温度及び湿度条件の外気を取り込みにくくすることができる。

また、例えば、冬場で外気温度が低く、室内は空気調和器又は加湿器によって外気よりも温湿度が高くなっている場合、熱交換器２は温度の低い外気空気と高温高湿度の室内空気との間で熱交換を行うこととなり、室内空気に含まれる湿気が低温の外気によって冷やされ、結露又は結氷して熱交換器２の目詰まりが生じ、熱交換器２の温度交換効率が低下してしまう。しかし、少ない換気量で、外気の温度を計測することで、熱交換器２の結露及び結氷を抑制することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る熱交換換気システムについて、以下説明をする。実施の形態３に係る熱交換換気装置１では、給気用送風機４が２段階の運転ノッチであるが、給気用送風機４の運転ノッチと給気用補助送風機１５の運転状態とを組み合わせることで、熱交換換気システムの運転強度の段数を給気用送風機４の運転ノッチの段数よりも増やしている。その他の部分については、実施の形態１又は実施の形態２と同様である。

図１１は、実施の形態３に係る熱交換換気システムの運転制御情報を示す図である。図１１に示すように、給気用送風機４の運転ノッチ及び給気用補助送風機１５の運転状態を組み合わせることで、微弱、弱、中及び強の４段階の運転強度を実現している。このときの排気用送風機３は、給気換気量に近い風量で動作させる。熱交換換気システムの運転強度を微弱ノッチ又は弱ノッチとする操作を操作装置２１が受け付けた場合は、排気用送風機３を弱ノッチとし、熱交換換気システムの運転強度を中ノッチ又は強ノッチとする操作を操作装置２１が受け付けた場合は、排気用送風機３を強ノッチとする。

なお、機能設定回路４０にて設定することで、微弱、弱、強の３段階又は、弱、中、強の３段階などのように、運転強度を切り換えられるようにしても良い。

上記の動作のように、熱交換換気システムの運転強度の段数を給気用送風機の運転ノッチの段数よりも増やすことで、室内の環境に応じてきめ細かく換気量を調整し、省エネルギーを図ることが可能となる。具体例を挙げると、室内の在室人員が少なく室内のＣＯ_２濃度が低いときは微弱ノッチで動作させ、室内の在室人員がやや少なく室内のＣＯ_２濃度が比較的低いときは弱ノッチで動作させ、室内の在室人員が多く室内のＣＯ_２濃度が高いときは中ノッチで動作させ、室内の在室人員が非常に多く室内のＣＯ_２濃度が非常に高いときは強ノッチで動作させることで、消費エネルギーを低減できる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る熱交換換気システムについて、以下説明をする。実施の形態４に係る熱交換換気システムでは、給気用送風機４の故障を検知するための給気用送風機故障検知回路３９と給気用補助送風機１５の故障を検知するための給気用補助送風機故障検知回路４１とを制御装置２０に搭載し、給気用送風機４又は給気用補助送風機１５の何れかが故障したときに、正常な他方を運転させることで、換気量は低下するが、熱交換換気装置１の運転を継続できるようにしたものである。その他の部分については、実施の形態１、実施の形態２又は実施の形態３と同様である。

図１２は、実施の形態４に係る熱交換換気システムの制御装置のブロック構成図である。実施の形態１との相違点は、給気用送風機４の電流を監視することで、給気用送風機４が動作しているか停止しているかを判定し、判定結果を出力する給気用送風機故障検知回路３９と、給気用補助送風機１５の電流を監視することで、給気用補助送風機が動作しているか停止しているかを判定し、判定結果を出力する給気用補助送風機故障検知回路４１とを備えたことである。

マイクロコンピュータ３３は、給気用送風機駆動回路３４への指令信号と給気用送風機故障検知回路３９の出力信号とを比較し、給気用送風機４へ運転指令を出力しているにも関わらず、給気用送風機故障検知回路３９からは給気用送風機４の停止信号を受けた場合、給気用送風機４の故障と判断する。また、マイクロコンピュータ３３は、給気用補助送風機駆動回路３６への指令信号と給気用補助送風機故障検知回路４１の出力信号とを比較し、給気用補助送風機１５へ運転指令を出力しているにも関わらず、給気用補助送風機故障検知回路４１からは給気用補助送風機１５の停止信号を受けた場合、給気用補助送風機１５の故障と判断する。

なお、給気用送風機４及び給気用補助送風機１５の動作の監視は、給気用送風機４及び給気用補助送風機１５に取り付けられた羽根の回転数を監視したり、給気風路５に取り付けた風速計による検出値を監視したり、給気用送風機４及び給気用補助送風機１５が直流モータであれば、モータが回転する際に発生する磁界を磁気センサで検知し、モータの回転に応じて出力される回転信号を監視したりしても良い。

図１３は、実施の形態４に係る熱交換換気システムの動作パターンを示す図である。図１３に示すように、給気用送風機４が故障した場合は、給気用送風機４を停止して補助送風機１５を運転とすることで、給気用送風機４を運転する場合よりも換気量は低下するものの熱交換換気システムの動作を継続することができる。なお、給気用送風機４が故障した場合には、排気用送風機３は、給気換気量に近い風量となるよう弱ノッチとする。また、給気用補助送風機１５が故障した場合は、給気用送風機４を強ノッチ運転、給気用補助送風機１５を停止とすることで、熱交換換気システムは弱風量での運転を継続することができる。なお、給気用補助送風機１５が故障した場合には、排気用送風機３は、給気換気量に近い風量となるよう弱ノッチとする。

上記の動作のように、給気用送風機４又は給気用補助送風機１５が故障しても、正常な他方による運転を継続することで、室内のＣＯ_２濃度の上昇を抑制できる。

実施の形態５．
上記の実施の形態１から実施の形態４では、給気用送風機４と給気用補助送風機１５とを備えた熱交換換気システムについて説明したが、排気風路６に組み込んだ排気用補助送風機と排気用送風機３とに置き換えた熱交換換気システムについても同様の実施が可能である。

図１４は、本発明の実施の形態５に係る熱交換換気システムの構成を示す図である。図１４に示す熱交換換気システムは、排気風路６が、熱交換換気装置１の設置位置により、障害物である建物の柱１６を回避するために、距離が長くかつ曲りも多くなっており、そのため給気風路５よりも圧力損失が高くなっている。圧力損失が高いことで、給気風量に比べて排気風量が少なくなるため、給気風量と排気風量とが同等になるように排気用補助送風機１８を排気側ダクト１４内に設置している。排気風路６における熱交換器２よりも室内側に室内空気の状態を測定するための室内空気状態センサである温度センサ１９を設けている。なお、室内空気状態センサは、湿度センサ又はＣＯ_２センサであってもよい。上記構成では、排気用送風機３の運転ノッチ及び排気用補助送風機１８の運転状態の組合せと熱交換換気システムの運転強度との対応を示す情報が運転制御情報となる。

図１４に示した熱交換換気システムは、上記実施の形態１から実施の形態４に係る熱交換換気システムの動作の給気側と排気側とを入れ替えた動作を行うことができる。

また、給気風路５及び排気風路６の両方に補助送風機を備え、給気用送風機４と給気用補助送風機１５、及び排気用送風機３と排気用補助送風機１８の双方で熱交換換気システムを構成してもよい。図１５は、実施の形態５に係る熱交換換気システムの別の構成を示す図である。図１５に示す熱交換換気システムは、給気風路５に給気用補助送風機１５を設置し、排気風路６に排気用補助送風機１８を設置している。給気風路５における熱交換器２よりも室外側に外気の状態を測定するための外気状態センサである温度センサ１７を設け、排気風路６における熱交換器２よりも室内側に室内空気の状態を測定するための室内空気状態センサである温度センサ１９を設けている。なお、外気状態センサは、湿度センサ又はＣＯ_２センサであってもよい。また、室内空気状態センサは、湿度センサ又はＣＯ_２センサであってもよい。上記構成では、給気用送風機４の運転ノッチ及び給気用補助送風機１５の運転状態の組合せと、排気用送風機３の運転ノッチ及び排気用補助送風機１８の運転状態の組合せと、熱交換換気システムの運転強度との対応を示す情報が運転制御情報となる。

図１５に示した熱交換換気システムは、上記実施の形態１から実施の形態４に係る熱交換換気システムの動作に加え、給気側の制御内容と排気側の制御内容とを入れ替えた動作も行うことができる。なお、排気用送風機３と給気用送風機４とが同じ換気性能を有し、排気用補助送風機１８と給気用補助送風機１５とが同じ換気性能を有するのであれば、給気用送風機の運転ノッチ及び給気用補助送風機の運転状態の組合せと排気用送風機の運転ノッチ及び排気用補助送風機の運転状態の組合せとを一致させることで給排気のバランスを取ることができるが、給気側と排気側とで送風機の性能が異なるのであれば、給気側と排気側とで運転状態を異ならせた方が換気量の差が小さくなることもありうる。したがって、給気用送風機の運転ノッチ及び給気用補助送風機の運転状態の組合せと排気用送風機の運転ノッチ及び排気用補助送風機の運転状態の組合せとは異なっていてもよい。

なお、給気側の換気量と排気側の換気量とは必ずしも一致させる必要はなく、意図的に給排気のバランスを崩し、室内と室外とに気圧差を設けるようにしてもよい。具体例をあげると、クリーンルームのような埃の侵入を防止する必要がある部屋では、給気換気量を排気換気量よりも多くして室内の気圧を室外よりも高くすることで、室内に埃が侵入することを防止できる。また、トイレのような臭気が発生する部屋では、給気換気量を排気換気量よりも少なくして室内の気圧を屋外よりも低くすることで、臭気が室外に漏れ出すことを防止できる。

上記の動作のように、給気用送風機４、排気用送風機３、給気用補助送風機１５及び排気用補助送風機１８を制御することで、熱交換換気システムの運転に要する消費電力を抑制し、また、送風機が故障しても運転を継続することでＣＯ_２濃度の上昇を抑制できる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明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、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 熱交換換気装置、２ 熱交換器、３ 排気用送風機、４ 給気用送風機、５ 給気風路、６ 排気風路、７ 室外側吸込口、８ 室内側吐出口、９ 室内側吸込口、１０ 室外側吐出口、１１ 外気側ダクト、１２ 給気側ダクト、１３ 室内側ダクト、１４ 排気側ダクト、１５ 給気用補助送風機、１６ 柱、１７，１９ 温度センサ、１８ 排気用補助送風機、２０ 制御装置、２１ 操作装置、３１ 商用電源、３２ 電源回路、３３ マイクロコンピュータ、３４ 給気用送風機駆動回路、３５ 排気用送風機駆動回路、３６ 給気用補助送風機駆動回路、３７ 操作装置通信回路、３８ 温度センサ検知回路、３９ 給気用送風機故障検知回路、４０ 機能設定回路、４１ 給気用補助送風機故障検知回路。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、必要換気量を確保し、かつ消費電力の低減を図ることができる送風システムを得ることを目的とする。

本発明にかかる送風システムは、必要換気量を確保し、かつ消費電力の低減を図ることができるという効果を奏する。

Claims (13)

1. 室内から室外へ向かう排気流を通す排気風路と、
   室外から室内へ向かう給気流を通す給気風路と、
   前記排気風路に組み込まれた排気用送風機と、前記給気風路に組み込まれ、運転ノッチが複数である給気用送風機と、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を備えた熱交換換気装置と、
   前記給気風路の途中に設置され、前記給気流を加圧して室内へ送風する給気用補助送風機と、
   前記給気用送風機の運転ノッチ及び前記給気用補助送風機の運転状態の組合せと運転強度との対応を示す運転制御情報に従って前記給気用送風機及び前記給気用補助送風機を動作させる制御装置とを有することを特徴とする熱交換換気システム。
2. 外気の状態を計測する外気状態センサを有し、
   前記外気状態センサで外気の状態を計測する際には、前記制御装置は、前記給気用送風機を換気量が最小の運転ノッチで運転させて前記給気用補助送風機を停止させるか、又は前記給気用送風機を停止させて前記給気用補助送風機を運転させることを特徴とする請求項１に記載の熱交換換気システム。
3. 前記運転制御情報は、前記給気用送風機の運転ノッチの段数よりも多くの段数の運転強度と、前記給気用送風機の運転ノッチ及び前記給気用補助送風機の運転状態の組合せとが対応付けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換換気システム。
4. 前記給気用送風機の故障を検出する手段と、
   前記給気用補助送風機の故障を検出する手段とを有し、
   前記給気用送風機及び前記給気用補助送風機の一方の故障を検出した場合に、前記制御装置は、正常な他方を運転させて換気運転を継続することを特徴とする請求項１に記載の熱交換換気システム。
5. 室内から室外へ向かう排気流を通す排気風路と、
   室外から室内へ向かう給気流を通す給気風路と、
   前記給気風路に組み込まれた給気用送風機と、前記排気風路に組み込まれ、運転ノッチが複数である排気用送風機と、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を備えた熱交換換気装置と、
   前記排気風路の途中に設置され、前記排気流を加圧して室外へ送風する排気用補助送風機と、
   前記排気用送風機の運転ノッチ及び前記排気用補助送風機の運転状態の組合せと運転強度との対応を示す運転制御情報に従って前記排気用送風機及び前記排気用補助送風機を動作させる制御装置とを有することを特徴とする熱交換換気システム。
6. 室内空気の状態を計測する室内空気状態センサを有し、
   前記室内空気状態センサで室内空気の状態を計測する際には、前記制御装置は、前記排気用送風機を換気量が最小の運転ノッチで運転させて前記排気用補助送風機を停止させるか、又は前記排気用送風機を停止させて前記排気用補助送風機を運転させることを特徴とする請求項５に記載の熱交換換気システム。
7. 前記運転制御情報は、前記排気用送風機の運転ノッチの段数よりも多くの段数の運転強度と、前記排気用送風機の運転ノッチ及び前記排気用補助送風機の運転状態の組合せとが対応付けられていることを特徴とする請求項５に記載の熱交換換気システム。
8. 前記排気用送風機の故障を検出する手段と、
   前記排気用補助送風機の故障を検出する手段とを有し、
   前記排気用送風機及び前記排気用補助送風機の一方の故障を検出した場合に、前記制御装置は、正常な他方を運転させて換気運転を継続することを特徴とする請求項５に記載の熱交換換気システム。
9. 室内から室外へ向かう排気流を通す排気風路と、
   室外から室内へ向かう給気流を通す給気風路と、
   前記給気風路に組み込まれ、運転ノッチが複数である給気用送風機と、前記排気風路に組み込まれ、運転ノッチが複数である排気用送風機と、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を備えた熱交換換気装置と、
   前記給気風路の途中に設置され、前記給気流を加圧して室内へ送風する給気用補助送風機と、
   前記排気風路の途中に設置され、前記排気流を加圧して室外へ送風する排気用補助送風機と、
   前記給気用送風機の運転ノッチ及び前記給気用補助送風機の運転状態の組合せと、前記排気用送風機の運転ノッチ及び前記排気用補助送風機の運転状態の組合せと、運転強度との対応を示す運転制御情報に従って前記給気用送風機、前記給気用補助送風機、前記排気用送風機及び前記排気用補助送風機を動作させる制御装置とを有することを特徴とする熱交換換気システム。
10. 外気の状態を計測する外気状態センサと、室内空気の状態を計測する室内空気状態センサとを有し、
    前記外気状態センサで外気の状態を計測する際には、前記制御装置は、前記給気用送風機を換気量が最小の運転ノッチで運転させて前記給気用補助送風機を停止させるか、又は前記給気用送風機を停止させて前記給気用補助送風機を運転させ、
    前記室内空気状態センサで室内空気の状態を計測する際には、前記制御装置は、前記排気用送風機を換気量が最小の運転ノッチで運転させて前記排気用補助送風機を停止させるか、又は前記排気用送風機を停止させて前記排気用補助送風機を運転させることを特徴とする請求項９に記載の熱交換換気システム。
11. 前記運転制御情報は、前記給気用送風機の運転ノッチの段数及び前記排気用送風機の運転ノッチの段数よりも多くの段数の運転強度と、前記給気用送風機の運転ノッチ及び前記給気用補助送風機の運転状態の組合せと、前記排気用送風機の運転ノッチ及び前記排気用補助送風機の運転状態の組合せとが対応付けられていることを特徴とする請求項９に記載の熱交換換気システム。
12. 前記給気用送風機の故障を検出する手段と、
    前記給気用補助送風機の故障を検出する手段と、
    前記排気用送風機の故障を検出する手段と、
    前記排気用補助送風機の故障を検出する手段とを有し、
    前記給気用送風機及び前記給気用補助送風機の一方の故障を検出した場合に、前記制御装置は、正常な他方を運転させて換気運転を継続し、
    前記排気用送風機及び前記排気用補助送風機の一方の故障を検出した場合に、前記制御装置は、正常な他方を運転させて換気運転を継続することを特徴とする請求項９に記載の熱交換換気システム。
13. 前記運転制御情報を前記制御装置に記憶させる操作を受け付ける操作装置を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の熱交換換気システム。

Images