JPWO2021019731A1 - 換気装置および換気装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

換気装置は、換気装置にあらかじめ設定されている運転風量と空気流が流動する流路における圧力損失とモータに印加される電圧との関係を参照することにより、換気装置へ指示された運転風量と換気装置が設置された環境における圧力損失とに対応する電圧値を取得し、運転風量からの風量調整のための電圧の補正値に基づいて電圧値を補正することによって電圧の指令値を算出する電圧値算出部（３３）と、補正値を保持する補正値保持部である記憶部（３６）と、を備える。

Description

本発明は、空気流を発生させることにより室内を換気する換気装置および換気装置の制御方法に関する。

室内と室外とをつなぐダクトに接続され、ダクト内の空気を流動させることによって室内を換気する換気装置は、ダクトの状態の影響による風量変化といった問題に対し、風量を一定に保つための自動制御を行うことがある。

特許文献１には、モータの駆動によって空気流を発生させるファンを有する換気装置において、モータの回転数を検出した結果と記憶手段に記憶された回転数との差に応じてモータの印加電圧を制御することが開示されている。回転数は、単位時間当たりにおける回転の回数であって、回転速度とも称される。特許文献１の換気装置は、あらかじめ設定された運転風量を実現するための回転数を印加電圧ごとにＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶しておき、記憶されている回転数と現在の回転数との差に応じて印加電圧を制御する。特許文献１の換気装置は、指示された運転風量に実際の風量が近くなるように印加電圧を制御することによって、ダクトの圧力損失が変化しても一定風量での運転を行うことができる。

特開平５−１４６１８９号公報

上記特許文献１に示されている従来技術の場合、換気装置は、あらかじめ設定された運転風量について風量を一定に保つことが可能である一方、あらかじめ設定された運転風量からの風量の微調整を行うことができない。例えば、ある運転風量で換気装置を運転した場合における換気量が必要換気量にわずかに足りないといった状況において、換気装置は、ＲＯＭに記憶された回転数からわずかに回転数を増加させることにより当該運転風量から風量をわずかに増加させるというような調整を行うことができない。換気装置は、換気装置が設置された場所などの状況に応じて、あらかじめ設定された運転風量から風量を微調整することができないため、必要な風量よりも過大な風量での運転、あるいは必要な風量よりも過小な風量での運転を行う場合がある。このように、従来技術によると、換気装置は、あらかじめ設定された運転風量からの風量の微調整を行うことができないために、必要な風量よりも過大な風量での運転、あるいは必要な風量よりも過小な風量での運転を行わざるを得ない場合がある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、換気装置にあらかじめ設定された運転風量からの風量の微調整を可能とする換気装置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、本発明にかかる換気装置は、モータの駆動によって空気流を発生させるファンを有し、空気流を発生させることにより室内を換気する。本発明にかかる換気装置は、換気装置にあらかじめ設定されている運転風量と空気流が流動する流路における圧力損失とモータに印加される電圧との関係を参照することにより、換気装置へ指示された運転風量と換気装置が設置された環境における圧力損失とに対応する電圧値を取得し、運転風量からの風量調整のための電圧の補正値に基づいて電圧値を補正することによって電圧の指令値を算出する電圧値算出部と、補正値を保持する補正値保持部と、を備える。

本発明にかかる換気装置は、換気装置にあらかじめ設定された運転風量からの風量の微調整が可能となるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる換気装置の概略構成を示す図 図１に示す換気装置が有するハードウェア構成を示すブロック図 図１に示す換気装置が有する機能構成を示すブロック図 図１に示す換気装置における電圧と風量と圧力損失と回転数との関係の例を示す図 図１に示す換気装置における電圧と圧力損失との関係の例を示す図 図１に示す換気装置における運転風量と圧力損失と電圧との関係の例を示す図 図１に示す換気装置における運転風量と圧力損失と電圧補正値との関係の例を示す図 図１に示す換気装置が換気装置の設置時に実施する動作の手順を示すフローチャート 図１に示す換気装置が換気のための運転の際に実施する動作の手順を示すフローチャート 図１に示す換気装置における風量の調整例について説明するための図 図１に示す換気装置による動作の変形例について説明するためのフローチャート 図１に示す換気装置における運転風量と電圧と回転数との関係の例を示す図 本発明の実施の形態２にかかる換気装置の概略構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる換気装置および換気装置の制御方法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にかかる換気装置の概略構成を示す図である。換気装置１００は、空気流を発生させることにより、室内１６から空気を取り込み、かつ取り込まれた空気をダクト１８へ送り出す。ダクト１８は、建物の天井裏に設けられており、室内１６と室外１７とを繋ぐ。換気装置１００は、ダクト１８を介して室内１６の空気を室外１７へ送り出すことによって、室内１６を換気する。換気装置１００は、室内１６を換気することによって、室内１６の快適な空気環境を維持する。

換気装置１００は、本体１０と外部端末１５とを有する。本体１０は、天井裏に設置される。本体１０は、モータ１２が搭載されたファン１１と、制御装置１３とを有する。ファン１１は、本体１０内の風路１４に設けられている。ファン１１は、モータ１２の駆動によって空気流を発生させる。制御装置１３は、換気装置１００の全体を制御する。

外部端末１５は、室内１６に居る人によって操作されるリモートコントローラである。外部端末１５は、運転開始および運転停止の指示と、風量の指示とを受け付ける。制御装置１３は、外部端末１５から送信された指示に従って、運転の開始および停止と、風量の切り換えとを制御する。

図２は、図１に示す換気装置が有するハードウェア構成を示すブロック図である。図２では、換気装置１００のうちモータ１２を駆動するためのハードウェア構成を示している。商用電源２０は、単相交流電圧を換気装置１００へ出力する。コンバータ２１、インバータ２２およびコンデンサ２３は、商用電源２０とモータ１２との間に接続されている。

コンバータ２１は、整流作用によって交流電圧を直流電圧へ変換する。コンデンサ２３は、コンバータ２１により出力された直流電圧を平滑化する。インバータ２２は、コンデンサ２３により出力された直流電圧を３相交流電圧へ変換する。インバータ２２は、交流電圧をモータ１２へ印加するスイッチング回路からなる。

回転数センサ２６は、モータ１２の回転数を検出する。回転数センサ２６は、回転数の検出結果を制御装置１３へ出力する。制御装置１３は、インバータ２２へ駆動信号を出力することによってモータ１２の駆動を制御する。制御装置１３は、メモリ２４と、メモリ２４に格納されているプログラムを実行する処理回路であるプロセッサ２５を有する。プロセッサ２５は、プログラムの実行によって、メモリ２４に保持されている情報に基づく処理を実行する。

プロセッサ２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサ２５は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であっても良い。制御装置１３の各機能は、プロセッサ２５と、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。メモリ２４は、不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであって、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）またはＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）である。また、メモリ２４は、情報を保持する外部記憶装置を含む。制御装置１３は、外部端末１５との通信のためのインタフェースを有する。図２では、インタフェースの図示を省略する。

制御装置１３は、ワイヤードロジックによるハードウェア上にて、各機能の全部あるいは一部を実現するものであっても良い。制御装置１３の機能を実現するための処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、あるいはこれらの組み合わせであっても良い。

外部端末１５は、各種情報の入力のための入力デバイスと、制御装置１３との通信のためのインタフェースと、運転状態についての情報を表示する表示デバイスを有する。入力デバイスは、入力キーあるいはタッチパネルといったデバイスである。表示デバイスは、液晶パネルあるいは有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルといったデバイスである。また、外部端末１５は、情報を保持するメモリと、各種処理を行う処理回路とを有する。図２では、入力デバイス、インタフェース、表示デバイス、メモリおよび処理回路の図示を省略する。

図３は、図１に示す換気装置が有する機能構成を示すブロック図である。図３では、換気装置１００のうちモータ１２を駆動するための機能構成を示している。制御装置１３は、目標風量Ｑｐが入力される目標風量入力部３１と、目標回転数Ｎｐと現在の回転数Ｎｎｗとを比較する回転数比較部３２と、電圧の指令値Ｖｃを算出する電圧値算出部３３と、駆動信号Ｓｄを生成する駆動信号生成部３４と、圧力損失Ｌを算出する圧力損失算出部３５と、情報を保持する記憶部３６と、電圧補正値を選択する補正値選択部３７とを有する。電圧補正値については後述する。

回転数比較部３２、電圧値算出部３３、駆動信号生成部３４、圧力損失算出部３５および補正値選択部３７の各機能は、プロセッサ２５を用いて実現される。目標風量入力部３１の機能は、インタフェースとプロセッサ２５とを用いて実現される。記憶部３６の機能は、メモリ２４を用いて実現される。

外部端末１５は、目標風量Ｑｐを指示する風量指示部２７と、風量調整を指示する風量調整指示部２８と、情報を表示する表示部２９とを有する。風量指示部２７は、それぞれ互いに異なる風量で換気を行うための複数の運転モードの中から運転モードを選択するための操作を受け付ける。風量指示部２７は、選択された運転モードに対応する風量を、目標風量Ｑｐとして制御装置１３へ指示する。

実施の形態１では、複数の運転モードは、「強モード」、「中モード」および「弱モード」の３つの運転モードとする。「強モード」は、各運転モードにおける風量の中で最も強い大きい風量によって換気を行う運転モードである。「弱モード」は、各運転モードにおける風量の中で最も小さい風量によって換気を行う運転モードである。「中モード」は、「強モード」の風量と「弱モード」の風量との間の風量によって換気を行う運転モードである。

制御装置１３には、あらかじめ設定された運転風量ごとに、風量を調整するための複数の風量補正値が設定されている。風量調整指示部２８は、複数の風量補正値の中から任意の風量補正値を決定するための操作を受け付ける。風量調整指示部２８は、決定された風量補正値に基づく風量調整を、制御装置１３へ指示する。表示部２９は、決定された風量補正値についての情報を表示する。風量指示部２７および風量調整指示部２８の各機能は、入力デバイスとインタフェースとを用いて実現される。表示部２９の機能は、表示デバイスを用いて実現される。

ここで、換気装置１００が換気を行う際における各部の動作について説明する。換気装置１００には、あらかじめ複数の運転風量が設定されている。複数の運転風量は、段階的に設定されている。外部端末１５を操作するユーザは、外部端末１５の入力デバイスを操作することによって、複数の運転風量のうちの１つを選択する。複数の運転風量のうちの１つが選択されることによって、風量指示部２７は、選択された運転風量での運転を換気装置１００へ指示する。風量指示部２７は、選択された運転風量である目標風量Ｑｐを示す風量指示を制御装置１３へ送信する。なお、上記の電圧補正値が設定されている場合における動作については後述する。

目標風量入力部３１は、目標風量Ｑｐの指示を受信する。目標風量入力部３１は、記憶部３６を参照することによって、目標風量Ｑｐに対応する回転数である目標回転数Ｎｐを取得する。目標風量入力部３１は、取得された目標回転数Ｎｐを回転数比較部３２へ出力する。回転数センサ２６は、現在の回転数Ｎｎｗを検出し、現在の回転数Ｎｎｗの値を回転数比較部３２へ出力する。回転数比較部３２は、目標回転数Ｎｐと現在の回転数Ｎｎｗとを比較して、比較結果を電圧値算出部３３へ出力する。電圧値算出部３３は、現在の回転数Ｎｎｗを目標回転数Ｎｐに近づけるような電圧の指令値Ｖｃを生成する。電圧値算出部３３は、生成された指令値Ｖｃを駆動信号生成部３４へ出力する。駆動信号生成部３４は、指令値Ｖｃに従った駆動信号Ｓｄを生成して、インバータ２２へ駆動信号Ｓｄを出力する。駆動信号Ｓｄは、パルス幅変調信号などの制御用信号である。

次に、換気装置１００が設置される際における各部の動作について説明する。あらゆる圧力損失の環境に換気装置１００が設置されることを想定して、換気装置１００の製造時において、あらかじめ設定された運転風量ごとに、モータ１２に印加される電圧と圧力損失との関係が測定される。かかる測定によって得られたデータは、記憶部３６に格納される。

図４は、図１に示す換気装置における電圧と風量と圧力損失と回転数との関係の例を示す図である。図４には、回転数と風量との関係を示すグラフと、静圧と風量との関係を示すグラフとを示している。回転数と風量との関係を示すグラフとして、電圧の値がＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５，Ｖ_６の各値である場合についてのグラフを示している。静圧と風量との関係を示すグラフとして、電圧の値がＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５，Ｖ_６の各値である場合についてのグラフを示している。Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５，Ｖ_６の各々は、Ｖ_１＞Ｖ_２＞Ｖ_３＞Ｖ_４＞Ｖ_５＞Ｖ_６が成り立つ任意の電圧値とする。なお、記憶部３６には６つの電圧値の各々についてのデータが格納される場合に限られず、５つ以下の電圧値の各々についてのデータが格納されても良く、６つよりも多くの電圧値の各々についてのデータが格納されても良い。

Ｑ_ｌ，Ｑ_ｍ，Ｑ_ｈは、換気装置１００にあらかじめ設定された運転風量であって、Ｑ_ｌ＜Ｑ_ｍ＜Ｑ_ｈが成り立つものとする。Ｑ_ｌは、「弱モード」についてあらかじめ設定された運転風量である。Ｑ_ｍは、「中モード」についてあらかじめ設定された運転風量である。Ｑ_ｈは、「強モード」についてあらかじめ設定された運転風量である。なお、換気装置１００にはＱ_ｌ，Ｑ_ｍ，Ｑ_ｈの３つの運転風量が設定される場合に限られず、２つ以下の運転風量、あるいは３つより多くの運転風量が設定されても良い。

Ｎ_ｌ１，Ｎ_ｌ２，Ｎ_ｌ３，Ｎ_ｌ４，Ｎ_ｌ５，Ｎ_ｌ６は、それぞれモータ１２に電圧Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５，Ｖ_６を印加した場合において、運転風量Ｑ_ｌで換気装置１００を運転するときにおけるモータ１２の回転数である。Ｎ_ｍ１，Ｎ_ｍ２，Ｎ_ｍ３，Ｎ_ｍ４，Ｎ_ｍ５は、それぞれモータ１２に電圧Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５を印加した場合において、運転風量Ｑ_ｍで換気装置１００を運転するときにおけるモータ１２の回転数である。Ｎ_ｈ１，Ｎ_ｈ２，Ｎ_ｈ３，Ｎ_ｈ４は、それぞれモータ１２に電圧Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４を印加した場合において、運転風量Ｑ_ｈで換気装置１００を運転するときにおけるモータ１２の回転数である。

図４では、静圧と風量との関係を示すグラフと併せて、空気流が流動する流路における圧力損失Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４を表す各グラフを示している。Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４は、風量が一定である場合において、Ｌ_１＜Ｌ_２＜Ｌ_３＜Ｌ_４が成り立つ。図４に示す関係によると、例えば、圧力損失がＬ_２である環境において、電圧Ｖ_３の印加により運転風量Ｑ_ｈでの運転を行う場合に、回転数はＮ_ｈ３となる。

図５は、図１に示す換気装置における電圧と圧力損失との関係の例を示す図である。図５には、回転数が特定の回転数Ｎｐ_ｄである場合における電圧の値と圧力損失の値とを対応付けたデータを示している。図５に示すデータは、図４に示す関係に基づいて取得される。図５に示すデータは、運転風量ごとに取得されて、記憶部３６に格納される。また、記憶部３６には、回転数Ｎｐ_ｄの値が格納される。図５のデータによって表される関係は、特定の回転数Ｎｐ_ｄにおける電圧Ｖ_ｄ１，Ｖ_ｄ２，・・・に基づいて、換気装置１００が設置された環境における圧力損失であるＬ_１，Ｌ_２，・・・を算出するために使用される。なお、電圧の値と圧力損失の値とを対応付けたデータは、運転風量ごとに取得されたものではなくても良い。電圧の値と圧力損失の値とを対応付けたデータは、ある風量における一定の回転数Ｎｐ_ｄについてのデータであれば良いものとする。当該風量について、駆動信号によって指令可能な電圧値の最大値が大きい場合ほど、圧力損失の分解能が高くなることによって、圧力損失の高精度な算出が可能となる。

図６は、図１に示す換気装置における運転風量と圧力損失と電圧との関係の例を示す図である。図６には、運転風量の値と、圧力損失の値と、電圧の値とを対応付けたデータを示している。図６に示すデータは、図４に示す関係に基づいて取得される。図６に示すデータは、記憶部３６に格納される。図６に示す関係は、算出された圧力損失Ｌに対し、各運転風量Ｑ_ｌ，Ｑ_ｍ，Ｑ_ｈでの運転を行う場合における電圧の値Ｖ_ｌ１，Ｖ_ｌ２，Ｖ_ｌ３，・・・，Ｖ_ｍ１，Ｖ_ｍ２，Ｖ_ｍ３，・・・，Ｖ_ｈ１，Ｖ_ｈ２，Ｖ_ｈ３，・・・を算出するために使用される。

図７は、図１に示す換気装置における運転風量と圧力損失と電圧補正値との関係の例を示す図である。記憶部３６には、運転風量Ｑ_ｈについて、あらかじめ設定された複数の風量補正値である「＋Ｑ_ｈ１」，「−Ｑ_ｈ１」，「＋Ｑ_ｈ２」，「−Ｑ_ｈ２」，・・・が格納されている。「＋Ｑ_ｈ１」は、「Ｑ_ｈ１」の加算を表す風量補正値である。「−Ｑ_ｈ１」は、「Ｑ_ｈ１」の減算を表す風量補正値である。「＋Ｑ_ｈ２」は、「Ｑ_ｈ２」の加算を表す風量補正値である。「−Ｑ_ｈ２」は、「Ｑ_ｈ２」の減算を表す風量補正値である。「Ｑ_ｈ１」および「Ｑ_ｈ２」は、風量の調整量であって、Ｑ_ｈ１＜Ｑ_ｈ２が成り立つ。

記憶部３６には、運転風量Ｑ_ｍおよび運転風量Ｑ_ｌの各々についても、運転風量Ｑ_ｈの場合と同様に、あらかじめ設定された複数の風量補正値が格納されている。図７において、「＋Ｑ_ｍ１」は、運転風量Ｑ_ｍについての風量補正値であって、「Ｑ_ｍ１」の加算を表す。「−Ｑ_ｍ１」は、運転風量Ｑ_ｍについての風量補正値であって、「Ｑ_ｍ１」の減算を表す。記憶部３６には、運転風量Ｑ_ｈ，Ｑ_ｍ，Ｑ_ｌの各々について、任意の数の風量補正値を格納することができる。

記憶部３６には、圧力損失Ｌの値ごとに、風量補正値に対応する電圧補正値が格納されている。記憶部３６は、電圧補正値を保持する補正値保持部として機能する。図７において、「＋Ｖ_ｈ１１」は、「＋Ｑ_ｈ１」に対応する電圧補正値であって、圧力損失がＬ_１である場合における電圧補正値である。「＋Ｖ_ｈ１２」は、「＋Ｑ_ｈ１」に対応する電圧補正値であって、圧力損失がＬ_２である場合における電圧補正値である。「＋Ｖ_ｈ１３」は、「＋Ｑ_ｈ１」に対応する電圧補正値であって、圧力損失がＬ_３である場合における電圧補正値である。

記憶部３６には、「−Ｑ_ｈ１」，「＋Ｑ_ｈ２」，「−Ｑ_ｈ２」の各風量補正値についても、「＋Ｑ_ｈ１」の場合と同様に、圧力損失がＬ_１である場合における電圧補正値「−Ｖ_ｈ１１」，「＋Ｖ_ｈ２１」，「−Ｖ_ｈ２１」と、圧力損失がＬ_２である場合における電圧補正値「−Ｖ_ｈ１２」，「＋Ｖ_ｈ２２」，「−Ｖ_ｈ２２」と、圧力損失がＬ_３である場合における電圧補正値「−Ｖ_ｈ１３」，「＋Ｖ_ｈ２３」，「−Ｖ_ｈ２３」とが格納される。記憶部３６に格納される電圧補正値は、圧力損失Ｌを示す３つの値Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３の各々についての電圧補正値に限られない。圧力損失Ｌを示す値は、３つより少なくても良く、３つより多くても良い。

記憶部３６には、運転風量Ｑ_ｍおよび運転風量Ｑ_ｌの各々についても、運転風量Ｑ_ｈの場合と同様に、各風量補正値について、圧力損失Ｌの値ごとの電圧補正値が格納されている。図７において、「＋Ｖ_ｍ１１」は、風量補正値である「＋Ｑ_ｍ１」と圧力損失ＬであるＬ_１とに対応する電圧補正値である。「−Ｖ_ｍ１１」は、風量補正値である「−Ｑ_ｍ１」と圧力損失ＬであるＬ_１とに対応する電圧補正値である。「＋Ｖ_ｍ１２」は、風量補正値である「＋Ｑ_ｍ１」と圧力損失ＬであるＬ_２とに対応する電圧補正値である。「−Ｖ_ｍ１２」は、風量補正値である「−Ｑ_ｍ１」と圧力損失ＬであるＬ_２とに対応する電圧補正値である。「＋Ｖ_ｍ１３」は、風量補正値である「＋Ｑ_ｍ１」と圧力損失ＬであるＬ_３とに対応する電圧補正値である。「−Ｖ_ｍ１３」は、風量補正値である「−Ｑ_ｍ１」と圧力損失ＬであるＬ_３とに対応する電圧補正値である。図７に示すデータが記憶部３６に格納されることによって、換気装置１００には、運転風量と、風量補正値と、電圧補正値と、圧力損失Ｌとの関係があらかじめ設定されている。

図８は、図１に示す換気装置が換気装置の設置時に実施する動作の手順を示すフローチャートである。図８に示す手順による動作は、換気装置１００が設置場所に設置される際における換気装置１００の動作である。換気装置１００は、図８に示す手順による動作によって、圧力損失の決定と、運転モードごとの電圧補正値の設定とを行う。図８に示す手順による動作は、換気装置１００の設置を行う施工業者による操作に従って開始される。

ステップＳ１において、駆動信号生成部３４は、駆動信号Ｓｄを出力する。ここで出力される駆動信号Ｓｄは、換気装置１００の試運転のための駆動信号であって、あらかじめ設定された初期駆動信号とする。インバータ２２への駆動信号Ｓｄの出力によって、モータ１２は駆動する。

ステップＳ２において、回転数センサ２６は、モータ１２の回転数Ｎｎｗを検出する。回転数センサ２６は、回転数Ｎｎｗの値を回転数比較部３２へ出力する。回転数比較部３２は、上記の回転数Ｎｐ_ｄの値を記憶部３６から読み出す。

ステップＳ３において、回転数比較部３２は、回転数Ｎｎｗが、読み出された回転数Ｎｐ_ｄと同じであるか否かを判断する。回転数Ｎｎｗが回転数Ｎｐ_ｄとは異なると判断された場合（ステップＳ３，Ｎｏ）、回転数比較部３２は、ステップＳ４において、回転数Ｎｎｗが回転数Ｎｐ_ｄよりも小さいか否かを判断する。

回転数Ｎｎｗが回転数Ｎｐ_ｄよりも小さいと判断された場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、電圧値算出部３３は、ステップＳ５において、現在の指令値Ｖｃにあらかじめ設定された調整値を加えることによって、電圧の指令値Ｖｃを増加させる。電圧値算出部３３は、加算による調整を経た指令値Ｖｃを駆動信号生成部３４へ出力する。

一方、回転数Ｎｎｗが回転数Ｎｐ_ｄ以上であると判断された場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、電圧値算出部３３は、ステップＳ６において、現在の指令値Ｖｃからあらかじめ設定された調整値を差し引くことによって、電圧の指令値Ｖｃを減少させる。電圧値算出部３３は、減算による調整を経た指令値Ｖｃを駆動信号生成部３４へ出力する。

ステップＳ５またはステップＳ６を終えると、換気装置１００は、手順をステップＳ１に戻す。駆動信号生成部３４は、ステップＳ５またはステップＳ６での調整を経た指令値Ｖｃに従って駆動信号Ｓｄを生成する。

上記のステップＳ３において回転数Ｎｎｗが回転数Ｎｐ_ｄと同じであると判断された場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、電圧値算出部３３は、現在の指令値Ｖｃを、圧力損失Ｌの決定のための電圧値Ｖｄとする。ステップＳ７において、電圧値算出部３３は、圧力損失Ｌの決定のための電圧値Ｖｄを圧力損失算出部３５へ出力する。

ステップＳ８において、圧力損失算出部３５は、図５に示す電圧と圧力損失との関係を参照することによって、電圧値Ｖｄに対応する圧力損失Ｌを算出する。圧力損失算出部３５は、記憶部３６に記憶されているＬ_１，Ｌ_２，・・・の各値の中から、電圧値Ｖｄに対応する圧力損失Ｌの値を決定する。圧力損失算出部３５は、決定された値を記憶部３６から読み出すことによって、圧力損失Ｌを算出する。圧力損失算出部３５は、算出された圧力損失Ｌを保持する。

風量調整指示部２８は、あらかじめ設定された運転風量ごとに、複数の風量補正値の中から任意の風量補正値を決定するための操作を受け付ける。風量調整指示部２８は、決定された風量補正値に基づく風量調整を、制御装置１３へ指示する。ステップＳ９において、補正値選択部３７は、風量調整指示部２８によって指示された風量補正値に基づいて、記憶部３６に格納されている電圧補正値の中から電圧補正値を選択する。補正値選択部３７は、図７に示す関係を参照することによって、運転風量ごとに指示された風量補正値と、ステップＳ８において算出された圧力損失Ｌとに対応する電圧補正値を選択する。これにより、換気装置１００は、図８に示す手順による動作を終了する。

図９は、図１に示す換気装置が換気のための運転の際に実施する動作の手順を示すフローチャートである。図９に示す手順による動作は、換気装置１００が設置場所に設置された後における換気装置１００の動作である。図９に示す手順による動作は、換気装置１００を利用するユーザによる操作に従って開始される。

目標風量入力部３１へ目標風量Ｑｐが入力されると、目標風量入力部３１は、目標風量Ｑｐを電圧値算出部３３へ出力する。これにより、ステップＳ１１において、電圧値算出部３３は、目標風量Ｑｐを取得する。

ステップＳ１２において、電圧値算出部３３は、図６に示す運転風量と圧力損失と電圧との関係を参照することによって、目標風量Ｑｐである運転風量と圧力損失Ｌとに対応する電圧値Ｖｆを取得する。電圧値算出部３３は、記憶部３６に記憶されている運転風量Ｑ_ｌ，Ｑ_ｍ，Ｑ_ｈのうち目標風量Ｑｐである運転風量と、圧力損失算出部３５から読み出された圧力損失Ｌの値とに対応する電圧の値を決定する。電圧値算出部３３は、決定された値を記憶部３６から読み出すことによって、電圧値Ｖｆを取得する。

補正値選択部３７は、上記のステップＳ９において選択された電圧補正値のうち、目標風量Ｑｐである運転風量について選択された電圧補正値を電圧値算出部３３へ出力する。これにより、ステップＳ１３において、電圧値算出部３３は、目標風量Ｑｐである運転風量についての電圧補正値を取得する。

ステップＳ１４において、電圧値算出部３３は、ステップＳ１２において取得された電圧値Ｖｆに、ステップＳ１３にて取得された電圧補正値を加算することによって、電圧の指令値Ｖｃを算出する。電圧値算出部３３は、電圧値Ｖｆと電圧補正値との加算結果である指令値Ｖｃを駆動信号生成部３４へ出力する。ステップＳ１５において、駆動信号生成部３４は、指令値Ｖｃに従った駆動信号Ｓｄを生成する。駆動信号生成部３４は、生成された駆動信号Ｓｄをインバータ２２へ出力する。

補正値選択部３７は、目標風量Ｑｐである運転風量について指示された風量補正値を表示部２９へ出力する。ステップＳ１６において、表示部２９は、風量補正値に基づいて、現在の換気における風量調整についての情報を表示する。これにより、換気装置１００は、図９に示す手順による動作を終了する。

図１０は、図１に示す換気装置における風量の調整例について説明するための図である。図１０には、静圧と風量との関係を示すグラフと併せて、圧力損失Ｌを表すグラフを示している。静圧と風量との関係のグラフと圧力損失Ｌのグラフとの交点は、ファン１１の動作点を表す。図１０には、運転風量Ｑ_ｈについて、指示された風量補正値が「＋Ｑ_ｈ１」であった場合と、指示された風量補正値が「−Ｑ_ｈ２」であった場合と、風量調整を行わない場合とについて、静圧と風量との関係を示している。また、図１０に示す例では、上記のステップＳ８にて算出された圧力損失Ｌの値がＬ_２であったとする。

風量調整を行わない場合、換気装置１００は、運転風量Ｑ_ｈで運転する。この場合における指令値Ｖｃは、図６に示す「Ｖ_ｈ２」である。風量補正値として「＋Ｑ_ｈ１」が指示された場合、補正値選択部３７は、図７に示す関係に基づいて、電圧補正値として「＋Ｖ_ｈ１２」を選択する。電圧値算出部３３は、「Ｖ_ｈ２」に「＋Ｖ_ｈ１２」を加算することによって、指令値Ｖｃとして「Ｖ_ｈ２＋Ｖ_ｈ１２」を算出する。これにより、換気装置１００の風量は、運転風量Ｑ_ｈから「Ｑ_ｈ＋Ｑ_ｈ１」へ調整される。

また、風量補正値として「−Ｑ_ｈ２」が指示された場合、補正値選択部３７は、図７に示す関係に基づいて、電圧補正値として「−Ｖ_ｈ２２」を選択する。電圧値算出部３３は、「Ｖ_ｈ２」に「−Ｖ_ｈ２２」を加算することによって、指令値Ｖｃとして「Ｖ_ｈ２−Ｖ_ｈ２２」を算出する。これにより、換気装置１００の風量は、運転風量Ｑ_ｈから「Ｑ_ｈ−Ｑ_ｈ２」へ調整される。

次に、換気装置１００による動作の変形例について説明する。図１１は、図１に示す換気装置による動作の変形例について説明するためのフローチャートである。図１１に示す動作手順は、換気装置１００が設置される際に換気装置１００が実施する動作手順であって、図８に示す動作手順の変形例である。本変形例では、運転風量と電圧と回転数との関係に基づいて目標回転数Ｎｐを取得して、現在の回転数Ｎｎｗと目標回転数Ｎｐとを比較する。

図１２は、図１に示す換気装置における運転風量と電圧と回転数との関係の例を示す図である。図１２には、運転風量の値と、電圧の値と、回転数の値とを対応付けたデータを示している。図１２に示すデータは、図４に示す関係に基づいて取得される。図１２に示すデータは、記憶部３６に格納される。図１２に示すデータは、目標風量Ｑｐと電圧の指令値Ｖｃとに対応する目標回転数Ｎｐを取得するために使用される。

目標風量入力部３１へ目標風量Ｑｐが入力されると、目標風量入力部３１は、目標風量Ｑｐを電圧値算出部３３へ出力する。これにより、図１１に示すステップＳ２１において、電圧値算出部３３は、目標風量Ｑｐを取得する。ステップＳ２２において、電圧値算出部３３は、電圧の初期値Ｖｓを指令値Ｖｃとして設定する。初期値Ｖｓは、換気装置１００の試運転のためにあらかじめ設定された電圧の値である。

ステップＳ２３において、目標風量入力部３１は、目標回転数Ｎｐを取得する。目標風量入力部３１は、図１１に示す運転風量と電圧と回転数との関係を参照することによって、指令値Ｖｃと目標風量Ｑｐとに対応する回転数である目標回転数Ｎｐを取得する。目標風量入力部３１は、取得された目標回転数Ｎｐを回転数比較部３２へ出力する。

ステップＳ２４において、回転数センサ２６は、モータ１２の回転数Ｎｎｗを検出する。回転数センサ２６は、回転数Ｎｎｗの値を回転数比較部３２へ出力する。ステップＳ２５において、回転数比較部３２は、目標回転数Ｎｐと検出された回転数Ｎｎｗとの差の絶対値である｜Ｎｐ−Ｎｎｗ｜が閾値ΔＮａ未満であるか否かを判断する。閾値ΔＮａは、目標回転数Ｎｐに対する回転数Ｎｎｗの差が、圧力損失Ｌの算出に影響を及ぼさない程度の差であるか否かを判断するための閾値であって、あらかじめ設定された閾値である。

｜Ｎｐ−Ｎｎｗ｜が閾値ΔＮａ以上であると判断された場合（ステップＳ２５，Ｎｏ）、回転数比較部３２は、ステップＳ２６において、回転数Ｎｎｗが目標回転数Ｎｐよりも小さいか否かを判断する。回転数Ｎｎｗが目標回転数Ｎｐよりも小さいと判断された場合（ステップＳ２６，Ｙｅｓ）、電圧値算出部３３は、ステップＳ２７において、現在の指令値Ｖｃにあらかじめ設定された調整値を加えることによって、電圧の指令値Ｖｃを増加させる。電圧値算出部３３は、加算による調整を経た指令値Ｖｃを駆動信号生成部３４へ出力する。

一方、回転数Ｎｎｗが目標回転数Ｎｐ以上であると判断された場合（ステップＳ２６，Ｎｏ）、電圧値算出部３３は、ステップＳ２８において、現在の指令値Ｖｃからあらかじめ設定された調整値を差し引くことによって、電圧の指令値Ｖｃを減少させる。電圧値算出部３３は、減算による調整を経た指令値Ｖｃを駆動信号生成部３４へ出力する。

駆動信号生成部３４は、ステップＳ２７またはステップＳ２８での調整を経た指令値Ｖｃに従って駆動信号Ｓｄを生成する。ステップＳ２７またはステップＳ２８を終えると、換気装置１００は、手順をステップＳ２３に戻す。

上記のステップＳ２５において｜Ｎｐ−Ｎｎｗ｜が閾値ΔＮａ未満であると判断された場合（ステップＳ２５，Ｙｅｓ）、電圧値算出部３３は、現在の指令値Ｖｃを、圧力損失の決定のための電圧値Ｖｄとする。ステップＳ２９において、電圧値算出部３３は、圧力損失の決定のための電圧値Ｖｄを圧力損失算出部３５へ出力する。

ステップＳ３０において、圧力損失算出部３５は、図５に示す電圧と圧力損失との関係を参照することによって、電圧値Ｖｄに対応する圧力損失Ｌを算出する。圧力損失算出部３５は、記憶部３６に記憶されている圧力損失Ｌの各値であるＬ_１，Ｌ_２，・・・の中から、電圧値Ｖｄに対応する圧力損失の値を決定する。圧力損失算出部３５は、決定された値を記憶部３６から読み出すことによって、圧力損失Ｌを算出する。圧力損失算出部３５は、算出された圧力損失Ｌを保持する。

ステップＳ３１において、補正値選択部３７は、風量調整指示部２８によって指示された風量補正値に基づいて、記憶部３６に格納されている電圧補正値の中から電圧補正値を選択する。補正値選択部３７は、図７に示す関係を参照することによって、運転風量ごとに指示された風量補正値と、ステップＳ３０において算出された圧力損失Ｌとに対応する電圧補正値を選択する。これにより、換気装置１００は、図１１に示す手順による動作を終了する。

なお、図８に示す手順による動作の場合においても、回転数比較部３２は、上記のステップＳ３による判断の代わりに、ステップＳ２５と同様に｜Ｎｐ−Ｎｎｗ｜が閾値ΔＮａ未満であるか否かを判断しても良い。

実施の形態１によると、換気装置１００は、換気装置１００へ指示された運転風量と換気装置１００が設置された環境における圧力損失とに対応する電圧値を、記憶部３６に格納されている電圧補正値に基づいて補正することによって電圧の指令値Ｖｃを算出する。これにより、換気装置１００は、換気装置１００にあらかじめ設定された運転風量からの風量の微調整が可能となるという効果を奏する。

実施の形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２にかかる換気装置の概略構成を示す図である。実施の形態２にかかる換気装置１０１は、給気流と排気流との熱交換を行いながら換気を行う熱交換型換気装置である。換気装置１０１は、排気ダクト４８を介して室内１６の空気を室外１７へ送り出すとともに、給気ダクト４９を介して室外１７の空気を室内１６へ取り入れることによって、室内１６を換気する。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。

換気装置１０１は、本体４０と外部端末１５とを有する。本体４０は、モータ４３が搭載されたファンである排気ファン４１と、モータ４４が搭載されたファンである給気ファン４２と、制御装置１３とを有する。排気ファン４１は、本体４０内の排気風路４６に設けられている。排気ファン４１は、モータ４３の駆動によって排気流を発生させる。排気流は、室内１６から室外１７へ向かう空気流である。給気ファン４２は、本体４０内の給気風路４７に設けられている。給気ファン４２は、モータ４４の駆動によって給気流を発生させる。給気流は、室外１７から室内１６へ向かう空気流である。

熱交換器４５は、排気風路４６と給気風路４７とが交差する位置に設けられている。熱交換器４５は、給気流と排気流との間の全熱交換を行う。換気装置１０１は、室内１６を換気することによって、室内１６の快適な空気環境を維持する。また、換気装置１０１は、給気流と排気流との熱交換により、室内１６へ取り込まれる空気と室内１６の空気との温度差を小さくして、室内１６の空調負担を低減させる。

換気装置１０１には、排気流の風量および給気流の風量である運転風量があらかじめ設定されている。図３に示す電圧値算出部３３は、換気装置１０１へ指示された運転風量と換気装置１０１が設置された環境における圧力損失とに対応する電圧値を取得する。電圧値算出部３３は、取得された電圧値を電圧補正値に基づいて補正することによって、モータ４３，４４へ印加される電圧の指令値を算出する。

実施の形態２にかかる換気装置１０１は、実施の形態１にかかる換気装置１００と同様に、換気装置１０１へ指示された運転風量と換気装置１０１が設置された環境における圧力損失とに対応する電圧値を、記憶部３６に格納されている電圧補正値に基づいて補正することによって電圧の指令値Ｖｃを算出する。これにより、換気装置１０１は、換気装置１００にあらかじめ設定された運転風量からの風量の微調整が可能となるという効果を奏する。

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。

１０，４０ 本体、１１ ファン、１２，４３，４４ モータ、１３ 制御装置、１４ 風路、１５ 外部端末、１６ 室内、１７ 室外、１８ ダクト、２０ 商用電源、２１ コンバータ、２２ インバータ、２３ コンデンサ、２４ メモリ、２５ プロセッサ、２６ 回転数センサ、２７ 風量指示部、２８ 風量調整指示部、２９ 表示部、３１ 目標風量入力部、３２ 回転数比較部、３３ 電圧値算出部、３４ 駆動信号生成部、３５ 圧力損失算出部、３６ 記憶部、３７ 補正値選択部、４１ 排気ファン、４２ 給気ファン、４５ 熱交換器、４６ 排気風路、４７ 給気風路、４８ 排気ダクト、４９ 給気ダクト、１００，１０１ 換気装置。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる換気装置は、モータの駆動によって空気流を発生させるファンを有し、空気流を発生させることにより室内を換気する。本発明にかかる換気装置は、換気装置にあらかじめ設定されている運転風量と空気流が流動する流路における圧力損失とモータに印加される電圧との関係を参照することにより、換気装置へ指示された運転風量と換気装置が設置された環境における圧力損失とに対応する電圧値を取得し、運転風量からの風量調整のための電圧の補正値に基づいて電圧値を補正することによって電圧の指令値を算出する電圧値算出部と、補正値を保持する補正値保持部と、を備える。電圧値算出部は、確定された電圧値を補正値に基づいて調整することによって指令値を算出し、指令値の算出を終了する。

Claims (5)

1. モータの駆動によって空気流を発生させるファンを有し、前記空気流を発生させることにより室内を換気する換気装置であって、
   前記換気装置にあらかじめ設定されている運転風量と前記空気流が流動する流路における圧力損失と前記モータに印加される電圧との関係を参照することにより、前記換気装置へ指示された運転風量と前記換気装置が設置された環境における圧力損失とに対応する電圧値を取得し、前記運転風量からの風量調整のための電圧の補正値に基づいて前記電圧値を補正することによって前記電圧の指令値を算出する電圧値算出部と、
   前記補正値を保持する補正値保持部と、
   を備えることを特徴とする換気装置。
2. 前記補正値保持部は、複数の補正値を保持し、
   前記電圧値を補正するための前記補正値を前記複数の補正値の中から選択する補正値選択部を備えることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
3. 前記複数の補正値の中から決定された補正値を指示する風量調整指示部を備え、
   前記補正値選択部は、前記決定された補正値を選択することを特徴とする請求項２に記載の換気装置。
4. 前記運転風量からの風量調整のための調整量を表す情報を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の換気装置。
5. モータの駆動によって空気流を発生させるファンを有する換気装置を制御するための制御装置が実行する換気装置の制御方法であって、
   前記換気装置にあらかじめ設定されている運転風量の中から指示された運転風量である目標風量を取得する工程と、
   前記換気装置に記憶されている運転風量と前記空気流が流動する流路における圧力損失と前記モータに印加される電圧との関係を参照することにより、前記換気装置が設置された環境における圧力損失と前記目標風量とに対応する電圧値を取得する工程と、
   前記運転風量からの風量調整のための電圧の補正値に基づいて前記電圧値を補正することによって前記電圧の指令値を算出する工程と、
   を含むことを特徴とする換気装置の制御方法。

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