WO2021019729A1

WO2021019729A1 - 換気装置および換気装置の制御方法

Info

Publication number: WO2021019729A1
Application number: PCT/JP2019/030014
Authority: WO
Inventors: 福太郎長田; 祐樹宮崎; 加藤　真也
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-02-04
Also published as: JPWO2021019729A1; EP4006435A4; EP4006435A1

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て、電圧の指令値を算出する電圧値算出部（３３）と、指示された運転風量からの風量調整のための電圧の調整量であるバイアス値を指示するバイアス値指示部（３８）と、を備える。電圧値算出部（３３）は、取得された電圧値をバイアス値に基づいて調整することによって、指令値を算出する。

Description

換気装置および換気装置の制御方法

　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。必要換気量を確保するためには、換気装置は、あらかじめ設定された運転風量のうち当該運転風量よりも高い運転風量に風量を切り換えて運転を行う必要がある。通常、換気装置には、複数の運転風量が段階的に設定されることから、換気装置は、風量を増加させるための風量の切り換えによって、必要換気量を確保可能な風量よりも過大な風量での運転を行うことになる。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、過大な風量での運転が必要となる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て、電圧の指令値を算出する電圧値算出部と、指示された運転風量からの風量調整のための電圧の調整量であるバイアス値を指示するバイアス値指示部と、を備える。電圧値算出部は、取得された電圧値をバイアス値に基づいて調整することによって、指令値を算出する。

　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に示す換気装置が換気装置の設置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に示す換気装置へのバイアス値の設定による動作点の変化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。また、外部端末１５は、運転状態についての情報を表示する表示デバイスと、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とを有する。

　回転数比較部３２、電圧値算出部３３、駆動信号生成部３４および圧力損失算出部３５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、プロセッサ２５とインタフェース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３７と、バイアス値Ｖｂを指示するバイアス値指示部３８とを有する。風量指示部３７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３７は、選択された運転モードに対応する風量を目標風量Ｑｐとして指示する。バイアス値Ｖｂは、風量を調整するための調整量を示す。風量指示部３７およびバイアス値指示部３８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。

　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３７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３７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、上記のバイアス値Ｖｂ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。さまざまな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_１，Ｑ_２，Ｑ_３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_１＜Ｑ_２＜Ｑ_３が成り立つものとする。なお、換気装置１００にはＱ_１，Ｑ_２，Ｑ_３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_１１，Ｎ_１２，Ｎ_１３，Ｎ_１４，Ｎ_１５，Ｎ_１６は、それぞれモータ１２にＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５，Ｖ_６の電圧を印加した場合において、運転風量Ｑ_１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_２１，Ｎ_２２，Ｎ_２３，Ｎ_２４，Ｎ_２５は、それぞれモータ１２にＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４，Ｖ_５の電圧を印加した場合において、運転風量Ｑ_２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_３１，Ｎ_３２，Ｎ_３３，Ｎ_３４は、それぞれモータ１２にＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４の電圧を印加した場合において、運転風量Ｑ_３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、Ｖ_３の電圧の印加により運転風量Ｑ_３での運転を行う場合に、回転数はＮ_３３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の値が記憶されている。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に対し、各運転風量Ｑ_１，Ｑ_２，・・・での運転を行う場合における電圧の値Ｖ_１１，Ｖ_１２，・・・，Ｖ_２１，Ｖ_２２，・・・，Ｖ_３１，Ｖ_３２，・・・を算出するために使用される。

　図７は、図１に示す換気装置が換気装置の設置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７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の動作であって、圧力損失Ｌの決定とバイアス値Ｖｂの設定のための動作である。図７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、あらかじめ設定された調整値を現在の指令値Ｖｃに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、あらかじめ設定された調整値を現在の指令値Ｖｃから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に記憶されている圧力損失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。

　ステップＳ９において、バイアス値指示部３８は、バイアス値Ｖｂを設定する。バイアス値Ｖｂは、施工業者の操作によってバイアス値指示部３８へ入力される。施工業者は、あらかじめ設定された運転風量からの風量の微調整の要否と、あらかじめ設定された運転風量からの風量の調整幅とに応じて、任意のバイアス値Ｖｂを入力することができる。バイアス値指示部３８は、入力されたバイアス値Ｖｂを保持することによって、バイアス値Ｖｂを設定する。これにより、換気装置１００は、図７に示す手順による動作を終了する。

　あらかじめ設定された運転風量から風量を増加させる調整を行う場合、バイアス値Ｖｂとして正の値が設定される。あらかじめ設定された運転風量から風量を減少させる調整を行う場合、バイアス値Ｖｂとして負の値が設定される。あらかじめ設定された運転風量から風量の調整を行わない場合、バイアス値Ｖｂとしてゼロが設定される。

　図８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た後における換気装置１００の動作である。図８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_１，Ｑ_２，・・・のうち目標風量Ｑｐと一致する運転風量と、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。

　バイアス値指示部３８は、上記のステップＳ９において設定されたバイアス値Ｖｂ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、バイアス値Ｖｂ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をバイアス値Ｖｂに基づいて調整することによって、電圧の指令値Ｖｃを算出する。電圧値算出部３３は、電圧値Ｖｆにバイアス値Ｖｂを加算することによって電圧値Ｖｆを調整する。電圧値算出部３３は、電圧値Ｖｆとバイアス値Ｖｂとの加算結果を、指令値Ｖｃとする。電圧値算出部３３は、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。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に示す換気装置へのバイアス値の設定による動作点の変化について説明するための図である。図９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。ここでは、運転風量Ｑ_２について、上記のステップＳ８にて算出された圧力損失ＬがＬ_２、かつ上記のステップＳ１２にて取得された電圧値ＶｆがＶ_２２であって、バイアス値Ｖｂの設定によって運転風量Ｑ_２からの風量の微調整を行う場合を例とする。以下の説明にて、ファン１１の動作による風量を動作風量と称することがある。

　指令値ＶｃがＶ_２２である場合、すなわちバイアス値Ｖｂの設定がない場合、ファン１１は運転風量Ｑ_２で動作する。このときモータ１２の回転数はＮ_２２である。この場合において、電圧値ＶｆであるＶ_２２に正のバイアス値Ｖｂが加算されることによって、指令値ＶｃがＶ_２２からＶ_２２＋αへ調整されたとする。バイアス値Ｖｂの加算によって、動作風量は、運転風量Ｑ_２からＱ_２＋αへ増加する。モータ１２の回転数は、Ｎ_２２からＮ_２２＋αへ増加する。

　Ｖ_{２２＋αｍａｘ}は、バイアス値Ｖｂの最大値とＶ_２２との和とする。バイアス値Ｖｂの最大値は正の値とする。Ｖ_{２２＋αｍｉｎ}は、バイアス値Ｖｂの最小値とＶ_２２との和とする。バイアス値Ｖｂの最小値は負の値とする。換気装置１００は、バイアス値Ｖｂが設定されることによって、Ｑ_{２＋αｍａｘ}からＱ_{２＋αｍｉｎ}の範囲において動作風量を調整することができる。モータ１２の回転数は、バイアス値Ｖｂに応じて、Ｎ_{２２＋αｍａｘ}からＮ_{２２＋αｍｉｎ}の範囲において変化する。Ｑ_{２＋αｍａｘ}は、指令値ＶｃがＶ_{２２＋αｍａｘ}である場合における動作風量である。Ｑ_{２＋αｍｉｎ}は、指令値ＶｃがＶ_{２２＋αｍｉｎ}である場合における動作風量である。Ｎ_{２２＋αｍａｘ}は、指令値ＶｃがＶ_{２２＋αｍａｘ}である場合における回転数である。Ｎ_{２２＋αｍｉｎ}は、指令値ＶｃがＶ_{２２＋αｍｉｎ}である場合における回転数である。

　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１０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１０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７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１１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１１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１１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１１に示すデータは、記憶部３６に格納される。図１１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１０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。

　本変形例では図１１に示すデータに含まれる回転数の値ごとに、図５に示すデータが設定されている。ステップＳ３０において、圧力損失算出部３５は、目標回転数Ｎｐについて設定された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、バイアス値指示部３８は、バイアス値Ｖｂを設定する。バイアス値Ｖｂは、施工業者の操作によってバイアス値指示部３８へ入力される。施工業者は、あらかじめ設定された運転風量からの風量の微調整の要否と、あらかじめ設定された運転風量からの風量の調整幅とに応じて、任意のバイアス値Ｖｂを入力することができる。バイアス値指示部３８は、入力されたバイアス値Ｖｂを保持することによって、バイアス値Ｖｂを設定する。これにより、換気装置１００は、図１０に示す手順による動作を終了する。

　なお、図７に示す手順による動作を換気装置１００が行う場合においても、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において、換気装置１００は、外部端末１５から制御装置１３へバイアス値Ｖｂが入力されて、バイアス値Ｖｂに基づいて調整された指令値Ｖｃを算出することによって、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。換気装置１００は、処理回路に設けられている電圧調整手段へバイアス値Ｖｂに応じた信号を直接入力させて、電圧調整手段を制御することによって、風量の微調整を行っても良い。電圧調整手段としては、可変抵抗器が挙げられる。

　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、バイアス値Ｖｂに基づいて調整することにより、モータ１２に印加される電圧の指令値を算出する。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１２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バイアス値Ｖｂに基づいて調整することによって、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、バイアス値Ｖｂに基づいて調整することにより、モータ４３，４４に印加される電圧の指令値を算出する。これにより、換気装置１０１は、換気装置１０１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、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　風量指示部、３８　バイアス値指示部、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。

Claims

　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て、前記電圧の指令値を算出する電圧値算出部と、
　前記指示された運転風量からの風量調整のための電圧の調整量であるバイアス値を指示するバイアス値指示部と、を備え、
　前記電圧値算出部は、取得された前記電圧値を前記バイアス値に基づいて調整することによって、前記指令値を算出することを特徴とする換気装置。
　前記モータの回転数が特定の回転数である場合における圧力損失と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を算出する圧力損失算出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。
　前記あらかじめ設定されている運転風量の中から決定された運転風量である目標風量が入力され、前記目標風量に対応する前記モータの回転数である目標回転数を取得する目標風量入力部と、
　前記モータの回転数が前記目標回転数である場合における圧力損失と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を算出する圧力損失算出部と、
　を備えることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
　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決定された運転風量である目標風量を取得する工程と、
　前記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、
　前記目標風量からの風量調整のための電圧の調整量であるバイアス値を取得する工程と、
　取得された前記電圧値を前記バイアス値に基づいて調整することによって、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。