WO2022264350A1

WO2022264350A1 - 換気システム

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Publication number: WO2022264350A1
Application number: PCT/JP2021/022991
Authority: WO
Inventors: 一外川; 草太小前
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-22
Also published as: EP4357686A1; JPWO2022264350A1; CN117460917A

Abstract

換気システム（１０）は、屋外と室内（１０１）とを結ぶ流路である給気流路（１１０）と、室内（１０１）と屋外とを結ぶ流路である排気流路（１２０）と、給気流路（１１０）に設けられ室内（１０１）へ供給する空気流を発生させる給気送風機（１１）と、排気流路（１２０）に設けられ屋外へ排出する空気流を発生させる排気送風機（１２）と、給気送風機（１１）および排気送風機（１２）の運転を制御する制御装置（１６）と、を備える。制御装置（１６）は、室内（１０１）を除湿するモードである除湿モードが選択されている場合には、給気送風機（１１）および排気送風機（１２）の少なくとも一方を制御して、室内を負圧にする。

Description

換気システム

　本開示は、建物の室内を換気しながら、除湿または加湿を行うことができる換気システムに関する。

　人が活動する室内空間において、新鮮な空気の導入による室内空気質の確保と、冷暖房と除湿または加湿とによる適切な温熱および湿度環境と、を両立することは、快適性の観点から重要な課題である。室内空間を換気しながら、冷暖房と、除湿または加湿と、を行うためには、換気による外気導入に対し、空調機の冷却凝縮、湿度吸着が可能なロータの使用、または加湿器による湿度付与を行いながら冷暖房を行う、すなわち外調する。これによって、快適な温熱および湿度環境を担保することが可能である。これらを実現する手段として、外調機能付き換気システムがある。外調機能付き換気システムでは、外気処理の手段として、空調機による冷却および除湿処理によって、あるいは暖房運転によって昇温した空気に対して加湿運転を行う加熱加湿によって、除湿または加湿を行うことが可能である。

　室内を除湿または加湿する方法として、特許文献１には、建物の内装、内壁を吸放湿が可能な材料で構成し、冷暖房の負荷管理、除湿負荷管理、壁の含水率管理を行うことで、夏季および冬季に快適で、かつ省エネルギである室内空間の提供が可能な建物が開示されている。また、空調機の熱源として、ヒートポンプ方式の冷媒熱交を使用することで、空調機の消費電力を抑制することが可能であり、効率的な冷暖房と除湿または加湿とが可能なことが知られている。特許文献２には、外調機による効率的な冷暖房と除湿運転とが可能な除湿システムが開示されている。特許文献２に記載の除湿システムでは、除湿ロータを用いた、省エネルギ運転が可能でかつ信頼性の高い除湿システムが開示されている。

特開２００９－１２１２３４号公報特許第５６９５７５２号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の建物では、自然エネルギを活用するため省エネルギかつ快適性を作出可能であるが、これは、壁材および内装材の吸放湿が可能な材料特性によるものである。このため、経年による壁材および内装材への汚れの付着および吸着部への詰まりの影響によって、長期的には性能が劣化し、住環境の長期信頼性の点で問題があった。また、特許文献２に記載の除湿システムでは、室内温湿度を快適に整えられるものの、例えば夏場の空気条件では、空調しながら除湿を行うため、除湿の立ち上がりが遅くなる。また、冬場の空気条件での加湿に特許文献２に記載の技術を適用した場合には、加湿の立ち上がりが遅いため、加湿能力を上げるために加熱加湿を長時間継続する必要がある。これらのため、特許文献２に記載の除湿システムでは、目標湿度に到達するまでの消費電力が大きくなってしまうという問題があった。

　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、長期的にも使用が可能であり、除湿時または加湿時の室内湿度の目標値に到達するまでの運転時間を従来に比して短くすることができる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、本開示の換気システムは、屋外と室内とを結ぶ流路である給気流路と、室内と屋外とを結ぶ流路である排気流路と、給気流路に設けられ室内へ供給する空気流を発生させる給気送風機と、排気流路に設けられ屋外へ排出する空気流を発生させる排気送風機と、給気送風機および排気送風機の運転を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、室内を除湿するモードである除湿モードが選択されている場合には、給気送風機および排気送風機の少なくとも一方を制御して、室内を負圧にする。

　本開示にかかる換気システムは、長期的にも使用が可能であり、除湿時または加湿時の室内湿度の目標値に到達するまでの運転時間を従来に比して短くすることができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る換気システムの構成の一例を模式的に示す図実施の形態１に係る換気システムにおける除湿時の給気送風機および排気送風機の制御方法の手順の一例を示すフローチャート実施の形態１に係る換気システムでの除湿モードにおける時間に対する湿度の変化の一例を示す図実施の形態１に係る換気システムでの加湿モードにおける時間に対する湿度の変化の一例を示す図実施の形態２に係る換気システムの構成の一例を模式的に示す図実施の形態３に係る換気システムの構成の一例を模式的に示す図実施の形態４に係る換気システムの構成の一例を模式的に示す図実施の形態１から４に係る換気システムに備えられる制御装置の制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図

　以下に、本開示の実施の形態にかかる換気システムを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る換気システムの構成の一例を模式的に示す図である。換気システム１０は、家、マンション、ビル等の建物１００に適用される。換気システム１０は、給気送風機１１と、排気送風機１２と、差圧センサ１３と、温湿度センサ１４ａ，１４ｂと、設定装置１５と、制御装置１６と、を備える。

　給気送風機１１は、屋外と建物１００の内部の室内１０１とを結ぶ流路である給気流路１１０を構成する給気ダクト１１５に設けられる。給気送風機１１は、給気流路１１０で、室内１０１へ供給する空気流を発生させる。給気流路１１０は、建物１００の外壁に設けられる外気吸込口１１０ａと天井板１０３に設けられる給気口１１０ｂとを結ぶ流路である。

　排気送風機１２は、建物１００の室内１０１と屋外とを結ぶ流路である排気流路１２０を構成する排気ダクト１２５に設けられる。排気送風機１２は、排気流路１２０で、屋外へ排出する空気流を発生させる。排気流路１２０は、天井板１０３に設けられる室内空気吸込口１２０ａと建物１００の外壁に設けられる排気吐出口１２０ｂとを結ぶ流路である。

　一例では、給気送風機１１および排気送風機１２は、建物１００の内部の天井裏１０２の空間に設けられる。給気送風機１１および排気送風機１２は、一例では複数の段階の風量に切り替え可能である。以下では、風量の段階は、ノッチと称される。

　差圧センサ１３は、室内１０１と屋外との差圧を検知するセンサである。差圧センサ１３は、差圧を制御装置１６に出力する。

　温湿度センサ１４ａ，１４ｂは、室内１０１および屋外の湿度を示す情報である湿度情報を検知するセンサである。温湿度センサ１４ａ，１４ｂは、求められる状況によって、相対湿度または絶対湿度を検知する。相対湿度を検知する場合には、温度と湿度とが検知される。温湿度センサ１４ａは、室内１０１に、一例では、給気口１１０ｂ付近に設けられ、温湿度センサ１４ｂは、屋外に設けられる。温湿度センサ１４ａ，１４ｂは、相対湿度または絶対湿度を測定し、測定結果を制御装置１６に出力する。以下では、相対湿度は、湿度と称され、絶対湿度と区別する場合に、相対湿度、絶対湿度と表記される。温湿度センサ１４ａは、第１湿度検知部に対応し、温湿度センサ１４ａが検知する湿度情報は、第１湿度情報に対応する。温湿度センサ１４ｂは、第２湿度検知部に対応し、温湿度センサ１４ｂが検知する湿度情報は、第２湿度情報に対応する。

　設定装置１５は、ユーザからの換気システム１０の動作についての設定である入力情報を受け付け、入力情報に従って換気システム１０の動作の設定を制御装置１６に対して行う運転設定情報を送信する装置である。一例では、設定装置１５は、換気システム１０での動作を除湿または加湿とするかの設定を制御装置１６に対して行うコントローラスイッチである。また、設定装置１５は、換気システム１０の動作を設定することができるアプリケーションがインストールされており、制御装置１６と通信可能なものであれば、スマートフォン、タブレット等の携帯情報端末であってもよい。以下では、換気システム１０で、室内１０１を除湿するモードは、除湿モードと称され、室内１０１を加湿するモードは、加湿モードと称される。

　制御装置１６は、給気送風機１１および排気送風機１２の運転を制御する。制御装置１６は、通信部１６１と、制御部１６２と、を有する。通信部１６１は、給気送風機１１、排気送風機１２、差圧センサ１３および温湿度センサ１４ａ，１４ｂと配線を介して接続される。通信部１６１は、設定装置１５と有線または無線によって通信可能である。また、通信部１６１は、インターネットと接続可能な構成であってもよい。通信部１６１は、設定装置１５からの換気システム１０の動作の設定についての指示を含む運転設定情報を受信し、運転設定情報を制御部１６２に渡す。通信部１６１は、差圧センサ１３および温湿度センサ１４ａ，１４ｂから検知結果を受信すると、検知結果を制御部１６２に渡す。また、制御部１６２は、差圧センサ１３および温湿度センサ１４ａ，１４ｂからの検知結果と、運転設定情報と、に基づいて、給気送風機１１および排気送風機１２の動作を制御する。

　除湿または加湿のために、建物１００は、換気システム１０とは別体として、空調機３１、除湿器３２および加湿器３３の少なくともいずれか１つを備えていてもよい。すなわち、空調機３１、除湿器３２および加湿器３３の少なくともいずれか１つを用いることで、換気システム１０による換気とは別の室内循環によって、室内１０１の温調および湿調が可能となる。なお、空調機３１と除湿器３２とが一体となって構成されていてもよい。一例では、空調機３１が、除湿用熱交換器を有し、冷暖房を行うことができる装置であってもよい。空調機３１、除湿器３２および加湿器３３は、制御装置１６と配線を介して接続されていてもよい。すなわち、制御装置１６が、空調機３１、除湿器３２および加湿器３３の動作を制御可能としてもよい。空調機３１、除湿器３２および加湿器３３からの運転信号、出力情報を換気システム１０の制御装置１６へと外部入力可能なように構成することで、制御装置１６は、空調機３１、除湿器３２および加湿器３３の運転状態に応じたリアルタイムでの調湿運転が可能となる。

　実施の形態１では、制御部１６２は、設定装置１５から除湿モードでの運転の指示を受け、除湿モードが選択されている場合には、室内１０１の気圧が負圧となるように、給気送風機１１および排気送風機１２の少なくとも一方を制御する。制御部１６２は、設定装置１５から加湿モードでの運転の指示を受け、加湿モードが選択されている場合には、室内１０１の気圧が正圧となるように、給気送風機１１および排気送風機１２の少なくとも一方を制御する。給気送風機１１および排気送風機１２はそれぞれ個別に動作可能なように制御装置１６に接続および配置される。また、上記したように、除湿時または加湿時に、室内１０１を負圧または正圧に制御することで、除湿または加湿の立ち上がりをアシスト可能としている。

　ここで、除湿時および加湿時の制御方法について説明する。図２は、実施の形態１に係る換気システムにおける除湿時の給気送風機および排気送風機の制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、設定装置１５からの運転設定情報によって、除湿モードが選択された場合を想定する。

　まず、制御部１６２は、温湿度センサ１４ａ，１４ｂから室内１０１および屋外の湿度を取得し（ステップＳ１１）、室内１０１の湿度が屋外の湿度よりも高いかを判定する（ステップＳ１２）。室内１０１の湿度が屋外の湿度よりも高い場合（ステップＳ１２でＹｅｓの場合）には、制御部１６２は、排気送風機１２の風量である排気風量が給気送風機１１の風量である給気風量よりも大きくなるように制御する（ステップＳ１３）。一例では、制御部１６２は、直前の排気風量の状態よりも排気風量を増加させる。また、他の例では、制御部１６２は、排気風量を調節可能な風量のうち最大に設定し、給気風量を抑制する。つまり、制御部１６２は、室内１０１が負圧となるように給気風量および排気風量を制御する。これは、室内１０１を負圧に制御することで、壁面に吸着された水蒸気を気化させやすくする効果があり、室内１０１の除湿効果を高めるためである。なお、給気風量および排気風量は、給気送風機１１および排気送風機１２の出力を変えることで変化させることができる。

　ついで、制御部１６２は、差圧センサ１３から室内１０１と屋外との差圧を取得する（ステップＳ１４）。その後、制御部１６２は、差圧が負であるか、すなわち屋外の圧力よりも室内１０１の圧力が小さいかを判定する（ステップＳ１５）。差圧が負ではない場合（ステップＳ１５でＮｏの場合）には、ステップＳ１３に処理が戻る。ステップＳ１３からＳ１５までの処理の一例では、まず室内１０１を負圧化し、さらに負圧化として排気送風機１２のノッチを上げまたは給気送風機１１のノッチを下げ、さらには排気送風機１２のノッチを最大にするとよい。

　差圧が負である場合（ステップＳ１５でＹｅｓの場合）には、制御部１６２は、空調機３１または除湿器３２の電源をオンにし、空調機３１または除湿器３２を動作させる（ステップＳ１６）。その後、制御部１６２は、温湿度センサ１４ａ，１４ｂから室内１０１および屋外の湿度を取得し（ステップＳ１７）、室内１０１の湿度が屋外の湿度よりも高いかを判定する（ステップＳ１８）。室内１０１の湿度が屋外の湿度よりも高い場合（ステップＳ１８でＹｅｓの場合）には、室内１０１の湿度が屋外の湿度よりも低くなるまで待ち状態となる。

　室内１０１の湿度が屋外の湿度よりも低くなった場合（ステップＳ１８でＮｏの場合）、あるいはステップＳ１２で室内１０１の湿度が屋外の湿度よりも低い場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）には、制御部１６２は、室内１０１を常時負圧化し、かつ排気風量を抑制する（ステップＳ１９）。つまり、制御部１６２は、排気風量が給気風量よりも大きい状態となるように、排気送風機１２および給気送風機１１の風量を直前の風量の状態から減少させるとともに、給気送風機１１の風量の低減量を排気送風機１２の風量の低減量よりも大きくする。一例では、制御部１６２は、排気送風機１２の風量を１ノッチ低下させ、給気送風機１１の風量を２ノッチ低下させる。また、このとき、空調機３１または除湿器３２が動作していない場合には、空調機３１および除湿器３２を動作させて除湿を維持する。これによって、室内１０１への湿度導入を抑制し、壁面への水蒸気の吸着を避け、別体で用意された空調機３１または除湿器３２で室内１０１の除湿を行い、快適な湿度環境かつ省エネルギである除湿運転を実現する。また、建物１００の壁材および内装材に吸放湿が可能な材料を使用するものではないので、経年によって除湿性能が劣化することがない。以上で、処理が終了する。

　なお、ステップＳ１２で室内１０１の湿度が屋外の湿度と等しい場合には、ステップＳ１３の処理に移行してもよいし、ステップＳ１９の処理に移行してもよい。ステップＳ１５で差圧が０である場合には、ステップＳ１６の処理に移行してもよいし、ステップＳ１３の処理に移行してもよい。ステップＳ１８で室内１０１の湿度が屋外の湿度と等しい場合には、ステップＳ１８の処理に移行してもよいし、ステップＳ１９の処理に移行してもよい。

　一方、設定装置１５からの運転設定情報によって、加湿モードが選択された場合には、制御部１６２は、室内１０１を正圧にするように給気送風機１１および排気送風機１２の少なくとも一方の風量を制御する。具体的には、制御部１６２は、給気送風機１１の風量を下げ、排気送風機１２の風量を給気送風機１１の風量よりも抑制することで、室内１０１を正圧に制御する。通常、加湿が必要な時期は冬季であるため、外気導入量は増加しないことが望ましい。このように室内１０１を正圧とすることで、壁面に吸着した水蒸気の脱着を抑制する。そして、別体で設けた加湿器３３のアシストを行い、加湿立ち上がりを早くすることができる。

　加湿する場合には、一例では、制御部１６２は、まず室内１０１を正圧化し、さらに正圧化として排気送風機１２のノッチを下げる。つまり、制御部１６２は、排気風量を直前の排気風量の状態よりも低下させるように制御する。外気導入量も減らすために、制御部１６２は、正圧を維持したまま給気送風機１１のノッチも下げるとよい。つまり、制御部１６２は、排気風量および給気風量を、直前の風量の状態から下げるとともに、給気送風機１１の風量の低減量が、排気送風機１２の風量の低減量よりも小さくなるように制御する。

　なお、上記した説明では、設定装置１５からの運転設定情報によって、除湿モードまたは加湿モードの制御を開始する場合を説明した。設定装置１５が換気システム１０に備えられるコントローラスイッチである場合には、コントローラスイッチをユーザが操作することによって、設定されたモードの制御が開始される。また、設定装置１５がスマートフォン等の携帯情報端末である場合には、換気システム１０に対して非接触で、遠隔操作されることによって、設定されたモードの制御が開始される。しかし、除湿モードまたは加湿モードの制御の開始は、設定装置１５からの運転設定情報によるものだけにとどまらない。一例では、制御装置１６の通信部１６１がウェブ（ＷＥＢ）から日時および天気情報を取得し、制御部１６２が、日時および天気情報が、除湿が必要な季節および温湿度の条件、あるいは加湿が必要な季節および温湿度の条件を満たすかを判定し、満たす場合に、除湿モードまたは加湿モードの制御を開始するようにしてもよい。

　また、図１には、温湿度センサ１４ａは室内１０１の給気口１１０ｂ付近に設置され、温湿度センサ１４ｂは屋外に配置されている。このように温湿度センサ１４ａ，１４ｂが室内１０１の給気口１１０ｂの湿度と屋外の湿度とをモニタすることで、非定常性の強い湿度変化に対しても追従性のよい湿度制御が可能となる。また、温湿度センサ１４ａ，１４ｂは給気送風機１１に一体として取り付けてあってもよい。温湿度センサ１４ａ，１４ｂおよび差圧センサ１３は、換気システム１０の外部に別体として設置されていてもよい。この場合には、各センサの情報は換気システム１０に設けられる制御装置１６に外部入力できる仕様とすればよい。

　図３は、実施の形態１に係る換気システムでの除湿モードにおける時間に対する湿度の変化の一例を示す図であり、図４は、実施の形態１に係る換気システムでの加湿モードにおける時間に対する湿度の変化の一例を示す図である。これらの図において、横軸は時間を示しており、縦軸は室内１０１の湿度を示している。

　除湿モードでは、図３に示されるように、時刻ｔ１までは換気による除湿が行われ、時刻ｔ１で、換気による除湿に加えて除湿器３２による除湿運転が開始される。換気による除湿では、最初に急激に湿度が低下した後、略一定の割合で湿度が低下する。そして、時刻ｔ１で除湿器３２の運転が開始されると急激に湿度が低下し、その後、略一定の割合で湿度が低下する。

　加湿モードでは、図４に示されるように、時刻ｔ２までは換気による加湿が行われ、時刻ｔ２で、換気による加湿に加えて加湿器３３による加湿運転が開始される。換気による加湿では、最初に急激に湿度が増加した後、略一定の割合で湿度が増加する。そして、時刻ｔ２で加湿器３３の運転が開始されると急激に湿度が増加する。

　温湿度センサ１４ａ，１４ｂのセンシング情報として、時間微分に対して変化率が、ゼロも含む一定値である場合、または変曲点が生じた場合に、室内１０１および壁面の吸湿状態または放湿状態が完了したこと、または除湿運転もしくは加湿運転が開始したことをモニタすることができる。つまり、湿度の時間微分をモニタすることで、感度良く室内１０１の環境に追従した制御が可能となる。

　差圧センサ１３については、除湿モードまたは加湿モードによって負圧または正圧が異なるが、少なくとも室内外で２０Ｐａ以上の差圧を設けることで、壁面の水蒸気の吸着または脱着のアシストを行うことが可能となる。一方で、室内１０１の差圧が大きすぎる場合には、部屋間の扉の開閉の抵抗が大きくなることが予想される。このため、室内外の差圧は２００Ｐａ以下となるように、給気送風機１１および排気送風機１２を制御することが望ましい。

　このとき、差圧センサ１３と給気送風機１１および排気送風機１２とを活用することで、室内１０１の状態を感知することもできる。例えば、排気送風機１２の風量を上げて、給気送風機１１の風量を止めた運転を行うと、部屋が閉め切られている状態、すなわち部屋に設けられている扉および窓が閉まっている状態であれば、時間の経過とともに差圧センサ１３により室内１０１が負圧であることがモニタされる。しかし、扉または窓が開いている状態、すなわち部屋が閉め切られていない状態であれば、負圧が生じにくいことがわかる。このため、制御部１６２は、負圧が生じにくい状態を検知すると、扉または窓が開いている状態であることを報知し、ユーザに扉または窓を閉めた状態に促すことができる。

　以上のように、実施の形態１では、給気送風機１１、排気送風機１２、差圧センサ１３、温湿度センサ１４ａ，１４ｂおよび制御装置１６を備える換気システム１０と、別体で設けた空調機３１、除湿器３２および加湿器３３のうち少なくとも１つとの間で、連動した制御を行う。具体的には、除湿を行う場合には、室内１０１を負圧とするように給気送風機１１および排気送風機１２の風量を制御し、加湿を行う場合には、室内１０１を正圧とするように給気送風機１１および排気送風機１２の風量を制御する。室内１０１を負圧とすることで、壁面に吸着された水蒸気が気化されやすくなり、室内１０１の除湿効果を高めることができる。また、室内１０１を正圧とすることで、壁面への水蒸気の吸着を抑制し、室内１０１の加湿効果を高めることができる。

　さらに、実施の形態１の換気システム１０では、空調機３１、除湿器３２および加湿器３３とは別体として設けられ、室内環境をユーザが設定した湿度環境にすることができる。例えば、除湿モードにした場合には、室内１０１を負圧にして、壁面に吸着された水蒸気の気化を促進させた後に、空調機３１または除湿器３２を運転させるようにした。これによって、空調機３１または除湿器３２の運転を開始させてから目的とする湿度に到達するまでの時間を従来に比して短縮することができ、消費電力を抑えることができる。また、加湿モードにした場合には、室内１０１を正圧にして、壁面への水蒸気の吸着を抑制した後に、空調機３１または加湿器３３を運転させるようにした。これによって、加湿の立ち上がりを従来に比して早めることができ、空調機３１または加湿器３３の運転を開始させてから目的とする湿度に到達するまでの時間を従来に比して短縮することができ、消費電力を抑えることができる。また、差圧を利用して壁材および内装材における水蒸気の吸着または脱着を利用するものであり、吸放湿が可能な材料特性を有する壁材および内装材を用いるものではないので、長期的に性能が劣化することがない。すなわち、従来に比して住環境の長期信頼性を有する換気システム１０を提供することができる。以上のように、室内１０１の除湿または加湿の立ち上がりを差圧の制御で促進し、長期的にも機能を損なうことなく使用が可能であり、除湿時または加湿時の室内湿度の目標値に対して、従来に比して運転時間を短くすることが可能になるという効果を有する。

実施の形態２．
　図５は、実施の形態２に係る換気システムの構成の一例を模式的に示す図である。なお、実施の形態１と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。実施の形態２の換気システム１０Ａは、給気口１１０ｂの室内１０１側に、すなわち給気流路１１０の室内１０１への出口端に、給気の向きを変更可能な給気制御部材１７をさらに備える。給気制御部材１７の一例は、風量および風向を可変とすることができるシャッタ、ルーバである。給気制御部材１７は、図示しないが、風向変更部材と、風向変更部材を駆動する駆動部とを有し、制御装置１６からの指示によって風量または風向を変えることができる。給気制御部材１７を設けることで、室内導入空気量の調節、また導入した空気の吹き出しの向きを制御することが可能となる。また、給気制御部材１７での吹き出し制御を行うことで、除湿または加湿に対するアシストを行うことが可能となる。

　また、給気口１１０ｂと、空調機３１の室内空気吸込口３１１と、が隣接するように配置され、給気制御部材１７は、給気口１１０ｂからの空気を空調機３１の室内空気吸込口３１１側に送出することができる構成となっている。

　屋外側の方が低湿度の場合の除湿モード時には、初期的な壁面を含む室内１０１の除湿ができた後には、制御部１６２は、給気制御部材１７の向きを制御し、壁面への外気吹き付けを行う。これによって、壁面近傍の対流湿度伝達率を向上させ、壁面からの湿度脱着を促進させることができる。対流湿度伝達率は、周囲への水蒸気の移動のしやすさを示す。制御部１６２は、同時に排気送風機１２の風量を低下させる。これによって、外気から取り入れた乾燥した空気を壁面に選択的に送風し、さらなる壁面の除湿を可能とする。また、室内１０１の湿度が屋外の湿度と同程度に低下した際には、制御部１６２は、空調機３１または除湿器３２の運転を開始し、空調機３１または除湿器３２における還気、すなわちリターンに対して、給気送風機１１による空気の流れを給気制御部材１７から吹き付けるように制御する。これによって、給気送風機１１からの給気が、空調機３１または除湿器３２に導入されることになり、空調機３１または除湿器３２で直接除湿され、快適な空気を室内１０１に提供することが可能となる。この場合、給気制御部材１７が空調機３１の室内１０１への吹出口３１２にも風向制御可能なルーバであると、さらに効果が高くなる。

　一方、加湿モード時には、制御部１６２は、湿度情報として室内１０１および屋外の絶対湿度を取得し、屋外の方が室内１０１よりも高湿度である場合には、給気風量を上げ、壁面へ外気が吹き当てられるように、給気送風機１１および給気制御部材１７を制御する。これによって、さらに積極的に外気導入が行われ、壁面への湿度吸着が促進される。この結果、室内１０１の空気に対する加湿アシストが可能となる。

　実施の形態２の換気システム１０Ａは、給気流路１１０の給気口１１０ｂの室内１０１側に、給気流路１１０から吐出される給気の風量および風向を変更可能な給気制御部材１７を備える。制御部１６２は、除湿モードまたは加湿モードの場合には、室内１０１の壁面に向かって給気が吹き出すように給気制御部材１７を制御する。これによって、除湿モードの場合には、さらなる壁面の除湿を可能とし、加湿モードの場合には、壁面への湿度吸着を促進することができる。

実施の形態３．
　図６は、実施の形態３に係る換気システムの構成の一例を模式的に示す図である。なお、実施の形態１と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。実施の形態１の換気システム１０は、給気送風機１１および排気送風機１２を個々に有するものであったが、実施の形態３の換気システム１０Ｂは、給気送風機１１および排気送風機１２を備える全熱交換器１８を備える。全熱交換器１８は、筐体１８１と、給気送風機１１と、排気送風機１２と、全熱交換エレメント１８５と、を有する。

　筐体１８１は、一例では、直方体状である。筐体１８１は、筐体１８１の長手方向の一端面１８ａにおいて設けられる外気吸込口１８１ａ、排気吐出口１８１ｂを備える。筐体１８１は、筐体１８１の長手方向において一端面１８ａと対向する他端面１８ｂにおいて設けられる給気吐出口１８１ｃおよび室内空気吸込口１８１ｄを備える。筐体１８１は、全熱交換エレメント１８５を介して外気吸込口１８１ａと給気吐出口１８１ｃとを結ぶ給気流路１８２と、全熱交換エレメント１８５を介して室内空気吸込口１８１ｄと排気吐出口１８１ｂとを結ぶ排気流路１８３と、を内部に備える。筐体１８１の給気吐出口１８１ｃと天井板１０３の給気口１１０ｂとは、給気ダクト１１５によって接続され、筐体１８１の室内空気吸込口１８１ｄと天井板１０３の室内空気吸込口１２０ａとは、排気ダクト１２５によって接続される。

　筐体１８１内において、給気流路１８２と排気流路１８３とは、仕切板部材によって仕切られている。全熱交換エレメント１８５は、給気流路１８２を流れる給気と排気流路１８３を流れる排気との間で熱交換を行う。一例では、全熱交換エレメント１８５は、図示しない排気流路と給気流路とが互いに交差して積層される構造を有する。筐体１８１に設けられる給気流路１８２と全熱交換エレメント１８５の給気流路とが接続され、筐体１８１に設けられる排気流路１８３と全熱交換エレメント１８５の排気流路とが接続されるように、全熱交換エレメント１８５は筐体１８１内に配置される。全熱交換エレメント１８５に給気および排気を流すことで、温度および湿度、すなわち全熱を交換可能である。これによって、全熱交換エレメント１８５は、除湿器３２および加湿器３３と同等の機能を有する。つまり、全熱交換器１８は、除湿器３２および加湿器３３を内蔵している換気装置とみなすことができる。

　図６の例では、給気送風機１１は、筐体１８１内の給気流路１８２の全熱交換エレメント１８５よりも下流側に配置される。排気送風機１２は、筐体１８１内の排気流路１８３の全熱交換エレメント１８５よりも下流側に配置される。

　筐体１８１内において、給気流路１８２は、全熱交換エレメント１８５を通過しないバイパス風路１８６も有している。この場合、全熱交換エレメント１８５を通る経路、およびバイパス風路１８６を通る経路のいずれかを選択することができる風路切換部が筐体１８１内に設けられる。なお、図６では、給気流路１８２にバイパス風路１８６を設ける場合を示したが、排気流路１８３にバイパス風路を設けてもよい。

　室内１０１側の方が屋外よりも湿度が高い場合の除湿モード時には、制御部１６２は、全熱交換エレメント１８５を通過させず、バイパス風路１８６を通過させるように、筐体１８１内の風路を切り替える。屋外の空気が全熱交換エレメント１８５を通過しないことで、給気と排気との間の熱および湿度の交換がされないため、外気湿度をそのまま室内１０１に導入することができる。制御部１６２は、室内１０１の湿度が屋外の湿度と同等以下となった場合には、給気および排気ともに全熱交換エレメント１８５を通過させ、湿度交換を行う。これによって、エネルギを別途投入することなく屋外の空気を除湿し、室内１０１へと導入することが可能であり、省エネルギを実現しながら室内１０１の除湿をアシストすることが可能となる。

　屋外の方が室内１０１よりも湿度が高い場合の加湿モード時も同様に、制御部１６２は、全熱交換エレメント１８５を通過させず、バイパス風路１８６を通過させるように、筐体１８１内の風路を切り替えて、外気導入を行う。これによって、屋外の空気が全熱交換エレメント１８５を通過しないことで、給気と排気との間の熱および湿度の交換がされないため、外気湿度をそのまま室内１０１に導入することができ、室内加湿をアシストすることができる。また、制御部１６２は、室内１０１が高湿度になった場合、一例では室内１０１の湿度が屋外の湿度と同等以上となった場合には、給気および排気ともに全熱交換エレメント１８５を通過させ、湿度交換を行う。これによって、外気を加湿した状態で室内１０１へ導入することが可能であり、より省エネルギな加湿アシストを可能とする。なお、全熱交換エレメント１８５の代わりに、除湿用コイルである冷暖房用コイルおよび加湿器３３を一体として搭載した外気処理ユニットを用いることで、制御性のよい除加湿が可能となる。

　実施の形態３では、給気流路１８２に設けられる給気送風機１１と、排気流路１８３に設けられる排気送風機１２と、給気流路１８２および排気流路１８３に設けられる全熱交換エレメント１８５と、を備える全熱交換器１８を、実施の形態１の給気送風機１１および排気送風機１２の代わりに配置した。制御部１６２は、除湿モード時および加湿モード時に、排気と給気との間で全熱交換が行われるように制御する。これによって、全熱交換器１８による全熱回収を行った分、全熱調整のエネルギを節約した除湿または加湿を伴う換気運転を行うことが可能となる。

実施の形態４．
　図７は、実施の形態４に係る換気システムの構成の一例を模式的に示す図である。なお、実施の形態１，２と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。実施の形態４の換気システム１０Ｃは、室内１０１に存在する人の数である在室人数を検知する人検知部１９をさらに備える。人検知部１９は、制御装置１６と配線を介して接続される。一例では、人検知部１９は、空調機３１に搭載されるものであってもよい。

　制御部１６２は、人検知部１９の検知結果を用いて、在室人数の把握を行い、人が発する水蒸気量も加味して除湿動作または加湿動作を調整する。一例では、制御部１６２は、１人の人が発する水蒸気量の平均値をデータとして保持しており、このデータと、在室人数と、から人が発する水蒸気量を算出する。

　また、制御部１６２は、除湿モード時には、空調機３１からの除湿された空気を極力人に当てないように制御し、人からの水蒸気放散を減らす運転を行う。また、除湿運転開始時には、制御部１６２は、空調機３１からの吹き出し空気を壁面に向かって吹き出すように制御する。このように壁面に向かって空気を吹き出すことで、壁面から水蒸気の脱着が促される。なお、制御部１６２は、人検知部１９での検知結果から室内１０１での人の位置を把握することができるので、人のいない位置に空気が吹き出すように給気制御部材１７を制御することが可能である。一方、制御部１６２は、加湿モード時には、人が発する水蒸気量を加味し、加湿器３３の出力を減らすように加湿器３３に信号を送る。

　実施の形態４の換気システム１０Ｃは、室内１０１に存在する人を検知する人検知部１９をさらに備える。制御部１６２は、人検知部１９での検知結果を用いて、在室人数を把握し、人が発する水蒸気量を算出し、除湿器３２による除湿または加湿器３３による加湿の動作を微調整する。これによって、さらに省エネルギな除湿または加湿を伴う換気運転が可能となる。

　制御部１６２は、処理回路として実現される。処理回路は専用のハードウェアであってもよいし、集積回路であってもよいし、プロセッサを備える回路であってもよい。図８は、実施の形態１から４に係る換気システムに備えられる制御装置の制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御部１６２は、プロセッサ５０１と、メモリ５０２と、を備える。プロセッサ５０１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央処理装置、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、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）とも称される）、システムＬＳＩ（Large　Scale　Integration）などである。メモリ５０２は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　Read　Only　Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　Erasable　Programmable　Read-Only　Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）等である。プロセッサ５０１とメモリ５０２とはバスライン５０３を介して接続される。

　制御部１６２は、温湿度センサ１４ａ，１４ｂおよび差圧センサ１３での検知結果に基づく給気送風機１１および排気送風機１２の風量の制御の処理の手順を記述したプログラムをメモリ５０２から読み出し、プロセッサ５０１が実行することにより実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、制御部１６２の機能のうちの一部を専用のハードウェアである電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ５０１およびメモリ５０２を用いて実現するようにしてもよい。一例では、制御部１６２は、給気送風機１１および排気送風機１２の動作を電気信号によって制御する。

　以上の実施の形態に示した構成は、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、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、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。

　１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　換気システム、１１　給気送風機、１２　排気送風機、１３　差圧センサ、１４ａ，１４ｂ　温湿度センサ、１５　設定装置、１６　制御装置、１７　給気制御部材、１８　全熱交換器、１９　人検知部、３１　空調機、３２　除湿器、３３　加湿器、１００　建物、１０１　室内、１０２　天井裏、１０３　天井板、１１０，１８２　給気流路、１１０ａ，１８１ａ　外気吸込口、１１０ｂ　給気口、１１５　給気ダクト、１２０，１８３　排気流路、１２０ａ，１８１ｄ，３１１　室内空気吸込口、１２０ｂ，１８１ｂ　排気吐出口、１２５　排気ダクト、１６１　通信部、１６２　制御部、１８１　筐体、１８１ｃ　給気吐出口、１８５　全熱交換エレメント、１８６　バイパス風路、３１２　吹出口。

Claims

　屋外と室内とを結ぶ流路である給気流路と、
　前記室内と前記屋外とを結ぶ流路である排気流路と、
　前記給気流路に設けられ前記室内へ供給する空気流を発生させる給気送風機と、
　前記排気流路に設けられ前記屋外へ排出する空気流を発生させる排気送風機と、
　前記給気送風機および前記排気送風機の運転を制御する制御装置と、
　を備え、
　前記制御装置は、前記室内を除湿するモードである除湿モードが選択されている場合には、前記給気送風機および前記排気送風機の少なくとも一方を制御して、前記室内を負圧にすることを特徴とする換気システム。
　前記室内の湿度を示す情報である第１湿度情報を検知する第１湿度検知部と、
　前記屋外の湿度を示す情報である第２湿度情報を検知する第２湿度検知部と、
　をさらに備え、
　前記制御装置は、前記第１湿度情報および前記第２湿度情報を取得し、前記第１湿度情報が前記第２湿度情報よりも大きい場合には、前記排気送風機の風量を直前の風量の状態よりも増加させることを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
　前記制御装置は、前記排気送風機を調節可能な風量のうち最大風量とすることを特徴とする請求項２に記載の換気システム。
　前記制御装置は、前記第１湿度情報および前記第２湿度情報を取得し、前記第１湿度情報が前記第２湿度情報よりも小さい場合には、前記排気送風機および前記給気送風機の風量を直前の風量の状態から減少させるとともに、前記給気送風機の風量の低減量を前記排気送風機の風量の低減量よりも大きくすることを特徴とする請求項２または３に記載の換気システム。
　前記制御装置は、前記排気送風機を調節可能な風量のうち最大風量とすることを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
　前記室内の湿度を示す情報である第１湿度情報を検知する第１湿度検知部と、
　前記屋外の湿度を示す情報である第２湿度情報を検知する第２湿度検知部と、
　をさらに備え、
　前記制御装置は、前記第１湿度情報および前記第２湿度情報を取得し、前記第１湿度情報が前記第２湿度情報よりも小さい場合には、前記排気送風機および前記給気送風機の風量を直前の風量の状態から減少させるとともに、前記給気送風機の風量の低減量を前記排気送風機の風量の低減量よりも大きくすることを特徴とする請求項１または５に記載の換気システム。
　屋外と室内とを結ぶ流路である給気流路と、
　前記室内と前記屋外とを結ぶ流路である排気流路と、
　前記給気流路に設けられ前記室内へ供給する空気流を発生させる給気送風機と、
　前記排気流路に設けられ前記屋外へ排出する空気流を発生させる排気送風機と、
　前記給気送風機および前記排気送風機の運転を制御する制御装置と、
　を備え、
　前記制御装置は、前記室内を加湿するモードである加湿モードが選択されている場合には、前記給気送風機および前記排気送風機の少なくとも一方を制御して、前記室内を正圧にすることを特徴とする換気システム。
　前記制御装置は、前記排気送風機の風量を直前の風量の状態よりも低下させることを特徴とする請求項７に記載の換気システム。
　前記制御装置は、前記排気送風機および前記給気送風機の風量を直前の風量の状態から減少させるとともに、前記給気送風機の風量の低減量を前記排気送風機の風量の低減量よりも小さくすることを特徴とする請求項７または８に記載の換気システム。
　屋外と室内とを結ぶ流路である給気流路と、
　前記室内と前記屋外とを結ぶ流路である排気流路と、
　前記給気流路に設けられ前記室内へ供給する空気流を発生させる給気送風機と、
　前記排気流路に設けられ前記屋外へ排出する空気流を発生させる排気送風機と、
　前記給気送風機および前記排気送風機の運転を制御する制御装置と、
　を備え、
　前記制御装置は、
　前記室内を除湿するモードである除湿モードが選択されている場合には、前記給気送風機および前記排気送風機の少なくとも一方を制御して、前記室内を負圧にし、
　前記室内を加湿するモードである加湿モードが選択されている場合には、前記給気送風機および前記排気送風機の少なくとも一方を制御して、前記室内を正圧にすることを特徴とする換気システム。
　前記給気流路の前記室内への出口端に設けられ、前記室内へ向かって吹き出す給気の向きを変更可能な給気制御部材をさらに備え、
　前記制御装置は、前記室内を除湿するモードである除湿モードまたは前記室内を加湿するモードである加湿モードの場合には、前記給気が前記室内の壁面に向かって吹き出すように前記給気制御部材を制御することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の換気システム。
　前記屋外から前記室内へ供給される空気と、前記室内から前記屋外へと排気される空気と、の間で全熱交換を行う全熱交換エレメントを有する全熱交換器をさらに備え、
　前記全熱交換器は、前記給気送風機および前記排気送風機を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の換気システム。
　前記室内に存在する人の数を検知する人検知部をさらに備え、
　前記制御装置は、前記人検知部で検知された前記人の数から前記人が発する水蒸気量を算出し、前記人が発する水蒸気量を含めて前記給気送風機および前記排気送風機の少なくとも一方の風量の制御を行うことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載の換気システム。