JP5849237B2

JP5849237B2 - 天井埋込型浴室空気調和機

Info

Publication number: JP5849237B2
Application number: JP2011058842A
Authority: JP
Inventors: 大輔兼松; 亮三小田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: JP2012193915A

Description

本発明は、風量一定制御機能を有する天井埋込型浴室空気調和機に関するものである。

従来、この種の天井埋込型浴室空気調和機は、換気風量が一定となるよう換気ファンモータを制御したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その天井埋込型浴室空気調和機について、図１１を参照しながら説明する。

従来の天井埋込型浴室空気調和機は、箱形の本体１０１の内部に循環ファンモータ１０２および加熱手段１０３を設け、本体１０１の側面に換気ユニット１０４を取り付ける構成となっている。換気ユニット１０４は換気ファンモータ１０５と排気口１０６と吸気口１０７と風量制御手段１０８とから構成され、回転数検出手段１０８ａと風量指示手段１０８ｂによって換気風量が制御され、記憶手段１０８ｃによって運転時に印加する電流値を記憶することで、機器の再運転時にも同一の換気風量を得ることができる。

上記構成の天井埋込型浴室空気調和機において、施工上の理由により排気口１０６の方向を１８０度逆転させる際は、換気ユニット１０４を１８０度反転させて取り付けることで対応することになる。

上記構成の天井埋込型浴室空気調和機において、本体１０１内部に吸気口１０７から吸気した空気を取り入れ、再び換気ユニット１０４内に戻し、排気口１０６から排気することもあり得た。

特許第４１２０５６５号公報

このような従来の天井埋込型浴室空気調和機においては、加熱手段として新たに圧縮機と第１の熱交換器と第２の熱交換器を本体１０１に設けた浴室空気調和機について、換気ユニット１０４を１８０度反転させて取り付けた場合、吸気口１０７から吸い込まれた空気が前記第２の熱交換器を通過する際の風向が反転することとなるため、機内圧損の特性等が変化し、従来の風量一定制御パラメータでは高精度に風量調整が行えず、熱交換風量不足による暖房能力の不足、もしくは、風量過多によるコールドドラフトや運転騒音が起こる、という課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、換気ユニットの取り付け方向を変更した場合でも、換気風量や、暖房を行う際に必要な熱交換風量が高精度に確保できる換気装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、循環ファンモータにて浴室から吸い込んだ空気を再び前記浴室に吹き出す循環風路と、換気ファンモータにて前記浴室および浴室以外の他室の空気を吸い込んで屋外に排出する浴室換気風路および他室換気風路とを備え、前記換気ファンモータの回転数を検出し制御する回転数検出手段と、前記換気ファンモータの印加電流を検出し制御する電流制御手段と、前記換気ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、前記換気ファンモータの回転数と印加電流と風量の関係により排気ダクトの圧力損失値を推定する圧力損失推定手段と、推定された圧力損失値に基づいて前記電流制御手段により換気風量が一定となるように前記換気ファンモータを制御するものであって、換気ユニットの取り付け方向を変更することで前記浴室換気風路を通過する空気の風向を逆転させ、風向によって換気風量制御パラメータを切り替えることとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、循環ファンモータにて浴室から吸い込んだ空気を再び前記浴室に吹き出す循環風路と、換気ファンモータにて前記浴室および浴室以外の他室の空気を吸い込んで屋外に排出する浴室換気風路および他室換気風路とを備え、前記換気ファンモータの回転数を検出し制御する回転数検出手段と、前記換気ファンモータの印加電流を検出し制御する電流制御手段と、前記換気ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、前記換気ファンモータの回転数と印加電流と風量の関係により排気ダクトの圧力損失値を推定する圧力損失推定手段と、推定された圧力損失値に基づいて前記電流制御手段により換気風量が一定となるように前記換気ファンモータを制御するものであって、換気ユニットの取り付け方向を変更することで前記浴室換気風路を通過する空気の風向を逆転させ、風向によって換気風量制御パラメータを切り替えること、という構成にしたことにより、換気ユニットの取り付け方向を変更した際に、それぞれの風向において最適な風量一定制御パラメータで運転するので、換気ユニットの取り付け方向を変更した場合でも、換気風量が高精度に確保できる、という効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の天井埋込型浴室空気調和機の換気ユニットを風の流れが循環風路側から第２の熱交換器に対して流入するよう設置した状態を示す上面側構成図同天井埋込型浴室空気調和機の風量制御手段の原理を示す説明図同天井埋込型浴室空気調和機の風量制御手段が換気風量を一定にする方法を示すフローチャート同天井埋込型浴室空気調和機を暖房モードで運転するときの風の流れを示した側面側構成図同天井埋込型浴室空気調和機を換気モードで運転するときの風の流れを示した側面側構成図同天井埋込型浴室空気調和機の換気ユニットを風の流れが換気ユニット側から第２の熱交換器に対して流入するよう設置した状態を示す上面側構成図本発明の実施の形態１の天井埋込型浴室空気調和機の風向によって適切なパラメータを選択する流れを示すフローチャート本発明の実施の形態１の天井埋込型浴室空気調和機における並向流の定義を示す説明図本発明の実施の形態１の天井埋込型浴室空気調和機における対向流の定義を示す説明図本発明の実施の形態２の天井埋込型浴室空気調和機の他室換気風路内に風向センサを取り付けた上面側構成図従来の天井埋込型浴室空気調和機の上面側構成図

本発明の天井埋込型浴室空気調和機は、循環ファンモータにて浴室から吸い込んだ空気を再び前記浴室に吹き出す循環風路と、換気ファンモータにて前記浴室および浴室以外の他室の空気を吸い込んで屋外に排出する浴室換気風路および他室換気風路とを備え、前記換気ファンモータの回転数を検出し制御する回転数検出手段と、前記換気ファンモータの印加電流を検出し制御する電流制御手段と、前記換気ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、前記換気ファンモータの回転数と印加電流と風量の関係により排気ダクトの圧力損失値を推定する圧力損失推定手段と、推定された圧力損失値に基づいて前記回転数検出手段により換気風量が一定となるように前記換気ファンモータを制御するものであって、換気ユニットの取り付け方向を変更することで前記浴室換気風路を通過する空気の風向を逆転させ、風向によって換気風量制御パラメータを切り替えること、という構成を有する。これにより、換気ユニットの取り付け方向を変更した際に、それぞれの風向において最適な風量一定制御パラメータで運転するので、換気ユニットの取り付け方向を変更した場合でも、換気風量が高精度に確保できる、という効果を奏する。

また、浴室の加熱手段として圧縮機を有し、浴室換気風路内に設置された第２の熱交換器で他室から吸い込んだ空気と熱交換を行い、循環風路内に設置された第１の熱交換器を介して前記浴室に熱エネルギーを投入し、換気ユニットの取り付け方向を変更することで前記第２の熱交換器を通過する空気の風向を逆転させ、風向によって換気風量制御パラメータを切り替えること、という構成にしてもよい。これにより、暖房運転を行う際に、それぞれの風向において最適な風量一定制御パラメータで運転するので、換気ユニットの取り付け方向を変更した場合でも、暖房を行う際の必要な熱交換風量が高精度に確保できる、という効果を奏する。

また、換気風量制御パラメータの切り替えは、浴室換気風路、他室換気風路、換気ユニットのいずれか一箇所の内部に取り付けた風向センサで風向を判断して行うことという構成にしてもよい。これにより、風向センサが風向を自動で検知し、最適な風量一定制御パラメータで運転するとなるので、施工者が風向の設定を行わずとも、より最適な風量で機器の運転を行うことができる、という効果を奏する。

また、換気風量制御パラメータの切り替えは、あらかじめ施工者が手動で設定することとしてもよい。これにより、施工時に、換気風量制御パラメータの切り替え設定を施工者が変更することで、最適な風量一定制御パラメータで運転するとなるので、施工者が換気ユニットの接続方向を変更した際に、確実に最適な風量で機器の運転を行うことができる、という効果を奏する。

また、換気風量制御パラメータの切り替えは、あらかじめ施工者がコントローラの操作を行って設定することとしてもよい。これにより、施工時に、換気風量制御パラメータの切り替え設定を施工者がコントローラの操作のみで変更することとなるので、施工者が換気ユニットの接続方向を変更した際に、簡単に最適な風向モードを選択できる、という効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、浴室の天井裏に設置された箱型の本体１の内部に、前記浴室の加熱手段として圧縮機２と、熱エネルギーを前記浴室へ投入する第１の熱交換器３と、他室から吸い込んだ空気と熱交換を行う第２の熱交換器４と、前記浴室から吸い込んだ空気を第１の熱交換器を通して暖め、再び前記浴室へ戻す循環ファンモータ５と、前記浴室内に空気を循環させる循環風路６と、前記浴室と第２の熱交換器４を仕切る換気風路調節手段７とを備え、換気ユニット８を本体１の側面に取り付けて、第２の熱交換器４と連通させることで、浴室換気風路９ａおよび他室換気風路１０ａを形成している。

換気ユニット８は換気ファンモータ１１および風量制御手段１２からなり、回転数検出手段１２ａ、電流制御手段１２ｂ、運転風量指示手段１２ｃ、圧力損失推定手段１２ｄ、風向設定記憶手段１２ｅ、印加電流記憶手段１２ｆを持つ。

この構成によると、暖房運転時の換気風路として、他室吸気口１４から導入した他室の空気が換気ユニット８を通過し、浴室換気風路９ａを通った後、第２の熱交換器によって熱を奪われ、他室換気風路１０ａに導かれ、再び換気ユニット８に戻り、換気ファンモータ１１によって、排気口１３から屋外に排出される。

風量制御手段１２が換気風量を一定にする方法について、図１〜図２を使って説明する。

運転風量指示手段１２ｃが指示する指示風量Ｑをもとに、圧力損失推定手段１２ｄで算出した、運転風量指示手段１２ｃが指示する指示風量Ｑを出すために必要な印加電流Ｉと回転数Ｎの関係（以下、風量一定制御パラメータ曲線と称す）と、ある時点での換気ファンモータ１１に印加されている印加電流Ｉａと、回転数検出手段１２ａが検出した回転数Ｎａとを比較し、回転数Ｎａと印加電流Ｉａが風量一定制御パラメータ曲線上の任意の点と一致するよう電流制御手段１２ｂが印加電流を増減させる。

上記制御フローチャートを図３に示す。

風量一定制御開始後、例えば３秒に１回ずつ風量一定制御を行うとすると、３秒に１回ずつ回転数検出手段１２ａがＮａを、電流制御手段１２ｂがＩａを、運転風量指示手段１２ｃがＱを検出し、圧力損失推定手段１２ｄが、風量一定制御パラメータ曲線を算出する。

Ｉａ＝Ｉのとき、Ｎａ＞Ｎであれば、圧力損失推定手段１２ｄはダクト圧損が大きいと推定し、電流制御手段１２ｂに対し、換気ファンモータ１１へ印加する印加電流を増大させるよう指令を出す。

同様に、Ｎａ＜Ｎであれば、圧力損失推定手段１２ｄはダクト圧損が小さいと推定し、電流制御手段１２ｂに対し、換気ファンモータ１１へ印加する印加電流を低減させるよう指令を出す。

上記の制御を３秒ごとに繰り返し実施し、Ｉａ＝Ｉのとき、Ｎａ＝Ｎになるように電流制御手段１２ｂが印加電流を増減させる。

換気ファンモータ１１の運転停止時には、印加電流記憶手段１２ｆに対して換気ファンモータ１１が停止する直前に印加していた印加電流を記憶させることで、次回の再起動時に、印加電流記憶手段１２ｆが記憶した印加電流を換気ファンモータ１１に通電するため、外風圧等の条件に変化がなければ、指示された風量が即座に出力できることとなる。なお、換気ファンモータ１１を初めて起動する際は、印加電流記憶手段１２ｆには仮の印加電流を記憶させておく。仮の印加電流は、好ましくは直管相当長１０ｍないし２０ｍのダクト圧損が生じることを想定した電流値としておけば、実際に天井裏に施工された際に目標風量に素早く到達可能となる。

図４に示すように、浴室の暖房を行う際は、圧縮機２（図示せず）および循環ファンモータ５、換気ファンモータ１１を駆動し、換気風路調節手段７は、浴室からの換気を行わないため閉となる。これにより、第２の熱交換器４で回収した熱エネルギーを第１の熱交換器３を通して浴室に投入する。

図５に示すように、浴室の換気を行う際は、換気ファンモータ１１を駆動し、換気風路調節手段７は、浴室からの換気を行うため開となる。これにより、浴室の湿気や臭いを換気ファンモータ１１を通して屋外に排出する。

図６に示すように、換気ユニット８は１８０度左右に反転させても取り付けることができる。したがって排気口１３と他室吸気口１４の位置関係を反転させることができ、ユニットバス等に施工する際のダクト引き回しを効率的に行うことができる。

この構成によると、暖房運転時の換気風路として、他室吸気口１４から導入した他室の空気が換気ユニット８を通過し、他室換気風路１０ｂに導かれた後、第２の熱交換器によって熱を奪われ、浴室換気風路９ｂを通り、再び換気ユニット８に戻り、換気ファンモータ１１によって、排気口１３から屋外に排出される。したがって、第２の熱交換器４を通る風の流れが図１と逆になるため、通風抵抗および機内圧損の特性が変化し、最適な風量一定制御パラメータも変化する。そこで、換気ユニット８の取り付け方向によって決まる風向を風向設定記憶手段１２ｅに記憶させることで、それぞれの風向に対して最適な風量一定制御パラメータを選択することができ、暖房時の熱交換風量や換気風量が高精度に確保できる。

図７に、風量制御手段が風向を判定し、風量一定制御を行うまでのフローチャートを示す。電源投入後、施工者がコントローラ１５の風向設定モードをＯＮにする操作を行った場合、コントローラ１５のＬＥＤに風向設定が並向流である旨が表示される。ここで、並向流とは換気ユニット８を図１のように取り付けた場合である。図８に並向流の説明を行う。

換気ユニット８の取り付け方向を図６のように１８０度左右に反転させていた場合、施工者はコントローラ１５を操作して風向設定モードを対向流に設定する。図９に対向流の説明を行う。

風向設定終了後、天井埋込型浴室空気調和機は待機モードに移行する。この後、暖房運転、換気運転等、換気ファンモータ１１を運転する命令をＯＮした時、残時間タイマーのカウントがスタートし、同時に風向設定の読み込みが行われる。すなわち、風向設定が並向流である場合は風量制御手段１２が並向流モードで起動し、対向流である場合は風量制御手段１２が対向流で起動する。

次いで、命令が暖房運転であれば換気風路調節手段７を閉とし、命令が換気運転等、暖房運転以外の場合は換気風路調節手段７を開とした後、命令された目標風量Ｑを認識し、風向設定記憶手段１２ｅが記憶している印加電流を換気ファンモータ１１に印加して換気ファンモータ１１の起動を行う。その後、図３で示す風量一定制御運転を始める。

なお、実施の形態において、本体１と換気ユニット８の間、および換気ユニット８の内部にも風路切り替えダンパー（図示せず）を設けて、浴室および他室の換気風量のバランスを調整することが有効である。また、風量制御手段１２は換気ユニット８内に備える構成でなく、本体１内に備える構成としても、同様の効果を奏する。

（実施の形態２）
次に、本発明に従う浴室換気乾燥装置の実施の形態２について説明する。

なお、実施の形態２の浴室換気乾燥装置の主要な構成要素は、図１に示すように実施の形態１と同様であり、図１に示すものと同様な部分についてはその説明を省略する。

図１０に示すように、施工者がコントローラ１５で風路モード切り替え操作を行う代わりに、例えば他室換気風路１０ａ内に風向センサ１６を取り付けた場合、風向を自動的に判断して最適な風量一定パラメータで運転することができる。

本発明にかかる天井埋込型浴室空気調和機は、換気ユニットの取り付け方向を変更した際にも高精度な風量一定制御を可能とするものであるので、風量一定制御機能を有し、排気方向または吸気方向を入れ替えることが出来る機器であれば、天井埋込型の換気扇や熱交換気ユニットの換気運転等にも利用できる。

１本体
２圧縮機
３第１の熱交換器
４第２の熱交換器
５循環ファンモータ
６循環風路
７換気風路調節手段
８換気ユニット
９ａ浴室換気風路
９ｂ浴室換気風路
１０ａ他室換気風路
１０ｂ他室換気風路
１１換気ファンモータ
１２風量制御手段
１２ａ回転数検出手段
１２ｂ電流制御手段
１２ｃ運転風量指示手段
１２ｄ圧力損失推定手段
１２ｅ風向設定記憶手段
１２ｆ印加電流記憶手段
１３排気口
１４他室吸気口
１５コントローラ
１６風向センサ

Claims

循環ファンモータにて浴室から吸い込んだ空気を再び前記浴室に吹き出す循環風路と、換気ファンモータにて前記浴室および浴室以外の他室の空気を吸い込んで屋外に排出する浴室換気風路および他室換気風路とを備え、前記換気ファンモータの回転数を検出し制御する回転数検出手段と、前記換気ファンモータの印加電流を検出し制御する電流制御手段と、前記換気ファンモータの運転風量を指示する風量指示手段と、前記換気ファンモータの回転数と印加電流と風量の関係により排気ダクトの圧力損失値を推定する圧力損失推定手段と、推定された圧力損失値に基づいて前記電流制御手段により換気風量が一定となるように前記換気ファンモータを制御するものであって、換気ユニットの取り付け方向を変更することで前記浴室換気風路を通過する空気の風向を逆転させ、風向によって換気風量制御パラメータを切り替え、前記換気ファンモータの運転停止時に前記換気ファンモータが停止する直前に印加していた印加電流を記憶させる印加電流記憶手段を設け、次回の再起動時に前記印加電流記憶手段が記憶した前記印加電流を前記換気ファンモータに通電することを特徴とする天井埋込型浴室空気調和機。
浴室の加熱手段として圧縮機を有し、浴室換気風路内に設置された第２の熱交換器で他室から吸い込んだ空気と熱交換を行い、循環風路内に設置された第１の熱交換器を介して前記浴室に熱エネルギーを投入し、換気ユニットの取り付け方向を変更することで前記第２の熱交換器を通過する空気の風向を逆転させ、風向によって換気風量制御パラメータを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の天井埋込型浴室空気調和機。
換気風量制御パラメータの切り替えは、浴室換気風路、他室換気風路、換気ユニットのいずれか一箇所の内部に取り付けた風向センサで風向を判断して行うことを特徴とする請求項１または２に記載の天井埋込型浴室空気調和機。
換気風量制御パラメータの切り替えは、あらかじめ施工者が手動で設定することを特徴とする請求項１または２に記載の天井埋込型浴室空気調和機。
換気風量制御パラメータの切り替えは、あらかじめ施工者がコントローラの操作を行って設定することを特徴とする請求項４に記載の浴室空気調和機。