JP6274869B2 - 換気装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1に係る換気装置の構成を示す図である。
図1において、換気装置は、室外給気口1(OA)と、室外給気口1に給気風路20を介して連通される室内給気口3(SA)と、室内排気口5(RA)と、室内排気口5に排気風路21を介して連通される室外排気口6(EA)と、給気風路20と排気風路21の交差部分に設置された熱交換器2と、室内給気口3側の給気風路20内に設置された給気送風機4と、室外排気口6側の排気風路21内に設置された排気送風機7とを備えている。
なお、DCモーターを使用した場合、最大風量で運転しているときの電力効率はACモーターに劣るものの、回転数を落とした状態ではDCモーターのほうが消費電力を抑制できるため、近年では省エネの観点から換気装置にDCモーターを適用する例も増えてきている。
例えば、Toa>T1のときには、凍結、結露を防止する必要がない温度域であるので、給気送風機4が連続運転となるように、制御回路10内の換気風量制御部11にて制御される。このときの給気送風機4の風量は、例えば最大風量100%とする(これを「通常運転」という)。
すなわち、給気送風機4の風量を減少させることにより、給気による排気の冷却が抑えられて結露が抑制される。また、排気送風機7は、運転を続けるため、熱交換器2が排気によって温められ凍結を防止する。
すなわち、給気送風機4の風量を第1の風量制御運転よりもさらに減少させることにより、給気による排気の冷却が抑えられて結露が抑制される。また、排気送風機7は運転を続けるため、熱交換器2が排気によって温められ凍結を防止する。
図2は従来技術における室外温度の変化と室外温度に応じて変化する風量との相関を示す図、図3は本発明の実施の形態1における室外温度の変化と室外温度に応じて変化する風量との相関を示す図である。
実施の形態1では、従来の換気装置で行っていた給気送風機の間欠運転を、単純に風量を低下させた連続運転に置き換えただけであるため、例えば室外温度Toaが第1の判定閾値T1を跨ぐように変化した際には、通常運転と第1の風量制御運転との間で制御が切り替わり、給気送風機4の風量が急激に変化する。同様に室外温度Toaが第2の判定閾値T2を跨ぐように変化した際には、第1の風量制御運転と第2の風量制御運転との間で制御が切り替わり、給気送風機4の風量が急激に変化する。その制御の切り替わりにより、給気送風機4の風量が急激に変化すると、室内温度が変動して空調負荷を増大させる可能性がある。
図4は本発明の実施の形態2における室外温度と風量との相関を示す図である。
具体的には、図4の関係を満たすように、換気風量制御部11により、室外温度Toaから風量を算出しても良いし、適当な分解能例えば室外温度0.1℃刻み毎の風量をテーブルとして制御回路10内に用意し、テーブルを参照することによって風量を求めて、給気送風機4を制御するようにしても良い。室外温度Toaが低下すると徐々に風量が制限され、給気による排気の冷却が抑えられて結露が抑制される。また、排気送風機7は運転を続けるため、熱交換器2が排気によって温められ凍結が防止される(第1の風量制御運転)。
図5は本発明の実施の形態2における室外温度の変化と室外温度に応じて制御される風量の相関を示す図である。
実施の形態2では、給気送風機4の風量の急激な変化を防止しているが、第1の風量制御運転を実施している期間の風量を平均しても、必ずしも実施の形態1の場合の風量A%とは一致しないので、十分な凍結、結露防止の効果が得られない、あるいは不要な風量減少を行ってしまうおそれがある。そこで、実施の形態3では、その点を改善して、凍結、結露防止に必要な適切な風量で運転しつつ、なおかつ、風量の急激な変化を防止するようにしたものである。以下に実施の形態3について説明する。
図7は本発明の実施の形態3における室外温度と風量との相関を示す図、図8は本発明の実施の形態3における室外温度と風量との相関を示す図である。なお、図7および図8は、図4とは異なる制御パターンを示す一例である。
まず、制御パターン選択部13により、制御パターン記憶部12に格納されている標準パターン、第1の優先パターンおよび第2の優先パターンのうち、換気装置の設置環境などに応じて適切なパターンを選択しておく。具体的には、切換スイッチなどで選択する方法、あるいは室内と室外の温度および湿度などから自動的に設置環境を判別して選択する方法が考えられる。
実施の形態3は、実際には凍結、結露が起こりやすい設置環境の場合に、誤って標準パターンあるいは換気風量を優先する第2の優先パターンの何れかが選択された場合には、十分な凍結、結露防止の効果が得られない可能性がある。そこで、実施の形態4では、このような場合にも確実に凍結、結露を防止できるようにしたものである。
図12は本発明の実施の形態4に係る換気装置の動作を示すフローチャートである。
まず、フローチャート中で用いる制御パラメータについて説明する。
Fsは、風量に相当する制御値であり、最大風量を100%としたときの風量を%で表した値である。
Fs_tmpは、風量に相当する仮制御値であって、Fsと同じく風量に相当するが、実際に制御に用いるFsを決定するために一時的に用いられる。
Fsumは、第1の風量制御運転を継続している間の、風量の累計値に相当する量である。
nは、制御時間の間隔tcを1周期として、第1の風量制御運転が何周期にわたって継続しているかを表す周期数である。
Fmeanは、第1の風量制御運転が継続している間の、風量の平均値に相当する量であって、Fmean=Fsum÷nで計算される。
Claims (4)
- 室外給気口から熱交換器を介して室内給気口に通じる給気風路と、
室内排気口から前記熱交換器を介して室外排気口に通じる排気風路と、
前記給気風路内に設けられ、室外空気を前記室外給気口から吸引し、前記熱交換器を介して前記室内給気口から室内に給気する給気送風機と、
前記排気風路内に設けられ、室内空気を前記室内排気口から吸引し、前記熱交換器を介して前記室外排気口から室外へ排気する排気送風機と、
前記給気風路内に流れる室外空気から室外温度を検出する室外温度センサーと、
前記給気送風機および前記排気送風機を制御し、前記室外温度センサーにより検出された室外温度に応じて、前記給気送風機の回転数と前記排気送風機の回転数との差が変わるように、前記給気送風機および前記排気送風機の何れか一方の回転数を制御する換気風量制御部と
を備え、
前記換気風量制御部は、
前記回転数を異なるパターンで下げる複数の制御パターンが予め設定され、
前記給気送風機の回転数を制御する際に、室外環境に応じて前記複数の制御パターンの中から一つの制御パターンを選択することを特徴とする換気装置。 - 前記換気風量制御部は、前記給気送風機の回転数を制御する際に、前記室外温度が下がるにつれ、前記回転数が連続的に下がるように前記回転数を制御することを特徴とする請求項1記載の換気装置。
- 前記換気風量制御部は、前記給気送風機の回転数を、予め定められた制御時間の間隔毎に変化させることを特徴とする請求項1または2に記載の換気装置。
- 前記給気送風機の回転数を制御する際に、予め定められた制御時間の間隔毎に、その制御時点以前の風量を積算し、その積算結果に基づいて前記回転数の変化量に補正を加える風量補正部を備えていることを特徴とする請求項3記載の換気装置。
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