JP6341740B2

JP6341740B2 - 風量制御装置

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Publication number: JP6341740B2
Application number: JP2014087264A
Authority: JP
Inventors: 健志西; 吉田　豊; 豊吉田
Original assignee: 株式会社ハーマン
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2034-04-21
Also published as: JP2015206536A

Description

本発明は、換気風量などの通風量を制御する風量制御装置に関する。

この種の風量制御装置として、例えば、特許文献１には、浴室や脱衣室等の換気を行う換気ファンを駆動するファンモータへの印加電圧を、予め求めた設定風量に対応した前記ファンモータの目標回転速度と前記ファンモータへの印加電圧との設定関係に基づいて制御することによって、風量を、設定風量に制御する浴室暖房換気装置が開示されている。

特開２０１３−１８１６８３号公報

ところで、換気ファンによって通風を行う風量制御装置の場合、換気ファンに埃などが付着したときに、通風性能が劣化することがあり、風量制御装置の運転累積時間が長くなると、所望の換気ファンの通風性能が得られない状況に至ることが考えられる。

つまり、特許文献１の風量制御装置のように、風量を所望の設定風量に制御するために、ファンモータの目標回転速度と前記ファンモータへの印加電圧との関係が、予め求めた前記ファンモータの目標回転速度と前記ファンモータへの印加電圧との設定関係に一致するように制御を行うような、いわば、風量設定方式の風量制御装置の場合には、換気ファンへの埃などの付着に起因して、換気ファンの風量を所望の設定風量に制御するためのファンモータの目標回転速度と前記ファンモータへの印加電圧との関係が、埃などが付着する前に予め求めた設定関係からずれてしまうことになる。

そして、換気ファンへの埃などの付着量が多くなったときには、この風量制御装置による風量が、前記設定風量から大きくずれてしまうことが考えられる。このため、換気ファンに埃などが付着したときには、それを検出して報知できるようにし、換気ファンの清掃等のメンテナンスを行えるようして、風量が設定風量から大きくずれてしまうことがないようにすることが望まれる。

因みに、上記のような風量設定方式ではなく、ファンモータの回転数を単に設定目標回転数に維持する回転数制御によって換気ファンを駆動する方式を用いる風量制御装置の場合には、換気ファンに埃などが付着すると、ファンモータの回転数を設定目標回転数に維持したときの換気ファンの仕事量（風量）が減少するために、換気ファンを駆動するファンモータへの印加電圧が低下することになる。したがって、前記ファンモータへの印加電圧の低下量を監視することによって、換気ファンに埃などが付着したことを検出することが可能となる。

また、風量制御装置において、換気ファンに所定電圧を印加して換気ファンを単にオープンループ制御によって駆動する方式を用いる場合には、換気ファンに埃などが付着すると、ファンモータへの印加電圧を所定電圧に維持したときの換気ファンの仕事量（風量）が減少するために、換気ファンを駆動するファンモータの回転数が上昇することになる。したがって、前記ファンモータの回転数の上昇量を監視することによって、換気ファンに埃などが付着したことを検出することが可能となる。

しかし、特許文献１の風量制御装置のように、風量を所望の設定風量に制御するために、ファンモータの目標回転速度と前記ファンモータへの印加電圧との関係が、予め求めた前記ファンモータの目標回転速度と前記ファンモータへの印加電圧との設定関係に一致するように制御を行う場合には、換気ファンへの埃などの付着に起因して、換気ファンの風量を所望の設定風量に制御するためのファンモータの目標回転速度と前記ファンモータへの印加電圧との関係が、埃などが付着する前に予め求めた設定関係からずれてしまっているにもかかわらず、埃が付着する前の設定関係に基づいて制御され、ファンモータの回転速度及びファンモータへの印加電圧の両者が変化するために、換気ファンへの埃などの付着を検出するのが困難であった。

本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、その目的は、風量設定方式の風量制御装置において、通気用のファンへの埃などの付着を検出して報知できるようにすることを目的とする。

（１）本発明の風量制御装置は、通気用のファンを駆動するファンモータへの電気的入力値を制御するとともに前記ファンモータの回転速度の情報を得る制御手段と、前記ファンモータの回転速度と前記電気的入力値との設定関係が、設定風量に応じて予め記憶される記憶手段とを備え、前記制御手段が、設定風量に応じて、前記ファンモータの回転速度と前記電気的入力値との関係が、前記設定関係に一致するように、前記電気的入力値を制御する風量制御装置であって、
当該風量制御装置の運転初期における前記ファンモータの前記回転速度に基づいて、前記設定関係を満足する前記ファンモータの前記回転速度の適正値を、前記設定風量に応じて推定する適性値推定手段と、
推定された前記ファンモータの前記回転速度の前記適正値が、前記設定風量に応じて記憶される適正値記憶手段と、
報知手段とを備え、
当該風量制御装置の運転時に、前記制御手段は、前記設定風量に応じた前記ファンモータの前記回転速度が、前記適正値記憶手段に記憶された前記適正値に応じて規定される上限値を超えないように、前記ファンモータの回転速度を制限する制限制御を実行すると共に、制限制御の実行時間を累積し、累積した累積実行時間が、予め定めた時間以上となったときに、前記報知手段を制御して報知するものであり、
前記適正値推定手段は、前記運転初期における複数の異なる時点の前記ファンモータの前記回転速度に基づいて、前記回転速度の前記適正値を推定する。

ここで、当該風量制御装置の運転初期とは、当該風量制御装置が設置されてその運転を開始してから間もない期間をいう。

本発明によると、ファンモータの回転速度と、ファンモータへの印加電圧や印加電力といった電気的入力値との関係が、予め記憶された設定関係に一致するように、前記電気的入力値を制御する風量制御装置において、通気用のファンに埃などが付着していない運転初期に、設定風量に応じたファンモータの回転速度に基づいて、前記設定関係を満足する回転速度の適正値を推定して記憶しておき、当該風量制御装置が長期間使用されて、通気用のファンに埃などが付着し、運転時に、ファンモータの回転速度が、記憶された前記適正値に応じて規定される上限値を超えようとするときには、上限値を超えないように制限制御を実行する共に、その制限制御の実行時間を累積し、累積した累積実行時間が、予め定めた時間以上になると、通気用のファンへ埃などが付着したとしてユーザに報知することができる。

これによって、ユーザは、例えば、メンテナンスを依頼し、メンテナンス技術者が、通気用のファンの清掃等のメンテナンスを行うことによって、通風量が設定風量から大きくずれてしまうといった事態を回避することができる。

また、ファンモータの回転速度が、上限値を超えないように制限制御を実行するので、通気用のファンに埃などが付着しても、ファンの回転速度が制限されることで大きな騒音が発生するのを抑制することができる。
更に、運転初期における複数の異なる時点の前記ファンモータの回転速度に基づいて、ファンモータの回転速度の適正値を推定するので、より正確に適正値を推定することができる。

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記上限値は、前記適正値に所定値を加えた値である。

この実施態様によると、通気用のファンへ埃などが付着していない運転初期におけるファンモータの回転速度の適正値に、通気用のファンへの埃などの付着に対応する所定値を加えた値を、ファンモータの回転速度の上限値として制限制御を実行できると共に、その制限制御の累積実行時間に基づいて、通気用のファンへの埃などの付着を検出して報知することが可能となる。

（３）本発明の他の実施態様では、前記ファンモータへの前記電気的入力値が、前記ファンモータへの印加電力である。

この実施態様によると、風量と密接な相関性を有するファンモータへの印加電力をファンモータへの電気的入力値とすることで、ファンモータのモータ特性のバラツキに起因して、風量が所望の風量からずれてしまうことが抑制される。

（４）本発明の更に他の実施態様では、前記ファンモータへの電気的入力値が、前記ファンモータへの印加電圧である。

この実施態様によると、ファンモータへの電気的入力値がファンモータへの印加電圧であるので、電気的入力値を印加電力とする場合に比べて、ファンモータを制御する制御手段の構成が簡単になる。

（５）本発明の別の実施態様では、前記累積実行時間を、初期値にリセットするリセット手段を備える。

この実施態様によると、報知手段による報知が行われ、通気用のファンに付着した埃の除去等のメンテナンスを行った後に、リセット手段を操作して累積実行時間を初期値にリセットすることによって、通気用のファンに埃などが付着したか否かを検出するための処理を、改めて開始することができる。

（６）本発明の他の実施態様では、前記報知手段による報知を中断させる中断手段を備える。

この実施態様によると、報知がされてからメンテナンスが実際に行われるまでの間、報知手段による報知を中断させることで、報知が継続されることによって、ユーザが感じる煩わしさを低減することができる。

本発明によれば、通気用のファンに埃などが付着していない運転初期におけるファンモータの回転速度の適正値を推定して記憶しておき、運転時に、通気用のファンへの埃などの付着によって、ファンモータの回転速度が、前記適正値に基づく上限値を超えようにとするときには、上限値を超えないように制限制御を実行する共に、その制限制御の実行時間を累積した累積実行時間が、所定時間以上になると、通気用のファンへ埃などが付着したとしてユーザに報知するので、通気用のファンの清掃等のメンテナンスを行うことができ、通風量が設定風量から大きくずれてしまうといった事態を回避することができる。

本発明の一実施形態の風量制御装置としての浴室暖房換気装置の概略平面図である。図１の浴室暖房換気装置の概略側面図である。リモコンの正面図である。ファンモータのＰＱ特性と通風路の負荷特性との関係を示す図である。ファンモータの回転速度と印加電力との設定関係を示す図である。本発明の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。実施形態の制御を行わなかった場合の不具合を説明するためのファンモータの回転速度と印加電力との設定関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この実施形態では、風量制御装置として浴室暖房換気装置に適用して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る風量制御装置としての浴室暖房換気装置の概略平面図であり、図２は、浴室暖房換気装置の概略側面図である。

この浴室暖房換気装置は、浴室Ａの天井部に設置されて浴室Ａの乾燥や換気を行う浴室ユニットＢと、浴室Ａ、トイレＣ、および、脱衣室Ｄを換気するための換気ファン１２を備えた換気ユニットＥ、浴室ユニットＢ内に設けられ、浴室ユニットＢおよび換気ユニットＥの運転を制御する制御手段に相当する制御部Ｈ、その制御部Ｈに対して運転指令などを指令するリモコンＲなどから構成されている。

浴室ユニットＢは、下方側が開口し、一側面に換気空気排出用の排気用接続口２を備えたケーシング１と、吸込み部３および吹出し部４を備えてケーシング１の下方側を閉じるように配置されるグリル板５などを備えて構成されている。

そして、ケーシング１の内部には、吸込み部３と吹出し部４とを接続する循環路６が区画形成され、吸込み部３から吹出し部４に至る循環路６の経路の途中で、循環路６に連通するように、排気用接続口２が形成され、その排気用接続口２を開閉する開閉体２０が設けられている。

なお、開閉体２０は、電磁石２０ｂに対して通電状態と非通電状態に切り換えることによって、シャッタ体２０ａを開閉させて、開閉作動されるように構成されている。

また、循環路６内に、吸込み部３に吸気作用するとともに、吸込み空気を吹出し部４および排気用接続口２に送るように通風作用する循環ファン７、循環路６を通流する空気を加熱する熱交換器８が設けられている。

前記熱交換器８には、外部熱源機（図示せず）から温水を循環供給する温水循環路９が接続され、その温水循環路９に、熱交換器８への温水の供給を断続する熱動弁１０が設けられている。

前記換気ユニットＥは、換気ファン用ケーシング１１内に通風用のファンである換気ファン１２を収納して構成され、この例では、換気ファン用ケーシング１１の一側面が、２個の他室用の吸気口１３とされ、他側面が、排気口１４とされている。なお、他側面にも吸気口として使用可能な接続口を有しているが、この例では使用しないため、閉塞板２７によって閉塞されている。

そして、換気ファン１２が、ファンモータ１２ａの駆動により、換気用ファンケーシング１１内に吸気作用させるとともに、吸引空気を排気口１４から排出するように、換気ファン１２の吐出口を排気口１４に接続するようにしている。

他室用の吸気口１３の夫々には、他室用の吸気口１３の開口量を調整するダンパ１５が、上下移動操作自在に設けられ、ダクト接続部である筒状の吸気継ぎ手１６を介して、トイレＣおよび脱衣室Ｄの夫々に連通する通風路を形成する吸気ダクト１７を接続するように構成されており、吸気口１３は、吸気ダクト１７を接続する接続口となっている。

排気口１４には、ダクト接続部である筒状の排気継ぎ手１８を介して、屋外に延設される通風路を形成する排気ダクト１９を接続するように構成されており、排気口１４は、排気ダクト１９を接続する接続口となっている。

このようにして、ファンモータ１２ａを駆動させて、換気ファン１２を通風作動させて、浴室ユニットＢを介して浴室Ａ内の空気を換気ファン用ケーシング１１内に吸引して、排気ダクト１９を通して換気するとともに、吸気ダクト１７を通してトイレＣおよび脱衣室Ｄ内の空気を換気ファン用ケーシング１１内に吸引して、排気ダクト１９を通して換気するように構成されている。

制御部Ｈは、リモコンＲからの指令に基づいて、開閉体２０を開閉制御するとともに、循環ファン７および換気ファン１２の通風作動を制御するなどして、浴室Ａ内を乾燥する乾燥運転、浴室Ａ内の空気を循環させる涼風運転、浴室Ａ内を暖房する暖房運転、浴室Ａ内やトイレＣおよび脱衣室Ｄ内を通常設定換気量にて換気する通常換気運転、浴室Ａ内やトイレＣおよび脱衣室Ｄ内を２４時間設定換気量にて換気する２４時間換気運転などの各種の運転を実行するように構成されている。

図３に示すように、リモコンＲには、乾燥運転を指令する乾燥運転スイッチ２１、涼風運転を指令する涼風運転スイッチ２２、暖房運転を指令する暖房運転スイッチ２３、通常換気運転を指令する通常換気運転スイッチ２４、２４時間換気運転を指令する２４時間換気運転スイッチ２５、報知手段としての表示部２６などが設けられている。

乾燥運転は、循環ファン７を作動させ、かつ、浴室Ａ内の温度が乾燥用の設定温度範囲に維持されるように、熱動弁１０の開閉を制御して熱交換器８に温水を循環供給するとともに、開閉体２０を開作動させた状態で、設定風量となるように換気ファン１２を作動させて、浴室Ａ内から吸引した空気の一部を、排気用接続口２を通して換気ファン用ケーシング１１内に吸引して、排気ダクト１９を通して屋外に排出させながら、熱交換器８により加熱された循環空気を吹出し部４から浴室Ａ内に吹出すようにしている。

涼風運転は、循環ファン７を作動させるとともに、開閉体２０を開作動させた状態で、設定風量となるように換気ファン１２を作動させて、浴室Ａ内から吸引した空気の一部を、排気用接続口２を通して換気ファン用ケーシング１１内に吸引して、排気ダクト１９を通して屋外に排出させながら、吸込み部３から吸引された循環空気を吹出し部４から浴室Ａ内に吹出すようにしている。

暖房運転は、循環ファン７を作動させ、かつ、浴室Ａ内の温度が暖房用の設定温度範囲に維持されるように、熱動弁１０の開閉を制御して熱交換器８に温水を循環供給させるとともに、開閉体２０を閉作動させて、浴室Ａ内から吸引した空気の全量を熱交換器８により加熱し、その加熱された循環空気を吹出し部４から浴室Ａ内に吹出すようにしている。

通常換気運転は、開閉体２０を開作動させた状態で、通常設定換気量となるように換気ファン１２を作動させて、浴室Ａ内から吸引した空気および吸気ダクト１７を通してトイレＣおよび脱衣室Ｄ内から吸引した空気を換気ファン用ケーシング１１内に吸引して、排気ダクト１９を通して換気するようにして、浴室Ａ、トイレＣ、および、脱衣室Ｄを同時に換気するようにしている。

因みに、上述の暖房運転中など、浴室Ａの換気を行いたくないときには、リモコンＲにて指令して、開閉体２０を閉作動させた状態で、換気ファン１２を作動させて、トイレＣおよび脱衣室Ｄのみ換気するようにしている。

２４時間換気運転は、２４時間設定換気量となるように換気ファン１２を作動させて、浴室Ａ内から吸引した空気および吸気ダクト１７を通してトイレＣおよび脱衣室Ｄ内から吸引した空気を換気ファン用ケーシング１１内に吸引して、排気ダクト１９を通して換気するようにして、２４時間継続して、浴室Ａ、トイレＣ、および、脱衣室Ｄを同時に換気するようにしている。

この実施形態の浴室暖房換気装置は、上記のように、浴室Ａ、トイレＣ、および、脱衣室Ｄの３室の換気を行うことが可能である。

次に、この浴室暖房換気装置における、制御部Ｈによる通気用のファンである換気ファン１２の制御について説明する。

換気ファン１２に装着されるファンモータ１２ａと制御部Ｈとは、コネクタ（不図示）および電線（不図示）を介して接続され、制御部Ｈは、電線を通して、ファンモータ１２ａの回転速度の情報を得るとともに、ファンモータ１２ａに、電気的入力値として電力を印加するように構成されている。

そして、制御部Ｈは、該制御部Ｈの記憶部に予め記憶されている、ファンモータ１２ａの目標回転速度とファンモータ１２ａへの電気的入力値である印加電力との設定関係の情報に基づいて、通常設定換気量、および、２４時間設定換気量などの設定風量に対応するファンモータ１２ａの目標回転速度になるように、ファンモータ１２ａへの印加電力を制御するように構成されている。

ここで、制御部Ｈがファンモータ１２ａへの印加電力を制御するための、ファンモータ１２ａの目標回転速度とファンモータ１２ａへの印加電力との設定関係について説明する。

例えば、設定風量がＱ１（例えば１００ｍ³／ｈ）であるとする。

図４は、換気ファン１２を駆動するファンモータ１２ａに印加する電力が、ＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４、ＥＰ５（ＥＰ１＜ＥＰ２＜ＥＰ３＜ＥＰ４＜ＥＰ５）であるときの浴室暖房換気装置の、換気ファン１２によって通風する通風量Ｑに対する、排気部における静圧と吸気部における静圧との差圧Ｐの特性を示すＰＱ特性（ＥＰ１〜ＥＰ５で指示される曲線）、および、換気ファン１２によって通風する通風路の通風抵抗が、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５（通風抵抗Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５）であるときの通風路における圧力損失Ｐと通風量Ｑとの関係を示すＰＱ特性（Ｌ１〜Ｌ５で示される右上がりの曲線）を示している。

図４において、破線は、風量がＱ１（例えば１００ｍ³ ／ｈ）で一定である線を表しており、通風路の通風抵抗が種々異なる場合であっても、通風路の通風抵抗に応じてファンモータ１２ａへの印加電力を調節することで下記に示すように、換気ファン１２によって通風する通風量をＱ１に合致させることができる。

（１）通風路の通風抵抗がＬ１のときには、通風路の通風抵抗がＬ１のときの通風路のＰＱ特性の曲線と破線との交点、つまり、数字１の丸で囲んだ点において、通風路の通風抵抗がＬ１のときの通風路のＰＱ特性の曲線と、換気ファン１２のＰＱ特性の曲線とが交差すれば、通風抵抗がＬ１の通風路にＱ１の通風量で通風されることになるから、ファンモータ１２ａへの印加電力をＥＰ１に調節することで通風量はＱ１となる。

（２）同様に、通風路の通風抵抗がＬ２のときにはファンモータ１２ａへの印加電力をＥＰ２に調節することで、また、通風路の通風抵抗がＬ３のときにはファンモータ１２ａへの印加電力をＥＰ３に調節することで、また、通風路の通風抵抗がＬ４のときにはファンモータ１２ａへの印加電力をＥＰ４に調節することで、また、通風路の通風抵抗がＬ５のときにはファンモータ１２ａへの印加電力をＥＰ５に調節することで、通風量はＱ１となる。

一方、ファンモータ１２ａへの印加電力がＥＰ１のときに、Ｑ１の通風量で通風されている場合のファンモータ１２ａの回転速度Ｎ１は、換気ファン１２固有の値であり、同様に、ファンモータ１２ａへの印加電力がＥＰ２のときに、Ｑ１の通風量で通風されている場合のファンモータ１２ａの回転速度Ｎ２、および、ファンモータ１２ａへの印加電力がＥＰ３のときに、Ｑ１の通風量で通風されている場合のファンモータ１２ａの回転速度Ｎ３、および、ファンモータ１２ａへの印加電力がＥＰ４のときに、Ｑ１の通風量で通風されている場合のファンモータ１２ａの回転速度Ｎ４、および、ファンモータ１２ａへの印加電力がＥＰ５のときに、Ｑ１の通風量で通風されている場合のファンモータ１２ａの回転速度Ｎ５も、夫々換気ファン１２固有の値である。

したがって、Ｑ１の通風量で通風されている場合には、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎとファンモータ１２ａへの印加電力ＥＰとの関係は、Ｎ＝Ｎ１のときにはＥＰ＝ＥＰ１、Ｎ＝Ｎ２のときにはＥＰ＝ＥＰ２、Ｎ＝Ｎ３のときにはＥＰ＝ＥＰ３、Ｎ＝Ｎ４のときにはＥＰ＝ＥＰ４、Ｎ＝Ｎ５のときにはＥＰ＝ＥＰ５となる関係が成立する。

換言すれば、Ｎ＝Ｎ１のときにはＥＰ＝ＥＰ１、Ｎ＝Ｎ２のときにはＥＰ＝ＥＰ２、Ｎ＝Ｎ３のときにはＥＰ＝ＥＰ３、Ｎ＝Ｎ４のときにはＥＰ＝ＥＰ４、Ｎ＝Ｎ５のときにはＥＰ＝ＥＰ５となる関係を満たすように、ファンモータ１２ａへの印加電力ＥＰを調節することで、通風路の通風抵抗が未知であってもＱ１の通風量で通風できることになる。

ここで、一般に、浴室暖房換気装置などの換気装置によって通風換気される通風路の通風抵抗は、上記Ｌ１〜Ｌ５のように離散的な値をとるのではなく、種々の値をとり得るものであるが、通常設定換気量、および、２４時間設定換気量などの設定風量毎に、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎとファンモータ１２ａへの印加電力ＥＰとの設定関係を予め求めておき、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎとファンモータ１２ａへの印加電力ＥＰとの関係が、この設定関係に一致するように、ファンモータ１２ａへの印加電力ＥＰを制御すれば、浴室暖房換気装置によって通風換気される通風量が、通常設定換気量、および、２４時間設定換気量などの設定風量に調節されることになる。

これを換言すると、上述の制御部Ｈは、ファンモータ１２ａの目標回転速度とファンモータ１２ａへの印加電力との設定関係に基づいて、通常設定換気量、および、２４時間設定換気量などの設定風量に対応するファンモータ１２ａの目標回転速度になるように、ファンモータ１２ａへの印加電力を制御するように構成すればよい、ということになる。

本実施形態における浴室暖房換気装置においては、図５に示すように、制御部Ｈの記憶部には、通風量に応じて、ファンモータ１２ａの目標回転速度Ｎとファンモータ１２ａへの印加電力ＥＰとの設定関係Ｓ１を示す情報が、予め求められて記憶されている。なお、この図５の設定関係Ｓ１は、通風量Ｑ１に対応するものである。

本実施形態では、通風量が設定風量からずれるような換気ファン１２への埃などの付着を検出して報知できるようにするために、次のように構成している。

すなわち、この実施形態では、換気ファン１２への埃などの付着のない運転初期において、適正値推定手段及び適正値記憶手段としての機能を有する制御部Ｈが、換気ファン１２の回転速度Ｎの適正値を後述のように推定し、推定した回転速度Ｎの適正値を記憶する。

運転初期とは、浴室暖房換気装置を現場に設置して運転を開始してから間もない期間をいい、例えば、浴室暖房換気装置を設置して初回の運転を開始した時点からの運転累積時間が、所定時間に達するまでの期間としてもよい。この所定時間は、例えば、７日(７×２４＝１６８時間）、１０日（１０×２４＝２４０時間）などとしてもよい。

この運転初期は、換気ファン１２への埃などの付着が殆どなく、換気ファン１２が正常に作動する期間とするのが好ましい。

上記のように回転速度Ｎの適正値を予め記憶した後、浴室暖房換気装置の運転時において、制御部Ｈは、設定関係に基づくファンモータ１２ａの回転速度Ｎが、推定した適正値に所定値を加えた上限値を超えようとするときには、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎを、前記上限値に制限するように制限制御を実行する。具体的には、上限値を、目標回転速度としてフィードバック制御を行う。

そして、制御部Ｈは、制限制御を実行した時間を累積し、累積実行時間として記憶する。この累積実行時間が、予め定めた時間に達したときに、通風量が設定風量からずれるような換気ファン１２への埃などの付着が生じたとしてメンテナンスを促す報知を行う。具体的には、リモコンＲの表示部２６に、例えば“Ｅ１０”と表示する。なお、報知は、表示に限らず、ブザーなどの音であってもよい。

このようにして、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎと電気的入力値である印加電力ＥＰとの関係が、設定関係となるように制御されるような浴室暖房換気装置において、通風量が設定風量からずれるような換気ファン１２への埃などの付着が生じたときには、それを検出してメンテナンスを行うように促すことができる。

なお、本実施形態では、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎの適正値に加算する上記の所定値は、設定風量に応じて予め定められており、設定風量がＱ１（例えば１００ｍ³／ｈ）のときに、所定値は、例えば、２５０ｒｐｍに定められている。

因みに、本実施形態では、設定風量がＱ１（例えば１００ｍ³／ｈ）の場合に、浴室暖房換気装置に接続される排気ダクトの圧力損失が、例えば、５０Ｐａであるとき、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎは、例えば、１５００ｒｐｍであり、前記所定値は、この圧力損失が、例えば、３０Ｐａ上昇して８０Ｐａに上昇したときのファンモータ１２ａの回転速度Ｎの上昇値である上記２５０ｒｐｍに設定されている。したがって、適正値を上記１５００ｒｐｍとすると、上限値は、１７５０ｒｐｍ（＝１５００＋２５０）となる。

なお、設定風量は、Ｑ１（例えば１００ｍ³／ｈ）以外にも、設定可能に構成され、前記所定値は、Ｑ２〜Ｑｎなど複数設定される設定風量に応じて予め定められている。

このように構成することで、Ｑ２〜Ｑｎなど複数の設定風量に応じて換気ファン１２への埃などの付着を適切に検出することが可能となる。

次に、上記の換気ファン１２への埃などの付着の検出及び報知動作を、図６のフローチャートに基づいて説明する。

先ず、同図（ａ）に示すように、運転初期における第１の時点である運転開始後X時間、例えば、２４時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ０１）。ここで、運転開始とは、浴室暖房換気装置を設置した後の最初の運転開始をいう。したがって、最初の運転開始時点を起点にして、運転の累積時間が、Ｘ時間(２４時間)になったか否かを判断する。

運転開始後Ｘ時間、例えば、２４時間が経過したときには、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎの適正値を推定するために収集する回転速度Ｎのデータの順番を示すｉ＝１とし、そのときのファンモータ１２ａの回転速度Ｎを、Ｎｉ（Ｎ１）として制御部Ｈに記憶する（ステップＳ０２）。

次に、回転速度Ｎｉの記憶後、更に上記Ｘ時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ０３）、回転速度Ｎｉの記憶後Ｘ時間が経過したときには、ｉ＝ｉ＋１とし、そのときのファンモータ１２ａの回転速度ＮをＮｉ（Ｎ２）として記憶する（ステップＳ０４）。

次に、ｉ＝ｔ（本実施形態ではｔ＝８）になったか否かを判断し（ステップＳ０５）、ｉ＝ｔになっていないときには、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎの適正値を推定するための回転速度Ｎのデータの収集が終了していないとしてステップＳ０３に戻り、ｉ＝ｔになったときには、回転速度Ｎの適正値を推定するための回転速度Ｎのデータの収集が終了したとしてステップＳ０６に移る。

ステップＳ０６では、記憶したｔ個の回転速度ＮのデータＮ１…Ｎｉ…Ｎｔ（本実施形態では、Ｎ１〜Ｎ８）を、その値の大きさで昇順に整列させたときに、最小値及び下からｙ番目（本実施形態ではｙ＝２）までの回転速度Ｎのデータを除くと共に、最大値及び上からｚ番目（本実施形態ではｚ＝２）までの回転速度Ｎのデータを除く。そして、残りの回転速度Ｎのデータの平均値Ｎｍを、ファンモータ１２ａの目標回転速度Ｎとファンモータ１２ａへの印加電力ＥＰとの設定関係を満足する回転速度Ｎの適正値であると推定して算出し、この適正値を、制御部Ｈに記憶する。

つまり、本実施形態では、８個の回転速度のデータＮ１〜Ｎ８の内、変則なデータの影響を受けないように、例えば、上下２番目までのデータをそれぞれ除いて、残った４個のデータの平均値Ｎｍを適正値と推定し記憶する。

この実施形態では、回転速度Ｎの適正値を算出するために、８個の回転速度Ｎのデータを収集しているが、これらは、上記の運転開始からの運転累積時間が、８・Ｘ時間、例えば、１９２時間（＝８×２４時間）までの運転初期における回転速度Ｎのデータである。その間には、運転の開始、停止が繰り返されるが、収集された回転速度Ｎのデータは、適正値を算出する迄、制御部Ｈの不揮発性メモリ等に記憶される。

浴室暖房換気装置は、設置される現場に応じて排気ダクトの長さ等が異なる、すなわち、通風抵抗が異なるので、回転速度Ｎの適正値も異なることになるが、このように、浴室暖房換気装置が現場に設置された後の、換気ファン１２への埃などの付着のない運転初期における回転速度Ｎのデータを複数の時点で収集して平均することによって、設置される現場に応じた回転速度Ｎの適正値を精度よく推定することができる。

なお、回転速度Ｎの適正値の推定は、上記に限らず、例えば、運転開始からの経過時間Ｘ、収集する回転速度Ｎのデータの数ｔ、あるいは、推定値の算出方法は、適宜変更してもよい。

次に、制御部Ｈは、推定した適性値としての平均値Ｎｍに、所定値Ｎｐを加算した値を上限値Ｎｕ（＝Ｎｍ＋Ｎｐ）として記憶する（ステップＳ０７）。

そして、制御部Ｈは、前記設定関係に基づくファンモータ１２ａの回転速度Ｎが、上限値Ｎｕを超えないように、回転速度Ｎの最大値を、上限値Ｎｕに制限する制限制御を実行する（ステップＳ０８）。この実施形態では、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎが、上限値Ｎｕとなるように、すなわち、上限値Ｎｕを目標回転速度としてフィードバック制御を行うことによって、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎが、上限値Ｎｕを上回らないように制御している。

次に、同図（ｂ）に示すように、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎが、目標回転速度である上限値Ｎｕとなるようにフィードバック制御を行う制限制御の実行中であるか否かを判断し（ステップＳ０９）、制限制御の実行中でないときには、ステップＳ１１に移り、制限制御の実行中であるときには、ステップＳ１０に移り、制御部Ｈに内蔵されているタイマＴによって、制限制御の実行時間を累積し、ステップＳ１１に移る。なお、図示されていないが、上記の運転開始直後は、タイマＴは、初期値「０」に設定されている。

ステップＳ１１では、制限制御の実行時間の累積時間Ｔが、予め定めた所定時間Ｔｐ、例えば、１２時間以上であるか否かを判断し、所定時間Ｔｐ（＝１２時間）以上でないときには、ステップＳ１３に移り、所定時間Ｔｐ以上であるときには、ステップＳ１２に移る。なお、所定時間Ｔｐは、１２時間以外であってもよい。

ステップＳ１２では、制限制御の累積実行時間が、所定時間Ｔｐに達したので、通風量が設定風量からずれるような換気ファン１２への埃などの付着が生じているとして、換気ファン１２の清掃、すなわち、メンテナンスが必要である旨を報知する、具体的には、上記のようにリモコンＲの表示部２６に“Ｅ１０”を表示し、ステップＳ１３に移る。

ステップＳ１３では、リセット手段としてのリモコンＲによってリセット操作がされたか否かを判断し、リセット操作されないときには、ステップＳ０９に戻る。また、換気ファン１２の清掃等のメンテナンスが行われて、リモコンＲによってリセット操作がされたときには、ステップＳ１４に移り、ステップＳ１４では、タイマＴで計測された制限制御の累積実行時間を初期値「０」にリセットしてステップＳ０９に戻る。

このように換気ファン１２の清掃等のメンテナンスが行われた後には、リセット操作によって、制限制御の累積実行時間が、初期値にリセットされるので、改めて換気ファン１２への埃などの付着を検出するための処理が開始されることになる。

なお、図６には、累積実行時間をリセットすることなく、報知を所定時間中断させる中断処理について記述されていないが、本実施形態では、図６に示されるフローチャートと特に連動せず、例えば、ユーザが、中断手段としての機能を有するリモコンＲの、例えば２４時間換気運転スイッチ２５を３秒以上長押しすることによって、報知が所定時間（例えば４８時間）中断される、すなわち、リモコンＲの表示部２６の“Ｅ１０”の表示が消えるようにしている。

報知が開始されてから、ユーザが、メンテナンスを依頼し、実際にメンテナンスが行なわれるまでには時間を要するものであり、報知を所定時間中断することで、リモコンＲの表示部２６に、“Ｅ１０”の表示が継続されて使用者が煩わしさを感じることがない。

本実施形態では、浴室暖房換気装置の風量と密接な相関性を有するファンモータ１２ａへの印加電力をファンモータ１２ａへの電気的入力値としているので、電気的入力値を印加電圧とする場合に比べて、ファンモータ１２ａのバラツキに起因して、浴室暖房換気装置の風量が所望の風量からずれてしまうことが抑制される。

ここで、従来の課題を一層明確にするために、本実施形態の制御を行わなかった場合の動作について説明する。

制御部Ｈの記憶部に予め記憶されている、ファンモータ１２ａの目標回転速度とファンモータ１２ａへの印加電力との設定関係Ｓ１に基づいて、通常設定換気量、および、２４時間設定換気量などの設定風量に対応するファンモータ１２ａの目標回転速度になるように、ファンモータ１２ａへの印加電力を制御するように構成されている浴室暖房換気装置において、換気ファン１２に埃などが付着したときに、ファンモータ１２ａの回転速度は、適正回転速度から大きくずれてしまうおそれがある。

例えば、図７に示すように、設定関係Ｓ１に基づいて、ファンモータ１２ａが目標回転速度になるように、ファンモータ１２ａへの印加電力を制御するように構成されている浴室暖房換気装置において、換気ファン１２に埃などが付着していないときに、例えば、点Ｃ１で安定して制御されるとする。

換気ファン１２に埃などが付着したときには、換気ファン１２の仕事率が低下するので、点Ｃ１に対応するファンモータ１２ａの回転速度を維持するときのファンモータ１２ａへの印加電力は、点Ｃ２に対応する値に減少して設定関係Ｓ１からずれることになる。

その場合、制御部Ｈによって、ファンモータ１２ａの回転速度と印加電力ＥＰとの関係が、設定関係Ｓ１となるように制御されるので、制御部Ｈは、ファンモータ１２ａの印加電力ＥＰを増加させることになる。

このとき、ファンモータ１２ａの印加電力ＥＰの増分に対するファンモータ１２ａの回転速度Ｎの増分の比（＝ΔＮ／ΔＥＰ）が、設定関係Ｓ１の傾きより小さいときには、例えば点Ｃ５において、ファンモータ１２ａの印加電力ＥＰとファンモータ１２ａの回転速度Ｎの関係が、設定関係Ｓ１と一致して、点Ｃ５において安定して制御されることになる。

これに対し、ファンモータ１２ａの印加電力ＥＰの増分に対するファンモータ１２ａの回転速度Ｎの増分の比（＝ΔＮ／ΔＥＰ）が、設定関係Ｓ１の傾き以上であるときには、制御部Ｈによってファンモータ１２ａの印加電力ＥＰを増加しても、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎの関係が、設定関係Ｓ１と一致することなく、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎの関係が、設定関係Ｓ１と平行して推移し、例えば点Ｃ３から点Ｃ４に推移することが考えられる。

そのような場合、ファンモータ１２ａの印加電力ＥＰとファンモータ１２ａの回転速度Ｎの関係が、設定関係Ｓ１と一致せず、ファンモータ１２ａの回転速度Ｎが極端に大きくなってしまう、すなわち、換気ファン１２の通風量が、設定風量から大きくずれてしまうことが考えられる。

これに対して、本実施形態では、上記のように換気ファン１２への埃などの付着を検出して報知できるので、換気ファン１２の清掃等を行うことができ、換気ファン１２の通風量が設定風量から大きくずれるといったことがない。

上記実施形態では、ファンモータ１２ａへの電気的入力値を印加電力として構成しているが、ファンモータ１２ａへの電気的入力値を印加電圧として構成し、制御部Ｈが、ファンモータ１２ａの目標回転速度とファンモータ１２ａへの印加電圧との設定関係に基づいて、通常設定換気量、および、２４時間設定換気量などの設定風量に対応するファンモータ１２ａの目標回転速度になるように、ファンモータ１２ａへの印加電圧を制御するようにしてもよい。

上記実施形態のように印加電力を制御する場合には、ファンモータ１２ａへの印加電力を知るためには、ファンモータ１２ａへの印加電圧に加えて、ファンモータ１２ａへの通電電流を知る必要があるが、印加電圧を制御する場合には、ファンモータ１２ａへの通電電流を知る必要がなく、制御部Ｈの構成が簡単になる。

１ケーシング
１２換気ファン
１２ａファンモータ
１３吸気口
１４排気口
２６表示部
Ａ浴室
Ｂ浴室ユニット
Ｃトイレ
Ｄ脱衣室
Ｅ換気ユニット
Ｈ制御部
Ｒリモコン

Claims

通気用のファンを駆動するファンモータへの電気的入力値を制御するとともに前記ファンモータの回転速度の情報を得る制御手段と、前記ファンモータの回転速度と前記電気的入力値との設定関係が、設定風量に応じて予め記憶される記憶手段とを備え、前記制御手段が、設定風量に応じて、前記ファンモータの回転速度と前記電気的入力値との関係が、前記設定関係に一致するように、前記電気的入力値を制御する風量制御装置であって、
当該風量制御装置の運転初期における前記ファンモータの前記回転速度に基づいて、前記設定関係を満足する前記ファンモータの前記回転速度の適正値を、前記設定風量に応じて推定する適性値推定手段と、
推定された前記ファンモータの前記回転速度の前記適正値が、前記設定風量に応じて記憶される適正値記憶手段と、
報知手段とを備え、
当該風量制御装置の運転時に、前記制御手段は、前記設定風量に応じた前記ファンモータの前記回転速度が、前記適正値記憶手段に記憶された前記適正値に応じて規定される上限値を超えないように、前記ファンモータの回転速度を制限する制限制御を実行すると共に、制限制御の実行時間を累積し、累積した累積実行時間が、予め定めた時間以上となったときに、前記報知手段を制御して報知するものであり、
前記適正値推定手段は、前記運転初期における複数の異なる時点の前記ファンモータの前記回転速度に基づいて、前記回転速度の前記適正値を推定する、
ことを特徴とする風量制御装置。
前記上限値は、前記適正値に所定値を加えた値である、
請求項１に記載の風量制御装置。
前記ファンモータへの前記電気的入力値が、前記ファンモータへの印加電力である、
請求項１または２に記載の風量制御装置。
前記ファンモータへの電気的入力値が、前記ファンモータへの印加電圧である、
請求項１または２に記載の風量制御装置。
前記累積実行時間を、初期値にリセットするリセット手段を備える、
請求項１ないし４のいずれかに記載の風量制御装置。
前記報知手段による報知を中断させる中断手段を備える、
請求項１ないし５のいずれかに記載の風量制御装置。