JP7308969B2

JP7308969B2 - 換気装置

Info

Publication number: JP7308969B2
Application number: JP2021558058A
Authority: JP
Inventors: 勇人堀江; 守濱田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2039-11-18
Also published as: WO2021100098A1; JPWO2021100098A1

Description

本発明は、外気と部屋の空気とを交換する換気装置に関する。

近年、ＳＤＧｓ（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｇｏａｌｓ）を経営戦略に盛り込む企業があり、あるいはＥＳＧ（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｓｏｃｉａｌ，ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ）投資の広まりもある。このように、社会または環境に貢献する意識の高まりが見られる。

オフィスビルにおいても、居住者の生産性あるいは健康が建物の評価軸の一つとなりつつあり、ＷＥＬＬと呼ばれる基準も、その評価軸の一つである。

ＷＥＬＬ基準では換気量を従来の基準よりも増やす必要があり、これにより空調機の最大負荷が増加する。このため、ＷＥＬＬ基準を満足させる場合は、設計時には現状より大容量の機種が選定される。

一般的に、オフィスにおける空気調和機の運転実態は、最大の負荷率は５０％前後、最頻発の負荷率は３０％前後である。ＷＥＬＬ基準を満足させるために現状よりも大きな容量の機種が選定されると、最頻発の負荷率はさらに低くなる。

負荷率が低下する事で、圧縮機が発停運転する時間が長くなるためエネルギー効率が低い領域で圧縮機が運転される時間が長くなるので、消費電力が増加する課題がある。

このような課題に対して、低負荷時に一部の冷媒系統の運転を停止させ、系統あたりの負荷率を上昇させることで、エネルギー効率が高い状態で運転させる制御が提案されている（例えば、特許文献１）。この運転は以下、系統集約運転と呼ぶ。

この際、停止系統と運転系統とが温度調節とを担当するそれぞれの空間において、温度ムラが課題となる。このような温度ムラを抑制するためにサーキュレーターを併設する事が提案されている（特許文献２）。

特開２００３－６５５８８号公報特開２０１３－２３８３７６号公報

しかし、既存のオフィスにおいてＷＥＬＬ基準を満たす換気量を得るために換気装置を大風量化し、かつ、サーキュレーターも併設すると、設置コストが高くなるという課題がある。

本発明は、ＷＥＬＬ基準を満足する風量が提供でき、かつ、サーキュレーターの機能も持ち合わせた換気装置の提供を目的とする。

この発明は、部屋に供給される外気の給気流路と、前記部屋から排出される排気の排気流路とを備える換気装置に関する。
この発明の換気装置は、
前記給気流路の前記外気と、前記排気流路の前記排気とが通過する全熱交換器と、
前記給気流路による前記外気の供給を遮断し、前記排気流路による前記排気の排出を遮断し、かつ、前記給気流路と前記排気流路とを連通する循環モードと、前記循環モードが解除されたモードであって、前記給気流路から前記部屋へ前記外気を供給し、前記排気流路から前記排気を排出し、かつ、前記給気流路と前記排気流路との連通を遮断するモードである解除モードとに切り換わるダンパー機構と、
を備え、
前記部屋の空気が循環する循環運転は、
前記循環モードで実行される共に、前記全熱交換器を通過することなく前記部屋の前記空気が前記排気流路、前記給気流路及び前記部屋を循環し、
前記部屋を換気する換気運転は、
前記解除モードで実行される。

本発明により、ＷＥＬＬ基準を満足する風量が提供でき、かつ、サーキュレーターの機能も持ち合わせた換気装置を提供できる。

実施の形態１の図で、空気調和システム１を示す図。実施の形態１の図で、換気装置１００が換気運転を行っているときの部屋７１０を示す図。実施の形態１の図で、図２から換気装置１００を抜き出した図。実施の形態１の図で、換気運転をしている換気装置１００の基本的な構成を透過的に示す斜視図。実施の形態１の図で、換気装置１００が循環運転を行っているときの部屋７１０を示す図。実施の形態１の図で、図５から換気装置１００を抜き出した図。実施の形態１の図で、循環運転をしている換気装置１００の基本的な構成を透過的に示す斜視図。実施の形態１の図で、系統集約運転を説明する図。実施の形態１の図で、系統集約運転の効果を示す図。実施の形態１の図で、制御装置２００のハードウェア構成を示す図。実施の形態１の図で、空気調和システム１における、換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明するフローチャート。実施の形態２の図で、空気調和システム１における、換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明するフローチャート。実施の形態３の図で、空気調和システム１における、換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明するフローチャート。実施の形態３の図で、制御装置２００の変形例のハードウェア構成を示す図。

実施の形態１．
図１から図１１を参照して実施の形態１の空気調和システム１を説明する。
図１は、実施の形態１の空気調和システム１を示す。図１は、部屋７１０の平面図である。空気調和システム１は、複数の換気装置１００、第１空気調和機６０１、第２空気調和機６０２及び複数の換気装置６３０を備えている。図１では、部屋７１０には、２台の換気装置１００と、２台の換気装置６３０が配置されている。空気調和システム１は、換気装置６３０と換気装置１００とによって、ＷＥＬＬ基準を満足する換気量を有している。

実施の形態１の特徴は、換気装置１００である。換気装置１００は、制御装置２００を備えている。図１では一台の制御装置２００を２台の換気装置１００が共用している。換気装置１００は、空気を換気する換気運転をする換気装置の機能と、空気を循環する循環運転をする循環装置の機能とを兼用する。換気装置６３０は、既存の換気装置であり、換気装置の機能のみを有し循環装置の機能は持たない。

第１空気調和機６０１は、内調機として利用される直膨系の室外機６２１と、室外機６２１に接続される複数の室内機６１０を備えている。図１では、４台の室内機６１０が室外機６２１に接続されている。第２空気調和機６０２は、内調機として利用される直膨系の室外機６２２と、室外機６２２に接続される複数の室内機６１０を備えている。図１では、４台の室内機６１０が室外機６２２に接続されている。

第１空気調和機６０１の直膨系の冷媒回路は図示していないけれども、第１空気調和機６０１は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、室外熱交換器用の送風機及び室内熱交換用の送風機を備えている。第２空気調和機６０２の構成も、第１空気調和機６０１と同じである。室内機６１０は、膨張弁、室内熱交換器及び室内熱交換器用の送風機から構成される。４台の室内機６１０が一台の室外機に接続されている状態を示す図４は例であり、室内機６１０は室外機に１台あるいは複数台接続する。圧縮機は、圧縮機周波数調整部、蒸発温度検出部を備えている。室外機が四方弁を切替える事で、冷房運転と暖房運転とを、切り替えることができる。

＜換気装置１００＞
図２は、換気装置１００が換気運転を行っているときの部屋７１０を示す。上方向がＺ方向、左方向をＸ方向とする。
図３は、図２における換気装置１００を抜き出して換気運転の状態を示している。
図４は、換気運転をしている換気装置１００の基本的な構成を透過的に示す斜視図である。図４において、後述する第１ダンパー２１は、Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰで示され、第２ダンパー２２はＩ、Ｊ、Ｋ及びＬで示され、排気流路４２につながる開口はＱ、Ｒ、Ｓ及びＴで示される。図２から図４に示す座標は同じである。図２から図４を参照して、換気装置１００の構成を説明する。図２に示すように、換気装置１００は天井裏７１２に配置されている。天井７１１には、内側給気口８１及び内側排気口８２が設置されている。制御装置２００は、部屋７１０に供給される外気の給気流路４１と、部屋７１０から排出される排気の排気流路４２とを備えている。

換気装置１００は、図２及び図３に示すように、外気を給気として室内に供給する給気流路４１と、部屋７１０から部屋７１０の空気を排気として排出する排気流路４２とを有する。換気装置１００は、全熱交換器１０、ダンパー機構２０、給気ファン３１、排気ファン３２、内側外気ダクト５１ａ、外側外気ダクト５１ｂ、内側排気ダクト５２ａ及び外側排気ダクト５２ｂを備えている。また、換気装置１００は、図４に示すように、第１仕切り板６１、第２仕切り板６２及び筐体７０を有する。図４において、第１仕切り板６１は、Ｅ，Ｋ，Ｌ及びＨで示される。第２仕切り板６２は、Ｆ１，Ｆ，Ｇ及びＧ１で示される。図４において、筐体７０は、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２及びＤ２で示される。第１仕切り板６１と第２仕切り板６２とは、間に全熱交換器１０を挟んでいる。すなわち、全熱交換器１０は、筐体７０の内部を外気が進む方向であるＸ１方向において、第１仕切り板６１と第２仕切り板６２との間に配置されている。第１仕切り板６１と第２仕切り板６２とは、筐体７０を上下に仕切っている。具体的には、第１仕切り板６１は、全熱交換器１０よりもＸ１方向の空間を、部屋７１０の空気が筐体７０へ吸い込まれる方向であるＺ方向で２つに分けている。また、第２仕切り板６２は、全熱交換器１０よりもＸ２方向の空間を、Ｚ方向で２つに分けている。

給気ファン３１は給気流路４１に配置されており、排気ファン３２は排気流路４２に配置されている。給気ファン３１は給気流路４１に外気を吸い込み、排気ファン３２は排気流路４２に部屋の空気を吸い込む。ダンパー機構２０は、第１ダンパー２１と第２ダンパー２２とを備えている。
換気装置１００では、循環運転の際に、第１ダンパー２１によって、給気流路４１と排気流路４２とが連通される。また、ダンパー機構２０は、循環運転の際には、給気流路４１へ外気が流れ込まないように第１ダンパー２１で給気流路４１を塞ぎ、排気流路４２から排気が流れ出ないように第２ダンパー２２で排気流路４２を塞ぐ。
ダンパー機構２０について説明する。ダンパー機構２０は、ダンパー制御部２１３から制御されることで、循環モードと、解除モードとに切り換わる。循環モードは、給気流路４１による外気の供給を遮断し、排気流路４２による排気の排出を遮断し、かつ、給気流路４１と排気流路４２とを連通するモードである。解除モードは、循環モードが解除されたモードであって、給気流路４１から部屋７１０へ外気を供給し、排気流路４２から排気を排出し、かつ、給気流路４１と排気流路４２との連通を遮断するモードである。
循環モードでは、給気ファン３１は稼働状態、排気ファン３２は停止状態、第１ダンパー２１は後述の第２状態ＳＴ１２、及び第２ダンパー２２は後述の第２状態ＳＴ２２である。解除モードでは、給気ファン３１は稼働状態、排気ファン３２は稼働状態、第１ダンパー２１は後述の第１状態ＳＴ１１、及び第２ダンパー２２は後述の第１状態ＳＴ２１である。
部屋７１０の空気が循環する循環運転は、ダンパー機構２０の循環モードで実行される共に、全熱交換器１０を通過することなく部屋７１０の空気が排気流路４２、給気流路４１及び部屋７１０を循環する。部屋７１０を換気する換気運転は、ダンパー機構２０の解除モードで実行される。

＜換気運転＞
図２から図４を参照して、換気装置１００による換気運転を説明する。図３のように、全熱交換器１０は、換気運転において、給気流路４１の外気と、排気流路４２の排気とが通過する。給気流路４１の外気と、排気流路４２の排気とは、全熱交換器１０を通過する際に、顕熱と潜熱とを交換する。換気運転では給気ファン３１及び排気ファン３２は動作している。換気運転では、第１ダンパー２１は第１仕切り板６１に嵌っている第１状態ＳＴ１１である。換気運転の状態では、第１ダンパー２１は、第１仕切り板６１に形成されている開口６３に嵌って、この開口６３を塞いている第１状態ＳＴ１１である。開口６３は図５から図７に示す。図４では、第１仕切り板６１は、Ｅ，Ｋ，Ｌ及びＨで示される。第１仕切り板６１の開口６３は、Ｍ，Ｎ，Ｏ及びＰで示される。

第１ダンパー２１は、開口６３に嵌っている。第１ダンパー２１は、部屋７１０の空気が開口６３から給気流路４１に流れ込むのを遮断する。換気運転の状態では、第２ダンパー２２は、第１仕切り板６１に並行な第１状態ＳＴ２１である。すなわち第２ダンパー２２は第１仕切り板６１の下側に、第１仕切り板６１と対向する第１状態ＳＴ２１で配置されている。図３に示すように、給気ファン３１によって、外気は、外側給気口９１から給気流路４１へ吸い込まれ、全熱交換器１０を下から上に通過し、給気ファン３１を経由し、内側外気ダクト５１ａの内側給気口８１から部屋７１０に供給される。排気ファン３２によって、部屋７１０の空気は、内側排気口８２から排気流路４２へ吸い込まれ、排気ファン３２を経由し、全熱交換器１０を下から上に通過し、外側排気ダクト５２ｂの外側排気口９２から排出される。換気運転の状態では、第１空気調和機６０１及び第２空気調和機６０２のいずれも動作している。図２では、第１空気調和機６０１の室内機６１０を室内機６１０ａ、第２空気調和機６０２の室内機６１０を室内機６１０ｂとして示しており、室内機６１０ａ及び室内機６１０ｂは、空気調和を行っている。空気調和状態であることをＡ／ＣＯＮと記載している。室内機６１０ａ及び室内機６１０ｂは、冷房運転または暖房運転を行っている。

＜系統集約運転＞
図５から図９を参照して、換気装置１００による循環運転を説明する。図５から図７は、換気運転における図２から図４に対応する。
図５は、換気装置１００が循環運転を行っているときの部屋７１０を示す。
上方向がＺ方向、左方向がＸ方向である。
図６は、図５における換気装置１００を抜き出して循環運転の状態を示している。
図７は、循環運転をしている換気装置１００の基本的な構成を透過的に示す斜視図である。
図８は、系統集約運転を説明する図である。
図９は、系統集約運転の効果を示す。

実施の形態１では、空気調和システム１が系統集約運転をするときに、換気装置１００では循環運転が実行される。そのため、まず、図８を参照して系統集約運転を説明する。図８では、説明のため、第１空気調和機６０１及び第２空気調和機６０２のみを示している。以下に系統集約運転を説明する。
系統集約運転とは、部屋７１０に設置された複数の室内機６１０と、複数の室内機６１０を空気調和させる室外機とを備える単位系統が複数含まれる複数系統のうち、少なくとも一つの単位系統を停止させて残りの単位系統を稼働する運転をいう。
図８を参照すれば、部屋７１０に設けられた８台の室内機６１０が分けられた２つの単位系統として、第１系統７０１と第２系統７０２が存在する。第１系統７０１は第１空気調和機６０１が対応し、第２系統７０２は第２空気調和機６０２が対応する。第１系統７０１に属する４台の室内機６１０に空気調和させる室外機６２１が第１系統７０１に設けられ、第２系統７０２に属する４台の室内機６１０に空気調和させる室外機６２２が第２系統７０２に設けられている。複数系統は、第１系統７０１と第２系統７０２とからなる。系統集約運転とは、図８の例では、第１系統７０１と第２系統７０２とのうち、どちらかの単位系統を停止させて残りの単位系統を稼働する運転である。

図８では第１系統７０１を停止させて、第２系統７０２を稼働させる状態を示している。第１系統７０１において、室内機６１０と配管６１１とが離れているのは、第１系統７０１の稼働停止を示している。第１空気調和機６０１または第２空気調和機６０２の負荷が低いときは、いずれかの単位系統を停止させた方が、空気調和システム１のエネルギー効率が高い場合がある。そこで、いずれかの単位系統の停止によりエネルギー効率が高くなる場合には、単位系統の運転を停止し、稼働する単位系統あたりの負荷率を上昇させることで、エネルギー効率を高める。

図９は、系統集約運転の際のＣＯＰ（ＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔＯｆＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）向上を示すグラフである。横軸は負荷率であり縦軸はＣＯＰである。例えば図８において、２系統の運転状態が点３１０に該当し、１系統停止の系統集約運転が点３２０に該当する。点３１０から点３２０に移ることでＣＯＰが向上する。系統停止によりエネルギー効率が向上するかどうかは、制御装置２００が判定する。この判定は後述する。

換気装置１００の内側給気口８１及び内側排気口８２は、空気調和システム１の系統集約運転時に換気装置１００が循環運転する際、部屋７１０の温度ムラが低減する位置に配置されている。また、換気装置１００は、換気運転する際に、部屋７１０の二酸化炭素の濃度上昇を抑制できる位置に配置されている。つまり換気装置１００は、換気運転の際に換気効率が高くなる位置に配置されている。

＜循環運転＞
図５から図７を参照して、換気装置１００による換気運転を説明する。循環運転では給気ファン３１は動作しており、排気ファン３２は停止している。循環運転では、第１ダンパー２１は、図５に示すように、第２状態ＳＴ１２である。第２状態ＳＴ１２とは、第１ダンパー２１が第１状態ＳＴ１１から９０度回転して、Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰで示される開口６３が現れる状態である。第１ダンパー２１が開口６３を出現させることで、給気流路４１と排気流路４２とが連通する。循環運転の状態では、第２ダンパー２２は第１状態ＳＴ２１から９０度回転して、第１仕切り板６１に直角な第２状態ＳＴ２２となり、排気流路４２を塞ぐ。排気ファン３２は停止している。一方、給気ファン３１は動作している。給気ファン３１によって、部屋７１０の空気は、内側排気口８２から排気流路４２へ吸い込まれ、開口６３、給気流路４１、内側給気口８１及び部屋７１０を循環する。なお、循環運転の状態では、系統集約運転によって第１空気調和機６０１は停止しており、第２空気調和機６０２のみが動作している。図５では、室内機６１０ａは送風動作であり、室内機６１０ｂのみが空気調和を行っている。

＜制御装置２００＞
図１０は、制御装置２００のハードウェア構成を示す。制御装置２００はコンピュータである。制御装置２００は、プロセッサ２１０を備えるとともに、主記憶装置２２０、補助記憶装置２３０、入力インタフェース２４０、出力インタフェース２５０及び通信インタフェース２６０といった他のハードウェアを備える。以下ではインタフェースはＩＦと表記する。プロセッサ２１０は、信号線２７０を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

制御装置２００は、機能要素として、集約判定部２１１、決定部２１２及びダンパー制御部２１３を備える。集約判定部２１１、決定部２１２及びダンパー制御部２１３の機能は、制御プログラム２０１により実現される。制御プログラム２０１は補助記憶装置２３０に格納されている。

プロセッサ２１０は、制御プログラム２０１を実行する装置である。制御プログラム２０１は、集約判定部２１１、決定部２１２及びダンパー制御部２１３の機能を実現するプログラムである。プロセッサ２１０は、演算処理を行うＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ２１０の具体例は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。

主記憶装置２２０は、データを記憶する記憶装置である。主記憶装置２２０の具体例は、ＳＲＡＭ（ＳｔａｔｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）である。主記憶装置２２０は、プロセッサ２１０の演算結果を保持する。
補助記憶装置２３０は、データを不揮発的に保管する記憶装置である。補助記憶装置２３０の具体例は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）である。また、補助記憶装置２３０は、ＳＤ（登録商標）（ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）といった可搬記録媒体であっても良い。

入力ＩＦ２４０は、各種機器が接続され、各種機器のデータが入力されるポートである。出力ＩＦ２５０は、各種機器が接続され、各種機器にプロセッサ２１０により制御信号が出力されるポートである。通信ＩＦ２６０は、各種機器とプロセッサ２１０とが通信する通信ポートである。図１０では、通信ＩＦ２６０には、第１ダンパー２１、第２ダンパー２２、給気ファン３１、排気ファン３２、室外機６２１、室外機６２２及び人感センサ６４１が接続している。集約判定部２１１は、室外機６２１及び室外機６２２と通信する。ダンパー制御部２１３は、第１ダンパー２１、第２ダンパー２２、給気ファン３１及び排気ファン３２を制御する。

プロセッサ２１０は補助記憶装置２３０から制御プログラム２０１を主記憶装置２２０にロードし、主記憶装置２２０から制御プログラム２０１を読み込み実行する。主記憶装置２２０には、制御プログラム２０１だけでなく、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ２１０は、ＯＳを実行しながら、制御プログラム２０１を実行する。

制御装置２００は、プロセッサ２１０を代替する複数のプロセッサを備えていても良い。複数のプロセッサは、制御プログラム２０１の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ２１０と同じように、制御プログラム２０１を実行する装置である。

制御プログラム２０１により利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値及び変数値は、主記憶装置２２０、補助記憶装置２３０、または、プロセッサ２１０内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。制御プログラム２０１は、集約判定部２１１、決定部２１２及びダンパー制御部２１３の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程をコンピュータに実行させるプログラムである。

制御方法は、コンピュータである制御装置２００が制御プログラム２０１を実行することにより行われる方法である。制御プログラム２０１は、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されても良いし、プログラムプロダクトとして提供されても良い。

なお、制御装置２００の動作は制御方法に相当する。制御装置２００の動作は制御プログラム２０１の処理に相当する。

＜＊＊＊動作１の説明＊＊＊＞
図１１は、空気調和システム１における、換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明するフローチャートである。図１１を参照して換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明する。

＜ステップＳ１１＞
ステップＳ１１において、図２のように、第１系統７０１と第２系統７０２との両方の系統が運転中である。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、制御装置２００の集約判定部２１１は、系統集約運転を行うかどうかを判定するために使用する判定情報を、室外機６２１及び室外機６２２から取得する。集約判定部２１１は、通信ＩＦ２６０を介して室外機６２１及び室外機６２２に接続しており、室外機６２１及び室外機６２２から、室外機６２１及び室外機６２２の運転状態を、判定情報として取得する。運転状態とは、例えば室外機６２１及び室外機６２２の圧縮機の運転周波数である。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、集約判定部２１１は、判定情報に基づいて、系統集約運転を実行するかどうかを判定する。すなわち、集約判定部２１１は、運転中の第１系統７０１と第２系統７０２とのうち、一方を停止して、一方に運転を集約するかどうかを、判定情報を参照して判定する。具体的には、集約判定部２１１は室外機６２１及び室外機６２２の圧縮機の運転周波数を用いて、図９に示す、負荷率とＣＯＰとの関係において、系統集約運転を実行した方がＣＯＰが高くなるかどうかを判定する。ＣＯＰが高くなる場合、集約判定部２１１は系統集約運転を実行すると判定する。ステップＳ１３でＹＥＳの場合、処理はステップＳ１４に進む。ＣＯＰが高くならない場合（ステップＳ１３でＮＯ）、集約判定部２１１は系統集約運転を実行しないと判定し、処理はステップＳ１６に進む。

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、集約判定部２１１は、２系統のうち一方の系統を停止し、系統集約運転を実行する。系統集約運転を実行する場合、どの系統を停止するかは、集約判定部２１１を実現するプログラムに設定されている。集約判定部２１１は、例えば、２系統のうちＣＯＰの低い系統を停止する。この例では集約判定部２１１は第１系統７０１を停止するとする。

＜ステップＳ１５＞
ステップＳ１５において、集約判定部２１１は、開始情報を生成する。開始情報とは、系統運転の開始を通知する情報である。

＜ステップＳ１６＞
ステップＳ１６において、集約判定部２１１は、２系統の運転を継続する。

＜ステップＳ１７＞
ステップＳ１７において、集約判定部２１１は、継続情報を生成する。継続情報とは、系統集約運転を実行せず、２系統での運転を継続することを通知する情報である。

＜ステップＳ１８＞
ステップＳ１８において、集約判定部２１１は、継続情報と開始情報とのいずれかを、出力する。

＜ステップＳ１９＞
決定部２１２は、部屋７１０の空気状態に関係する関係情報を取得し、関係情報に基づいて、循環運転と換気運転とのどちらを実行するかを決定する。この例では、関係情報は開始情報と継続情報である。２系統の運転か、系統集約運転かは、部屋７１０の空気状態に関係する。ダンパー制御部２１３は、循環運転と換気運転との一方の運転の実行が決定した場合に、ダンパー機構２０を、決定した一方の運転に対応する循環モードと解除モードとのいずれかのモードに制御する。
具体的には以下のようである。
ステップＳ１９では、決定部２１２は、継続情報と開始情報とのいずれかを受信し、受信した情報が開始情報かどうかを判定する。決定部２１２が開始情報を受信したと判定すると、処理はステップＳ２０に進む。決定部２１２が開始情報を受信しない判定すると、すなわち、決定部２１２が継続情報を受信したと判定すると、処理はステップＳ２１に進む。

＜ステップＳ２０＞
ステップＳ２０において、ダンパー制御部２１３は、ダンパー機構２０を制御することにより、ダンパー機構２０を循環モードにする。循環モードにおけるダンパー機構２０の動作は、以下のとおりである。ダンパー制御部２１３は、第１ダンパー２１を給気の遮断状態にし、及び第２ダンパー２２を排気の遮断状態にする。すなわち、図６に示すように、ダンパー制御部２１３は、第１ダンパー２１を第１状態ＳＴ１１から第２状態ＳＴ１２にして、給気流路４１による外気の部屋７１０への供給を遮断する。第２状態ＳＴ１２では、開口６３が出現し、給気流路４１と排気流路４２とが連通する。ダンパー制御部２１３は、第２ダンパー２２を第１状態ＳＴ２１から第２状態ＳＴ２２にして、排気流路４２による排気の部屋外部への排出を遮断する。給気流路４１及び排気流路４２の遮断に伴い、ダンパー制御部２１３は、稼働している排気ファン３２を停止する。稼働している給気ファン３１については、ダンパー制御部２１３は稼働を維持する。ダンパー制御部２１３による、第１ダンパー２１、第２ダンパー２２及び排気ファン３２の制御により、部屋７１０の空気が循環する。
つまり図６に示すように、部屋７１０の空気は、給気流路４１、排気流路４２及び部屋を、循環流路４３として循環する。

＜ステップＳ２１＞
ステップＳ２１において、ダンパー制御部２１３は、継続情報に従って、換気運転を維持する。すなわち、ダンパー制御部２１３は、ダンパー機構２０について、解除モードを維持する。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
系統集約運転に伴う第１系統７０１の停止に伴い、換気装置１００が部屋７１０の室内を循環させる循環運転をするので、系統集約運転によって生じる温度ムラを低減することができる。また温度ムラの低減によって、系統集約運転を積極的に活用できる。よって、頻発する低負荷運転時に高効率で空気調和システム１を運転できることに加えて、既設の空調機及び既設の換気装置に、換気装置１００を組み合わせることで、ＷＥＬＬ基準を満足する換気量を有する空気調和システムを提供できる。

また、換気装置とサーキュレーターとを兼用する換気装置１００は天井裏に設置されるため、室内の天井から機器がつり下がらず、居住者に圧迫感を与えない効果も有する。

実施の形態２．
実施の形態２は、部屋７１０の内部状態によって、換気運転と循環運転とを切り換える。実施の形態２では、系統集約運転の実行は判定されないので集約判定部２１１は必須ではない。実施の形態２の制御装置２００のハードウェア構成は実施の形態１の制御装置２００と同じであるとする。

図１２は、実施の形態２の空気調和システム１における、換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明するフローチャートである。図１２を参照して換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明する。

＜ステップＳ３１＞
ステップＳ３１において、図２のように、第１系統７０１と第２系統７０２との両方の系統が運転中である。

＜ステップＳ３２＞
決定部２１２は、関係情報として、部屋７１０に存在する人の数と、部屋７１０の二酸化炭素の濃度との少なくともいずれかを示す内部情報を取得する。決定部２１２は、内部情報を参照して、循環運転と換気運転とのどちらを実行するかを決定する。具体的には以下のようである。
ステップＳ３２において、決定部２１２が内部情報を他の装置から取得する。在室人数については、部屋７１０に設けられた、入退室管理装置あるいは人感センサのような装置から取得できる。部屋７１０の二酸化炭素の濃度は二酸化炭素の濃度を検出するセンサのような装置から取得できる。在室人数については、パーソナルコンピュータの動作状態の情報、スマートフォンの位置情報またはウェアラブルデバイスの位置情報のような情報よって求められる。この例では人感センサを例に説明する。決定部２１２は、部屋７１０に在室する人数の閾値ＴＨとしてＴＨ＝５０を有している。決定部２１２は、図１０に示す人感センサ６４１から、部屋７１０に在室する人数の情報を取得する。なお、図１０に示すように、人感センサ６４１は通信ＩＦ２６０を介して決定部２１２に接続している。

＜ステップＳ３３＞
決定部２１２は、人感センサ６４１から取得した人数の情報である内部情報を閾値ＴＨと比較する。決定部２１２が在室人数は閾値ＴＨ以下と判定すると、処理はステップＳ３４に進む。決定部２１２が在室人数は閾値ＴＨより大きいと判定すると、処理はステップＳ３５に進む。

＜ステップＳ３４＞
ステップＳ３４において、ダンパー制御部２１３は、ダンパー機構２０を循環モードにする。ステップＳ３４の循環運転はステップＳ２０と同様なので説明は省略する。

＜ステップＳ３５＞
ステップＳ３５において、ダンパー制御部２１３は、換気運転を維持する。ステップＳ３５の循環運転はステップＳ２０と同様なので説明は省略する。

つまり、在室人数あるいは室内の二酸化炭素濃度が閾値より高い場合は、換気運転が実行され、在室人数あるいは室内の二酸化炭素濃度が閾値より低い場合はサーキュレーター運転が実行されるか、あるいは換気装置１００の運転が停止する。

（＊＊＊実施の形態２の効果の説明＊＊＊）
在室人数または二酸化炭素の濃度に応じて換気風量を調整することで、空気調和システム１の負荷と換気装置のファン動力とを減らせるので、省エネルギーになる。

実施の形態３．
図１３を参照して実施の形態３を説明する。実施の形態３の制御装置２００のハードウェア構成は実施の形態１の制御装置２００と同じであるので図面は省略する。
図１３は、実施の形態３の空気調和システム１における、換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明するフローチャートである。図１３を参照して換気装置１００及び制御装置２００の動作を説明する。

決定部２１２は、関係情報として、系統集約運転の開始を通知する開始情報と、部屋７１０に存在する人の数と、部屋７１０の二酸化炭素の濃度との少なくともいずれかを示す内部情報とを取得する。決定部２１２は、開始情報と内部情報とに基づいて、循環運転と換気運転とのどちらを実行するかを決定する。決定部２１２は内部情報に含まれる人の数と、二酸化炭素の濃度とのいずれかが閾値を超える場合に、換気運転の実行を決定する。
以下に具体的に説明する。
図１３は、図１１のフローチャートのステップＳ１９とステップＳ２０との間に、図１２のフローチャートのステップＳ３２、Ｓ３３を組み込んだフローチャートである。図１３では、ステップＳ３２、Ｓ３３をステップＳ３２ａ、Ｓ３３ａと表記し、図１２のステップＳ２０をステップＳ３４ａと表記している。実施の形態３では、決定部２１２が開始情報を受信しても直ぐには循環運転を実行しない。決定部２１２は、内部情報の取得を待ち、取得した内部情報と閾値ＴＨとの比較結果に応じて、換気運転と循環運転とのいずれかを実行する。図１１のフローチャートに組み入れた部分であるステップＳ３２ａ，Ｓ３３ａ，Ｓ３４ａは図１２と同じであるので説明は省略する。

＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
実施の形態３では、系統集約運転する際に、直ちに循環運転するのでなく、換気運転と循環運転とのどちらを実行するかを判定する。よって、系統集約運転する際に、部屋７１０の空気の状態に応じて換気することができる。

なお、以上に説明したダンパー機構２０では、第１ダンパー２１が開口６３を塞いだけれども、第２ダンパー２２が開口６３を塞ぐ構成でもよい。
この構成の場合、図３の第１ダンパー２１の位置に第２ダンパー２２が配置され、第１ダンパー２１が第２ダンパー２２の位置に配置される。第１ダンパー２１は第１仕切り板６１の上に配置される。

＜ハードウェア構成の補足＞
以下に、制御装置２００のハードウェア構成の補足をしておく。図１０の制御装置２００では、制御装置２００の機能がソフトウェアで実現されるが、制御装置２００の機能がハードウェアで実現されても良い。
図１４は、制御装置２００の変形例のハードウェア構成を示す。図１４の電子回路８００は、集約判定部２１１、決定部２１２及びダンパー制御部２１３、主記憶装置２２０、補助記憶装置２３０、入力ＩＦ２４０、出力ＩＦ２５０及び通信ＩＦ２６０の機能を実現する専用の電子回路である。電子回路８００は、信号線８０１に接続している。電子回路８００は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、ＧａｔｅＡｒｒａｙの略語である。ＡＳＩＣは、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙの略語である。制御装置２００の構成要素の機能は、１つの電子回路で実現されても良いし、複数の電子回路に分散して実現されても良い。別の変形例として、制御装置２００の構成要素の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されても良い。

プロセッサ２１０と電子回路８００の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。制御装置２００において、集約判定部２１１、決定部２１２及びダンパー制御部２１３の機能がプロセッシングサーキットリにより実現されても良い。あるいは、集約判定部２１１、決定部２１２、ダンパー制御部２１３、主記憶装置２２０、補助記憶装置２３０、入力ＩＦ２４０、出力ＩＦ２５０及び通信ＩＦ２６０の機能が、プロセッシングサーキットリにより実現されても良い。

１空気調和システム、１０全熱交換器、２０ダンパー機構、２１第１ダンパー、２２第２ダンパー、３１給気ファン、３２排気ファン、４１給気流路、４２排気流路、４３循環流路、５１ａ内側外気ダクト、５１ｂ外側外気ダクト、５２ａ内側排気ダクト、５２ｂ外側排気ダクト、６１第１仕切り板、６２第２仕切り板、６３開口、７０筐体、８１内側給気口、８２内側排気口、９１外側給気口、９２外側排気口、１００換気装置、２００制御装置、２０１制御プログラム、２１０プロセッサ、２１１集約判定部、２１２決定部、２１３ダンパー制御部、２２０主記憶装置、２３０補助記憶装置、２４０入力ＩＦ、２５０出力ＩＦ、２６０通信ＩＦ、３１０，３２０点、６０１第１空気調和機、６０２第２空気調和機、６１０室内機、６１１配管、６２１，６２２室外機、６３０換気装置、６４１人感センサ、７０１第１系統、７０２第２系統、７１０部屋、７１１天井、７１２天井裏、８００電子回路、８０１信号線。

Claims

部屋に供給される外気の給気流路と、前記部屋から排出される排気の排気流路とを備える換気装置において、
前記給気流路の前記外気と、前記排気流路の前記排気とが通過する全熱交換器と、
前記給気流路による前記外気の供給を遮断し、前記排気流路による前記排気の排出を遮断し、かつ、前記給気流路と前記排気流路とを連通する循環モードと、前記循環モードが解除されたモードであって、前記給気流路から前記部屋へ前記外気を供給し、前記排気流路から前記排気を排出し、かつ、前記給気流路と前記排気流路との連通を遮断するモードである解除モードとに切り換わるダンパー機構と、
を備え、
前記部屋の空気が循環する循環運転は、
前記循環モードで実行される共に、前記全熱交換器を通過することなく前記部屋の前記空気が前記排気流路、前記給気流路及び前記部屋を循環し、
前記部屋を換気する換気運転は、
前記解除モードで実行され、
前記換気装置は、さらに、
前記部屋の空気状態に関係する関係情報を取得し、前記関係情報に基づいて、前記循環運転と前記換気運転とのどちらを実行するかを決定する決定部と、
前記循環運転と前記換気運転との一方の運転の実行が決定した場合に、前記ダンパー機構を、決定した前記一方の運転に対応する前記循環モードと前記解除モードとのいずれかのモードに制御するダンパー制御部と、
を有する制御装置を備え、
前記決定部は、前記関係情報として、
前記部屋に設置された複数の室内機と、前記複数の室内機を空気調和させる室外機とを備える単位系統を複数含む複数系統のうち、少なくとも一つの単位系統を停止させて残りの単位系統を稼働する系統集約運転の開始を通知する開始情報を取得し、前記開始情報を取得した場合は、前記循環運転の実行を決定する換気装置。
部屋に供給される外気の給気流路と、前記部屋から排出される排気の排気流路とを備える換気装置において、
前記給気流路の前記外気と、前記排気流路の前記排気とが通過する全熱交換器と、
前記給気流路による前記外気の供給を遮断し、前記排気流路による前記排気の排出を遮断し、かつ、前記給気流路と前記排気流路とを連通する循環モードと、前記循環モードが解除されたモードであって、前記給気流路から前記部屋へ前記外気を供給し、前記排気流路から前記排気を排出し、かつ、前記給気流路と前記排気流路との連通を遮断するモードである解除モードとに切り換わるダンパー機構と、
を備え、
前記部屋の空気が循環する循環運転は、
前記循環モードで実行される共に、前記全熱交換器を通過することなく前記部屋の前記空気が前記排気流路、前記給気流路及び前記部屋を循環し、
前記部屋を換気する換気運転は、
前記解除モードで実行され、
前記換気装置は、さらに、
前記部屋の空気状態に関係する関係情報を取得し、前記関係情報に基づいて、前記循環運転と前記換気運転とのどちらを実行するかを決定する決定部と、
前記循環運転と前記換気運転との一方の運転の実行が決定した場合に、前記ダンパー機構を、決定した前記一方の運転に対応する前記循環モードと前記解除モードとのいずれかのモードに制御するダンパー制御部と、
を有する制御装置を備え、
前記決定部は、前記関係情報として、
前記部屋に設置された複数の室内機と、前記複数の室内機を空気調和させる室外機とを備える単位系統を複数含む複数系統のうち、少なくとも一つの単位系統を停止させて残りの単位系統を稼働する系統集約運転の開始を通知する開始情報と、前記部屋に存在する人の数と、前記部屋の二酸化炭素の濃度との少なくともいずれかを示す内部情報とを取得し、前記開始情報と前記内部情報とに基づいて、前記循環運転と前記換気運転とのどちらを実行するかを決定する換気装置。
前記決定部は、
前記内部情報に含まれる人の数と、二酸化炭素の濃度とのいずれかが閾値を超える場合に、前記換気運転の実行を決定する請求項２に記載の換気装置。