特許 6555862 換気システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6555862

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】換気システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/47 20180101AFI20190729BHJP

   F24F 11/64 20180101ALI20190729BHJP

   F24F 11/77 20180101ALI20190729BHJP

   F24F 11/80 20180101ALI20190729BHJP

   F24F 11/88 20180101ALI20190729BHJP

   F24F 7/10 20060101ALI20190729BHJP

   F24F 7/007 20060101ALI20190729BHJP

   F24F 7/00 20060101ALI20190729BHJP

   F24F 13/08 20060101ALI20190729BHJP

   F24F 110/10 20180101ALN20190729BHJP

   F24F 110/12 20180101ALN20190729BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/47

   F24F11/64

   F24F11/77

   F24F11/80

   F24F11/88

   F24F7/10 101Z

   F24F7/007 B

   F24F7/00 Z

   F24F13/08 A

   F24F110:10

   F24F110:12

【請求項の数】12

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-183835(P2014-183835)

(22)【出願日】2014年9月10日

(65)【公開番号】特開2015-143605(P2015-143605A)

(43)【公開日】2015年8月6日

【審査請求日】2017年8月31日

(31)【優先権主張番号】特願2013-271610(P2013-271610)

(32)【優先日】2013年12月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】特許業務法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】七岡 寛

(72)【発明者】

【氏名】黒木 洋

(72)【発明者】

【氏名】田中 宏典

(72)【発明者】

【氏名】藤堂 香織

【審査官】 町田 豊隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−３５６３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７７０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２３４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３２５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４０４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１０１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２５５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０１３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１７４２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１０５４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１８４０２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６３−２５４３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２８１５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０８３１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２７９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０６５９４２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／４７

Ｆ２４Ｆ ７／００

Ｆ２４Ｆ ７／００７

Ｆ２４Ｆ ７／１０

Ｆ２４Ｆ １１／６４

Ｆ２４Ｆ １１／７７

Ｆ２４Ｆ １１／８０

Ｆ２４Ｆ １１／８８

Ｆ２４Ｆ １３／０８

Ｆ２４Ｆ １１０／１０

Ｆ２４Ｆ １１０／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数階建ての建物における換気システムであって、
前記建物の１階の居室に設けられ、居室内に外気を自然給気するための給気開口部と、
前記建物の上階の居室に位置する給気口から外気を居室内に強制的に送り込むための機械給気装置を含み、前記機械給気装置の停止時に自然給気を行い、前記機械給気装置の運転時に機械給気を行うためのハイブリッド給気ユニットと、
外気温が所定温度未満であるか否かを判定し、外気温が前記所定温度未満である寒期にのみ前記機械給気装置を運転し、外気温が前記所定温度以上である場合には前記機械給気装置を停止する制御手段とを備える、換気システム。

【請求項2】

外気温を検知するための外気温センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記外気温センサにより検知された外気温が前記所定温度未満か否かを判定する、請求項１に記載の換気システム。

【請求項3】

前記ハイブリッド給気ユニットの給気口は、前記上階の居室の天井に設けられている、請求項１または２に記載の換気システム。

【請求項4】

前記上階の居室には、人体に対する給気風を遮るための障壁部が設けられる、請求項１〜３のいずれかに記載の換気システム。

【請求項5】

前記上階の他の居室の床面または壁面下部に位置する給気口から、外気を自然給気するための自然給気ユニットをさらに備え、
前記障壁部は、前記他の居室に設けられている、請求項４に記載の換気システム。

【請求項6】

前記制御手段は、外気温が前記所定温度未満である場合に、弱給気モードおよび強給気モードを含む複数段階の給気運転モードのいずれかで、前記機械給気装置の運転を行う、請求項１に記載の換気システム。

【請求項7】

前記上階の非居室に設けられた吸い込み口から強制的に空気を吸い込んで排気するための機械排気装置を含む、排気ユニットをさらに備え、
前記制御手段は、前記排気ユニット内に設けられている、請求項６に記載の換気システム。

【請求項8】

ユーザからの指示を入力するための操作手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記操作手段を介したユーザからの指示に応じて、弱排気モードと強排気モードとを含む複数段階の排気運転モードのいずれかで前記機械排気装置を運転するとともに、外気温が前記所定温度未満の場合に、前記機械排気装置の排気運転モードと連動した給気運転モードで、前記機械給気装置を運転する、請求項７に記載の換気システム。

【請求項9】

前記建物の室内の温度を検知するための室温センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記室温センサにより検知された室温が一定温度以上の場合に、前記機械排気装置を急速排気モードで運転する、請求項７または８に記載の換気システム。

【請求項10】

前記制御手段は、前記弱給気モードで前記機械給気装置の運転を開始する場合に、前記強給気モードに対応した第１電圧の電源を前記機械給気装置に供給した後で、前記弱給気モードに対応した第２電圧の電源を前記機械給気装置に供給する、請求項６〜９のいずれかに記載の換気システム。

【請求項11】

複数階建ての建物における換気システムであって、
前記建物の１階の居室に設けられ、居室内に外気を自然給気するための給気開口部と、
前記建物の上階の居室の床面または壁面下部に位置する給気口から、外気を自然給気するための給気ユニットとを備え、
前記上階の居室は、仕切り部材を介して居住空間と収納空間とに仕切られており、
前記上階の居室における前記給気口は、前記収納空間側に設けられ、前記仕切り部材によって、人体に対する給気風を遮るための障壁部が形成されている、換気システム。

【請求項12】

前記障壁部としての前記仕切り部材には、前記収納空間に取り入れられた外気を前記居住空間に送り込むための室内給気口が設けられている、請求項１１に記載の換気システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、換気システムに関し、特に、複数階建ての建物の換気システムに関する。

【背景技術】

【0002】

住宅などの一般的な建物には、第一種換気システムおよび第三種換気システムのいずれかが採用されることが多い。第一種換気システムでは、給気および排気の両方が機械にて行われる。これに対し、第三種換気システムでは、排気のみ機械で行い、屋内側を負圧とすることで、外気を自然給気する。

【0003】

第三種換気システムでは、屋内外の温度差の影響を受けるため、季節によって換気量が異なる。そのため、特開２０００−３５６３８４号公報（特許文献１）では、建物の１階に設けられた自然換気用開口部の開度を屋内外の温度差によって調整する常時換気システムが提案されている。また、この常時換気システムでは、建物の２階には、常時作動する給気ファンが設けられ、２階のみ第一種換気方式が採用されている。

【0004】

さらに、次のような換気システム（構造）も公知である。特開２０１３−１２４８１５号公報（特許文献２）には、給気装置および自然排気口を備えた住宅において、屋内外の温度差によって給気装置の運転および停止が行われることが開示されている。また、家屋の換気構造としては、特開２００２−７１１８６号公報（特許文献３）に、一階空間と二階空間との間の天井裏空間に外気導入装置を設置し、上記天井裏空間から、各通気口を介して一階空間および二階空間に空気を流動させることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−３５６３８４号公報

【特許文献2】特開２０１３−１２４８１５号公報

【特許文献3】特開２００２−７１１８６号公報（特許第３４８８９２１号）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

第三種換気システムは、第一種換気システムよりも、コスト（イニシャルコストおよびランニングコスト）面において有利である一方で、建物の上階（２階以上）においては、重力換気による給気が望み難い。このような問題に対処するために、特許文献１では、上述のように、建物の１階部分を第三種換気方式、２階部分を第一種換気方式とする複合型換気システムが提案されている。しかしながら、ランニングコストや省エネルギー化の観点などから、上階においてもできるだけ自然給気によって換気することが望ましい。

【0007】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数階建ての建物においても、自然給気を基本としつつ、一年を通じて適切に屋内の換気を行うことのできる換気システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明のある局面に従う換気システムは、複数階建ての建物における換気システムであって、給気開口部と、ハイブリッド給気ユニットとを備える。給気開口部は、建物の１階の居室に設けられ、居室内に外気を自然給気する。ハイブリッド給気ユニットは、建物の上階の居室に位置する給気口から外気を居室内に強制的に送り込むための機械給気装置を含み、暖期に自然給気を行い、寒期にのみ前記機械給気装置による機械給気を行う。

【0009】

好ましくは、換気システムは、外気温を検知するための外気温センサと、外気温センサにより検知された外気温が所定の温度以上であれば機械給気装置を停止し、外気温が所定の温度未満である場合に機械給気装置を運転する制御手段とをさらに備える。

【0010】

好ましくは、ハイブリッド給気ユニットの給気口は、上階の居室の天井に設けられている。

【0011】

居室には、人体に対する給気風を遮るための障壁部が設けられていてもよい。

【0012】

換気システムは、上階の他の居室の床面または壁面下部に位置する給気口から、外気を自然給気するための自然給気ユニットをさらに備えていてもよい。この場合、障壁部は、他の居室に設けられていることが望ましい。

【0013】

好ましくは、制御手段は、外気温が所定温度未満である場合に、弱給気モードおよび強給気モードを含む複数段階の給気運転モードのいずれかで、機械給気装置の運転を行う。

【0014】

換気システムは、上階の非居室に設けられた吸い込み口から強制的に空気を吸い込んで排気するための機械排気装置を含む、排気ユニットをさらに備え、制御手段は、排気ユニット内に設けられていることが望ましい。

【0015】

好ましくは、換気システムは、ユーザからの指示を入力するための操作手段をさらに備えている。この場合、制御手段は、操作手段を介したユーザからの指示に応じて、弱排気モードと強排気モードとを含む複数段階の排気運転モードのいずれかで機械排気装置を運転するとともに、外気温が所定温度未満の場合に、機械排気装置の排気運転モードと連動した給気運転モードで、機械給気装置を運転することが望ましい。

【0016】

好ましくは、換気システムは、建物の室内の温度を検知するための室温センサをさらに備えている。この場合、制御手段は、室温センサにより検知された室温が一定温度以上の場合に、機械排気装置を急速排気モードで運転してもよい。

【0017】

好ましくは、制御手段は、弱給気モードで機械給気装置の運転を開始する場合に、強給気モードに対応した第１電圧の電源を機械給気装置に供給した後で、弱給気モードに対応した第２電圧の電源を機械給気装置に供給する。

【0018】

この発明の他の局面に従う換気システムは、複数階建ての建物における換気システムであって、給気開口部と、給気ユニットと、障壁部とを備える。給気開口部は、建物の１階の居室に設けられ、居室内に外気を自然給気する。給気ユニットは、建物の上階の居室の床面または壁面下部に設けられた給気口から、外気を自然給気する。障壁部は、上階の居室に設けられ、給気ユニットの給気口からの給気風を遮る。

【0019】

好ましくは、障壁部は、給気ユニットの給気口から取り入れた外気を貯留するための貯留空間を形成するものであり、障壁部は、貯留空間の空気を居室内に送り込むための室内給気口を含む。

【0020】

この発明のさらに他の局面においては、換気制御装置を提供してもよい。換気制御装置は、暖期に自然給気を行い、寒期にのみ機械給気装置による機械給気を行うためのハイブリッド給気ユニットと、常時、機械排気装置による機械排気を行うための排気ユニットと、外気温を検知するための外気温センサとを備えた換気システムにおいて、機械給気装置および機械排気装置の運転を制御するための制御装置である。換気制御装置は、外気温センサにより検知された外気温が所定温度以上であれば、弱排気モードと強排気モードとを含む複数段階の排気運転モードのいずれかで機械排気装置を運転する排気制御手段と、外気温センサにより検知された外気温が所定温度未満である場合に、機械排気装置の排気運転モードと連動した給気運転モードで、機械給気装置を運転する連動制御手段とを備える。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、複数階建ての建物においても、自然給気を基本としつつ、一年を通じて適切に屋内の換気を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施の形態１に係る建物の換気システムの概略構成を模式的に示す図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る換気システムの機能構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態１において、制御装置が実行する給気切替処理を示すフローチャートである。

【図4】本発明の実施の形態２に係る建物の換気システムの概略構成を模式的に示す図である。

【図5】一般的な第三種換気システムを採用した建物における空気の流れを模式的に示す図である。

【図6】冬期において、建物の壁体にかかる圧力を模式的に示す図である。

【図7】本発明の実施の形態３に係る換気システムの機能構成を示す図である。

【図8】本発明の実施の形態３に係る換気システムの電源供給イメージを示す図である。

【図9】本発明の実施の形態３に係る換気処理を示すフローチャートである。

【図10】本発明の実施の形態３の変形例に係る換気処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0024】

＜実施の形態１＞
（概要について）
本発明の実施の形態１に係る換気システムは、第三種換気方式をベースとしている。はじめに、図５および図６を参照しながら、一般的な第三種換気方式を採用した建物１００における空気の流れについて、簡単に説明する。

【0025】

建物１００は、たとえば２階建てであり、１階に居室１１１および非居室１１２、２階（上階）に居室１２１および非居室１２２，１２３を有している。建物１００の１階には、居室１１１に給気開口部２１が設けられ、非居室１１２に排気ファン（機械排気装置）２２が設けられている。２階にも同様に、居室１２１に給気開口部３００が設けられ、非居室１２３に排気ファン４００が設けられている。各給気開口部２１，３００は、建物１００の外壁を貫通するように設けられており、外気を取り入れて居室１１１，１２１内に自然給気する。給気開口部２１，３００は、一般的に居室１１１，１２１を構成する壁体（外壁）の上部に設けられている。

【0026】

このような第三種換気システムでは、排気ファン２２，４００を常時作動させ、室内側を負圧とすることで、理想的には、各階の居室１１１，１２１に外気が自然給気される。また、図５の矢印Ｆ１，Ｆ２で示すように、居室１１１，１２１内の空気はそれぞれ非居室１１２，１２２へと流動し、非居室１１２，１２２から機械排気される。

【0027】

建物１００において、排気ファン２２，４００の作動によって壁体にかかる圧力は、図６（Ｂ）に示されるように、季節を問わず１階も２階も等しい。一方で、内外温度差は季節によって異なるため、季節によって壁体にかかる圧力も異なる。図６（Ａ）に示されるように、冬期においては、建物１００の１階部分では下方へいくほど屋内側へ大きな圧力がかかり、２階部分では上方へいくほど屋外側へ圧力がかかっている。

【0028】

冬期に壁体にかかる圧力は、図６（Ａ）に示す圧力と図６（Ｂ）に示す圧力との合成である。したがって、冬期には、公知の建物１００の２階においては、図５の矢印Ｆ３で示すように、非居室１２２の空気が居室１２１へ逆流する現象が発生する。このような場合、給気開口部３００から２階居室１２１に新鮮な外気が供給され難い。

【0029】

これに対し、本実施の形態に係る換気システムでは、第三種換気方式のように自然給気をベースとしつつ、冬期の２階居室１２１にも新鮮な外気を供給可能としている。図１には、本実施の形態に係る建物１の換気システムが模式的に示されている。図１を参照して、建物１自体の基本的な構造は、図５に示した公知の建物１００と同様である。つまり、建物１は、１階に居室１１１および非居室１１２、２階（上階）に居室１２１および非居室１２２，１２３を有している。２階の非居室１２２はたとえば廊下であり、１階の非居室１１２および２階の非居室１２３はたとえばトイレである。

【0030】

図１に示されるように、建物１の１階の換気には、公知の建物１００と同様に、居室１１１に設けられた給気開口部２１と、非居室１１２に設けられた排気ファン２２とが用いられる。建物１の１階は、第三種換気方式であっても、一年を通じて適切に換気が行えるからである。給気開口部２１は、たとえばサッシ１１３の上部に設けられている。

【0031】

なお、給気開口部２１の開度は、たとえば特開２０００−３５６３８４号公報（特許文献１）に示されるように、屋内外の温度差によって調整されてもよい。この場合、給気開口部２１の開度は、屋内外の温度差が大きい冬期に小さくなり、屋内外の温度差の小さい夏期や中間期に大きくなるように、調整される。

【0032】

これに対し、建物１の２階の換気には、ハイブリッド給気ユニット３と、排気ユニット４とが用いられる。ハイブリッド給気ユニット３は、２階に複数の居室１２１がある場合、典型的には居室１２１ごとに設けられる。排気ユニット４は、たとえば親子換気扇により実現され、複数の非居室１２２，１２３に対して１つ設けられる。

【0033】

ハイブリッド給気ユニット３は、外気を吸い込むための吸い込み口３１と、居室１２１に位置する給気口３２と、これらを連結する通気管３３と、給気口３２から外気を居室１２１内に強制的に送り込むための給気ファン（機械給気装置）３４とを含む。ハイブリッド給気ユニット３は、居室１２１の天井裏空間、すなわち屋根裏空間１３０に設けられている。この場合、吸い込み口３１は、たとえば居室１２１近くの軒裏天井部に位置し、給気口３２は、居室１２１の天井に位置している。給気ファン３４は、たとえば給気口３２付近に設けられている。給気口３２は、居室１２１の天井に設けられるため、窓１２４の位置や大きさに依存しない。

【0034】

排気ユニット４は、本体部（筐体）４０に排気ファン４４（図１において不図示）を内蔵し、非居室１２２，１２３それぞれに位置する複数の吸い込み口４１ａ，４１ｂを有している。排気ユニット４は、排気ファン４４が駆動されることによって、吸い込み口４１ａ，４１ｂから空気を吸い込み、吸い込まれた空気を排気口４２から機械排気する。排気口４２は、たとえば、非居室１２３近くの軒裏天井部に設けられている。

【0035】

排気ユニット４の本体部４０は、屋根裏空間１３０であって、非居室１２２の天井裏空間に設けられている。そのため、非居室１２３の天井に位置する吸い込み口４１ｂは、副吸い込み口として機能している。排気ユニット４は、吸い込み口４１ｂと本体部４０とを連結する通気管４３ａと、本体部４０と排気口４２とを連結する通気管４３ｂとをさらに含む。

【0036】

排気ユニット４は、１階の排気ファン２２と同様に、常時作動される。これに対し、ハイブリッド給気ユニット３は、季節に応じて、自然給気と機械給気とのいずれかを選択的に行う。具体的には、ハイブリッド給気ユニット３は、暖期に自然給気を行い、寒期にのみ機械給気を行う。なお、「寒期」とは、屋外が寒い時期を表わし、少なくとも冬期を含む。「暖期」とは、屋外が暖かいまたは暑い時期を表わし、夏期を含む。中間期である春および秋は、「寒期」に含まれてもよい。

【0037】

排気ユニット４の制御は、制御装置５によって行われる。制御装置５は、複数段階の運転強度のうちのいずれかで排気ファン４４を運転する。図１では、制御装置５は、屋根裏空間１３０内であって本体部４０近傍に設けられた例が示されているが、本体部４０内に設けられていてもよい。本実施の形態では、排気ユニット４を制御する制御装置５によって、ハイブリッド給気ユニット３の制御も行われる。つまり、制御装置５は、建物１の２階部分の換気を行うために、給気ファン３４および排気ファン４４の運転を制御する換気制御装置として機能する。ハイブリッド給気ユニット３および制御装置５（排気ユニット４）は、屋根裏空間１３０に設けられるため、給気ファン３４と制御装置５とをケーブルによって接続することができる。

【0038】

以下に、本実施の形態に係る換気システムの機能構成および動作について、詳細に説明する。

【0039】

（機能構成および動作について）
図２は、本実施の形態に係る換気システムの機能構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る換気システムは、上記構成に加え、室温センサ６１、外気温センサ６２および操作部６３をさらに含む。

【0040】

室温センサ６１は、室温（屋内の温度）を検知する。室温センサ６１は、図１に示されるように、たとえば、本体部４０の吸い込み口４１ａ近傍、または、非居室１２２の天井に設けられる。外気温センサ６２は、外気温を検知する。外気温センサ６２は、図１に示されるように、たとえば屋根裏空間１３０の本体部４０に設けられ、屋根裏空間１３０の温度を外気温として検知する。屋外の実際の温度と屋根裏空間１３０の温度とは相関があることが、実験により判明しているためである。操作部６３は、ユーザから、排気ユニット４に関する指示の入力を受け付ける。操作部６３は、たとえば２階の非居室１２２の壁面に設けられている。

【0041】

制御装置５は、これら室温センサ６１、外気温センサ６２および操作部６３と、有線または無線にて接続されている。制御装置５は、各種演算および処理を行う制御部５１と、各種データおよびプログラムを記憶する記憶部５２と、計時動作を行う計時部５３とを含む。制御部５１は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置により実現される。記憶部５２には、排気ファン４４の駆動を制御するためのプログラム、および、給気ファン３４の駆動を制御するためのプログラムが予め記憶されている。記憶部５２は、たとえばフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置により実現される。計時部５３は、制御部５１からの指示に応じて時間を計測するタイマである。なお、計時部５３は、常に日時を計測するクロックであってもよい。

【0042】

上述のように、制御装置５は、排気ユニット４を制御するとともに、居室１２１ごとに設けられたハイブリッド給気ユニット３を制御する。そのため、制御部５１は、その機能として、排気制御部５４と、給気制御部５５とを含んでいる。なお、室温センサ６１および外気温センサ６２からの検知信号は、デジタル信号に変換された後に、制御部５１に入力される。

【0043】

排気制御部５４は、排気ファン４４を常時作動し、室温センサ６１が検知した室温に基づいて、排気ファン４４の運転状態を制御する。排気制御部５４は、通常は、排気ファン４４を弱運転し、室温が高温（たとえば３５℃以上）の場合に、排気ファン４４の運転モードを強運転に切り替える。排気制御部５４は、操作部６３が受け付けたユーザからの指示に応じて、排気ファン４４の運転状態を制御してもよい。

【0044】

給気制御部５５は、季節が寒期か否かによって、給気ファン３４の運転を制御する。具体的には、外気温センサ６２が検知した外気温に基づいて、給気ファン３４の運転および停止を切り替える。なお、給気ファン３４の運転および停止は、電源供給のオン／オフ信号を送信することによって実現されてもよいし、給気ファン３４の運転信号を送信することによって実現されてもよい。

【0045】

給気制御部５５が行う給気切替処理の一例について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。図３に示す給気切替処理は、制御部５１が記憶部５２に記憶されたプログラムを読出して実行することで実現される。図３を参照して、給気制御部５５は、外気温が所定温度（たとえば２０℃）未満であるか否かを判定する（ステップＳ２）。外気温が２０℃以上であれば（ステップＳ２にてＮＯ）、給気ファン３４を停止する（ステップＳ４）。これに対し、外気温が２０℃未満であれば（ステップＳ２にてＹＥＳ）、給気ファン３４を運転する（ステップＳ６）。なお、この給気切替処理は、所定時間（たとえば３０分）ごとに実行されてよい。

【0046】

このように、外気温が２０℃未満である場合にのみ、給気ファン３４を運転するため、重力換気が可能な暖期には、自然給気により屋内を換気することができる。したがって、２階居室１２１に常時機械給気するよりも、ラニングコストを低減させることができ、省エネルギー効果も得られる。

【0047】

なお、本実施の形態では、排気制御部５４および給気制御部５５の機能は、１つの制御部５１がソフトウェアを実行することで実現されるものとしたが、これらの機能は、それぞれ異なるハードウェアによって実現されてもよい。その場合、制御装置５を排気ユニット４専用とし、ハイブリッド給気ユニット３専用の給気制御装置（図示せず）を別途設けてもよい。さらに、このような場合には、ハイブリッド給気ユニット３ごとに給気制御装置が設けられてもよい。この場合、外気温センサ６２も、ハイブリッド給気ユニット３ごとに設けられてもよい。

【0048】

なお、外気温センサ６２は、屋根裏空間１３０に配置することとしたが、たとえば排気口４２の近傍など、屋外に配置してもよい。また、外気温が２０℃未満の場合に機械給気が行われることとしたが、外気温が少なくとも１０℃未満である場合に機械給気が行われればよい。

【0049】

また、本実施の形態では、外気温のみによって、給気ファン３４を制御したが、内外温度差によって、給気ファン３４を制御してもよい。この場合、排気ファン４４の制御に用いられる室温センサ６１を利用して、内外温度差を検出してもよい。たとえば、内外温度差が所定値（たとえば５℃）以上である場合に、寒期として判断してもよい。

【0050】

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２に係る換気システムについて説明する。本実施の形態においても、建物の基本構造は実施の形態１と同様である。したがって、ここでは、実施の形態１と異なる点のみ詳細に説明する。

【0051】

図４には、本実施の形態に係る建物１Ａの換気システムが模式的に示されている。図４を参照して、建物１Ａにおいては、実施の形態１のハイブリッド給気ユニット３に代えて、自然給気ユニット３Ａが設けられている。自然給気ユニット３Ａは、図１に示した給気ファン３４を含まず、一年を通じて自然給気を行う。本実施の形態では、１階および２階ともに、第三種換気方式が採用されているため、制御装置５Ａは、排気ユニット４の制御のみを行う。

【0052】

自然給気ユニット３Ａは、建物１Ａの２階居室１２１の床下に設けられ、給気口３２は、居室１２１の床面に位置している。図６（Ａ）に示したように、２階居室１２１の壁体において屋外側へかかる圧力は、床面付近が最も小さい。そのため、２階の床下に自然給気ユニット３Ａを設けることで、一年を通して自然給気が行えるようにしている。

【0053】

ただし、居室１２１の床面から空気が供給される場合、人体に直接、冷たい空気が当たってしまう。そのため、本実施の形態では、居室１２１内に、人体に対する給気風を遮るための障壁部７が設けられている。障壁部７は、給気口３２から居室１２１に取り入れた外気を貯留するための貯留空間を形成するものであり、本実施の形態では、収納空間１２１ａを形成している。つまり、給気口３２は、居室１２１の収納空間１２１ａ内における床面に設けられている。この場合、障壁部７は、主に、収納空間１２１ａと居室１２１内の居住空間とを仕切る仕切り部材として形成される。

【0054】

障壁部７は、収納空間１２１ａの空気を居住空間に送り込むための室内給気口７０を含んでいる。室内給気口７０は、障壁部７を貫通する貫通穴であってもよいし、仕切り部材と居室１２１を構成する構造体（床、天井または壁体）との間の隙間であってもよい。

【0055】

このように、収納空間１２１ａに給気口３２を設けることで、冷たい空気が一旦、収納空間１２１ａ内に拡散された後で、居室１２１の居住空間に給気される。そのため、居住空間にいる居住者の冬期における冷感を防止することができる。また、収納空間１２１ａ内の乾燥を促進することもできる。

【0056】

なお、本実施の形態では、自然給気ユニット３Ａを２階床下に設け、収納空間１２１ａの床面に給気口３２を設置することで、内外温度差により居室１２１内の空気が外に出ようとする力を抑えるようにした。しかし、給気口３２の位置は、居室１２１の低位置であればよく、たとえば壁面下部に設けられてもよい。この場合、自然給気ユニット３Ａの通気管３３は居室１２１の壁体を貫通するように設けられていてもよい。

【0057】

また、実施の形態１において、１階居室１１１の給気開口部２１の開度調整について述べたが、自然給気ユニット３Ａの吸い込み口３１あるいは給気口３２についても、開度調整が行われてもよい。この場合、２階居室１２１の開口の開度の方が、１階居室１１１の給気開口部２１の開度よりも大きくなるように調整されることが望ましい。

【0058】

なお、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせてもよい。つまり、同じ建物内の２階において、ある居室にはハイブリッド給気ユニット３を設け、他の居室には給気ユニット３Ａを設けてもよい。

【0059】

また、実施の形態１に示した建物１においても、障壁部７を設けてもよい。つまり、ハイブリッド給気ユニット３の給気口３２を、たとえば収納空間内の天井に配置してもよい。あるいは、いずれの実施形態においても、障壁部７は、収納空間１２１ａの仕切り部材を構成するものでなくてもよい。

【0060】

また、実施の形態１では、ハイブリッド給気ユニット３は、外気温に応じてＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるのみであったが、ハイブリッド給気ユニット３も、排気ユニット４と同様に、ＯＮ状態の場合には、複数段階の運転強度のいずれかで運転されることとしてもよい。このような換気システムを、実施の形態３として以下に説明する。

【0061】

＜実施の形態３＞
本実施の形態に係る換気システムの基本構成は、図１に示した実施の形態１の換気システムと同様である。したがって、ここでも図１を参照しながら、実施の形態１と異なる点のみ詳細に説明する。なお、本実施の形態では、制御装置５が、排気ユニット４内に設けられており、各ハイブリッド給気ユニット３は、排気ユニット４と電気的に接続されているものとする。

【0062】

制御装置５の制御部５１は、常時、排気ファン４４を弱運転または強運転するとともに、必要な場合にのみ、給気ファン３４を弱運転または強運転する。すなわち、排気ファン４４の運転モード（以下「排気運転モード」という）には、弱排気モードおよび強排気モードが含まれ、給気ファン３４の運転モード（以下「給気運転モード」という）には、弱給気モードおよび強給気モードが含まれる。なお、排気ファン４４の排気運転モードは、操作部６３を介したユーザからの指示に応じて切替えられるものとする。

【0063】

図７は、本発明の実施の形態３に係る換気システムの機能構成を示す図である。図７を参照して、排気ユニット４の制御装置５には、商用電源と電気的に接続された電源供給部５７が含まれている。電源供給部５７は、排気ユニット４の電源がＯＮ状態の場合に、排気ユニット４内の各部に電源を供給する。また、制御部５１からの信号に基づき、給気ファン３４を運転する必要がある場合にのみ、ハイブリッド給気ユニット３に電源を供給する。本実施の形態に係る換気システムの電源供給イメージが、図８に模式的に示されている。

【0064】

電源供給部５７は、たとえば、強給気モードで給気ファン３４を運転する際に必要な電圧（以下「電圧Ａ」という）を発生するための高電圧発生部と、電圧Ａよりも低く、弱給気モードで給気ファン３４を運転する際に必要な電圧（以下「電圧Ｂ」という）を発生するための低電圧発生部とを有している。

【0065】

排気ユニット４内の制御部５１は、電源供給部５７を介して、給気運転モードに応じた電圧（電圧Ａまたは電圧Ｂ）を、各ハイブリッド給気ユニット３の給気ファン３４に印加して電源を供給する制御を行う。より具体的には、給気ファン３４は、モータと、モータにより駆動されるファンとを含み、モータに電源が供給されることで、ファンが回転する。電圧Ａの電源が給気ファン３４に供給されると、ファンは高速回転し、電圧Ｂの電源が給気ファン３４に供給されると、ファンは低速回転する。なお、排気ファン４４も、モータと、モータにより駆動されるファンとを含むものとする。

【0066】

図７に示されるように、本実施の形態における制御部５１は、実施の形態１で示した排気制御部５４および給気制御部５５に代えて、排気制御部５４Ａおよび連動制御部５６を含んでいる。

【0067】

排気制御部５４は、外気温が２０℃以上の場合に作動し、排気ファン４４の運転のみを制御する。具体的には、ユーザからの指示に応じた排気運転モード（弱排気モードまたは強排気モード）で、排気ファン４４を運転する。

【0068】

連動制御部５６は、外気温が２０℃未満の場合に作動し、排気ファン４４と給気ファン３４とを連動制御する。具体的には、ユーザからの指示に応じた排気運転モード（弱排気モードまたは強排気モード）で、排気ファン４４を運転するとともに、排気ファン４４の排気運転モードと連動した給気運転モード（弱給気モードまたは強給気モード）で、給気ファン３４を運転する。

【0069】

ここで、停止状態の給気ファン３４を弱給気モードで運転させる場合、強給気モードよりも給気ファン３４の回転数が少ないため、起動トルクが不足する。そのため、連動制御部５６は、給気ファン３４の状態を停止状態から弱給気モードに移行させる際には、一旦電圧を上げて給気ファン３４を高速回転させ、その後、電圧を下げて低速回転に落ち着かせる制御を行う。

【0070】

以下に、本実施の形態において、排気ユニット４の制御部５１により実行される、建物１の２階部分の換気処理について、具体的に説明する。

【0071】

図９は、本発明の実施の形態３に係る換気処理を示すフローチャートである。図９に示す換気処理は、制御部５１が記憶部５２に記憶されたプログラムを読出して実行することで実現される。また、この換気処理は、操作部６３の操作により、排気ユニット４の電源が投入された場合に開始される。排気ユニット４の電源投入時には、排気ユニット４の運転強度（排気運転モード）がユーザより選択されているものとする。排気ユニット４の運転強度を示す情報は、たとえば記憶部５２に一時記憶される。

【0072】

図９を参照して、制御部５１は、はじめに、外気温が２０℃未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。外気温が２０℃以上であれば（ステップＳ２にてＮＯ）、ステップＳ１２に進み、排気制御部５４Ａによる排気ファン４４の運転制御のみが行われる。一方、外気温が２０℃未満であれば（ステップＳ２にてＹＥＳ）、ステップＳ２１に進み、連動制御部５６による排気ファン４４および給気ファン３４の連動制御が行われる。

【0073】

ステップＳ１２では、排気制御部５４Ａは、排気ファン４４の運転強度の選択状況を判断する。排気制御部５４Ａは、「強」が選択されていれば、排気ファン４４を強排気モードで運転し（ステップＳ１３）、「弱」が選択されていれば、排気ファン４４を弱排気モードで運転する（ステップＳ１４）。各運転は一定時間（たとえば１０分）継続された後（ステップＳ３２）、Ｓ１１に戻り、外気温の判断が再度行われる。

【0074】

ステップＳ２１においても、まず、連動制御部５６は、排気ファン４４の運転強度の選択状況を判断する。連動制御部５６は、「強」が選択されていれば、排気ファン４４を強排気モードで運転する（ステップＳ２２）。また、ハイブリッド給気ユニット３の給気運転モードは強給気モードであると判断する（ステップＳ２３）。この場合、強給気モードに対応した電圧Ａの電源を、各給気ファン３４に供給する（ステップＳ２４）。これにより、各給気ファン３４は高速回転し、強給気モードで運転を開始する。

【0075】

これに対し、「弱」が選択されていれば、連動制御部５６は、排気ファン４４を弱排気モードで運転し（ステップＳ２５）、ハイブリッド給気ユニット３の給気運転モードは弱給気モードであると判断する（ステップＳ２６）。この場合、連動制御部５６は、まず、強給気モードに対応した電圧Ａの電源を給気ファン３４に供給する（ステップＳ２７）。電圧Ａの電源の供給は一定時間（たとえば１０秒）継続される。その後、連動制御部５６は、電源電圧を電圧Ａから電圧Ｂに切り替え、弱給気モードに対応した電圧Ｂの電源を給気ファン３４に供給する（ステップＳ２８）。

【0076】

各運転は一定時間（たとえば１０分）継続された後（ステップＳ２９）、連動制御部５６は、再び、外気温が２０℃未満であるか否かを判断する（ステップＳ３０）。外気温が２０℃以上となるまで、給気ファン３４と排気ファン４４との連動運転が継続される（ステップＳ３０にてＹＥＳ）。

【0077】

給気ファン３４と排気ファン４４との連動運転中に、外気温が２０℃以上となった場合には（ステップＳ３０にてＮＯ）、連動制御部５６は、給気ファン３４への電源供給を停止する（ステップＳ３１）。その後、一定時間が経過すると（ステップ３２）、ステップＳ１１に戻り、上記処理を繰り返す。

【0078】

なお、給気ファン３４と排気ファン４４との連動運転中に、ユーザより運転モードが変更された場合には、ステップ１１に戻り、上記処理が繰り返されてもよい。ただし、給気ファン３４の給気運転モードが強給気モードから弱給気モードに切り替えられる場合には、ステップＳ２７の処理（電圧Ａの印加）をスキップしてもよい。

【0079】

本実施の形態によれば、給気ファン３４は、排気ファン４４の排気運転モードと連動した給気運転モードで運転されるため、建物１の上階の換気を良好に行うことができる。また、排気ユニット４の制御部５１において、ハイブリッド給気ユニット３への電源供給および給気ファン３４の運転制御が行われるため、ハイブリッド給気ユニット３の構成を簡易にすることができる。

【0080】

また、弱給気モードで給気ファン３４の運転を開始する場合には、給気ファン３４の電源電圧は、一定時間、強給気モードに対応した電圧Ａとしてから、弱給気モードに対応した電圧Ｂに切り替えられる。そのため、給気ファン３４を低速回転させる場合でも、遅れることなく適切に機械給気を開始することができる。

【0081】

なお、本実施の形態では、排気ファン４４の排気運転モードの判断に室温を利用しないため、図７に示した換気システムの機能構成に、室温センサ６１が含まれなくてもよい。

【0082】

（変形例）
実施の形態３では、排気ファン４４は、ユーザからの指示に基づき、弱排気モードおよび強排気モードのいずれかで運転されることとしたが、本変形例では、夏期の室温上昇時など室温が高温の場合には、強排気モードよりも回転数の多い「急速排気モード」で運転される。なお、室温センサ６１は、排気ユニット４への吸い込み空気の温度を検出するように、排気ユニット４内に設けられてもよい。

【0083】

以下に、本実施の形態の変形例において、排気ユニット４の制御部５１により実行される、建物１の２階部分の換気処理について、具体的に説明する。

【0084】

図１０は、本発明の実施の形態３の変形例に係る換気処理を示すフローチャートである。図１０では、図９に示した換気処理と同じ処理については同じステップ番号を付してある。したがって、それらについての説明は繰り返さない。

【0085】

図１０を参照して、本変形例では、ステップＳ１１において外気温が２０℃以上と判断された場合に（ステップＳ１１においてＮＯ）、排気制御部５４Ａにおいて実行される処理（ステップＳ４１〜Ｓ４３）が追加されている。

【0086】

まず、排気制御部５４Ａは、ステップＳ４１において、排気運転モードの決定方法についての選択状況を判断する。すなわち、排気運転モードの決定方法として、自動と手動とのいずれが選択されているかを判断する。排気運転モードの決定方法は、換気処理の開始時にユーザにより選択される。なお、ここでの「自動」は、全ての排気運転モード（弱排気モード、強排気モード、急速排気モード）を自動で決定することを意図しておらず、急速排気モードのみ自動で決定することを意図している。

【0087】

手動決定が選択されている場合（ステップＳ４１にて「手動」）、ステップＳ１２に進み、実施の形態３と同様の処理が行われる。これに対し、自動決定が選択されている場合には（ステップＳ４１にて「自動」）、ステップＳ４２において、室温が高温（たとえば３５℃以上）であるか否かが判断される。排気制御部５４Ａは、室温が高温であると判断した場合（ステップＳ４２にてＹＥＳ）、ステップＳ４３に進み、排気ファン４４を急速排気モードで運転する。その後、上記ステップＳ３２に進む。一方、室温が高温でないと判断した場合には（ステップＳ４２にてＮＯ）、ステップＳ１２に進み、実施の形態３と同様の処理を実行する。

【0088】

このように、本変形例では、高温時には、ユーザの運転強度の選択状況に関わらず、排気ファン４４を急速排気運転することができる。したがって、建物１の上階に熱気が滞留してしまうことを防止することができる。

【0089】

なお、本実施の形態およびその変形例では、排気ファン４４の強排気モードおよび弱排気モードは手動により定められることとしたが、これらについても自動で決定されてもよい。その場合、外気温と室温との組み合わせによって、排気運転モードが決定されてもよい。

【0090】

また、本実施の形態では、給気ファン３４および排気ファン４４ともに、基本的に弱運転および強運転のいずれかを行うこととしたが、中運転など他の運転モードを追加してもよい。

【0091】

また、本実施の形態では、制御装置５は、排気ユニット４内に設けられることとしたが、排気ユニット４とは別に、単独の換気制御装置として設けられてもよい。この場合、排気ユニット４の電源投入時に、排気ファン４４を弱排気モードで運転する場合には、給気ファン３４と同様に、一旦、強排気モードに対応した電圧の電源を供給した後で、弱排気モードに対応した電圧の電源を供給してもよい。

【0092】

また、本実施の形態およびその変形例では、排気ファン４４と給気ファン３４とが連動運転されることとしたが、これらは連動していなくてもよい。この場合、給気ファン３４の給気運転モードが、ユーザにより直接選択されてもよい。また、ハイブリッド給気ユニット３専用の制御装置（給気制御装置）によって、建物１の上階の給気が制御されてもよい。

【0093】

また、実施の形態３およびその変形例で示した制御装置５により実行される換気方法は、建物１の１階にハイブリッド給気ユニット３および排気ユニット４が配置される場合にも適用できる。

【0094】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0095】

１，１Ａ，１００ 建物、３ ハイブリッド給気ユニット、３Ａ 自然給気ユニット、４ 排気ユニット、５，５Ａ 制御装置、７ 障壁部、２１，３００ 給気開口部、２２，４４，４００ 排気ファン、３１，４１ａ，４１ｂ 吸い込み口、３２ 給気口、３３，４３ａ，４３ｂ 通気管、３４ 給気ファン、４０ 本体部、４２ 排気口、５１ 制御部、５２ 記憶部、５３ 計時部、５４，５４Ａ 排気制御部、５５ 給気制御部、５６ 連動制御部、５７ 電源供給部、６１ 室温センサ、６２ 外気温センサ、６３ 操作部、７０ 室内給気口、１１１，１２１ 居室、１１２，１２２，１２３ 非居室、１１３ サッシ、１２１ａ 収納空間、１２４ 窓、１３０ 屋根裏空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】