(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023048622
(43)【公開日】2023-04-07
(54)【発明の名称】換気システム、空気調和装置および制御方法
(51)【国際特許分類】
F24F 7/08 20060101AFI20230331BHJP
F24F 1/0038 20190101ALI20230331BHJP
F24F 7/007 20060101ALI20230331BHJP
F24F 11/70 20180101ALI20230331BHJP
F24F 110/12 20180101ALN20230331BHJP
F24F 110/22 20180101ALN20230331BHJP
F24F 110/10 20180101ALN20230331BHJP
F24F 110/20 20180101ALN20230331BHJP
【ＦＩ】
F24F7/08 101J
F24F1/0038 441
F24F7/007 B
F24F11/70
F24F7/08 101L
F24F110:12
F24F110:22
F24F110:10
F24F110:20
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021158045
(22)【出願日】2021-09-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-02-17
(71)【出願人】
【識別番号】316011466
【氏名又は名称】日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000420
【氏名又は名称】弁理士法人ＭＩＰ
(72)【発明者】
【氏名】厳 辰旭
(72)【発明者】
【氏名】内藤 宏治
(72)【発明者】
【氏名】松村 賢治
【テーマコード（参考）】
3L056
3L260
【Ｆターム（参考）】
3L056BD02
3L056BD03
3L260AB17
3L260BA38
3L260BA46
3L260CA12
3L260CA13
3L260CA32
3L260CA33
3L260CB52
3L260EA26
3L260FC06
(57)【要約】 （修正有）
【課題】室内に実際に供給される空気質を測定することができ、適切に給排気の制御を行うことが可能な換気システム、空気調和装置および制御方法を提供すること。
【解決手段】換気システムは、室外の空気を室内に供給する給気ファン２３を備える給気風路１８と、室内の空気を室外へ排出する排気ファン２１を備える排気風路１９と、室内の空気と室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器１１と、熱交換器１１を迂回するバイパス風路２０と、バイパス風路２０の入口と熱交換器１１への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖するダンパー２２と、給気風路１８内に導入された空気の状態量を測定する第１のセンサ２４と、給気ファン２３が室内へ供給する空気の風量に応じて、第１のセンサ２４により測定された状態量を補正し、補正した状態量に基づき、ダンパー２２により給気または排気の経路を切り替える制御回路２６とを含む。
【選択図】図１
【解決手段】換気システムは、室外の空気を室内に供給する給気ファン２３を備える給気風路１８と、室内の空気を室外へ排出する排気ファン２１を備える排気風路１９と、室内の空気と室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器１１と、熱交換器１１を迂回するバイパス風路２０と、バイパス風路２０の入口と熱交換器１１への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖するダンパー２２と、給気風路１８内に導入された空気の状態量を測定する第１のセンサ２４と、給気ファン２３が室内へ供給する空気の風量に応じて、第１のセンサ２４により測定された状態量を補正し、補正した状態量に基づき、ダンパー２２により給気または排気の経路を切り替える制御回路２６とを含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
給排気を制御する換気システムであって、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定する測定手段と、
前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、前記測定手段により測定された状態量を補正し、補正した前記状態量に基づき、前記開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、換気システム。
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定する測定手段と、
前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、前記測定手段により測定された状態量を補正し、補正した前記状態量に基づき、前記開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、換気システム。
【請求項2】
段階的に風量を切り換える前記給気手段の各段階の風量に対応する補正量を記憶する補正量記憶手段を含み、
前記制御手段は、前記給気手段の風量の前記段階に対応する補正量を前記補正量記憶手段から取得し、取得した前記補正量により前記状態量を補正する、請求項１に記載の換気システム。
前記制御手段は、前記給気手段の風量の前記段階に対応する補正量を前記補正量記憶手段から取得し、取得した前記補正量により前記状態量を補正する、請求項１に記載の換気システム。
【請求項3】
連続的に風量を切り換える前記給気手段の風量に対応するパラメータを検出する検出手段を含み、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記パラメータに基づいて補正量を算出し、算出した前記補正量により前記状態量を補正する、請求項１に記載の換気システム。
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記パラメータに基づいて補正量を算出し、算出した前記補正量により前記状態量を補正する、請求項１に記載の換気システム。
【請求項4】
前記室内の状態量の目標値を記憶する目標値記憶手段を含み、
前記制御手段は、補正した前記状態量と、前記目標値記憶手段に記憶された前記目標値とに基づき、前記開閉手段により給気または排気の経路を切り替える、請求項１～３のいずれか１項に記載の換気システム。
前記制御手段は、補正した前記状態量と、前記目標値記憶手段に記憶された前記目標値とに基づき、前記開閉手段により給気または排気の経路を切り替える、請求項１～３のいずれか１項に記載の換気システム。
【請求項5】
前記測定手段は、前記給気風路内の前記熱交換器と前記給気手段との間に設置される、請求項１～４のいずれか１項に記載の換気システム。
【請求項6】
前記排気風路内に前記室内から導入された空気の状態量を測定する第２の測定手段を含み、
前記制御手段は、前記測定手段により測定された前記状態量と、前記第２の測定手段により測定された前記状態量とを用いて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を演算する、請求項１～４のいずれか１項に記載の換気システム。
前記制御手段は、前記測定手段により測定された前記状態量と、前記第２の測定手段により測定された前記状態量とを用いて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を演算する、請求項１～４のいずれか１項に記載の換気システム。
【請求項7】
前記第２の測定手段は、前記室内に設置される機器を操作する機器操作装置、もしくは前記換気システムを操作する換気システム操作装置、または前記室内に設置され、該室内の空気質を測定する空気質測定装置のいずれかに実装される、請求項６に記載の換気システム。
【請求項8】
前記給気風路内には、前記給気手段と、加湿手段もしくは加熱手段またはその両方とが設置され、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に加え、前記加湿手段による加湿量、もしくは前記加熱手段による加熱量、またはその両方に応じて、前記測定手段により測定された状態量を補正する、請求項１～７のいずれか１項に記載の換気システム。
【請求項9】
室内機と、室外機と、前記室内機と接続される換気システムとを含む空気調和装置であって、
前記換気システムが、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定する測定手段と、
前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、前記測定手段により測定された状態量を補正し、補正した前記状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、空気調和装置。
前記換気システムが、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定する測定手段と、
前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、前記測定手段により測定された状態量を補正し、補正した前記状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、空気調和装置。
【請求項10】
換気システムにより給排気を制御する方法であって、
前記換気システムは、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
測定手段と、
制御手段と
を含み、
前記測定手段が、前記給気手段により前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定するステップと、
前記制御手段が、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、前記測定手段により測定された状態量を補正し、補正した前記状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替えるステップと
を含む、制御方法。
前記換気システムは、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
測定手段と、
制御手段と
を含み、
前記測定手段が、前記給気手段により前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定するステップと、
前記制御手段が、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、前記測定手段により測定された状態量を補正し、補正した前記状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替えるステップと
を含む、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、給排気を制御する換気システム、空気調和装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
住宅、ビル、病院等の建物は、省エネルギー化や快適性等のために気密性が向上している。建物の気密性が向上すると、室内で発生する水蒸気や二酸化炭素、各種のにおい成分等が汚染物質として蓄積し、室内の空気質（IAQ:Indoor Air Quality）が悪化しやすくなる。このため、これらの汚染物質を室外へ排出し、室外の新鮮な空気を取り入れ、空気質を良好に保つべく、換気システムの必要性が高まっている。
【0003】
換気システムには、近年の省エネルギー化に伴い、給排気において熱と湿度を移動させることが可能な全熱交換器を備えたシステムがある。このシステムは、優位性が世の中に知れ渡り、普及が進んでいる。
【0004】
全熱交換器は、内部に温湿度センサが設置され、外気(OA:Outdoor Air)と室内から排気される空気(RA:Return Air（還気）)の温湿度情報を比較し、全熱交換器を通して給排気を行う全熱交換モードと、全熱交換器を迂回して給排気を行う普通換気モードとを切り替える制御が一般的である。
【0005】
従来において、室内と室外の比エンタルピーにより換気モードを切り替える技術や、室内目標比エンタルピーを予め記憶している記憶部を備え、室内と室外の比エンタルピーに加え、記憶部に記憶された室内目標比エンタルピーも使用して換気モードを切り替える技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００２－０７１１８４号公報
【特許文献2】特開２０１５－２０６５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記の従来の技術では、給気ファンが備えるモータの発熱等による給気温湿度への影響が考慮されていないため、給気ファンの動作により変化した全熱交換後の空気状態変化を正確に推定することができない。これでは、給排気制御の精度が低下するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記課題に鑑み、給排気を制御する換気システムであって、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
給気風路および排気風路の途中に配置され、室内の空気と室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
熱交換器を迂回して室外の空気を室内へ供給し、または室内の空気を室外へ排出するバイパス風路と、
バイパス風路の入口と熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
給気風路内に導入された空気の状態量を測定する測定手段と、
給気手段が室内へ供給する空気の風量に応じて、測定手段により測定された状態量を補正し、補正した状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、換気システムが提供される。
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
給気風路および排気風路の途中に配置され、室内の空気と室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
熱交換器を迂回して室外の空気を室内へ供給し、または室内の空気を室外へ排出するバイパス風路と、
バイパス風路の入口と熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
給気風路内に導入された空気の状態量を測定する測定手段と、
給気手段が室内へ供給する空気の風量に応じて、測定手段により測定された状態量を補正し、補正した状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、換気システムが提供される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、給排気制御の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】換気システムの第１の構成例を示した図。
【図2】制御回路のハードウェア構成の一例を示した図。
【図3】センサの設置位置と全熱交換器内における空気の温湿度の理論的な動きを例示した図。
【図4】全熱交換器内における空気の温湿度の実際の動きを例示した図。
【図5】モード切り替えを行うか否かを判定する従来の方法の第１の例について説明する図。
【図6】各モードにおけるダンパー動作について説明する図。
【図7】モード切り替えを行うか否かを判定する本方法の第１の例について説明する図。
【図8】本制御の一例を示したフローチャート。
【図9】モード切り替えを行うか否かを判定する従来の方法の第２の例について説明する図。
【図10】モード切り替えを行うか否かを判定する本方法の第２の例について説明する図。
【図11】センサ取り付け位置を変えた例を示した図。
【図12】センサを１つのみとした場合の例を示した図。
【図13】室内の空気の状態量を測定するセンサの例を示した図。
【図14】換気システムの第２の構成例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図１は、本実施形態に係る換気システムの第１の構成例を示した図である。換気システムは、建物の室内の空気の空気質を確保するため、室内の空気と室外の空気を入れ替えるシステムである。空気質は、室内の空気中の対象物質の成分量を示し、対象物質は、二酸化炭素、一酸化炭素、ＰＭ２．５やＰＭ１０等の粉塵、揮発性有機化合物等である。
【0012】
換気システムは、図１に示すように、箱体１０と、箱体１０内に配置される熱交換器１１とを備える。箱体１０の長手方向の一端には、室外の空気（OA）を導入する給気導入口１２と、室内の空気をＥＡ（Exhaust Air）として室外へ排気する排気排出口１３とが設けられる。箱体１０の長手方向の他端には、給気導入口１２から導入された空気をＳＡ(Supply Air)として室内へ供給する給気吹出口１４と、室内の空気(RA)を取り込む排気導入口１５とが設けられる。箱体１０内には、仕切板１６、１７が設けられ、室外の空気を、熱交換器１１を介して給気導入口１２と給気吹出口１４とを連通させる給気風路１８を形成し、室内の空気を、熱交換器１１を介して排気排出口１３と排気導入口１５とを連通させる排気風路１９を形成する。給気風路１８と排気風路１９は、熱交換器１１で交差するように形成されている。
【0013】
箱体１０内には、給気風路１８、排気風路１９のほか、熱交換器１１を迂回して排気排出口１３と排気導入口１５とを連通させるバイパス風路２０が形成される。バイパス風路２０は、熱交換器１１の室外側であって、排気風路１９内に設置される排気ファン２１の吸い込み側に連通している。バイパス風路２０は、排気導入口１５側に開閉する開閉手段としてのダンパー２２が設けられ、ダンパー２２を閉じることにより熱交換器１１を介して室内の空気を流すことができ、ダンパー２２を開くことにより熱交換器１１を迂回して室内の空気を流すことができる。なお、図１では、バイパス風路２０の給気導入口１２側が給気風路１８内で開いているように表されているが、これは、バイパス風路２０が排気ファン２１の吸い込み側に繋がっており、途中にバイパス風路２０を閉鎖するものが何も存在しないことを表すものである。したがって、バイパス風路２０内へ給気導入口１２から導入された外気が入ることもなければ、バイパス風路２０を流れる排気が給気風路１８内へ漏れることもなく、給気と外気がこの部分で混ざり合うことはない。このことは、以下で説明する図３等でも同様である。
【0014】
給気風路１８内には、室外の空気（OA）を室内に導入する給気手段として、給気ファン２３が設置される。給気ファン２３は、給気風路１８内の熱交換器１１と給気吹出口１４との間に設置される。
【0015】
排気ファン２１は、室内の空気（RA）を室外へ排気する排気手段として、排気風路１９内の熱交換器１１と排気排出口１３との間に設置される。
【0016】
熱交換器１１は、給気風路１８を流れる空気と、排気風路１９を流れる空気の熱のみを交換する顕熱式の熱交換器であってもよいし、熱だけではなく、湿気（湿度）も交換する全熱交換器であってもよい。以下、熱交換器１１を全熱交換器として説明する。
【0017】
全熱交換器は、全熱交換エレメントを含む。全熱交換エレメントは、各面が矩形のエレメントであり、箱体１０の長手方向に対し、エレメントの隣り合う２つの側面により形成される４つの角部のうちの１つが、箱体１０に、別の１つがバイパス風路２０に、さらに別の２つが仕切板１６、１７のそれぞれの一端に隣接するように設置される。
【0018】
全熱交換エレメントは、紙、不織布、樹脂等により作製され、複数の層を備え、給気風路１８の一部を構成する給気通路と、排気風路１９の一部を構成する排気通路とが９０°ほど角度を変えて互い違いに重ね合わせた構造とされている。したがって、全熱交換エレメントは、上から順に第１層が０°方向から１８０°方向へ向かう給気通路であれば、第２層が９０°方向から２７０°方向へ向かう排気通路、第３層が再び０°方向から１８０°方向へ向かう給気通路、というように給気と排気が流れる通路が交互に形成されたものとなっている。これにより、熱交換器１１は、紙等を介して熱および湿気の透過を可能にしつつ、給気と排気とを分離し、給気と排気とが混ざり合わないようになっている。
【0019】
換気システムは、室内機と室外機とを備える空気調和装置と連動して動作することができる。なお、換気システムは、室内機および室外機と連動して動作し、空気調和装置の一部として構成されていてもよい。換気システムは、給気吹出口１４が管により室内機と接続され、室内機内へＳＡを吹き出すことができる。これにより、室内機は、室内ファンにより吸い込まれた室内の空気と給気吹出口１４から吹き出されたＳＡとを混合し、室内に吹き出すことができる。
【0020】
換気システムは、給気導入口１２から導入された外気(OA)の状態量として、温度（乾球温度）および湿度(相対湿度：RH)を測定する第１のセンサ２４と、排気導入口１５から導入された室内の空気(RA)の状態量として、温度および湿度を測定する第２のセンサ２５とを備える。第１のセンサ２４は、給気風路１８内の熱交換器１１と給気導入口１２との間の位置に設置され、第２のセンサ２５は、排気風路１９内の熱交換器１１と排気導入口１５との間の位置に設置される。ここでは、第１および第２のセンサ２４、２５が、状態量として、温度および湿度を測定するものとして説明するが、二酸化炭素濃度、ＰＭ２．５等の粒子濃度等も測定することができる。
【0021】
換気システムは、制御手段としての制御回路２６を備える。制御回路２６は、排気ファン２１、ダンパー２２、給気ファン２３、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５と接続され、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５により測定された温度、湿度、二酸化炭素濃度等に基づき、給気ファン２３および排気ファン２１の風量を制御し、ダンパー２２の開閉により換気モードの切り替えを行う。なお、二酸化炭素等を測定するセンサは、空気質(IAQ)センサとして、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５とは別に設けられていてもよく、例えば給気ファン２３と給気吹出口１４との間に設置することができる。
【0022】
換気モードは、ダンパー２２を閉じ、熱交換器１１を介して排気する全熱交換モードと、ダンパー２２を開き、熱交換器１１を迂回し、バイパス風路２０を介して排気する普通換気モードとがある。
【0023】
制御回路２６は、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５により測定された温度および湿度等の状態量から全熱交換後の、もしくは熱交換器１１を迂回させた場合の理論上のＳＡの状態量を算出する。算出される空気の状態量は、ＳＡの乾球温度や比エンタルピー等である。
【0024】
ここでは、換気システムを、ダンパー２２が排気導入口１５側に設けられ、ダンパー２２の開閉により排気導入口１５から導入された空気(RA)を、熱交換器１１を迂回してバイパス風路２０を通して流し、または熱交換器１１を介して流す構成として説明したが、これに限られるものではない。したがって、ダンパー２２を給気導入口１２側に設け、ダンパー２２の開閉により外気(OA)を、熱交換器１１を迂回してバイパス風路２０を通して流し、または熱交換器１１を介して流す構成としてもよい。また、換気システムは、熱交換器１１にエレメントフィルタを備えていてもよく、給気風路１８内に給気導入口１２から導入された外気中に含まれるＰＭ２．５や花粉等の微粒子を捕集する捕集手段としてのフィルタが設置されていてもよい。
【0025】
従来においては、理論上のＳＡの状態量に基づき、最適な換気モードを決定している。しかしながら、理論上のＳＡの状態量は、実際のＳＡの状態量を表さない。これは、熱交換器１１と給気吹出口１４との間には、給気ファン２３が設置され、給気ファン２３が備えるモータの発熱等によりＳＡの状態量が変わるからである。
【0026】
そこで、制御回路２６は、熱交換器１１と給気吹出口１４との間に設置されるユニットの発熱量により理論上のＳＡの状態量を補正することにより実際のＳＡの状態量を推定し、推定した実際のＳＡの状態量に基づき、最適な換気モードを決定する。これにより、全熱交換後の空気状態変化を正確に推定し、換気モードの切り替え等の高精度な制御を実現することが可能となる。
【0027】
制御回路２６は、空気調和装置の室外機に搭載される制御回路と同様の構成とされ、図２に示すように、ＣＰＵ３０と、フラッシュメモリ３１と、ＲＡＭ(Random Access Memory)３２と、通信Ｉ／Ｆ３３と、制御Ｉ／Ｆ３４とを備える。ＣＰＵ３０等の構成要素は、バス３５に接続され、バス３５を介して情報等のやりとりを行う。
【0028】
ＣＰＵ３０は、換気システム全体の制御を行う。フラッシュメモリ３１は、ＣＰＵ３０による制御に使用されるプログラムや各種のデータ等を記憶する。ＲＡＭ３２は、ＣＰＵ３０に対して作業領域を提供する。通信Ｉ／Ｆ３３は、ＩＡＱセンサから空気質の情報を受信する。制御Ｉ／Ｆ３４は、給気ファン２３、ダンパー２２、排気ファン２１と接続し、それぞれのユニットの制御を行う。
【0029】
ここでは、制御回路２６は、ＣＰＵ３０がフラッシュメモリ３１からプログラムを読み出し、そのプログラムを実行することにより、空気状態の演算、モード切り替え等の制御を実現するが、これに限られるものではなく、回路等の専用のハードウェアを使用して実現してもよい。
【0030】
図３（ａ）は、センサ設置位置を例示した図である。一般的な全熱交換器を備える換気システムにおける従来のモード制御は、図３（ａ）に示す位置に第１のセンサ４０、第２のセンサ４１を設置し、ダンパー４２を閉じ、全熱交換を行う場合、それらのセンサにより測定された空気の状態量（ＯＡ空気情報およびＲＡ空気情報ともいう。）と、事前に制御回路が備えるフラッシュメモリ等の記憶部に保存される全熱交換器を構成する全熱交換エレメントの交換効率とを用いて、全熱交換後のＳＡの状態量（ＳＡ空気情報ともいう。）を算出することができる。一方、ダンパー４２を開き、バイパス風路４３を通して空気を流し、全熱交換を行わない場合は、ＯＡ空気情報をそのままＳＡ空気情報として用いることができる。
【0031】
全熱交換後のＳＡ空気情報、もしくは全熱交換なしの普通換気のＳＡ空気情報を、換気システムから吹き出す空気の空気情報として、換気システムに連動する空気調和装置へ送信し、空気調和装置を適切な冷暖房運転をさせてシステム制御を行う。
【0032】
図３（ｂ）は、全熱交換器内における空気の温湿度の理論的な動きを例示した図である。空気情報は、空気の温度および湿度等である。空気線図は、乾球温度、相対湿度、水蒸気分圧、絶対湿度、比エンタルピー、露点温度、湿球温度等の状態量のいずれか２つを座標軸として作成される空気の状態変化を解析するために使用される図である。図３（ｂ）では、２つの座標軸として、横軸を乾球温度(℃)とし、縦軸を絶対湿度(kg/kg)としている。
【0033】
乾球温度(℃)は、一般的な温度計が示す空気の温度である。相対湿度(%)は、ある温度の空気に含有可能な最大水蒸気量に対する実際に含有されている水蒸気量を百分率で表したものである。本明細書では、特に断りがない限り、温度は乾球温度を表し、湿度は相対湿度を表す。
【0034】
水蒸気分圧(Pa)は、空気中に含まれる水蒸気の圧力である。絶対湿度(kg/kg)は、乾き空気１ｋｇに対する湿り空気に含まれる水蒸気量(kg)を表したものである。比エンタルピー(kJ/kg)は、１ｋｇの物質がもっているエンタルピー(kJ)である。
【0035】
露点温度(℃)は、空気を冷却していった場合に飽和状態になり、結露が生じる温度である。湿球温度(℃)は、風があり、水で湿った表面において、その水が蒸発することにより冷却されるその表面の最低温度である。
【0036】
図３（ｂ）に示す空気線図は、各相対湿度を表す曲線と、比エンタルピーを表す曲線上の各点と各乾球温度および各絶対湿度とを繋ぐ直線とを有する。このため、例えば乾球温度と相対湿度が分かれば、絶対湿度や比エンタルピーを求めることができる。図３（ｂ）では、ＯＡ空気情報とＲＡ空気情報が「ＯＡ」、「ＲＡ」で示される点を表し、全熱交換エレメントの交換効率を用いて計算されたＳＡ空気情報およびＥＡ空気情報を「ＳＡ」、「ＥＡ」で示される点で表している。「ＯＡ」の点で示される外部からシステム内に取り込んだ外気は、「ＳＡ」の点へ推移し、「ＥＡ」の点で示される室内からシステム内に取り込んだ空気は、「ＲＡ」の点へ推移している。
【0037】
理論上の空気状態の変化は、図３（ｂ）に示すような変化となるが、実際のＳＡ空気情報は、給気ファンのモータの発熱等により理論上のＳＡ空気情報から変化する。
【0038】
ＯＡ空気情報とＲＡ空気情報は、第１のセンサ４０と第２のセンサ４１により測定された空気情報であるが、実際に室内に吹き出される空気(SA)の空気情報は、理論上のＳＡ空気情報よりモータの発熱等を加味した空気情報となる。具体的には、図４に示すように、点「ＳＡ」から絶対湿度が変わらないまま、乾球温度と比エンタルピーが増加した点「ＳＡ＊」の状態となる。同様に、点「ＥＡ」も、排気ファン２１のモータの発熱等により室外に排出される空気(EA)の空気情報も、モータの発熱等を加味した空気情報となり、乾球温度と比エンタルピーが増加した点「ＥＡ＊」の状態となる。なお、ＥＡ空気情報、ＥＡ＊空気情報については、室内環境の空気調和に影響がないため、以下、これらの説明については省略する。
【0039】
適切なモード切り替え、正確な吹き出し空気情報を連動する他の設備の制御部へ送信し、最適な空気調和のシステム制御を行うためには、給気ファンのモータの発熱等を考慮する必要があり、その発熱量でＳＡ空気情報を補正する必要がある。
【0040】
モード切り替えの一般的な方法としては、連動する空気調和装置が冷房運転の場合、外気温度＞室内温度、あるいは外気比エンタルピー＞室内比エンタルピーであれば、外気導入による負荷を低減させるべく、全熱交換モードとし、外気温度＜室内温度、あるいは外気比エンタルピー＜室内比エンタルピーであれば、外気を熱交換なしでそのまま導入し、室内環境を冷やすべく、普通換気モードとする方法がある。この方法では、暖房運転の場合、外気温度＞室内温度、あるいは外気比エンタルピー＞室内比エンタルピーであれば、外気を熱交換なしで直接導入し、室内環境を暖めるべく、普通換気モードとし、外気温度＜室内温度、あるいは外気比エンタルピー＜室内比エンタルピーであれば、換気のよる室内を出来るだけ冷やさないようにするべく、全熱交換モードとする。
【0041】
図５は、冷房運転の場合、暖房運転の場合の換気モードの切り替えを行うか否かを判定する従来の方法の第１の例について説明する図である。第１のセンサ４０と第２のセンサ４１により測定されたＲＡ空気情報に含まれるＲＡ温度、あるいはＲＡ比エンタルピーと、ＯＡ空気情報に含まれるＯＡ温度、あるいはＯＡ比エンタルピーとを用い、それら２つの空気状態が示す点が、全熱交換モードと普通換気モードのいずれの領域内にあるかを判定することで、適切なモードを決定することができる。
【0042】
【0043】
図６は、各モードにおけるダンパー４２の動作について説明する図である。図６（ａ）は、全熱交換モードの場合のダンパー４２の動作を示し、バイパス風路４３の入口をダンパー４２で閉じ、熱交換器４４の入口を開いている。これにより、全熱交換モードでは、熱交換器４４を介して室内の空気を室外へ排出する。
【0044】
図６（ｂ）は、普通換気モードの場合のダンパー４２の動作を示し、バイパス風路４３の入口を開き、熱交換器４４の入口をダンパー４２で閉じている。これにより、普通換気モードでは、熱交換器４４を迂回して室内の空気を室外へ排出する。
【0045】
図５に示したモード判定に使用される図は、従来の給気ファンのモータの発熱等を考慮しない場合の図である。モータの発熱等を考慮した場合、発熱量でＳＡの空気状態を補正し、得られたＳＡ＊空気情報とＲＡ空気情報とを比較し、モード判定を行うことになる。
【0046】
図７は、冷房運転の場合、暖房運転の場合の換気モードの切り替えを行うか否かを判定する本方法の第１の例について説明する図である。図１に示した第１のセンサ２４と第２のセンサ２５によりＲＡ空気情報とＯＡ空気情報とを取得し、ＲＡ空気情報とＯＡ空気情報と熱交換器１１の交換効率とからＳＡ空気情報を演算し、給気ファン２３のモータの発熱等の発熱量でＳＡ空気情報を補正してＳＡ＊空気情報を求める。
【0047】
ＳＡ＊空気情報に含まれるＳＡ＊の温度、あるいは比エンタルピーと、ＲＡ空気情報に含まれるＲＡの温度、あるいは比エンタルピーとを用い、それらの２つの空気状態が示す点が、全熱交換モードと普通換気モードのいずれの領域内にあるかを判定することで、適切な換気モードを決定することができる。
【0048】
ここで、ＳＡ＊の算出および給気ファン２３の発熱量に関して、以下の式１、式２が成立する。
【0049】
【数1】
【0050】
【数2】
【0051】
上記の式１、式２は、下記式３、４のように書き換えることができる。
【0052】
【数3】
【0053】
【数4】
【0054】
上記式３、式４中、ＴＯＡは、ＯＡの乾球温度(℃)であり、ＴＲＡは、ＲＡの乾球温度(℃)である。ＨＯＡは、ＯＡの比エンタルピー(kJ/kg(DA))であり、ＨＲＡは、ＲＡの比エンタルピー(kJ/kg(DA))であり、いずれの比エンタルピーも、乾燥空気(DA:Dry Air)の単位質量当たりの比エンタルピーである。Ｅｆｆｓｅｎは、顕熱交換効率(%)であり、ＥｆｆＨは、全熱交換効率(%)である。また、ＴＳＡは、ＳＡの乾球温度(℃)であり、ＨＳＡは、ＳＡの比エンタルピー(kJ/kg(DA))である。
【0055】
給気ファン２３の発熱による温度補正量をΔＴｉ(℃)とし、給気ファン２３の発熱による比エンタルピー補正量をΔＨｉ(kJ/kg(DA))とし、補正後のＳＡの実乾球温度(℃)をＴＳＡ
＊とし、補正後のＳＡの実比エンタルピー(kJ/kg(DA))をＨＳＡ
＊とすると、ＴＳＡ
＊は、下記式５のように表すことができ、ＨＳＡ
＊は、下記式６のように表すことができる。
【0056】
【数5】
【0057】
【数6】
【0058】
上記の温度補正量や比エンタルピー補正量は、給気ファン２３が、例えば「強」、「中」、「弱」等の段階的な風量パターンを有する場合、各風量パターンに応じた補正量を予め決定し、記憶部に記憶することができる。これにより、そのときの風量パターンに応じた補正量を記憶部から読み出し、上記式５、式６に適用して、ＳＡの実乾球温度および実比エンタルピーを計算することができる。
【0059】
なお、図７を使用して換気モードを決定する場合、比エンタルピーを比較基準にすればよいが、これに限定されるものではなく、比エンタルピー情報の取得、算出手段がない場合、乾球温度情報だけを用いて、上記式３、式５によりＳＡの実乾球温度ＴＳＡ
＊のみを計算すればよい。
【0060】
図８を参照して、換気モードの切り替え制御について説明する。換気システムに電源が投入され、換気システムが起動することにより、ステップ１００からこの制御を開始する。給気ファン２３、排気ファン２１が起動し、第１のセンサ２４、第２のセンサ２５が動作を開始する。実際には、空気質の測定も行い、ファンの風量制御等も行うが、ここでは換気モードの切り替え制御についてのみ説明する。
【0061】
ステップ１０１では、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５でＯＡおよびＲＡの状態量を測定する。ＯＡおよびＲＡの状態量は、例えばＯＡおよびＲＡの温度や湿度である。ステップ１０２では、ＯＡおよびＲＡの状態量、熱交換器１１の交換効率を使用し、ＳＡの状態量を算出する。例えば、上記式４を使用し、ＳＡの比エンタルピーを算出する。
【0062】
ステップ１０３では、ＳＡの状態量を補正してＳＡ＊の状態量を算出する。ステップ１０４では、ＳＡ＊の状態量に基づき、換気モードを決定する。換気モードは、例えば図７を参照し、ＲＡの状態量と算出されたＳＡ＊の状態量とを用いて決定することができる。
【0063】
ステップ１０５では、換気モードの切り替えが必要か否かを判断する。換気モードの切り替えが必要か否かは、現在設定し、動作している換気モードが、決定した換気モードと異なるか否かにより判断することができる。現在設定している換気モードが、決定した換気モードとは異なり、換気モードの切り替えが必要と判断した場合、ステップ１０６へ進み、決定した換気モードに切り替える。ステップ１０５で換気モードの切り替えが必要ないと判断した場合、ステップ１０６で換気モードを切り替えた後、ステップ１０１へ戻り、換気システムの電源が切断されるまで、繰り返される。なお、電源切断だけではなく、管理者がシステムを停止した場合やシステムにエラーが発生した場合等においても制御を停止することができる。
【0064】
上記では、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５で測定したＯＡ空気情報およびＲＡ空気情報を用い、上記式４および式６によりＳＡの実比エンタルピーを算出し、図７を参照して換気モードを決定することについて説明した。また、前述の通り、比エンタルピー情報の取得が困難な場合、乾球温度を制御の比較基準にしてもよい。
【0065】
空気調和装置等の設備は、遠隔から操作を可能にするため、リモコンを備え、ユーザは、リモコンを使用して自由に目標温度を設定することができる。換気システムも、このような設備と同様の室内目標値という概念を導入し、室内目標比エンタルピーや室内目標乾球温度を設定し、その設定値に基づき制御を行う方法もある。以下、室内目標値として室内目標比エンタルピーを例に挙げて説明する。
【0066】
この方法では、室内目標比エンタルピーは記憶部に記憶され、第１のセンサ２４から得られた室外の温度および相対湿度から室外比エンタルピーを求め、第２のセンサ２５から得られた室内の温度および相対湿度から室内比エンタルピーを求め、室内比エンタルピーと、室外比エンタルピーと、記憶部に記憶された室内目標比エンタルピーとに基づき、換気モードを決定する。この方法の詳細については、上記の特許文献２を参照されたい。なお、上記の室内目標比エンタルピーを記憶する記憶部は、上記の補正量等を記憶する記憶部と同じ記憶部であってもよいし、異なる記憶部であってもよい。
【0067】
この方法では、室内目標比エンタルピー＜室外比エンタルピー＜室内比エンタルピー、もしくは室外比エンタルピー＜室内目標比エンタルピー＜室内比エンタルピーの場合、室内空気より比エンタルピーが低い室外空気を熱交換せず、導入すると、室内比エンタルピーを低下させ、室内目標比エンタルピーに近づけることができるため、普通換気モードとする。
【0068】
室内比エンタルピー＜室外比エンタルピー＜室内目標比エンタルピーの場合、室内比エンタルピー以上の室外比エンタルピーを熱交換せず、導入すると、室内比エンタルピーを上昇させ、室内目標比エンタルピーに近づけることができるため、普通換気モードとする。
【0069】
室外比エンタルピー＜室内比エンタルピー＜室内目標比エンタルピーの場合、室内空気より比エンタルピーが低い外気を、熱交換を行って導入することで、室内比エンタルピーの低下を抑制し、室内目標比エンタルピーに近づけることができるため、全熱交換モードとする。
【0070】
室内目標比エンタルピー＜室内比エンタルピー＜室外比エンタルピー、もしくは室内比エンタルピー＜室内目標比エンタルピー＜室外比エンタルピーの場合、室内空気以上の比エンタルピーをもつ外気を、熱交換を行って導入することで、室内比エンタルピーの上昇を抑制し、室内目標比エンタルピーに近づけることができるため、全熱交換モードとする。
【0071】
このようにして、各比エンタルピーを比較し、室内目標比エンタルピーに近づけるように換気モードを切り替えている。
【0072】
図９は、モード切り替えを行うか否かを判定する従来の第２の例について説明する図である。横軸は、ＲＡの比エンタルピーを示し、縦軸は、ＯＡの比エンタルピーを示す。横軸、縦軸、傾き１の原点を通る直線の３つを破線で示し、３つの破線により形成される領域Ａ１～Ａ４が普通換気モードの領域で、領域Ｂ１、Ｂ２が全熱交換モードの領域である。
【0073】
このモード判定では、給気ファン２３の発熱を考慮していないため、不適切となる場合がある。不適切となる場合について、以下に例を挙げて説明する。
【0074】
第１のセンサ２４および第２のセンサ２５により測定された乾球温度および相対湿度を用い、空気線図からＯＡの比エンタルピーおよびＲＡの比エンタルピーを求める。記憶部には、室内目標比エンタルピーおよび熱交換器１１の交換効率Ｅｆｆｓｅｎ、ＥｆｆＨが記憶されている。
【0075】
例えば、ある時点の空気条件は、ＯＡの比エンタルピーが４８(kJ/kg(DA))、ＲＡの比エンタルピーが４９(kJ/kg(DA))と求まり、室内目標比エンタルピーが５０(kJ/kg(DA))、交換効率が５０(%)であったとする。これらの値を上記式４に代入し、全熱交換モードにおけるＨＳＡを算出すると、ＨＳＡ＝４８．５(kJ/kg(DA))と算出される。普通換気モードでは、ＨＳＡ＝ＨＯＡであるため、ＨＳＡ＝４８(kJ/kg(DA))となる。ＨＲＡが４９(kJ/kg(DA))であるから、ＨＳＡとＨＲＡにより決定される該当条件点は、領域Ｂ２内となり、全熱交換モードと判定される。
【0076】
しかしながら、現実的な最適制御を行う場合、給気ファン２３の発熱等の発熱量を考慮しなければならない。発熱量を考慮した補正量がΔＨｉ＝２と設定されている場合、実際のＳＡ＊の比エンタルピーＨＳＡ
＊は、全熱交換モードでは、上記式６によりＨＳＡ
＊＝４８．５＋２＝５０．５となり、普通換気モードでは、ＨＳＡ
＊＝４８＋２＝５０となる。両者を比較すると、室内目標比エンタルピー５０(kJ/kg(DA))と同じ値となる普通換気モードの方が有利である。
【0077】
このように給気ファン２３の発熱を考慮しない従来のモード判定では、最適な制御に対応できないことが分かる。
【0078】
そこで、給気ファン２３の発熱を考慮した異なる制御基準を採用する。図１０は、モード切り替えを行うか否かを判定する本方法の第２の例について説明する図である。縦軸は、補正後の全熱交換モードのＳＡ＊の比エンタルピーであり、横軸は、補正後の普通換気モードのＳＡ＊の比エンタルピーである。４つの破線により形成される領域Ａ１～Ａ４が普通換気モードの領域で、領域Ｂ１～Ｂ４が全熱交換モードの領域である。
【0079】
記憶部には、室内目標比エンタルピーに代えて目標ＳＡ比エンタルピーを記憶する。記憶部に記憶された目標ＳＡ比エンタルピーと、補正後の全熱交換モードのＳＡ＊の比エンタルピーと、補正後の普通換気モードのＳＡ＊の比エンタルピーとを比較し、モード切り替え制御（ダンパー制御）を行う。
【0080】
補正後の各換気モードのＳＡ＊の比エンタルピーは、第１のセンサ２４および第２のセンサ２５により測定されたＯＡの乾球温度および相対湿度、ＲＡの乾球温度および相対湿度から、ＯＡおよびＲＡの比エンタルピーを算出し、交換効率ＥｆｆＨを用いて上記式４によりＨＳＡを算出し、記憶部に記憶された補正量を用いて上記式６により算出することができる。
【0081】
本方法に上記の例を適用すると、全熱交換モードではＨＳＡ
＊＝５０．５、普通換気モードではＨＳＡ
＊＝５０であるから、該当条件点は領域Ｂ１内となり、最適な換気モードが全熱交換モードと判定される。
【0082】
設計段階で給気ファン２３の風量パターンと発熱量の関係を機種ごとに設定し、記憶部に記憶させておくことで、異なる種類のファンを使用する場合でも対応することが可能となる。
【0083】
これまで、給気ファン２３を、風量パターンを切り換えることにより風量を増減させる場合の各風量パターンに対応した補正量を記憶部に記憶しておき、実際の風量パターンに応じた補正量を読み出し、各換気モードにおけるＨＳＡ
＊の比エンタルピーを計算したが、これに限られるものではない。したがって、センサでファンの発熱量を実測し、その実測値に基づいて補正を行い、各換気モードにおけるＨＳＡ
＊の比エンタルピーを計算してもよい。
【0084】
また、第１のセンサ２４と第２のセンサ２５の設置位置は、給気風路１８内の給気導入口１２と熱交換器１１との間、排気風路１９内の排気導入口１５と熱交換器１１との間に限定されるものではない。したがって、図１１に示すように、第１のセンサ２４を、給気風路１８内の熱交換器１１と給気ファン２３との間に設置してもよい。
【0085】
この場合、第１のセンサ２４により熱交換器１１を通過した後の空気(SA)の乾球温度や相対湿度を測定するため、上記３および式４によりＴＳＡやＨＳＡを算出する必要がなくなる。よって、上記式５および式６のみでＴＳＡ
＊やＨＳＡ
＊を算出することができる。
【0086】
また、給気ファン２３は、風量パターンで段階的に風量を増減する制御を行うファンに限定されるものではない。したがって、給気ファン２３は、風量を連続的に変化させることができ、連続的に風量を増減する制御を行うファンであってもよい。この場合、風量に対応するパラメータとしてファン回転数を検出するセンサによりファン回転数を検出し、換気量とファン回転数の関係式を利用し、風量に対応する補正量を計算することができる。これにより、計算した補正量を用いて補正を行い、各換気モードにおけるＨＳＡ
＊の比エンタルピーを計算することができる。
【0087】
これまでの説明では、第１のセンサ２４と第２のセンサ２５の２つのセンサを設置し、２つのセンサの測定結果を用いて演算を行い、換気モードを判定するための各換気モードにおけるＨＳＡ
＊の比エンタルピーを計算してきた。しかしながら、換気システム内に必ず２箇所にセンサを備えなければならないわけではなく、室内の空気(RA)の空気情報が室内で取得可能であれば、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、換気システム内には、第１のセンサ２４のみが設置された構成であってもよい。
【0088】
図１２（ａ）は、第１のセンサ２４が、給気風路１８内の給気導入口１２と熱交換器１１との間に設置される場合を示し、第１のセンサ２４によりＯＡの空気情報を測定することができる。図１２（ｂ）は、第１のセンサ２４が、給気風路１８内の熱交換器１１と給気ファン２３との間に設置される場合を示し、第１のセンサ２４により直接ＳＡの空気情報を測定することができる。
【0089】
第２のセンサ２５の代替としては、図１３（ａ）に示すように、換気システム５０を操作するための換気システム用リモコン５１、もしくは連動する空気調和装置５２を操作するための空気調和装置用リモコン５３に内蔵されたセンサを用いることができる。換気システム５０と空気調和装置５２とは通信用結線５４により接続され、空気調和装置用リモコン５３に内蔵されたセンサにより室内の空気情報を測定した場合、換気システム５０は、測定結果を空気調和装置５２、通信用結線５４を介して取得することができる。
【0090】
また、室内の空気情報は、図１３（ｂ）に示すように、換気システム用リモコン５１や空気調和装置用リモコン５３以外の、換気システム５０と通信可能な外置き環境センサ５５等により測定してもよい。外置き環境センサ５５は、空気の空気質を測定するセンサで、温度、湿度、二酸化炭素濃度、一酸化炭素濃度、ホルムアルデヒド、揮発性有機化合物(VOC)、ＰＭ２．５、花粉、黄砂等を測定することができる。
【0091】
換気システム５０と換気システム用リモコン５１との間、空気調和装置５２と空気調和装置用リモコン５３との間の通信は、赤外線等を使用した無線通信とすることができる。換気システム５０と空気調和装置５２との間の通信は、通信用結線５４を使用した有線通信に限られるものではなく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）等を使用した無線通信であってもよい。また、換気システム５０と外置き環境センサ５５との間の通信も、有線、無線のいずれの通信形態であってもよい。
【0092】
このように、代替のセンサを利用することで、換気システムに搭載するセンサの数を減らし、ユニットの製造工数と原価を低減させることができる。
【0093】
また、補正量を、給気ファン２３の発熱量に対する補正量として説明してきたが、補正量は、ファン発熱量に対する補正量に限定されるものではない。給気風路１８内の熱交換器１１と給気吹出口１４との間には、他のユニットが設置されている場合もあり、当該ユニットが発する熱量に対する補正量等としてもよい。
【0094】
図１４は、本実施形態に係る換気システムの第２の構成例を示した図である。図１４に示した構成は、図１に示した構成とほぼ同じであるが、給気風路１８内に、他のユニットとして、直膨式熱交換器６０、電気ヒータ６１、自然蒸発式加湿器６２が設置されている。直膨式熱交換器６０は、空気調和装置に使用される空気と直接熱交換する熱交換器等であり、空気と熱交換する冷媒が流される伝熱管（コイル）を含む。自然蒸発式加湿器６２は、フィルタや陶器等の気化部と貯水部とを含む。貯水部は、水を貯水し、気化部は、毛細管現象により貯水部から水を吸い上げ、自然に気化させることにより加湿する。ここでは、自然蒸発式加湿器を例示しているが、これに限られるものではなく、電気ヒータを備え、電気ヒータで水を加熱し、蒸気を発生させて加湿するスチーム式、超音波発生器により水に振動を与え、ミスト状にして噴霧することにより加湿する超音波式、電気ヒータと超音波発生器とを備えたハイブリッド式等の加湿器を使用してもよい。
【0095】
電気ヒータ６１は、ＳＡの空気情報としての温度を上昇させる機器である。直膨式熱交換器６０および自然蒸発式加湿器６２は、ＳＡの空気情報としての温湿度を変化させる機器である。
【0096】
給気風路１８内の熱交換器１１と給気吹出口１４との間に、給気ファン２３以外に他のユニットを備える場合も同様に、記憶部に補正量を事前に記憶しておいてもよいし、当該ユニットにセンサを取り付け、熱量等を直接測定し、測定結果に対応する補正量を演算により算出してもよい。
【0097】
給気風路１８内の熱交換器１１と給気吹出口１４との間に、給気ファン２３と他のユニットが設置されている場合、給気ファン２３の発熱量と、他のユニットが発する熱量等とを合算した量に対応する補正量で補正を行うことができる。
【0098】
図１４では、３つのユニットを備える例を示したが、これに限られるものではなく、１つ、もしくは２つ、または４つ以上のユニットを備えていてもよい。
【0099】
以上に説明してきたように、本制御によれば、給気ファンの動作等により変化した全熱交換後の空気の温度と比エンタルピーの変化を考慮し、正しい給気温度と比エンタルピーを推定することで、効率的なモード切り替えが可能となる。
【0100】
これまで本発明の換気システム、空気調和装置および制御方法について上述した実施形態をもって詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0101】
１０…箱体
１１…熱交換器
１２…給気導入口
１３…排気排出口
１４…給気吹出口
１５…排気導入口
１６、１７…仕切板
１８…給気風路
１９…排気風路
２０…バイパス風路
２１…排気ファン
２２…ダンパー
２３…給気ファン
２４…第１のセンサ
２５…第２のセンサ
２６…制御回路
３０…ＣＰＵ
３１…フラッシュメモリ
３２…ＲＡＭ
３３…通信Ｉ／Ｆ
３４…制御Ｉ／Ｆ
３５…バス
４０…第１のセンサ
４１…第２のセンサ
４２…ダンパー
４３…バイパス風路
４４…熱交換器
５０…換気システム
５１…換気システム用リモコン
５２…空気調和装置
５３…空気調和装置用リモコン
５４…通信用結線
５５…外置き環境センサ
６０…直膨式熱交換器
６１…電気ヒータ
６２…自然蒸発式加湿器
１１…熱交換器
１２…給気導入口
１３…排気排出口
１４…給気吹出口
１５…排気導入口
１６、１７…仕切板
１８…給気風路
１９…排気風路
２０…バイパス風路
２１…排気ファン
２２…ダンパー
２３…給気ファン
２４…第１のセンサ
２５…第２のセンサ
２６…制御回路
３０…ＣＰＵ
３１…フラッシュメモリ
３２…ＲＡＭ
３３…通信Ｉ／Ｆ
３４…制御Ｉ／Ｆ
３５…バス
４０…第１のセンサ
４１…第２のセンサ
４２…ダンパー
４３…バイパス風路
４４…熱交換器
５０…換気システム
５１…換気システム用リモコン
５２…空気調和装置
５３…空気調和装置用リモコン
５４…通信用結線
５５…外置き環境センサ
６０…直膨式熱交換器
６１…電気ヒータ
６２…自然蒸発式加湿器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【手続補正書】
【提出日】2022-12-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
給排気を制御する換気システムであって、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定する第１の測定手段と、
前記排気風路内に前記室内から導入された空気の状態量を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段により測定された前記状態量と、前記第２の測定手段により測定された前記状態量とを用いて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を演算し、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、演算した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正し、補正した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量に基づき、前記開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、換気システム。
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定する第１の測定手段と、
前記排気風路内に前記室内から導入された空気の状態量を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段により測定された前記状態量と、前記第２の測定手段により測定された前記状態量とを用いて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を演算し、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、演算した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正し、補正した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量に基づき、前記開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、換気システム。
【請求項2】
段階的に風量を切り換える前記給気手段の各段階の風量に対応する補正量を記憶する補正量記憶手段を含み、
前記制御手段は、前記給気手段の風量の前記段階に対応する補正量を前記補正量記憶手段から取得し、取得した前記補正量により前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正する、請求項１に記載の換気システム。
前記制御手段は、前記給気手段の風量の前記段階に対応する補正量を前記補正量記憶手段から取得し、取得した前記補正量により前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正する、請求項１に記載の換気システム。
【請求項3】
連続的に風量を切り換える前記給気手段の風量に対応するパラメータを検出する検出手段を含み、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記パラメータに基づいて補正量を算出し、算出した前記補正量により前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正する、請求項１に記載の換気システム。
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記パラメータに基づいて補正量を算出し、算出した前記補正量により前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正する、請求項１に記載の換気システム。
【請求項4】
前記室内の状態量の目標値を記憶する目標値記憶手段を含み、
前記制御手段は、補正した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量と、前記目標値記憶手段に記憶された前記目標値とに基づき、前記開閉手段により給気または排気の経路を切り替える、請求項１～３のいずれか１項に記載の換気システム。
前記制御手段は、補正した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量と、前記目標値記憶手段に記憶された前記目標値とに基づき、前記開閉手段により給気または排気の経路を切り替える、請求項１～３のいずれか１項に記載の換気システム。
【請求項5】
前記第１の測定手段は、前記給気風路内の前記熱交換器と前記給気手段との間に設置される、請求項１～４のいずれか１項に記載の換気システム。
【請求項6】
前記第２の測定手段は、前記室内に設置される機器を操作する機器操作装置、もしくは前記換気システムを操作する換気システム操作装置、または前記室内に設置され、該室内の空気質を測定する空気質測定装置のいずれかに実装される、請求項１～５のいずれか１項に記載の換気システム。
【請求項7】
前記給気風路内には、前記給気手段と、加湿手段もしくは加熱手段またはその両方とが設置され、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に加え、前記加湿手段による加湿量、もしくは前記加熱手段による加熱量、またはその両方に応じて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正する、請求項１～６のいずれか１項に記載の換気システム。
【請求項8】
室内機と、室外機と、前記室内機と接続される換気システムとを含む空気調和装置であって、
前記換気システムが、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定する第１の測定手段と、
前記排気風路内に前記室内から導入された空気の状態量を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段により測定された前記状態量と、前記第２の測定手段により測定された前記状態量とを用いて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を演算し、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、演算した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正し、補正した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、空気調和装置。
前記換気システムが、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定する第１の測定手段と、
前記排気風路内に前記室内から導入された空気の状態量を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段により測定された前記状態量と、前記第２の測定手段により測定された前記状態量とを用いて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を演算し、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、演算した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正し、補正した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替える制御手段と
を含む、空気調和装置。
【請求項9】
換気システムにより給排気を制御する方法であって、
前記換気システムは、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
第１の測定手段と、
第２の測定手段と、
制御手段と
を含み、
前記第１の測定手段が、前記給気手段により前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定するステップと、
前記第２の測定手段が、前記排気風路内に前記室内から導入された空気の状態量を測定するステップと、
前記制御手段が、前記第１の測定手段により測定された前記状態量と、前記第２の測定手段により測定された前記状態量とを用いて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を演算し、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、演算した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正し、補正した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替えるステップと
を含む、制御方法。
前記換気システムは、
室外の空気を室内に供給する給気手段を備える給気風路と、
室内の空気を室外へ排出する排気手段を備える排気風路と、
前記給気風路および前記排気風路の途中に配置され、前記室内の空気と前記室外の空気との間で少なくとも熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を迂回して前記室外の空気を前記室内へ供給し、または前記室内の空気を前記室外へ排出するバイパス風路と、
前記バイパス風路の入口と前記熱交換器への入口のいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する開閉手段と、
第１の測定手段と、
第２の測定手段と、
制御手段と
を含み、
前記第１の測定手段が、前記給気手段により前記給気風路内に導入された空気の状態量を測定するステップと、
前記第２の測定手段が、前記排気風路内に前記室内から導入された空気の状態量を測定するステップと、
前記制御手段が、前記第１の測定手段により測定された前記状態量と、前記第２の測定手段により測定された前記状態量とを用いて、前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を演算し、前記給気手段が前記室内へ供給する空気の風量に応じて、演算した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量を補正し、補正した前記熱交換器を通過した後の空気の状態量に基づき、開閉手段により給気または排気の経路を切り替えるステップと
を含む、制御方法。