JP2005201580A

JP2005201580A - 換気システム

Info

Publication number: JP2005201580A
Application number: JP2004009986A
Authority: JP
Inventors: Masashi Ashino; 正史芦野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2005-07-28

Abstract

【課題】窓やドア等の開閉手段の開口面積、あるいはレンジフードファンなどの換気手段の運転状態に応じて、換気量を抑制することができる換気システムを得ること。
【解決手段】開閉により部屋への出入りを行いあるいは部屋内外の空気の出入りが行われる開閉手段１５、１６〜２１と、部屋内の汚染空気を換気する換気手段９と、部屋外の空気を部屋内に給気するための給気用換気装置２３、２８と、開閉手段１５、１６〜２１を開放した際に開閉手段１５、１６〜２１の開口部の換気上有効な開口面積を検出する検出手段と、換気手段９の運転状態を検知する検知手段と、開閉手段１５、１６〜２１の開口面積および換気手段９の換気能力に応じて給気用換気装置２３、２８の運転ノッチを制御する制御手段とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、住宅やオフィスビルなどの居住空間において用いられる換気システムに関するものである。

近年、住宅等の建築物の内装として使用される建材からホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣという）が発生することで居住者の健康に悪影響を及ぼすシックハウス症候群が問題となっている。シックハウス対策としては、換気によりＶＯＣを屋外へ排出することが有効であり、そのための換気システムが考えられるようになっている。

従来の換気システムにおいては、窓などの開閉手段を開けたとき、あるいは開閉手段を所定の開状態以上に開けたときに、給気用換気装置を自動的に停止させることで、換気装置の稼働に要する電力エネルギーの無駄な消費を自動的に防止している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２７９０９２（第２−４頁、図１−５）

従来の換気システムでは、窓などの開閉手段の所定の開状態を検知して換気装置を運転する場合は、換気装置による換気以外に、例えばレンジフードファンのような他の換気手段による換気も加わって、過剰な換気が行われてしまう場合があった。あるいは、開閉手段の所定の開放を検知して換気装置を停止する場合は、十分な開口面積がないため、換気量が不足する場合があった。このような換気装置や換気手段の運転により、換気量が過多あるいは過少となってしまうおそれがあり、さらに、換気量が過多の場合には、換気に過剰なエネルギーが使用されてしまい、外気温度によっては使用者に冷風感あるいは温風感を与え、冷暖房に余分なエネルギーが使用されることになる。

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、窓やドアなどの開閉手段の開口面積、あるいはレンジフードファンなどの換気手段の運転状態に応じて、換気量を抑制することができる換気システムを得ることを目的とする。

本発明に係る換気システムは、開閉により部屋の出入りを行いあるいは部屋内外の空気の出入りが行われる開閉手段と、部屋内の汚染空気を換気する換気手段と、部屋外の空気を部屋内に給気するための給気用換気装置と、前記開閉手段を開放した際に該開閉手段の開口部の換気上有効な開口面積を検出する検出手段と、前記換気手段の運転状態を検知する検知手段と、前記開閉手段の開口面積および前記換気手段の換気能力に応じて前記給気用換気装置の運転ノッチを制御する制御手段を備えたものである。

本発明は、窓やドア等の開閉手段の開口面積、あるいはレンジフードファン等の換気手段の運転状態に応じて、換気装置の運転をきめ細かく制御することで、換気運転に必要となるエネルギーを削減することができる。また、外気温度によっては、使用者に与える冷風感あるいは温風感を緩和し、冷暖房にかかるエネルギーを抑制することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明を実施するための実施の形態１に係る換気装置などが設置されている気密住宅の間取りを示す説明図である。図１に示すように、気密住宅は、１ＬＤＫ型の住宅であり、図の上方向に玄関１があり、廊下２を中心として、図の右側にリビングルーム３と台所４が配置され、図の左側には、居室５、脱衣室６、浴室７及びトイレ８が配置されている。

前記気密住宅において、廊下２とリビングルーム３、居室５、脱衣室６の間は、それぞれ第１〜第３のドア１０〜１２によって仕切られ、このドア１０〜１２は通気経路を確保するための通気ガラリのない構造としてある。また、脱衣室６と浴室７、トイレ８との間は第４、第５のドア１３、１４によって仕切られ、このドア１３、１４には通気経路を確保するための通気ガラリが設けられている。これらドア１０〜１４により、玄関１と廊下２、リビングルーム３と台所４、居室５、脱衣室６と浴室７とトイレ８の４つの空間を、それぞれ独立に換気する。

玄関１には第６のドア１５のような開閉手段が設けられ、また、リビングルーム３には第１の窓１６、居室５には第２、第３の窓１７、１８、脱衣室６には第６の窓２１、浴室７には第４の窓１９、トイレ８には第５の窓２０のような開閉手段が設けられている。また、台所４には調理時の換気を目的としたレンジフードファン９のような換気手段が設けられている。このレンジフードファン９は、その運転状態および運転ノッチを他の機器へ出力するための機能を有している。
第６のドア１５および第１〜第６の窓１６〜２１のような開閉手段の開放、レンジフードファン９のような換気手段の換気運転を行うことによって、室内の空気を室外へ排気し、あるいは室外の空気を室内へ給気することができる。なお、上記の説明では仕切はドア１０〜１５によって行ったが、引き戸であっても良い。

気密住宅には、玄関１および廊下２の換気を行うための第１の給排気型換気装置２２、リビングルーム３および台所４の換気を行うための第１の給気専用換気装置２３および第１の排気専用換気装置２４、居室５の換気を行うための第２の給排気型換気装置２５、脱衣室６、浴室７およびトイレ８の換気を行うための第２の給気専用換気装置２８、第２、第３の排気専用換気装置２６、２７がそれぞれ設置されている。
前記換気装置２２〜２８は、本体上に組み込まれたディップスイッチなどの設定手段を操作し、初期設定をする必要がある。初期設定は、換気対象となる部屋の床面積および窓やドアのような開閉手段、レンジフードファンのような換気手段など前記換気装置に接続する換気方法の設定、接続する換気方法が窓の場合は窓枠のサイズ、接続する換気方法がドアの場合にはドアのサイズ、接続する換気方法がレンジフードファン等の場合にはその運転能力などである。

図２は、例えば、窓と換気装置、および窓の開閉状態を検出するセンサの配線を示す説明図である。図２において、換気装置３２から配線３３によって接続された、発光素子および受光素子から構成されるセンサ３５を、サッシ３４の上部に設置し、窓３１の端部に、センサ３５からの光を反射するための反射板３６を設置する。これによって、センサ３５の発光素子からの光を反射板３６で反射し、センサ３５の受光素子で受光する。このときの受光位置から、窓３１の位置を検出する。これを左右の窓３１の端部およびサッシ３４に設置することで、左右の窓３１の位置を検出する。
上記窓の開閉状態を検知するセンサを、第１の窓１６と第１の排気専用換気装置２３との間に、第２の窓１７および第３の窓１８と第２の給排気型換気装置２５との間に、第６の窓２１と第２の給気専用喚気装置２８との間に、第４の窓１９と第２の排気専用換気装置２６との間に、第５の窓２０と第３の排気専用換気装置２７との間にそれぞれ設置する。
上記の説明では光センサを利用した位置検出手段を用いたが、これは近接センサやマイクロスイッチ等であっても良い。

図３は、例えば、ドアと換気装置、およびドアの開閉状態を検出するセンサの配線を示す説明図である。図３に示すように、換気装置４２から配線４３によって接続されたドア４１のクローザー部４４に、ドア４１の開閉時に生じる回転部分の変位量を基にドアの開度を検出して開度に応じた信号を出力する変位センサを設置する。
上記ドアの開閉状態を検知するセンサを、第６のドア１５と第１の給排気型換気装置２２との間に設置する。
上記の説明では変位センサを利用した位置検出手段を用いたが、これは光センサや近接センサ等であってもよい。

図４は、換気システムの制御を示すフローチャートである。まず、イニシャル処理を行い（ステップＳー１）、次に窓１６〜２１、ドア１５などの開閉手段に取り付けられた開閉を検知するセンサからの開閉情報、あるいはレンジフードファン９のような換気手段から出力された運転情報を取り込む（ステップＳー２）。次に、前記取り込み結果および初期設定された窓１６〜２１、ドア１５などのサイズ、および換気手段の運転能力を基に、開閉手段の換気上有効な開口面積および換気手段による換気量を算出し、前記換気装置２２〜２８で補わなければならない必要換気量を算出する（ステップＳー３）。前記必要換気量と前回値Ｙを比較し（ステップＳー４）、異なっていれば必要換気量に合わせて前記換気装置２２〜２８の運転ノッチを変更し、前回値Ｙを更新する（ステップＳー５）。

例えば、必要開口面積を換気対象空間の床面積１ｍ²あたり１５ｃｍ²、総換気回数０．７回／時間に設定したとすると、窓１６〜２１、ドア１５の開口面積が床面積１ｍ²あたり１５ｃｍ²以上であれば、前記換気装置２２〜２８は停止、１５ｃｍ²以下であれば、前記開口部と前記換気装置２２〜２８による総換気量が換気回数０．７回／時間以上となるように前記換気装置２２〜２８の運転ノッチを制御する。

次に、図５を用いて、実施の形態１の具体的動作について説明する。図５に示すように、第１、第３、第４の窓１６、１８、１９および第６のドア１５を半開状態に、第２、第５、第６の窓１７、２０、２１を全開状態に、レンジフードファン９を強運転に設定する。このとき、前記窓１６〜２１、ドア１５、レンジフードファン９に接続された各換気装置２２〜２８は、前記窓１６〜２１、ドア１５に接続されたセンサおよびレンジフードファン９から出力された運転信号を取り込む。ここで、単純化するために、開口面積が床面積１ｍ²あたり１５ｃｍ²以下の状態を半開、床面積１ｍ²あたり１５ｃｍ²以上の状態を全開とする。さらに、全開状態の場合は換気装置２２〜２８を停止、半開状態の場合は換気装置２２〜２８を弱ノッチ運転、閉鎖状態の場合は強ノッチ運転とすることで、必要換気量を満たすことができるとする。

また、レンジフードファン９の換気運転能力が換気回数０．７回／時間以上の場合を強運転、換気回数０．７回／時間未満の場合を弱運転とする。さらに強運転の場合は、換気装置２２〜２８を停止、弱運転の場合は換気装置２２〜２８を弱ノッチ運転、停止の場合には強ノッチ運転とすることで、必要換気量を満たすことができるとする。
また、第２の給排気型換気装置２５は、給気用ファンと窓１７、排気用ファンと窓１８が連動されている。第１の給排気型換気装置２２は給気用ファンとドア１５を連動し、排気用ファンとは連動しない。

このときの各換気装置２２〜２８の運転は、第６のドア１５と接続された第１の給排気型換気装置２２は、第６のドア１５の半開を検知し、必要換気量を満たすために給気用ファンを弱ノッチ運転に、排気用ファンを強ノッチ運転に設定する。同様に、第１の窓１６と接続された第１の給気専用換気装置２３は、第１の窓１６の半開を検知し、弱ノッチ運転に設定する。同様に、第２、第３の窓１７、１８と接続された第２の給排気型換気装置２５は、第２の窓１７の全開および第３の窓１８の半開を検知し、給気用ファンを停止、排気用ファンを弱ノッチ運転に設定する。同様に、第６の窓２１と接続された第２の給気専用換気装置２８は、第６の窓２１の全開を検知し、運転停止に設定する。同様に、第４の窓１９と接続された第２の排気専用換気装置２６は、第４の窓１９の半開を検知し、弱ノッチ運転に設定する。同様に、第５の窓２０と接続された第３の排気専用換気装置２７は、第５の窓２０の全開を検知し、運転停止に設定する。同様に、レンジフードファン９と接続された第１の排気専用換気装置２４は、レンジフードファン９の強運転を検知し、運転停止に設定する。前記運転を行った場合の給排気の様子を、図５中に矢印で示す。

以上のように、各換気装置２２〜２８を制御することで、開閉手段である窓１６〜２１やドア１５の開放、あるいは換気手段であるレンジフードファン９の運転が行われても、屋内の換気量を一定に保つことができ、換気過多によって生じる使用者への冷風感あるいは温風感を緩和、さらには冷暖房に係るエネルギーを抑制することができる。また、換気過少による換気不足、さらには、換気不足によって発生するシックハウス症候群の防止ができる。

［実施の形態２］
実施の形態１で説明した換気システムに、窓１６〜２１やドア１５の開閉を伝達するためのアラームを内蔵し、アラーム報知設定スイッチを設けることで、不正に窓１６〜２１やドア１５が開放された場合に、使用者へその旨を通達することができる。

図６は、アラーム報知機能を示すフローチャートである。まず、窓１６〜２１、ドア１５等の開閉手段の開閉センサからの出力が、閉鎖から開放へ遷移したか否かを判定する（ステップＳー１０）。このアラーム報知機能は、開閉手段が閉鎖から開放へ変化するまでは何も行わない。開閉手段の開放を検出した場合は、換気装置２２〜２８の操作部に設けてあるアラーム報知設定スイッチが、ＯＮになっているか否かを判定し（ステップＳー１２）、ＯＦＦの場合は何も行わず、ＯＮの場合のみアラーム報知する（ステップＳー１３）。
以上の構成によって、窓１６〜２１やドア１５の開閉検知手段を用いて、換気装置２２〜２８にセキュリティ機能を付加することができる。

本発明の実施の形態１に係る換気装置が設置されている気密住宅の間取りを示す説明図である。窓に開閉を検知するセンサを取り付けた場合の説明図である。ドアに開閉を検知するセンサを取り付けた場合の説明図である。換気装置の動作手順を示すフローチャートである。実施の形態１に係る換気装置の作用説明図である。本発明の実施の形態２に係る換気装置のアラーム報知機能の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１玄関、２廊下、３リビングルーム、４台所、５居室、６脱衣室、７浴室、８トイレ、９レンジフードファン（換気手段）、１５第６のドア（開閉手段）、１６〜２１第１〜第６の窓（開閉手段）、２２、２５第１、第２の給排気型換気装置、２３、２８第１、第２の給気専用換気装置、２４、２６、２７第１〜第３の排気専用換気装置。

Claims

開閉により部屋の出入りを行いあるいは部屋内外の空気の出入が行われる開閉手段と、部屋内の汚染空気を換気する換気手段と、部屋外の空気を部屋内に給気するための給気用換気装置と、前記開閉手段を開放した際に該開閉手段の開口部の換気上有効な開口面積を検出する検出手段と、前記換気手段の運転状態を検知する検知手段と、前記開閉手段の開口面積および前記換気手段の換気能力に応じて前記給気用換気装置の運転ノッチを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする換気システム。
開閉により部屋の出入りを行いあるいは部屋内外の空気の出入が行われる開閉手段と、部屋内の汚染空気を換気する換気手段と、部屋内の空気を部屋外に排気するための排気用換気装置と、前記開閉手段を開放した際に該開閉手段の開口部の換気上有効な開口面積を検出する検出手段と、前記換気手段の運転状態を検知する検知手段と、前記開閉手段の開口面積および前記換気手段の換気能力に応じて前記給気用換気装置の運転ノッチを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする換気システム。
開閉により部屋の出入りを行いあるいは部屋内外の空気の出入が行われる開閉手段と、部屋内の汚染空気を換気する換気手段と、部屋外の空気を部屋内に給気するための給気運転と部屋内の空気を部屋外に排気するための排気運転を同時に行える給排気型用換気装置と、前記開閉手段を開放した際に該開閉手段の開口部の換気上有効な開口面積を検出する検出手段と、前記換気手段の運転状態を検知する検知手段と、前記開閉手段の開口面積および前記換気手段の換気能力に応じて、給気運転、排気運転あるいは給排気運転の運転／停止および運転ノッチを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする換気システム。
開閉により部屋の出入りを行いあるいは部屋内外の空気の出入が行われる開閉手段と、部屋内の汚染空気を換気する換気手段と、部屋外の空気を部屋内に給気するための給気運転と部屋内の空気を部屋外に排気するための排気運転を選択的に切替可能な換気装置と、前記開閉手段を開放した際に該開閉手段の開口部の換気上有効な開口面積を検出する検出手段と、前記換気手段の運転状態を検知する検知手段と、前記開閉手段の開口面積および前記換気手段の換気能力に応じて、給気運転、排気運転あるいは停止の切替および運転ノッチを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする換気システム。
請求項１〜４記載の換気システムにおいて、換気装置に内蔵あるいは連動した報知手段を設け、開閉手段の開放あるいは閉鎖を検知したときに該開閉手段の開閉を報知することを特徴とする換気システム。