JP2019148342A - 空気浄化装置およびこれを備えた熱交換形換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内ＴＶＯＣに含まれる有毒性揮発物質の濃度を低下させる空気浄化装置または熱交換形換気装置を提供する。【解決手段】本体１ａと、給気風路Ａと、排気風路Ｂと、給気ファン６と、循環開口１５と、循環開口１５に設けられた循環ダンパ１０と、循環風路Ｃと、室内給気口３を通る有毒性揮発物質を除去する除去フィルタ８と、室内吸込口４を通るＴＶＯＣの濃度を検出するＴＶＯＣセンサ９と、を備えた空気浄化装置１において、ＴＶＯＣセンサ９によって検出されたＴＶＯＣの濃度をＴＶＯＣｘ、第１所定濃度をＶａとすると、制御部１４は、「ＴＶＯＣｘ＞Ｖａ」の場合は循環ダンパ１０を開の状態にすることで循環風路Ｃを形成し、「ＴＶＯＣｘ≦Ｖａ」の場合は循環ダンパ１０を閉の状態にすることで循環風路Ｃを形成しないことを特徴とする空気浄化装置。【選択図】図２

Description

本発明は、空気浄化装置または熱交換形換気装置に使用される運転制御に関するものである。

従来、この種の空気浄化装置は熱交換素子を備えたもの（熱交換形換気装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その熱交換形換気装置について図９を参照しながら説明する。

図９に示すように、熱交換形換気装置１０１は、本体１０１ａと、給気ファン１０６と、排気ファン１０７と、熱交換素子１０８と、ＣＯ２センサ１０９と、第１温度センサ１１０と、第２温度センサ１１１と、排気ダンパ１１２と、を備えている。

本体１０１ａは、室外吸込口１０２、室内給気口１０３、室内吸込口１０４、および室外排気口１０５を有する。

給気ファン１０６は、熱交給気風路Ｘにおける給気流を発生させる。

排気ファン１０７は、熱交排気風路Ｙにおける排気流を発生させる。

熱交給気風路Ｘは、室外吸込口１０２より室外の空気を取り入れ熱交室外吸込口１１５から熱交室内給気口１１６を通って室内給気口１０３より室内に供給する風路である。

熱交排気風路Ｙは、室内吸込口１０４より室内の空気を取り入れ熱交室内吸込口１１７から熱交室外排気口１１８を通って室外排気口１０５より室外に排気する風路である。

バイパス排気風路Ｚは、室内吸込口１０４より吸い込んだ空気を熱交換素子１０８を通さずに直接室外排気口１０５より排気する風路である。

ＣＯ２センサ１０９、第１温度センサ１１０、および第２温度センサ１１１の測定値に基づいて排気ダンパ１１２を切り替えることにより、熱交排気風路Ｙとバイパス排気風路Ｚとを切替えることができる。

特開２０１７−２６２７３号公報

このような従来の空気浄化装置においては、室内空気質に関してはＣＯ２濃度のみに着目して運転制御を行っているので、ＣＯ２とは発生源が異なる有毒性揮発性物質には対応できていないという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ＴＶＯＣセンサを使用し循環運転を運転モードに加えたことで、室内ＴＶＯＣに含まれる有毒性揮発物質の濃度を低下させることができる空気浄化装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の一態様に係る空気浄化装置は、室外吸込口、室内給気口、室内吸込口、および室外排気口を有する本体と、前記室外吸込口より室外の空気を取り入れ、前記室内給気口より室内に供給する給気風路と、前記室内吸込口より室内の空気を取り入れ、前記室外排気口より室外に排気する排気風路と、前記給気風路における給気流を発生させる給気ファンと、前記給気風路と前記排気風路との間に設けられた循環開口と、前記循環開口に設けられた循環ダンパと、前記室内吸込口から取り入れられた室内の空気を、前記循環開口を介して前記室内給気口から室内に循環させる循環風路と、前記室内給気口を通る有毒性揮発物質を除去する除去フィルタと、前記室内吸込口を通るＴＶＯＣの濃度を検出するＴＶＯＣセンサと、を備えた空気浄化装置において、前記ＴＶＯＣは、無毒性揮発物質および前記有毒性揮発物質を含み、前記循環ダンパの開閉は、制御部により制御され、前記ＴＶＯＣセンサによって検出されたＴＶＯＣの濃度をＴＶＯＣ_ｘ、第１所定濃度をＶ_ａとすると、前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ａ」の場合は前記循環ダンパを開の状態にすることで前記循環風路を形成し、「ＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ａ」の場合は前記循環ダンパを閉の状態にすることで前記循環風路を形成しないことを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、室内ＴＶＯＣに含まれる有毒性揮発物質の濃度を低下させることができる。

本発明の実施の形態１の空気浄化装置の普通換気運転を示す風路模式図 同空気浄化装置の循環運転を示す風路模式図 同空気浄化装置の制御を示すフローチャート 本発明の実施の形態２の熱交換気装置の熱交換気運転を示す風路模式図 同熱交換気装置の普通換気運転を示す風路模式図 同熱交換気装置の循環運転を示す風路模式図 同熱交換気装置の制御を示すフローチャート 同熱交換気装置の循環運転の変形例を示す風路模式図 従来技術の概略構成図

本発明の一態様に係る空気浄化装置は、室外吸込口、室内給気口、室内吸込口、および室外排気口を有する本体と、前記室外吸込口より室外の空気を取り入れ、前記室内給気口より室内に供給する給気風路と、前記室内吸込口より室内の空気を取り入れ、前記室外排気口より室外に排気する排気風路と、前記給気風路における給気流を発生させる給気ファンと、前記給気風路と前記排気風路との間に設けられた循環開口と、前記循環開口に設けられた循環ダンパと、前記室内吸込口から取り入れられた室内の空気を、前記循環開口を介して前記室内給気口から室内に循環させる循環風路と、前記室内給気口を通る有毒性揮発物質を除去する除去フィルタと、前記室内吸込口を通るＴＶＯＣの濃度を検出するＴＶＯＣセンサと、を備えた空気浄化装置において、前記ＴＶＯＣは、無毒性揮発物質および前記有毒性揮発物質を含み、前記循環ダンパの開閉は、制御部により制御され、前記ＴＶＯＣセンサによって検出されたＴＶＯＣの濃度をＴＶＯＣ_ｘ、第１所定濃度をＶ_ａとすると、前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ａ」の場合は前記循環ダンパを開の状態にすることで前記循環風路を形成し、「ＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ａ」の場合は前記循環ダンパを閉の状態にすることで前記循環風路を形成しないという構成を有する。

これにより、室内ＴＶＯＣに含まれる有毒性揮発物質の濃度を低下させる効果を得ることができる。

また、Ｖ_ａ＞Ｖ_ｂを満たす第２所定濃度をＶ_ｂとすると、「ＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ａ」の場合に前記循環風路を形成した後、一定時間経過後において、前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｂ」の場合は前記循環ダンパが開の状態を維持し、「ＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｂ」の場合は前記循環ダンパを閉の状態にするという構成にしてもよい。

これにより、室内ＴＶＯＣに含まれる有毒性揮発物質の有無により、循環運転にするかどうかを選択することができる。

また、Ｖ_ｂ＞Ｖ_ｃを満たす第３所定濃度をＶ_ｃとすると、「ＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｂ」の場合に前記循環ダンパが開の状態を維持した後において、前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｃ」の場合は前記循環ダンパが開の状態を維持し、「ＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｃ」の場合は前記循環ダンパを閉の状態にするという構成にしてもよい。

これにより、室内ＴＶＯＣに含まれる有毒性揮発物質の濃度が十分に低下するまで循環運転を継続させることができる。

また、空気浄化装置と、前記排気風路における排気流を発生させる排気ファンと、前記本体の中に設けられる熱交換素子と、前記給気風路または前記排気風路に設けられた第１ダンパと、前記室内吸込口を通る空気の温度を検出する第１温度センサと、前記室外吸込口を通る空気の温度を検出する第２温度センサと、を備えた熱交換形換気装置において、熱交換気モードを、前記給気風路および前記排気風路が前記熱交換素子を通過するモードとし、普通換気モードを、前記給気風路および前記排気風路の少なくとも１つが前記熱交換素子を通過しないモードとすると、前記第１ダンパにより熱交換気モードと普通換気モードとが切り替えられ、前記第１温度センサにより検出された室内温度をＴ_ｉ、前記第２温度センサにより検出された室外温度をＴ_ｏ、第１所定温度をＴ_ａとすると、「ＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｂ」の場合に前記循環ダンパを閉の状態にした後において、前記制御部は、室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの差が第１所定温度Ｔ_ａよりも大きい場合は前記熱交換気モードとなるように前記第１ダンパを制御し、室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの差が第１所定温度Ｔ_ａ以下の場合は前記普通換気モードとなるように前記第１ダンパを制御するという構成にしてもよい。

これにより、室内外の温度差に応じて熱交換気運転か普通換気運転かを選択できる。このため、快適性を高めた運転を行うことができる。

また、第４所定濃度をＶ_ｄとすると、室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの差が第１所定温度Ｔ_ａよりも大きい場合は前記熱交換気モードとなるようにし、室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの差が第１所定温度Ｔ_ａ以下の場合は前記普通換気モードとなるようにした後において、前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｄ」の場合は前記給気ファンおよび前記排気ファンの風量を増加させるという構成にしてもよい。

これにより、室内ＴＶＯＣに含まれる有毒性揮発物質の濃度の低下を加速させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１〜図３を参照して実施の形態１の空気浄化装置について説明する。

図１および図２は実施の形態１の空気浄化装置１を平面化したものであり、空気浄化装置１の主要部の構成を示すものである。

図１に示すように、空気浄化装置１は、例えば直方体の形状である本体１ａを有する。

本体１ａは、室外の空気を吸い込む室外吸込口２と、室内に給気を行う室内給気口３と、室内の空気を吸い込む室内吸込口４と、室外に空気を排出する室外排気口５とを有する。

室外吸込口２および室外排気口５は、本体１ａの例えば室外側側面１２に設けられる。

室内給気口３および室内吸込口４は、本体１ａの例えば室内側側面１３に設けられる。

室外吸込口２と室内給気口３は給気風路Ａで連通していて、給気風路Ａには給気ファン６を備えている。

室内吸込口４と室外排気口５は排気風路Ｂで連通していて、排気風路Ｂには排気ファン７を備えている。

給気ファン６により発生した給気流は、室外吸込口２から吸い込んだ室外空気が、給気風路Ａを通じて室内給気口３から吹き出されることにより、室内に供給される。

給気風路Ａには有毒性揮発物質を除去する除去フィルタ８が設けられており、空気の中に含まれる有毒性揮発物質を清浄化してから室内給気口３より給気することができる。除去フィルタ８は、例えば、活性炭などの有毒性揮発物質を除去するフィルタである。

ここで、ＴＶＯＣには有毒性揮発物質と無毒性揮発物質がある。

ＴＶＯＣとは、総揮発性有機化合物（Ｔｏｔａｌ Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）の総称である。

有毒性揮発物質とは、例えば、トルエンやホルムアルデヒドなど、除去フィルタ８で除去することができる揮発性物質である。

無毒性揮発物質とは、例えば水素など、除去フィルタ８で除去することができない揮発性物質である。

排気ファン７により発生した排気流は、室内吸込口４から吸い込んだ室内空気が、排気風路Ｂを通じて室外排気口５から吹き出されることにより、室外に排出される。

排気風路Ｂには室内ＴＶＯＣ濃度を測定するＴＶＯＣセンサ９が設けられている。

給気風路Ａと排気風路Ｂとの間には換気運転と循環運転とを切替える循環ダンパ１０が設けられている。

換気運転を行う際は、図１に示すように、給気風路Ａと排気風路Ｂとを遮断するような位置に循環ダンパ１０が稼働することで給気風路Ａおよび排気風路Ｂを形成する。この状態は図２に示す循環開口１５が循環ダンパ１０により閉じた状態となっている。

循環運転を行う際は、図２に示すように、循環ダンパ１０が稼働し循環開口１５が開いた状態となることで、排気風路Ｂと給気風路Ａとの間に循環風路Ｃを形成する。

室外排気口５の近傍部に室外排気口５を開閉することのできるＥＡダンパ１１が設けられており、換気運転を行う際は図１のように室外排気口５を開く位置にＥＡダンパ１１が稼働することで排気風路Ｂを形成し、循環運転を行う際は図２のように室外排気口５を閉じる位置にＥＡダンパ１１が稼動することで循環風路Ｃを形成することができる。

本体１ａの例えば側面に配置した制御部１４は、循環ダンパ１０、ＥＡダンパ１１、給気ファン６、および排気ファン７をＴＶＯＣセンサ９からの信号に基づき制御する。

次に、本実施形態の特徴部分について説明する。

従来の空気浄化装置では室内ＣＯ２濃度のみに基づいて運転切り替えを制御するため、ＣＯ２とは発生源が異なるＴＶＯＣの濃度が高くなったときに適切な運転を選択することができないといった課題がある。例えば、夜間など人が不在になる時間帯であると、室内のＣＯ２濃度は低下するため、ＣＯ２濃度のみによる運転制御を行う従来の空気浄化装置では運転を弱にする制御が働く。しかし、家具などから発生する有毒性揮発物質としてのＴＶＯＣは夜間でも発生するため空気浄化装置の運転を弱にすると、夜間にＴＶＯＣ濃度が上昇してしまうといった事例である。

本実施形態はこの課題を解決するものであり、室内ＴＶＯＣ濃度を検出するＴＶＯＣセンサ９を用いて、循環ダンパ１０とＥＡダンパ１１を制御することにより有毒性揮発物質としてのＴＶＯＣ濃度を低下させる運転制御を選択することで課題解決をすることができる。

ＴＶＯＣには有毒性揮発物質と無毒性揮発物質がある。有毒性揮発物質は、除去フィルタ８で除去することができ、無毒性揮発物質は、除去フィルタ８で除去することができない。

このことから、室内ＴＶＯＣ濃度が上昇した際には、循環ダンパ１０を制御し循環風路Ｃを形成することにより、室内吸込口４から吸い込んだ室内空気を除去フィルタ８を介して室内給気口３より供給し、その後室内ＴＶＯＣ濃度の変化により室内にあるＴＶＯＣの毒性を判断することで適した運転制御を行うことができる。

例えば、循環運転によりＴＶＯＣ濃度が低下した場合は室内のＴＶＯＣには有毒性揮発物質であるトルエンなどが多く含まれていることになる。その後、循環運転を行うことにより、除去フィルタ８で有毒性揮発物質を早期除去することができる。

一方、循環運転によりＴＶＯＣ濃度が低下しない場合は室内のＴＶＯＣには無毒性揮発物質である水素などが多く含まれていることになる。その後、換気運転をすることでＴＶＯＣ濃度を下げることができるものである。なお、換気運転を行うことで、ＴＶＯＣ濃度だけでなくＣＯ２濃度等も下げることができる。

なお、水素は人が放出する成分の１つである。室内の水素濃度は循環運転では減らすことができないため、換気運転を行う必要がある。また、水素濃度の上昇を検出した場合は、室内に人が存在すると推定することもできる。

以下、本実施形態の空気浄化装置の換気弱運転状況の決定について、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３中のＳはステップを意味する。

第１所定濃度Ｖ_ａ１、第２所定濃度Ｖ_ｂ１、第３所定濃度Ｖ_ｃ１は、Ｖ_ａ１＞Ｖ_ｂ１＞Ｖ_ｃ１の関係を満たす任意の定数とする。

まず、換気運転をスタートする。

次に、最初に空気浄化装置１の運転状態において、制御部１４は、ＴＶＯＣセンサ９の計測値を読み込む（Ｓ０１）。

次に、制御部１４は読み込んだＴＶＯＣセンサ９の計測値を第１所定濃度Ｖ_ａ１と比較する（Ｓ０２）。

ＴＶＯＣセンサ９により測定された室内ＴＶＯＣ濃度であるＴＶＯＣ_ｘが第１所定濃度Ｖ_ａ１より低ければ、室内のＴＶＯＣ濃度を下げる必要がないと判断し、ＴＶＯＣ_ｘが第１所定濃度Ｖ_ａ１より高ければ室内ＴＶＯＣ濃度を下げる必要があると判断する。

制御部１４はＴＶＯＣ濃度が任意の閾値以下であるＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ａ１の場合は、継続して初期時の換気運転を継続する。

ＴＶＯＣ濃度が任意の閾値より大きいＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ａ１の場合は、循環ダンパ１０とＥＡダンパ１１を切替え、循環風路Ｃを形成することにより、循環運転に切替える。

室内ＴＶＯＣ濃度が高いと判断し循環運転に切替えたステップ（Ｓ０３）においては、循環運転を一定時間（例えば５分~３０分）継続することによりＴＶＯＣ_ｘが第２所定濃度Ｖ_ｂ１より低くなれば、室内ＴＶＯＣには除去フィルタ８で除去することのできる有毒性揮発性物質が多く含まれており、内循環運転が有効であると判断し、制御部１４は循環運転を継続させる。

一方、循環運転を一定時間（例えば５分~３０分）継続してもＴＶＯＣｘが第２所定濃度Ｖ_ｂ１より低くならなければ、室内ＴＶＯＣには除去フィルタ８で除去することのできない無毒性揮発性物質が多く含まれており、循環運転よりも換気運転のほうが適していると判断し、制御部１４は循環ダンパ１０とＥＡダンパ１１を稼働させ初期時の換気運転に切替える制御を行う。

次に、ステップ（Ｓ０４）では、ＴＶＯＣ_ｘが第３所定濃度Ｖ_ｃ１より大きいＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｃ１の状態においては循環運転を継続させ、ＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｃ１を満たした際には初期時の換気運転に切替える制御を行う。

このように、室内ＴＶＯＣ濃度が上昇した時に運転を循環運転に切替え、室内ＴＶＯＣが除去フィルタ８によって浄化できるどうかかで運転をさらに切替えることにより、より適切な運転を選択することができる。このため、室内ＴＶＯＣに含まれる有毒性揮発物質の濃度を低く保つ制御を行うことができる。

（実施の形態２）
図４〜図７を参照して実施の形態２の熱交換気装置について説明する。

図４〜図６は実施の形態２の熱交換形換気装置２０を平面化したものであり、熱交換形換気装置２０の主要部の構成を示すものである。

熱交換形換気装置２０は、実施の形態１の空気浄化装置１と比較して、同様の形状および構成を含んでいる。

図４、図５および図６において、図１および図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

以下、実施の形態２の熱交換気装置と実施の形態１の空気浄化装置の異なる点を主に説明する。

図４に示すように、熱交換形換気装置２０は、本体１ａと同様の本体２０ａを有する。

本体２０ａの中に熱交換素子２１を有する。

熱交換素子２１は給気風路（熱交給気風路Ｄ）と排気風路（熱交排気風路Ｅ）とが交差する位置に配置される。熱交給気風路Ｄにおいて、室外空気は、熱交室外吸込口２５から吸い込まれ、熱交室内給気口２６から給気される。熱交排気風路Ｅにおいて、室内空気は、熱交室内吸込口２７から吸い込まれ、熱交室外排気口２８から排気される。

室内吸込口４付近には室内空気の温度を検出する第１温度センサ２２と、室外吸込口２付近には室外空気の温度を検出する第２温度センサ２３が設けられている。

排気風路には熱交換気運転と排気運転を切替える排気ダンパ２４が設けられている。

図４に示すように、熱交換気運転を行う際には、室内吸込口４から吸い込まれた室内空気が熱交換素子２１を必ず通るように排気風路を遮断する位置に排気ダンパ２４を稼働することで熱交排気風路Ｅを形成することができる。

図５に示すように、普通換気運転を行う際には、室内吸込口４から吸い込まれた室内空気が熱交換素子２１を通過せずに室外排気口５から排気されるように熱交室内吸込口２７を閉鎖する位置に排気ダンパ２４を稼働することでバイパス排気風路Ｆを形成することができる。

図６に示すように、循環運転を行う際には、室内吸込口４から吸い込まれた室内空気が熱交換素子２１を通過せずに循環開口１５を通って給気風路へ流入し室内給気口３より室内に給気される循環風路Ｃ１を形成することができる。この場合、熱交室内吸込口２７を閉じるように排気ダンパ２４を稼働し、循環開口１５が開くように循環ダンパ１０を稼動する。

制御部１４は、ＴＶＯＣセンサ９および温度センサ２２、２３からの信号に基づいて、循環ダンパ１０、ＥＡダンパ１１、排気ダンパ２４、給気ファン６、および排気ファン７を制御する。

以下、熱交換形換気装置２０の運転状況の決定について、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、図７中のＳはステップを意味する。

第１所定濃度Ｖ_ａ（Ｖ_ａ２）、第２所定濃度Ｖ_ｂ（Ｖ_ｂ２）、第３所定濃度Ｖ_ｃ（Ｖ_ｃ２）、第４所定濃度Ｖ_ｄ（Ｖ_ｄ１、Ｖ_ｄ２）、第４所定濃度Ｖ_ｅ（Ｖ_ｅ１、Ｖ_ｅ２、Ｖ_ｅ３、Ｖ_ｅ４）は、任意の定数とする。Ｖ_ａ２＞Ｖ_ｂ２＞Ｖ_ｃ２の関係を満たす。Ｖ_ｄは、Ｖ_ｂと比較して、同じ値でも、異なる値でもよい。Ｖ_ｄ１＞Ｖ_ｅ１、Ｖ_ｄ１＞Ｖ_ｅ２、Ｖ_ｄ２＞Ｖ_ｅ３、Ｖ_ｄ２＞Ｖ_ｅ４の関係を満たす。

第１温度センサ２２により検出された室内温度をＴ_ｉ、第２温度センサ２３により検出された室外温度をＴ_ｏ、定数である第１所定温度をＴ_ａとする。

最初に、熱交換形換気装置２０の熱交換気弱運転をスタートする。

次に、制御部１４は、ＴＶＯＣセンサ９と第１温度センサ２２、第２温度センサ２３の計測値を読み込む（Ｓ１０）。

次に、（Ｓ１１）では、ＴＶＯＣ濃度が任意の閾値以下であるＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ａ２の場合は、初期時の運転である熱交換気弱運転を継続させる。一方、ＴＶＯＣ濃度が任意の閾値より大きいＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ａ２の場合は、循環ダンパ１０とＥＡダンパ１１と排気ダンパ２４を切替え、循環風路Ｃ１を形成することにより、循環運転に切替える。

次に、室内ＴＶＯＣ濃度が高いと判断し循環運転に切替えたステップ（Ｓ１２）においては、循環運転を一定時間（例えば５分~３０分）継続することによりＴＶＯＣ_ｘが第２所定濃度Ｖ_ｂ２未満であるＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｂ２となれば、室内ＴＶＯＣには除去フィルタ８で除去することのできる有毒性揮発性物質が多く含まれており、内循環運転が有効であると判断し、制御部１４はさらに循環運転を継続させる。

一方、循環運転を一定時間（例えば５分~３０分）継続してもＴＶＯＣ_ｘが第２所定濃度Ｖ_ｂ２より大きいＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｂ２となれば、室内ＴＶＯＣには除去フィルタ８で除去することのできない無毒性揮発性物質が多く含まれており、循環運転よりも換気運転のほうが適していると判断する。

ここで、ステップ（Ｓ１３）では普通換気運転と熱交換気運転のどちらが適切か判断するために、制御部１４は、室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの温度差を計算して予め定められた任意の閾値Ｔ_ａと比較し、室内外の温度差｜Ｔ_ｏ−Ｔ_ｉ｜がＴ_ａ以下である｜Ｔ_ｏ−Ｔ_ｉ｜≦Ｔ_ａの場合は、熱交換気運転よりも普通換気運転の方が適切と判断し、ＥＡダンパ１１と循環ダンパ１０を稼働させ、バイパス排気風路Ｆと熱交給気風路Ｄを形成することにより、普通換気運転に切替え、ステップ（Ｓ１４）に進む。

一方、室内外温度差が閾値より大きい｜Ｔ_ｏ−Ｔ_ｉ｜＞Ｔ_ａの場合は、普通換気運転よりも熱交換気運転の方が適切と判断し、ＥＡダンパ１１と循環ダンパ１０と排気ダンパ２４を稼働させ熱交給気風路Ｄと熱交排気風路Ｅを形成することにより、熱交換気運転に切替え、ステップ（Ｓ１５）に進む。

次に、ステップ（Ｓ１４）では、｜Ｔ_ｏ−Ｔ_ｉ｜≦Ｔ_ａの場合にバイパス排気風路Ｆと熱交給気風路Ｄを形成した後、一定時間経過後（ここで、一定時間とは例えば５分~３０分とする。換気を行う部屋の大きさに、濃度変化の時間は依存するため。）において、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｄ１以下であるＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ｄ１の場合、普通換気運転の弱運転を継続させ（Ｓ１７）に進む。

一方、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｄ１よりも大きいＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ｄ１の場合、普通換気運転を弱運転から強運転に切替え（Ｓ１８）に進む。

ステップ（Ｓ１５）では、｜Ｔ_ｏ−Ｔ_ｉ｜＞Ｔ_ａの場合にＥＡダンパ１１と循環ダンパ１０と排気ダンパ２４を稼働させ熱交給気風路Ｄと熱交排気風路Ｅを形成した後、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｄ２以下であるＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ｄ２の場合、熱交換気運転の弱運転を継続させ（Ｓ１９）に進む。

一方、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｄ２よりも大きいＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ｄ２の場合、熱交換気運転を弱運転から強運転に切替え（Ｓ２０）に進む。

ステップ（Ｓ１６）では、ＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｂ２の場合に循環運転を継続し、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｃ２以上であるＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｃ２の場合、循環運転をさらに継続する。

一方、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘがＶ_ｃ２より小さいＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｃ２になった場合、ＥＡダンパ１１と循環ダンパ１０と排気ダンパ２４を稼働し、熱交給気風路Ｄと熱交排気風路Ｅを形成し、初期状態である熱交換気弱運転に切替える。

ステップ（Ｓ１７）では、ＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ｄ１の場合に換気弱運転を継続し、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｅ１以上であるＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｅ１の場合、換気弱運転をさらに継続する。

一方、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘがＶ_ｅ１より小さいＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｅ１になった場合、ＥＡダンパ１１と循環ダンパ１０を稼働し、熱交給気風路Ｄと熱交排気風路Ｅを形成し、初期状態である熱交換気弱運転に切替える。

ステップ（Ｓ１８）では、ＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ｄ１の場合、普通換気運転を弱運転から強運転に切替え、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｅ２以上であるＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｅ２の場合、換気強運転をさらに継続する。

一方、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘがＶ_ｅ２未満であるＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｅ２になった場合、ＥＡダンパ１１と循環ダンパ１０を稼働し、熱交給気風路Ｄと熱交排気風路Ｅを形成し、初期状態である熱交換気弱運転に切替える。

ステップ（Ｓ１９）では、ＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ｄ２の場合に熱交換気弱運転を継続し、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｅ３以上であるＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｅ３の場合、熱交換気弱運転をさらに継続する。

一方、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘがＶ_ｅ３未満であるＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｅ３になった場合、熱交換気弱運転を継続させ、熱交換気装置の初期状態に戻る。

ステップ（Ｓ２０）では、ＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ｄ２の場合、熱交換気運転を弱運転から強運転に切替え、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘが任意の閾値であるＶ_ｅ４以上であるＴＶＯＣ≧Ｖ_ｅ４の場合、熱交強運転をさらに継続する。

一方、一定時間経過後において、ＴＶＯＣ_ｘがＶ_ｅ４未満であるＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｅ４になった場合、熱交換気運転を強運転から弱運転に切替え、熱交換気装置の初期状態に戻る。

このように、室内ＴＶＯＣ濃度が上昇した時に運転を循環運転に切替え、除去フィルタ８で浄化できるＶＯＣ物質が含まれているかどうかで運転をさらに切替えることにより、より適切な運転を選択することがでる。また、弱運転では適切な効果が得られない場合は、さらにモータの回転数を上げて強運転で換気を行うことで、より確実に室内空気質をきれいに保つことができ、ＴＶＯＣ濃度に加え室内ＣＯ２濃度も常に低く保つ制御を行うことができる。

以下、各実施形態について補足する。

弱運転と強運転の関係性として弱運転はモータのフル回転時の例えば５０％以下の回転数で運転し、強運転はモータのフル回転時の例えば１００％或いは８０％以上で運転することを意味する。

図１および図２において、排気ファン７を設けたが、排気ファン７は設けなくてもよい。この場合、給気ファン６により室内が正圧になる傾向となるが、室内が正圧になることにより、室内の空気は排気風路Ｂなどの隙間から自然に排気されることになる。

循環ダンパ１０および循環開口１５は排気ファン７付近に設けたが、これらの配置は、図６の位置に限定されない。例えば、図８に示すように、循環ダンパ１０および循環開口１５は、給気ファン６付近に設けても良い。この場合、循環ダンパ１０および排気ダンパ２４の状態を図８のように切り替えることにより、循環風路Ｃ２を形成することができる。

また、第１温度センサ２２と第２温度センサ２３を設けたが、第１温度センサ２２を設けずに第２温度センサ２３で室外温度Ｔ_ｏを検出することにより、同様の制御を行うことも可能である。この場合、ステップ（Ｓ１３）において、室外温度Ｔ_ｏが所定の範囲内の場合は普通換気運転を行い、室外温度Ｔ_ｏが所定の範囲を超える或いは下回る場合は熱交換気運転を行うことも可能である。

図５においてバイパス排気風路Ｆを形成したが、バイパス排気風路Ｆを形成しないで、バイパス給気風路（不図示）を形成しても、普通換気運転をすることができる。この場合、排気風路は熱交排気風路Ｅのみとなる。この熱交排気風路Ｅは、図４の排気ダンパ２４が固定された壁のようになることで形成される。そして、排気ダンパ２４が無くなる代わりに、熱交室外吸込口２５付近に給気ダンパ（不図示）を設ける。また、熱交給気風路Ｄにおいて熱交室外吸込口２５側と熱交室内給気口２６側とを連通する連通開口（不図示）を設ける。この給気ダンパを切り替えることにより、連通開口を閉じ且つ熱交室外吸込口２５を開くことで熱交給気風路Ｄを形成し、連通開口を開き且つ熱交室外吸込口２５を閉じることでバイパス給気風路を形成できる。

以上、本発明に係る空気浄化装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明に係る空気浄化装置は、換気に使用される熱交換形換気装置等として有用である。

１ 空気浄化装置
１ａ 本体
２ 室外吸込口
３ 室内給気口
４ 室内吸込口
５ 室外排気口
６ 給気ファン
７ 排気ファン
８ 除去フィルタ
９ ＴＶＯＣセンサ
１０ 循環ダンパ
１１ ＥＡダンパ
１２ 室外側側面
１３ 室内側側面
１４ 制御部
１５ 循環開口
２０ 熱交換形換気装置
２０ａ 本体
２１ 熱交換素子
２２ 第１温度センサ
２３ 第２温度センサ
２４ 排気ダンパ
２５ 熱交室外吸込口
２６ 熱交室内給気口
２７ 熱交室内吸込口
２８ 熱交室外排気口
Ａ 給気風路
Ｂ 排気風路
Ｃ 循環風路
Ｃ１ 循環風路
Ｃ２ 循環風路
Ｄ 熱交給気風路
Ｅ 熱交排気風路
Ｆ バイパス排気風路

Claims (5)

1. 室外吸込口、室内給気口、室内吸込口、および室外排気口を有する本体と、
   前記室外吸込口より室外の空気を取り入れ、前記室内給気口より室内に供給する給気風路と、
   前記室内吸込口より室内の空気を取り入れ、前記室外排気口より室外に排気する排気風路と、
   前記給気風路における給気流を発生させる給気ファンと、
   前記給気風路と前記排気風路との間に設けられた循環開口と、
   前記循環開口に設けられた循環ダンパと、
   前記室内吸込口から取り入れられた室内の空気を、前記循環開口を介して前記室内給気口から室内に循環させる循環風路と、
   前記室内給気口を通る有毒性揮発物質を除去する除去フィルタと、
   前記室内吸込口を通るＴＶＯＣの濃度を検出するＴＶＯＣセンサと、を備えた空気浄化装置において、
   前記ＴＶＯＣは、無毒性揮発物質および前記有毒性揮発物質を含み、
   前記循環ダンパの開閉は、制御部により制御され、
   前記ＴＶＯＣセンサによって検出されたＴＶＯＣの濃度をＴＶＯＣ_ｘ、第１所定濃度をＶ_ａとすると、
   前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ａ」の場合は前記循環ダンパを開の状態にすることで前記循環風路を形成し、「ＴＶＯＣ_ｘ≦Ｖ_ａ」の場合は前記循環ダンパを閉の状態にすることで前記循環風路を形成しないことを特徴とする空気浄化装置。
2. Ｖ_ａ＞Ｖ_ｂを満たす第２所定濃度をＶ_ｂとすると、
   「ＴＶＯＣ_ｘ＞Ｖ_ａ」の場合に前記循環風路を形成した後、一定時間経過後において、前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｂ」の場合は前記循環ダンパが開の状態を維持し、「ＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｂ」の場合は前記循環ダンパを閉の状態にすることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
3. Ｖ_ｂ＞Ｖ_ｃを満たす第３所定濃度をＶ_ｃとすると、
   「ＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｂ」の場合に前記循環ダンパが開の状態を維持した後において、前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｃ」の場合は前記循環ダンパが開の状態を維持し、「ＴＶＯＣ_ｘ＜Ｖ_ｃ」の場合は前記循環ダンパを閉の状態にすることを特徴とする請求項２に記載の空気浄化装置。
4. 請求項２または３に記載の空気浄化装置と、
   前記排気風路における排気流を発生させる排気ファンと、
   前記本体の中に設けられる熱交換素子と、
   前記給気風路または前記排気風路に設けられた第１ダンパと、
   前記室内吸込口を通る空気の温度を検出する第１温度センサと、
   前記室外吸込口を通る空気の温度を検出する第２温度センサと、を備えた熱交換形換気装置において、
   熱交換気モードを、前記給気風路および前記排気風路が前記熱交換素子を通過するモードとし、普通換気モードを、前記給気風路および前記排気風路の少なくとも１つが前記熱交換素子を通過しないモードとすると、前記第１ダンパにより熱交換気モードと普通換気モードとが切り替えられ、
   前記第１温度センサにより検出された室内温度をＴ_ｉ、前記第２温度センサにより検出された室外温度をＴ_ｏ、第１所定温度をＴ_ａとすると、
   「ＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｂ」の場合に前記循環ダンパを閉の状態にした後において、前記制御部は、室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの差が第１所定温度Ｔ_ａよりも大きい場合は前記熱交換気モードとなるように前記第１ダンパを制御し、室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの差が第１所定温度Ｔ_ａ以下の場合は前記普通換気モードとなるように前記第１ダンパを制御することを特徴とする熱交換形換気装置。
5. 第４所定濃度をＶ_ｄとすると、
   室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの差が第１所定温度Ｔ_ａよりも大きい場合は前記熱交換気モードとなるようにし、室内温度Ｔ_ｉと室外温度Ｔ_ｏの差が第１所定温度Ｔ_ａ以下の場合は前記普通換気モードとなるようにした後において、前記制御部は、「ＴＶＯＣ_ｘ≧Ｖ_ｄ」の場合は前記給気ファンおよび前記排気ファンの風量を増加させることを特徴とする請求項４に記載の熱交換形換気装置。

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