JPS62123235A - 換気装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空気調和に用いられる換気装置の制御方法に関
するものである。

従来の技術 換気装置は、室内の汚染空気を室外に排出し、代りに新
鮮な室外空気を室内に導入するものであるが、暖房時に
おいて折角暖めた室内空気を外に排出し、冷たい外気を
室内に入れることになったり、逆に冷房時においては冷
した室内空気を外に排出し、熱い外気を室内に入れるだ
め、空調負荷が増大して空調機の消費エネルギーを増加
させる。

このため、室内空気と室外空気を熱交換させ、室内空気
から熱を回収して省エネルギーをはかる熱交換器を備え
たものが考えられている。この種の熱交換として、室内
空気と室外空気の温度差に基づく顕熱交換と、両者のエ
ンタルピ差に基づく全熱交換が一般的である。しかし、
年間を通じて顕熱交換のみによる換気の場合、たとえば
冷房運転時に、外気温が室内空気の温度より低いときが
あり、この場合空調負荷が普通換気運転に比して増大す
ることとなっていた。全熱交換換気の場合も同様に、空
調負荷が普通換気運転に比して、かえって増大する場合
があった。これを回避するための方法と１〜で第３図に
示すように、室内外空気の温度、湿度を検知し、これら
の信号に加えてこれらの値から算出されたエンタルピを
換気装置の制御信号として冷房時、暖房時、それぞれに
ついて室内外空気の温度、湿度、エンタルどの大小関係
により、顕熱交換運転、全熱交換運転、普通換気運転を
切換え、省エネルギー性を向上させるものがある。第３
図の空気線図上に示したように、冷房時、暖房時、同じ
室外空気点ａ、室内空気点すであっても、たとえば普通
換気運転と全熱交換運転の最適切換えは逆転してしまう
。従来は手動により冷房時、暖房時の空調モードの設定
をし、この設定に基いて自動的に前記、室内外の温度、
湿度の検知により、各温度、湿度、エンタルピの大小関
係により切換えるのが一般的であった。また空調機０７
７時には一律に普通換気運転とするものが一般的であっ
た。

発明が解決しようとする問題点 従来に見られるような手動による空調モードの設定では
、換気装置をきめ細か、く制御するだめには、空調機の
運転状態を監視し、空調モードを設定する必要があるた
め運転者が必要であり、かつ付きっきりで監視するため
に運転者の作業労力は大なるものであった。また、空調
機の運転を期間、たとえば６月〜９月を冷房運転モード
に、１２月〜３月を暖房運転モードに予め設定し、前記
の運転監視を省くことが考えられるが、４月〜６月。

１０月〜１１月の中間季においては、１日のうちで暖房
、冷房運転が生じる場合があり、この場合、換気装置は
前記したように最適運転と逆の運転となり、省エネルギ
ー性を損なうこととなる。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、このような換気装置の運転に対する要員をな
くし、かつ年間を通じて省エネルギー性を高める目的で
、冷房用室内設定温度と暖房用室内設定温度の中間温度
を換気装置の制御に対する空調モード設定の切換え点と
して、予め設定するようにしたものである。

作用 本発明は、上記に示した中間温度を用い、中間温度と室
内空気温度の大小関係により換気装置の空調モードの設
定を行い、これにより普通換気運転、顕熱交換運転、全
熱交換運転の切換えを行うようにしたため、無人で年間
を通じて換気による空調負荷の増大を防止し省エネルギ
ー性の向上が実現できる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、添付の図面第１図〜
第３図を用いて詳細に説明する。第１図は、本発明によ
る換気装置の制御方法について、室内外の温湿度条件と
、換気装置の３つの制御モード（普通換気運転、全熱交
換運転、顕熱交換運転）の関係を空気線図を用いて示し
た図である。

図中のａ点は室内空気点であり、室内空気温度ＴＲと室
内空気の相対湿度ＨＲによって定まる点である。Ｔ線は
、Ｔ　＝　’ｒＲの等温度線であり、Ｘ線はＴＲとＨＲ
により演算される室内絶対湿度ＸＲに対するＸ　＝　Ｘ
Ｒの等絶対湿度線であり、１線は、ＴＲとｘＨＩ／Ｃよ
り演算される室内空気のエンタルピｉＨに対するｉ＝β
Ｒの等エンタル、ビ線である。Ｔ、は暖房設定温度＋Ｔ
Ｏは冷房設定温度であり、空調機または空調システムは
、室内空気温度ＴＲがＴＨ以下ならば暖房運転、Ｔｃ以
上ならば冷房運転、ＴＨ以上で’ｒｃ以下ならば暖冷房
の空調運転は停止する。一般にＴ）として、２ｏ〜２２
℃、Ｔｃ　として２６〜２８℃が選ばれる。

室内空気温度ＴＲが暖房設定温度ＴＨ以下のときは、下
記に示す換気運転モードの切換えが最も省エネルギーと
なる運転モードである。室外空気の温度Ｔｏ、相対湿度
Ｉ（Ｒを用いて演算された室外空気の絶対湿度ｘＯと、
前記’ｒｏ　とで演算される室外空気のエンタルピｉ０
が室内空気のエンタルピ１Ｒ以下で、かつ室外空気の絶
対湿度ｘＯが室内空気の絶対湿度ＸＲ以下のときは、全
熱交換運転とする。すなわち、（１）式で示されるよう
に全熱交換運転による給気空気のエンタルピｉｓ２は、
普通換気運転による給気空気のエンタルピｉｓ＋（＝外
気空気のエンタルピｉｏ）よりも、ｉＲ〉ｉ。

であるので大である。

１ｓ２＝ｉｏ−ηｉｘ　（１Ｏ−ｉｌ　）＝ｉ０−η１
ｘ（Ｔｏ−ＴＲ）Ｘ（Ｑ２４＋Ｑ４４１Ｘｏ）１７ｉＸ
（Ｘｏ　　ＸＲ）Ｘ（５９７β＋Ｑ４４１　ｘＲ）　　
　（１）ここで、η１は、全熱交徘器の有するエンタル
ピ交換効率である。

したがって、給気空気のエンタルピｉｓ２が大きくなり
、換気による暖房負荷が低減される。また、室外空気の
絶対湿度ｘＯが室内空焚の絶対湿度ｘＨ以下であるので
、（２）式で示される顕熱交換運転による給気空気のエ
ンタルピ１ｓ３に比して、顕熱交換時の熱交換効率Ｖｔ
がほぼ？ｉ　と等しいため、全熱交換運転による給気空
気のエンタルピｉｇ２が大きくなるため、全熱交換運転
による換気が最も省エネルギー運転となる。

１ｓ３＝ｉｏ−ηｔＸ（Ｔｏ　　ＴＲ）Ｘ（Ｑ２４＋Ｑ
４４１Ｘｏ）　　（２）室外空気の絶対湿度ｘ（、が室
内空気の絶対湿度Ｘ１以上で、かつ室外空気の温度ＴＯ
が室内空気の温度ＴＲ以下のときは、（１）　、　（２
）式で示される様に顕熱交換運転による給気空気のエン
タルピ１ｓ３が最大となシ、室外空気の温度Ｔｏが室内
空気のＴＲ以上で、かつ室外空気の工、ンタルピｉｏが
室内空気のエンタルピｉＲ以上のときは、普通換気運転
による給気空気のエンタルピｉｓ＋が最大となる。以上
のように切換えることで、換気装置からの給気空気が最
大となるように選択でき、暖房運転時、最も空調機の消
費エネルギーを節約することができる。

室内空気温ＷＴＲが暖房設定温度Ｔ、以上で、冷房設定
温度Ｔｃ以下の時は、暖、冷房運転が停止される。この
時、室内空気温度ＴＲが暖房設定温度ＴＭ　と冷房設定
温度ＴＯの中間温度Ｔｍ　（（３）式に示す）以下なら
ば、前述した運転切換えが最も空調機の消費エネルギー
を節約する。

Ｔｍ＝　（ＴＯ＋　Ｔｃ　）　／　２　　　　　　　　
　（３）すなわち、前記に示した換気装置の切換えによ
って得られる給気空気のエンタルピは最大となシ、室内
空気温度ＴＲを前記中間温度Ｔｍに近づけるか暖房設定
温度ＴＩＩに低下するのを妨げるため、容易に暖房機を
始動させず、空調機停止状態を長く保たせることとなる
。

室内空気温度Ｔ、が冷房設定温度Ｔｃ以上のときは空調
機は冷房運転状態にあり、前述した（１）式。

（２）式で示されるように、室外空気のエンタルピ１゜
が室内空気のエンタルピ１Ｒ以下で、かつ室外空気の温
度Ｔｏが室内空気温度Ｔ、以下のときは、普通換気運転
、室外空気のエンタルピｉ（、が室内空気のエンタルピ
ｉＲ以上で、かつ室外空気の絶対湿度ＸＱが室内空気の
絶対湿度Ｘ１以上のときは全熱交換運転、それ以外の領
域、すなわち室外空気の温度Ｔｏが室内空気の温度ＴＲ
以上で、かつ室外空気の絶対湿度ＸＱが室内空気の絶対
湿度以下のときは顕熱交換運転となるように切換えるこ
とで、換気装置からの給気エンタルピは最小にできる。

その結果、換気による冷房負荷の増大を抑えることがで
き、冷房に用いられるエネルギーを節約することができ
る。

室内空気温度ＴＲが冷房設定温度Ｔｃ以下で、前記の中
間温度Ｔｍ以上ならば空調機の運転は停止されるが前記
の冷房運転時と同じ換気装置の切換え制御により給気空
気のエンタルピは最小となり、室内空気温度ＴＲを前記
中間温度Ｔｍに近づけるか、冷房設定温度Ｔｃに上昇す
るのを妨げるため、容易に冷房機を始動させず空調機停
止状態を長く保たせることとなる。

すなわち、換気装置の運転モードの設定を、室内空気温
度ＴＲと中間温度Ｔｍだけで、決定することにより、自
動的に最も省エネルギーとなる運転制御ができる。

第２図は、本実施例を流れ図で示したものであり、２つ
の温度比較部と、エンタルピ比較部、絶対湿度比較部の
４つの比較部のみで、自動的に換気装置の最適制御が行
われる。

第３図は、本発明の別の実施例を示すブロック図である
。第３図において、１は室内空気温度を検知し、電気信
号を出力する温度信号検出部、２は室内湿度を検知し電
気信号を出力する湿度信号検出部、同様に３，４は各々
室外空気の温度信号検出部、および湿度信号検出部であ
る。一般に検知される湿度は相対湿度であるので、温度
を使ってＧｏｆｆ−Ｇｒａｔｃｈの式（たとえば、内田
秀雄著：”湿シ空気と冷却塔”Ｐ６〜Ｐ１２．裳華房１
９７２　）などに代表される関係式を使って、絶対湿度
演算部６，６で各々室内外の絶対湿度ｘＲｔｘＯが演算
される。了、８は、エンタルピ演算部であシ、それぞれ
室内外の温度信号検出部１，３、絶対湿度演算部５，６
の信号により室内外のエンタルピ１ＲｒｉＯが（４）式
に基づき演算される。

ｉ　＝Ｑ２４　Ｘ　Ｔ　＋（１５９７，３＋Ｑ４４１　
ｘ　ｘ　）　　　　　（４）以上求められた、室内外の
温度信号を温度比較部９に、室内外のエンタルピ信号を
エンタルピ比較部１ｏに、室内外の絶対湿度信号を絶対
湿り比較部１１に送シ、各々の大小が比較される。

１２は中間温度設定部で、室内温度信号検出部１より得
られた電気出力と温度比較部１３で比較し、上記に示し
た比較部９，１０．１１の信号と共に条件判断部１４に
送り、第２図の流れ図に従って判別し、信号出力部１６
により換気装置の運転信号を出力する。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、中間温度を用いる
ことにより、室内空気温度のみの信号で、換気装置のモ
ード設定ができ、かつ室内外の温度差、絶対湿度差、お
よびエンタルピ差を比較することにより、普通換気運転
、全熱交換運転、顕熱交換運転の３種の切換え制御がで
きるので、無人で年間を通じて換気装置の省エネルギー
運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における室内外の温湿度条件
と換気装置の３つの運転モード（普通換気運転、全熱交
換運転、顕熱交換運転）を示す関係図、第２図は、同実
施例の運転制御方法を示す流れ図、第３図は本発明の他
の実施例を示すブロック図、第４図は従来例の運転制御
方法を示す関係図である。 １．３・・・・・・温度信号検出部、２，４・・・・・
・湿度信号検出部、６．６．７．８・・・・・・演算部
、９　、１０゜１１．１３・・・・・・比較部、１２・
・・・・・中間温度設定部、１４・・・・・・条件判断
部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名硝−
ｐ汚ＦＬ逼膚 １゛−°甲耶名λミ＝ＪＬ屓 レーーー１ニジデルｅ’求艮（ｉ＋ｊ）劃−Ｖ＊梗気 釦−τ讐丸演 纒−一餞　り 温　／′ｖ、（・Ｃ１ 湿／ｆｖｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）室内外の温度、湿度を検知し、信号出力として前
   記温度、湿度の他に前記温度、湿度を入力として演算を
   行いエンタルピを信号出力とする検知、出力部を備え、
   冷房機をＯＮさせるための冷房用室内設定温度と暖房機
   をＯＮさせるための暖房用室内設定温度との中間の中間
   温度により、室内の温度が前記中間温度以下のときは熱
   交換器をもつ換気装置を冷房運転モードとし、室内の温
   度が前記中間温度以上のときは前記換気装置を暖房運転
   モードとして制御することを特徴とする換気装置の制御
   方法。
2. （２）換気装置は、熱交換せずに換気する普通換気運転
   と、室内空気と室外空気の温度差による顕熱交換運転と
   、室内空気と室外空気のエンタルピ差による全熱交換運
   転が可能であり、冷房運転モードでは室外空気の温度、
   エンタルピ共に室内空気の温度、エンタルピより小なる
   ときは普通換気運転とし、室外空気の絶対湿度、エンタ
   ルピ共に室内空気の絶対湿度、エンタルピより大なると
   きは全熱交換運転とし、室外空気の絶対湿度が室内空気
   の絶対湿度よりも小で、かつ室外空気の温度が室内空気
   の温度より大なるときは顕熱交換運転とし、暖房運転モ
   ードでは、室外空気の絶対湿度、エンタルピ共に室内空
   気の絶対湿度、エンタルピより小なるときは全熱交換運
   転とし、室外空気の温度、エンタルピ共に室内空気の温
   度、エンタルピより大なるときは普通換気運転とし、室
   外空気の絶対湿度が室内空気の絶対湿度より大で、かつ
   室外空気の温度が室内空気の温度より小なるときは普通
   換気運転として制御することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の換気装置の制御方法。