JP2007187334A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】室内の温度や湿度変化の状況に応じて換気風量を制御することができ、かつ熱交換ロスのない経済的な居住空間を提供することを目的とする。
【解決手段】室内の天井もしくは壁に配置されたケーシング内部に室外空気の吸気と室内空気の排気が可能なファンモーターユニット１１と熱交換ユニット４と室外まで延びた吸排ダクト１４が取り付けられる。また熱交換ユニット４とファンモーターユニット１１を制御する制御部８が取り付けられ、室内の温湿度は制御部に接続された温度センサー９と湿度センサー１０によって行われる。ファンモーターユニット１１はＤＣモーターで構成されており、目標とする換気風量に正確に調整することが可能で、熱交換ユニット４と連動して駆動することにより室内温度と湿度をリモコン２で定められた目標値に調整する。
【選択図】図８

Description

本発明は、冷暖房機器の使用や室内外の環境変化に応じて適切な換気風量を確保する空気調和機に関する。

従来、この種の空気調和機は、ＤＣモーターを搭載して細かく換気風量の補正を行う換気扇が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その換気扇について図１４を参照しながら説明する。

図に示すように、ファンモーターユニット１０１はＤＣモーター１０２を搭載したＤＣファンモーターであり、その吐出口１０３はダクト１０４に接続されている。ＤＣモーター１０２は通電制御手段１０８によって回転を制御され、風量指示手段１０５によって目標とする回転数の指示が行われる。予め各雰囲気温度ごとに指定された風量でＤＣファンモーターユニット１０１を運転するための印加電圧―回転数の近似式を算出式記憶手段１０６に記憶させ、雰囲気検出手段１０７がＤＣファンモーターユニット１０１の雰囲気温度を検出し、通電制御手段１０８のゲート信号の変化時間から運転回転数を検出し、それを算出式記憶手段１０６に記憶された近似式から必要な回転数を求め、求めた回転数と運転回転数とを比較しながら、ＤＣモーター１０２への印加電圧を変化させ、ＤＣファンモーター１０１の風量を制御している。
特開２００３−１４３８８７号公報（９頁、図７）

このような従来の制御方法は、室内温度の変化に対して換気風量の調整が可能であるが、冷暖房装置と併用した場合では冷暖房された室内空気を強制的に排気してしまうといった課題がある。またそのため室内の熱交換ロスも大きく、改善が要求される。また湿度に対しての換気は考慮されておらず、温度と湿度を調整し快適な室内環境を提供することも求められる。

本発明は上記課題を解決するもので、室内の温度や湿度変化に対して換気風量を状況に応じて制御することができ、かつ熱交換ロスのない経済的な居住空間を提供することを目的としている。

本発明の空気調和機は上記の目的を達成するために、室内の天井もしくは壁に配置されたケーシングと、前記ケーシングに配置され前記室内の空気を前記ケーシング内に吸入する吸入口と、前記吸入口より吸入された空気を屋外へ排出する排気口を備えたファンモーターと、前記ケーシング内に配置され空気と熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器により熱交換された空気を前記室内に吹き出す吹出口と、ケーシング外部には室内空気の目標温度を設定するための目標温度設定手段と、目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室外の湿度を検出する外湿度検知手段を備え、前記目標湿度設定手段によって設定された室内目標湿度に室内湿度を近ずけるように、ファンモーターを制御し換気風量を調節する構成としたものである。

この手段により熱交換器と連動してファンモーターを駆動でき、また換気風量を調整することにより室内の湿度を目標湿度に近づけることが可能な空気調和機が得られる。

また本発明の空気調和機の他の手段は、前記目標温度設定手段によって設定された室内、目標温度に室内温度を近ずけるように、ファンモーターを制御し換気風量を調節する構成としたものである。

この手段により熱交換器と連動してファンモーターを駆動でき、また熱交換器の温度制御と換気風量のバランスを調整することにより室内の温度を目標温度に近づけることが可能な空気調和機が得られる。

また本発明の空気調和機の他の手段は、目標湿度設定手段と目標温度設定手段によって目標温湿度が設定された後、所定の時間は換気風量を減らす構成としたものである。

この手段により室内の温度を低くかつ湿度を多くしたい場合など、湿度が上昇する熱交換器の冷房機能を優先させてから換気を行うことにより、効率よく目標温湿度に近づけることができる。そのため経済的に室内環境を調整することが可能である。

また本発明の空気調和機の他の手段は、目標湿度設定手段と目標温度設定手段によって目標温湿度が設定された後、所定の時間は換気風量を増やす構成としたものである。

この手段により天気の良い夏場などにおいて室内の目標温度を低くかつ目標湿度を低くしたい場合に、換気機能を併用し効率よく目標温湿度に近づけることができる。そのためより経済的に室内環境を調整することが可能である。

また本発明の空気調和機の他の手段は、目標湿度が設定されて一定時間経過後に、室内湿度が目標湿度に対して一定値以上の差がある場合は、所定の換気風量に変更する構成としたものである。

この手段により室内と室外の相対湿度に差がないときなど、どんなに強制換気を行っても目標湿度にならない場合において、無駄なファンモーターの消費を抑えるため換気量を最小限に抑え、経済的に換気を行うことが可能である。

また本発明の空気調和機の他の手段は、目標湿度が設定されて一定時間経過後に、室内湿度が目標湿度に対して一定値以上の差がある場合は、熱交換器を制御し室内温度を調整する構成としたものである。

この手段により室内と室外の相対湿度に差がないときなど、強制換気のみでは目標湿度にならない場合は、熱交換器の作用により室内温度をコントロールし、室内湿度を相対的に調整するものである。この発明により無駄なファンモーターの消費を抑え、かつ湿度を一定に調整することで快適な生活環境を提供することができる。

また本発明の空気調和機の他の手段は、目標温度が設定されて一定時間経過後に、実温度が目標温度に対して一定値以上の差がある場合は、所定の換気風量に変更する構成としたものである。

この手段により室内と室外の温度に差がないときなど、どんなに強制換気を行っても目標湿度にならない場合は、無駄なファンモーターの消費を抑えるため換気風量を最小限に抑え、経済的に換気を行うことが可能である。

また本発明の空気調和機の他の手段は、目標温湿度が設定されて一定時間経過後に、室内温湿度が目標温湿度に対して一定値以上の差がある場合は目標温度を優先し、熱交換器、ファンモーターを制御して室内温度を目標温度に調整する構成としたものである。

この手段により室内と室外の温湿度に差がないときなど、目標値に対して室内の温湿度が収束せず熱交換器とファンモーターのドリフト運転が起きないよう制御することが可能である。

また本発明の空気調和機の他の手段は、風量検知手段を備え、前記風量検知手段が風量変動を検知した場合は換気風量を一定になるようファンモーターを制御する構成としたものである。

この手段により換気風量のフィードバックにより不必要な換気や換気風量が足りないといった問題を解決することが可能である。

また本発明の空気調和機の他の手段は、室外の温度を検出する外気温検知手段を備え、室内温度と室外温度が一定値以上の差がある場合は自然換気量と換気風量を組み合わせて室内の換気量を一定に調節する構成としたものである。

この手段によりファンモーターと熱交換器の省エネを実現することができる。

また本発明の空気調和機の他の手段は、室外の湿度を検出する外湿度検知手段を備え、室内湿度と室外湿度が一定値以上の差がある場合は換気風量を所定の換気風量に変更する構成としたものである。

この手段により室外の空気を取り入れて利用することで熱交換器に頼らず室内湿度を調整することが可能である。

また本発明の空気調和機の他の手段は、室内の温度が低く湿度が高い場合は、室内の結露を防止するため換気風量を所定の換気風量に変更する構成としたものである。

この手段により室外の湿度が低く室内の湿度が高い冬場などに室内が結露することを防ぐことが可能である。

本発明では、室内の天井もしくは壁に配置されたケーシングと、前記ケーシングに配置され前記室内の空気を前記ケーシング内に吸入する吸入口と、前記吸入口より吸入された空気を屋外へ排出する排気口を備えたファンモーターと、前記ケーシング内に配置され空気と熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器により熱交換された空気を前記室内に吹き出す吹出口と、ケーシング外部には室内空気の目標温度を設定するための目標温度設定手段と、目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室外の湿度を検出する外湿度検知手段を備え、前記目標湿度設定手段によって設定された室内目標湿度に室内湿度を近ずけるように、ファンモーターを制御し換気風量を調節する空気調和機であり、熱交換器とファンモーターをバランスよく制御して、熱交換ロスのない室内環境と必要換気量を確保することができる。

本発明の請求項１記載の空気調和機は、室内の天井もしくは壁に配置されたケーシングと、前記ケーシングに配置され前記室内の空気を前記ケーシング内に吸入する吸入口と、前記吸入口より吸入された空気を屋外へ排出する排気口を備えたファンモーターと、前記ケーシング内に配置され空気と熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器により熱交換された空気を前記室内に吹き出す吹出口と、ケーシング外部には室内空気の目標温度を設定するための目標温度設定手段と、目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室外の湿度を検出する外湿度検知手段を備え、前記目標湿度設定手段によって設定された室内目標湿度に室内湿度を近ずけるように、ファンモーターを制御し換気風量を調節するものである。

この発明では、熱交換器が動作することによって室内湿度が変動することに対し、ファンモーターの換気風量を調整することで室内湿度をコントロールすることが可能である。また目標湿度に近づくにつれて換気風量を徐々に減少させ、室内の湿度が目標湿度とほぼ同等になるよう換気風量を調整することが可能である。

これにより冷房機器の使用や鍋調理などによって室内湿度が高まった場合は、室内と室外の空気を入れかえることにより快適な室内環境を提供することが可能である。またファンモーターを有効に活用することによって熱交換器の運転を少なくし、熱交換ロスの少ない運転を行うことができる。

請求項２記載の発明は、前記目標温度設定手段によって設定された室内目標温度に室内温度を近ずけるように、ファンモーターを制御し換気風量を調節することを特徴とする請求項１記載の空気調和機である。

この発明では、熱交換器の動作によって室内の温度が変動することに対し、換気風量を変更して室内温度を補助的に調整することが可能である。また目標温度に近づくにつれて換気風量を徐々に減少させ、室内の温度が目標温度とほぼ同等になるよう換気風量を調整することが可能である。

これにより室内で火を使った料理をして室内の温度が室外温度に対して高くなった場合は、冷暖房機器と換気機能を組み合わせて室内の温度を効率よく下げることができる。また目標温度で一定にかつ冷房された空気を無駄にしないように換気風量を調整することで熱ロスの少ない室内環境を提供することができる。

請求項３記載の発明は、目標湿度設定手段と目標温度設定手段によって目標温湿度が設定された後、所定の時間は換気風量を減らすことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機である。

この発明では前記目標温度設定手段によって室内の目標温湿度が設定された後、目標温湿度になるまで熱交換器が作用している間は、冷暖房されたその空気を無駄に排出しないよう換気風量を最小限の適正量にとどめることが可能である。

室内の目標温度を低くかつ目標湿度を多くしたい場合は、湿度が上昇する熱交換器の冷房機能を優先させてから換気を行ったほうが、効率よく目標温湿度に近づけることができるため、より経済的に室内環境を調整することが可能である。

請求項４記載の発明は、目標湿度設定手段と目標温度設定手段によって目標温湿度が設定された後、所定の時間は換気風量を増やすことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機である。

この発明では室内の目標温湿度が設定された後、所定の時間は換気能力を上げて熱交換器と併用することにより室内環境を目標温湿度に近づけるものである。

室内で鍋料理をしたときなど室内の目標温度を低く、かつ目標湿度を低くしたい場合は、換気機能を併用したほうが効率よく目標温湿度に近づけることができるため、より経済的に室内環境を調整することが可能である。

請求項５記載の発明は、目標湿度が設定されて一定時間経過後に、室内湿度が目標湿度に対して一定値以上の差がある場合は、所定の換気風量に変更することを特徴した請求項１、２、３または４記載の空気調和機である。

この発明では目標湿度が設定されてから一定時間経過後に強制換気では目標湿度に近づかないと判断した場合に、換気風量を最小限の適正量にとどめるものである。

室内と室外の相対湿度に差がないときなど、どんなに強制換気を行っても目標湿度にならない場合は、無駄なファンモーターの消費を抑えるため換気量を最小限に抑え、経済的に換気を行うことが可能である。

請求項６記載の発明は、目標湿度が設定されて一定時間経過後に、室内湿度が目標湿度に対して一定値以上の差がある場合は、熱交換器を制御し室内温度を調整することを特徴した請求項１、２、３または４記載の空気調和機である。

この発明では目標湿度が設定されてから一定時間経過後に強制換気では目標湿度に近づかないと判断した場合に、熱交換器を運転させて室温を調整して相対湿度を目標湿度に調整するというものである。

室内と室外の相対湿度に差がないときなど強制換気のみでは目標湿度にならない場合は、熱交換器の作用により室内温度をコントロールし、室内湿度を相対的に調整するものである。この発明により無駄なファンモーターの消費を抑え、かつ湿度を一定に調整することで快適な生活環境を提供することができる。

請求項７記載の発明は、目標温度が設定されて一定時間経過後に、実温度が目標温度に対して一定値以上の差がある場合は、所定の換気風量に変更することを特徴した請求項１、２、３、４、５または６記載の空気調和機である。

この発明では目標温度が設定されてから一定時間経過後に、強制換気では目標温度に近づかないと判断した場合に、換気風量を最小限の適正量にとどめるものである。

室内と室外の温度に差がないときなど、どんなに強制換気を行っても目標湿度にならない場合は、無駄なファンモーターの消費を抑えるため換気風量を最小限に抑え、経済的に換気を行うことが可能である。

請求項８記載の発明は、目標温湿度が設定されて一定時間経過後に、室内温湿度が目標温湿度に対して一定値以上の差がある場合は目標温度を優先し、熱交換器、ファンモーターを制御して室内温度を目標温度に調整することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６または７記載の空気調和機である。

この発明では目標温湿度が設定されてから一定時間経過後に、室内の温度と相対湿度の関係から目標温度と目標湿度の両立が不可能と判断した場合に、目標温度を優先して熱交換器とファンモーターの制御を行うものである。

この発明により室内と室外の温湿度に差がない場合に、目標値に対して室内の温湿度が収束せず熱交換器とファンモーターのドリフト運転が起きないよう制御することが可能である。

請求項９記載の発明は、風量検知手段を備え、前記風量検知手段が風量変動を検知した場合は換気風量を一定になるようファンモーターを制御することを特徴した請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の空気調和機である。

この発明では換気風量をセンサー等により常に監視を行い、例えば制御するファンモーター自身の発熱によってトルク特性が変わった場合に換気風量が変動してしまうことを防ぐことが可能である。

この発明により、換気風量のフィードバックにより不必要な換気や換気風量が足りないといった問題を解決することが可能である。

請求項１０記載の発明は、室外の温度を検出する外気温検知手段を備え、室内温度と室外温度が一定値以上の差がある場合は自然換気量と換気風量を組み合わせて室内の換気量を一定に調節することを特徴した請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の空気調和機である。

この発明では室内と室外の温度差によって生じる自然換気を利用し室内の適正換気風量の確保を行うものである。また室外の空気を取り入れることによって室内温度を調整することも可能とする。

この発明によりファンモーターと熱交換器の省エネを期待することができる。

請求項１１記載の発明は室外の湿度を検出する外湿度検知手段を備え、室内湿度と室外湿度が一定値以上の差がある場合は換気風量を所定の換気風量に変更することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の空気調和機である。

この発明では室内目標湿度と室外目標湿度を比較し、室外湿度が目標湿度に近い場合は換気風量を多くして室外の空気を多く取り入れ、室外湿度が目標湿度より離れている場合は換気風量を最小限に抑え室外の空気流入を抑える作用を行う。

この発明により、室外の空気を取り入れて利用することで熱交換器に頼らず室内湿度を調整することが可能である。

請求項１２記載の発明は室内の温度が低く湿度が高い場合は、室内の結露を防止するため換気風量を所定の換気風量に変更することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の空気調和機とする。

この発明では室内の室温に対し相対湿度が高い場合は、室内湿度が飽和水蒸気曲線を超えないよう室内の空気を室外に排出し、乾いた空気を室内に流入するものである。

この発明により、室外の湿度が低く室内の湿度が高い冬場において室内が結露することを防ぐことが可能である。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図１３を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図７に示すように、室内の壁面には熱交換ユニット４と換気ユニット３が一体となった空気調和ユニット１が取り付けられている。また壁面には空気調和ユニット１とは別に室内の目標温湿度を設定する目標湿度設定手段、目標温度設定手段としてのリモコン２が取り付けられている。

熱交換ユニット４には室内の空気を吸い込む吸入口５と熱交換器１２０と熱交換を行った空気を室内に給気する給気口７とを有し、換気ユニット３はケーシング外側に排気口６と換気ユニット給気口１２を備え、ケーシング内部には室外空気の吸気と室内空気の排気が可能なファンモーターユニット１１と、室外まで延びた給排ダクト１４が取り付けられる。空気調和ユニット１には熱交換器１２０とファンモーターユニット１１を制御する制御部８が取り付けられ、室内の温湿度は制御部８に接続された温度センサー９と湿度センサー１０によって行われる。ファンモーター１３はＤＣモーターで構成されており、目標とする換気風量に正確に変更、調整することが可能である。本実施の形態では熱交換器１２０はインバーター式のものであり室内温度を目標温度で一定に制御するものとする。

上記構成において、換気ユニット３のファンモーターユニット１１は建築基準法に要求された換気回数を満たすよう常に運転を行い室内の換気を行っている。また使用者が自ら換気風量を調整できるようリモコン２には手動運転に切り替えるための換気自動／手動スイッチ１５も用意されている。またさらにリモコン２には熱交換器１２０を使用しない非熱交モードスイッチ１６も用意されている。この非熱交モードスイッチ１６入力を制御部８が受け付けると温度や湿度が設定されても、熱交換器１２０は使用せず、換気ユニット３のみで室内温湿度をコントロールするものである。

本実施の形態１における空気調和機の動作について、図８のフローチャートに基づいて説明する。まずリモコン２によって室内温湿度が設定されると、まずその情報は制御部８に伝えられる。制御部８はまず非熱交モードが設定されているかどうかステップ２０で判定を行う。ここで非熱交モードが設定されていないと判断すると、次にステップ２１で温度センサー９によって測定された室内温度と設定された目標温度の比較を行い、室内温度が低いと判断するとステップ２２で熱交換器１２０が冷房運転設定中かどうか判定を行う。冷房運転中かどうかはリモコン２の運転切替スイッチ１７によって冷房運転が選択されているかどうかで判断可能とする。ステップ２２で熱交換器１２０が冷房運転中と判断されれば、インバーター制御によってコンプレッサー圧縮率を変更し熱交換器１２０の冷房能力を下げるよう決定する。またもし冷房中でなければステップ２３で熱交換器１２０を動作させ室内の暖房運転を開始する。

次にステップ２７で湿度センサー１０によって測定された室内湿度と設定された目標湿度の比較が行われ、室内湿度が低いと判断された場合はステップ２８でファンモーターユニット１１の換気風量を本フローのルーチンを通るごとに１０．０ｍ３／ｈ下げるよう動作する。このとき、換気風量の下限値は室内の建築基準法に定められた必要換気回数までとし、それ以下には換気風量は下がらないものとする。

上記２０、２１、２２、２３、２５、２７、２８までのフローで熱交換器１２０の暖房運転とファンモーターユニット１１の換気風量が決定されたことになる。ただし、このフローのなかでステップ２７からステップ２８のフローが一度も変わることなく１時間以上続いた場合は、ステップ２９、３０で換気風量を最低換気風量まで一気に下げるよう動作する。この動作は、一定時間経過しても目標湿度に到達しない原因は換気運転による給排気によるものと制御部８が判断したためであり、換気風量を抑えて目標湿度に近づけようとするものである。

この動作により無駄なファンモーターユニット１１の運転を節約し、かつ目標湿度に到達させることが可能となる。

またステップ２０、２１、２２、２３、２５までのフローが一度も変わることなく一時間以上続いた場合、ステップ２５でファンモーター１３の換気風量を本フローのルーチンごとに１０．０ｍ↑３／ｈ下げるよう動作する。この動作は、一定時間経過しても目標温度に到達しない原因はファンモーターユニット１１の換気によるものと判断し、換気風量を抑えて目標温度にちかづけようとするものである。これにより無駄なファンモーター駆動を節約して、目標温度に到達させることが可能となる。

またステップ２１、３１で設定された目標温度に対して室内温度が高いと判断された場合は、ステップ３２で熱交換器１２０が暖房運転中かどうか判定を行う。暖房運転中かどうかはリモコン２の運転切替スイッチ１７によって暖房運転が選択されているかどうかで判断可能とする。ここで暖房中と判断されれば、ステップ３４においてインバーター制御によってコンプレッサー圧縮率を変更し熱交換器１２０の暖房能力を下げるよう決定する。もし暖房中でなければステップ３３で熱交換器１２０の冷房運転を開始する。

次にステップ２７、３７で湿度が高いと判断された場合はステップ３８でファンモーターユニット１１の換気風量を本フローのルーチンを通るごとに１０．０ｍ↑３／ｈアップするよう決定する。

上記ステップ２０、２１、３１、３２、３３、３５、２７、３７、３８までのフローにより熱交換器１２０の冷房とファンモーターユニット１１の換気風量が決定されたことになる。ただし、このフローのなかでステップ２７、３７、３８のフローがルーチンを通るごとに一度も変わることなく１時間以上続いた場合はステップ３９でステップ４０、４２において、換気風量を最低換気風量まで一気に下げるよう動作する。この動作は、一定時間経過しても目標湿度に到達しない原因は換気運転による給気によるものと制御部８が判断したためであり、換気風量を抑えて目標湿度に近づけようとするものである。

これにより無駄なファンモーター駆動を節約し、目標湿度を実現することが可能となる。

またステップ２０、２１、３１、３２、３３、３５までのフローがルーチンを通るごとに一度も変わることなく一時間以上続いた場合、ステップ３６でファンモーターユニット１１の換気風量を一気に最低換気風量へ下げるよう動作する。この動作は、一定時間経過しても目標温度に到達しない原因はファンモーターユニット１１の換気によるものと判断し、換気風量を抑えて目標温度にちかづけようとするものである。これにより無駄なファンモーター駆動を節約して、目標温度に到達させることが可能となる。

またもしステップ２０、２１、３１で室内温度が目標温度と同等と判断された場合はステップ４３で熱交換器１２０の現状動作を維持するよう動作する。

またもしステップ２７、３７で室内湿度が目標湿度と同等と判断された場合はステップ４４でファンモーターユニット１１の換気風量を一定にするよう動作する。

またもしステップ２０で非熱交モードスイッチ１６が設定されていた場合、ステップ２７に飛び熱交換器１２０は動作させないよう動作する。

またもしリモコン２で目標温度を設定せず目標湿度のみ設定されていた場合は、ステップ３９で１時間経過しても湿度が下がらないと判断した場合にステップ４０、４１で熱交換器１２０の暖房運転を開始し、室内湿度を下げる動作を行う。この動作により目標値に対して室内の温湿度が収束せず熱交換器とファンモーター１３のドリフト運転が起こることを防止することができる。

またリモコン２によって目標温度のみ設定された場合は、ステップ４５において風量は変更しないようステップ４４へ飛ばすものとする。

以上の構成により実施の形態１の空気調和機は、熱交換ユニット４と換気ユニット３を組み合わせて連動動作させることにより、室内の温湿度環境をコントロールしながら換気を行う。この結果、リモコン２等の外部信号により目標湿度が設定された場合は上記に示したフローチャートにもとづいて換気風量の調整を行い、室内湿度を目標湿度に近づくよう動作することが実現される。

またリモコン２等の外部信号により目標温度が設定された場合は上記に示したフローチャートにもとづいて熱交換器１２０とファンモーターユニット１１を制御して換気風量の調整を行い、室内温度が目標温度に近づくよう動作することが実現される。

またステップ２５、３５では一時間経過後に最低換気風量へ変更を行うが、これを目標温度設定された直後の一時間は最低換気風量へ変更するよう設定変更すれば、目標設定後の熱交換ユニット４の冷暖房効果を一層高めることが可能である。

またステップ２８では換気風量をルーチン毎に１０ｍ↑３／ｈずつ変化させたが、これを一気に最低換気風量に変更することにより、すばやく目標湿度に近づけることが実現である。同様にまたステップ３８では換気風量をルーチン毎に１０ｍ↑３／ｈずつ変化させたが、これを一気に最大換気風量に変更することにより、すばやく目標湿度に近づけることが可能である。

またファンモーターユニット１１には風量検知手段として微差圧センサー１１２を給排ダクト１４内に設置し、差圧信号を制御部８へフィードバックする構成とすれば、わずかな換気風量のずれも検知してファンモーター１３の換気風量を適正値に補正することが可能となる。また換気風量を微差圧センサー１１２により常に監視を行うことで、ファンモーター自身の発熱によってトルク特性が変わった場合も換気風量を変動させず適正換気風量を確保することが可能である。結果、不必要な換気や換気風量が足りないといった問題を解決することができる。

（実施の形態２）
図８〜図１３に本実施の形態２について示す。

本実施の形態２は図のように給排ダクト１４の給気ダクト側に外湿度検知手段としての湿度センサー１０と外気温検知手段としての温度センサー１１３を納め、制御部８にそれらセンサーが検知した情報を伝える構成とした。この構成により室内と室外の温度差と湿度差を比較して必要な空気量を給気したり排気することが可能となる。

本実施の形態２における空気調和機の動作について、図９〜図１３のフローチャートに基づいて説明する。

図９においてまずリモコン２によって室内温湿度が設定されると、まずその情報は制御部８に伝えられる。制御部８はまず非熱交モードスイッチ１６が設定されているかどうかステップ４７で判定を行う。ステップ４７で非熱交モードスイッチ１６が設定されていないと判断すると、熱交換器１２０が既に冷房中かどうかステップ４８で判断する。ステップ４８で冷房中であると判断された場合は図１０においてステップ４９で室内温度がリモコン２で設定された目標温度より高いかどうか判断する。ステップ４９で室内が目標値より高いと判断した場合はステップ５０で室外温度は室内温度より高いかどうか判断を行い、室外温度が低いと判断された場合はステップ５１でファンモーターユニット１１の換気風量をアップするよう動作を行う。この動作では室外の冷えた空気を室内に給気して、室内温度を下げることを目的としている。

またステップ５２で同時に熱交換器１２０を動作し、室内の温度が下がるよう熱交換ユニット４を制御する。ステップ５３では、上記ステップ４８、４９、５０、５２（５１）のステップが一度も変わることなく一時間以上行われた場合は異常と判断し報知を行う構成である。

ステップ５３において上記ステップ４８、４９、５０、５２（５１）が実行されて一時間以内と判断された場合はステップ６３に進む。

次に図１２においてステップ６３で室内の湿度設定が行われているかどうか判断し、室内湿度の目標値がリモコン２によって定められていると判断した場合はステップ８１で室内湿度が目標湿度より高いかどうか判断する。ステップ８１で室内湿度のほうが高いと判断された場合は次に室外湿度が室内湿度より高いかどうか判断を行う。ここで室外湿度のほうが高い判断した場合はファンモーターユニット１１の換気風量をダウンするよう動作する。この動作では室外空気の給気を抑えて室内湿度が上昇してしまうことを防止する。

ステップ８４では上記ステップ８１、８２、８３、８４のステップが一度も変わることなく３０分以上行われた場合はステップ５１、６７で目標温度に到達するめに換気風量がアップされていないかどうかステップ８５において判断を行う。ここでステップ５１、６７で換気風量がアップされていた場合は、ステップ８６においてステップ５１、６７の風量アップを優先する。これはステップ８１、８２、８３、８４のステップが行われても３０分間の間は換気風量をダウンしないようにするものである。

もしステップ８５においてステップ５１、６７では風量補正が行われていなかったと判断した場合は、ステップ８７において３０分間の間、ファンモーターユニット１１を最低換気風量で動作させる。ここで最低換気風量とは室内によって決められている必要換気回数を意味するものとする。

次に図１のステップ４９、５５で室内が目標温度より低いと判断した場合について説明する。ステップ５６で室外温度が室内温度より高いかどうか判断を行い、室外温度が室内温度より高いと判断した場合はステップ５８で換気風量をアップする。また室外温度が室内温度より低いと判断した場合はステップ５７で換気風量をダウンする。ステップ５９では目標温度に対し室内温度を下げるために熱交換器１２０の冷房能力をダウンするよう動作する。

ステップ６０、６１ではステップ４８、４９、５５、５６、５８（５７）、５９がルーチンのたびに一度も変わることなく一時間以上続いた場合、異常と判断して報知を行う。

またステップ４９、ステップ５５で室内温度が目標温度と同等であると判断されていた場合はステップ６２で動作を現状維持するよう決定する。

また図１２においてステップ８２で室外湿度が室内湿度より低いと判断した場合はステップ９０でファンモーターユニット１１の換気風量をアップする。この動作は、室内空気を排出し湿度の低い外気を給入することで室内湿度を目標湿度に近づけようとするものである。

またステップ８１、８２、９０、９１がルーチンのたびに一度も変わることなく３０分以上続いた場合は、ステップ９２で非熱交モードスイッチ１６が設定されているかどうか判断し、非熱交モードスイッチ１６が設定されていた場合は３０分間の間は最大換気風量でファンモーターユニット１１を動作させる。この動作は、最大換気風量で室外の空気をより多く室内に導入して室内湿度を目標湿度まで下げようとするものである。

またステップ９２で非熱交モードスイッチ１６が設定されていなかった場合はステップ９４においてステップ５７、７３の風量補正が行われたかどうか判断する。ここで風量補正が行われていたと判断した場合はステップ５７、７３の風量補正を３０分間優先し、ステップ９０にルーチンが回ったとしても換気風量は補正しないものとする。

またステップ９４で温度補正がなかったと判断した場合は熱交換器１２０を動作させて３０分の間は室内の相対湿度を下げるよう動作する。

またもしステップ８１、８８で室内湿度が目標湿度と同等であると判断した場合はファンモーター１３の運転は現状維持とする。

次に図９においてステップ４８、６４で室内が暖房中であると判断した場合におけるフローチャートの説明を行う。

ステップ６４で暖房中であった場合は図１１においてステップ６５で室内温度がリモコン２によって設定された目標温度より低いかどうか判断し、低いと判断した場合は次に室外温度が室内温度より低いかどうか判断する。ここで室外温度が高いと判断した場合はファンモーターユニット１１の換気風量をアップさせ、またステップ６８で熱交換器１２０の暖房能力をアップさせる。この動作は室外の温かい空気を室内に給気し、かつ暖房能力を上げて室内温度をアップさせるためである。

ステップ６９ではステップ６４、６５、６６、６８（６７）が一度も変更されることなく同ステップを一時間以上続いたかどうか判断し、続いた場合にステップ７０で異常報知を行うものである。

またステップ７１で室内温度がリモコン２で設定された目標温度より高いと判断した場合は、ステップ７２で室外温度が室内温度より低いかどうか判断し、室外温度が室内温度より低いと判断された場合はステップ７４でファンモーターユニット１１の換気風量をアップし、ステップ７５で熱交換器１２０の暖房能力を下げるよう動作する。もしステップ７２で室外が室内より温度が高いと判断された場合はファンモーターユニット１１の換気風量をダウンする。これらの動作は室外の空気を室内に導入することで室内の温度を熱交換器１２０と組み合わせて効率よく目標値に近づけるためである。

またステップ７６ではステップ６４、６５、７１、７２、７４（７３）、７５のステップが一度も変更されることなく一時間以上続いたかどうかを判断し、一時間以上続いたと判断された場合はステップ７７で異常報知を行うものである。

またもしステップ６５、７１で室内温度が目標温度と同等であると判断された場合はステップ７８で熱交換器１２０の動作を現状維持するものとする。

次に図１２においてステップ８８で室内湿度がリモコン２で設定された目標湿度より低いと判断した場合について説明する。

ステップ８８で室内湿度が目標湿度より低いと判断された場合は図１３においてステップ９８で室外湿度が室内湿度より低いかどうか判断を行う。ここで室外湿度が室内より低いと判断された場合はステップ９９でファンモーターユニット１１の換気風量をダウンし室外の乾いた空気が吸入されることを防止する。

またステップ１００ではステップ８８、９８、９９のステップが一度も変更されることなく３０分以上続いたかどうかを判断し、３０分以上続いたと判断された場合は、目標温度に対するファンモーターユニット１１の換気風量の補正がステップ５１、６７で行われていたどうかをステップ１０１で判断する。ここで目標温度に対する補正が行われていたと判断した場合はステップ５１、６７の換気風量アップを優先し３０分間はステップ９９で換気風量がダウンしないよう制御する。

またステップ１０１で目標温度補正が行われていなかったと判断した場合はステップ１０３において３０分間の間は換気風量を最低換気風量となるよう動作する。

またもしステップ９８で室外空気は室内より湿度が高いと判断された場合はステップ１０４でファンモーターユニット１１の換気風量をアップする。

ステップ１０５ではステップ８８、９８、１０４のステップが一度も変更されることなく３０分以上続いたかどうかを判断し、３０分以上続いたと判断された場合はステップ１０６において非熱交モードスイッチ１６が設定されているかどうかを判断する。ここで非熱交モードスイッチ１６が設定されていると判断した場合はステップ１０７において３０分間の間ファンモーター１３の換気風量を最大換気量に変更する。また非熱交モードスイッチ１６ではないと判断した場合は目標温度に対して換気風量の補正がステップ５７、７３で行われていたかどうかをステップ１０８で判断し、温度補正が行われていると判断した場合はステップ１０９でステップ５７、７３の換気風量ダウンを優先し３０分間はステップ１０４で換気風量がアップしないよう制御する。

またステップ１０８で目標温度補正が行われていなかったと判断した場合はステップ１１０において３０分間の冷房運転を行い室内の相対湿度を下げるよう動作する。

またステップ６４で冷房も暖房も設定されていないと場合は熱交換器１２０を動作せず、ファンモーター１３の換気風量は現状維持するよう制御する。またステップ６３で湿度設定がなかった場合はステップ９７で換気風量を現状維持する制御する。

上記の実施の形態２の構成では、室外温度と湿度を検知可能な構造としたことにより、換気運転を通じて室内温度と室内湿度の調整が可能となる。

また目標温度、目標湿度設定がされなかった場合でも、ステップ８０やステップ９７を室内と室外の温度差に応じて換気風量を変更する動作に変更すれば、温度差によって生じる自然換気量をファンモーター１３の換気風量に足して必要換気回数を満足させるといった効果が期待できる。またステップ８０やステップ９７では室内の温湿度を飽和水蒸気圧線と常に比較を行う構成とすれば、湿度が高まり結露が起きそうな時は換気風量をアップさせて結露を防ぐ効果が期待できる。

本発明の空気調和機は、室内の環境の温度や湿度を一定に保つ効果が期待できるため、高温高湿な地域のクリーンルームや家庭栽培園など温湿度環境の変化を抑えたい場所の換気装置に有用である。

本発明の実施の形態１の空気調和機の使用状態を示す図 同空気調和機の構成を示す概観図 同空気調和機の構成を示す詳細図 同空気調和機の動作を示す図 同空気調和機のリモコン機能を示す図 同空気調和機の構成を示すブロック図 同空気調和機の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２の空気調和機の構成を示すブロック図 同空気調和機の熱交換機器の動作を示すフローチャート 同空気調和機の熱交換機器の冷房動作を示すフローチャート 同空気調和機の熱交換機器の暖房動作を示すフローチャート 同空気調和機のファンモーターユニット全体動作を示すフローチャート 同空気調和機のファンモーターユニット湿度調整動作を示すフローチャート 従来の換気装置の構成を示す図

符号の説明

１ 空気調和ユニット
２ リモコン
３ 換気ユニット
４ 熱交換ユニット
５ 吸入口
６ 排気口
７ 給気口
８ 制御部
９ 温度センサー
１０ 湿度センサー
１１ ファンモーターユニット
１２ 換気ユニット給気口
１３ ファンモーター
１４ 給排ダクト
１５ 換気自動/手動スイッチ
１６ 非熱交モードスイッチ
１７ 運転切替スイッチ
１２０ 熱交換器

Claims (12)

1. 室内の天井もしくは壁に配置されたケーシングと、前記ケーシングに配置され前記室内の空気を前記ケーシング内に吸入する吸入口と、前記吸入口より吸入された空気を屋外へ排出する排気口を備えたファンモーターと、前記ケーシング内に配置され空気と熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器により熱交換された空気を前記室内に吹き出す吹出口と、ケーシング外部には室内空気の目標温度を設定するための目標温度設定手段と、目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室外の湿度を検出する外湿度検知手段を備え、前記目標湿度設定手段によって設定された室内目標湿度に室内湿度を近ずけるように、ファンモーターを制御し換気風量を調節することを特徴とする空気調和機。
2. 目標温度設定手段によって設定された室内目標温度に室内温度を近ずけるように、ファンモーターを制御し換気風量を調節することを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 目標湿度設定手段と目標温度設定手段によって目標温湿度が設定された後、所定の時間は換気風量を減らすことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
4. 目標湿度設定手段と目標温度設定手段によって目標温湿度が設定された後、所定の時間は換気風量を増やすことを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
5. 目標湿度が設定されて一定時間経過後に、室内湿度が目標湿度に対して一定値以上の差がある場合は、所定の換気風量に変更することを特徴した請求項１、２、３または４記載の空気調和機。
6. 目標湿度が設定されて一定時間経過後に、室内湿度が目標湿度に対して一定値以上の差がある場合は、熱交換器を制御し室内温度を調整することを特徴した請求項１、２、３または４記載の空気調和機。
7. 目標温度が設定されて一定時間経過後に、実温度が目標温度に対して一定値以上の差がある場合は、所定の換気風量に変更することを特徴した請求項１、２、３、４、５または６記載の空気調和機。
8. 目標温湿度が設定されて一定時間経過後に、室内温湿度が目標温湿度に対して一定値以上の差がある場合は目標温度を優先し、熱交換器、ファンモーターを制御して室内温度を目標温度に調整することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６または７記載の空気調和機。
9. 風量検知手段を備え、前記風量検知手段が風量変動を検知した場合は排気口から排出する換気風量を一定になるようファンモーターを制御することを特徴した請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の空気調和機。
10. 室外の温度を検出する外気温検知手段を備え、室内温度と室外温度が一定値以上の差がある場合は自然換気量と排気口から排出する換気風量を組み合わせて室内の換気量を一定に調節することを特徴した請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の空気調和機。
11. 室内湿度と室外湿度が一定値以上の差がある場合は換気風量を所定の換気風量に変更することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の空気調和機。
12. 室内の温度が低く湿度が高い場合は、室内の結露を防止するため換気風量を所定の換気風量に変更することを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の空気調和機。

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