JP2019007640A - 換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタの粉塵捕集能力を回復させることができる換気システムを得ること。【解決手段】給気流を形成する給気ファン６と、排気流を形成する排気ファン７と、給気流を通す給気経路２１及び排気流を通す排気経路２２を備えた筐体２０と、給気経路２１の給気ファン６よりも上流側に設置されたフィルタ５とを有し、筐体２０は、給気経路２１のフィルタ５と給気ファン６との間の部分と、排気経路２２の排気ファン７よりも下流側の部分とを接続するバイパス経路８と、バイパス経路８を開放するとともに給気経路２１をバイパス経路８よりも下流側で塞ぐ位置と、バイパス経路８を塞ぐとともに給気経路２１を開放する位置との間を移動する給気経路ダンパ９と、バイパス経路８を開放するとともに排気経路２２をバイパス経路８よりも下流側で塞ぐ位置と、バイパス経路８を塞ぐとともに排気経路２２を開放する位置との間を移動する排気経路ダンパ１０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、外気に含まれる粉塵を除去するフィルタを備えた換気システムに関する。

住宅に採用される換気システムは、外気に含まれる粉塵が室内へ侵入することを防止するために、取り込んだ外気をフィルタに通してから給気することが一般的である。

上記のような換気システムは、一定期間運転させるとフィルタに粉塵が詰まって風路圧損が増大し、本来の換気能力を維持できなくなる。

特許文献１に開示される発明は、フィルタを風路に対して傾斜させて設置することで、風路の断面積よりもフィルタの面積を大きくして捕集性能を向上させ、かつフィルタに粉塵が堆積しにくくしている。

特開２０１０−２４３０３０号公報

しかしながら、特許文献１に開示される発明は、風路の断面積と同じ面積のフィルタを用いる場合よりも多くの粉塵を捕集できるものの、フィルタのサイズにより捕集可能な粉塵の量が決まってしまうことに変わりはない。すなわち、特許文献１に開示される発明では、フィルタに粉塵が詰まって換気能力が低下したり、消費電力が増大したり、騒音が増大したりする。したがって、特許文献１に開示される発明は、定期的なフィルタのメンテナンスが必要であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィルタの粉塵捕集能力を回復させることができる換気システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外気を取り込んで給気流を形成する給気ファンと、室内空気を取り込んで排気流を形成する排気ファンと、給気ファン及び排気ファンを収容し、給気流を通す給気経路及び排気流を通す排気経路を備えた筐体と、給気経路の給気ファンよりも上流側に設置されたフィルタとを有する。筐体は、給気経路のフィルタと給気ファンとの間の部分と、排気経路の排気ファンよりも下流側の部分とを接続するバイパス経路と、バイパス経路の給気経路側を開放するとともに給気経路をバイパス経路よりも下流側で塞ぐ位置と、バイパス経路の給気経路側を塞ぐとともに給気経路を開放する位置との間を移動する給気経路ダンパと、バイパス経路の排気経路側を開放するとともに排気経路をバイパス経路よりも下流側で塞ぐ位置と、バイパス経路の排気経路側を塞ぐとともに排気経路を開放する位置との間を移動する排気経路ダンパとを備える。

本発明によれば、フィルタの粉塵捕集能力を回復させることができる換気システムを得られるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る換気システムの構成を示す図 実施の形態１に係る換気システムのメンテナンス運転時の状態を示す図 実施の形態１に係る換気システムの動作の流れを示すフローチャート 実施の形態１に係る換気システムの制御装置の機能をハードウェアで実現した構成を示す図 実施の形態１に係る換気システムの制御装置の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態に係る換気システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る換気システムの構成を示す図である。換気システム５０は、外気を取り込む外気給気口１、外気を室内に給気する室内給気口２、室内空気を取り込む室内排気口３及び室内空気を屋外へ排気する屋外排気口４を備えた筐体２０を有している。筐体２０は、外気給気口１から室内給気口２に至る給気経路２１と、室内排気口３から外気排気口４に至る排気経路２２とを備える。給気経路２１と排気経路２２とは、互いに独立した風路となっている。給気経路２１には、外気給気口１の直後にフィルタ５が設置されている。筐体２０は、給気ファン６及び排気ファン７を収容している。給気経路２１のフィルタ５の下流側には、給気ファン６が設置されている。排気経路２２には、室内排気口３の直後に排気ファン７が設置されている。筐体２０には、給気経路２１のフィルタ５と給気ファン６との間の部分と、排気経路２２の排気ファン７と外気排気口４との間とを接続するバイパス経路８が設けられている。筐体２０は、バイパス経路８の給気経路２１側を開閉する給気経路ダンパ９と、バイパス経路８の排気経路２２側を開閉する排気経路ダンパ１０とを備えている。

給気経路ダンパ９は、バイパス経路８の給気経路２１側を開放するとともに給気経路２１をバイパス経路８よりも下流側で塞ぐ位置と、バイパス経路８の給気経路２１側を塞ぐとともに給気経路２１を開放する位置との間を移動する。排気経路ダンパ１０は、バイパス経路８の排気経路２２側を開放するとともに排気経路２２をバイパス経路８よりも下流側で塞ぐ位置と、バイパス経路８の排気経路２２側を塞ぐとともに排気経路２２を開放する位置との間を移動する。

給気ファン６及び排気ファン７の運転は、制御装置１１によって制御される。また、給気経路ダンパ９及び排気経路ダンパ１０は、制御装置１１によって制御される。

図１に示す換気システム５０は、換気運転時の状態を示している。換気運転時には、制御装置１１は給気経路ダンパ９及び排気経路ダンパ１０にバイパス経路８を塞がせる。したがって、外気給気口１から室内給気口２に至る給気経路２１と、室内排気口３から外気排気口４に至る排気経路２２とは開放された状態となる。制御装置１１は、給気経路２１及び排気経路２２が形成された状態で給気ファン６及び排気ファン７を運転させ、換気運転を開始する。換気運転中は、外気が外気給気口１から筐体２０内に取り込まれ、外気に含まれる粉塵１２をフィルタ５にて濾過し、室内給気口２から外気を室内に給気する。したがって、換気運転時間長さが長くなるほどフィルタ５に蓄積される粉塵１２の量は増加する。また、外気に含まれる粉塵１２の量が多いほど、フィルタ５に蓄積される粉塵１２の量は増加する。

図２は、実施の形態１に係る換気システムのメンテナンス運転時の状態を示す図である。実施の形態１に係る換気システムにおいて、メンテナンス運転とは、フィルタ５のメンテナンスを低減するための運転である。制御装置１１は、メンテナンス運転を行う必要があると判断した場合には、給気ファン６及び排気ファン７の運転を一旦停止する。制御装置１１は、給気ファン６よりも下流側で給気経路２１を塞ぐ位置に給気経路ダンパ９を移動させる。また、制御装置１１は、バイパス経路８よりも下流側で排気経路２２を塞ぐ位置に排気経路ダンパ１０を移動させる。給気経路ダンパ９が給気ファン６よりも下流側で給気経路２１を塞ぎ、排気経路ダンパ１０がバイパス経路８よりも下流側で排気経路２２を塞ぐことにより、室内排気口３から排気ファン７、バイパス経路８及びフィルタ５を経て外気給気口１に至るメンテナンス経路２３が形成される。メンテナンス経路２３が形成された後、制御装置１１は、排気ファン７を運転させる。排気ファン７が運転されることにより、給気経路２１のバイパス経路８よりも上流側には、給気流とは逆向きの気流が流れる。したがって、フィルタ５には換気運転時とは逆向きに風が吹き付けられ、フィルタ５に蓄積された粉塵１２は、外気給気口１を経由して屋外へ排出される。

上記のように制御装置１１は、バイパス経路８を塞ぐ位置に給気経路ダンパ９及び排気経路ダンパ１０を配置して、給気ファン６及び排気ファン７を運転させる換気運転と、給気経路２１を塞ぐ位置に給気経路ダンパ９を配置し、排気経路２２を塞ぐ位置に排気経路ダンパ１０を配置し、排気ファン７を運転させるメンテナンス運転とを切り替える。

図３は、実施の形態１に係る換気システムの動作の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１において、制御装置１１は、運転開始操作を受け付ける。ステップＳ２において、制御装置１１は、給気経路ダンパ９及び排気経路ダンパ１０を制御して給気経路２１及び排気経路２２を開放した上で、給気ファン６及び排気ファン７を運転し、換気運転を行う。ステップＳ３において、制御装置１１は、運転停止操作があったか否かを判断する。運転停止操作が無ければステップＳ３でＮｏとなり、ステップＳ４に進む。運転停止操作があれば、ステップＳ３でＹｅｓとなり、ステップＳ５に進む。

ステップＳ４において、制御装置１１は、運転時間が設定時間に達したか否かを判断する。運転時間が設定時間に達していれば、ステップＳ４でＹｅｓとなり、ステップＳ５に進む。運転時間が設定時間に達していなければ、ステップＳ４でＮｏとなり、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ５において、制御装置１１は、給気経路ダンパ９及び排気経路ダンパ１０を制御して、室内排気口３から排気ファン７、バイパス経路８及びフィルタ５を経て外気給気口１に至るメンテナンス経路２３を形成した上で、排気ファン７を運転し、メンテナンス運転を行う。また、制御装置１１は、運転時間の計測に用いるタイマをリセットする。

ステップＳ６において、制御装置１１は、換気運転を継続するか否かを判断する。換気運転を継続する場合には、ステップＳ６でＹｅｓとなり、ステップＳ２に戻る。また、換気運転を継続しない場合は、ステップＳ６でＮｏとなり、動作を終了する。

実施の形態１に係る換気システム５０は、メンテナンス運転を行うことにより、フィルタ５に蓄積されている粉塵１２を除去し、外気給気口１から屋外に排出できる。すなわち、実施の形態１に係る換気システム５０は、フィルタ５の粉塵捕集能力を回復させることができる。したがって、実施の形態１に係る換気システム５０は、フィルタ５の清掃及び交換といったメンテナンスの頻度を下げることができるとともに、換気能力が低下することを防止できる。

上記の実施の形態１に係る換気システム５０の制御装置１１の機能は、処理回路により実現される。すなわち制御装置１１は、換気運転とメンテナンス運転とを切り替える処理を行う処理回路を備える。また、処理回路は、専用のハードウェアであっても、記憶装置に格納されるプログラムを実行する演算装置であってもよい。

処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。図４は、実施の形態１に係る換気システムの制御装置の機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９には、換気運転とメンテナンス運転とを切り替える処理を実現する論理回路１９ａが組み込まれている。

処理回路１９が演算装置の場合、換気運転とメンテナンス運転とを切り替える処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。

図５は、実施の形態１に係る換気システムの制御装置の機能をソフトウェアで実現した構成を示す図である。処理回路１９は、プログラム１９ｂを実行する演算装置１９１と、演算装置１９１がワークエリアに用いるランダムアクセスメモリ１９２と、プログラム１９ｂを記憶する記憶装置１９３を有する。記憶装置１９３に記憶されているプログラム１９ｂを演算装置１９１がランダムアクセスメモリ１９２上に展開し、実行することにより、換気運転とメンテナンス運転とを切り替える処理が実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラム言語で記述され、記憶装置１９３に格納される。演算装置１９１は、中央処理装置を例示できるがこれに限定はされない。

処理回路１９は、記憶装置１９３に記憶されたプログラム１９ｂを読み出して実行することにより、各処理を実現する。すなわち、制御装置１１は、処理回路１９により実行されるときに、換気運転とメンテナンス運転とを切り替えるステップが結果的に実行されることになるプログラム１９ｂを記憶するための記憶装置１９３を備える。また、プログラム１９ｂは、上記の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。

なお、換気運転とメンテナンス運転とを切り替える処理について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路１９は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 外気給気口、２ 室内空給気口、３ 室内排気口、４ 外気排気口、５ フィルタ、６ 給気ファン、７ 排気ファン、８ バイパス経路、９ 給気経路ダンパ、１０ 排気経路ダンパ、１１ 制御装置、１２ 粉塵、１９ 処理回路、１９ａ 論理回路、１９ｂ プログラム、２０ 筐体、２１ 給気経路、２２ 排気経路、１９１ 演算装置、１９２ ランダムアクセスメモリ、１９３ 記憶装置。

Claims (4)

1. 外気を取り込んで給気流を形成する給気ファンと、
   室内空気を取り込んで排気流を形成する排気ファンと、
   前記給気ファン及び前記排気ファンを収容し、前記給気流を通す給気経路及び前記排気流を通す排気経路を備えた筐体と、
   前記給気経路の前記給気ファンよりも上流側に設置されたフィルタとを有し、
   前記筐体は、前記給気経路の前記フィルタと前記給気ファンとの間の部分と、前記排気経路の前記排気ファンよりも下流側の部分とを接続するバイパス経路と、前記バイパス経路の前記給気経路側を開放するとともに前記給気経路を前記バイパス経路よりも下流側で塞ぐ位置と、前記バイパス経路の前記給気経路側を塞ぐとともに前記給気経路を開放する位置との間を移動する給気経路ダンパと、前記バイパス経路の前記排気経路側を開放するとともに前記排気経路を前記バイパス経路よりも下流側で塞ぐ位置と、前記バイパス経路の前記排気経路側を塞ぐとともに前記排気経路を開放する位置との間を移動する排気経路ダンパとを備えることを特徴とする換気システム。
2. 前記バイパス経路を塞ぐ位置に前記給気経路ダンパ及び前記排気経路ダンパを配置して、前記給気ファン及び前記排気ファンを運転させる換気運転と、
   前記給気経路を塞ぐ位置に前記給気経路ダンパを配置し、前記排気経路を塞ぐ位置に前記排気経路ダンパを配置し、前記排気ファンを運転させるメンテナンス運転とを切り替える制御装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
3. 前記制御装置は、前記換気運転の運転時間が設定時間に達した場合に、前記メンテナンス運転を行うことを特徴とする請求項２に記載の換気システム。
4. 前記制御装置は、前記換気運転を停止した後に前記メンテナンス運転を行うことを特徴とする請求項２に記載の換気システム。

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