JP7511761B2 - 熱交換型換気装置 - Google Patents

Description

本開示は、熱交換器により室外の空気と室内の空気との間で熱交換を行いながら換気する熱交換型換気装置に関する。

熱交換型換気装置は、宅内および宅外から空気を取り込む際に空気と同時に吸い込まれる埃および塵などの不純物が風路に付着して風量を低下させてしまう。このため、熱交換型換気装置では、風路にフィルタを設置し、ユーザが定期的にフィルタを清掃することで風量を確保することが行われている。また、熱交換型換気装置では、熱交換型換気装置の運転時間をユーザに報知したり、何らかの方法で経年的なフィルタの目詰まりを検知してユーザに目詰まりしたことを報知することで、フィルタの清掃時期をユーザに報知し、ユーザに定期的なフィルタの清掃を促している。

従来、経年的なフィルタの目詰まりを検知する一般的な方法としては、フィルタの清掃時期を居住者に知らせるべく、予め設定した運転時間を記憶しておき、熱交換型換気装置の積算運転時間がこの運転時間に到達した場合に、フィルタの目詰まりを報知する方法がある。ただし、この方法では、熱交換型換気装置の積算運転時間を報知しているにすぎないので、実際にはフィルタが目詰まりしていなくてもフィルタの目詰まりが報知される、フィルタの目詰まりが起こっていても報知されない等、フィルタの目詰まりを的確に報知できないという問題がある。

また、フィルタが目詰まりすると風路の風量および風路の圧力が変化することから、風量センサまたは圧力センサを用いて、フィルタの目詰まりを検知する方法が用いられている。ただし、風量センサおよび圧力センサは、高価であること、センサの使用制限により熱交換型換気装置の構造または熱交換型換気装置の制御が複雑化すること、およびセンサの寿命またはセンサの信頼性の観点から、可能であれば使用しないほうが望ましい。

このため、直流（Direct Current：ＤＣ）モータ等の制御回路を有するモータにおいては、モータの制御に用いている電圧、電流および回転数といった制御パラメータによりフィルタの目詰まりの検知を行うことが行われている。

特許文献１には、ＤＣモータの回転数を監視し、ＤＣモータの回転数が予め決められた値以上となるとフィルタの目詰まりを検知し、居住者に換気不足を報知する熱交換型換気装置が開示されている。

特開２０１０－２５５９６０号公報

しかしながら、熱交換型換気装置では、冬季等において室外空気の気流温度が下がり、室内空気の気流温度が高く且つ高湿であった場合には、熱交換器で温度を交換した後の室内空気が冷却されることで熱交換器に発生する結氷により、一時的な風路の目詰まりが発生する。上記特許文献１の技術では、結氷による一時的な目詰まりを経年的なフィルタの目詰まりと誤検知する可能性があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、結氷による熱交換器の一時的な目詰まりと経年的なフィルタの目詰まりとを区別して検知できる熱交換型換気装置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、本開示にかかる熱交換型換気装置は、室内空気を室外に排気する排気風路と、室外空気を室内に給気する給気風路と、が独立して内部に形成された筐体と、排気用モータを備えて排気風路に設けられ排気風路を流れる排気流を発生させる排気用送風機と、給気用モータを備えて給気風路に設けられ給気風路を流れる給気流を発生させる給気用送風機と、を備える。熱交換型換気装置は、給気風路と排気風路とに跨って設けられ給気流と排気流との間で熱交換させる熱交換器と、排気風路における熱交換器よりも上流側に配置された排気用フィルタと、室外空気の温度である室外温度を検知する室外温度検知部と、排気用モータの回転数を検知する回転数検知部と、給気用送風機および排気用送風機の動作を制御する制御部と、を備える。制御部は、室外温度が予め決められた温度閾値未満である場合に、現在の排気用モータの回転数を結氷前基準回転数として記憶し、結氷前基準回転数を記憶した後における現在の排気用モータの回転数が結氷前基準回転数より大きい結氷判定回転数以上である場合に、予め決められた動作変更時間だけ給気用送風機の風量を排気用送風機の風量より減らす制御を行い、動作変更時間の経過後の現在の排気用モータの回転数が、結氷判定回転数に対して、予め決められた減少判定設定値以上減少しない場合に、排気用フィルタに目詰まりが発生していることを検知し、動作変更時間の経過後の現在の排気用モータの回転数が、結氷判定回転数に対して、減少判定設定値以上減少する場合に、熱交換器に結氷による目詰まりが発生していることを検知する。

本開示にかかる熱交換型換気装置によれば、結氷による熱交換器の一時的な目詰まりと経年的なフィルタの目詰まりとを区別して検知できる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる熱交換型換気装置の構成を示す模式図 実施の形態１にかかる熱交換型換気装置の機能構成を示すブロック図 実施の形態１における送風機に対して指令電圧一定制御を行っているときの送風機の風量と静圧の関係を示す特性図 実施の形態１における送風機に対して指令電圧一定制御を行っているときの送風機における回転数とトルクとの関係を示す特性図 実施の形態１にかかる熱交換型換気装置における熱交換器の結氷による目詰まりの検出動作および熱交換器の結氷状態の改善動作の動作例を示す第１のフローチャート 実施の形態１にかかる熱交換型換気装置における熱交換器の結氷による目詰まりの検出動作および熱交換器の結氷状態の改善動作の動作例を示す第２のフローチャート 実施の形態１にかかる熱交換型換気装置における結氷状態改善制御の一例を説明する図 実施の形態１における処理回路のハードウェア構成の一例を示す図 実施の形態１にかかる他の熱交換型換気装置の機能構成を示すブロック図

以下に、実施の形態にかかる熱交換型換気装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１の構成を示す模式図である。図２は、実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１の機能構成を示すブロック図である。熱交換型換気装置１は、給気流と排気流との間で熱交換を行いながら換気を行うことが可能な装置である。熱交換型換気装置１は、２４時間換気を目的として運転する。したがって、熱交換型換気装置１は、基本的には、運転が開始されるとメンテナンス時以外では運転を停止することはない。

熱交換型換気装置１は、室外から室内への給気と室内から室外への排気とにより室内を換気することで、室内の快適な空気環境を維持する。また、熱交換型換気装置１は、給気流と排気流との間の熱交換により、室内に取り込まれる空気と室内の空気との温度差を小さくして、室内の空気調和の負担を低減させる。熱交換型換気装置１は、例えば天井裏の空間に設置される。

熱交換型換気装置１は、筐体１ａと、熱交換器２と、給気用送風機３と、排気用送風機４と、給気用フィルタ５と、排気用フィルタ６と、室内側吹出部７と、室内側吸込部８と、室外側吸込部９と、室外側吹出部１０と、室外温度検知部１１と、制御装置１２と、表示部１３と、を備える。

熱交換型換気装置１は、給気流と排気流との間の熱交換を行う熱交換器２が筐体１ａに収納されている。筐体１ａは、例えば直方体形状の六面体を有し、熱交換型換気装置１の本体部を構成する。筐体１ａの内部には、給気流が通る給気風路２１と、排気流が通る排気風路２２と、給気風路２１と排気風路２２とを仕切る仕切壁２３とが設けられている。図１では、給気風路２１が破線の矢印で示されている。図１では、排気風路２２が実線の矢印で示されている。図１では、筐体１ａから筐体１ａにおける１つの面が取り外された状態における熱交換型換気装置１が示されている。

筐体１ａのうちの１つの側面１ｂには、給気吹出口である室内側吹出部７と、排気吸込口である室内側吸込部８と、給気吸込口である室外側吸込部９と、排気吹出口である室外側吹出部１０と、が設けられている。給気吸込口である室外側吸込部９には、室外と室外側吸込部９とを連通する不図示の室外側給気ダクトが接続される。給気吹出口である室内側吹出部７には、室内と室内側吹出部７とを連通する不図示の室内側給気ダクトが接続される。排気吸込口である室内側吸込部８には、室内と室内側吸込部８とを連通する不図示の室内側排気ダクトが接続される。排気吹出口である室外側吹出部１０には、室外と室外側吹出部１０とを連通する不図示の室外側排気ダクトが接続される。

熱交換器２は、給気風路２１と排気風路２２とに跨って設けられ、給気流と排気流との間の全熱交換を行う。熱交換器２は、排気流が通る一次側風路と、給気流が通る二次側風路とを有する。熱交換器２の内部において、一次側風路と二次側風路とは垂直に交差している。一次側風路と二次側風路とは、平板紙と、波板紙であるコルゲートシートとが交互に積層および接着されて構成された積層体により形成されている。図１では、一次側風路と二次側風路との図示を省略している。積層体は、四角柱形状を呈する。熱交換器２のうち積層方向における両端に位置する端面は、それぞれ正方形を呈する。積層方向は、平板紙およびコルゲートシートが積層されている方向であり、図１における紙面の奥行方向である。

給気風路２１は、室外の空気である外気を室内へ給気するための風路であり、給気吸込口である室外側吸込部９と熱交換器２との間に形成された上流側給気風路２１ａと、熱交換器２と給気吹出口である室内側吹出部７との間に形成された下流側給気風路２１ｂと、熱交換器２内の給気風路２１である熱交換器内給気風路２１ｃと、を有している。すなわち、上流側給気風路２１ａは、給気風路２１において熱交換器２よりも上流側の風路であって、室外に連通する上流側の給気風路である。また、下流側給気風路２１ｂは、給気風路２１において熱交換器２よりも下流側の風路であって、室内に連通する下流側の給気風路である。

排気風路２２は、室内空気である還気を室外へ排気するための風路であり、排気吸込口である室内側吸込部８と熱交換器２との間に形成された上流側排気風路２２ａと、熱交換器２と排気吹出口である室外側吹出部１０との間に形成された下流側排気風路２２ｂと、熱交換器２内の排気風路２２である熱交換器内排気風路２２ｃと、を有している。すなわち、上流側排気風路２２ａは、熱交換器２よりも上流側の風路であって、室内に連通する上流側の排気風路である。また、下流側排気風路２２ｂは、熱交換器２よりも下流側の風路であって、室外に連通する下流側の排気風路である。

熱交換型換気装置１は、室外の空気を取り込み、取り込まれた空気を室内へ送る給気用送風機３と、室内の空気を取り込み、取り込まれた空気を室外へ送る排気用送風機４とを有する。

給気用送風機３は、下流側給気風路２１ｂに配置され、室外側吸込部９から室内側吹出部７に向かう給気流の流れを生成する。給気用送風機３は、給気用送風機ケーシング３０内に給気用ファン３１と、給気用ファン３１を回転させるための給気用ＤＣモータ３２であるＤＣブラシレスモータと、を備える。給気用送風機３は、給気用ＤＣモータ３２によって給気用ファン３１を回転させることによって給気流を発生させる。給気用送風機３は、後述する制御部１２３によって給気用ＤＣモータ３２の運転、停止および回転速度が制御されることで、制御部１２３によって運転動作が制御される。

給気用ＤＣモータ３２は、ＤＣモータの特徴である制御回路として、制御部１２３の制御に従って給気用ＤＣモータ３２の駆動の制御と負荷調整とを行う給気用モータ制御回路３２０を有する。給気用モータ制御回路３２０は、給気用ＤＣモータ３２に出力する電圧、給気用ＤＣモータ３２に流れるモータ電流、および給気用ＤＣモータ３２の回転数などの制御パラメータを制御することで給気用ＤＣモータ３２のモータパワーを調整することができる。制御部１２３は、これらの制御パラメータを取得することで、給気用ＤＣモータ３２の運転状態を把握することが可能である。本実施の形態１では、ＤＣモータのこの特徴を利用し、制御部１２３が給気用ＤＣモータ３２の制御パラメータを常時監視することで、風路の圧力を検知する圧力センサまたは風路に流れる風量を検知する風量センサを使用せずに排気用フィルタ６の目詰まり状態を検知する。

給気用モータ制御回路３２０は、制御部１２３から出力指示を受け取ると、給気用ＤＣモータ３２の運転を行う。また、給気用送風機３に加わる風路の圧力変化などの負荷が変動すると給気用ＤＣモータ３２に加わる負荷も変化し、回転数、電圧、モータ電流が変化する。給気用モータ制御回路３２０は、給気用回転数検知部３２１と、給気用電圧検知部３２２と、給気用電流検知部３２３と、給気用通信部３２４と、を備える。給気用回転数検知部３２１は、給気用ＤＣモータ３２の回転数を検知する。給気用電圧検知部３２２は、給気用ＤＣモータ３２に供給される電圧を検知する。給気用電流検知部３２３は、給気用ＤＣモータ３２に流れるモータ電流の電流値であるモータ電流値を検知する。給気用通信部３２４は、制御装置１２と通信を行う。給気用回転数検知部３２１と給気用電圧検知部３２２と給気用電流検知部３２３とは、給気用通信部３２４を介して検知結果を制御部１２３へ送信する。

排気用送風機４は、下流側排気風路２２ｂに配置され、室内側吸込部８から室外側吹出部１０に向かう排気流の流れを生成する。排気用送風機４は、排気用送風機ケーシング４０内に排気用ファン４１と、排気用ファン４１を回転させるための排気用ＤＣモータ４２であるＤＣブラシレスモータと、を備える。排気用送風機４は、排気用ＤＣモータ４２によって排気用ファン４１を回転させることによって排気流を発生させる。排気用送風機４は、後述する制御部１２３によって排気用ＤＣモータ４２の運転、停止および回転速度が制御されることで、制御部１２３によって運転動作が制御される。

排気用ＤＣモータ４２は、ＤＣモータの特徴である制御回路として、制御部１２３の制御に従って排気用ＤＣモータ４２の駆動の制御と負荷調整とを行う排気用モータ制御回路４２０を有する。排気用モータ制御回路４２０は、排気用ＤＣモータ４２に出力する電圧、排気用ＤＣモータ４２に流れるモータ電流、および排気用ＤＣモータ４２の回転数などの制御パラメータを制御することで排気用ＤＣモータ４２のモータパワーを調整することができる。制御部１２３は、これらの制御パラメータを取得することで、排気用ＤＣモータ４２の運転状態を把握することが可能である。

排気用モータ制御回路４２０は、制御部１２３から出力指示を受け取ると、排気用ＤＣモータ４２の運転を行う。また、排気用送風機４に加わる風路の圧力変化などの負荷が変動すると排気用ＤＣモータ４２に加わる負荷も変化し、回転数、電圧、モータ電流が変化する。排気用モータ制御回路４２０は、排気用回転数検知部４２１と、排気用電圧検知部４２２と、排気用電流検知部４２３と、排気用通信部４２４と、を備える。

排気用回転数検知部４２１は、排気用ＤＣモータ４２の回転数を検知する。排気用電圧検知部４２２は、排気用ＤＣモータ４２に供給される電圧を検知する。排気用電流検知部４２３は、排気用ＤＣモータ４２に流れるモータ電流の電流値であるモータ電流値を検知する。排気用通信部４２４は、制御装置１２と通信を行う。排気用回転数検知部４２１と排気用電圧検知部４２２と排気用電流検知部４２３とは、排気用通信部４２４を介して検知結果を制御部１２３へ送信する。

給気用フィルタ５は、外気に含まれる塵埃の目詰まりによる熱交換器２の性能低下を防止するために、熱交換器２に吸い込まれる外気の塵埃を取り除いて外気を清浄化するエアフィルタである。給気用フィルタ５は、取り外し自在に給気風路２１の上流側給気風路２１ａに設置されている。すなわち、給気用フィルタ５は、給気風路２１における熱交換器２よりも上流側の位置に設置されている。

熱交換型換気装置１に取り込まれた外気は、給気用フィルタ５を通過し、含まれる浮遊粒子の一部が除去されて室内に給気される。給気用フィルタ５は、通常の除塵フィルタから、通常の除塵フィルタよりも微小粒子状物質および花粉をより高い捕集率で捕集できる高性能除塵フィルタに交換することが可能である。

排気用フィルタ６は、還気に含まれる塵埃の目詰まりによる熱交換器２の性能低下を防止するために、熱交換器２に吸い込まれる還気の塵埃を取り除くエアフィルタである。排気用フィルタ６は、取り外し自在に排気風路２２の上流側排気風路２２ａに設置されている。すなわち、排気用フィルタ６は、排気風路２２における熱交換器２よりも上流側の位置に設置されている。熱交換型換気装置１に取り込まれた還気は、排気用フィルタ６を通過し、含まれる浮遊粒子の一部が除去されて屋外に排気される。

室外温度検知部１１は、屋外から室外側吸込部９を介して熱交換型換気装置１に吸い込まれる屋外空気の気流の温度である室外温度、すなわち外気の温度を検知する検知部である。すなわち、室外温度検知部１１は、外気の温度を検知する外気温度検知部と換言できる。室外温度検知部１１は、給気風路２１における上流側給気風路２１ａに設けられている。室外温度検知部１１は、検知した屋外の空気の温度を制御部１２３に送信する。

表示部１３は、給気用フィルタ５または排気用フィルタ６に目詰まりが発生した旨の目詰まり警告および熱交換器２において結氷が発生する可能性がある旨の結氷発生警告といった各種の警告を表示してユーザに報知する。表示部１３は、例えば発光ダイオードを点灯させることにより、各種の警告を報知することができる。各警告の詳細については、後述する。

制御装置１２は、筐体１ａの内部に設けられ、熱交換型換気装置１の全体を制御する。制御装置１２は、記憶部１２１と、通信部１２２と、制御部１２３と、を備える。

記憶部１２１は、熱交換型換気装置１の制御に用いられる各種の情報を記憶する。

通信部１２２は、給気用送風機３、排気用送風機４および熱交換型換気装置１の外部の機器と通信を行う。

制御部１２３は、給気用送風機３および排気用送風機４を含む熱交換型換気装置１の全体を制御する。また、制御部１２３は、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生しているか、あるいは排気用フィルタ６に経年的な目詰まりが発生しているかを判定する判定部としての機能を有する。

制御部１２３は、予め決められた条件で熱交換型換気装置１の換気運転を制御する。予め決められた条件は、送風機が備えるＤＣモータに供給する電圧を一定とする指令電圧一定制御、且つ予め決められた換気量での換気運転であり、給気用送風機３と排気用送風機４との風量は予め決められた同じ風量とされる。

制御部１２３は、熱交換型換気装置１の設置時における初期設定の完了後、あるいは熱交換型換気装置１の使用開始後における排気用フィルタ６のフィルタメンテナンス完了後の試運転時もしくは初回運転時に、フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０として排気用送風機４の回転数を取得する。

フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したか否かを、制御部１２３が排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎに基づいて判定するために用いられる基準となる回転数である。また、フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０は、排気用フィルタ６の使用初期において予め決められた風量を出力する排気用ＤＣモータ４２の回転数である。排気用フィルタ６の使用初期は、熱交換型換気装置１の設置時における初期設定の完了後、あるいは熱交換型換気装置１の使用開始後における排気用フィルタ６のフィルタメンテナンス完了後において排気用フィルタ６の使用が開始された時期である。排気用フィルタ６の使用初期においては、排気用フィルタ６の目詰まりおよび熱交換器２における結氷による一時的な目詰まりは発生していない。なお、フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０を基準回転数Ｎ_０と記載する場合がある。

また、制御部１２３は、室外温度検知部１１から室外温度、すなわち外気の温度を取得し、室外温度を予め決められた温度閾値と比較して、現在の室外温度Ｔの状態において、熱交換器２で結氷が発生する可能性があるか否かを判定する。温度閾値は、熱交換器２において結氷が発生する可能性があるか否かを制御部１２３が判定するための基準となる閾値である。

制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが温度閾値以上である場合に、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、熱交換器２において結氷が発生する可能性がない状態であると判定する。また、制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが温度閾値未満である場合に、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、熱交換器２において結氷が発生する可能性がある状態であると判定する。

制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが温度閾値以上である場合に、すなわち現在の室外温度Ｔの状態において熱交換器２で結氷が発生する可能性がない場合に、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から予め決められた設定値Ａ以上増加したか否かを判定することにより、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したか否かを判定する。制御部１２３は、フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０に設定値Ａを加算した回転数をフィルタ目詰まり判定回転数Ｎ_１として記憶する。

設定値Ａは、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したか否かを、制御部１２３がフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０に基づいて判定するために用いられる設定値である。すなわち、設定値Ａは、フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０からの現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの増加状態を判定するために用いられる増加判定設定値である。設定値Ａは、実験とシミュレーションにより予め決められて制御部１２３に記憶されている。フィルタ目詰まり判定回転数Ｎ_１は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したか否かを、制御部１２３が判定するために用いられる基準値である。

現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から設定値Ａ以上増加した場合には、制御部１２３は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したと判定する。また、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から設定値Ａ以上増加していない場合には、制御部１２３は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生していないと判定する。制御部１２３は、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを継続的に取得し、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりの有無を判定する。

制御部１２３は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したと判定した場合、排気用フィルタ６に経年的な目詰まりが発生した旨をユーザに報知する。

制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが温度閾値未満である場合に、すなわち現在の室外温度Ｔの状態において熱交換器２で結氷が発生する可能性がある場合に、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを取得し、取得した現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０として記憶する。また、制御部１２３は、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に予め決められた設定値Ｂを加算した回転数を、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１として記憶する。

結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０は、熱交換器２において結氷が発生する可能性があるか否か、熱交換器２において結氷が発生したか否か、および排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したか否かを、制御部１２３が排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎに基づいて判定するために用いられる、基準となる回転数である。なお、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０を回転数Ｎ_ｉ０と記載する場合がある。

結氷判定回転数Ｎ_ｉ１は、熱交換器２において結氷が発生する可能性があるか否か、熱交換器２において結氷が発生したか否か、および排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したか否かを、制御部１２３が排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎに基づいて判定するために用いられる回転数である。結氷判定回転数Ｎ_ｉ１は、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０よりも大きい値である。なお、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１を回転数Ｎ_ｉ１と記載する場合がある。

設定値Ｂは、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に基づいて結氷判定回転数Ｎ_ｉ１を算出するために用いられる加算値である。設定値Ｂは、実験およびシミュレーションにより予め決められて制御部１２３に記憶されている。

制御部１２３は、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎと、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とを比較し、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上となった場合に、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、結氷の発生の可能性がある状態であると判定する。

制御部１２３は、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上となった場合、予め決められた動作変更時間だけ給気用送風機３の風量を排気用送風機４の風量より減らす結氷状態改善制御を行い、室内空気よりも低温である外気の熱交換器２への流入量を低減させる。これにより、排気用送風機４によって熱交換器２に搬送されて室内から排気される室内空気の気流が有する熱によって、熱交換器２の結氷を溶かすことができる。

制御部１２３は、結氷状態改善制御の後に、給気用送風機３の状態を通常の運転状態に戻し、排気用送風機４の回転数の変化量に基づいて、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生しているか、あるいは排気用フィルタ６に経年的な目詰まりが発生しているかを判定する。制御部１２３は、給気用送風機３の状態を通常の運転状態に戻して通常の換気運転を行った際の排気用送風機４の回転数Ｎが、予め決められた設定値以上減少して結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に近づいている場合は、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生していると判定する。制御部１２３は、給気用送風機３の状態を通常の運転状態に戻して通常の換気運転を行った際の排気用送風機４の回転数Ｎが、予め決められた設定値以上減少しなかった場合は、排気用フィルタ６に経年的な目詰まりが発生していると判定する。

制御部１２３は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したと判定した場合、排気用フィルタ６に経年的な目詰まりが発生した旨をユーザに報知する。

制御部１２３は、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生していると判定した場合に、排気用送風機４の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に戻っている場合には、熱交換器２において結氷が発生する可能性がある状態である旨をユーザに報知する。

制御部１２３は、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生していると判定した場合に、排気用送風機４の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に戻っていない場合には、排気用送風機４の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に戻るまで、あるいは現在の室外温度Ｔが予め決められた温度閾値より大きくなるまで、結氷状態改善制御を繰り返して熱交換器２の結氷状態の緩和および改善を図る。

制御部１２３は、結氷状態改善制御を予め決められた回数繰り返した場合、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生している旨をユーザに報知する。

制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが温度閾値未満である場合に、すなわち現在の室外温度Ｔの状態において熱交換器２で結氷が発生する可能性がある場合に、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とを、熱交換器２で結氷が発生する可能性がない状態となるまで記憶し、熱交換器２で結氷が発生する可能性がない状態となったときにこれらの情報のリセットを行う。

図３は、実施の形態１における送風機に対して指令電圧一定制御を行っているときの送風機の風量と静圧との関係を示す特性図である。図４は、実施の形態１における送風機に対して指令電圧一定制御を行っているときの送風機における回転数とトルクとの関係を示す特性図である。図４に示すように、実施の形態１における送風機は、送風機が備えるＤＣモータに供給する電圧を一定とする指令電圧一定制御時にはＤＣモータの駆動に必要なトルクが小さくなるほど回転数が大きくなる関係を有している。実施の形態１における送風機は、給気用送風機３および排気用送風機４である。実施の形態１におけるＤＣモータは、給気用ＤＣモータ３２および排気用ＤＣモータ４２である。

制御部１２３は、給気用送風機３の回転数を給気用回転数検知部３２１から取得でき、排気用送風機４の回転数を排気用回転数検知部４２１から取得できる。また、制御部１２３は、室外温度検知部１１から室外温度、すなわち外気の温度を取得できる。制御部１２３は、給気用送風機３の回転数に基づいて給気用フィルタ５の経年的な目詰まりを検知する。また、制御部１２３は、室外温度と排気用送風機４の回転数とに基づいて排気用フィルタ６の経年的な目詰まり、熱交換器２における結氷の発生および熱交換器２における結氷による目詰まりを検知する。

図３において、特性曲線１１１は風量と静圧との関係を表す。熱交換型換気装置１は特性曲線１１１に示す換気性能を有している。初期圧損曲線１１２は、熱交換型換気装置１に接続されるダクト配管、屋外フード、防火ダンパー等を設置したときの初期における風量と静圧との関係を表す。すなわち、初期圧損は、フィルタの使用初期における圧損である。目詰まり圧損は、フィルタまたは熱交換器２に目詰まりが発生したときの圧損である。実施の形態１におけるフィルタは、給気用フィルタ５または排気用フィルタ６である。特性曲線１１１と初期圧損曲線１１２との交点１１４の風量が、フィルタの使用初期における熱交換型換気装置１による換気風量となる。この換気風量における送風機の回転数が、図４における回転数１３１に対応する。

フィルタの使用初期は、熱交換型換気装置１の設置時における初期設定の完了後、あるいは熱交換型換気装置１の使用開始後におけるフィルタのフィルタメンテナンス完了後においてフィルタの使用が開始された時期である。フィルタの使用初期においては、フィルタの目詰まりおよび熱交換器２における結氷による一時的な目詰まりは発生していない。

熱交換型換気装置１が換気運転を続けると、給気用フィルタ５と排気用フィルタ６とが、空気と同時に吸い込まれる埃および塵などの不純物の付着により目詰まりを起こす。給気用フィルタ５と排気用フィルタ６とが目詰まりを起こすと、初期圧損曲線１１２は、図３における矢印方向に立ち上がる。目詰まり圧損曲線１１３は、フィルタの目詰まりが発生して、空気を通りにくくなった状態になったときの風量と静圧との関係を表す。

この場合、特性曲線１１１と目詰まり圧損曲線１１３との交点１１５の風量が、熱交換型換気装置１による換気風量となる。この換気風量における送風機の回転数が、図４における回転数１３２に対応する。交点１１５では、交点１１４と比較すると風量が低下し、送風機が回転運転していても換気がされ難い状態となる。また、送風機の回転数も回転数１３１の位置から回転数１３２の位置に上昇する。

そして、フィルタの目詰まりは、熱交換型換気装置１の換気機能を低下させる。すなわち、フィルタの目詰まりが発生すると、フィルタの目詰まりが風路抵抗となって圧損が増加した状態となり、送風機の風量および換気風量が低減し、換気機能を低下させる。

制御部１２３は、フィルタの目詰まりが風路抵抗となって圧損が増加した状態になると、送風機に供給する電圧を一定とする指令電圧一定制御において、予め決められた換気風量を維持するために、排気用ＤＣモータ４２の回転数と排気用ＤＣモータ４２のモータ電流値との関係に従って排気用ＤＣモータ４２の回転数を上げるように排気用ＤＣモータ４２の電流値を上昇させる制御を行う。

また、熱交換型換気装置１は、換気運転中に外気温度が低下していくと、熱交換器２内の排気風路２２である熱交換器内排気風路２２ｃに結露が生じる。すなわち、排気風路２２を流れる室内空気が熱交換器２で室外空気と熱交換することで露点以下に温度低下すると結露が生じる。そして、結露により発生した水分は、熱交換後の排気温度が結氷温度を下回ると、凍結して結氷となり、熱交換器２の目詰まりを引き起こし、換気機能を低下させる。すなわち、結氷による熱交換器２の目詰まりが発生すると、結氷が風路抵抗となって圧損が増加した状態となり、換気機能を低下させる。

制御部１２３は、結氷が風路抵抗となって圧損が増加した状態になった場合も、送風機に供給する電圧を一定とする指令電圧一定制御において、予め決められた換気風量を維持するために、排気用ＤＣモータ４２の回転数と排気用ＤＣモータ４２のモータ電流値との関係に従って排気用ＤＣモータ４２の回転数を上げるように排気用ＤＣモータ４２の電流値を上昇させる制御を行う。結氷は、室外温度が上昇すると解ける。すなわち、結氷による熱交換器２の目詰まりは、一時的な目詰まりである。

また、熱交換型換気装置１は、結氷による熱交換器２の一時的な目詰まりが発生したときも、上記のフィルタに目詰まりが発生したときと同様に図３および図４に示すような特性を示す。

図５は、実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１における排気用フィルタ６の経年的な目詰まりと排気用フィルタ６の結氷による目詰まりとの検知動作例を示す第１のフローチャートである。図６は、実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１における排気用フィルタ６の経年的な目詰まりと排気用フィルタ６の結氷による目詰まりとの検知動作例を示す第２のフローチャートである。

制御部１２３は、給気用送風機３に搭載された給気用ＤＣモータ３２から回転数を取得し、排気用送風機４に搭載された排気用ＤＣモータ４２から回転数を取得し、室外温度検知部１１から室外温度、すなわち外気の気流温度を取得する。制御部１２３は、取得した給気用ＤＣモータ３２の回転数、排気用ＤＣモータ４２の回転数、および室外温度に基づいて、フィルタ目詰まりおよび結氷目詰まりのいずれかの検知を実行する。熱交換型換気装置１において、給気用送風機３に搭載された給気用ＤＣモータ３２と、排気用送風機４に搭載された排気用ＤＣモータ４２とは、指令電圧一定制御で制御される。

以下、熱交換型換気装置１における排気用フィルタ６の経年的な目詰まりと排気用フィルタ６の結氷による目詰まりとの検知動作について説明する。以下に示す検知動作は、熱交換型換気装置１の設置時における初期設定の完了後、あるいは熱交換型換気装置１の使用開始後における排気用フィルタ６のフィルタメンテナンス完了後において開始される。

ステップＳ１１０において、フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０が、取得される。具体的に、制御部１２３が、熱交換型換気装置１の設置時における初期設定の完了後、あるいは熱交換型換気装置１の使用開始後における排気用フィルタ６のフィルタメンテナンス完了後の試運転時もしくは初回運転時に、フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０として排気用送風機４の回転数を取得する。制御部１２３は、取得したフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０を記憶する。なお、フィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０は、記憶部１２１に記憶されてもよい。

ステップＳ１２０において、室外温度検知部１１で検知される現在の室外温度Ｔが温度閾値である第１温度閾値Ｔ_０以上であるか否かが判定される。具体的に、制御部１２３が、現在の室外温度Ｔを室外温度検知部１１から取得する。そして、制御部１２３が、取得した室外温度Ｔと、第１温度閾値Ｔ_０とを比較することにより、現在の室外温度Ｔの状態において、熱交換器２で結氷が発生する可能性があるか否かを判定する。なお、室外温度Ｔを温度Ｔと記載する場合がある。

第１温度閾値Ｔ_０は、熱交換器２において結氷が発生する可能性があるか否かを制御部１２３が判定するための基準となる閾値であり、予め決められて制御部１２３に記憶されている。第１温度閾値Ｔ_０は、熱交換器２において結氷が発生する可能性がある状態となるか否かを判定するための基準となる閾値といえる。第１温度閾値Ｔ_０は、例えば１℃である。

制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが第１温度閾値Ｔ_０以上である場合に、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、熱交換器２において結氷が発生する可能性がない状態であると判定する。また、制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが第１温度閾値Ｔ_０未満である場合に、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、熱交換器２において結氷が発生する可能性がある状態であると判定する。

現在の室外温度Ｔが第１温度閾値Ｔ_０以上であると判定された場合、すなわち熱交換器２において結氷が発生する可能性がないと判定された場合は、ステップＳ１２０においてＹｅｓとなり、ステップＳ１３０に進む。現在の室外温度Ｔが第１温度閾値Ｔ_０未満であると判定された場合、すなわち熱交換器２において結氷が発生する可能性があると判定された場合は、ステップＳ１２０においてＮｏとなり、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１３０では、排気用送風機４の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの監視が行われる。具体的に、制御部１２３が、排気用送風機４の排気用モータ制御回路４２０の排気用回転数検知部４２１から、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを取得する。制御部１２３は、予め決められた周期で排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを取得して、排気用ＤＣモータ４２の回転数を監視する。

ステップＳ１４０において、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から予め決められた設定値Ａ以上増加したか否かが判定される。具体的に、制御部１２３が、ステップＳ１３０で取得された現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎと、ステップＳ１１０で取得されたフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０とを比較し、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から設定値Ａ以上増加したか否かを判定する。すなわち、制御部１２３は、ステップＳ１３０で取得された現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり判定回転数Ｎ_１以上であるか否かを判定する。

ここで、熱交換器２において結氷が発生する可能性がないと判定された場合において、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から設定値Ａ以上増加した場合には、制御部１２３は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したと判定する。また、熱交換器２において結氷が発生する可能性がないと判定された場合において、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から設定値Ａ以上増加していない場合には、制御部１２３は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生していないと判定する。

図４に示すように、排気用フィルタ６は目詰まりの発生による圧力損失の増加に起因して、回転数Ｎが増加する。そして、結氷の発生の可能性がない状態においてフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から予め決められた設定値Ａ以上、回転数Ｎが増加する場合には、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したと判定することができる。

現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から設定値Ａ以上増加したと判定された場合は、ステップＳ１４０においてＹｅｓとなり、ステップＳ１５０に進む。現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎがフィルタ目詰まり前基準回転数Ｎ_０から設定値Ａ以上増加していないと判定された場合は、ステップＳ１４０においてＮｏとなり、ステップＳ１３０に戻る。

ステップＳ１５０では、排気用フィルタ６の目詰まりの警告が報知される。具体的に、制御部１２３が、排気用フィルタ６に経年的な目詰まりが発生した旨の目詰まり警告を表示部１３に表示させる制御を行う。目詰まり警告が表示部１３に表示されることにより、ユーザは、排気用フィルタ６の清掃が必要であることを認識することができる。その後、ステップＳ１２０に戻る。

ステップＳ１６０では、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが取得済みであるか否かが判定される。具体的に、制御部１２３が、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが制御部１２３に記憶されているか否かを判定することにより、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが取得済みであるか否かを判定する。

制御部１２３は、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが制御部１２３に記憶されている場合に、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが取得済みであると判定する。制御部１２３は、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが制御部１２３に記憶されていない場合に、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが取得済みでないと判定する。

結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが取得済みでないと判定された場合は、ステップＳ１６０においてＮｏとなり、ステップＳ１７０に進む。結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが取得済みであると判定された場合は、ステップＳ１６０においてＹｅｓとなり、ステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１７０では、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とが取得される。具体的に、制御部１２３が、排気用送風機４の排気用モータ制御回路４２０の排気用回転数検知部４２１から、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを取得する。

制御部１２３は、取得した現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０として記憶する。これにより、制御部１２３は、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０を取得することができる。また、制御部１２３は、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に予め決められた設定値Ｂを加算した回転数を算出する。制御部１２３は、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に基づいて算出した回転数を、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１として記憶する。これにより、制御部１２３は、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１を取得することができる。その後、ステップＳ１８０に進む。

このように、制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが第１温度閾値Ｔ_０未満である場合、すなわち現在の室外温度Ｔが第１温度閾値Ｔ_０を下回った際に、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０として記憶する。

ステップＳ１８０では、現在の室外温度Ｔが温度閾値である第２温度閾値Ｔ_１以下であるか否かが判定される。具体的に、制御部１２３が、ステップＳ１２０で取得された室外温度Ｔと、第２温度閾値Ｔ_１とを比較することにより、現在の室外温度Ｔの状態において、熱交換器２で結氷が発生する可能性があるか否かを判定する。

第２温度閾値Ｔ_１は、熱交換器２において結氷が発生する可能性があるか否かを制御部１２３が判定するための基準となる閾値であり、予め決められて制御部１２３に記憶されている。第２温度閾値Ｔ_１は、後述するステップＳ１９０からステップＳ２８０が繰り返される場合に、熱交換器２において結氷が発生する可能性がない状態になったか否かを判定するための基準となる閾値といえる。第２温度閾値Ｔ_１は、例えば３℃である。ステップＳ１８０を行うことにより、熱交換器２において結氷が発生する可能性があるかを判定することができる。

制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが第２温度閾値Ｔ_１以下である場合に、熱交換器２において結氷が発生する可能性がある状態であると判定する。また、制御部１２３は、現在の室外温度Ｔが第２温度閾値Ｔ_１より大である場合に、熱交換器２において結氷が発生する可能性がない状態であると判定する。

なお、ステップＳ１２０→ステップＳ１６０→ステップＳ１７０→ステップＳ１８０のフローおよびステップＳ１２０→ステップＳ１６０→ステップＳ１８０のフローでは、ステップＳ１２０でＮｏのフローにおいて、熱交換器２において結氷が発生する可能性があると判定されている。一方、ステップＳ２６０あるいはステップＳ２９０→ステップＳ１８０のフローでは、後述するステップＳ１９０において排気用送風機４の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの監視を継続するか否かを判定するために、熱交換器２において結氷が発生する可能性があるか否かをステップＳ１８０において判定する必要がある。

現在の室外温度Ｔが第２温度閾値Ｔ_１以下であると判定された場合、すなわち熱交換器２において結氷が発生する可能性があると判定された場合は、ステップＳ１８０においてＹｅｓとなり、ステップＳ１９０に進む。現在の室外温度Ｔが第２温度閾値Ｔ_１より大であると判定された場合、すなわち熱交換器２において結氷が発生する可能性がないと判定された場合は、ステップＳ１８０においてＮｏとなり、ステップＳ３００に進む。

ステップＳ１９０では、排気用送風機４の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの監視が行われる。具体的に、制御部１２３が、排気用送風機４の排気用モータ制御回路４２０の排気用回転数検知部４２１から、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを取得する。制御部１２３は、予め決められた周期で排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを取得して、排気用ＤＣモータ４２の回転数を監視する。

ステップＳ２００において、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上であるか否かが判定される。具体的に、制御部１２３が、ステップＳ１９０で取得された現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎと、制御部１２３に記憶された結氷判定回転数Ｎ_ｉ１とを比較し、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上であるか否かが判定される。すなわち、制御部１２３は、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０から設定値Ｂ以上増加したか否かを判定する。

ここで、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上である場合には、制御部１２３は、排気用フィルタ６の経年的な目詰まり、あるいは結氷が発生していると判定する。すなわち、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上である場合には、制御部１２３は、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、結氷の発生の可能性がある状態であると判定する。また、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１未満である場合は、制御部１２３は、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、結氷の発生の可能性がない状態であると判定する。

図４に示すように、排気用フィルタ６は目詰まりの発生による圧力損失の増加に起因して、回転数Ｎが増加する。そして、結氷の発生の可能性がある状態において現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上である場合には、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、結氷の発生の可能性がある状態であると判定する。

現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上であると判定された場合は、ステップＳ２００においてＹｅｓとなり、ステップＳ２１０に進む。現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１未満であると判定された場合は、ステップＳ２００においてＮｏとなり、ステップＳ１９０に戻る。

ステップＳ２１０では、予め決められた動作変更時間Ｃの間、給気用送風機３の出力低減、あるいは給気用送風機３の停止を行って、結氷を溶かして結氷状態を改善するための結氷状態改善制御が行われる。具体的に、制御部１２３が、動作変更時間Ｃの間だけ給気用送風機３の出力を低減させる制御、あるいは動作変更時間Ｃの間だけ給気用送風機３を停止させる制御を行う。給気用送風機３の出力低減は、給気用送風機３に供給する電圧の低減、すなわち給気用ＤＣモータ３２に供給する電圧の低減である。動作変更時間Ｃの間だけ給気用送風機３の出力を低減させる制御、あるいは動作変更時間Ｃの間だけ給気用送風機３を停止させる制御は、動作変更時間Ｃだけ給気用送風機３の風量を排気用送風機４の風量より減らす制御である。

動作変更時間Ｃは、熱交換器２の結氷を改善するために制御部１２３が給気用送風機３の動作を変更する制御を行う時間である。動作変更時間Ｃは、実験およびシミュレーションにより予め決められた初期値が制御部１２３に記憶されている。動作変更時間Ｃは、例えば５分である。なお、予め決められた動作変更時間Ｃとは、一連の結氷状態改善制御内で設定された動作変更時間Ｃを意味する。結氷を溶かして結氷状態を改善するための制御そのものは、ステップＳ２１０で行われる制御である。一方で、後述するように動作変更時間Ｃを延長あるいは短縮して設定する処理も含めた、結氷を溶かして結氷状態を改善するための制御は、広義の意味で、一連の結氷状態改善制御と考えることができる。すなちわ、予め決められた動作変更時間Ｃは、ステップＳ２１０が実施される前に予め決められて設定された、動作変更時間Ｃの初期値、延長された動作変更時間Ｃ、および短縮された動作変更時間Ｃを含む。

給気用送風機３の出力を低減させることにより、室内空気よりも低温である外気の熱交換器２への流入量を低減させ、排気用送風機４によって熱交換器２に搬送されて室内から排気される室内空気の気流が有する熱によって、熱交換器２の結氷を溶かすことができる。これにより、熱交換型換気装置１は、熱交換器２の結氷状態を改善することができる。また、給気用送風機３を停止させることにより、室内空気よりも低温である外気の熱交換器２への流入を停止させ、排気用送風機４によって熱交換器２に搬送されて室内から排気される室内空気の気流が有する熱によって、熱交換器２の結氷を溶かすことができる。これにより、熱交換型換気装置１は、熱交換器２の結氷状態を改善することができる。

動作変更時間Ｃの経過後、ステップＳ２２０において、給気用送風機３の状態を通常状態に戻す。具体的に、制御部１２３が、ステップＳ２１０において出力を低減させた給気用送風機３の状態、あるいは停止させた給気用送風機３の状態を、ステップＳ２１０以前の、通常の動作状態に戻す。

ステップＳ２３０において、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に対して、予め決められた設定値Ｄ以上、減少したか否かを判定する。具体的に、制御部１２３が、ステップＳ２２０において給気用送風機３を通常の動作状態に戻した後に、排気用送風機４の排気用モータ制御回路４２０の排気用回転数検知部４２１から、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを取得する。そして、制御部１２３が、取得した現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に対して設定値Ｄ以上、減少したか否かを判定する。

設定値Ｄは、現在の室外温度Ｔが第１温度閾値Ｔ_０未満であり熱交換器２において結氷が発生する可能性があると判定された場合に、熱交換器２において結氷が発生したか、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したかを、制御部１２３が結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に基づいて判定するために用いられる設定値である。すなわち、設定値Ｄは、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に対する現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの減少状態を判定するために用いられる減少判定設定値である。設定値Ｄは、設定値Ｂよりも小さい値である。また、制御部１２３は、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に対して予め決められた比率を乗じて設定値Ｄを算出することができる。予め決められた比率は、実験とシミュレーションにより予め決められて制御部１２３に記憶されている。

ここで、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に対して設定値Ｄ以上、減少した場合には、すなわち、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの結氷判定回転数Ｎ_ｉ１からの減少量が設定値Ｄ以上である場合には、制御部１２３は、熱交換器２において結氷が発生しており、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生していると判定する。また、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に対して設定値Ｄ以上、減少していない場合には、すなわち、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの結氷判定回転数Ｎ_ｉ１からの減少量が設定値Ｄ未満である場合には、制御部１２３は、排気用フィルタ６に経年的な目詰まりが発生していると判定する。

フィルタの使用初期における熱交換型換気装置１は同一の送風機によって小風量から大風量まで風量を変化させることができるため、換気風量によっては、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０は、相対的に高い場合と、相対的に低い場合とがあり、一定値とはならない。このため、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０が相対的に高い場合と、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０が相対的に低い場合とでは、結氷による影響度合いが変化する。設定値Ｄが予め決められた一定の値である場合には、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０が相対的に高い場合、および結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０が相対的に低い場合において、熱交換器２において結氷が発生したか、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したかを、制御部１２３が的確に判定できない可能性がある。

これに対して、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に対して予め決められた比率を乗じて設定値Ｄを算出することにより、上記のような設定値Ｄが一定の値に設定されている場合に発生する誤検知を回避することができる。すなわち、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０が相対的に高い場合には、熱交換器２において結氷が発生したか、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したかを結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０が相対的に高い場合に判定するために適した、相対的に大きい値の設定値Ｄを設定することができる。また、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０が相対的に低い場合には、熱交換器２において結氷が発生したか、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したかを結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０が相対的に低い場合に判定するために適した、相対的に小さい値の設定値Ｄを設定することができる。

現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に対して設定値Ｄ以上、減少したと判定された場合には、ステップＳ２３０においてＹｅｓとなり、ステップＳ２４０に進む。現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に対して設定値Ｄ以上、減少していないと判定された場合には、ステップＳ２３０においてＮｏとなり、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ２４０では、排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に復帰したか否かが判定される。具体的に、制御部１２３が、排気用送風機４の排気用モータ制御回路４２０の排気用回転数検知部４２１から、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを取得する。そして、制御部１２３が、取得した現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎと、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０とを比較することにより、排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に復帰したか否かを判定する。ステップＳ２４０が行われることにより、熱交換器２の結氷状態からの回復状態を判定できる。

ここで、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と同等である場合には、制御部１２３は、熱交換器２が結氷状態から通常状態に回復できていると判定する。現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０より大である場合、すなわち現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に戻らない場合には、制御部１２３は、熱交換器２が結氷状態から回復できていないと判定する。すなわち、排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に復帰したか否かを判定することにより、熱交換器２における結氷の復帰状態を判定することができる。

排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に復帰したと判定された場合は、ステップＳ２４０においてＹｅｓとなり、ステップＳ２５０に進む。排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に復帰していないと判定された場合は、ステップＳ２４０においてＮｏとなり、ステップＳ２７０に進む。

ステップＳ２５０では、結氷状態改善制御が過剰に行われている可能性があると判断し、動作変更時間Ｃの短縮が行われる。具体的に、制御部１２３が、現在の動作変更時間Ｃから予め決められた設定値Ｇを減算して、次回の結氷状態改善制御に用いる動作変更時間Ｃとして記憶する。制御部１２３は、今回の結氷状態改善制御に用いられた動作変更時間Ｃがすでに延長あるいは短縮された動作変更時間Ｃである場合は、延長あるいは短縮された動作変更時間Ｃに対してさらに設定値Ｇを減算して、次回の結氷状態改善制御に用いる動作変更時間Ｃとして記憶する。その後、ステップＳ２６０に進む。

設定値Ｇは、動作変更時間Ｃを短縮設定するために現在の動作変更時間Ｃから減算される短縮時間である。設定値Ｇは、実験とシミュレーションにより予め決められて制御部１２３に記憶されている。

ステップＳ２６０では、結氷発生の警告が報知される。具体的に、制御部１２３が、結氷発生警告を表示部１３に表示させる制御を行う。結氷発生警告は、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、熱交換器２において結氷が発生する可能性がある状態であることを示す警告である。すなわち、結氷発生警告は、ステップＳ１８０において温度条件の変化がない限り、すなわち現在の室外温度Ｔが第２温度閾値Ｔ_１より大となる変化がない限り、熱交換器２において結氷が発生する可能性があるため、結氷状態改善制御が繰り返し行われる可能性がある状態であることを示す警告である。結氷発生警告は、熱交換器２に発生する結氷の結氷状態のレベルが、結氷状態改善制御によって熱交換器２の結氷を溶かすことができるレベルの、軽度の結氷状態レベルであることを示している。結氷発生警告が表示部１３に表示されることにより、ユーザは、現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が、熱交換器２における結氷の発生により熱交換型換気装置１の換気量が一時的に低下する可能性がある状態であることを認識できる。その後、ステップＳ１８０に戻る。

ステップＳ２７０では、現在の動作変更時間Ｃが設定値Ｅ以下であるか否かにより、熱交換器２における結氷状態の改善の可否が判定される。具体的に、制御部１２３が、現在の動作変更時間Ｃが設定値Ｅ以下であるかを判定する。

設定値Ｅは、現在の動作変更時間Ｃに基づいて制御部１２３が熱交換器２における結氷状態の改善の可否を判定するための基準値であり、動作変更時間Ｃの初期値よりも大きい値の時間閾値である。設定値Ｅは、実験とシミュレーションにより予め決められて制御部１２３に記憶されている。

制御部１２３は、現在の動作変更時間Ｃが設定値Ｅ以下である場合は、さらに結氷状態改善制御を行うことにより熱交換器２における結氷状態の改善が可能であると判定する。制御部１２３は、現在の動作変更時間Ｃが設定値Ｅより大である場合は、熱交換器２における結氷による目詰まりが発生し、さらに結氷状態改善制御を行っても熱交換器２における結氷状態の改善が不可能であると判定する。

現在の動作変更時間Ｃが設定値Ｅ以下であると判定された場合には、ステップＳ２７０においてＹｅｓとなり、ステップＳ２８０に進む。現在の動作変更時間Ｃが設定値Ｅより大であると判定された場合には、ステップＳ２７０においてＮｏとなり、ステップＳ２９０に進む。

ステップＳ２８０では、動作変更時間Ｃの延長が行われる。具体的に、制御部１２３が、現在の動作変更時間Ｃに予め決められた設定値Ｆを加算して、次回の結氷状態改善制御に用いる動作変更時間Ｃとして記憶する。制御部１２３は、今回の結氷状態改善制御に用いられた動作変更時間Ｃがすでに延長あるいは短縮された動作変更時間Ｃである場合は、延長あるいは短縮された動作変更時間Ｃに対してさらに設定値Ｆを加算して、次回の結氷状態改善制御に用いる動作変更時間Ｃとして記憶する。その後、ステップＳ２６０に進む。

ステップＳ２８０→ステップＳ２６０→ステップＳ１８０へ進むフローでは、ステップＳ１８０において温度条件が改善されない限り、すなわち現在の室外温度Ｔが第２温度閾値Ｔ１より大となる変化がない限り結氷が繰り返し発生するため、熱交換器２に結氷が発生する可能性がある状態であることを報知するとともに、ステップＳ２００でＮｏ→ステップＳ１９０のフローを繰り返して結氷の発生の確認を継続的に行う。また、ステップＳ２００でＹｅｓ→ステップＳ２１０のフローを繰り返して、結氷状態改善制御を継続的に行う。

設定値Ｆは、動作変更時間Ｃを延長設定するために現在の動作変更時間Ｃに加算される延長時間である。設定値Ｆは、実験とシミュレーションにより予め決められて制御部１２３に記憶されている。

すなわち、動作変更時間Ｃの経過後の現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数の減少量に対応して動作変更時間Ｃが延長あるいは短縮して設定される。そして、動作変更時間Ｃを延長あるいは短縮して設定した後に、現在の室外温度Ｔが第２温度閾値Ｔ_１以下であり、且つ現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数が結氷判定回転数Ｎ_ｉ１以上である場合に、延長あるいは短縮した動作変更時間Ｃだけ給気用送風機３の風量を排気用送風機４の風量より減らす制御が、繰り返して行われる。

ステップＳ２９０では、結氷目詰まりの警告が報知される。具体的に、制御部１２３が、結氷目詰まり警告を表示部１３に表示させる制御を行う。結氷目詰まり警告が表示部１３に表示されることにより、ユーザは、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生していることを認識できる。その後、ステップＳ１８０に戻る。

結氷目詰まり警告は、熱交換器２において結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生し、結氷状態改善制御を行っても結氷状態が回復しない旨を示す警告である。結氷目詰まり警告は、熱交換器２に発生する結氷の結氷状態のレベルが、結氷状態改善制御によって熱交換器２の結氷を溶かすことができず、結氷状態改善制御を行っても結氷状態が回復しないレベルの、重度の結氷状態レベルであることを示している。

動作変更時間Ｃの初期値に対して複数回において設定値Ｆを加算あるいは設定値Ｇを減算すると、重度の結氷状態レベルであった場合に延長あるいは短縮された動作変更時間Ｃが上述した設定値Ｅより大となる。したがって、現在の動作変更時間Ｃが設定値Ｅより大であると判定される。これにより、重度の結氷状態レベルが継続し、結氷状態改善制御を繰り返した場合に、ステップＳ２９０では、結氷目詰まりの警告が報知される。

ステップＳ３００では、結氷発生の警告が解除される。具体的に、制御部１２３が、表示部１３における結氷発生警告の表示を終了させる制御を行う。また、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１と、延長あるいは短縮された動作変更時間と、がクリアされる。具体的に、制御部１２３が、記憶している結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と結氷判定回転数Ｎ_ｉ１と延長あるいは短縮された動作変更時間とを制御部１２３から削除する。その後、ステップＳ１２０に戻る。

図７は、実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１における結氷状態改善制御の一例を説明する図である。図７においては、給気用ＤＣモータ３２の状態、排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎおよび熱交換器２の結氷状態を縦軸に示している。給気用ＤＣモータ３２の状態は、運転状態あるいは停止状態である。熱交換器２の結氷状態は、結氷がない通常状態、結氷状態、および通常状態と結氷状態との間の状態である半結氷状態がある。図７における横軸は、時間を示している。

図７に示すように、熱交換型換気装置１の運転中において、時刻Ｔ１に、熱交換器２における結氷の発生が、始まる。そして、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎは、時刻Ｔ１から増加していく。

時刻Ｔ２では、熱交換器２の結氷状態は、通常状態と結氷状態との間の状態である半結氷状態となっている。

時刻Ｔ３に、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に増加する。この時点で、熱交換器２は、結氷状態となっている。時刻Ｔ３に、給気用送風機３が停止されることで、結氷を溶かして結氷状態を改善するための結氷状態改善制御が、行われる。時刻Ｔ３は、図５における、ステップＳ２００においてＹｅｓ、およびステップＳ２１０に対応する。

時刻Ｔ４に、給気用送風機３の状態が、通常状態に戻される。この時点で、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎは、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に戻っている。また、この時点で、熱交換器２は、結氷がない通常の状態に戻っている。時刻Ｔ４は、図６における、ステップＳ２４０においてＹｅｓに対応する。

時刻Ｔ５に、熱交換器２における結氷の発生が、始まる。そして、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎは、時刻Ｔ５から増加していく。

時刻Ｔ６に、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に増加する。この時点で、熱交換器２は、結氷状態となっている。そして、時刻Ｔ６に、給気用送風機３が停止されることで、結氷状態改善制御が、行われる。時刻Ｔ６は、図５における、ステップＳ２００においてＹｅｓ、およびステップＳ２１０に対応する。

時刻Ｔ７に、給気用送風機３の状態が、通常状態に戻される。時刻Ｔ７における現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎである回転数Ｎ７は、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１未満となっているが、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０より大であり、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０には戻っていない。また、この時点で、熱交換器２は、結氷がない通常の状態には戻っていない。そして、熱交換器２は、結氷がない通常の状態には戻っていないため、短時間で熱交換器２における結氷が発生し、時刻Ｔ７の時点から、熱交換器２における結氷の発生が、始まる。

時刻Ｔ７は、図５における、ステップＳ２２０、およびステップＳ２３０においてＹｅｓに対応する。より詳細には、時刻Ｔ７は、図５および図６における、ステップＳ２２０→ステップＳ２３０においてＹｅｓ→ステップＳ２４０においてＮｏ→ステップＳ２７０においてＹｅｓ→ステップＳ２８０→ステップＳ２６０→ステップＳ１８０に対応する。すなわち、制御部１２３は、通常の運転の制御に移行する。また、制御部１２３は、ステップＳ２８０において、動作変更時間Ｃの延長を行う。

時刻Ｔ８に、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが、結氷判定回転数Ｎ_ｉ１に増加する。この時点で、熱交換器２は、結氷状態となっている。そして、給気用送風機３が停止されることで、結氷状態改善制御が、行われる。ここでは、延長された動作変更時間Ｃの間だけ、結氷状態改善制御が、行われる。時刻Ｔ８は、図５における、ステップＳ２００においてＹｅｓおよびステップＳ２１０に対応する。

時刻Ｔ９に、給気用送風機３の状態が、通常状態に戻される。この時点で、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎは、結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に戻っている。また、この時点で、熱交換器２は、結氷がない通常の状態に戻っている。時刻Ｔ９は、図５および図６における、ステップＳ２２０、ステップＳ２３０においてＹｅｓ、およびステップＳ２４０においてＹｅｓに対応する。

上記のように熱交換型換気装置１において現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを判定するにあたっては、給気用ＤＣモータ３２と排気用ＤＣモータ４２との双方の運転時でないと、通常の運転時と環境が異なることから、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを正しく判定ができない。このため、熱交換型換気装置１においては、給気用ＤＣモータ３２の停止中には、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの判定を行わない。また、熱交換型換気装置１は、ステップＳ２１０の結氷状態改善制御における給気用ＤＣモータ３２の停止中に実際の現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０となった場合でも、停止している給気用ＤＣモータ３２の運転を直ぐに再開することはできない。

このため、動作変更時間Ｃの経過後にステップＳ２２０において給気用送風機３の状態を通常状態に戻した後に、給気用ＤＣモータ３２の運転時に現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを検知する。そして、熱交換型換気装置１では、検知された現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの結氷判定回転数Ｎ_ｉ１からの減少量が設定値Ｄ以上であったとしても、上記の時刻Ｔ７の状態のように、必ずしも熱交換器２の結氷が完全に解消されている状態となっていない場合がある。

そこで、ステップＳ２２０において給気用送風機３の状態を通常状態に戻した後に検知された現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎの結氷判定回転数Ｎ_ｉ１からの減少量が設定値Ｄ以上であったとしても、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０より大である場合には、制御部１２３は、熱交換器２の結氷が完全に解消されている状態となっていないと判定する。現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０より大である場合は、現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０に復帰していない場合である。また、制御部１２３は、熱交換器２の結氷の改善が不足していると判定し、次回のステップＳ２１０の結氷状態改善制御に用いられる動作変更時間Ｃを延長する。

また、ステップＳ２２０において給気用送風機３の状態を通常状態に戻した後に検知された現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と同等である場合には、制御部１２３は、熱交換器２の結氷の改善が適切に行われて熱交換器２が結氷状態から通常状態に回復できていると判定する。また、制御部１２３は、結氷状態改善制御が過剰に行われている可能性があると判定し、次回のステップＳ２１０の結氷状態改善制御に用いられる動作変更時間Ｃを短縮する。

すなわち、図７とは異なり、動作変更時間Ｃが長すぎる場合には、給気用送風機３を必要以上に停止させることになる。このため、ステップＳ２２０において給気用送風機３の状態を通常状態に戻した後に検知された現在の排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎが結氷前基準回転数Ｎ_ｉ０と同等である場合には、制御部１２３は、次回のステップＳ２１０の結氷状態改善制御に用いられる動作変更時間Ｃを短縮する。

熱交換型換気装置１においては、制御部１２３が上記のような制御を繰り返し行うことにより、熱交換器２の結氷の改善に適切な結氷状態改善制御を行うことができる。

制御装置１２の制御部１２３、給気用モータ制御回路３２０および排気用モータ制御回路４２０のそれぞれは、例えば、図８に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図８は、実施の形態１における処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置１２の制御部１２３、給気用モータ制御回路３２０および排気用モータ制御回路４２０のそれぞれが図８に示す処理回路により実現される場合、制御装置１２の制御部１２３、給気用モータ制御回路３２０および排気用モータ制御回路４２０のそれぞれは、プロセッサ２０１がメモリ２０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、制御装置１２の制御部１２３、給気用モータ制御回路３２０および排気用モータ制御回路４２０のそれぞれの機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ２０１およびメモリ２０２を用いて実現するようにしてもよい。

上述した本実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１は、現在の室外温度Ｔが第１温度閾値Ｔ_０以上であるか否かによって、現在の室外温度Ｔの状態において熱交換器２で結氷が発生する可能性があるか否かの一次判定を実施する。また、熱交換型換気装置１は、一次判定において熱交換器２で結氷が発生する可能性があると判定された場合に、熱交換器２において結氷が発生したか否か、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりが発生したか否かを排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎに基づいて判定する二次判定を実施する。

このように熱交換型換気装置１は、２つの判定パラメータを用いて熱交換型換気装置１における目詰まりの原因を特定するため、熱交換型換気装置１に発生している目詰まりが、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりであるか、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりであるかを、精度良く判定することができる。これにより、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりに起因した、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりの誤検知を無くすことができ、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりの報知を精度良く行うことができる。

また、熱交換型換気装置１においては、ステップＳ２００において現在の室外温度Ｔおよび熱交換器２が結氷の発生の可能性がある状態であると判定された場合に、ステップＳ２１０において、結氷を溶かして結氷状態を改善するための結氷状態改善制御が実施される。さらに、ステップＳ２３０において、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生しているか、あるいは排気用フィルタ６に経年的な目詰まりが発生しているかが判定される。このため、熱交換型換気装置１は、熱交換型換気装置１に発生している目詰まりが、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりであるか、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりであるかを、精度良く判定することができる。これにより、熱交換型換気装置１は、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりに起因した、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりの誤検知を無くすことができ、排気用フィルタ６の経年的な目詰まりの報知を精度良く行うことができる。

このように、熱交換型換気装置１は、圧力センサまたは流量センサを使用せずに、熱交換型換気装置１に発生している目詰まりが、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりであるか、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりであるかを精度良く判定することができ、適正なタイミングで排気用フィルタ６の清掃を促す報知をユーザに対して行うことができ、風量低下を抑えることができる。

また、二次判定においては、結氷を溶かして結氷状態を改善するための結氷状態改善制御が結氷状態に対応して実施されて熱交換器２における結氷状態の改善が行われるため、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりが発生している場合に、不必要な風量低下を抑えることができ、熱交換型換気装置１の換気量の低下を抑えることができる。また、熱交換型換気装置１は、結氷の状態に対応して動作変更時間Ｃを変更することにより、不必要な解氷待ち時間を減らすことができ、不要な換気風量の低下を抑えることができる。

また、熱交換型換気装置１は、結氷による一時的な熱交換器２の目詰まりであるか、あるいは排気用フィルタ６の経年的な目詰まりであるかを判定する際に用いる各種の基準値および設定値を、熱交換型換気装置１の設置環境に対応して任意の適正な値に設定することができる。これにより、熱交換型換気装置１は、熱交換型換気装置１の設置環境に対応して適正なタイミングで排気用フィルタ６の清掃を促す報知をユーザに対して行うことができ、また、熱交換器２における結氷発生時の環境に対応して結氷による換気風量の低下を抑えることができる。

なお、本実施の形態１では熱交換型換気装置１の目詰まりを判定するために排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを用いた判定を行っているが、排気用ＤＣモータ４２の回転数Ｎを、公知の技術となっている排気用ＤＣモータ４２のモータ電流値、または排気用ＤＣモータ４２の指令電圧値を用いた判定に置き換えることも可能である。

上述したように、本実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１によれば、結氷による熱交換器２の一時的な目詰まりと経年的なフィルタの目詰まりとを区別して精度良く検知できる、という効果を奏する。また、結氷による熱交換器２の一時的な目詰まりが発生している場合には、結氷状態に対応して結氷状態の改善を行うことで、換気量の低下を抑えることができる、という効果を奏する。

なお、実施の形態１では、給気用送風機３および排気用送風機４に用いられるモータにＤＣモータが使用される例について示したが、給気用送風機３および排気用送風機４に用いられるモータはＤＣモータに限定されない。すなわち、給気用送風機３および排気用送風機４には、交流（Alternating Current：ＡＣ）モータが用いられてもよい。給気用送風機３および排気用送風機４にＡＣモータが用いられる場合も、上記と同様の制御が行われることにより、上述した効果が得られる。

図９は、実施の形態１にかかる他の熱交換型換気装置１Ｘの機能構成を示すブロック図である。図９においては、図２に示した構成と同様の構成については図２と同じ符号を付すことで、詳細な説明は省略する。他の熱交換型換気装置１Ｘは、基本的に実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１と同様の構成および効果を有するが、給気用送風機３および排気用送風機４にＡＣモータが用いられていることが、実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１と異なる。

他の熱交換型換気装置１Ｘは、筐体１ａと、熱交換器２と、給気用送風機３Ｘと、排気用送風機４Ｘと、給気用フィルタ５と、排気用フィルタ６と、室内側吹出部７と、室内側吸込部８と、室外側吸込部９と、室外側吹出部１０と、室外温度検知部１１と、制御装置１２Ｘと、表示部１３と、を備える。

給気用送風機３Ｘは、下流側給気風路２１ｂに配置され、室外側吸込部９から室内側吹出部７に向かう給気流の流れを生成する。給気用送風機３Ｘは、給気用送風機ケーシング３０内に給気用ファン３１と、給気用ファン３１を回転させるための給気用ＡＣモータ３３と、給気用通信部３４と、給気用回転数検知部３５と、を備える。給気用送風機３Ｘは、給気用ＡＣモータ３３によって給気用ファン３１を回転させることによって給気流を発生させる。給気用送風機３Ｘは、後述する制御部１２３Ｘによって給気用ＡＣモータ３３の運転、停止および回転速度が制御されることで、制御部１２３Ｘによって運転動作が制御される。

給気用通信部３４は、制御装置１２Ｘと通信を行う。給気用回転数検知部３５は、給気用ＡＣモータ３３の回転数を検知する。

排気用送風機４Ｘは、下流側排気風路２２ｂに配置され、室内側吸込部８から室外側吹出部１０に向かう排気流の流れを生成する。排気用送風機４Ｘは、排気用送風機ケーシング４０内に排気用ファン４１と、排気用ファン４１を回転させるための排気用ＡＣモータ４３と、排気用通信部４４と、排気用回転数検知部４５と、を備える。排気用送風機４Ｘは、排気用ＡＣモータ４３によって排気用ファン４１を回転させることによって排気流を発生させる。排気用送風機４Ｘは、後述する制御部１２３Ｘによって排気用ＡＣモータ４３の運転、停止および回転速度が制御されることで、制御部１２３Ｘによって運転動作が制御される。

排気用通信部４４は、制御装置１２Ｘと通信を行う。排気用回転数検知部４５は、排気用ＡＣモータ４３の回転数を検知する。

制御装置１２Ｘは、筐体１ａの内部に設けられ、熱交換型換気装置１Ｘの全体を制御する。制御装置１２Ｘは、記憶部１２１と、通信部１２２と、制御部１２３Ｘと、を備える。

制御部１２３Ｘは、給気用送風機３Ｘおよび排気用送風機４Ｘを含む熱交換型換気装置１Ｘの全体を制御する。制御部１２３Ｘは、給気用ＤＣモータ３２に流れるモータ電流の電流値および排気用ＤＣモータ４２に流れるモータ電流の電流値の代わりに、給気用ＡＣモータ３３に流れるモータ電流の電流値および排気用ＡＣモータ４３に流れるモータ電流の電流値を用いること以外は、実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１の制御部１２３と同様の制御を行う。

他の熱交換型換気装置１Ｘは、上記のような構成を備えることにより、給気用ＡＣモータ３３に流れるモータ電流の電流値および排気用ＡＣモータ４３に流れるモータ電流の電流値を用いて、図５および図６に示した制御と同様の制御を行うことができ、実施の形態１にかかる熱交換型換気装置１と同様の効果を得ることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、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、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 熱交換型換気装置、１ａ 筐体、１ｂ 側面、１Ｘ 他の熱交換型換気装置、２ 熱交換器、３，３Ｘ 給気用送風機、４，４Ｘ 排気用送風機、５ 給気用フィルタ、６ 排気用フィルタ、７ 室内側吹出部、８ 室内側吸込部、９ 室外側吸込部、１０ 室外側吹出部、１１ 室外温度検知部、１２，１２Ｘ 制御装置、１３ 表示部、２１ 給気風路、２１ａ 上流側給気風路、２１ｂ 下流側給気風路、２１ｃ 熱交換器内給気風路、２２ 排気風路、２２ａ 上流側排気風路、２２ｂ 下流側排気風路、２２ｃ 熱交換器内排気風路、２３ 仕切壁、３０ 給気用送風機ケーシング、３１ 給気用ファン、３２ 給気用ＤＣモータ、３３ 給気用ＡＣモータ、３４ 給気用通信部、３５ 給気用回転数検知部、４０ 排気用送風機ケーシング、４１ 排気用ファン、４２ 排気用ＤＣモータ、４３ 排気用ＡＣモータ、４４ 排気用通信部、４５ 排気用回転数検知部、１１１ 特性曲線、１１２ 初期圧損曲線、１１３ 目詰まり圧損曲線、１１４，１１５ 交点、１２１ 記憶部、１２２ 通信部、１２３，１２３Ｘ 制御部、１３１，１３２ 回転数、３２０ 給気用モータ制御回路、３２１ 給気用回転数検知部、３２２ 給気用電圧検知部、３２３ 給気用電流検知部、３２４ 給気用通信部、４２０ 排気用モータ制御回路、４２１ 排気用回転数検知部、４２２ 排気用電圧検知部、４２３ 排気用電流検知部、４２４ 排気用通信部、Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ 設定値、Ｃ 動作変更時間、Ｎ 回転数、Ｎ_０ フィルタ目詰まり前基準回転数、Ｎ_１ フィルタ目詰まり判定回転数、Ｎ_ｉ０ 結氷前基準回転数、Ｎ_ｉ１ 結氷判定回転数、Ｔ 室外温度、Ｔ_０ 第１温度閾値、Ｔ_１ 第２温度閾値。

Claims (9)

1. 室内空気を室外に排気する排気風路と、室外空気を室内に給気する給気風路と、が独立して内部に形成された筐体と、
   排気用モータを備えて前記排気風路に設けられ前記排気風路を流れる排気流を発生させる排気用送風機と、
   給気用モータを備えて前記給気風路に設けられ前記給気風路を流れる給気流を発生させる給気用送風機と、
   前記給気風路と前記排気風路とに跨って設けられ前記給気流と前記排気流との間で熱交換させる熱交換器と、
   前記排気風路における前記熱交換器よりも上流側に配置された排気用フィルタと、
   前記室外空気の温度である室外温度を検知する室外温度検知部と、
   前記排気用モータの回転数を検知する回転数検知部と、
   前記給気用送風機および前記排気用送風機の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記室外温度が予め決められた温度閾値未満である場合に、現在の前記排気用モータの回転数を結氷前基準回転数として記憶し、
   前記結氷前基準回転数を記憶した後における現在の前記排気用モータの回転数が前記結氷前基準回転数より大きい結氷判定回転数以上である場合に、予め決められた動作変更時間だけ前記給気用送風機の風量を前記排気用送風機の風量より減らす制御を行い、
   前記動作変更時間の経過後の現在の前記排気用モータの回転数が、前記結氷判定回転数に対して、予め決められた減少判定設定値以上減少しない場合に、前記排気用フィルタに目詰まりが発生していることを検知し、
   前記動作変更時間の経過後の現在の前記排気用モータの回転数が、前記結氷判定回転数に対して、前記減少判定設定値以上減少する場合に、前記熱交換器に結氷による目詰まりが発生していることを検知すること、
   を特徴とする熱交換型換気装置。
2. 前記制御部は、
   前記排気用フィルタの使用初期において予め決められた風量を出力する前記排気用モータの回転数であるフィルタ目詰まり前基準回転数を記憶し、
   前記室外温度が前記温度閾値以上である場合に、現在の前記排気用モータの回転数が前記フィルタ目詰まり前基準回転数から予め決められた増加判定設定値以上増加した場合に、前記排気用フィルタに目詰まりが発生していることを検知すること、
   を特徴とする請求項１に記載の熱交換型換気装置。
3. 前記制御部は、前記結氷前基準回転数を記憶した後における現在の前記排気用モータの回転数が前記結氷判定回転数以上である場合に、前記動作変更時間だけ前記給気用送風機の風量を低減する制御を行うこと、
   を特徴とする請求項１または２に記載の熱交換型換気装置。
4. 前記制御部は、前記結氷前基準回転数を記憶した後における現在の前記排気用モータの回転数が前記結氷判定回転数以上である場合に、前記動作変更時間だけ前記給気用送風機を停止する制御を行うこと、
   を特徴とする請求項１または２に記載の熱交換型換気装置。
5. 前記制御部は、前記結氷前基準回転数に対して予め決められた比率を乗じて前記減少判定設定値を算出すること、
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の熱交換型換気装置。
6. 前記制御部は、
   前記熱交換器に結氷による目詰まりが発生していることを検知した後に、前記動作変更時間の経過後の現在の前記排気用モータの回転数の減少量に対応して前記動作変更時間を延長あるいは短縮して設定し、前記動作変更時間を延長あるいは短縮して設定した後に現在の前記排気用モータの回転数が前記結氷判定回転数以上である場合に、延長あるいは短縮した前記動作変更時間だけ前記給気用送風機の風量を前記排気用送風機の風量より減らす制御を、繰り返すこと、
   を特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の熱交換型換気装置。
7. 前記制御部は、延長して設定した前記動作変更時間が予め決められた時間閾値より大となった場合に、前記熱交換器に結氷による目詰まりが発生していることを検知すること、
   を特徴とする請求項６に記載の熱交換型換気装置。
8. 前記制御部は、前記熱交換器に結氷による目詰まりが発生していることを報知すること、
   を特徴とする請求項７に記載の熱交換型換気装置。
9. 前記制御部は、前記排気用フィルタに目詰まりが発生していることを報知すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の熱交換型換気装置。

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