JP6178980B2

JP6178980B2 - 換気装置

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Publication number: JP6178980B2
Application number: JP2013162104A
Authority: JP
Inventors: 哲也長瀬; 真吾竹縄; 列樹中島
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2033-08-05
Also published as: JP2014077623A

Description

本発明は、換気の動作に関連して排気風量を制御する換気装置に関する。

従来のこの種、換気装置は、以下のようなものとなっていた。

すなわち、浴室換気装置が２４時間換気を行なっているときに、レンジフードが駆動されたとき、浴室換気装置の２４時間換気機能を停止若しくは換気風量を低減する。また、レンジフードファンが停止したことを電流センサで検出して浴室換気装置の２４時間換気の再開若しくは排気量の復帰増大を行う構成となっていた（たとえば、特許文献１を参照）。

特開２００６−３８３６４号公報

上記従来例によれば、２４時間換気を実行しているときに、前記起動検出手段が前記大排気量装置の起動を検出したときに、前記２４時間換気を停止若しくは換気量を低減し、前記大排気量装置が停止したときにこれを起動検出手段で検出して前記２４時間換気の再開若しくは換気風量の復帰増大を行う調整機能を有することを利用して、これにて室内の換気が行われ建物内部に負圧が発生してドアが開きにくくなったり、隙間風の音が大きくなったりすることを防止していた。

このような換気装置における課題としては、例えばレンジフードファン等大きな風量を排気するモータ等が故障した時に２４時間換気を停止してしまうため、換気不足になる可能性があり、また、レンジフード等の大きな風量で換気をまかなうようにすると過換気となり必要以上の風量になるため、無駄な電力を使用すると共に不快感を与える。

そこで、本発明は、最適な電力で、建屋の換気を満足させることを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、同一建屋内に少なくとも２つの換気装置を備え、それぞれを１系統の情報伝達網で接続し、建屋内の換気風量を一定に保つ換気システムを構成する換気装置であって、
それぞれの換気装置は、前記情報伝達網を介して他の換気装置へ情報を送信する情報送信部と、前記情報伝達網を介して他の換気装置から情報を受信する情報受信部と、自己の動作を決定する制御部とを備え、前記制御部は、前記建屋に必要な総換気風量を判断する総換気風量判断手段と、前記情報受信部で受信した前記他の換気装置の情報から、前記総換気風量を保つよう自己の目標風量を決定する第１風量決定手段と、自己の換気装置が実際に出力している出力風量を検出し、この出力風量と前記目標風量が異なる場合に、得られた出力風量を優先風量として前記他の換気装置に対して前記情報送信部を介して知らせる風量検出手段を備えた構成とするものであり、この構成によって所期の課題が解決できる。

以上のように本発明は、同一建屋内に少なくとも２つの換気装置を備え、それぞれを１系統の情報伝達網で接続し、建屋内の換気風量を一定に保つ換気システムを構成する換気装置であって、
それぞれの換気装置は、前記情報伝達網を介して他の換気装置へ情報を送信する情報送信部と、前記情報伝達網を介して他の換気装置から情報を受信する情報受信部と、自己の動作を決定する制御部とを備え、前記制御部は、前記建屋に必要な総換気風量を判断する総換気風量判断手段と、前記情報受信部で受信した前記他の換気装置の情報から、前記総換気風量を保つよう自己の目標風量を決定する第１風量決定手段と、自己の換気装置が実際に出力している出力風量を検出し、この出力風量と前記目標風量が異なる場合に、得られた出力風量を優先風量として前記他の換気装置に対して前記情報送信部を介して知らせる風量検出手段を備えた構成とするものである。

このような構成としたことにより、各々の換気装置の制御部が、必要な総換気風量情報と、同一建屋内に接続されている他の換気装置の優先風量の情報を、情報送信部と情報受信部を介して双方向通信して情報を共有することができ、それら各種情報に基づき各々の換気装置が自己の動くべき風量を決定できることとなるので、同一建屋内に複数台の換気装置が設置された場合においても、建屋全体の必要換気風量を最適に保つことができ、換気風量過多によるエネルギーロスを低減できるという効果を奏する。

本発明の第１の実施の形態の換気装置で構成した換気システムの設置例を示す図同実施の形態１の換気装置の分解斜視図同換気装置の設置例を示す一部切欠斜視図同換気装置の総換気風量設定部を示す図（（ａ）外観図、（ｂ）床面積と風量の相関図）同換気装置の制御ブロック図同換気装置の制御フローチャート本発明の第２の実施の形態の第１例の換気装置の分解斜視図同第２例の換気装置の分解斜視図同換気装置の外部風量設定部を示す図（（ａ）外観図、（ｂ）風量設定と風量の相関図）同換気装置の制御ブロック図同換気装置の制御フローチャート本発明の第２の実施の形態の換気装置の制御ブロック図同換気装置の制御フローチャート

本発明の請求項１の換気装置は、同一建屋内に少なくとも２つの換気装置を備え、それぞれを１系統の情報伝達網で接続し、建屋内の換気風量を一定に保つ換気システムを構成する換気装置であって、
それぞれの換気装置は、前記情報伝達網を介して他の換気装置へ情報を送信する情報送信部と、前記情報伝達網を介して他の換気装置から情報を受信する情報受信部と、自己の動作を決定する制御部とを備え、前記制御部は、前記建屋に必要な総換気風量を判断する総換気風量判断手段と、前記情報受信部で受信した前記他の換気装置の情報から、前記総換気風量を保つよう自己の目標風量を決定する第１風量決定手段と、自己の換気装置が実際に出力している出力風量を検出し、この出力風量と前記目標風量が異なる場合に、得られた出力風量を優先風量として前記他の換気装置に対して前記情報送信部を介して知らせる風量検出手段を備えた構成とするものである。

これにより、情報送信部と情報受信部を介して双方向通信して各々の換気装置の第１風量決定手段が、総換気風量判断手段にて決定した建屋に必要な総換気風量情報と、同一建屋内に接続されている他の換気装置の優先風量情報とから前記総換気風量を保つよう自己の風量を決定することとなり、個々の換気装置が他の換気装置の風量情報を取得して建屋全体の風量が総換気風量になるように個々に風量を増減し調整することができるので換気風量過多によるエネルギーロスを低減し、効率よく換気を行えるという効果を奏する。

また、本発明の他の換気装置は、前記制御部は、運転風量を指令する外部風量設定部をさらに備え、この外部風量設定部に運転風量が設定された場合には、この設定された運転風量で運転するように指令するとともに、この設定された運転風量を優先風量として前記他の換気装置に対して前記情報送信部を介して知らせる第２風量決定手段を備えたものである。

これにより、換気装置に備えている外部風量設定部が設定された場合に、第１風量決定手段にて決定した風量に優先させて第２風量決定手段にて決定した風量を新たな風量とし、優先風量情報を情報送信部と情報受信部を介して双方向通信して他の換気装置へ伝達することで、互いに他の換気装置の最新の状態を把握することとなり、一つの換気装置の外部風量設定部が設定されて風量を増加させた場合においても、他の換気装置が建屋に必要な総換気風量を保つように、風量を決定し増加分を減少させることができるので換気風量過多によるエネルギーロスを低減できる。

また、本発明の他の換気装置は、前記第１風量決定手段は、前記総換気風量を同一の前記情報伝達網内に接続された前記換気装置の台数で除した値を自己の目標風量とするものであり、同一の情報伝達網に繋がれた換気装置の台数を判断するだけで自己の目標風量を算出できるものである。

また、本発明の他の換気装置は、前記情報送信部および前記情報受信部は、自己の換気装置の最大風量の情報を送受信し、前記第１風量決定手段は、前記総換気風量にそれぞれの換気装置の最大風量の比率を乗じた風量を目標風量とするものである。

これにより、最大風量の異なる換気装置が設置された場合においても、最大風量の情報を情報送信部と情報受信部を介して双方向通信して他の換気装置へ伝達することで、建屋全体の風量が総換気風量になるように、換気装置の最大風量に応じた設定風量となるように個々に風量を増減し調整することができるので、最大風量の異なる換気装置が設置された場合においても、換気風量過多によるエネルギーロスを低減し、効率よく換気を行えるという効果を奏する。

また、本発明の他の換気装置は、前記建屋の仮総換気風量を設定する仮総換気風量設定部を有し、前記情報送信部は、前記仮総換気風量を送信情報として前記他の換気装置へ送信し、前記総換気風量判断部は、前記情報受信部を介して得られた前記仮総換気風量のうち最大のものを前記建屋に必要な前記総換気風量と判断するものである。

これにより、それぞれの換気装置が同一の構成であって、それぞれに総換気風量を設定する仮総換気風量設定部を有した状態で建屋全体の総換気風量を決定することができる。

以下、本発明の一実施形態を、添付の図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の換気システムの設置構成例を示す図で、ここでは、総床面積２００〔ｍ²〕の建屋に、最大風量能力１５０〔ｍ³／ｈ〕の同スペックの換気装置を２台設置した場合を想定したものであり、各々の換気装置を第一の換気装置１と第二の換気装置２とし、第一の換気装置１はＬＤＫに設置されており、第二の換気装置２はトイレ／浴室に設置されているとして、本発明の実施の形態１について以下説明する。

図２において、換気装置の本体ケース３は、下面に室内空気取入開口部４、側面（または上面）に室内空気排出開口部５を有する箱形の本体ケースで、内部には送風機６が設けられている。

この換気装置の本体ケース３は図３のごとく、天井板７の上面に設置されるもので、この天井板７には、室内空気取入開口部４と略同じ大きさの開口部（図示せず）が設けられている。

また、換気装置の本体ケース３の室内空気排出開口部５にはダクト８の一端が接続され、さらにダクト８の他端は室外へと延長されている。

前記本体ケース３は、天井板７の下面から、前記室内空気取入開口部４を覆うごとく、スリット状の通気孔９を備えた化粧板１０が着脱自在に取り付けられている。

この化粧板１０の前記本体ケース３への取り付けについては、よく知られた構造であるので、簡単に説明すると、図２に示すように、化粧板１０の取付バネ１１を、本体ケース３の取付部１２に装着することで、この作業は簡単に行える。前記化粧板１０は、本体ケース３の室内空気取入開口部４よりも大きなものであるので、天井板７の開口部（図示せず）や、前記室内空気取入開口部４を、天井板７の下面側から覆い、美的感覚を高めるものである。

また、この化粧板１０を着脱し、使用者が容易に確認でき操作可能な位置には、建屋で確保すべき風量を設定するための仮総換気風量設定部１３が取り付けられている。この仮総換気風量設定部１３は、図４（ａ）に示すように、建屋で確保すべき総換気風量を設定する構成としているが、これに限定するものではなく、総換気風量が一意に決定できる設定値であればよいものとする。ここで、「仮」としているのは、後述するように、複数の換気装置に設けられた仮総換気風量設定部１３でそれぞれ設定されるので、最終的に建屋内で１つの総換気風量Ｑを決定する処理が必要となるからである。

ところで、仮総換気風量設定部１３の入力方法としては、たとえば建屋の総床面積が挙げられる。建築業界においては、建物の床面積によって確保しなければならない風量が決まっているのが一般的であり、図４（ｂ）に示すように、間取りに応じて、建屋に必要な総換気風量が定義されている。あるいは、仮総換気風量設定部１３の入力方法としては、仮総換気風量Ｑｎを直接入力する方法でもよい。

また、仮総換気風量設定部１３は図４（ａ）に示すように、設定値を多段階に設定可能なダイヤル式のスイッチを設けてあるが、これに限定するものではなく、切り替え設定ができればよいものとする。

次に、換気装置の換気風量を制御する制御回路のブロック図について図５を用いて説明する。

制御回路のブロックは、商用電源１４に接続した電源回路１５と、電源回路１５の出力電圧からＦＥＴなどのスイッチング素子の集合体であるドライブＩＣ１６などを介して接続される三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の固定子巻き線を有するＤＣモータなどの送風機６と、前記送風機６の回転数を調整する制御部１７を備えている。

また、前記制御回路のブロックは、建屋で確保すべき風量を設定するための仮総換気風量設定部１３と、他の換気装置へ情報を伝達する情報送信部１８と、他の換気装置から情報を取得する情報受信部１９を備えている。

制御部１７には、電源回路１５と、ドライブＩＣ１６と、仮総換気風量設定部１３と、情報送信部１８と、情報受信部１９と、が接続されている。

また、制御部１７は、電源回路１５の出力電圧であるＤＣ５ＶやＤＣ３Ｖで駆動するものであり、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）で構成される。後述する制御部１７の動作については、制御部１７内部のカウンターやＲＡＭ、ＲＯＭが共同するプログラムの形態で実施される。

また、制御部１７は、建屋で確保すべき総換気風量を決定する総換気風量判断手段２０と、自己の風量を決定する第１風量決定手段２１と、送風機６が実際に出力している風量を検出する風量検出手段２２と、自己の換気装置の情報を計算用に蓄えるための計算用バッファ２３から構成されている。

なお、情報送信部１８および情報受信部１９は、通信相手に送信元を識別させるための通信ＩＤと、換気装置の風量に関する情報を、換気装置間で送受信するものであり、各々の換気装置の情報送信部１８および情報受信部１９の接続、すなわち、各換気装置間の情報伝達網については、有線式や無線式のどちらでもよく、様々な情報伝達網の種類が適用可能である。

総換気風量判断手段２０は、自己の換気装置の仮総換気風量設定部１３にて設定された仮総換気風量Ｑｎ（ｎは換気装置１、２、・・・に対応する添え字。以下同じ）と、情報受信部１９で受信した他の換気装置の仮総換気風量Ｑｎとを比較して、最も大きい仮総換気風量Ｑｎを建屋で確保すべき総換気風量Ｑとするものであり、第１風量決定手段２１と接続している。なお、仮総換気風量Ｑｎの中で最大のものを総換気風量Ｑとするので、複数の換気装置のうち、どれかひとつだけでも仮総換気風量Ｑｎが設定されていればよい。

第１風量決定手段２１は、総換気風量判断手段２０にて決定した総換気風量Ｑと、他の換気装置の情報とを元に自己の目標風量ｑｎを決定し、ドライブＩＣ１６を介して送風機６の風量を調整するものである。

風量検出手段２２は、図３に示すダクト８内部に風量を検出するセンサ（図示せず）を備え付け検出する方法や、送風機６の電流や回転数の情報を元に検出する方法を用いて、送風機６が実際に出力している風量（出力風量ｑ_Rｎ）を検出する。そして、この出力風量ｑ_Rｎと送風機６に設定された自己の目標風量ｑｎと比較する。比較の結果、実際の出力風量ｑ_Rｎと目標風量ｑｎが異なる場合は、送風機６に設定された目標風量ｑｎよりも、優先した風量で送風機６が動いていることを他の換気装置に知らせるために、送風機６が実際に出力している出力風量ｑ_Rｎを自己の換気装置の優先風量Ｐｎとして設定する。

一方、実際の出力風量ｑ_Rｎと目標風量ｑｎが等しい場合は、優先風量Ｐｎ＝０とする。この「等しい場合」とは、ある程度の範囲で合致していればよく、出力風量ｑ_Rｎが目標風量ｑｎに対して例えば±５％の範囲内に入っている場合に、「等しい」と判断する。逆に言えば、この場合の「異なる場合」とは、出力風量ｑ_Rｎが目標風量ｑｎに対して±５％の範囲から外れている状態である。

そして、風量検出手段２２は計算用バッファ２３に接続しており、優先風量Ｐｎを、計算用バッファ２３に蓄積する。

計算用バッファ２３は、仮総換気風量設定部１３で設定された仮総換気風量Ｑｎの情報と、第１風量決定手段２１で決定した目標風量ｑｎに優先して自己の換気装置に設定する風量である優先風量Ｐｎの情報とを計算用に蓄えるものであり、情報送信部１８に接続している。

また、計算用バッファ２３には、他の換気装置と情報を送受信する際に通信相手を識別できるような通信ＩＤの情報が予め記憶されている。

上記構成において、換気装置の風量制御動作について図６に示すフローチャートを用いて説明する。

換気装置の風量制御動作フローは、以下の５つのステップによって説明できる。

すなわち、計算用バッファ２３に、自己の換気装置で設定された仮総換気風量Ｑ_nの情報と、初期の優先風量Ｐｎの情報（＝０〔ｍ³／ｈ〕）を蓄積するフロー（ＳＴＥＰ１）と、
計算バッファに蓄積された情報を、情報送信部１８を介して他の換気装置に送信し、情報受信部１９を介して、他の換気装置から情報を受信するフロー（ＳＴＥＰ２）と、
総換気風量判断手段２０を示すフロー（ＳＴＥＰ３）と、
第１風量決定手段２１を示すフロー（ＳＴＥＰ４）と、
風量検出手段２２を示すフロー（ＳＴＥＰ５）とから構成される。

以下詳細について説明する。

第一の換気装置１および第二の換気装置２へ電源が供給されると、ＳＴＥＰ１に示すように、それぞれの換気装置内では、仮総換気風量設定部１３で設定された仮総換気風量Ｑ１、Ｑ２を計算用バッファ２３に蓄積する。また、初期の優先風量Ｐ１、Ｐ２の情報（＝０〔ｍ³／ｈ〕）を蓄積する。

本実施の形態においては、仮総換気風量設定部１３は、図４（ａ）に示すように、直接仮総換気風量Ｑｎを設定する構成である。例えば、第一の換気装置１の仮総換気風量設定部１３には、仮総換気風量Ｑ１＝１５０〔ｍ³／ｈ〕が設定され、第二の換気装置２の仮総換気風量設定部１３では、仮総換気風量Ｑ２＝１７０〔ｍ³／ｈ〕が設定されているとする。そして、これらの情報を計算用バッファ２３に蓄積する。

また、第一の換気装置１の通信ＩＤはＩ１＝１０１、第二の換気装置２の通信ＩＤはＩ２＝１０２であり、各換気装置の計算用バッファ２３に記憶されているものとする。

また、前述したように、第一の換気装置１の初期の優先風量として、Ｐ１＝０〔ｍ³／ｈ〕、第二の換気装置２の初期の優先風量として、Ｐ２＝０〔ｍ³／ｈ〕を計算用バッファ２３に蓄積する。

次に、各換気装置の情報送信部１８は、ＳＴＥＰ２に示すように、計算用バッファ２３に蓄積された、仮総換気風量Ｑｎの情報と、優先風量Ｐｎの情報と、通信ＩＤの情報を他の換気装置に送信する。すなわち、第一の換気装置１の情報送信部１８は、自己の換気装置に設定された仮総換気風量Ｑ１と、優先風量Ｐ１と、通信ＩＤの情報Ｉ１とを第二の換気装置２へ送信する。

同様に、第二の換気装置２の情報送信部１８は、自己の換気装置に設定された仮総換気風量Ｑ２と、優先風量Ｐ２と、通信ＩＤの情報Ｉ２とを第一の換気装置１へ送信することで、双方向通信が完了し、互いの情報および同一建屋内に２台の換気装置が接続されていることを認識できる。

次に、総換気風量判断手段２０では、ＳＴＥＰ３に示すように、各換気装置で設定された仮総換気風量Ｑ１、Ｑ２との情報を比較し、最も大きい値を建屋で確保すべき総換気風量Ｑと認識する。すなわち、Ｑ＝Ｑ２＝１７０〔ｍ³／ｈ〕となる。

次に第１風量決定手段２１では、ＳＴＥＰ２にて認識した同一建屋内に２台の換気装置が接続されている情報と、建屋に必要な総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕の情報と、情報受信部１９で受信した他の換気装置の優先風量Ｐｎの情報をもとに、換気装置１台あたりの目標風量ｑｎを決定する。

本実施の形態では、第一の換気装置１と第二の換気装置２の最大風量能力は互いに１５０〔ｍ³／ｈ〕であるので、２台同時に最大能力で運転した場合は、最大風量＝１５０×２＝３００〔ｍ³／ｈ〕となり、必要な総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕に対して、１３０〔ｍ³／ｈ〕の風量過多状態となってしまう。

そこで、単純には、各換気装置の風量は、必要な総換気風量Ｑを設置されている換気装置の台数Ｎで均等割りしたものとすることで、総換気風量Ｑを満たすことができる。すなわち、第一の換気装置１の目標風量ｑ１および第二の換気装置２の目標風量ｑ２は、

ｑ１＝ｑ２＝Ｑ／Ｎ＝１７０／２＝８５〔ｍ³／ｈ〕

となる。

次に、優先風量Ｐｎを確認する。第１風量決定手段２１は、ＳＴＥＰ４に示すように、設定されている優先風量Ｐｎを総換気風量Ｑから除いた残りの風量を、優先風量Ｐｎが設定されていない換気装置にて均等に配分するように新しい風量を決定する。

この場合、第一の換気装置１と第二の換気装置２の優先風量Ｐｎはともに０〔ｍ³／ｈ〕なので、優先風量Ｐｎで動作する換気装置はないこととなる。

したがって、優先風量Ｐｎが設定されている換気装置の風量を除いた残りの風量Ｑ_Eは、

Ｑ_E＝Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕

優先風量Ｐｎが設定されていない換気装置の台数Ｎ_Eは、

Ｎ_E＝Ｎ＝２〔台〕

となる。各換気装置の目標風量ｑｎはＱ_E〔ｍ³／ｈ〕をＮ_E〔台〕で均等に配分することとなるので、第一の換気装置１では、

ｑ１＝Ｑ_E／Ｎ_E＝１７０／２＝８５〔ｍ³／ｈ〕

第二の換気装置２では、

ｑ２＝Ｑ_E／Ｎ_E＝１７０／２＝８５〔ｍ³／ｈ〕

となる。

すなわち、上記目標風量ｑ１、ｑ２で運転した場合の実際の出力風量ｑ_R１、ｑ_R２は、ともに約８５〔ｍ³／ｈ〕となるので、出力される総換気風量は、

ｑ_R１＋ｑ_R２＝８５＋８５＝１７０〔ｍ³／ｈ〕

となり、総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕を満たすことができる。

次に、実際の出力風量ｑ_Rｎが目標風量ｑｎと異なるようになる場合について説明する。

例えば、換気装置の本体ケース３の室内空気排出開口部５にはダクト８の一端が接続されており、さらにダクト８の他端は室外へと延長されているのが一般的な施工状態であり、ダクト８の長さによって圧力損失が増減し、当初定めた所定の風量（目標風量ｑｎ）を確保できない場合がある。

第一の換気装置１および第二の換気装置２のダクト８が設計許容値以内の長さで施工されており、各換気装置に設定された目標風量ｑ１、ｑ２と同等の能力を発揮できれば問題ない。

しかし、例えば第二の換気装置２のダクト８が設計許容値以上の長さで施工され、ｑ２＝５０〔ｍ³／ｈ〕の能力しか発揮できない場合もある。

風量検出手段２２は、ＳＴＥＰ５に示すように、送風機６が実際に出力している出力風量ｑ_Rｎを検出する。そして、自己の目標風量ｑｎと比較して実際の出力風量ｑ_Rｎが異なる場合は、目標風量ｑｎが実現できないとして、他の換気装置に知らせるために、実際に出力している出力風量ｑ_Rｎを自己の換気装置の優先風量Ｐｎとして設定する。

上記の場合、すなわち、第二の換気装置２がｑ_R２＝５０〔ｍ³／ｈ〕の能力しか発揮できない場合、第一の換気装置１の風量検出手段２２は、第一の換気装置１の実際の出力風量ｑ_R１＝８５〔ｍ³／ｈ〕を検出し、優先風量はＰ１＝０〔ｍ³／ｈ〕を設定して計算用バッファに蓄積する。一方、第二の換気装置２の風量検出手段２２は、第二の換気装置２の実際の出力風量ｑ_R２＝５０〔ｍ³／ｈ〕を検出し、優先風量Ｐ２＝ｑ_R２＝５０〔ｍ³／ｈ〕を設定して計算用バッファに蓄積する。

しかし、このままでは、

ｑ_R１＋ｑ_R２＝８５＋５０＝１３５〔ｍ³／ｈ〕

となり、総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕を満たさない。

この状態において、再度ＳＴＥＰ２に戻り、第一の換気装置１の情報送信部１８は、自己の通信ＩＤと優先風量Ｐ１＝０、仮総換気風量Ｑ１＝１５０を送信する。第二の換気装置２の情報送信部は、自己の通信ＩＤと優先風量Ｐ２＝５０、仮総換気風量Ｑ２＝１７０を送信する。各換気装置の情報受信部１９はこの情報を受信する。

次にＳＴＥＰ３に示すように総換気風量判断手段２０にて、総換気風量Ｑを決定する。Ｑ１、Ｑ２の情報は変化していないので、総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕のままとなる。

次にＳＴＥＰ４に示すように、第１風量決定手段２１にて換気装置１台あたりの風量を決定する。ここで、第二の換気装置２には、優先風量Ｐ２＝５０〔ｍ³／ｈ〕が設定されている。第１風量決定手段２１は、自己の優先風量Ｐｎが設定されていない場合、総換気風量Ｑから他の換気装置の優先風量Ｐｎの和を減じた値と優先風量が設定されていない（Ｐｎ＝０）換気装置の台数とから目標風量ｑｎを算出する。

すなわち、第一の換気装置１の第１風量決定手段２１では、第二の換気装置２の優先風量Ｐ２を総換気風量Ｑから減算して、優先風量Ｐｎが設定されていない換気装置で賄うべき風量Ｑ_E

Ｑ_E＝１７０−５０＝１２０〔ｍ³／ｈ〕

優先風量が設定されていない換気装置の台数Ｎ_E

Ｎ_E＝２−１＝１〔台〕

を得る。従って、第一の換気装置１の目標風量ｑ１は、

ｑ１＝Ｑ_E／Ｎ_E＝１２０／１＝１２０〔ｍ³／ｈ〕

と決定する。

第二の換気装置２の第１風量決定手段２１では、自己の優先風量Ｐ２が設定されているので、目標風量ｑ２を優先風量Ｐ２として運転することになる。

すなわち、優先風量Ｐｎが設定されていない（＝０）の場合には、換気装置の台数Ｎ、総換気風量Ｑから求められる目標風量ｑｎ

ｑｎ＝Ｑ／Ｎ

で運転する。一方、優先風量Ｐｎが設定されている場合（≠０）には、最初に求めた目標風量ｑｎで運転するのである。（この場合、第二の換気装置２は、目標風量ｑ２＝８５〔ｍ³／ｈ〕で運転しているが、実際にはｑ_R２＝５０〔ｍ³／ｈ〕しか出力されないことになる。）。

次に、新しい目標風量ｑ１、ｑ２で送風機６を駆動し、ＳＴＥＰ５に示すように、風量検出手段２２にて実際の風量を検出する。第一の換気装置１は能力を発揮できているとすると、第一の換気装置１の風量検出手段２２は第一の換気装置１の実際の出力風量ｑ_R１＝１２０〔ｍ³／ｈ〕を検出し、優先風量はＰ１＝０〔ｍ³／ｈ〕を設定して計算用バッファに蓄積する。一方、第二の換気装置２の風量検出手段２２は第二の換気装置２の実際の出力風量ｑ_R２＝５０〔ｍ³／ｈ〕を検出し、優先風量Ｐ２＝ｑ_R２＝５０〔ｍ³／ｈ〕を設定して計算用バッファに蓄積する。

したがって、ｑ_R１＋ｑ_R２＝１２０＋５０＝１７０〔ｍ³／ｈ〕となり、総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕を維持することができる。

また、本実施の形態では、換気装置を２台用いて説明をしたが、台数が増加した場合も本実施の形態が適用でき、同様の効果が得られる。

以上のように、本発明の実施の形態１においては、互いの換気装置同士が互いに情報を取得し合うことで、総換気風量判断手段２０で決定した総換気風量情報および設置されている換気装置の設定風量に優先する優先風量情報とから自己の換気風量を判断し運転する構成とした。従って、建屋全体の必要な総換気風量に対して、換気装置それぞれの換気能力が過多あるいは過少の状況においても、換気装置同士が主従関係なく自己の風量を増減できるように調整できることで、建屋全体の風量を最適に保つことが可能となる。

なお、本実施の形態においては、各換気装置１，２に仮総換気風量設定部１３を設ける構成としたが、同一の情報伝達網内に総換気風量Ｑを設定する総換気風量設定器を設けてもよい。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の換気装置の構成について、図７〜１１を参照しながら説明する。

なお、実施の形態１と同一機能を有するものは、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態の換気装置は、実施の形態１の換気装置の構成に加え、第１風量決定手段２１で決定する風量よりも優先した風量（以降、外部設定風量Ｅｎ）を設定できる外部風量設定部２４を具備している。

外部風量設定部２４は、入力値に対して一意に外部設定風量Ｅｎを決定できる構成であればよい。たとえば、図７に示すように、化粧板１０の通気孔９に設けられた外部風量設定部取付孔２５に、外部風量設定部２４が取り付けられ、人感センサ、温度センサ、湿度センサ、一酸化炭素センサ、二酸化炭素センサ、照度センサの少なくとも一つを搭載し、センサの検知状態に応じて外部設定風量Ｅｎを決定するような構成であってもよい。

また、図８に示すように、化粧板１０を着脱し、使用者が容易に確認でき操作可能な位置に、外部風量設定部２４が取り付けられ、図９（ａ）に示すように、外部設定風量Ｅｎが多段階に設定可能であるような構成としてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、外部設定風量Ｅｎが一意に決定できるような設定値を多段階に設定可能であるような構成であったりしてもよい。

以降の説明においては、外部風量設定部２４は図７に示すような構成で、人の有無を検知する人感センサ２７を備え、人感センサ２７が検知すると、換気装置の最大風量を外部設定風量Ｅｎとして設定するような構成であるとする。

また、図１０の換気装置の制御回路のブロック図に示すように、外部風量設定部２４は制御部１７へ接続され、制御部１７は外部風量設定部２４で設定された外部設定風量Ｅｎを認識する。

制御部１７は内部に第２風量決定手段２６を備え、第２風量決定手段２６はプログラムの形態で実施され、第１風量決定手段２１を内包する。第２風量決定手段２６は、外部風量設定部２４にて外部風量が設定されている場合は、自己の換気装置の目標風量ｑｎを外部設定風量Ｅｎとする。また、外部風量設定部２４にて外部設定風量Ｅｎが設定されていない場合は、実施の形態１で説明したように、第１風量決定手段２１は、総換気風量判断手段２０にて決定した総換気風量Ｑの情報と、情報受信部１９にて受信した他の換気装置の優先風量Ｐｎとから自己の目標風量ｑｎを決定し、送風機６の風量を調整する。

以下、総床面積２００〔ｍ²〕の建屋に、最大風量能力１５０〔ｍ³／ｈ〕の同スペックの換気装置を２台設置した場合を想定し、第一の換気装置１および第二の換気装置２のダクト８は設計許容値以内の長さで施工されており、総換気風量Ｑと同等の能力を発揮できるものとして説明する。

上記構成において、実施の形態２の換気装置の風量制御動作について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。

第２風量決定手段２６は、図１１のフローチャートに示すように、外部風量設定部２４で外部設定風量Ｅｎが設定されていない場合では、第１風量決定手段２１と同等の動作を行うため、この状態では実施の形態１のＳＴＥＰ１〜５と同等のフローとなる。従って、外部風量設定部２４で外部設定風量Ｅｎが設定されていない場合の説明は省略する。

そして、第２風量決定手段２６の特徴的な動作について、第一の換気装置１の外部風量設定部２４の人感センサ２７が検知状態であり、第二の換気装置２の外部風量設定部２４の人感センサ２７が非検知状態である場合について説明する。

ＳＴＥＰ６に示すように、外部風量設定部２４の人感センサ２７が検知状態になると、強制的に汚れた空気を屋外へ排出するために、換気装置の最大風量を外部設定風量Ｅｎとして設定する。第２風量決定手段２６は、外部風量設定部２４から外部設定風量Ｅｎを受け取り、自己の換気装置の目標風量ｑｎとして外部設定風量Ｅｎの値を設定するとともに、この外部設定風量Ｅｎを、優先風量Ｐｎとして設定する。

すなわち、第一の換気装置１の外部風量設定部２４は、外部設定風量Ｅ１として最大風量能力である１５０〔ｍ³／ｈ〕を設定する。これを受けて、第２風量決定手段２６は、自己の換気装置の目標風量ｑ１＝Ｅ１＝１５０〔ｍ³／ｈ〕を設定し、優先風量Ｐ１＝Ｅ１＝１５０〔ｍ³／ｈ〕とする。一方で、第二の換気装置２の外部風量設定部２４は、外部設定風量Ｅ２が設定されていない（Ｅ２＝０〔ｍ³／ｈ〕）ので、第２風量決定手段２６は、ＳＴＥＰ４にて自己の換気装置の目標風量ｑ２を決定する。すなわち、第二の換気装置２の風量はｑ２＝８５〔ｍ³／ｈ〕のまま、優先風量Ｐ２＝０〔ｍ³／ｈ〕のままとなる。

ＳＴＥＰ５において、第一の換気装置１は最大風量で運転し、第一の換気装置１の風量検出手段２２で検出する実風量はｑ_R１＝１５０〔ｍ³／ｈ〕、第二の換気装置２の風量検出手段２２で検出する実風量はｑ_R２＝８５〔ｍ³／ｈ〕となる。このままでは、第一の換気装置１の風量と第二の換気装置２の合計の風量は、

ｑ_R１＋ｑ_R２＝１５０＋８５＝２３５〔ｍ³／ｈ〕

となり、建屋に必要な総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕に対して、６５〔ｍ³／ｈ〕の風量過多状態となる。

しかし、実施の形態１のＳＴＥＰ４で示したように、第二の換気装置２において情報受信部１９で受信した第一の換気装置１の優先風量Ｐ１＝１５０〔ｍ³／ｈ〕が設定されているため、第二の換気装置２の自己の目標風量ｑ２は、

ｑ２＝Ｑ_E／Ｎ_E
＝（１７０−１５０）／（２−１）
＝２０／１＝２０〔ｍ³／ｈ〕

に修正される。

したがって、第一の換気装置１の風量と第二の換気装置２の合計の風量は、

ｑ_R１＋ｑ_R２＝１５０＋２０＝１７０〔ｍ³／ｈ〕

となり、建屋に必要な総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕を維持することができる。

また、人が退出し、第一の換気装置１の外部風量設定部２４の人感センサ２７が非検知となった場合は、第一の換気装置１の外部設定風量Ｅ１が０〔ｍ³／ｈ〕となり、外部設定風量Ｅｎが設定されている換気装置がなくなるため、ＳＴＥＰ４にて、ｑ１＝ｑ２＝８５〔ｍ³／ｈ〕で運転することとなる。

また、第一の換気装置１および第二の換気装置２のそれぞれの人感センサ２７が検知し、外部設定風量がともに最大換気風量（Ｅ１＝Ｅ２＝１５０〔ｍ³／ｈ〕）となっている場合は、各空間の汚れた空気を強制的に屋外へ排出するために、それぞれが換気風量を確保することを優先としてｑ１＝ｑ２＝１５０〔ｍ³／ｈ〕で運転する。この場合、一定時間は換気風量過多状態となるが、人感センサ２７が非検知となり、汚れた空気が排出された後は、ｑ１＝ｑ２＝８５〔ｍ³／ｈ〕で運転することとなり、総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕が保持された状態となる。

本実施の形態では、換気装置を２台用いて説明をしたが、台数が増加した場合も同様の
効果が得られる。

また、本実施の形態では、外部風量設定部２４の人感センサ２７が検知状態になった場合に、外部設定風量Ｅｎとして換気装置の最大風量を決定する構成として説明したが、これに限定するものではなく、たとえば、センサが検知した際に、外部設定風量Ｅｎとして最大風量よりも小さい風量を決定したり、ファンを停止したりする構成としてもよいものとする。

以上のように、本発明の実施の形態２においては、互いの換気装置同士が互いに情報を取得し合い、自己の目標風量ｑｎを判断する。すなわち、第２風量決定手段２６は、総換気風量判断手段２０で決定した総換気風量Ｑ、設置されている換気装置の優先風量Ｐｎ、および外部風量設定部２４で決定した外部設定風量Ｅｎから自己の目標風量ｑｎを判断し運転する構成とした。従って、外部設定風量Ｅｎが設定されることで一定時間風量を増加させなければならない場合に、建屋全体の必要な総換気風量Ｑに対して、換気装置は主従関係なく自己の目標風量ｑｎを増減し調整できるので、建屋全体の風量を最適に保つことが可能となる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の換気装置の構成について、図１２〜１３を参照しながら説明する。

本実施の形態の換気装置は、実施の形態１の換気装置の構成において、計算用バッファ２３は、予め自己の換気装置の最大風量Ｓｎ（場合によっては、定格風量）を記憶している。また、情報送信部１８および情報受信部１９は、通信相手を識別するための通信ＩＤと、優先風量Ｐｎの情報に加え、自己の換気装置の最大風量Ｓｎを換気装置間で送受信する構成としたものである。

また、実施の形態１の第１風量決定手段２１では、優先風量が設定されていない換気装置の風量は、総換気風量から優先風量が設定されている換気装置の風量を除いた風量を、優先風量が設定されていない換気装置の台数で均等に分配していた。本実施の形態では、図１２に示すように、実施の形態１の第１風量決定手段２１に替えて、換気装置の最大風量に応じた風量を設定する第３風量決定手段２８が設けられている。この第３風量決定手段２８にて以下の方法によって自己の風量を決定する。

以下、総床面積２００〔ｍ²〕の建屋に、最大風量能力１８０〔ｍ³／ｈ〕の第一の換気装置１と、最大風量能力７５〔ｍ³／ｈ〕の第二の換気装置２を設置した場合を想定して説明する。

上記構成において、換気装置の風量制御動作について図１３に示すフローチャートを用いて説明する。

すなわち、計算用バッファ２３に、自己の換気装置で設定された仮総換気風量Ｑｎの情報と、初期の優先風量Ｐｎの情報（＝０〔ｍ³／ｈ〕）と自己の換気装置の最大風量Ｓｎを蓄積するフロー（ＳＴＥＰ７）と、
計算バッファに蓄積された情報を、情報送信部１８を介して他の換気装置に送信し、情報受信部１９を介して、他の換気装置から情報を受信するフロー（ＳＴＥＰ８）と、
総換気風量判断手段２０を示すフロー（ＳＴＥＰ３）と、
第３風量決定手段２８を示すフロー（ＳＴＥＰ９）と、
風量検出手段２２を示すフロー（ＳＴＥＰ５）とから構成される。

以下詳細について説明する。

第一の換気装置１および第二の換気装置２へ電源が供給されると、ＳＴＥＰ７に示すように、それぞれの換気装置内では、仮総換気風量設定部１３で設定された仮総換気風量Ｑｎを計算用バッファ２３に蓄積する。また、初期の優先風量Ｐｎの情報（＝０〔ｍ³／ｈ〕）を蓄積する。また、予め計算用バッファ２３に記憶されている換気装置の最大風量Ｓｎを認識する。

ここで例えば、仮総換気風量設定部１３は、実施の形態１と同様、図４（ａ）に示すように、直接仮総換気風量Ｑｎを設定する構成である。本実施の形態では、第一の換気装置１の仮総換気風量設定部１３では、仮総換気風量Ｑ１＝１５０〔ｍ³／ｈ〕が設定されており、第二の換気装置２の仮総換気風量設定部１３では、仮総換気風量Ｑ２＝１７０〔ｍ³／ｈ〕が設定されており、これらの情報を計算用バッファ２３に蓄積する。

また、第一の換気装置１の初期の優先風量Ｐｎとして、Ｐ１＝０〔ｍ³／ｈ〕、第二の換気装置２の初期の優先風量として、Ｐ２＝０〔ｍ³／ｈ〕を計算用バッファ２３に蓄積する。

また、予め計算用バッファ２３に記憶されている換気装置の最大風量Ｓｎとして、第一の換気装置１は最大風量Ｓ１＝１８０〔ｍ³／ｈ〕、第二の換気装置２は最大風量Ｓ２＝７５〔ｍ³／ｈ〕を認識する。

次に、各換気装置の情報送信部１８は、ＳＴＥＰ８に示すように、計算用バッファ２３に蓄積された、仮総換気風量Ｑｎと、優先風量Ｐｎと、換気装置の最大風量Ｓｎと、通信ＩＤの情報を他の換気装置に送信する。

すなわち、第一の換気装置１の情報送信部１８は、自己の換気装置に設定された仮総換気風量Ｑ１と、優先風量Ｐ１と、換気装置の最大風量Ｓ１と、通信ＩＤの情報Ｉ１とを第二の換気装置２へ送信する。

同様に、第二の換気装置２の情報送信部１８は、自己の換気装置に設定された仮総換気風量Ｑ２と、優先風量Ｐ２と、換気装置の最大風量Ｓ２と、通信ＩＤの情報Ｉ２とを第一の換気装置１へ送信することで、双方向通信が完了し、互いの情報および同一建屋内に２台の換気装置が接続されていることを認識できる。

次に、総換気風量判断手段２０では、ＳＴＥＰ３に示すように、仮総換気風量Ｑ１、Ｑ２との情報を比較し、大きい方の値を建屋で確保すべき総換気風量Ｑと認識する。すなわち、Ｑ＝Ｑ２＝１７０〔ｍ³／ｈ〕とする。

次に第３風量決定手段２８では、ＳＴＥＰ８にて認識した同一建屋内に２台の換気装置が接続されている情報と、建屋に必要な総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕の情報と、情報受信部１９で受信した他の換気装置の優先風量Ｐｎと、各換気装置の最大風量Ｓｎをもとに、換気装置１台あたりの風量を決定する。

第３風量決定手段２８は、ＳＴＥＰ９に示すように、優先風量Ｐｎが設定されている他の換気装置の風量を総換気風量Ｑから除く。次に、各換気装置の最大風量Ｓｎの和に占める自己の換気装置の最大風量Ｓｎの比率を残りの風量に乗じたものを新しい目標風量ｑｎとして決定する。

また、自己の換気装置は、自己の優先風量は設定されず、０〔ｍ³／ｈ〕とする。

この場合、第一の換気装置１と第二の換気装置２の優先風量はともに０〔ｍ³／ｈ〕なので、優先風量で動作する換気装置はないこととなる。

したがって、優先風量が設定されている換気装置の風量を除いた残りの風量Ｑ_E＝Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕に対して、各換気装置の最大風量Ｓｎの和に占める自己の換気装置の最大風量Ｓｎの比率を乗じたものを、各換気装置の目標風量ｑｎとする。すなわち、第一の換気装置１の目標風量ｑ１は、

ｑ１＝Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）×Ｑ
＝１８０／（１８０＋７５）×１７０
＝１２０〔ｍ³／ｈ〕

第二の換気装置２の目標風量ｑ２は、

ｑ２＝Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）×Ｑ
＝７５／（１８０＋７５）×１７０
＝５０〔ｍ³／ｈ〕

となる。

また、第一の換気装置１と第二の換気装置２はともに、第３風量決定手段２８と同じ動作を行うため、優先風量Ｐｎは設定されない。したがって、第一の換気装置１と第二の換気装置２の優先風量としてＰ１＝Ｐ２＝０〔ｍ³／ｈ〕として、計算用バッファ２３に蓄積する。

したがって、ｑ_R１＋ｑ_R２＝１２０＋５０＝１７０〔ｍ³／ｈ〕となり、総換気風量Ｑ＝１７０〔ｍ³／ｈ〕を満たすことができる。

なお、風量検出手段２２において、送風機６が実際に出力している風量が、送風機６に設定された自己の風量よりも小さく、優先風量が設定された場合は、ＳＴＥＰ９において風量を調整するが、この動作については、実施の形態１のＳＴＥＰ４と同様であるので、説明を省く。

本実施の形態では、実施の形態１の換気装置の構成に対して、換気装置の最大風量に応じた風量が設定できるような構成としたが、実施の形態２の換気装置の構成に対しても同様に、換気装置の最大風量に応じた風量が設定できる構成とすることができる。

以上のように、本発明の実施の形態３においては、互いの換気装置同士が互いに情報を取得し合うことで、総換気風量判断手段２０で決定した総換気風量情報および設置されている換気装置の設定風量に優先する優先風量情報および換気装置の最大風量とから自己の換気風量を判断し運転する構成とした。従って、建屋全体の必要な総換気風量に対して、最大風量の異なる換気装置が設置された場合において、換気装置それぞれの換気能力が過多あるいは過少の状況においても、換気装置同士が主従関係なく自己の風量を換気装置の最大風量に応じて増減できるように調整できることで、建屋全体の風量を最適に保つことが可能となる。

以上のように本発明は、換気装置がネットワークを構成するため建物内に必要な風量を最適に提供することができるため、家庭用の用途のほか、事務所、店舗等の用途などに適用することが出来る。

したがって、天井に設置される換気扇としての活用が期待されるものとなる。

１第一の換気装置
２第二の換気装置
３本体ケース
４室内空気取入開口部
５室内空気排出開口部
６送風機
７天井板
８ダクト
９通気孔
１０化粧板
１１取付バネ
１２取付部
１３仮総換気風量設定部
１４商用電源
１５電源回路
１６ドライブＩＣ
１７制御部
１８情報送信部
１９情報受信部
２０総換気風量判断手段
２１第１風量決定手段
２２風量検出手段
２３計算用バッファ
２４外部風量設定部
２５外部風量設定部取付孔
２６第２風量決定手段
２７人感センサ
２８第３風量決定手段

Claims

同一建屋内に少なくとも２つの換気装置を備え、それぞれを１系統の情報伝達網で接続し、建屋内の換気風量を一定に保つ換気システムを構成する換気装置であって、
それぞれの換気装置は、
前記情報伝達網を介して他の換気装置へ情報を送信する情報送信部と、
前記情報伝達網を介して他の換気装置から情報を受信する情報受信部と、
自己の動作を決定する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記建屋に必要な総換気風量を判断する総換気風量判断手段と、
前記情報受信部で受信した前記他の換気装置の情報から、前記総換気風量を保つよう自己の目標風量を決定する第１風量決定手段と、
自己の換気装置が実際に出力している出力風量を検出し、この出力風量と前記目標風量が異なる場合に、得られた出力風量を優先風量として前記他の換気装置に対して前記情報送信部を介して知らせる風量検出手段を備えたことを特徴とする換気装置。
前記制御部は、運転風量を指令する外部風量設定部をさらに備え、
この外部風量設定部に運転風量が設定された場合には、この設定された運転風量で運転するように指令するとともに、
この設定された運転風量を優先風量として前記他の換気装置に対して前記情報送信部を介して知らせる第２風量決定手段を備えた請求項１記載の換気装置。
前記第１風量決定手段は、前記総換気風量を同一の前記情報伝達網内に接続された前記換気装置の台数で除した値を自己の目標風量とする請求項１または２記載の換気装置。
前記情報送信部および前記情報受信部は、自己の換気装置の最大風量の情報を送受信し、
前記第１風量決定手段は、前記総換気風量にそれぞれの換気装置の最大風量の比率を乗じた風量を目標風量とする請求項１または２記載の換気装置。
前記建屋の仮総換気風量を設定する仮総換気風量設定部を有し、
前記情報送信部は、前記仮総換気風量を送信情報として前記他の換気装置へ送信し、
前記総換気風量判断手段は、前記情報受信部を介して得られた前記仮総換気風量のうち最大のものを前記建屋に必要な前記総換気風量と判断する請求項１〜４いずれかひとつに記載の換気装置。