換気機器
【課題】住宅の寝室等において使用される夜間換気機能を有する換気機器において、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがない夜間換気を可能とすることを目的とする。
【解決手段】ファン２、室内温度センサー３、外気温度センサー４、マイコン５を備え、マイコン５は時計１９、メモリー２０、室内温度予測プログラム２１を有し、メモリー２０は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、外気温度センサー４が検知した外気温度が室内温度センサー３が検知した室内温度よりも低い場合にマイコン５がファン２を作動させ、また室内温度予測プログラム２１がファン２を停止した場合の設定時刻の室内温度を予測し、予測された設定時刻の室内温度が設定温度よりも低い場合にマイコン５がファン２を停止させる構成にしたことにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがない換気機器を得られる。
【解決手段】ファン２、室内温度センサー３、外気温度センサー４、マイコン５を備え、マイコン５は時計１９、メモリー２０、室内温度予測プログラム２１を有し、メモリー２０は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、外気温度センサー４が検知した外気温度が室内温度センサー３が検知した室内温度よりも低い場合にマイコン５がファン２を作動させ、また室内温度予測プログラム２１がファン２を停止した場合の設定時刻の室内温度を予測し、予測された設定時刻の室内温度が設定温度よりも低い場合にマイコン５がファン２を停止させる構成にしたことにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがない換気機器を得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、夜間換気機能を有する換気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日中の気温が高い時期、あるいはそのような地域においては、日中に建物の躯体が蓄熱するため、夜になって外気温度が低下しても室内温度がなかなか低下しないということがよくある。そのような時期にエネルギー消費を抑えながら室内温度を下げるためには、夜に比較的涼しい外気を大量に室内に導入するという夜間換気が有効な手段である。
【０００３】
従来、この種の換気機器においては、外気温度と室内温度と室内設定温度に基づいて換気運転が制御されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その換気機器について図７を参照しながら説明する。図７は従来の換気機器１０１の構成を示す構成図である。
【０００５】
図７に示すように、換気機器１０１は排気ファン１０２と給気ファン１０３と制御部１０４からなり、外気温度センサー１０５、室内温度センサー１０６を備えることにより、検知された外気温度、室内温度と予め設定された室内設定温度に基づいて換気ファン１０２、１０３が制御部１０４によって制御される。具体的な制御方法は、室内温度が室内設定温度より高く、かつ外気温度が室内温度より低い場合に排気ファン１０２と給気ファン１０３が運転され、換気を行うというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−８０６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の夜間換気用の換気機器においては、室内温度が室内設定温度以下になると換気を停止していた。そのため換気を停止した後にも漏気により低温の外気が室内に流入したり、壁面からの放熱によって躯体の温度がさらに低下したりして、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがあるという課題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことのない換気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明は、換気手段、室内温度検知手段、外気温度検知手段、制御部を備え、前記制御部は時計、情報記憶手段、室内温度予測手段を有し、前記情報記憶手段は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を作動させ、また前記室内温度予測手段が前記換気手段を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させる換気機器であり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、換気手段、室内温度検知手段、外気温度検知手段、制御部を備え、前記制御部は時計、情報記憶手段、室内温度予測手段を有し、前記情報記憶手段は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を作動させ、また前記室内温度予測手段が前記換気手段を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させるという構成にしたことにより、前記換気手段が停止した場合でも前記設定時刻の室内温度が概ね前記設定温度になるので、前記設定時刻を明け方頃に設定することにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがないという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の換気機器１の構成を示す断面図
【図２】本発明の換気機器１の構成を示す室内側立面図
【図３】本発明の換気機器１の動作に関する情報の流れを示すブロック図
【図４】本発明の換気機器１の夜間換気モードでのフローを示すフロー図
【図５】（ａ）換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を示す概念図、（ｂ）測定データと補正後の換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を示す概念図
【図６】本発明の換気機器２２の構成を示す断面図
【図７】従来の換気機器１０１の構成を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１記載の換気機器は、換気手段、室内温度検知手段、外気温度検知手段、制御部を備え、前記制御部は時計、情報記憶手段、室内温度予測手段を有し、前記情報記憶手段は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を作動させ、また前記室内温度予測手段が前記換気手段を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させるという構成を有する。これにより、前記換気手段が停止した場合でも前記設定時刻の室内温度が概ね前記設定温度になるので、前記設定時刻を明け方頃に設定することにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがないという効果を奏する。
【００１３】
また、前記情報記憶手段は前記換気手段が停止した状態での室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を予め記憶しておき、前記室内温度予測手段は前記室内温度検知手段が検知した室内温度と前記外気温度検知手段が検知した外気温度との室内外温度差と前記情報記憶手段が記憶している前記換気機器を停止した場合の室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係と前記時計の時刻情報をもとに前記換気機器を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させるという構成にしてもよい。これにより、前記換気手段が停止した場合でも前記設定時刻の室内温度が概ね前記設定温度になるので、前記設定時刻を明け方頃に設定することにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがないという効果を奏する。
【００１４】
また、前記室内温度予測手段は、ある時間に前記室内温度検知手段が検知した室内温度と、同じ時間に前記外気温度検知手段が検知した外気温度と、単位時間後に前記室内温度検知手段が検知した室内温度とを用いて、前記情報記憶手段が記憶している前記換気機器を停止した場合の室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を補正するという構成にしてもよい。これにより、室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を実際に前記換気機器が設置された建物の性能、部屋のサイズ、就寝時の在室人数といった特性に応じて補正することができるので、前記室内温度予測手段が予測する前記設定時刻の室内温度の精度を上げることができるという効果を奏する。
【００１５】
また、前記設定時刻を変更する設定時刻変更手段と、前記設定温度を変更する設定温度変更手段を備えた構成にしてもよい。これにより、前記設定時刻を時期により異なる明け方の時刻に合わせて調節することができ、また前記設定温度を使用者の好みに応じて調節することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、停止モード、常時換気モード、夜間換気モードの運転モードを有し、前記運転モードを切替えられる運転モード切替手段を備えた構成にしてもよい。これにより、使用者の好みに応じて前記換気機器を常時換気用の換気機器としても使用できるという効果を奏する。
【００１７】
また、前記夜間換気モードが選択された場合に、前記室内温度検知手段が検知した室内温度と前記外気温度検知手段が検知した外気温度を表示する温度表示手段を備えた構成にしてもよい。これにより、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低いかどうかを使用者が自ら確認することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、前記換気手段を逆回転による送風が可能なファンとし、前記常時換気モードが選択された場合には前記換気手段が排気を行い、前記夜間換気モードが選択された場合には前記換気手段が給気を行うという構成にしてもよい。これにより、常時換気の場合には室内の汚染空気を確実に排出し、また夜間換気の場合には比較的低温の外気を室内に直接導入するため冷房効果が大きいという効果を奏する。
【００１９】
また、前記換気手段を逆回転による送風が可能なファンとし、前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段を１つの検知手段とした構成にしてもよい。これにより、検知手段を１つのみ搭載すればよいのでコストを削減できるという効果を奏する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
実施の形態１の換気機器１について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２２】
まずは換気機器１の構成について図１を参照しながら説明する。図１は換気機器１の構成を示す断面図である。
【００２３】
図１に示すように、換気機器１は住宅の壁面に埋め込まれ、室内の空気を室外に排出する装置である。換気機器１は換気手段としてのファン２、室内温度検知手段としての室内温度センサー３、外気温度検知手段としての外気温度センサー４、制御部としてのマイコン５を備える。また換気機器１は室内側にカバー６、周囲に筐体７、外気側にシャッター８とそれを支える枠９を備える。また、換気機器１の外側にはフード１０を設置して風雨の室内への吹き込みや虫の室内侵入を防ぐのが望ましい。
【００２４】
ファン２は比較的大きい風量を確保できるプロペラファンとし、ファン２の外側にはオリフィス１１を配置する。ファン２は５〜１５回／ｈ程度の換気量が確保できるものとする。夜間換気は特に寝室において使用されることが多いので、静音性に考慮して上記の換気量が確保できる他の種類のファンとしてもよい。ファン２を回転させるモーター１２はマイコン５の指示を受けて作動するように構成する。
【００２５】
なお換気機器１は必ずしも壁面に埋め込まれた形態でなくてもよい。所望の換気量を確保できるのであれば、換気機器１を天井埋め込み型とし、ファン２をシロッコファン等の高静圧型ファンとしてもよい。
【００２６】
室内温度センサー３は例えばカバー６上のような室内空気に暴露される位置に配置され、室内の温度を検知する。外気温度センサー４は例えば枠９上のような外気に暴露される位置に配置され、外気温度を検知する。室内温度センサー３と外気温度センサー４のセンサーは比較的精度がよく、安価なもの（例えば熱電対）とする。
【００２７】
次に換気機器１の構成について図２を参照しながら説明する。図２は換気機器１の室内側立面図である。
【００２８】
換気機器１はカバー６の中央にフィルター１３、カバー６の下部に運転モード切替手段及び設定時刻変更手段及び設定温度変更手段としてのスイッチ１４、設定時刻変更手段及び設定温度変更手段としてのボタン１５、温度表示手段としての第１モニター１６、第２モニター１７を備える。
【００２９】
フィルター１３は室内空気の粉塵等を除いた空気を換気機器１の内部に導入することにより、ファン２などに汚れを着きにくくする。フィルター１３のフィルターは比較的圧力損失が少ないもの、例えば不織布とする。
【００３０】
スイッチ１４はマイコン５に接続され、使用者の指示をマイコン５に伝える。使用者がスイッチ１４を１回押すごとに、運転モードが切替えられるようにする。運転モードとしでは停止モード、常時換気モード、夜間換気モードを備えるようにする。このように夜間換気モードだけでなく常時換気モードを持つことにより、使用者の好みに応じて換気機器１を常時換気用の換気機器としても使用することができる。
【００３１】
また、使用者がスイッチ１４を１回長押しするごとに、上記の運転モード切替、設定温度変更モード、設定時刻変更モードと切替えられるようにする。
【００３２】
ボタン１５はマイコン５に接続され、使用者の設定温度と設定時刻についての指示をマイコン５に伝える。ボタン１５は上下の１組のボタンで構成し、スイッチ１４の操作により設定温度変更モードになっている場合に、ボタン１５を操作することにより設定温度を上げ下げすることができるようにする。またスイッチ１４の操作により設定時刻変更モードになっている場合に、ボタン１５を操作することにより設定時刻を早くしたり遅くしたりすることができるようにする。
【００３３】
このように設定時刻と設定温度を変更できるようにすることで、設定時刻を時期により異なる明け方の時刻に合わせて調節することができ、また設定温度を使用者の好みに応じて調節することができる。
【００３４】
第１モニター１６と第２モニター１７はマイコン５に接続され、マイコン５の指示を受けて情報を表示する。スイッチ１４の操作により設定温度変更モードまたは設定時刻変更モードになっている場合、マイコン５はスイッチ１４からの情報を受けて第１モニター１６に設定温度または設定時刻の情報を表示する。またスイッチ１４の操作により夜間換気の運転モードになった場合については後述する。
【００３５】
以上、換気機器１の構成について図１、図２を参照しながら説明した。
【００３６】
次に換気機器１の動作について図３を参照しながら説明する。図３は換気機器１の動作に関する情報の流れを示すブロック図である。
【００３７】
使用者がスイッチ１４及びボタン１５を操作すると、その情報を受けてマイコン５が第１モニター１６、第２モニター１７、ファン２を回転させるモーター１２、シャッター８を開閉させるモーター１８に指示を出して必要な運転を行う。その際、マイコン５は指示を出すために必要な情報を室内温度センサー３、外気温度センサー４、時計１９、情報記憶手段としてのメモリー２０、室内温度予測手段としての室内温度予測プログラム２１から受け取るものとする。
【００３８】
時計１９は時刻情報をマイコン５に提供するためのものである。メモリー２０は各種情報を記憶しておき、必要なときにマイコン５に情報を提供するためのものである。メモリー２０は予め設定温度と設定時刻についての情報を記憶しておき、それらが変更された場合には変更された設定温度と設定時刻を新たに記憶しておく。またメモリー２０は、換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を予め記憶しておく。室内温度予測プログラム２１の動作については後述する。
【００３９】
次に、常時換気モードが選択された場合の換気機器１の動作について説明する。
【００４０】
使用者がスイッチ１４で常時換気モードを選択すると、その情報がマイコン５に伝わる。マイコン５はモーター１８に指示を出し、シャッター８を開けさせる。同時にマイコン５はモーター１２に指示を出し、ファン２を回転させる。常時換気モードの場合のファン２の風量は比較的少なくてよく、例えば８畳の部屋を０．５回／ｈ換気するだけの風量（１６ｍ3／ｈ程度）とする。
【００４１】
次に、夜間換気モードが選択された場合の換気機器１の動作について図４を参照しながら説明する。図４は夜間換気モードでのフローを示すフロー図である。
【００４２】
Ｓ１は使用者がスイッチ１４を操作して夜間換気モードを選択するステップである。スイッチ１４の操作については前述の通りである。
【００４３】
マイコン５はスイッチ１４からの夜間換気モードが選択されたという情報を受け、Ｓ２のステップに移行する。Ｓ２は室内温度と外気温度を検知するステップである。
【００４４】
Ｓ２の詳細について説明する。まずマイコン５はその夜間換気モードが選択される前にどのような運転モードになっていたかを判断し、停止モードになっていた場合はそのまま温度検知を行う。一方常時換気モードか夜間換気モードになっていた場合、つまりファン２が作動していた場合は、マイコン５はモーター１２に指示を出してファン２を停止させ、同時にモーター１８に指示を出してシャッター８を閉じ、時計１９を用いて時間を測り、ファン２が停止してから一定時間（例えば５分）後の室内温度センサー３と外気温度センサー４の温度をそれぞれその時の室内温度と外気温度としてメモリー２０に記憶させる。このようにすることで、外気温度センサー４の周囲温度が外気温度に近くなった状態で温度を検知することができる。
【００４５】
マイコン５はＳ２の温度検知が終わった後、Ｓ３に移行する。Ｓ３は室内温度と外気温度を表示するステップである。
【００４６】
Ｓ３の詳細について説明する。マイコン５はメモリー２０に記憶させていた室内温度についての情報を第１モニター１６に表示させ、同様にメモリー２０に記憶させていた外気温度についての情報を第２モニター１７に表示させる。このとき、どちらが室内温度でどちらが外気温度かが判るように第１モニターの上部に「室内温度」、第２モニターの上部に「外気温度」と記載する等の工夫をすることが望ましい。このように検知された室内温度および外気温度を表示することで、外気温度が室内温度よりも低いかどうかを使用者が自ら確認することができる。使用者が夜間換気モードを選択しても外気温度が室内温度以上である場合はファン２が作動しない（この部分についてはＳ４で説明する）が、その原因は外気温度が室内温度以上であるためということを使用者が納得することができる。また、外気温度が室内温度より低くなってファン２が作動してもファン２は室内の空気を排出するだけなので使用者は本当に外気温度が室内温度よりも低いのかどうかを実感することができないが、そのような場合においても検知された室内温度と外気温度を確認することで使用者は納得して夜間換気をすることができる。
【００４７】
マイコンはＳ３の温度表示が終わった後、Ｓ４に移行する。Ｓ４は室内温度と外気温度を比較するステップである。
【００４８】
Ｓ４の詳細について説明する。マイコン５はメモリー２０に記憶させていた室内温度と外気温度を比較し、外気温度が室内温度以上の場合は時計１９を用いて時間を測り、一定時間（例えば１５分）後にＳ２に戻り、再び温度検知を行う。また外気温度が室内温度よりも低い場合はＳ５に移行する。
【００４９】
Ｓ５について説明する。マイコン５は時計１９を用いて、その時点での時刻からメモリー２０が記憶している設定時刻までの残り時間を計算し、それが一定値ｔ1（例えば５時間）以上である場合はＳ６に移行し、換気を行う。またそれが一定値ｔ1よりも小さい場合はＳ７に移行し、設定時刻の室内温度予測を行う。これは、例えば設定時刻が朝の６時であるときに夕方の１８時に夜間換気モードにしたとすると、設定時刻までの残り時間が１２時間もあり、設定時刻の室内温度を予測するにしてもその精度が保証できず、場合によっては運転を終了してしまう可能性もある。このように設定時刻までの残り時間が一定値ｔ1以上である場合はひとまず換気を行うことにより、夜間換気をしたいという使用者のニーズを確実に満足させることができる。
【００５０】
Ｓ６について説明する。マイコン５はモーター１２に指示を出し、ファン２を回転させる。夜間換気モードの場合のファン２の風量は室内の熱を排出するという目的なので比較的大きくする必要があり、例えば８畳の部屋を１０回／ｈ換気するだけの風量（３２０ｍ3／ｈ程度）とする。マイコン５は時計１９を用いて時間を測り、設定時刻までの残り時間がｔ1よりも小さくなった時点でＳ７に移行する。
【００５１】
なお換気機器１の夜間換気モードは夜間に寝室で使用されることを考慮すると、騒音が大きくては使用者の睡眠の妨げになる可能性もある。このために夜間換気モードに強ノッチと弱ノッチを設定する等の風量を調節できるような工夫があることが望ましい。
【００５２】
以下、Ｓ７について詳細に説明する。Ｓ７は換気機器１を停止した場合の設定時刻の室内温度を予測するステップである。
【００５３】
はじめにマイコン５は温度検知を行う。温度検知の手順はＳ２で説明したものと同様である。但しその直前にＳ２により温度検知を行っていた場合はＳ７で改めて温度検知することはしないようにする。マイコン５は検知された室内温度と外気温度をメモリー２０に記憶させる。
【００５４】
次にマイコン５は時計１９の時刻情報、メモリー２０が記憶している室内温度と外気温度、同じくメモリー２０が記憶している換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を室内温度予測プログラム２１に提供する。換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を図５（ａ）に概念的に示す。当然ながら、そのときの室内外温度差が大きいほど、単位時間あたりの室内温度低下は大きい。単位時間は例えば１時間とする。
【００５５】
室内温度予測プログラム２１は与えられた情報から、単位時間あたりの室内温度低下が設定時刻までの残り時間の間同様であると仮定し、設定時刻の室内温度を予測する。例えば設定時刻まで３時間あり、そのときの室内外温度差から１時間で室内温度が１度低下するということであれば、設定時刻には現在より室内温度が３度低くなると予測する。
【００５６】
メモリー２０が予め記憶する換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係は、建物の性能、部屋のサイズ、就寝時の在室人数等についてある一定の条件を仮定した場合の関係であり、実際に換気機器１が設置された住宅においてはそれらの仮定が満足されない可能性が高い。したがって、換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を補正する機能があることが望ましい。
【００５７】
上記のような補正機能を追加する場合、換気機器１が停止モードになっているときにマイコン５がある時間の室内温度と同じ時間の外気温度と単位時間（例えば１時間）後の室内温度を測定し、室内温度予測プログラム２１はその測定データを室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下に換算し、それらの近似曲線を計算により求める。求められた近似曲線は補正後の換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係としてマイコン５がメモリー２０に改めて記憶させる。図５（ｂ）に測定データと補正後の換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を概念的に示す。図５（ｂ）では簡単のため近似曲線を直線とした。
【００５８】
このようにすることで室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を実際に換気機器１が設置された建物の性能、部屋のサイズ、就寝時の在室人数といった特性に応じて補正することができるので、室内温度予測プログラム２１が予測する設定時刻の室内温度の精度を上げることができる。
【００５９】
なお補正用の温度を測定する場合、実際に夜間換気をする状況と同様の状況であることが望ましい。具体的には夜間である（日射の影響がない）こと、在室人数が就寝時の人数と同じであること、窓の開閉状況が就寝時のそれと同じであることなどである。但し窓については基本的に就寝時には閉じられていることを想定している。これは上記の要因によって室内での発熱量や換気量が変わり、換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係が変化してしまうためである。よって補正用の温度測定を行うタイミングはいつでもよいわけでない。このためには補正用の温度測定を行うのに適した条件がそろっているときに使用者が補正用の温度測定をマイコン５に指示するような構成になっていることや、換気機器１が停止モードになっている場合にマイコン５が夜間の決まった時刻に補正用の温度測定を行うような構成になっていることが望ましい。
【００６０】
Ｓ８について説明する。マイコン５は室内温度予測プログラム２１が予測した設定時刻の室内温度とメモリー２０が記憶している設定温度を比較する。予測された設定時刻の室内温度が設定温度以上である場合にはＳ９に移行し、そうでない場合はＳ１１に移行する。
【００６１】
Ｓ９について説明する。Ｓ９は夜間換気を行うステップである。マイコン５はモーター１２に指示を出し、ファン２を回転させる。風量についてはＳ６で説明した内容と同様である。マイコン５は時計１９を用いてＳ９に移行してからの時間を測り、一定時間（例えば３０分）後にＳ７に移行する。但しＳ９の間に設定時刻になった場合は直ちにＳ１０に移行する。
【００６２】
Ｓ１０について説明する。マイコン５はモーター１２に指示を出してファン２を停止させ、同時にモーター１８に指示を出してシャッター８を閉じさせる。ファン２は停止させたが夜間換気モードは継続することになるので、ステップとしては再びＳ２に戻ることになる。
【００６３】
なお、Ｓ１０のように夜間換気モードの間に夜間換気が適さない状況であると判断されたときにファン２を停止させているが、在室者がいることを考慮してファン２を小風量で作動させて常時換気と同様の状態にさせてもよい。
【００６４】
従来の夜間換気用の換気機器においては、室内温度が室内設定温度以下になると換気を停止していた。そのため換気を停止した後にも漏気により低温の外気が室内に流入したり、壁面からの放熱によって躯体の温度がさらに低下したりして、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがあるという課題があった。しかし換気機器１を上記のように停止後の室内温度低下を含めて設定時刻の室内温度を予測し、その予測された温度に基づいて制御することにより、設定時刻の室内温度を概ね設定温度にすることができる。従って設定時刻を明け方頃に設定することにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがないようにすることができる。夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうと在室者の体温が低下して健康的な悪影響が出る可能性があるが、換気機器１を使用することによりそのようなことがなくなる。また室内温度が設定温度になるまで換気をせず、設定時刻の室内温度が設定温度より低くなると予測された時点で換気を停止するので、無駄なエネルギーを消費することがなくなる。
【００６５】
（実施の形態２）
実施の形態２の換気機器２２について、図６を参照しながら説明する。図６は換気機器２２の構成を示す断面図である。換気機器２２の構成は実施の形態１の換気機器１とほぼ同様であるので、そのような部分に関しては換気機器１と同じ符号を使用するとともに説明を省略する。異なる点は換気機器１に搭載されていた室内温度センサー３と外気温度センサー４がなく、かわりに温度センサー２３が搭載されているという点である。温度センサー２３はモーター１２を支える支柱２４等に設置され、ファン２が作動した場合に換気機器２２を通る空気に暴露されるようにする。またファン２とモーター１２には逆回転可能なものを選定し、空気を室内から屋外に排出するだけでなく屋外から室内に導入することもできるようにする。
【００６６】
換気機器２２の動作フローも換気機器１とほぼ同様であるので、そのような部分に関しては換気機器１と同じ符号を使用するとともに説明を省略する。以下、換気機器２２の動作フローについて換気機器１と異なる点について２点説明する。
【００６７】
１点目はＳ２とＳ７で温度検知をするが、その温度検知のやりかたについてである。温度検知をする際、マイコン５は温度センサー２３を用いて室内温度と外気温度を順番に測定する。それまでファン２が排気方向に作動していた場合ははじめに室内温度を測定し、逆の場合ははじめに外気温度を測定する。室内温度を測定する場合、マイコン５はモーター１２に指示を出してファン２を排気方向に回転させ、時計１９を用いて時間を測り、一定時間（例えば２分）後の温度センサー２３の温度を室内温度としてメモリー２０に記憶させる。また外気温度を測定する場合、マイコン５はモーター１２に指示を出してファン２を給気方向に回転させ、時計１９を用いて時間を測り、一定時間（例えば２分）後の温度センサー２３の温度を外気温度としてメモリー２０に記憶させる。温度センサー２３はファン２を通る空気に暴露されるので、比較的少ない時間で室内温度または外気温度に近い温度を検知するようになると考えられる。
【００６８】
このように温度センサー２３で室内温度と外気温度の両方を検知することにより温度センサーを１つのみ搭載すればよいので、温度センサーを２つ搭載した場合よりもコストを削減することができる。
【００６９】
２点目はＳ６とＳ９で夜間換気モードでの換気をするが、そのときにマイコン５がモーター１２に指示を出してファン２を給気方向に回転させるという点である。つまり常時換気の場合は室内の汚れた空気を屋外に排出するのが目的であるので排気を行い、夜間換気の場合は屋外の比較的低温の空気を室内に導入することが目的であるので給気を行うということである。
【００７０】
換気機器１のように夜間換気を排気によって行うことも可能であるが、その場合は屋外、住宅内の他の部屋、換気機器１が設置されている部屋という順に空気が流れるため、屋外の冷熱が住宅内の他の部屋に先に奪われてしまい、換気機器１が設置されている部屋の温度がなかなか低下しない可能性がある。一方換気機器２２のように屋外の空気を直接換気機器２２が設置されている部屋に導入すれば、屋外の冷熱が住宅内の他の部屋に先に奪われてしまうというようなことがない。また、夜間換気モードの場合はファン２の風量が比較的大きいので、ファン２から噴き出す気流により在室者の体感温度を下げるという効果も期待できる。
【００７１】
このように常時換気モードが選択された場合にはファン２が排気を行い、夜間換気モードが選択された場合にはファン２が給気を行うことにより、常時換気の場合には室内の汚染空気を確実に排出し、また夜間換気の場合には比較的低温の外気を室内に直接導入するため冷房効果が大きいという効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる換気機器は、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがない夜間換気を可能とするものであるので、住宅の寝室等において使用される夜間換気機能を有する換気機器等として有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 換気機器
２ ファン
３ 室内温度センサー
４ 外気温度センサー
５ マイコン
１４ スイッチ
１５ ボタン
１６ 第１モニター
１７ 第２モニター
１９ 時計
２０ メモリー
２１ 室内温度予測プログラム
２２ 換気機器
２３ 温度センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、夜間換気機能を有する換気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日中の気温が高い時期、あるいはそのような地域においては、日中に建物の躯体が蓄熱するため、夜になって外気温度が低下しても室内温度がなかなか低下しないということがよくある。そのような時期にエネルギー消費を抑えながら室内温度を下げるためには、夜に比較的涼しい外気を大量に室内に導入するという夜間換気が有効な手段である。
【０００３】
従来、この種の換気機器においては、外気温度と室内温度と室内設定温度に基づいて換気運転が制御されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その換気機器について図７を参照しながら説明する。図７は従来の換気機器１０１の構成を示す構成図である。
【０００５】
図７に示すように、換気機器１０１は排気ファン１０２と給気ファン１０３と制御部１０４からなり、外気温度センサー１０５、室内温度センサー１０６を備えることにより、検知された外気温度、室内温度と予め設定された室内設定温度に基づいて換気ファン１０２、１０３が制御部１０４によって制御される。具体的な制御方法は、室内温度が室内設定温度より高く、かつ外気温度が室内温度より低い場合に排気ファン１０２と給気ファン１０３が運転され、換気を行うというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−８０６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の夜間換気用の換気機器においては、室内温度が室内設定温度以下になると換気を停止していた。そのため換気を停止した後にも漏気により低温の外気が室内に流入したり、壁面からの放熱によって躯体の温度がさらに低下したりして、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがあるという課題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことのない換気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明は、換気手段、室内温度検知手段、外気温度検知手段、制御部を備え、前記制御部は時計、情報記憶手段、室内温度予測手段を有し、前記情報記憶手段は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を作動させ、また前記室内温度予測手段が前記換気手段を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させる換気機器であり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、換気手段、室内温度検知手段、外気温度検知手段、制御部を備え、前記制御部は時計、情報記憶手段、室内温度予測手段を有し、前記情報記憶手段は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を作動させ、また前記室内温度予測手段が前記換気手段を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させるという構成にしたことにより、前記換気手段が停止した場合でも前記設定時刻の室内温度が概ね前記設定温度になるので、前記設定時刻を明け方頃に設定することにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがないという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の換気機器１の構成を示す断面図
【図２】本発明の換気機器１の構成を示す室内側立面図
【図３】本発明の換気機器１の動作に関する情報の流れを示すブロック図
【図４】本発明の換気機器１の夜間換気モードでのフローを示すフロー図
【図５】（ａ）換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を示す概念図、（ｂ）測定データと補正後の換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を示す概念図
【図６】本発明の換気機器２２の構成を示す断面図
【図７】従来の換気機器１０１の構成を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１記載の換気機器は、換気手段、室内温度検知手段、外気温度検知手段、制御部を備え、前記制御部は時計、情報記憶手段、室内温度予測手段を有し、前記情報記憶手段は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を作動させ、また前記室内温度予測手段が前記換気手段を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させるという構成を有する。これにより、前記換気手段が停止した場合でも前記設定時刻の室内温度が概ね前記設定温度になるので、前記設定時刻を明け方頃に設定することにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがないという効果を奏する。
【００１３】
また、前記情報記憶手段は前記換気手段が停止した状態での室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を予め記憶しておき、前記室内温度予測手段は前記室内温度検知手段が検知した室内温度と前記外気温度検知手段が検知した外気温度との室内外温度差と前記情報記憶手段が記憶している前記換気機器を停止した場合の室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係と前記時計の時刻情報をもとに前記換気機器を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させるという構成にしてもよい。これにより、前記換気手段が停止した場合でも前記設定時刻の室内温度が概ね前記設定温度になるので、前記設定時刻を明け方頃に設定することにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがないという効果を奏する。
【００１４】
また、前記室内温度予測手段は、ある時間に前記室内温度検知手段が検知した室内温度と、同じ時間に前記外気温度検知手段が検知した外気温度と、単位時間後に前記室内温度検知手段が検知した室内温度とを用いて、前記情報記憶手段が記憶している前記換気機器を停止した場合の室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を補正するという構成にしてもよい。これにより、室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を実際に前記換気機器が設置された建物の性能、部屋のサイズ、就寝時の在室人数といった特性に応じて補正することができるので、前記室内温度予測手段が予測する前記設定時刻の室内温度の精度を上げることができるという効果を奏する。
【００１５】
また、前記設定時刻を変更する設定時刻変更手段と、前記設定温度を変更する設定温度変更手段を備えた構成にしてもよい。これにより、前記設定時刻を時期により異なる明け方の時刻に合わせて調節することができ、また前記設定温度を使用者の好みに応じて調節することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、停止モード、常時換気モード、夜間換気モードの運転モードを有し、前記運転モードを切替えられる運転モード切替手段を備えた構成にしてもよい。これにより、使用者の好みに応じて前記換気機器を常時換気用の換気機器としても使用できるという効果を奏する。
【００１７】
また、前記夜間換気モードが選択された場合に、前記室内温度検知手段が検知した室内温度と前記外気温度検知手段が検知した外気温度を表示する温度表示手段を備えた構成にしてもよい。これにより、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低いかどうかを使用者が自ら確認することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、前記換気手段を逆回転による送風が可能なファンとし、前記常時換気モードが選択された場合には前記換気手段が排気を行い、前記夜間換気モードが選択された場合には前記換気手段が給気を行うという構成にしてもよい。これにより、常時換気の場合には室内の汚染空気を確実に排出し、また夜間換気の場合には比較的低温の外気を室内に直接導入するため冷房効果が大きいという効果を奏する。
【００１９】
また、前記換気手段を逆回転による送風が可能なファンとし、前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段を１つの検知手段とした構成にしてもよい。これにより、検知手段を１つのみ搭載すればよいのでコストを削減できるという効果を奏する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
実施の形態１の換気機器１について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２２】
まずは換気機器１の構成について図１を参照しながら説明する。図１は換気機器１の構成を示す断面図である。
【００２３】
図１に示すように、換気機器１は住宅の壁面に埋め込まれ、室内の空気を室外に排出する装置である。換気機器１は換気手段としてのファン２、室内温度検知手段としての室内温度センサー３、外気温度検知手段としての外気温度センサー４、制御部としてのマイコン５を備える。また換気機器１は室内側にカバー６、周囲に筐体７、外気側にシャッター８とそれを支える枠９を備える。また、換気機器１の外側にはフード１０を設置して風雨の室内への吹き込みや虫の室内侵入を防ぐのが望ましい。
【００２４】
ファン２は比較的大きい風量を確保できるプロペラファンとし、ファン２の外側にはオリフィス１１を配置する。ファン２は５〜１５回／ｈ程度の換気量が確保できるものとする。夜間換気は特に寝室において使用されることが多いので、静音性に考慮して上記の換気量が確保できる他の種類のファンとしてもよい。ファン２を回転させるモーター１２はマイコン５の指示を受けて作動するように構成する。
【００２５】
なお換気機器１は必ずしも壁面に埋め込まれた形態でなくてもよい。所望の換気量を確保できるのであれば、換気機器１を天井埋め込み型とし、ファン２をシロッコファン等の高静圧型ファンとしてもよい。
【００２６】
室内温度センサー３は例えばカバー６上のような室内空気に暴露される位置に配置され、室内の温度を検知する。外気温度センサー４は例えば枠９上のような外気に暴露される位置に配置され、外気温度を検知する。室内温度センサー３と外気温度センサー４のセンサーは比較的精度がよく、安価なもの（例えば熱電対）とする。
【００２７】
次に換気機器１の構成について図２を参照しながら説明する。図２は換気機器１の室内側立面図である。
【００２８】
換気機器１はカバー６の中央にフィルター１３、カバー６の下部に運転モード切替手段及び設定時刻変更手段及び設定温度変更手段としてのスイッチ１４、設定時刻変更手段及び設定温度変更手段としてのボタン１５、温度表示手段としての第１モニター１６、第２モニター１７を備える。
【００２９】
フィルター１３は室内空気の粉塵等を除いた空気を換気機器１の内部に導入することにより、ファン２などに汚れを着きにくくする。フィルター１３のフィルターは比較的圧力損失が少ないもの、例えば不織布とする。
【００３０】
スイッチ１４はマイコン５に接続され、使用者の指示をマイコン５に伝える。使用者がスイッチ１４を１回押すごとに、運転モードが切替えられるようにする。運転モードとしでは停止モード、常時換気モード、夜間換気モードを備えるようにする。このように夜間換気モードだけでなく常時換気モードを持つことにより、使用者の好みに応じて換気機器１を常時換気用の換気機器としても使用することができる。
【００３１】
また、使用者がスイッチ１４を１回長押しするごとに、上記の運転モード切替、設定温度変更モード、設定時刻変更モードと切替えられるようにする。
【００３２】
ボタン１５はマイコン５に接続され、使用者の設定温度と設定時刻についての指示をマイコン５に伝える。ボタン１５は上下の１組のボタンで構成し、スイッチ１４の操作により設定温度変更モードになっている場合に、ボタン１５を操作することにより設定温度を上げ下げすることができるようにする。またスイッチ１４の操作により設定時刻変更モードになっている場合に、ボタン１５を操作することにより設定時刻を早くしたり遅くしたりすることができるようにする。
【００３３】
このように設定時刻と設定温度を変更できるようにすることで、設定時刻を時期により異なる明け方の時刻に合わせて調節することができ、また設定温度を使用者の好みに応じて調節することができる。
【００３４】
第１モニター１６と第２モニター１７はマイコン５に接続され、マイコン５の指示を受けて情報を表示する。スイッチ１４の操作により設定温度変更モードまたは設定時刻変更モードになっている場合、マイコン５はスイッチ１４からの情報を受けて第１モニター１６に設定温度または設定時刻の情報を表示する。またスイッチ１４の操作により夜間換気の運転モードになった場合については後述する。
【００３５】
以上、換気機器１の構成について図１、図２を参照しながら説明した。
【００３６】
次に換気機器１の動作について図３を参照しながら説明する。図３は換気機器１の動作に関する情報の流れを示すブロック図である。
【００３７】
使用者がスイッチ１４及びボタン１５を操作すると、その情報を受けてマイコン５が第１モニター１６、第２モニター１７、ファン２を回転させるモーター１２、シャッター８を開閉させるモーター１８に指示を出して必要な運転を行う。その際、マイコン５は指示を出すために必要な情報を室内温度センサー３、外気温度センサー４、時計１９、情報記憶手段としてのメモリー２０、室内温度予測手段としての室内温度予測プログラム２１から受け取るものとする。
【００３８】
時計１９は時刻情報をマイコン５に提供するためのものである。メモリー２０は各種情報を記憶しておき、必要なときにマイコン５に情報を提供するためのものである。メモリー２０は予め設定温度と設定時刻についての情報を記憶しておき、それらが変更された場合には変更された設定温度と設定時刻を新たに記憶しておく。またメモリー２０は、換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を予め記憶しておく。室内温度予測プログラム２１の動作については後述する。
【００３９】
次に、常時換気モードが選択された場合の換気機器１の動作について説明する。
【００４０】
使用者がスイッチ１４で常時換気モードを選択すると、その情報がマイコン５に伝わる。マイコン５はモーター１８に指示を出し、シャッター８を開けさせる。同時にマイコン５はモーター１２に指示を出し、ファン２を回転させる。常時換気モードの場合のファン２の風量は比較的少なくてよく、例えば８畳の部屋を０．５回／ｈ換気するだけの風量（１６ｍ3／ｈ程度）とする。
【００４１】
次に、夜間換気モードが選択された場合の換気機器１の動作について図４を参照しながら説明する。図４は夜間換気モードでのフローを示すフロー図である。
【００４２】
Ｓ１は使用者がスイッチ１４を操作して夜間換気モードを選択するステップである。スイッチ１４の操作については前述の通りである。
【００４３】
マイコン５はスイッチ１４からの夜間換気モードが選択されたという情報を受け、Ｓ２のステップに移行する。Ｓ２は室内温度と外気温度を検知するステップである。
【００４４】
Ｓ２の詳細について説明する。まずマイコン５はその夜間換気モードが選択される前にどのような運転モードになっていたかを判断し、停止モードになっていた場合はそのまま温度検知を行う。一方常時換気モードか夜間換気モードになっていた場合、つまりファン２が作動していた場合は、マイコン５はモーター１２に指示を出してファン２を停止させ、同時にモーター１８に指示を出してシャッター８を閉じ、時計１９を用いて時間を測り、ファン２が停止してから一定時間（例えば５分）後の室内温度センサー３と外気温度センサー４の温度をそれぞれその時の室内温度と外気温度としてメモリー２０に記憶させる。このようにすることで、外気温度センサー４の周囲温度が外気温度に近くなった状態で温度を検知することができる。
【００４５】
マイコン５はＳ２の温度検知が終わった後、Ｓ３に移行する。Ｓ３は室内温度と外気温度を表示するステップである。
【００４６】
Ｓ３の詳細について説明する。マイコン５はメモリー２０に記憶させていた室内温度についての情報を第１モニター１６に表示させ、同様にメモリー２０に記憶させていた外気温度についての情報を第２モニター１７に表示させる。このとき、どちらが室内温度でどちらが外気温度かが判るように第１モニターの上部に「室内温度」、第２モニターの上部に「外気温度」と記載する等の工夫をすることが望ましい。このように検知された室内温度および外気温度を表示することで、外気温度が室内温度よりも低いかどうかを使用者が自ら確認することができる。使用者が夜間換気モードを選択しても外気温度が室内温度以上である場合はファン２が作動しない（この部分についてはＳ４で説明する）が、その原因は外気温度が室内温度以上であるためということを使用者が納得することができる。また、外気温度が室内温度より低くなってファン２が作動してもファン２は室内の空気を排出するだけなので使用者は本当に外気温度が室内温度よりも低いのかどうかを実感することができないが、そのような場合においても検知された室内温度と外気温度を確認することで使用者は納得して夜間換気をすることができる。
【００４７】
マイコンはＳ３の温度表示が終わった後、Ｓ４に移行する。Ｓ４は室内温度と外気温度を比較するステップである。
【００４８】
Ｓ４の詳細について説明する。マイコン５はメモリー２０に記憶させていた室内温度と外気温度を比較し、外気温度が室内温度以上の場合は時計１９を用いて時間を測り、一定時間（例えば１５分）後にＳ２に戻り、再び温度検知を行う。また外気温度が室内温度よりも低い場合はＳ５に移行する。
【００４９】
Ｓ５について説明する。マイコン５は時計１９を用いて、その時点での時刻からメモリー２０が記憶している設定時刻までの残り時間を計算し、それが一定値ｔ1（例えば５時間）以上である場合はＳ６に移行し、換気を行う。またそれが一定値ｔ1よりも小さい場合はＳ７に移行し、設定時刻の室内温度予測を行う。これは、例えば設定時刻が朝の６時であるときに夕方の１８時に夜間換気モードにしたとすると、設定時刻までの残り時間が１２時間もあり、設定時刻の室内温度を予測するにしてもその精度が保証できず、場合によっては運転を終了してしまう可能性もある。このように設定時刻までの残り時間が一定値ｔ1以上である場合はひとまず換気を行うことにより、夜間換気をしたいという使用者のニーズを確実に満足させることができる。
【００５０】
Ｓ６について説明する。マイコン５はモーター１２に指示を出し、ファン２を回転させる。夜間換気モードの場合のファン２の風量は室内の熱を排出するという目的なので比較的大きくする必要があり、例えば８畳の部屋を１０回／ｈ換気するだけの風量（３２０ｍ3／ｈ程度）とする。マイコン５は時計１９を用いて時間を測り、設定時刻までの残り時間がｔ1よりも小さくなった時点でＳ７に移行する。
【００５１】
なお換気機器１の夜間換気モードは夜間に寝室で使用されることを考慮すると、騒音が大きくては使用者の睡眠の妨げになる可能性もある。このために夜間換気モードに強ノッチと弱ノッチを設定する等の風量を調節できるような工夫があることが望ましい。
【００５２】
以下、Ｓ７について詳細に説明する。Ｓ７は換気機器１を停止した場合の設定時刻の室内温度を予測するステップである。
【００５３】
はじめにマイコン５は温度検知を行う。温度検知の手順はＳ２で説明したものと同様である。但しその直前にＳ２により温度検知を行っていた場合はＳ７で改めて温度検知することはしないようにする。マイコン５は検知された室内温度と外気温度をメモリー２０に記憶させる。
【００５４】
次にマイコン５は時計１９の時刻情報、メモリー２０が記憶している室内温度と外気温度、同じくメモリー２０が記憶している換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を室内温度予測プログラム２１に提供する。換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を図５（ａ）に概念的に示す。当然ながら、そのときの室内外温度差が大きいほど、単位時間あたりの室内温度低下は大きい。単位時間は例えば１時間とする。
【００５５】
室内温度予測プログラム２１は与えられた情報から、単位時間あたりの室内温度低下が設定時刻までの残り時間の間同様であると仮定し、設定時刻の室内温度を予測する。例えば設定時刻まで３時間あり、そのときの室内外温度差から１時間で室内温度が１度低下するということであれば、設定時刻には現在より室内温度が３度低くなると予測する。
【００５６】
メモリー２０が予め記憶する換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係は、建物の性能、部屋のサイズ、就寝時の在室人数等についてある一定の条件を仮定した場合の関係であり、実際に換気機器１が設置された住宅においてはそれらの仮定が満足されない可能性が高い。したがって、換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を補正する機能があることが望ましい。
【００５７】
上記のような補正機能を追加する場合、換気機器１が停止モードになっているときにマイコン５がある時間の室内温度と同じ時間の外気温度と単位時間（例えば１時間）後の室内温度を測定し、室内温度予測プログラム２１はその測定データを室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下に換算し、それらの近似曲線を計算により求める。求められた近似曲線は補正後の換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係としてマイコン５がメモリー２０に改めて記憶させる。図５（ｂ）に測定データと補正後の換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係を概念的に示す。図５（ｂ）では簡単のため近似曲線を直線とした。
【００５８】
このようにすることで室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を実際に換気機器１が設置された建物の性能、部屋のサイズ、就寝時の在室人数といった特性に応じて補正することができるので、室内温度予測プログラム２１が予測する設定時刻の室内温度の精度を上げることができる。
【００５９】
なお補正用の温度を測定する場合、実際に夜間換気をする状況と同様の状況であることが望ましい。具体的には夜間である（日射の影響がない）こと、在室人数が就寝時の人数と同じであること、窓の開閉状況が就寝時のそれと同じであることなどである。但し窓については基本的に就寝時には閉じられていることを想定している。これは上記の要因によって室内での発熱量や換気量が変わり、換気機器１を停止した場合の室内外温度差と単位時間あたりの室内温度低下についての関係が変化してしまうためである。よって補正用の温度測定を行うタイミングはいつでもよいわけでない。このためには補正用の温度測定を行うのに適した条件がそろっているときに使用者が補正用の温度測定をマイコン５に指示するような構成になっていることや、換気機器１が停止モードになっている場合にマイコン５が夜間の決まった時刻に補正用の温度測定を行うような構成になっていることが望ましい。
【００６０】
Ｓ８について説明する。マイコン５は室内温度予測プログラム２１が予測した設定時刻の室内温度とメモリー２０が記憶している設定温度を比較する。予測された設定時刻の室内温度が設定温度以上である場合にはＳ９に移行し、そうでない場合はＳ１１に移行する。
【００６１】
Ｓ９について説明する。Ｓ９は夜間換気を行うステップである。マイコン５はモーター１２に指示を出し、ファン２を回転させる。風量についてはＳ６で説明した内容と同様である。マイコン５は時計１９を用いてＳ９に移行してからの時間を測り、一定時間（例えば３０分）後にＳ７に移行する。但しＳ９の間に設定時刻になった場合は直ちにＳ１０に移行する。
【００６２】
Ｓ１０について説明する。マイコン５はモーター１２に指示を出してファン２を停止させ、同時にモーター１８に指示を出してシャッター８を閉じさせる。ファン２は停止させたが夜間換気モードは継続することになるので、ステップとしては再びＳ２に戻ることになる。
【００６３】
なお、Ｓ１０のように夜間換気モードの間に夜間換気が適さない状況であると判断されたときにファン２を停止させているが、在室者がいることを考慮してファン２を小風量で作動させて常時換気と同様の状態にさせてもよい。
【００６４】
従来の夜間換気用の換気機器においては、室内温度が室内設定温度以下になると換気を停止していた。そのため換気を停止した後にも漏気により低温の外気が室内に流入したり、壁面からの放熱によって躯体の温度がさらに低下したりして、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがあるという課題があった。しかし換気機器１を上記のように停止後の室内温度低下を含めて設定時刻の室内温度を予測し、その予測された温度に基づいて制御することにより、設定時刻の室内温度を概ね設定温度にすることができる。従って設定時刻を明け方頃に設定することにより、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがないようにすることができる。夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうと在室者の体温が低下して健康的な悪影響が出る可能性があるが、換気機器１を使用することによりそのようなことがなくなる。また室内温度が設定温度になるまで換気をせず、設定時刻の室内温度が設定温度より低くなると予測された時点で換気を停止するので、無駄なエネルギーを消費することがなくなる。
【００６５】
（実施の形態２）
実施の形態２の換気機器２２について、図６を参照しながら説明する。図６は換気機器２２の構成を示す断面図である。換気機器２２の構成は実施の形態１の換気機器１とほぼ同様であるので、そのような部分に関しては換気機器１と同じ符号を使用するとともに説明を省略する。異なる点は換気機器１に搭載されていた室内温度センサー３と外気温度センサー４がなく、かわりに温度センサー２３が搭載されているという点である。温度センサー２３はモーター１２を支える支柱２４等に設置され、ファン２が作動した場合に換気機器２２を通る空気に暴露されるようにする。またファン２とモーター１２には逆回転可能なものを選定し、空気を室内から屋外に排出するだけでなく屋外から室内に導入することもできるようにする。
【００６６】
換気機器２２の動作フローも換気機器１とほぼ同様であるので、そのような部分に関しては換気機器１と同じ符号を使用するとともに説明を省略する。以下、換気機器２２の動作フローについて換気機器１と異なる点について２点説明する。
【００６７】
１点目はＳ２とＳ７で温度検知をするが、その温度検知のやりかたについてである。温度検知をする際、マイコン５は温度センサー２３を用いて室内温度と外気温度を順番に測定する。それまでファン２が排気方向に作動していた場合ははじめに室内温度を測定し、逆の場合ははじめに外気温度を測定する。室内温度を測定する場合、マイコン５はモーター１２に指示を出してファン２を排気方向に回転させ、時計１９を用いて時間を測り、一定時間（例えば２分）後の温度センサー２３の温度を室内温度としてメモリー２０に記憶させる。また外気温度を測定する場合、マイコン５はモーター１２に指示を出してファン２を給気方向に回転させ、時計１９を用いて時間を測り、一定時間（例えば２分）後の温度センサー２３の温度を外気温度としてメモリー２０に記憶させる。温度センサー２３はファン２を通る空気に暴露されるので、比較的少ない時間で室内温度または外気温度に近い温度を検知するようになると考えられる。
【００６８】
このように温度センサー２３で室内温度と外気温度の両方を検知することにより温度センサーを１つのみ搭載すればよいので、温度センサーを２つ搭載した場合よりもコストを削減することができる。
【００６９】
２点目はＳ６とＳ９で夜間換気モードでの換気をするが、そのときにマイコン５がモーター１２に指示を出してファン２を給気方向に回転させるという点である。つまり常時換気の場合は室内の汚れた空気を屋外に排出するのが目的であるので排気を行い、夜間換気の場合は屋外の比較的低温の空気を室内に導入することが目的であるので給気を行うということである。
【００７０】
換気機器１のように夜間換気を排気によって行うことも可能であるが、その場合は屋外、住宅内の他の部屋、換気機器１が設置されている部屋という順に空気が流れるため、屋外の冷熱が住宅内の他の部屋に先に奪われてしまい、換気機器１が設置されている部屋の温度がなかなか低下しない可能性がある。一方換気機器２２のように屋外の空気を直接換気機器２２が設置されている部屋に導入すれば、屋外の冷熱が住宅内の他の部屋に先に奪われてしまうというようなことがない。また、夜間換気モードの場合はファン２の風量が比較的大きいので、ファン２から噴き出す気流により在室者の体感温度を下げるという効果も期待できる。
【００７１】
このように常時換気モードが選択された場合にはファン２が排気を行い、夜間換気モードが選択された場合にはファン２が給気を行うことにより、常時換気の場合には室内の汚染空気を確実に排出し、また夜間換気の場合には比較的低温の外気を室内に直接導入するため冷房効果が大きいという効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる換気機器は、夜の間に室内温度が下がりすぎてしまうことがない夜間換気を可能とするものであるので、住宅の寝室等において使用される夜間換気機能を有する換気機器等として有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 換気機器
２ ファン
３ 室内温度センサー
４ 外気温度センサー
５ マイコン
１４ スイッチ
１５ ボタン
１６ 第１モニター
１７ 第２モニター
１９ 時計
２０ メモリー
２１ 室内温度予測プログラム
２２ 換気機器
２３ 温度センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気手段、室内温度検知手段、外気温度検知手段、制御部を備え、前記制御部は時計、情報記憶手段、室内温度予測手段を有し、前記情報記憶手段は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を作動させ、また前記室内温度予測手段が前記換気手段を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させる換気機器。
【請求項２】
前記情報記憶手段は前記換気手段が停止した状態での室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を予め記憶しておき、前記室内温度予測手段は前記室内温度検知手段が検知した室内温度と前記外気温度検知手段が検知した外気温度との室内外温度差と前記情報記憶手段が記憶している前記換気機器を停止した場合の室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係と前記時計の時刻情報をもとに前記換気機器を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させる請求項１に記載の換気機器。
【請求項３】
前記室内温度予測手段は、ある時間に前記室内温度検知手段が検知した室内温度と、同じ時間に前記外気温度検知手段が検知した外気温度と、単位時間後に前記室内温度検知手段が検知した室内温度とを用いて、前記情報記憶手段が記憶している前記換気機器を停止した場合の室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を補正する請求項２に記載の換気機器。
【請求項４】
前記設定時刻を変更する設定時刻変更手段と、前記設定温度を変更する設定温度変更手段を備えた請求項１から３のいずれか一項に記載の換気機器。
【請求項５】
停止モード、常時換気モード、夜間換気モードの運転モードを有し、前記運転モードを切替えられる運転モード切替手段を備えた請求項１から４のいずれか一項に記載の換気機器。
【請求項６】
前記夜間換気モードが選択された場合に、前記室内温度検知手段が検知した室内温度と前記外気温度検知手段が検知した外気温度を表示する温度表示手段を備えた請求項５に記載の換気機器。
【請求項７】
前記換気手段を逆回転による送風が可能なファンとし、前記常時換気モードが選択された場合には前記換気手段が排気を行い、前記夜間換気モードが選択された場合には前記換気手段が給気を行う請求項５または６のいずれか一項に記載の換気機器。
【請求項８】
前記換気手段を逆回転による送風が可能なファンとし、前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段を１つの検知手段とした請求項１から７のいずれか一項に記載の換気機器。
【請求項１】
換気手段、室内温度検知手段、外気温度検知手段、制御部を備え、前記制御部は時計、情報記憶手段、室内温度予測手段を有し、前記情報記憶手段は設定時刻と設定温度を予め記憶しておき、前記外気温度検知手段が検知した外気温度が前記室内温度検知手段が検知した室内温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を作動させ、また前記室内温度予測手段が前記換気手段を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させる換気機器。
【請求項２】
前記情報記憶手段は前記換気手段が停止した状態での室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を予め記憶しておき、前記室内温度予測手段は前記室内温度検知手段が検知した室内温度と前記外気温度検知手段が検知した外気温度との室内外温度差と前記情報記憶手段が記憶している前記換気機器を停止した場合の室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係と前記時計の時刻情報をもとに前記換気機器を停止した場合の前記設定時刻の室内温度を予測し、予測された前記設定時刻の室内温度が前記設定温度よりも低い場合に前記制御部が前記換気手段を停止させる請求項１に記載の換気機器。
【請求項３】
前記室内温度予測手段は、ある時間に前記室内温度検知手段が検知した室内温度と、同じ時間に前記外気温度検知手段が検知した外気温度と、単位時間後に前記室内温度検知手段が検知した室内温度とを用いて、前記情報記憶手段が記憶している前記換気機器を停止した場合の室内外温度差と単位時間当たりの室内温度低下についての関係を補正する請求項２に記載の換気機器。
【請求項４】
前記設定時刻を変更する設定時刻変更手段と、前記設定温度を変更する設定温度変更手段を備えた請求項１から３のいずれか一項に記載の換気機器。
【請求項５】
停止モード、常時換気モード、夜間換気モードの運転モードを有し、前記運転モードを切替えられる運転モード切替手段を備えた請求項１から４のいずれか一項に記載の換気機器。
【請求項６】
前記夜間換気モードが選択された場合に、前記室内温度検知手段が検知した室内温度と前記外気温度検知手段が検知した外気温度を表示する温度表示手段を備えた請求項５に記載の換気機器。
【請求項７】
前記換気手段を逆回転による送風が可能なファンとし、前記常時換気モードが選択された場合には前記換気手段が排気を行い、前記夜間換気モードが選択された場合には前記換気手段が給気を行う請求項５または６のいずれか一項に記載の換気機器。
【請求項８】
前記換気手段を逆回転による送風が可能なファンとし、前記室内温度検知手段と前記外気温度検知手段を１つの検知手段とした請求項１から７のいずれか一項に記載の換気機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１００９３２（Ｐ２０１３−１００９３２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４２３７（Ｐ２０１１−２４４２３７）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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