给排型换气装置制造方法

给排型换气装置制造方法
【专利摘要】给排型换气装置(1)包括：用于利用供气用风扇(8)送风外部空气(30)的供气送风路径(6)；和用于利用排气用风扇(9)送风室内空气(33)的排气送风路径(7)。而且，供气用风扇(8)和排气用风扇(9)安装在一个电动机(10)的旋转轴(10a)。而且，在供气送风路径(6)和排气送风路径(7)设置有对分别通过供气送风路径(6)和排气送风路径(7)的外部空气(30)和室内空气(33)的风量进行调整的开口调整部(14)。
【专利说明】给排型换气装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及同时进行供气和排气的给排型(供气排气型)换气装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，具有对外部空气和室内空气进行热交换的热交换器的给排型换气装置，从设置在主体下表面的室内排气口吸入室内空气，向屋外强制排气(例如，参照专利文献I)。
[0003]图20是现有的具有热交换器的给排型换气装置的侧面截面图。如图20所示，换气装置主体201利用供气风扇202从外部空气供气口导入新鲜的外部空气，并将其通过管道从换气装置主体201的外部空气取入口 203取入。而且，换气装置主体201将新鲜的外部空气经由热交换元件204从主体供气口 205吹出，通过管道从室内供气口供给到室内。
[0004]在这种现有的给排型换气装置中，在供气送风路径为比排气送风路径长的管道配管长度的情况下，排气侧的管道压力损失变小。因此，在供气风量设定成规定的风量时，排气风量成为比供气风量大的值。此时，供气风量和排气风量的平衡破坏，排气风量变得比供气风量大。结果，室内成为负压，有时产生门难以打开等的不良等的问题。
[0005]另外，在供气送风路径为比排气送风路径短的管道配管长度的情况下，排气送风路径的管道压力损失变大。因此，供气风量设定成规定的风量时，排气风量成为比供气风量小的值。此时，供气风量和排气风量的平衡破坏，排气风量变得比供气风量小。结果，室内成为正压，有时产生门难以关闭等的不良等的问题。
[0006]进一步，参照图21说明现有的给排型换气装置。图21是现有的给排型换气装置的结构图。现有的给排型换气装置包括DC电机301、DC电机302、热交换器303和控制装置304。在此，主体300内部的供气风路包括DC电机301和供气用的风扇。排气风路包括DC电机302和排气用的风扇。热交换器303配置在供气风路与排气风路交叉的位置。控制装置304独立控制DC电机301和DC电机302的驱动电压和转速。(例如参照专利文献2)。
[0007]这种现有的给排型换气装置，在主体300内部除了供气用的DC电机301和风扇之外还具备排气用的DC电机302和风扇。而且，利用各个DC电机301、302检测供气风路和排气风路的压力损失，来控制风量。因此，供气、排气均保持为目标风量。但是，必须具备2个DC电机301、302和风扇，所以主体的容积变大，主体设置的场所受到限制。另外，存在消耗电力因2个DC电机301、302的驱动而增加的问题。
[0008]另外，为了实现设备的小型化，已知有使一个DC电机为两轴而具有供气用的风扇和排气用的风扇的给排型换气装置。但是，在这种结构的情况下，为了提高施工性，在给排型换气装置的一侧面配置用于连接到屋外的供气管道和排气管道。由此，热交换器和与2个风扇连接的DC电机的配置自由度消失。结果，供气风路和排气风路的压力损失难以保持为1:1的均等的状态。
[0009]并且，在施工时除了供气风路和排气风路的压力损失之外，还需要考虑连接到外部的管道压力损失。因此，施加至供气用的风扇和排气用的风扇的压力平衡发生变化，有时风量不足、风量过多、供气和排气的风量平衡变得不均等。
[0010]先行技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2005 - 106427号公报
[0013]专利文献2:日本特开2010-190524号公报

【发明内容】

[0014]本发明的给排型换气装置的主体包括用于利用供气用风扇将外部空气从屋外送风至室内的供气送风路径。另外，主体包括用于利用排气用风扇将室内空气从室内送风至室外的排气送风路径。而且，供气用风扇和排气用风扇安装在一个电动机的旋转轴。而且，在供气送风路径和排气送风路径设置有开口调整部，所述开口调整部对分别通过供气送风路径和排气送风路径的外部空气和室内空气的风量进行调整。
[0015]这种给排型换气装置能够通过供气送风路径和排气送风路径的开口调整部改变供气送风路径和排气送风路径的开口面积。其结果，通过供气送风路径和排气送风路径的风量增减，供气风量和排气风量的平衡不破坏。
[0016]另外，本发明的给排型换气装置在主体具备室内侧吸入口、室内侧排出口、室外侧吸入口和室外侧排出口。另外，给排型换气装置具备调整室外侧吸入口的开口面积的供气风门和调整室外侧排出口的开口面积的排气风门。并且包括:使外部空气从室外侧吸入口通往室内侧排出口的供气风路；和使室内空气从室内侧吸入口通往室外侧排出口的排气风路。另外，给排型换气装置具有分别配置于供气风路和排气风路的供气风扇和排气风扇。另夕卜，给排型换气装置具备DC电机,该DC电机利用一个驱动轴驱动供气风扇和排气风扇。另夕卜，给排型换气装置包括:驱动供气风门和排气风门的风门驱动控制部；调整DC电机的驱动电压的DC电机驱动控制部；检测流过DC电机的电流的电流检测部；和检测DC电机的转速的转速检测部。并且，给排型换气装置具备控制部，该控制部控制DC电机的驱动电压来调整开度，以使得供气风门和排气风门中的一个风门为全开，另一个风门达成目标风量。而且，控制部具备相对于供气风扇和排气风扇的目标风量，决定DC电机的目标转速、以及供气风门和排气风门的开度的初始设定部。初始设定部包括目标转速计算部，其根据使DC电机驱动控制部工作而达成目标风量的DC电机中流过的电流和转速的关系，调整驱动电压，计算出目标转速。另外，初始设定部具备排气风路转速决定部，使供气风门全闭、排气风门全开，由目标转速计算部计算出排气风扇实现目标风量时的转速，设为排气风扇的转速。另夕卜，初始设定部具备供气风路转速决定部，使排气风门全闭、供气风门全开，由目标转速计算部计算出供气风扇实现目标风量时的转速，设为供气风扇的转速。另外，初始设定部具备目标转速决定部，其将排气风扇的转速和供气风扇的转速进行比较，将较大一方的转速决定为目标转速。另外，初始设定部具备决定排气风门和供气风门的开度的风门开度决定部。而且，给排型换气装置使排气风门和供气风门中的转速较大一方的风路的风门全闭，调整转速较小一方的风路的风门的开度，以使得转速较小一方的风路达成目标风量。
[0017]这种给排型换气装置，在每个设置现场中产生有供气风路和排气风路的管道压力损失差的情况下，也使排气风门为全闭，成为排气风路的压力损失最大的状态。而且，实现使供气风门全开地实现目标风量时的风扇的转速，检测此时的DC电机的电流，由此计算实际施工时的供气风路压力损失。另外，使供气风门为全闭而成为供气风路的压力损失最大的状态，实现使排气风门为全开实现目标风量时的转速，检测此时的DC电机的电流，由此计算施工时的排气风路压力损失。而且，压力损失的较低一方的风路的风门角度受到调整，由此供气风路和排气风路双方的压力损失变为相等，风量平衡变得均等。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1是本发明的实施方式I的给排型换气装置的下方立体图。
[0019]图2是该给排型换气装置的侧面截面图。
[0020]图3是该给排型换气装置的排气送风路径的部分立体图。
[0021]图4是该给排型换气装置的供气侧开口调整部的部分立体图。
[0022]图5是该给排型换气装置的排气侧开口调整部的部分立体图。
[0023]图6是该给排型换气装置的开口调整部的立体图。
[0024]图7是该给排型换气装置的带电动机的开口调整部的立体图。
[0025]图8是该给排型换气装置的带电动机的开口调整部的分解立体图。
[0026]图9是该给排型换气装置设置有加热器的情况下的部分立体图。
[0027]图10是该给排型换气装置设置有过滤器的情况下的侧面截面图。
[0028]图1lA是本发明的实施方式2的给排型换气装置的侧视图。
[0029]图1lB是该给排型换气装置的仰视图。
[0030]图12是该给排型换气装置的控制电路的块图。
[0031]图13是该给排型换气装置的CPU的块图。
[0032]图14是该给排型换气装置的控制流程图。
[0033]图15A是表示供气风门角度检测时的图，表示该给排型换气装置的NI > N2时的风门的角度。
[0034]图15B是表示该给排型换气装置的NI > N2时的风量平衡控制时的动作说明图。
[0035]图16A是表示排气风门角度检测时的图，表示该给排型换气装置的NI < N2时的风门的角度。
[0036]图16B是该给排型换气装置的NI < N2时的风量平衡控制时的动作说明图。
[0037]图17是本发明的实施方式3的给排型换气装置的CPU的块图。
[0038]图18是表示该给排型换气装置的转速修正值的图。
[0039]图19是该给排型换气装置的控制流程图。
[0040]图20是现有的具有热交换器的给排型换气装置的侧面截面图。
[0041]图21是现有的给排型换气装置的结构图。
【具体实施方式】
[0042]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0043](实施方式I)
[0044]图1是本发明的实施方式I的给排型换气装置的下方立体图。如图1所示，给排型换气装置I为箱形的形状，包括室内空气吸入口 5、外部空气吸入口 2、室内空气排气口 3和外部空气供气口 4。在此，室内空气吸入口 5设置在给排型换气装置I的下部。外部空气吸入口 2和室内空气排气口 3设置在给排型换气装置I的侧面。外部空气供气口 4设置在与设置有外部空气吸入口 2和室内空气排气口 3的侧面相对的侧面。
[0045]图2是本发明的实施方式I的给排型换气装置的侧面截面图。如图2所示，给排型换气装置I的主体35利用供气用风扇8从屋外31经由外部空气吸入口 2吸入外部空气30。而且，主体35具有将外部空气30通过给排型换气装置I的内部的热交换元件11经由外部空气供气口 4送风至室内32的供气送风路径6。
[0046]图3是本发明的实施方式I的给排型换气装置的排气送风路径的部分立体图。如图3所示，主体35具有用于利用排气用风扇9从室内32经由室内空气吸入口 5吸入室内空气33，通过热交换元件11经由室内空气排气口 3送风至室外34的排气送风路径7。此时，热交换元件11具有热回收的功能。即，热交换元件11将排气的空气的热量供给至供气的空气、或将供气的空气的热量供给至排气的空气。
[0047]如图2所示，从外部空气吸入口 2导入的新鲜的外部空气30和从室内空气吸入口5导入的被污染的室内空气33通过供气用风扇8和排气用风扇9各自在供气送风路径6和排气送风路径7中流动。在此，供气用风扇8和排气用风扇9安装在一个电动机10的旋转轴10a。热交换元件11配置在供气送风路径6与排气送风路径7交叉的位置。供气用风扇8和排气用风扇9能够使用具有相同性能的叶轮。
[0048]另外，外部空气吸入口 2、室内空气排气口 3和外部空气供气口 4各自为能够与管道(未图示)连接的形状。与外部空气吸入口 2和室内空气排气口 3连接的管道围绕至建筑物外壁面，与建筑物外的外部空气30连通。与外部空气供气口 4连接的管道连通到居室的天花板面或墙壁面，向室内32供给外部空气30。
[0049]图4是本发明的实施方式I的给排型换气装置的供气侧开口调整部的部分立体图。如图4所示，在供气送风路径6安装有供气侧开口调整部12，其为对通过供气送风路径6的外部空气30的风量进行调整的开口调整部14。
[0050]图5是本发明的实施方式I的给排型换气装置的排气侧开口调整部的部分立体图。如图5所示，在排气送风路径7安装有排气侧开口调整部13，其为对通过排气送风路径7的室内空气33的风量进行调整的开口调整部14。
[0051]图6是本发明的实施方式I的给排型换气装置的开口调整部的立体图。如图6所示，开口调整部14包括:具备开口部16的保持部17，和遮蔽部15。开口调整部14设置成空气不从图4所示的供气送风路径6和图3所示的排气送风路径7漏出。由此，供气风量和排气风量全部通过图2所示的供气侧开口调整部12或排气侧开口调整部13的开口部16(图6)。图6所示的开口部16通过遮蔽部15调整来改变开口部16的开口面积。而且，图2所示的供气送风路径6和排气送风路径7的开口面积改变，由此通过供气送风路径6和排气送风路径7的风量被增减调整。
[0052]说明上述结构的给排型换气装置I的动作。
[0053]图2所示的给排型换气装置I中，外部空气吸入口 2、室内空气排气口 3和外部空气供气口 4各自与管道连接。与外部空气吸入口 2和室内空气排气口 3连接的管道与外部空气30连通。与外部空气供气口 4连接的管道连通到居室的天花板面或墙壁面，向室内32供给外部空气30。
[0054]此时，在供气送风路径6为比排气送风路径7长的管道配管长度的情况下，排气送风路径7的管道压力损失变小。因此，供气风量设定为规定的风量而运转时，排气风量变得比供气风量大。此时，对安装在排气送风路径7的排气侧开口调整部13的图6所示遮蔽部15进行调整。即，开口部16变小，图2所示排气送风路径7的管道压力损失变大。其结果，排气风量变小，管道压力损失在供气侧和排气侧变为相等，能够取得供气风量和排气风量的平衡。
[0055]另外，在图2所示的供气送风路径6成为比排气送风路径7短的管道配管长度的情况下，排气送风路径7的管道压力损失变大。因此，在供气风量设定为规定的风量时，供气用风扇8和排气用风扇9通过相同的旋转轴IOa旋转，所以排气风量比供气风量小。排气风量不足规定的风量，所以电动机10的转速提高，使排气用风扇9吹出规定的风量。通过增加该转速，排气风量成为规定的风量，但同时供气风量变得比规定的风量大，供气风量变得比排气风量大。此时，对安装在供气送风路径6的供气侧开口调整部12的图6所示的遮蔽部15进行调整。S卩，开口部16变小，图2所示的供气送风路径6的管道压力损失变大。这样，供气风量变小，管道压力损失在排气侧和供气侧变为相等，能够取得供气风量和排气风量的平衡。
[0056]另外，由于与管道施工的状态，发生供气风量变得比排气风量大或供气风量变得比排气风量小的情况。但是，如图2所示，给排型换气装置I具有供气侧开口调整部12和排气侧开口调整部13的2个开口调整部14，所以在任何的情况下都能够应对，能够保持供气风量和排气风量的平衡。
[0057]像这样根据本实施方式I的给排型换气装置1，即使在管道配管长度不同的情况下，也能够保持供气风量和排气风量的平衡。
[0058]图7是具有本发明的实施方式I的热交换器的给排型换气装置的电动机付开口调整部的立体图，图8是该给排型换气装置的电动机付开口调整部的分解立体图。如图7、8所示，作为开口调整部14的电动开口调整部18通过作为电动部的开口调整用电动机22使遮蔽部19动作。电动开口调整部18可以用于图2所示的供气侧开口调整部12和排气侧开口调整部13。如图8所示，电动开口调整部18由电动机保持罩23将开口调整用电动机22保持在保持部21。而且，开口调整用电动机22的旋转轴安装有齿轮20。遮蔽部19在其边缘具备与齿轮20啮合的直线齿轮，由罩24保持于保持部21。电动开口调整部18具备遮蔽部19和开口调整用电动机22。
[0059]以空气不泄露的方式配置在供气送风路径6和排气送风路径7的电动开口调整部18，使开口调整用电动机22驱动而使遮蔽部19滑动，从全闭至全开调整开口部25的开度。
[0060]开口调整用电动机22使遮蔽部19动作，由此能够使施工时的试运转调整简化，施工性提高。
[0061]另外，如图2所示，计测供气送风路径6和排气送风路径7的风量的计测部(以下称作风量传感器37)分别设置在供气送风路径6和排气送风路径7。而且，具有对设置在供气送风路径6和排气送风路径7的各自的电动开口调整部18进行控制的控制部38。控制部38利用风量传感器37计测供气送风路径6和排气送风路径7的风量，进行电动开口调整部18的开度调整。即，在风量传感器37的计测值不足规定风量的情况下，使图8所示的开口调整用电动机22和遮蔽部19动作，扩展供气送风路径6和排气送风路径7的开口部25。另一方面，在风量传感器37的计测值超过规定风量的情况下，使开口调整用电动机22和遮蔽部19动作，缩窄供气送风路径6和排气送风路径7的开口部25。这样，控制部38控制电动开口调整部18的动作，使得达成规定的风量。即，控制部38以风量传感器37的输出为输入，控制开口调整用电动机22，调节遮蔽部19的开度。
[0062]在上述结构中，图2所示的给排型换气装置I的运转开始，在供气送风路径6和排气送风路径7中分别流过气流。而且，设置在供气送风路径6和排气送风路径7的风量传感器37确认风量。在检测到比规定的风量小的风量的供气送风路径6、排气送风路径7中，电动机10的转速变大。而且，再次由风量传感器37确认风量，至检测到规定的风量为止增大电动机10的转速。在检测到比规定的风量大的风量的供气送风路径6、排气送风路径7中，控制部38使设置在供气送风路径6、排气送风路径7的电动开口调整部18动作，缩窄开口部25。由此，供气送风路径6、排气送风路径7的压力损失变大，风量变小。再次由风量传感器37确认风量，只要未达到规定风量，控制部38再次使电动开口调整部18动作，调整开口部25。通过反复进行该一系列的动作，来实现规定的风量。
[0063]利用上述结构，来计测供气送风路径6和排气送风路径7的风量，自动地将通过供气送风路径6、排气送风路径7的风量调整为规定值。
[0064]图9是在本发明的实施方式I的给排型换气装置设置有加热器的情况下的部分立体图。如图9所示，在供气送风路径6，与供气侧开口调整部12相邻地，即在供气侧开口调整部12的紧前(just before)或紧后(just behind)设置有作为对外部空气30进行加热的加热部的加热器26。在此，加热器26设置在供气送风路径6的热交换元件11的上游侧。
[0065]外部空气30被加热器26加热而变暖。在此，外部空气30在冰点以下的情况下，冷的外部空气30与室内空气33隔着热交换元件11接触时，室内空气33被急剧冷却，达到露点温度而结露。但是，导入的外部空气30被加热，由此，能够防止室内空气33的急剧的温度降低，不产生结露水。另外，也能够防止结露水冻结导致的热交换元件11的冻结。
[0066]此外，在图9中，加热器26配置在供气侧开口调整部12的上游侧，但是也可以配置在下游侧。
[0067]图10是在本发明的实施方式I的给排型换气装置设置有过滤器的情况下的侧面截面图。如图10所示，在供气送风路径6中，在供气侧开口调整部12的上游侧设置有防止异物侵入的外部空气用过滤器27，在排气送风路径7中，在排气侧开口调整部13的上游侧设置有防止异物侵入的室内空气用过滤器28。
[0068]根据上述结构，在供气送风路径6中，利用外部空气用过滤器27将从外部空气30导入的空气净化。因此能够避免如下的供气侧开口调整部12的问题:粉尘和异物侵入而附着于供气侧开口调整部12，遮蔽部19难以进行动作，另外，因异物的附着而使开口部25 (图8)不完全关闭等。另外，在排气送风路径7中，利用室内空气用过滤器28除去室内空气33的尘埃。因此能够避免如下的排气侧开口调整部13的问题:粉尘和异物侵入而附着于排气侧开口调整部13，遮蔽部19难以进行动作，另外，因异物的附着而使开口部25 (图8)不完全关闭等。
[0069]根据上述结构，能够防止供气侧开口调整部12的外部空气30导致的污染。另外，能够防止排气侧开口调整部13的室内空气33导致的污染。其结果，能够稳定地获得供气风量和排气风量的风量平衡。
[0070]此外，在本发明的实施方式I中，说明了设置有平板状的遮蔽部19作为开口调整部14的例子，但是也可以使用进行风路的通过风量的调整的风门作为开口调整部14。
[0071](实施方式2)
[0072]图1lA是本发明的实施方式2的给排型换气装置的侧视图，图1lB是该给排型换气装置的仰视图。本发明的实施方式2的给排型换气装置101设置在建筑物内的天花板、天花板里侧、屋顶里侧空间、和侧面墙壁。本发明的实施方式2中，说明设置在天花板里侧的情况。
[0073]图1lA所示的主体102呈在3边内、高度方向上最低的长方体的形状。主体102与天花板面103平行地设置。另外，如图1lB所示，主体102在包含高度方向和另外2边之中的短边方向的边的一方的侧面104具备室外侧吸入口 105和室外侧排出口 106。室外侧吸入口 105和室外侧排出口 106各自成为能够连接大约直径100 (mm)的管道107的形状。
[0074]管道107延伸至建筑物外壁面108，与外部空气160连通。主体102的下表面形成有室内侧吸入口 109。在侧面104的相对面110具备室内侧排出口 111。室内侧排出口111为同样能够与大约直径100 (mm)的管道112连接的形状。
[0075]在本实施方式2中，与室内侧排出口 111连接的管道112分支为多个小口径管道113，与各居室的天花板面103连通而向室内供给外部空气160。另外，室内侧排出口 111分支为多个小口径管道113。于是，主体102的相对面110的室内侧排出口 111为能够与多个小口径管道113连接的形状，省去管道分支的工作。
[0076]在主体102的内部形成有供气风路114和排气风路115。供气风路114为将从室外经由管道107导入的外部空气160供给至室内的风路。即，供气风路114为将外部空气160从室外侧吸入口 105供给至室内侧排出口 111为止。排气风路115是将室内空气161排出至室外的风路。即，排气风路115为将室内空气161从室内侧吸入口 109排出至室外侧排出口 106为止。作为这两个送风路径的供气风路114和排气风路115由分隔板116、117分隔。
[0077]在供气风路114和排气风路115分别设置有西罗科式的供气风扇118和排气风扇
119。供气风扇118和排气风扇119由延伸至作为直流电机的DC电机120的两侧的一个驱动轴120a驱动。
[0078]另外，在供气风路114和排气风路115的交叉部配置有将室内空气161和外部空气160的热交换的热交换元件121。热交换元件121将来自室内的排气空气的热回收并给予来自室外的供气空气。
[0079]在主体102的室外侧吸入口 105和室外侧排出口 106分别具备遮断外部空气160的侵入的供气风门122和排气风门123。而且，供气风门122通过轴与电动机124连结，调整室外侧吸入口 105的开口面积。排气风门123通过轴与电动机125连结，调整室外侧排出口 106的开口面积。在此，作为电动机124、125例如能够列举步进电机等。步进电机能够控制级(step)数，能够较细地设定调整开口面积。
[0080]在供气风路114中依次配置有室外侧吸入口 105、供气风门122、热交换元件121、供气风扇118和室内侧排出口 111。另外，排气风路115中依次配置有室内侧吸入口 109、热交换元件121、排气风扇119、排气风门123和室外侧排出口 106。
[0081]图12是本发明的实施方式2的给排型换气装置的控制电路的块图。控制电路的块(block)具有电源电路127和驱动装置128。在此，电源电路127与工频电源126连接。驱动装置128驱动DC电机120、供气风门122和排气风门123。
[0082]电源电路127具备包括二极管电桥和电解电容器的整流平滑电路129。而且，由整流平滑电路129整流平滑后的电压经由FET(Field Effect Transistor:场效应晶体管)等的开关元件130和开关变压器131而降低。由整流平滑电路129整流平滑后的电压成为向DC电机120和驱动装置128供给的电压、例如直流电压DC30 (V)。
[0083]DC电机120是具有三相(U、V、W相)的定子绕组的电机。而且，DC电机120具有驱动IC、DC电机驱动控制部132、霍尔元件133。在此，驱动IC对向该定子绕组的电压施加进行控制。DC电机驱动控制部132调整DC电机120的驱动电压。霍尔元件133是用于检测转子的位置的位置检测传感器。
[0084]在本实施方式2中，向DC电机120供给的电压为与开关变压器131的后级连接的低压的DC30(V)，但是不限于此。向DC电机120供给的电压，可以为将工频电源126直接整流平滑后的高压的DC141 (V)或DC282 (V)。
[0085]驱动装置128具有转速检测部134、电流检测部135、风门驱动控制部136和控制部137。转速检测部134根据霍尔元件133的信号检测DC电机120的转速。
[0086]本发明的实施方式2的给排型换气装置101包括主体102、供气风门122、排气风门123、供气风路114、排气风路115、热交换元件121、供气风扇118、排气风扇119、DC电机
120、风门驱动控制部136、DC电机驱动控制部132、电流检测部135、转速检测部134和控制部 137。
[0087]电流检测部135检测流过DC电机120的U、V、W相的电流。风门驱动控制部136驱动供气风门122和排气风门123的电动机124、125(图11B)。
[0088]控制部137接收转速检测部134和电流检测部135的信号，对DC电机驱动控制部132和风门驱动控制部136进行控制。电流检测部135通过检测DC电机120的U、V、W相的共用线上连接的电阻器等的两端电压，来检测DC电机120的电流。
[0089]另外，风门驱动控制部136根据来自控制部137的信号驱动供气风门122和排气风门123的电动机124、125，对供气风门122和排气风门123的开闭进行控制。控制部137由CPU (Central Processing Unit:中央处理器)构成。控制部137由来自DC电机120的施加电压因稳调节器(regulator) 138而电压降下形成的DC5 (V)或DC3 (V)电压驱动。
[0090]接着，使用作为本发明的实施方式2的给排型换气装置的CPU的块图的图13说明控制部137的结构。控制部137形成脉冲或模拟信号并向DC电机驱动控制部132传递信号，执行DC电机120的速度控制和停止。控制部137通过控制部137内部的计数器、以及RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM (Read Only Memory:只读存储器)共同协作的方式而动作。
[0091]控制部137具备目标风量控制部140和初始设定部141。目标风量控制部140以图12所示的DC电机120的目标转速和供气风门122和排气风门123的开度为输入，对DC电机驱动控制部132和风门驱动控制部136进行控制。初始设定部141在给排型换气装置101的起动初始，决定目标转速、以及供气风门122和排气风门123的开度。即，控制部137调整开度来控制DC电机120的驱动电压以使得供气风门122和排气风门123中的一个风门为全开、另一个风门达成目标转速。初始设定部141的输出被输入到目标风量控制部140。
[0092]初始设定部141包括目标转速计算部142、排气风路转速决定部143、供气风路转速决定部144、目标转速决定部148和风门开度决定部145。在此，目标转速计算部142根据目标风量139计算目标转速。排气风路转速决定部143计算排气风扇119的转速。供气风路转速决定部144计算供气风扇118的转速。风门开度决定部145决定供气风路114的供气风门122和排气风路115的排气风门123的开度。
[0093]目标转速计算部142根据使DC电机驱动控制部132动作而达成目标风量139的DC电机120中流动的电流和转速的关系调整驱动电压，计算此时的目标转速。另外，目标转速计算部142中预先存储有数据表。该数据表是根据管道长度0(m)?30(m)的范围中的用于保持目标风量139、例如100(m3/h)的风量所需要的DC电机120的转速和电流的关系式计算的排气风扇119和供气风扇118的转速和电流的关系。
[0094]例如，管道长度为0、5、10(m)时可以按每5 (m)输入，也可以进一步细分化、例如按每Im设有数据表，由此能够提高风量控制的精度。主体102的主体内压力损失在供气风路114和排气风路115中均为1:1的均等的关系时，存储有一个转速和电流的值即可。
[0095]但是，根据主体102的尺寸限制或者热交换元件121的大小、配置场所等，有时主体内压力损失变得不相同。于是，在本实施方式2中，对供气风扇118和排气风扇119分别存储数据表。
[0096]排气风路转速决定部143在使供气风门122全闭、使排气风门123全开的状态下，由目标转速计算部142计算排气风扇119实现目标风量139、例如100(m3/h)的风量时的转速，使该转速为排气风扇119的转速。
[0097]供气风路转速决定部144在使排气风门123全闭、使供气风门122全开的状态下，由目标转速计算部142计算供气风扇118实现目标风量139、例如100(m3/h)的风量时的转速，使其为供气风扇118的转速。
[0098]目标转速决定部148比较排气风扇119的转速和供气风扇118的转速，将较大一方的转速决定为目标转速。
[0099]风门开度决定部145使排气风路115和供气风路114的风路之中风扇的转速较大一方的风路的风门为全闭。然后，风门开度决定部145决定转速较小一方的风路的风门的开度以使得转速较小一方的风路达成目标风量。
[0100]在上述结构中，使用作为本发明的实施方式2的给排型换气装置的控制流程图的图14，说明对于保持供气和排气的风量平衡的动作。
[0101]本流程图由步骤I?步骤5构成。步骤I是使供气风门122和排气风门123全开的步骤。步骤2是由排气风路转速决定部143决定相对于目标风量的排气风扇119的转速的步骤。步骤3是由供气风路转速决定部144决定相对于目标风量139的供气风扇118的转速的步骤。步骤4是由目标转速决定部148决定目标转速的步骤。步骤5是由风门开度决定部145决定供气风门122和排气风门123的开度的步骤。
[0102]而且，在图1lA所示的主体102与管道107、112连接的状态下，执行给排型换气装置101的运转。在最开始按下电源投入或试运转开关(未图示)的情况下，控制部137以步骤I所示的方式使供气风门122、和排气风门123成为全开状态。
[0103]接着，排气风路转速决定部143以步骤2所示的方式控制风门驱动控制部136，在使排气风门123保持为全开状态的状态下，使供气风门122为全闭状态。而且，排气风路转速决定部143控制DC电机驱动控制部132来驱动DC电机120以使得与预先存储在目标转速计算部142中的排气风扇119的电流和转速的关系式一致。由此，获得一个转速NI。转速NI是在与排气风路115实际连接的管道107的长度下用于保持目标风量139、例如100 (m3/h)的风量所需的转速信息。
[0104]接着，供气风路转速决定部144以步骤3所示的方式控制风门驱动控制部136，使供气风门122为全开状态，使排气风门123为全闭状态。而且，供气风路转速决定部144控制DC电机驱动控制部132来驱动DC电机120以使得与预先存储在目标转速计算部142中的供气风扇118的电流和转速的关系式一致。由此，获得一个转速N2。转速N2是在排气风门123为全闭状态下用于保持目标风量139、例如100(m3/h)的风量所必需的转速信息。
[0105]接着，目标转速决定部148以步骤4所示的方式比较排气风路转速决定部143所决定的转速NI和供气风路转速决定部144所决定的转速N2来决定目标转速。S卩，在转速NI >转速N2的情况下，使转速NI为目标转速。另外，在转速NI <转速N2的情况下，使转速N2为目标转速。并且，在转速NI =转速N2的情况下，使转速NI为目标转速。
[0106]S卩，在转速NI >转速N2的情况下，排气风路115的风路压力损失高于供气风路114的风路压力损失。此时，如果不进行供气风路114的调整，则与排气风路115相比，供气风路114的风量变大。于是，供气风路114需要在再次使压力损失增大了的状态下能够实现目标风量139。
[0107]风门开度决定部145在步骤5中调整风门开度。排气风门123在保持全闭状态的状态下，进行与压力损失低的风路连接的供气风门122的角度调整。此时的目标转速为在由排气风路115的压力损失决定的排气风路115中决定计算出的DC电机120的转速NI。
[0108]首先，风门开度决定部145控制DC电机120以使得与由目标转速计算部142计算出的转速NI对应的电流值和转速的关系一致。然后，风门开度决定部145将供气风门122的风门角度逐渐关闭以使得能够维持目标转速NI。
[0109]接着，图15A是表示本发明的实施方式2的给排型换气装置的表示转速NI >转速N2时的风门的角度的供气风门角度检测时的图，图15B是该给排型换气装置的转速NI >转速N2时的风量平衡控制时的动作说明图。图15A所示的供气风扇118的动作转速成为NI时，供气风门122的角度Θ I被存储。而且，如图15B所示，排气风门123从全闭状态变为全开状态。
[0110]通过采用这样的方式，供气风路114和排气风路115的风路压力损失成为维持为均等的状态。DC电机120在转速NI下被驱动，供气风路114和排气风路115均确保目标风量139例如100(m3/h)的风量。
[0111]控制部137除了排气风门123的全开和转速NI等的条件之外，以如上述方式调整了的供气风门122的角度为条件，控制给排型换气装置101。其结果，供气风路114和排气风路115均确保目标风量139地进行建筑物内的换气。
[0112]另外，在转速NI <转速N2的情况下，显示供气风路114的风路压力损失高于排气风路115的风路压力损失。如果不进行排气风路115的风路阻力的调整，则与供气风路114相比，排气风路115的风量变大。于是，排气风路115需要在再次使压力损失增大了的状态下能够实现目标风量139。
[0113]供气风门122成为全闭状态，以步骤5所示的方式进行排气风门123的角度调整。此时的目标转速为在供气风路114中决定计算出的DC电机120的转速N2。[0114]首先，风门开度决定部145控制DC电机120以使得与由目标转速计算部142计算出的转速N2对应的电流值和转速的关系一致。然后，将排气风门123的风门角度逐渐关闭以使得能够维持目标风量。
[0115]接着，图16A是表示本发明的实施方式2的给排型换气装置的表示NI < N2时的风门的角度的排气风门角度检测时的图，图16B是该给排型换气装置的NI < N2时的风量平衡控制时的动作说明图。如图16A所示，排气风路115中的成为动作转速N2时的排气风门123的角度Θ2被存储。而且，如图16B所示，供气风门122从全闭状态变为全开状态。
[0116]通过采用这样的方式，供气风路114和排气风路115的风路压力损失维持为均等。DC电机120在转速N2下被驱动，由此供气风路114和排气风路115均确保目标风量139例如100 (m3/h)的风量。
[0117]控制部137除了供气风门122的全开和转速N2等的条件之外，以如上述方式调整了的排气风门123的角度为条件，控制给排型换气装置101。其结果，供气风路114和排气风路115均确保目标风量139地进行建筑物内的换气。
[0118]另外，在转速NI =转速N2的情况下，供气风路114和排气风路115的风路压力损失已经成为均等。在该情况下，供气风门122和排气风门123均成为全开状态，DC电机120由转速NI驱动。由此，供气风路114和排气风路115均确保目标风量139、例如100(m3/h)的风量。
[0119]如上所述，给排型换气装置101使排气风门123和供气风门122之中转速较大一方的风路的风门为全闭。然后，调整转速较小一方的风路的风门的开度以使得转速较小一方的风路达成目标转速。
[0120]如上所述，在本发明的实施方式2中，通过调整压力损失低的一方的风门角度，双方的压力损失差消失。由此，即使利用一个转速驱动DC电机120，也能够确保供气和排气的双方的风量，将供气和排气的风量平衡保持为均等。
[0121]另外，在排气风路转速决定部143和供气风路转速决定部144中检测到的转速结果之中、检测到较高一方的转速的送风路径所连接的风门成为全开状态。由此，通过仅调整风路压力损失较低一方的风门的开口面积，能够降低因关闭风门而产生DC电机120的能量损失。
[0122]另外，上述的流程图仅在操作了电源投入时或试运转开关(未图示)的情况下执行。因此，在通常使用时，风门不需要成为全闭状态，不会对使用者施加风门全闭时产生的噪声导致的不适感。
[0123]另外，存在因给排型换气装置101重启或设备的堵塞等未排出目标风量139的情况或供气和排气的风量平衡破坏的情况。在这样情况下，也通过电源投入时或试运转开关(未图示)的操作，使用者能够根据任意的时刻再设定目标风量139。
[0124](实施方式3)
[0125]在本发明的实施方式3中，对与实施方式2相同的构成要素标注相同的附图标记，省略详细的说明，仅说明不同的点。如上所述，在实施方式2中，对为了高精度地实现目标风量而调整风门的角度进行了说明。但是，产生从排气风路115向供气风路114的空气的泄漏，供气风路114的风量被施加因该泄漏而导致的风量而能够从室外供给的风量变得不足的问题。[0126]认为空气的泄漏产生的原因是因给排型换气装置101的制造偏差、例如图11A、图1lB所示的主体102和分隔板116的接合部的间隙以及热交换元件121的要素之间的接合偏差而产生的。即，为了高精度地实现目标风量139，需要提高供气风扇118和排气风扇119的转速。
[0127]于是，在本实施方式3中，如图17所示，初始设定部141改变实施方式2的供气风路转速决定部144，具备供气风路修正转速决定部149。
[0128]供气风路修正转速决定部149具备供气风路修正值计算部150和转速修正部151。在此，供气风路修正值计算部150基于排气风路转速决定部143计算出的排气风扇119的转速，根据预先存储的排气风扇119的转速和修正值的关系计算供气风扇118的转速的修正值。转速修正部151利用由供气风路修正值计算部150计算出的修正值，对由目标转速计算部142计算的供气风扇118实现目标风量139时的转速进行修正。
[0129]使用作为本发明的实施方式3的给排型换气装置的CPU的块图的图17说明控制部137的结构。控制部137具备目标风量控制部140和初始设定部141。
[0130]初始设定部141具备目标转速计算部142、排气风路转速决定部143、供气风路修正转速决定部149、目标转速决定部148和风门开度决定部145。在此，供气风路修正转速决定部149计算供气风扇118的转速。另外，供气风路修正转速决定部149具备供气风路修正值计算部150和转速修正部151。
[0131]图18是表示本发明的实施方式3的给排型换气装置的转速修正值的图。供气风路修正值计算部150基于排气风路转速决定部143计算的排气风扇119的转速，根据图18所示的预先存储的排气风扇119的转速和修正值的关系计算供气风扇118的转速的修正值。转速修正部151利用供气风扇118的转速修正值修正供气风扇118的转速。例如如图18所示，排气风路转速决定部143计算的转速在Nl_2的情况下，供气风扇118的修正值为
1.04。
[0132]在上述结构中，使用作为本发明的实施方式3的给排型换气装置的控制流程图的图19，说明保持供气和排气的风量平衡的动作。
[0133]图19的流程图与图14同样由步骤I?步骤5构成，步骤I?步骤5的目的与图14相同。不同点在于，在步骤2中，供气风路修正值计算部150根据排气风路转速决定部143所决定的排气风扇119的转速NI计算供气风扇118的转速的修正值Rhl。
[0134]另外，在步骤3中，利用转速修正部151将步骤2中决定的修正值Rhl乘以转速N2，获得转速N3。
[0135]转速N3是在供气风路114实际连接有管道且将排气风门123打开的状态下用于保持目标风量139、例如100(m3/h)的风量所需的转速信息。
[0136]接着，以步骤4所示的方式目标转速决定部148比较排气风路转速决定部143所决定的转速NI和供气风路转速决定部144所决定的转速N3，决定目标转速。S卩，在转速NI>转速N3的情况下，使转速NI为目标转速。另外，在转速NI <转速N3的情况下，使转速N3为目标转速。并且，在转速NI =转速N3的情况下，使转速NI为目标转速。
[0137]而且，在步骤5中，风门开度决定部145调整风门开度。S卩，在转速NI >转速N3的情况下，显示排气风路115的风路压力损失高于供气风路114的风路压力损失。如果不进行供气风路114的压力调整，则与排气风路115相比，供气风路114的风量变大。于是，供气风路114需要在再次使压力损失增大了的状态下能够实现目标风量139。
[0138]排气风门123在保持全闭状态的状态下，进行与压力损失低的风路连接的供气风门122的角度调整。此时的目标转速为在由排气风路115的压力损失决定的排气风路115中计算出的DC电机120的转速NI。
[0139]风门开度决定部145控制DC电机120以使得与目标转速计算部142中预先存储的供气风扇118的目标转速NI的对应的电流值和转速的关系一致。然后，风门开度决定部145将供气风门122的风门角度逐渐关闭以使得能够维持目标转速NI。
[0140]另外，在转速NI <转速N3的情况下，显示供气风路114的风路压力损失高于排气风路115的风路压力损失。如果不进行排气风路115的风路阻力的调整，则与供气风路114相比，排气风路115的风量变大。于是，排气风路115需要在再次使压力损失增大了的状态下能够实现目标风量139。
[0141]供气风门122成为全闭状态，进行排气风门123的角度调整。此时的目标转速为在供气风路114中计算出的DC电机120的转速N3。然后，在预先向目标转速计算部142存储了的排气风路115中，控制DC电机120以使得与目标转速N3对应的电流值和转速的关系一致。然后，将排气风门123的风门角度逐渐关闭以使得能够维持目标转速N3。
[0142]接着，在NI = N3的情况下，供气风路114和排气风路115的风路压力损失已成为均等。因此，使供气风门122和排气风门123均成为全开状态。而且，在转速NI下驱动DC电机120，由此供气风路114和排气风路115均能够确保目标风量139、例如100 (m3/h)的风量。
[0143]如上所述，给排型换气装置101使由转速修正部151修正后的转速为供气风扇118的转速。而且，给排型换气装置101修正供气风路114和排气风路115之间的空气的泄露，调整压力损失较低一方的风门角度。因此，在主体102内部产生风量的泄露的情况下，使双方的压力损失相等，在一个转速下驱动DC电机120。其结果，将供气和排气的风量平衡保持为均等，并且确保供气和排气的双方的风量。
[0144]产业上的利用可能性
[0145]本发明的给排型换气装置作为以外部空气和室内空气的热交换为目的的管道式的热交换气装置、管道式的空气调节装置等用途是有用的。
[0146]另外，本发明的给排型换气装置在利用一个DC电机同时进行排气和供气的情况下，确保规定的风量并且保持供给排气风量的平衡，作为用于一般住宅等的同时给排型的空气调节机是有用的。
[0147]附图符号说明
[0148]1、101 给排型换气装置
[0149]2 外部空气吸入口
[0150]3 室内空气排气口
[0151]4 外部空气供气口
[0152]5 室内空气吸入口
[0153]6 供气送风路径
[0154]7 排气送风路径
[0155]8 供气用风扇[0156]9排气用风扇
[0157]10电动机
[0158]1Oa 旋转轴
[0159]11热交换元件
[0160]12供气侧开口调整部
[0161]13排气侧开口调整部
[0162]14开口调整部
[0163]15、19 遮蔽部
[0164]16,25 开口部
[0165]17保持部
[0166]18电动开口调整部
[0167]20齿轮
[0168]21保持部
[0169]22开口调整用电动机(电动部)
[0170]23电动机保持罩
[0171]24罩
[0172]26加热器(加热部)
[0173]27外部空气用过滤器
[0174]28室内空气用过滤器
[0175]30、160 外部空气
[0176]31屋外
[0177]32室内
[0178]33,161 室内空气
[0179]34室外
[0180]35主体
[0181]37风量传感器(计测部)
[0182]38控制部
[0183]102主体
[0184]103天花板面
[0185]104侧面
[0186]105室外侧吸入口
[0187]106室外侧排出口
[0188]107、112 管道
[0189]108建筑物外壁面
[0190]109室内侧吸入口
[0191]110相对面
[0192]111室内侧排出口
[0193]113小口径管道
[0194]114供气风路[0195]115排气风路
[0196]116、117 分隔板
[0197]118供气风扇
[0198]119排气风扇
[0199]120DC 电机
[0200]120a驱动轴
[0201]121热交换元件
[0202]122供气风门
[0203]123排气风门
[0204]124、125 电动机
[0205]126工频电源
[0206]127电源 电路
[0207]128驱动装置
[0208]129整流平滑电路
[0209]130开关元件
[0210]131开关变压器
[0211]132DC电机驱动控制部
[0212]133霍尔元件
[0213]134转速检测部
[0214]135电流检测部
[0215]136风门驱动控制部
[0216]137控制部
[0217]138调节器
[0218]139目标风量
[0219]140目标风量控制部
[0220]141初始设定部
[0221]142目标转速计算部
[0222]143排气风路转速决定部
[0223]144供气风路转速决定部
[0224]145风门开度决定部
[0225]148目标转速决定部
[0226]149供气风路修正转速决定部
[0227]150供气风路修正值计算部
[0228]151转速修正部
【权利要求】
1.一种给排型换气装置，其特征在于: 在主体内设置有:用于利用供气用风扇将外部空气从屋外送至室内的供气送风路径；和用于利用排气用风扇将室内空气从所述室内送至室外的排气送风路径， 所述供气用风扇和所述排气用风扇安装于一个电动机的旋转轴， 在所述供气送风路径和所述排气送风路径设置有开口调整部，所述开口调整部对分别通过所述供气送风路径和所述排气送风路径的所述外部空气和所述室内空气的风量进行调整。
2.如权利要求1所述的给排型换气装置，其特征在于: 所述开口调整部包括:配置于所述供气送风路径和所述排气送风路径的遮蔽部；和与所述遮蔽部连结并使所述遮蔽部工作的电动部。
3.如权利要求2所述的给排型换气装置，其特征在于，设置有: 计测所述供气送风路径和所述排气送风路径的各自的风量的计测部；和 以所述计测部的输出为输入来控制所述电动部从而调节所述遮蔽部的开度的控制部。
4.如权利要求1所述的给排型换气装置，其特征在于: 在所述供气送风路径 与所述排气送风路径交叉的位置配置有热交换元件， 在所述供气送风路径中，在所述开口调整部的紧前或紧后设置有对所述外部空气进行加热的加热部。
5.如权利要求1所述的给排型换气装置，其特征在于: 在所述供气送风路径和所述排气送风路径交叉的位置配置有热交换元件， 在所述供气送风路径和所述排气送风路径分别设置有防止异物进入的过滤器。
6.一种给排型换气装置，其特征在于: 主体设置有室内侧吸入口、室内侧排出口、室外侧吸入口和室外侧排出口， 所述给排型换气装置具备: 调整所述室外侧吸入口的开口面积的供气风门； 调整所述室外侧排出口的开口面积的排气风门； 使外部空气从所述室外侧吸入口通往所述室内侧排出口的供气风路； 使室内空气从所述室内侧吸入口通往所述室外侧排出口的排气风路； 分别配置于所述供气风路和所述排气风路的供气风扇和排气风扇； 由一个驱动轴驱动所述供气风扇和所述排气风扇的作为直流电机的DC电机； 驱动所述供气风门和所述排气风门的风门驱动控制部； 调整所述DC电机的驱动电压的DC电机驱动控制部； 检测流过所述DC电机的电流的电流检测部； 检测所述DC电机的转速的转速检测部；和 控制部，其控制所述DC电机的驱动电压来调整开度，以使得所述供气风门和所述排气风门中的一个风门为全开，另一个风门达成目标风量，其中 所述控制部具备相对于所述供气风扇和所述排气风扇的目标风量，决定所述DC电机的目标转速、以及所述供气风门和所述排气风门的开度的初始设定部， 所述初始设定部包括: 目标转速计算部，其根据使所述DC电机驱动控制部工作而达成所述目标风量的所述DC电机中流过的所述电流和所述转速的关系，调整所述驱动电压，计算出所述目标转速；排气风路转速决定部，使所述供气风门全闭、所述排气风门全开，由所述目标转速计算部计算出所述排气风扇实现所述目标风量时的所述转速，设为所述排气风扇的转速； 供气风路转速决定部，使所述排气风门全闭、所述供气风门全开，由所述目标转速计算部计算出所述供气风扇实现所述目标风量时的所述转速，设为所述供气风扇的转速； 所述目标转速决定部，其将所述排气风扇的转速和所述供气风扇的转速进行比较，将较大一方的转速决定为所述目标转速；和 决定所述排气风门及所述供气风门的开度的风门开度决定部， 使所述排气风门和所述供气风门中的所述转速较大一方的风路的风门全闭，调整所述转速较小一方的风路的风门的开度，以使得所述转速较小一方的风路达成所述目标风量。
7.如权利要求6所述的给排型换气装置，其特征在于: 所述初始设定部具备供气风路修正转速决定部替代所述供气风路转速决定部， 所述供气风路修正转速决定部具备供气风路修正值计算部和转速修正部， 所述供气风路 修正值计算部基于所述排气风路转速决定部所决定的所述排气风扇的转速，根据预先存储的所述排气风扇的转速和修正值的关系来计算所述供气风扇的转速的修正值， 所述转速修正部利用所述修正值对由所述目标转速计算部计算出的所述供气风扇实现所述目标风量时的转速进行修正， 将由所述转速修正部修正后的转速设为所述供气风扇的转速。
8.如权利要求6所述的给排型换气装置，其特征在于: 在所述供气风路与所述排气风路的交叉部，设置有使所述外部空气和所述室内空气之间进行热交换的热交换元件。
【文档编号】F24F7/08GK103946638SQ201280056567
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2011年11月16日
【发明者】饭尾耕次, 荒木直也, 竹下庆, 山本岳人, 桥野大辅, 竹绳真吾 申请人:松下电器产业株式会社