JP2000097478A

JP2000097478A - 調湿換気装置

Info

Publication number: JP2000097478A
Application number: JP10283528A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Takimoto; 和志滝本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: JP3008941B1

Abstract

(57)【要約】【課題】安価な調湿換気装置を提供すること。【解決手段】室外７から室内８に供給される給気ＳＡ
と、室内８から室外７に排出される排気ＥＡとの間で熱
交換を行いながら換気を行う調湿換気装置１において、
外気温度が基準温度以上のときは給気ＳＡを除湿する除
湿機能を実行する一方、基準温度未満のときは給気ＳＡ
を加湿する加湿機能を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、室内の調湿をし
ながら換気を行う調湿換気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、典型的な従来例である調湿換気
装置が据え付けられた家屋４０を示す断面模式図であ
る。この調湿換気装置のケーシング４１内は、給気ファ
ン（図示せず）が設けられた給気路４７と、排気ファン
（図示せず）が設けられた排気路４８とに、仕切板４５
によって区画されている。そして上記給気ファンが作動
することによって、室外空気ＯＡが給気ＳＡとして室外
５１から上記給気路４７中に吸入され、この給気ＳＡが
給気路４７中を流通して室内４６に供給される。また上
記排気ファンが作動することによって、室内空気ＲＡが
排気ＥＡとして室内４６から上記排気路４８中に吸入さ
れ、この排気ＥＡが排気路４８中を流通して室外５１へ
排出される。

【０００３】また上記ケーシング４１内には、顕熱交換
器４４が設けられている。この顕熱交換器４４は、上記
給気ＳＡと排気ＥＡとの間で顕熱の熱交換を行うもので
ある。すなわち、この顕熱交換器４４では給気ＳＡと排
気ＥＡとの間で熱の授受だけが行われ、湿気や臭気の授
受は行われないということである。そしてこの顕熱交換
器４４よりも下流側の上記給気路４７に、加湿ユニット
４３が設けられ、また上記顕熱交換器４４よりも上流側
の上記給気路４７に、冷媒熱交換器４２が設けられてい
る。この冷媒熱交換器４２は、連絡配管４９によって室
外機５０と接続され、冷媒回路の蒸発器として機能する
ものである。

【０００４】上記のような調湿換気装置は、次のような
作用を有している。まず高温多湿の夏季等においては、
給気ファンの作動によって室外５１から吸入された給気
ＳＡが、蒸発器として機能する冷媒熱交換器４２によっ
て冷却され除湿される。そして除湿された給気ＳＡは、
上記顕熱交換器４４において、室内４６から排出される
排気ＥＡとの間で熱交換を行う。そして給気ＳＡは、こ
の熱交換によって室内温度と略等しい温度となった後、
室内４６に供給される。このようにして上記調湿換気装
置では、夏季等において除湿空気を室内に供給しながら
換気を行うことができるようになっている。

【０００５】一方、室内４６が乾燥しがちな冬季等にお
いては、給気ファンの作動によって室外５１から吸入さ
れた給気ＳＡは、上記顕熱交換器４４において、暖房さ
れた室内４６から排出される排気ＥＡとの間で熱交換を
行う。そして給気ＳＡは、この熱交換によって室内温度
と略等しい温度まで温度上昇した後、加湿ユニット４３
を通過する。そして給気ＳＡはこの加湿ユニット４３で
湿分を付与された後、室内４６に供給される。このよう
にして上記調湿換気装置では、冬季等において室内に加
湿空気を供給しながら換気を行うことができるようにな
っている。

【０００６】図５は、従来の調湿換気装置における調湿
制御状態の一例を示すグラフである。従来の調湿換気装
置は、室外５１の温度（外気温度）と湿度（外気湿度）
とに基づいて加湿機能と除湿機能とを切り換えて実行し
ている。図５に示す制御例では、外気温度が１８℃未満
のときは、外気湿度とは無関係に加湿機能を実行し、外
気温度が２５℃以上のときは、外気湿度とは無関係に除
湿機能を実行している。そして、外気温度が１８℃以上
２５℃未満のときは、外気湿度が６０％ＲＨ以上であれ
ば除湿機能を実行し、６０％ＲＨ未満であれば顕熱交換
器４４による熱交換のみを実行している。

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】上述のように従来の調湿換気装置では、外
気温度及び外気湿度に基づいて加湿機能及び除湿機能の
切り換えを行っているため、外気温度及び外気湿度を検
出するための温度センサ及び湿度センサが必要である。
しかし、湿度センサは比較的高価なものであるため、調
湿換気装置の製品コストが高くなるという問題がある。

【０００８】この発明は上記従来の欠点を解決するため
になされたものであって、その目的は、安価に構成可能
でありながらも、使用者のニーズに合った調湿を行うこ
とが可能な調湿換気装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の調湿換
気装置は、室外７から室内８に供給される給気ＳＡを流
通させる給気路６と、室内８から室外７に排出される排
気ＥＡを流通させる排気路５と、上記給気路６を流通す
る給気ＳＡと上記排気路５を流通する排気ＥＡとの間で
熱交換を行う熱交換器９と、上記給気ＳＡを加湿する加
湿機能と上記給気ＳＡを除湿する除湿機能とを切り換え
て実行させる調湿制御手段と、室外７の温度を検出する
温度検出手段とを備え、上記調湿制御手段は、上記温度
検出手段によって検出された外気温度が予め定める基準
温度Ｔ１以上のときは除湿機能を実行させる一方、基準
温度Ｔ１未満のときは加湿機能を実行させることを特徴
としている。

【００１０】上記請求項１の調湿換気装置では、外気温
度のみに基づいて加湿機能及び除湿機能のいずれか一方
が実行される。外気温度のみに基づいて調湿運転を制御
させるようにしたのは、日本国内の各地域ごとに月別の
平均気温及び平均湿度を調査した結果、平均気温が基準
温度Ｔ１以上のときは平均湿度も比較的高いため除湿を
行うのが好ましく、また平均気温が基準温度Ｔ１未満の
ときは平均湿度も比較的低いため加湿を行うのが好まし
いことが判明したからである。従って、外気温度のみに
基づく調湿運転の制御であっても良好な調湿を実現する
ことができると共に、高価な湿度センサを設置する必要
がないため安価な調湿換気装置を実現することができ
る。尚、基準温度Ｔ１を含む所定の温度範囲では、加湿
・除湿のいずれも行わないようにしてもよい。

【００１１】また請求項２の調湿換気装置は、複数の透
湿膜パイプの周囲に水を配し、上記透湿膜パイプを通過
する給気ＳＡに対して湿分を付与するように構成された
加湿器１３と、上記加湿器１３に供給する給気ＳＡを加
熱する加熱手段１０とを備え、上記調湿制御手段は、上
記外気温度が上記基準温度Ｔ１よりも低い第２の基準温
度Ｔ２未満のときは、上記加熱手段１０によって給気Ｓ
Ａを加熱すると共に、加熱した給気ＳＡを上記加湿器１
３によって加湿することを特徴としている。

【００１２】上記請求項２の調湿換気装置では、外気温
度が第２の基準温度Ｔ２未満のときは給気ＳＡを加熱し
てから加湿する。これは、透湿膜パイプを使用した加湿
器１３の場合、透湿膜パイプを通過する給気ＳＡの温度
が低いと付与される湿分量が少なく、充分な加湿を行え
ないからである。従って、冬季のように空気が乾燥し、
かつ気温が低いときであっても、給気ＳＡを充分に加湿
することができるので、良好な調湿換気運転を実現する
ことができる。

【００１３】さらに請求項３の調湿換気装置は、上記加
熱手段は、冷媒回路中の凝縮器及び蒸発器として機能す
る冷媒熱交換器１０であり、加湿機能実行時には凝縮器
として機能して給気ＳＡを加熱する一方、除湿機能実行
時には蒸発器として機能して給気ＳＡを除湿することを
特徴としている。

【００１４】上記請求項３の調湿換気装置では、１つの
冷媒熱交換器１０を加熱手段（凝縮器）及び除湿器（蒸
発器）として使用する。従って、部品点数が削減される
ので構成の小型化を図ることができると共に、製品コス
トを低減することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次にこの発明の調湿換気装置の具
体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説
明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施の形態である調湿
換気装置１が据え付けられた家屋２を示す断面模式図で
ある。調湿換気装置１は、熱交換換気ユニット３と調湿
ユニット４を組み合わせて構成されている。

【００１７】熱交換換気ユニット３内は、排気ファンの
設けられた排気路５と、給気ファンの設けられた給気路
６とに区画されている。上記給気ファンが作動すること
によって、給気路６には室外７から室外空気ＯＡが吸入
され、これが室内８に供給される給気ＳＡとなって流通
する。また、上記排気ファンが作動することによって、
排気路５には室内８から室内空気ＲＡが吸入され、これ
が室外７へ排出される排気ＥＡとなって流通する。

【００１８】さらに熱交換換気ユニット３内には、顕熱
交換器９が設けられている。顕熱交換器９は、給気ＳＡ
と排気ＥＡとの間で顕熱の熱交換を行うものである。即
ち、顕熱交換器９では給気ＳＡと排気ＥＡとの間で熱の
授受だけが行われ、湿気や臭気の授受は行われないとい
うことである。

【００１９】また、顕熱交換器９よりも下流側の給気路
６には、調湿ユニット４が設けられている。調湿ユニッ
ト４内の熱交換器１０は、連結配管１１によって室外機
１２に接続され、冷媒回路の蒸発器及び凝縮器として機
能するものである。また、熱交換器１０よりもさらに下
流側にあたる給気路６の出口側には、加湿器１３が設け
られている。尚、室外機１２には圧縮機（図示せず）が
備えられているが、この圧縮機はインバータ等を用いて
圧縮能力可変に成されたものである。

【００２０】さらに、調湿換気装置１には、マイクロコ
ンピュータ等を用いて構成された制御部（調湿制御手
段）（図示せず）が設けられている。この制御部は、調
湿換気装置１（調湿ユニット４を含む。）の運転制御を
行うものであり、これには室内８に設けられた室内湿度
センサ及び室内温度センサ（ともに図示せず）が接続さ
れると共に、室外７に設けられた室外温度センサ（図示
せず）が接続されている。

【００２１】上記調湿換気装置１は、給気路６の流出端
（図１における右端）が第１給気ダクト１４によって室
内８と連通され、排気路５の流入端（同図における右
端）が第１排気ダクト１５によって室内８と連通されて
いる。また、給気路６の流入端（同図における左端）が
第２給気ダクト１６によって室外７と連通され、排気路
５の流入端（同図における左端）が第２排気ダクト１７
によって室外７と連通されている。

【００２２】図２は、調湿ユニット４の構成を示す概略
図である。調湿ユニット４は、吸込口１８から吸い込ん
だ空気に対して除湿又は加湿を行い、調湿後の空気を吹
出口１９から吹き出すものである。調湿ユニット４のケ
ーシング２０の内部には、吸込口１８側に除湿のための
熱交換器１０が配置され、吹出口１９側に加湿のための
加湿器１３が配置されている。熱交換器１０に関して、
吸込口１８側には吸込温度サーミスタ２１が配置され、
吹出口１９側には吹出温度サーミスタ２２が配置されて
いる。

【００２３】加湿器１３は、透湿膜式加湿器であり、複
数本の透湿膜パイプを互いに平行になるように縦横に並
べて構成され、パイプ周囲に加湿水を配し、透湿膜パイ
プ内を通過する空気に対して湿分を付与するように成さ
れたものである。加湿器１３の上方には給水タンク２３
が配置されている。給水タンク２３は、水道管に接続さ
れた給水配管２４から供給される水道水を貯水し、高低
差を利用して貯水した水道水を加湿水として加湿器１３
に供給する。加湿水は、給水タンク２３から加湿器１３
へ配管２５によって供給されている。また加湿器１３に
は、排水電磁弁２６が介設された排水配管２７が接続さ
れており、必要に応じて排水電磁弁２６を開いて加湿水
をドレンパン２８に排水する。

【００２４】尚、給水配管２４には給水電磁弁２９が介
設されており、給水タンク２３内に取り付けられた水位
センサであるフロートスイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦに
応じて開閉を制御し、水道水の給水制御を行う。さら
に、給水電磁弁２９の１次側には２次圧一定型の減圧弁
３０が接続されている。減圧弁３０を配置したのは、も
し仮に調湿ユニット４に高い水圧が加わると悪影響を及
ぼしてしまうからである。また、減圧弁３０はストレー
ナ及び逆止弁を内蔵しており、水道水に含まれる不純物
を除去すると共に、給水タンク２３からの逆流を防止す
る。

【００２５】ドレンパン２８は、調湿ユニット４のケー
シング２０の最下部に配置されると共に、ケーシング２
０内に配置したほぼ全ての部品の直下に位置するように
底部のほぼ全面にわたって配置されている。これによっ
て、ドレンパン２８には、加湿器１３から排水される加
湿水、熱交換器１０から排水される凝縮水だけでなく、
給水タンク２３や給水配管２４、配管２５、排水配管２
７などに付着した水滴も流れ込むことになる。ドレンパ
ン２８内にはフロートスイッチＳＷ２が配置されてお
り、このフロートスイッチＳＷ２によってドレンパン２
８の水位が予め定める高さに達したことが検知される
と、ドレンポンプ３１を駆動してドレン水を外部に排水
する。

【００２６】また、調湿ユニット４は、マイクロコンピ
ュータ等を用いて構成された上記制御部（図示せず）に
よって制御されている。この制御部には調湿ユニット４
の運転制御を行うために、サーミスタ２１、２２、フロ
ートスイッチＳＷ１、ＳＷ２、電磁弁２６、２９、ドレ
ンポンプ３１などが接続されている。

【００２７】上記の調湿換気装置１は、次のような作用
を有している。まず高温多湿の夏季等においては、給気
ファンの作動によって室外７から吸入された給気ＳＡ
は、顕熱交換器９において室内８から排出される排気Ｅ
Ａとの間で熱交換が行われる。そして給気ＳＡは、この
熱交換によって室内温度と略等しい温度となった後、調
湿ユニット４を通過し、蒸発器として機能する熱交換器
１０によって冷却され除湿される。除湿された給気ＳＡ
は、室内８に供給される。このようにして調湿換気装置
１では、夏季等において除湿空気を室内に供給しながら
換気を行うことができる。

【００２８】一方、室内８が乾燥しがちな冬季等におい
ては、給気ファンの作動によって室外７から吸入された
給気ＳＡは、顕熱交換器９において、暖房室内８から排
出される排気ＥＡとの間で熱交換が行われる。そして給
気ＳＡは、この熱交換によって室内温度と略等しい温度
となった後、調湿ユニット４を通過し、加湿器１３によ
って湿分が付与される。加湿された給気ＳＡは、室内８
に供給される。このようにして調湿換気装置１では、冬
季等において室内に加湿空気を供給しながら換気を行う
ことができる。

【００２９】図３は、調湿換気装置１における調湿制御
状態を示すグラフである。調湿換気装置１は、室外７の
温度（外気温度）のみに基づいて、調湿ユニット４によ
る加湿機能と除湿機能とを切り換えて実行している。即
ち、図３に示すように、外気温度が基準温度Ｔ１以上の
ときは除湿機能を実行し、外気温度が基準温度Ｔ１未満
のときは加湿機能を実行している。このように外気温度
のみに基づいて調湿運転を制御させることとしたのは、
日本国内の各地域ごとに月別の平均気温及び平均湿度を
調査した結果、平均気温が１８℃以上のときは平均湿度
も概ね６０％ＲＨ以上あるため、全ての場合に除湿を行
うのが好ましいことが判明したからである。つまり従来
例の制御に関して図５に示す制御領域図において、外気
温度が１８〜２５℃であり、湿度６０％ＲＨ未満の領域
は、日本国内においては実際問題としてはほとんど出現
せず、そのためこの領域の存在を無視しても調湿制御上
は大きな問題が生じないことが明らかになったというこ
とである。なお平均気温が１８℃未満のときは平均湿度
も概ね６０％ＲＨ未満であるため加湿を行うのが好まし
い。以下に理科年表から抜粋した気象データを示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】従って、本実施形態では基準温度Ｔ１は１
８℃に選ばれている。

【００３２】また、調湿換気装置１では加湿器１３とし
て透湿膜式加湿器を使用しているが、この加湿器は加湿
すべき空気の温度が低いと加湿能力（付与する湿分量）
が低下することが知られている。そこで、調湿換気装置
１では、外気温度が基準温度Ｔ１よりも低い第２の基準
温度Ｔ２未満のときは、加湿器１３に供給する空気（給
気ＳＡ）を加熱するようにしている。加熱は、上記した
ように熱交換器１０を凝縮器として機能させて行う。
尚、本実施形態では基準温度Ｔ２は１０℃に選ばれてい
る。

【００３３】以上のように本実施の形態によれば、外気
温度のみに基づく調湿運転の制御であっても良好な調湿
を実現することができると共に、高価な湿度センサを設
置する必要がないため安価な調湿換気装置を実現するこ
とができる。

【００３４】また、冬季のように空気が乾燥し、かつ気
温が低いときであっても、給気ＳＡを加熱してから加湿
するようにしたので、給気ＳＡを充分に加湿することが
でき、良好な調湿換気運転を実現することができる。

【００３５】さらに、１つの熱交換器１０を加熱手段及
び除湿器として使用するので、部品点数が削減されて調
湿換気装置１の小型化を図ることができると共に、製品
コストを低減することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１の調湿換気装置に
よれば、外気温度のみに基づく加湿機能と除湿機能の切
換え制御であっても良好な調湿を実現することができる
と共に、高価な湿度センサを設置する必要がないため安
価な調湿換気装置を実現することができる。

【００３７】また請求項２の調湿換気装置によれば、冬
季のように空気が乾燥し、かつ気温が低いときであって
も、給気を充分に加湿することができるので、良好な調
湿換気運転を実現することができる。

【００３８】さらに請求項３の調湿換気装置によれば、
１つの冷媒熱交換器を加熱手段及び除湿器として使用す
るので、部品点数が削減されて構成の小型化を図ること
ができると共に、製品コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である調湿換気装置が据
え付けられた家屋を示す断面模式図である。

【図２】上記調湿換気装置が備える調湿ユニットの構成
を示す概略図である。

【図３】上記調湿換気装置における調湿制御状態を示す
グラフである。

【図４】従来例である調湿換気装置が据え付けられた家
屋を示す断面模式図である。

【図５】従来の調湿換気装置における調湿制御状態を示
すグラフである。

【符号の説明】

１調湿換気装置５排気路６給気路７室外８室内９顕熱交換器１０熱交換器１３加湿器ＳＡ給気ＥＡ排気

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室外（７）から室内（８）に供給される
給気（ＳＡ）を流通させる給気路（６）と、室内（８）
から室外（７）に排出される排気（ＥＡ）を流通させる
排気路（５）と、上記給気路（６）を流通する給気（Ｓ
Ａ）と上記排気路（５）を流通する排気（ＥＡ）との間
で熱交換を行う熱交換器（９）と、上記給気（ＳＡ）を
加湿する加湿機能と上記給気（ＳＡ）を除湿する除湿機
能とを切り換えて実行させる調湿制御手段と、室外
（７）の温度を検出する温度検出手段とを備え、上記調
湿制御手段は、上記温度検出手段によって検出された外
気温度が予め定める基準温度（Ｔ１）以上のときは除湿
機能を実行させる一方、基準温度（Ｔ１）未満のときは
加湿機能を実行させることを特徴とする調湿換気装置。
【請求項２】複数の透湿膜パイプの周囲に水を配し、
上記透湿膜パイプを通過する給気（ＳＡ）に対して湿分
を付与するように構成された加湿器（１３）と、上記加
湿器（１３）に供給する給気（ＳＡ）を加熱する加熱手
段（１０）とを備え、上記調湿制御手段は、上記外気温
度が上記基準温度（Ｔ１）よりも低い第２の基準温度
（Ｔ２）未満のときは、上記加熱手段（１０）によって
給気（ＳＡ）を加熱すると共に、加熱した給気（ＳＡ）
を上記加湿器（１３）によって加湿することを特徴とす
る請求項１の調湿換気装置。
【請求項３】上記加熱手段は、冷媒回路中の凝縮器及
び蒸発器として機能する冷媒熱交換器（１０）であり、
加湿機能実行時には凝縮器として機能して給気（ＳＡ）
を加熱する一方、除湿機能実行時には蒸発器として機能
して給気（ＳＡ）を除湿することを特徴とする請求項２
の調湿換気装置。