JP2005069619A - 換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】 在室者が吹出口より供給される新鮮空気の温度低下による不快感をおぼえることなく、換気時における圧力損失の低減ならびにイニシャルコストの低減を可能とし、かつ換気の効率を向上させることができる換気システムを提供する。
【解決手段】 屋外の新鮮空気を屋内に導入し、屋内の汚染空気を屋外に排出する機能を備えた換気ユニット１と、換気ユニット１から屋内導入管２を介して室内へ給気をおこなう吹出口３と、室内から換気ユニット１へ屋内排出管４を介して排気をおこなう吸込口５とを備え、吹出口３と吸込口５を各々居室２０と非居室２１に設け、居室２０と非居室２１との間に空気流通手段９を設け、吹出口３を平面視で建物の中心側に設け、また、吹出口２０から供給される新鮮空気の主流が平面視で建物の外壁方向に流れることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物を換気する換気システムに関する。

従来、建物を換気する換気システムは、吹出口を建物の外周縁に設けられているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その換気システムについて図１１を参照しながら説明する。図１１に示すように従来の換気システムは、屋外の新鮮空気を屋内に導入し、屋内の汚染空気を屋外に排出する機能を備えた換気ユニット１０１と、換気ユニット１０１から屋内導入管１０２を介して給気をおこなう吹出口１０３と、換気ユニット１０１へ屋内排気管１０４を介して排気をおこなう吸込口１０５と、屋外より換気ユニット１０１へ新鮮空気を導入する屋外導入管１０６と、換気ユニット１から屋外へ汚染空気を排出する屋外排出管１０７とを備え、
吹出口１０３と吸込口１０５は各々居室１１０と非居室１１１に設けられ、居室１１０と非居室１１１との間には空気流通手段１０８が設けられ、吹出口１０３が平面視で建物の外周縁に設けられていることを特徴としている。
特許第３０５９６８２号公報

しかし、従来の換気システムのように吹出口を建物の外周縁に設置すると、冬期における建物の外周縁の温度は建物の中心側より温度が低いため、建物の外周縁から新鮮空気を吹出すと、新鮮空気の温度低下が生じ、在室者に不快感を及ぼすという課題があった。また、屋内導入管の設置長さが長くなり、その結果換気時の圧力損失が高くなるため、必要換気量を満たすために送風能力の高い換気ユニットが必要になるという課題があった。また、屋内導入管の設置長さが長くなることによって、屋内導入管の材料費や施工費といったイニシャルコストが高くなるという課題があった。

また、吹出口より供給される新鮮空気を、平面視で真下方向もしくは建物の中心側に吹出した場合、吹出口より供給された新鮮空気が居室を循環せずに直接空気流通手段によって排出され、建物の外周縁に汚染空気のよどみが生じる可能性があった。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、在室者が吹出口より供給される新鮮空気の温度低下によって不快に感じることを防ぎ、換気時の圧力損失の低減ならびにイニシャルコストの低減を可能とし、かつ換気の効率を向上させることができる換気システムを提供することを目的としている。

本発明のうち、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、吹出口を平面視で建物の中心側に設けることを特徴としている。この発明により、吹出口より供給された新鮮空気は、温度の低い建物の外周縁を経由せずに在室者の近傍に到達するため、冬期でも新鮮空気の温度が低下せず、在室者が不快に感じる事を防ぐことができる。また、屋内導入管の設置長さを短くすることができるため、換気時における新鮮空気の流通経路の圧力損失の低減ならびにイニシャルコストの低減を可能とすることができる。

また、請求項２記載の発明は、吹出口から供給される新鮮空気を平面視で建物の外壁方向に吹出すことのできる風向制御手段を備えていることを特徴としている。この手段により、吹出口より供給される新鮮空気は、居室を循環したのちに空気流通手段により排気されるため、居室内に汚染空気のよどみを生じることを防ぐことができる。

また請求項３〜６記載の発明は、請求項１〜２記載の発明における吹出口と空気流通手段の設置位置に関して具体的に示したものである。

また請求項７記載の発明は、吸込口と排気送風手段が一体化していることを特徴としている。この発明により、屋内排出管および吸込口を設ける必要がないため、屋内排出管および吸込口に対するイニシャルコストを削減することが可能となる。

また請求項８記載の発明は、吹出口から供給される新鮮空気の平面視における吹出し方向を変更することができる風向制御手段を備えたものである。この手段により、居室内に家具等の障害物が設置された場合でも、新鮮空気が前記障害物に衝突しないような角度に吹出し方向を変更することによって、新鮮空気は居室内を循環し十分な換気の効果を得ることができる。

また、請求項９記載の発明は、吹出口から供給される新鮮空気の立面視での吹出し方向を変更することができる風向制御手段を備えたものである。この発明により、人が直接新鮮空気を感じないように吹出し方向を変更することで、換気による不快感を防ぐことができる。

また、請求項１０記載の発明は、新鮮空気と汚染空気の熱交換を行なうことを特徴としている。この手段により、屋内と屋外との間に温度差があった場合に熱損失を防ぐことができ、換気による熱負荷を低減することができる。

また、請求項１１記載の発明は、新鮮空気に混入した汚染物質を清浄する空気清浄手段を備えたものである。この手段によって、屋内の空気を清浄に保つことができる。

本発明によれば、在室者が吹出口より供給される新鮮空気の温度低下による不快感をおぼえることなく、換気時における室内導入管での圧力損失の低減ならびにイニシャルコストの低減を可能となり、かつ換気の効率を向上させることができる換気システムを提供することができる。

本発明のより具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１における換気システムにおける概略断面図、図２は実施の形態１における換気ユニットの概略図、図３は実施の形態１における換気システムを設置した２階建て住宅の１階平面図、図４は２階平面図、図５は居室内における吹出口より供給された新鮮空気の流れを示した概略図となっている。

図１に示すように、実施の形態１における換気システムは、屋外の新鮮空気を屋内に導入し、屋内の汚染空気を屋外に排出する機能を備えた換気ユニット１と、換気ユニット１から屋内導入管２を介して給気をおこなう吹出口３と、換気ユニット１へ屋内排出管４を介して排気をおこなう吸込口５と、屋外より換気ユニット１へ新鮮空気を導入する屋外導入管６と、換気ユニット１から屋外へ汚染空気を排出する屋外排出管７で構成されている。

ここで、図２に示すように、換気ユニット１は、屋外導入管６から屋内導入管２へ新鮮空気を流通させる給気送風手段１１と、屋内排出管４から屋外排出管７へ屋内の汚染空気を流通させる排気送風手段１２と、前記新鮮空気と前記汚染空気の熱交換を行なう熱交換手段１３と、前記新鮮空気に混入している汚染物質を除去する空気清浄手段１４を備えている。

具体的には、給気送風手段１１ならびに排気送風手段１２は、モータとファンによって構成された送風機が考えられる。また、熱交換手段１３は、熱伝達率の高い金属や樹脂等で構成され、新鮮空気と汚染空気を前記素材で区切るような構造を有しており、新鮮空気と汚染空気のうち温度の高い方の熱を低い方に伝達するものが考えられる。また、空気清浄手段１４は、換気ユニット内の新鮮空気の流通経路に設けられ、虫が室内に入るのを防ぐための防虫用フィルタや、ＮＯｘなどの人体に有害なガスを除去するためのフィルタなどが考えられる。

そして、吹出口３には吹出口３より供給される新鮮空気を外壁方向に吹出すための風向制御手段８が設けられている。ここで風向制御手段８は、特に図示していないが、立面視で鉛直方向に対する角度を有する羽根を備えたルーバーが考えられる。さらに前記ルーバーは、平面視における吹出口３との設置方向を変更することが可能で、かつ羽根の角度を変更することが可能である。そして、設置方向を変更することで、平面視における吹出し方向を変更することができ、羽根の角度を変更することで、立面視における吹出し方向を変更することができる。

そして、各フロアごとに換気ユニット１を非居室２１の天井裏に設置し、吹出口３を各居室２０の平面視で建物の中心側に設置し、吸込口５を非居室２１に設置し、屋外と換気ユニット１を屋外導入管６と屋外排出管７によって連通させ、換気ユニット１と吹出口３を屋内導入管２によって連通させ、換気ユニット１と吸込口５を屋内排出管４によって連通させ、各居室２０と非居室２１との間に空気流通手段９を設置する。なお、吹出口３を、居室２０内の、換気ユニット１を設置した非居室２１近傍に設置することで、さらに屋内導入管２の設置長さを短くすることができる。ここで、居室とはリビングや和室などの人が生活する室を示し、非居室とは、廊下や洗面所などの室を示す。また、空気流通手段９として、空気流通手段９を室の下部に設置する場合はドアのアンダーカットや通気用ガラリが考えられ、空気流通手段９を室の上部に設置する場合はドアの上に設置される通気口や送風機が考えられる。

上記の構成によれば、各フロアに設置された換気ユニット１によって、屋外の新鮮空気は屋外導入管６を経由して換気ユニット１に導入され、屋内導入管２を経由して吹出口３より居室２０へ供給される。また、居室２０の汚染空気は、空気流通手段９によって非居室２１に排出され、吸込口５より屋内排出管４を経由して換気ユニット１へ導入され、屋外排気管７を経由して屋外に排出される。

また、冬期などは、屋外の影響により建物の外周縁は建物の中心部に比べて温度が低くなっているが、吹出口３を平面視で建物の中心側に設置することにより、吹出口より供給された新鮮空気は建物の外周縁を経由せずに在室者の近傍に到達するため、新鮮空気の温度が低下せず、在室者が不快に感じる事を防ぐことができる。

そして、風向制御手段８によって、吹出口３より供給される新鮮空気は、図５に示すように、建物の外壁方向に吹出し、外壁近傍を経由した後に建物の中心側に戻り、空気流通手段９によって非居室２１に排気される。すなわち、吹出口３より供給される新鮮空気は居室２０を循環したのち非居室２１へ排気されるため、汚染空気のよどみを生じることなく、換気の効果を向上させることができる。

また、居室２０に家具等の障害物が設置している場合、風向制御装置９によって新鮮空気を平面視で障害物以外の方向に吹出すことで、吹出口より供給された新鮮空気が、障害物によって妨げられることなく室内を循環したのち、空気流通手段９によって非居室１２へ排気されるため、十分な換気の効果を得ることができる。

また、居室２０に在室者がいる場合、居室に供給される新鮮空気が直接人にあたることにより不快に感じるおそれがある。そのため、風向制御手段８によって人が直接新鮮空気を感じないように吹出し方向を変更することで、換気による不快感を防ぐことができる。

そして、屋内を暖房している場合、汚染空気の温度は新鮮空気の温度より高いため、図２に示すように、新鮮空気ならびに汚染空気が熱交換手段１３を通過するとき、汚染空気から新鮮空気に熱が移動し、屋外と比較して暖かい新鮮空気を居室２０に供給することができる。また、屋内を冷房した場合、新鮮空気の温度は汚染空気の温度より高いため、図２に示すように、新鮮空気ならびに汚染空気が熱交換手段１３を通過するとき、新鮮空気から汚染空気に熱が移動し、屋外と比較して冷たい新鮮空気を居室２０に供給することができる。

そして、屋外から導入された新鮮空気に虫や花粉などの汚染物もしくはＮＯｘなどの人体に有害なガスが混入している場合、前記空気が換気ユニット１内に設けられた空気清浄手段１４を通過することによって、前記汚染物質を除去したのち各居室２０に供給され、屋内の空気を清浄に保つことができる。

（実施の形態２）
図６は実施の形態２に示す換気システムの概略断面図となっている。

実施の形態２の換気システムの特徴として、実施の形態１が各フロアごとに換気ユニットが設けられていることに対して、１階の天井裏に換気ユニット１を設置し、前記換気ユニット１で建物の全ての居室２０を換気することを特徴としている。

実施の形態２の換気システムの構成は実施の形態１と同じであるが、請求項６記載の、換気ユニット１と吸込口５が一体化しているため、屋内排出管と吸込口を別途設けることが不要となり、屋内排出管ならびに吸込口に関するイニシャルコストを削減することができる。

そして、１階の非居室２１の天井裏に換気ユニット１を設置し、吹出口３を各居室２０の平面視で建物の中心側に設置し、屋外と換気ユニット１を屋外導入管６と屋外排出管７によって連通させ、換気ユニット１と吹出口３を屋内導入管２によって連通させ、各居室２０と非居室２１との間に空気流通手段９を設置する。ここで、１階は、吹出口３と空気流通手段９を各々居室２０の上部と下部に設け、２階は、吹出口３と空気流通手段９を各々居室２０の下部と上部に設けることによって、屋内導入管２の設置長さを短くすることができる。

なお、上記の構成による換気システムの作用ならびに本発明の効果は実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。

実施の形態１ならびに実施の形態２記載の換気システムによる換気の効果を検証するため、高気密実験室における汚染物質に見立てたガスの換気による居室内数箇所の濃度減衰を測定した。そして各実験の換気の効率を評価する際、換気開始時の濃度が実験ごとに異なるため、換気開始より二時間における濃度減衰量の各測定箇所の平均を、換気開始時の濃度で割った値を換気率と定義し、換気率を用いて評価を行なった。表１に各実験結果の一覧表、図７から図１０に各実験の濃度履歴を示している。

ここで実験１）は、吹出口を平面視で建物の中心側の天井に設置し、新鮮空気が鉛直方向に吹出した場合、実験２）は、実験１）と同じ位置に吹出口を設置し、新鮮空気が平面視で建物の外壁方向に吹出した場合、実験３）は、実験２）と同じ設置条件で、新鮮空気の吹出し方向に障害物を設置した場合、実験４）は、実験３）と同じ位置に吹出口ならびに障害物を設置し、新鮮空気の平面視での吹出し方向を障害物以外の方向に変更した場合である。

実験１）と実験２）を比較すると、実験２）の方が換気率が高くなっていることから、請求項２記載の風向制御手段を用いて、新鮮空気の吹出し方向を平面視で建物の外壁方向にしたことにより、換気の効果を向上させられることが確認できた。

次に、実験２）と実験３）を比較すると、実験３）の方が換気率が低くなっていることから、障害物により換気の効果が低下していることが確認できる。そして、実験２）と実験４）を比較すると、同程度の換気率の値を示していることから、新鮮空気の吹出し方向を障害物以外の方向に変更したことにより、障害物による換気の効果の低減を防げることが確認できた。

本発明は、在室者が吹出口より供給される新鮮空気の温度低下による不快感をおぼえることなく、換気時における室内導入管での圧力損失の低減ならびにイニシャルコストの低減を可能とし、かつ換気の効率を向上させることができる、建物内を換気する換気システムとして有用である。

実施の形態１における換気システムの概略断面図 実施の形態１における換気ユニットの概略図 実施の形態１における換気システムの１階の設置位置を示す概略平面図 実施の形態１における換気システムの２階の設置配置を示す概略平面図 吹出口より供給された新鮮空気の流れの概略図 実施の形態２における換気システムの概略断面図 実験１）の濃度履歴を示すグラフ 実験２）の濃度履歴を示すグラフ 実験３）の濃度履歴を示すグラフ 実験４）に置換しました。の濃度履歴を示すグラフ 従来の換気システムの概略断面図

符号の説明

１ 換気ユニット
２ 屋内導入管
３ 吹出口
４ 屋内排出管
５ 吸込口
６ 屋外導入管
７ 屋外排出管
８ 風向制御手段
９ 空気流通手段
１１ 給気送風手段
１２ 排気送風手段
１３ 熱交換手段
１４ 空気清浄手段
２０ 居室
２１ 非居室
１０１ 換気ユニット
１０２ 屋内導入管
１０３ 吹出口
１０４ 屋内排出管
１０５ 吸込口
１０６ 屋外導入管
１０７ 屋外排出管
１０８ 空気流通手段
１１０ 居室
１１１ 非居室

Claims (11)

1. 建物を換気する換気システムであって、
   屋外の新鮮空気を屋内へ導入する給気送風手段と、屋内の汚染空気を屋外へ排出する排気送風手段と、給気送風手段から屋内導入管を介して室内へ給気をおこなう吹出口と、室内から前記排気送風手段へ屋内排出管を介して排気をおこなう吸込口とを備え、
   前記吹出口と前記吸込口は各々居室と非居室に設けられ、前記居室と前記非居室との間には空気流通手段が設けられ、
   前記吹出口が平面視で建物の中心側に設けられていることを特徴とする換気システム。
2. 建物を換気する換気システムであって、
   屋外の新鮮空気を屋内へ導入する給気送風手段と、屋内の汚染空気を屋外へ排出する排気送風手段と、給気送風手段から屋内導入管を介して室内へ給気をおこなう吹出口と、室内から前記排気送風手段へ屋内排出管を介して排気をおこなう吸込口とを備え、
   前記吹出口と前記吸込口は各々居室と非居室に設けられ、前記居室と前記非居室との間には空気流通手段が設けられ、
   前記吹出口から供給される新鮮空気の主流が平面視で建物の外壁方向に流れることを特徴とする換気システム。
3. 吹出口を各居室の天井に設け、かつ空気流通手段を各居室の下部に設けることを特徴とする、請求項１または２記載の換気システム。
4. 吹出口を各居室の床面に設け、かつ空気流通手段を各居室の上部に設けることを特徴とする、請求項１または２記載の換気システム。
5. 吹出口を各居室の壁面上部に設け、かつ空気流通手段を各居室の下部に設けることを特徴とする、請求項１または２記載の換気システム。
6. 吹出口を各居室の壁面下部に設け、かつ空気流通手段を各居室の上部に設けることを特徴とする、請求項１または２記載の換気システム。
7. 吸込口と排気送風手段が一体化することにより、屋内排出管を設けていないことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の換気システム。
8. 吹出口から供給される新鮮空気の平面視における吹出し方向を変更することができる風向制御手段を備えた、請求項１〜７のいずれかに記載の換気システム。
9. 吹出口から供給される新鮮空気の立面視における吹出し方向を変更することができる風向制御手段を備えた、請求項１〜８のいずれかに記載の換気システム。
10. 屋外から導入される新鮮空気と吸込口より排気された汚染空気の熱交換をおこなうことができる熱交換手段を備えた、請求項１〜９のいずれかに記載の換気システム。
11. 屋外から導入された新鮮空気に混入している汚染物質を除去することができる空気清浄手段を備えた、請求項１〜１０のいずれかに記載の換気システム。

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