JP2005291617A - Ventilation type heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕熱或いは潜熱交換を行なう換気式熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a ventilated heat exchanger that performs sensible heat or latent heat exchange.
熱交換素子を備えた換気式熱交換器は、熱交換素子を中心にして、新鮮空気である外気の流入路及び流出路、並びに、汚染空気である内気の流入路及び流出路の四路を有してなる。第一種換気を行いながら外気と内気とからなる2種類の空気を熱交換素子にて熱交換し、これによって温湿度に関する空調負荷を抑えるものである。この熱交換素子は、複数枚の熱交換膜を所定の間隔を開けて積層してなり、この積層間隔毎に外気と内気とを交互に流通させることで、熱交換膜を介して外気と内気を交流させ、もって外気及び内気の全熱(すなわち顕熱及び潜熱)交換を行うものである。 A ventilated heat exchanger equipped with a heat exchange element is mainly composed of an inflow path and an outflow path for fresh air that is fresh air and an inflow path and an outflow path for inside air that is contaminated air, with the heat exchange element as the center. Have. Two types of air consisting of outside air and inside air are exchanged by a heat exchange element while performing first type ventilation, thereby suppressing an air conditioning load related to temperature and humidity. This heat exchange element is formed by laminating a plurality of heat exchange membranes at predetermined intervals. By alternately circulating outside air and inside air at each lamination interval, outside air and inside air are passed through the heat exchange membrane. To exchange the total heat of the outside air and the inside air (that is, sensible heat and latent heat).
この換気式熱交換器に関して、従来、外気および内気それぞれの流入路と流出路とに、熱交換素子をバイパスするバイパス経路を設けたものが存在する。(例えば、特許文献1参照)。2種の換気空気をバイパス経路に切り換えることで、熱交換素子で交流することなく換気が行なわれる。これにより、例えば外気の温度が冷房中の室内温度よりも低い場合には、熱交換素子で交流するよりも空調負荷を抑えることができる。 With regard to this ventilation heat exchanger, there has conventionally been one in which a bypass path for bypassing the heat exchange element is provided in each of the inflow path and the outflow path of the outside air and the inside air. (For example, refer to Patent Document 1). By switching the two types of ventilation air to the bypass path, ventilation is performed without alternating current with the heat exchange element. Thereby, for example, when the temperature of the outside air is lower than the room temperature during cooling, the air conditioning load can be suppressed as compared with the case where the heat exchange element is used for AC.
しかし、前記従来の換気式熱交換器では、換気動作において、1種類の熱交換のオン・オフ切換えしか行なうことが出来ない。このため、外気及び内気の温湿度条件によっては、空調負荷を効率的に抑えることのできない場合があった。
そこで、本発明は、外気及び内気の温湿度条件に応じて、常に空調負荷を抑えることのできる換気式熱交換器を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the ventilation type heat exchanger which can always suppress an air-conditioning load according to the temperature and humidity conditions of outside air and inside air.
上記課題を解決するために、本発明においては、以下(1)ないし(6)の手段を採用するものとしている。 In order to solve the above problems, the following means (1) to (6) are adopted in the present invention.
(1)すなわち、本発明の換気式熱交換器は、内気および外気を熱交換素子10を介して間接交流させることのできる換気式熱交換器であって、それ(熱交換素子10)自体の潜熱交換効率或いは顕熱交換効率が互いに相違した複数の熱交換素子10からなる熱交換素子群1と、この熱交換素子群1から選択した少なくともいずれかの熱交換素子10を外気及び内気の間接交流路とするように切り換える素子切換手段2と、を具備することを特徴とする。
(1) That is, the ventilated heat exchanger according to the present invention is a ventilated heat exchanger that can indirectly exchange the inside air and the outside air via the
このようなものであれば、素子切換手段2によって、任意の潜熱交換効率或いは顕熱交換効率となるように、いずれか又は複数の熱交換素子10を選択して間接交流路とすることができる。これにより、顕熱交換効率及び潜熱交換(調湿)効率の異なる複数パターンの熱交換を行なうことが可能となり、併用する空調機の空調負荷を効率よく低減させることができる。
If it is such, the element switching means 2 can select any one or a plurality of
ここで、外気及び内気とは、それぞれ室外及び室内からの各空気をいう。 Here, the outside air and the inside air refer to air from outside and inside the room, respectively.
また、本発明における間接交流(及び間接交流路)とは、それぞれ異なる流路の2種の空気が、それぞれ通気し合うことなく、熱交換素子の熱交換膜を介してのみ交流すること(及びこのように間接交流する流路)をいう。 In addition, indirect alternating current (and indirect alternating current path) in the present invention means that two types of air in different flow paths exchange with each other only through the heat exchange film of the heat exchange element without allowing each other to flow (and Thus, it refers to a channel that indirectly exchanges in this way.
熱交換素子の主要部を構成する熱交換膜は通気性に乏しいため、熱交換膜で遮られた2種の空気はたがいに通気し合うことなく、それぞれの流路を通る。よって2種の空気は、直接交流するものではない一方で、熱交換膜を介して間接的に交流するものである。間接的に交流することで、通気せずに熱交換を行うことができる。 Since the heat exchange membrane constituting the main part of the heat exchange element is poor in air permeability, the two types of air blocked by the heat exchange membrane pass through the respective flow paths without passing through each other. Therefore, the two types of air do not directly exchange with each other, but indirectly exchange with each other through the heat exchange membrane. By indirectly alternating current, heat exchange can be performed without ventilation.
(2)また、前記熱交換素子群1は、顕熱交換を主として行なう顕熱交換素子11と、潜熱交換を主として行なう潜熱交換素子12と、を少なくとも具備するものとしてもよい。このとき、前記素子切換手段2は、前記顕熱交換素子11及び潜熱熱交換素子12のうち一方或いは双方を、2種の空気の間接交流路とする状態へ切り換えたり、或いはいずれも間接交流路としない状態に切り換えたりすることができる。
(2) The heat
このようなものであれば、全熱のうち顕熱交換のみを主に行なうか、潜熱交換のみを主に行なうか、或いは顕熱及び潜熱の双方の熱交換を行なうかを選択することができ、熱交換に関する細かな空調管理要求に、容易に応えることができる。 In such a case, it is possible to select whether only the sensible heat exchange, the latent heat exchange only, or both the sensible heat and latent heat exchange is performed. It is possible to easily meet detailed air conditioning management requirements regarding heat exchange.
ここで、顕熱交換素子11について“顕熱交換を主として行う”とは、潜熱交換効率(潜熱交換効率)が乏しく且つ顕熱交換効率(顕熱交換効率)が有効値以上であることをいう。また、潜熱交換素子12について“潜熱交換を主として行う”とは、顕熱交換効率(顕熱交換効率)が乏しく且つ潜熱交換効率(潜熱交換効率)が所定値以上である)ことをいう。
Here, “mainly performing sensible heat exchange” for the sensible
(3)また、“外気及び内気の各流路が間接交流せず前記熱交換素子群1を迂回する”ように各流路を切り換えることのできる、素子迂回手段3を具備すると共に、前記素子切換手段2が、前記熱交換素子群1から選択したいずれか一のみの熱交換素子10を外気及び内気の間接交流路とするように切り換えるものとしてもよい。
(3) The device further includes an element bypassing means 3 capable of switching each flow path so that the flow paths of the outside air and the internal air bypass the heat
このようなものであれば、素子迂回手段によって外気及び内気の熱交換を行なわずに第一種換気のみを行なう状態とすることもできる。このような状態は、例えば、外気の温度が、室内の温度より低いときに選択することが好ましい。換気をしながら各空調機の動力を低減することができ、空調管理の省エネルギー化が可能となる。 If it is such, it can also be set as the state which performs only 1st type ventilation, without performing heat exchange of external air and internal air by an element detour means. Such a state is preferably selected when, for example, the outside air temperature is lower than the room temperature. It is possible to reduce the power of each air conditioner while ventilating, and to save energy in air conditioning management.
またこのような素子切換手段2であれば、換気風量一定のまま熱交換素子10を容易に切り換えることが可能となる。
Further, with such an element switching means 2, it is possible to easily switch the
(4)また、前記(2)の潜熱交換素子12は、厚さ方向に複数の透湿孔121hを設けた発泡プラスチック断熱材121と、この透湿孔121hを覆うように設けた親水性有機高分子膜122と、からなる潜熱交換膜12Fを有し、この潜熱交換膜12Fで潜熱交換を行なうものであることが好ましい。
(4) The latent
このようなものであれば、極めて潜熱交換効率に優れた潜熱交換膜となる。 If it is such, it will become a latent heat exchange film | membrane excellent in the latent heat exchange efficiency.
(5)或いは、本発明の換気式熱交換器は、外気と内気とを熱交換素子10を介して間接交流させることのできるものであって、内気を(室外へ)排気する換気排出路Evと外気を(室内へ)給気する換気取込路Svとが熱交換素子10にて間接交流してなる交換気流路vと、内気循環路Icと外気循環路Ocとが熱交換素子10にて間接交流してなる循環気流路cと、を相互に切り換えることができるものとした流路切換手段4を具備することを特徴とする。
(5) Alternatively, the ventilated heat exchanger of the present invention can indirectly exchange the outside air and the inside air via the
このようなものであれば、流路切換手段によって循環器流路とすることで、換気を行なわず熱交換のみを行なう状態とすることができる。 If it is such, it can be set as the state which only performs heat exchange, without ventilating by setting it as a circulatory flow path by a flow-path switching means.
(6)前記流路切換手段4は、熱交換素子10を通過した外気及び内気のそれぞれの排出先を、室内或いは室外のうち選択したそれぞれへと振り分けるように切り換えるものであることが好ましい。
(6) It is preferable that the flow path switching means 4 is configured to switch the discharge destinations of the outside air and the inside air that have passed through the
このようなものであれば、外気及び内気が間接交流した後の排出先のみを切り換えるので、流路切換手段の切換え動作によっても熱交換の流路の圧力損失が変化しにくいものとなり、熱交換素子は安定した熱交換効率を発揮しうる。 In such a case, since only the discharge destination after the outside air and the inside air are indirectly exchanged is switched, the pressure loss of the heat exchange flow path is hardly changed even by the switching operation of the flow path switching means. The element can exhibit stable heat exchange efficiency.
本発明は、上述のような構成としたことで、外気及び内気の温湿度条件に応じて、常に空調負荷を抑えることのできる換気式熱交換器を容易に得ることができる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to easily obtain a ventilated heat exchanger that can always suppress the air conditioning load according to the temperature and humidity conditions of the outside air and the inside air.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例として示す図面(図1ないし図8)と共に説明する。図1及び図2は、素子切換手段2による各切換状態(a)ないし(d)を説明する斜視説明図であり、それぞれ(a)は潜熱交換素子11を交流路とし、(b)は顕熱交換素子12を交流路とし、(c)は全熱交換素子13を交流路とし、(d)は非熱交換素子34を交流路とする状態を示す。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings (FIGS. 1 to 8) shown as embodiments. 1 and 2 are perspective explanatory views for explaining the switching states (a) to (d) by the element switching means 2, wherein (a) uses the latent
図3及び図4は、それぞれ図1および図2の(c)の状態を示す平面視説明図である。図5及び図6は、それぞれ図1及び図2における断面視説明図である。 3 and 4 are explanatory views in plan view showing the state shown in FIG. 1 and FIG. 5 and 6 are cross-sectional explanatory views in FIGS. 1 and 2, respectively.
図1ないし図6のうち図1、図3および図5は、換気排出路Evと換気取込路Svとからなる交換気流路v(exchange air exhaust channel)の流路系であり、一方、図2、図4および図6は、内気循環路Icと外気循環路Ocとからなる循環気流路c(circulation air exhaust channel)の流路系である。それぞれの流路系は、流路切換手段4によって切り換えられる。 1, FIG. 3 and FIG. 5 of FIG. 1 to FIG. 6 are flow path systems of an exchange air flow path v (exchange air flow channel) composed of a ventilation discharge path Ev and a ventilation intake path Sv. 2, FIG. 4 and FIG. 6 show a flow path system of a circulation air flow path c (circulation air exhaust channel) composed of an inside air circulation path Ic and an outside air circulation path Oc. Each flow path system is switched by the flow path switching means 4.
また、図7は、熱交換素子群2を構成する複数の熱交換素子10のうち一の熱交換素子10を示す斜視外観図である。図8は、このうち潜熱交換素子12の潜熱交換膜12Fの構造を説明する断面視説明図である。
FIG. 7 is a perspective external view showing one
本発明の換気式熱交換器は、内気および外気を熱交換素子10を介して間接交流させることのできるものである。この間接交流によって、内気及び外気を互いに通気させることなく、熱交換することができる。
The ventilated heat exchanger of the present invention is capable of indirect alternating current between the inside air and outside air via the
そして本発明の換気式熱交換器は、複数の熱交換素子10からなる熱交換素子群1と、この熱交換素子群1から選択したいずれか一または複数の熱交換素子10を外気及び内気の間接交流路とするように切り換える素子切換手段2と、を具備することを特徴とする。
The ventilated heat exchanger according to the present invention includes a heat
(熱交換素子10)
複数の熱交換素子10は、それぞれの潜熱交換効率或いは顕熱交換効率が互いに相違してなる。潜熱交換効率或いは顕熱交換効率の少なくともいずれかが相違すればよい。
(Heat exchange element 10)
The plurality of
ここで、潜熱交換効率とは空気中の水蒸気の移行率のことであり、室内外空気の絶対湿度から計算した値をいう。また顕熱交換効率とは、室内外の空気温度から計算した値をいう。 Here, the latent heat exchange efficiency is a transfer rate of water vapor in the air, and is a value calculated from the absolute humidity of indoor and outdoor air. The sensible heat exchange efficiency is a value calculated from the indoor and outdoor air temperatures.
複数の熱交換素子10の好ましい態様のひとつとして、実施例においては顕熱交換を主として行なう顕熱交換素子11と、潜熱交換を主として行なう潜熱交換素子12と、顕熱及び潜熱の双方の熱交換(本発明において全熱交換という)を行なう全熱交換素子13と、を具備する。このうち、少なくとも顕熱交換素子11と潜熱交換素子12とを具備したものであればよく、全熱交換素子13を具備しないもの、或いは他の熱交換素子10を具備したものでもよい。
As a preferable aspect of the plurality of
それぞれの熱交換素子10は、熱交換膜10Fと、熱交換膜10F上に固定されて熱交換膜10F同士の間隔を維持するスペーサー10Sと、を交互に積層してなる。これにより、複数枚の熱交換膜10Fが等間隔に並設され、この各熱交換膜10F間の各層にスペーサー10Sが固定される。
Each
熱交換膜10Fは、それ自体の表面及び裏面を流通する2種の空気の、潜熱及び顕熱を交換するものである。具体的には、多数枚の熱交換膜10Fを積層し、それぞれの熱交換膜間へ交互に外気と内気とを流通させる。これにより、熱交換膜10Fを介してそれぞれの熱交換膜10F間へ交互に流通する外気と内気との全熱(潜熱及び顕熱)交換、或いは潜熱、顕熱のいずれかを主とした熱交換を行う。積層により隣り合う熱交換膜10F同士の並設間隔は、1.5ないし2.0mm、さらには1.7mm程度であることが、高熱交換効率及び低圧力損失のために好ましい。
The
スペーサー10Sは、熱交換膜上において、互いに並行となるように並列固定される、複数本の突条からなる。並設する熱交換膜同士の間隔を維持すると同時に、並行な複数本の線固定によって、換気式熱交換器の形状を保持するものであり、また、換気空気の流れ方向を誘導するものである。
The
また、スペーサー10Sの平面視並列固定角度を、熱交換膜間のひとつおきの層においてそれぞれ略一定角度とすると共に、残りの熱交換膜間の各層において、それぞれを異なる一定角度としている。これにより、室内空気と室外空気とが、熱交換膜間の各層において、それぞれ異なる並列固定角度に誘導される。平面視においては、室内空気と室外空気とが流通方向がある角度で交差する。この熱交換空気同士の交差角度が大きいほど、熱交換効率が高いものとなる。実施例では、いずれも隣り合う各層の交差角度を略90度としている。
In addition, the parallel fixed angle in plan view of the
尚、本発明の各熱交換膜10F間に並列固定されるスペーサー10Sとしては、厚さ方向へ段層した複数本のホットメルトビードを固化接着してなる突条を、複数本用いる。
In addition, as the
ホットメルトビードとは、常温を超えた融点で粘性溶融したホットメルト樹脂(熱溶融樹脂)を抽出してなる線(ビード)状体である。このホットメルト樹脂は、スペーサー10Sの材質であり、常温にて硬質又は中硬質固化する。
The hot melt bead is a line (bead) -like body formed by extracting a hot melt resin (thermomelt resin) that has been viscously melted at a melting point exceeding room temperature. This hot melt resin is a material of the
(顕熱交換素子11)
顕熱交換素子11は、潜熱交換効率が乏しく且つ顕熱交換効率が有効値以上である。具体的には例えば、室内外の空気温度から計算した交換効率が少なくとも50%以上、好ましくは60%以上のものであり、このとき潜熱の交換がないものが好適である。
(Sensible heat exchange element 11)
The sensible
顕熱交換素子11は、顕熱交換膜11F(図示せず)で顕熱交換を行なうものである。顕熱交換素子の材質は、金属を主成分とすることが望ましい。
The sensible
(潜熱交換素子12)
潜熱交換素子12は、潜熱交換効率(潜熱交換効率)が所定値以上であり且つ顕熱交換効率(顕熱交換効率)が有効値未満である。具体的には例えば、室内外空気の絶対湿度から計算した潜熱交換効率が少なくとも20%以上、好ましくは60%程度以上であり、且つこのとき、顕熱交換効率が少なくとも50%程度未満、好ましくは30%程度未満で十分小さいものが好適である。
(Latent heat exchange element 12)
The latent
潜熱交換膜12Fは、実施例では、厚さ方向に複数の透湿孔121hを設けた発泡プラスチック断熱材121と、この透湿孔121hを覆うように設けた親水性有機高分子膜122と、からなる。
In the embodiment, the latent
発泡プラスチック断熱材121は、独立気泡を有する硬質或いは中硬質プラスチックフォームである。
The foamed plastic
透湿孔121hは、発泡プラスチック断熱材121の広さ方向に略均等に複数個、厚さ方向を透湿路として貫通して設けられる。
A plurality of moisture
親水性有機高分子膜122は、この透湿孔121hを覆うように設けられる。親水性有機高分子膜122の材質は、スルフォン酸ポリマーを主成分としてなる。実施例では、このスルフォン酸ポリマーを、不織布の表裏両面から含浸させ、更に、その製膜した一表面のみ薄膜コーティングしてなるものとしている。
The hydrophilic
実施例1の全熱交換膜1は、親水性有機高分子膜を、全熱交換を行なう合成樹脂として定着してなる。全熱交換を行なう合成樹脂は、具体的には、下記一般式〔化1〕に示す三元共重合体の親水性スルフォン化ポリマーの構造を有するものである。
The total
この三元共重合体の親水性スルフォン化ポリマーは、具体的には50〜30重量%のオレフィンモノマーたるエチレンと、50〜70重量%のアリルビニルモノマーたるスチレンとを有してなるエチレン・スチレン・ランダム共重合体を主成分とする。そして、前記親水性スルフォン化ポリマーからなる電解質膜は、高透湿性であって潜熱交換効率が高いものであり、全熱交換効率が高いものである。すなわち、本発明の前記電解質膜はそのミクロ構造の親水性イオンチャンネル内の水分拡散により、従来には無い非常に高い高透湿性(約75%の熱交換効率)を有するものである。 Specifically, the hydrophilic sulfonated polymer of this terpolymer is ethylene / styrene comprising 50 to 30% by weight of ethylene as an olefin monomer and 50 to 70% by weight of styrene as an allyl vinyl monomer.・ The main component is a random copolymer. The electrolyte membrane made of the hydrophilic sulfonated polymer has high moisture permeability, high latent heat exchange efficiency, and high total heat exchange efficiency. That is, the electrolyte membrane according to the present invention has a very high moisture permeability (about 75% heat exchange efficiency) which has not been obtained in the past due to moisture diffusion in the hydrophilic ion channel of the microstructure.
全熱交換素子13は、潜熱及び顕熱を同時に交換する全熱交換膜13Fを有してなる。全熱交換素子13は、全熱交換膜13F(図示せず)で全熱交換を行なうものである。
The total
(素子切換手段2)
そして、素子切換手段2は、実施例においては換気する2種の空気の間接交流路を、前記熱交換素子群1から選択したいずれか一のみの熱交換素子10とする、単独選択状態へと切り換えることのできるものとしている。
(Element switching means 2)
And the element switching means 2 is in the single selection state which makes the indirect alternating current path of 2 types of air ventilated in the Example only one
素子切換手段2は、少なくともいずれかの熱交換素子10を外気及び内気の間接交流路とするように切り換えるものであればよく、他に、間接交流路を前記熱交換素子群1から選択した複数の熱交換素子10の組み合わせとする、複数選択状態と切り換えることのできるものとしてもよい。なお、後述の迂回素子手段3によって、熱交換素子群1からひとつも選択しない非選択状態へと切り換えることもできる。
The element switching means 2 only needs to switch at least one of the
実施例における素子切換手段2は、具体的には、熱交換素子群1を構成する複数の熱交換素子10のうち、選択した少なくともいずれかの熱交換素子10において、内気及び外気の取り込み口を覆うことのできる自動ダンパーを設けてなる。
Specifically, the element switching means 2 in the embodiment has an intake port for inside air and outside air in at least one of the plurality of
この自動ダンパーは、実施例では、内気及び外気の各取り込み口を覆う二つ折りの板状体からなる。それぞれの熱交換素子における内気及び外気の各取り込み口で折曲角度を変えて連動し、共に開状態となるか、或いは共に閉状態となる。 In the embodiment, the automatic damper is composed of a folded plate-like body that covers the intake ports for the inside air and the outside air. The respective intake ports for the inside air and the outside air in each heat exchange element are interlocked by changing the bending angle, and both are opened or both are closed.
実施例では、顕熱交換素子11、潜熱熱交換素子12、全熱交換素子13のそれぞれの各取り込み口を覆う第一、第二、第三の3つの自動ダンパー11d、12d、13dからなる。また、次述の素子迂回手段3たる非熱交換素子34の取り込み口を覆う第四の自動ダンパー34d(4つ目の自動ダンパー)も同様の構成となっている。
In the embodiment, the sensible
この第一、第二、第三、第四の自動ダンパー11d、12d、13d、34dは、センサーによって、表1のようにして自動的に作動する。
The first, second, third, and fourth
以下、各作動状態を説明する。 Hereinafter, each operation state will be described.
第一の自動ダンパー11dのみが開状態となる場合を詳述する。換気を行なう冷房条件下、及び換気を行なわない暖房条件下においては、内気温度が外気温度より低く、且つ内気絶対湿度が外気絶対湿度より高い場合である。一方、換気を行なう暖房条件下および換気を行わない冷房条件下においては、内気温度が外気温度より高く、且つ内気絶対湿度が外気絶対湿度より低い場合である。第一の自動ダンパー11dは、センサーによって検知され、開状態となるように自動的に作動し、これと共に、第二、第三、第四の自動ダンパー12d、13d、34dは自動的に閉状態へと作動する。
The case where only the first
第二の自動ダンパー12dのみが開状態となる場合を詳述する。換気を行なう冷房条件下、及び換気を行なわない暖房条件下においては、内気温度が外気温度より高く、且つ内気絶対湿度が外気絶対湿度より低い場合である。一方、換気を行なう暖房条件下および換気を行わない冷房条件下においては、内気温度が外気温度より低く、且つ内気絶対湿度が外気絶対湿度より高い場合である。第二の自動ダンパー12dはセンサーによって検知され、開状態となるように自動的に作動し、これと共に、第一、第三、第四の自動ダンパー11d、13d、34dは自動的に閉状態へと作動する。
The case where only the second
第三の自動ダンパー13dのみが開状態となる場合を詳述する。換気を行なう冷房条件下、及び換気を行なわない暖房条件下においては、内気温度および内気絶対湿度が、共に外気温度および外気絶対湿度より低い場合である。一方、換気を行なう暖房条件下および換気を行わない冷房条件下においては、内気温度および内気絶対湿度が、共に外気温度および外気絶対湿度より高い場合である。第三の自動ダンパー13dはセンサーによって検知され、自動的に開状態へと作動し、これと共に、第一、第二、第四の自動ダンパー11d、12d、34dは自動的に閉状態へと作動する。
The case where only the third
第四の自動ダンパー34dのみが開状態となる場合を詳述する。換気を行なう冷房条件下、及び換気を行なわない暖房条件下においては、内気温度および内気絶対湿度が、共に外気温度および外気絶対湿度より高い場合である。一方、換気を行なう暖房条件下および換気を行わない冷房条件下においては、内気温度および内気絶対湿度が、共に外気温度および外気絶対湿度より低い場合である。第四の自動ダンパー34dもまた、センサーによって開状態となるように自動的に作動し、これと共に、第一、第二、第三の自動ダンパー11d、12d、13dは自動的に閉状態へと作動する。
The case where only the fourth
(素子迂回手段3)
素子迂回手段3は、外気及び内気の各流路が間接交流せず、前記熱交換素子群1を迂回するように、外気及び内気の各流路を切り換えることのできるものである。具体的には、熱交換素子群1に、熱交換を行なわない非熱交換素子34を併設してなる。そして、この非熱交換素子34において、内気及び外気の取り込み口を覆うことのできる自動ダンパー34dを設けている。
(Element bypass means 3)
The element bypass means 3 is capable of switching the external air and internal air flow paths so that the external air and internal air flow paths do not indirectly exchange and bypass the heat
他に、換気排出路Ev及び換気取込路Svのそれぞれに、いずれも熱交換素子を迂回させた排気迂回路及び給気迂回路を設けたものとしてもよい。また、外気循環路Oc及び内気循環路Icのそれぞれに、いずれも熱交換素子を迂回させた外気迂回路及び内気迂回路を設けたものとしてもよい。排気迂回路と給気迂回路との双方、または、外気迂回路と内気迂回路との双方には、共に閉状態或いは共に開状態となる自動ダンパーを設けてなる。 In addition, each of the ventilation discharge path Ev and the ventilation intake path Sv may be provided with an exhaust bypass path and an air supply bypass path that bypass the heat exchange element. In addition, both the outside air circulation path Oc and the inside air circulation path Ic may be provided with an outside air bypass circuit and an inside air bypass circuit that bypass the heat exchange element. Both the exhaust bypass route and the supply air bypass route, or both the outside air bypass route and the inside air bypass route are provided with automatic dampers that are both closed or both open.
この自動ダンパーは、実施例において4つ目の自動ダンパーであり、冷房条件下で外気の温度及び絶対湿度が共に内気より低い場合や、暖房条件下で外気の温度及び絶対湿度が共に内気より高い場合に、これをセンサーが検知することによって作動する。 This automatic damper is the fourth automatic damper in the embodiment. When the temperature and absolute humidity of the outside air are both lower than the inside air under the cooling condition, or both the temperature and absolute humidity of the outside air are higher than the inside air under the heating condition. In some cases, this is triggered by the sensor detecting it.
(流路切換手段4)
本発明の換気式熱交換器は、内気を(室外へ)排気する換気排出路Evと外気を(室内へ)給気する換気取込路Svとが熱交換素子10にて間接交流してなる交換気流路v(exchange air exhaust channel)と、
内気循環路Icと外気循環路Ocとが熱交換素子10にて間接交流してなる循環気流路c(circulation air exhaust channel)と、を相互に切り換えることができるものとした流路切換手段4を具備することを特徴とする。
(Flow path switching means 4)
The ventilation heat exchanger according to the present invention is configured such that a ventilation exhaust path Ev for exhausting the inside air (to the outside) and a ventilation intake path Sv for supplying the outside air (to the room) are indirectly exchanged by the
A flow path switching means 4 that can switch between a circulation air flow path c (circulation air exhaust channel) in which the inside air circulation path Ic and the outside air circulation path Oc are indirectly exchanged by the
流路切換手段4は、交換気流路vと循環気流路cとを相互に切り換えることができ、切り換えによっていずれかの任意の流路にすることができるものである。 The flow path switching means 4 can switch the exchange air flow path v and the circulation air flow path c to each other, and can be changed to any arbitrary flow path by switching.
つまり、流路切換手段4は、還気路RAおよび外気路OAの各連通先である排気路EA、給気路SAを、それぞれ互いに交換するように繋ぎ換えて、それぞれの連通先を給気路SA、排気路EAへと相互に切り換えるものである。実施例では、熱交換素子10を通過した外気及び内気のそれぞれの排出先を、室内或いは室外のうち選択したそれぞれへと振り分けるように切り換え可能とする。
That is, the flow path switching means 4 connects the exhaust passage EA and the air supply passage SA, which are the communication destinations of the return air passage RA and the outside air passage OA, so as to exchange each other, and supplies the respective communication destinations. These are switched to the path SA and the exhaust path EA. In the embodiment, the discharge destinations of the outside air and the inside air that have passed through the
排出先の切換えは、2流路が熱交換素子群又は非熱交換素子を通過した直後における、排出接続の相互の繋ぎ換えによって行なわれる。具体的には、熱交換素子通過後において、室内給気路と室外排気路とを相互に繋ぎ換えるか、或いは熱交換素子通過前において、外気(新鮮空気)路と還気路とを相互に繋ぎ換えてなる。実施例では、内気及び外気それぞれが熱交換素子10を通過した直後において、チャンバーmを設けてなる。各チャンバーmは、それぞれ給気路SA、排気路EAの双方に連通する。これと共に、各連通路にはそれぞれ給気路連通ダンパー、排気路連通ダンパーを設けている。各連通ダンパーは、一方の開状態と他方の閉状態とが連動することによって、室内への給気路SAと室外への排気路EAとを相互に繋ぎ換えるものとしている。
Switching of the discharge destination is performed by reconnecting the discharge connection immediately after the two flow paths pass through the heat exchange element group or the non-heat exchange element. Specifically, after passing through the heat exchange element, the indoor air supply path and the outdoor exhaust path are connected to each other, or before passing through the heat exchange element, the outside air (fresh air) path and the return air path are mutually connected. Reconnect. In the embodiment, the chamber m is provided immediately after the inside air and the outside air pass through the
実施例では、顕熱交換素子11、潜熱熱交換素子12、全熱交換素子13、および非熱交換素子34のそれぞれの各吐出し口を取り纏めて覆う内気チャンバーImと、外気チャンバーOmとからなる。以下、各連通ダンパーの連動動作について詳述する。
In the embodiment, the sensible
給気路SAに連通する内気チャンバーImの給気路連通ダンパーISdが閉状態のとき、連動して外気チャンバーOmの給気路連通ダンパーOSdが開状態となり、且つ、内気チャンバーImの排気路連通ダンパーIEdが開状態となると共に、連動して外気チャンバーOmの排気路連通ダンパーOEdが閉状態となる。このとき、外気路OAと給気路SA、還気路RAと排気路EAがそれぞれ連通されて、交換気流路vが形成される(図3)。 When the air supply path communication damper ISd of the inside air chamber Im communicating with the air supply path SA is closed, the air supply path communication damper OSd of the outside air chamber Om is linked and the exhaust air path communication of the inside air chamber Im is performed. The damper IEd is opened, and the exhaust passage communication damper OEd of the outside air chamber Om is closed in conjunction with the damper IEd. At this time, the outside air passage OA and the air supply passage SA, the return air passage RA and the exhaust passage EA are respectively communicated to form an exchange air passage v (FIG. 3).
一方、給気路SAに連通する内気チャンバーImの給気路連通ダンパーISdが開状態のとき、連動して外気チャンバーOmの給気路連通ダンパーOSdが閉状態となり、且つ、内気チャンバーImの排気路連通ダンパーIEdが閉状態となると共に、連動して外気チャンバーOmの排気路連通ダンパーOEdが開状態となる。このとき、還気路RAと給気路SA、外気路OAと排気路EAがそれぞれ連通されて、循環気流路cが形成される(図4)。 On the other hand, when the air supply path communication damper ISd of the inside air chamber Im communicating with the air supply path SA is in the open state, the air supply path communication damper OSd of the outside air chamber Om is linked and the exhaust of the inside air chamber Im is interlocked. The road communication damper IEd is closed, and the exhaust path communication damper OEd of the outside air chamber Om is opened in conjunction with the road communication damper IEd. At this time, the return air path RA and the air supply path SA, the outside air path OA, and the exhaust path EA are communicated with each other to form a circulation air path c (FIG. 4).
先ず、交換気流路v(exchange air exhaust channel)について説明する。流路切換手段4は、交換気流路vへ切り換えることができる。 First, the exchange air flow path v (exchange air exhaust channel) will be described. The channel switching means 4 can switch to the exchange air channel v.
交換気流路vは、外気すなわち室外の新鮮空気と、内気すなわち室内の汚染空気とを第一種換気する流路である。外気を室内へ取り込む換気取込路Svと、内気を室外へ排出する換気排出路Evとが、熱交換素子で間接的に交流してなる。或いは、素子迂回手段3によって、選択により間接交流せずになるものとすることもできる。熱交換素子で間接交流することで、熱交換を行ないながら換気を行なうことができ、交流しないことで、熱交換を行なわずに換気を行なうことができる。 The exchange air flow path v is a flow path for first-type ventilation of the outside air, that is, outdoor fresh air, and the inside air, that is, indoor contaminated air. The ventilation intake path Sv for taking outside air into the room and the ventilation exhaust path Ev for discharging inside air to the outside are indirectly exchanged by the heat exchange element. Alternatively, the element detour means 3 can be used to eliminate indirect alternating current by selection. By performing indirect alternating current with the heat exchange element, ventilation can be performed while performing heat exchange, and by not performing alternating current, ventilation can be performed without performing heat exchange.
換気取込路Svは、室外空気たる新鮮空気を室内へ取込んで供給する流路である。具体的には、連通した室外から外気を取り込む外気(新鮮空気)路OAと、この取り込んだ外気を連通した室内へ供給する給気路SAとが、熱交換素子10を境として繋がってなる。
The ventilation intake path Sv is a flow path that takes in fresh air as outdoor air and supplies it to the room. Specifically, an outside air (fresh air) path OA that takes in outside air from the communicated outdoor room and an air supply path SA that supplies the taken outside air to the communicating room are connected with the
換気排出路Evは、室内空気たる汚染空気を室外へ排出する流路である。具体的には、連通した室内から内気を取り込む還気路RAと、この取り込んだ内気を連通した室外へ排出する排気路EAとが、熱交換素子10を境として繋がってなる。
The ventilation discharge path Ev is a flow path for discharging contaminated air, which is room air, to the outside of the room. Specifically, the return air path RA that takes in the inside air from the communicating room and the exhaust path EA that discharges the taken inside air to the outside of the communicating room are connected with the
次に、循環気流路c(circulation air exhaust channel)について説明する。排出路切換手段4は、熱交換膜の前または後のいずれかの箇所で2流路の接続を相互に繋ぎかえることで、前記交換気流路vから循環流路cへと切り換えることができる。 Next, the circulation air channel c (circulation air exhaust channel) will be described. The discharge path switching means 4 can be switched from the exchange air flow path v to the circulation flow path c by switching the connection of the two flow paths to each other at any location before or after the heat exchange membrane.
循環流路cは、室外の新鮮空気と室内の汚染空気とを換気せずに熱交換だけを行なう流路であり、室外循環路と室内循環路とが熱交換素子で間接的に交流してなる。 The circulation channel c is a channel that performs only heat exchange without ventilating outdoor fresh air and indoor contaminated air, and the outdoor circuit and the indoor circuit are indirectly exchanged by a heat exchange element. Become.
給気路は、室外空気を室内へ供給する流路である。連通した室外から外気を取り込む外気(新鮮空気)路と、この取り込んだ外気を連通した室内へ供給する室内給気路とが、熱交換素子を介して繋がってなる。 The air supply path is a flow path for supplying outdoor air into the room. An outside air (fresh air) path that takes in outside air from the communicated outdoor room and an indoor air supply path that supplies the taken outside air to the communicating room are connected via a heat exchange element.
排気路は、室内空気を室外へ排気する流路である。連通した室内から内気を取り込む還気路と、この取り込んだ内気を連通した室外へ排出する室外排気路とが、熱交換素子を介して繋がってなる。 The exhaust path is a flow path for exhausting room air to the outside. A return air path for taking in the inside air from the communicating room and an outdoor exhaust path for discharging the taken in air to the outside of the communicating room are connected via a heat exchange element.
このようにして得られた実施例の換気式熱交換器は、効率のよい熱交換を行いながら常に第一種換気を行うことができるため、あらゆる外気及び内気の温湿度条件の組み合わせにおいて、室内空気の汚染を防ぎながら他の空調機の空調負荷を低減することができる。さらに、換気を行わずに熱交換のみを行なうこともできるので、換気不要の状態でも他の空調機の空調負荷を低減することもできる。 The ventilated heat exchanger of the embodiment obtained in this way can always perform the first type ventilation while performing efficient heat exchange, so in any combination of temperature and humidity conditions of outside air and inside air, The air conditioning load of other air conditioners can be reduced while preventing air pollution. Furthermore, since only heat exchange can be performed without ventilation, the air conditioning load of other air conditioners can be reduced even in a state where ventilation is not necessary.
その他、各部の具体的な構成は、上述した実施例に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明の換気式熱交換器は、総合空気調和機としても利用できる。また、ダクトや噴出し口を含む熱交換空調システムとしても利用できる。 The ventilated heat exchanger of the present invention can also be used as an integrated air conditioner. It can also be used as a heat exchange air conditioning system including a duct and a jet outlet.
1 熱交換素子群
10 熱交換素子
11 顕熱交換素子
12 潜熱交換素子
12F 潜熱交換膜
121 発泡プラスチック断熱材
121h 透湿孔
122 親水性有機高分子膜
2 素子切換手段
3 素子迂回手段
4 流路切換手段
v 換気流路
Ev 換気排出路
Sv 換気取込路
c 循環気流路
Ic 内気循環路
Oc 外気循環路
DESCRIPTION OF
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