JP2006064263A - 給気装置及びこの給気装置を用いた換気システム - Google Patents

Abstract

【課題】 室内の暖房効果の向上、冬季における給気装置本体の結露防止の向上を期待できる給気装置を提供する。
【解決手段】 本発明の給気装置１は、外気を建物内へ導入する給気用ファン１７と、給気用ファン１７により導入された外気の温度を上昇させる昇温手段２０〜２４とを備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、外部から外気を取り入れて室内へ導き、室内の空気を外部へ排出する換気システムの一部を構成する給気装置の改良に関するものであり、例えば給気ダクトの途中に設けられた給気装置としての建物用中間ダクトファンに応用できるものである。

近年、住宅の高気密化、高断熱化等の進展に伴い、十分な換気を行わないと、二酸化炭素濃度が高くなりすぎたり、揮発有機化合物の濃度が高くなりすぎたりすることから、外部から外気を取り入れて室内へ導き、室内の空気を外部へ排出する換気システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−２８７４９３号公報

しかしながら、この種の換気システムでは、冬場等の外気の温度の低い時期には、冷たい外気が室内に流れ込むため、暖房効果があがらないという不具合が生じる。

また、外部から外気を室内に取り入れると、室内の空気の温度と外気の温度との温度差に基づいて、給気装置本体の外壁又は内壁に結露が生じて好ましくない等の不具合が生じる。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、暖房効果の向上を期待できると共に、冬季の結露防止を図ることのできる給気装置およびこの給気装置を用いた換気システムを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の給気装置は、外気を建物内へ導入する給気用ファンと、前記給気用ファンにより導入された外気の温度を上昇させる昇温手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の給気装置は、前記昇温手段が前記給気用ファンの下流側に設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の給気装置は、前記外気の温度を検出する温度センサを備え、該温度センサの検出結果に基づいて、前記昇温手段を作動させるようにしたことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の給気装置は、前記温度センサの検出結果に基づいて、前記給気用ファンによる送風量を減少させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の換気システムは、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の給気装置と室内の空気を排気する排気装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、室内の暖房効果の向上、冬季における給気装置本体の結露防止の向上を期待できるという効果を奏する。

以下に、本発明に係わる給気装置の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
図１は本発明に係わる換気システム１の概要を示す説明図であって、この図１において、１は例えば廊下の天井裏（図示を略す）に設けられた給気装置としての建物用中間ダクトファン、２は天井裏に沿って配設されて外気取り入れ口３に通じる外気取り入れダクト、４〜８は天井裏に沿って配設されて各室に通じる給気ダクトである。

その建物用中間ダクトファン１は、図２に拡大して示すように屋根裏に吊される給気装置本体９を有する。この給気装置本体９はその上流側に取り入れ口１０が設けられ、その下流側に各室への分配用チャンバ１１が取り付けられている。分配用チャンバ１１には給気口１２〜１６がそれぞれ設けられている。その給気口１２〜１６にはそれぞれ給気ダクト４〜８が接続されている。

その給気装置本体９の風路内にはシロッコファンからなる給気用ファン１７が設けられている。符号１７Ａはその給気用ファン１７を包囲するファンケーシングである。そのファンケーシング１７Ａの吹き出し口１８は分配用チャンバ１１の風路内に臨んでいる。給気装置本体９の上流側には取り入れ口１０に臨んで高性能フィルタ１８が設けられている。高性能フィルタ１８は例えば塵埃除去用のプレフィルタ１８Ａと酸化窒素を除去するＮＯｘフィルタ１８Ｂとから構成されている。

その給気用ファン１７は、図３に示すモータＭによって駆動される。そのモータＭは制御回路（制御手段）１９によって回転制御される。制御回路１９は例えば廊下の柱に設けられ、操作スイッチＳを有する。操作スイッチＳをオンすると、モータＭが駆動されて、外気取り入れダクト２を通して空気取り入れ口３から外気が給気装置本体９の風路内に矢印で示すように取り入れられ、吹き出し口１８から分配用チャンバ１１の各給気口１２〜１６を介して各給気ダクト４〜８に導かれ、その各給気ダクト４〜８に接続された給気グリルＳＡを介して各室内に供給される。

各室内に供給された外気は、排気装置としての中間ダクトファン３０に設けられた排気用ファン３１によって、各室内のドアＤ１、Ｄ２等に設けられたアンダーカット部やガラリ部を通して、浴室、トイレ、洗面所に設けられた吸込口３２、３３、３４により吸い込まれ、屋外に排出されるようになっている。給気装置本体９に設けられた給気用ファン１７から給気される給気風量と、排気用の中間ダクトファン３０に設けられた排気用ファン３１による排気風量とは略同一であり、給気量と排気量のバランスが保たれている。給気用ファン１７と排気用ファン３１はモータ等の駆動手段により、常時駆動され、住宅を常時換気している。この常時換気量は、住宅全体等の住宅の換気対象エリアの容積の所定換気回数（例えば、０.５回／時）を満たすようになっている。なお、給気装置本体９は給気用の中間ダクトファンからなっている。

給気装置本体９の下部には図３に示すドレインパン２０Ａが設けられ、ドレインパン２０Ａには給気装置本体９の外壁に結露した水滴を受けるように構成されている。

ここでは、給気装置本体９に取り付けられた分配用チャンバ１１の下流側の各給気口１２〜１６に臨んで、昇温手段としてのヒータ２０〜２４が設けられている。このヒータ２０〜２４は制御回路１９により通電制御される。給気装置本体９の取り入れ口１０には温度センサ２５が設けられている。ここでは、この温度センサ２５は取り入れ口１０の内部に取り付けられて、外気の温度を検出するのに用いられている。

この温度センサ２５は制御回路１９に接続され、制御回路１９は外気の温度が所定温度以下のときにヒータ２０〜２４に通電し、これにより分配用チャンバ１１から各室内へ導かれる外気の温度が昇温されるようになっている。

制御回路１９は、ここでは、この温度センサ２５による検出温度が所定温度（例えば、０度）以下のときには、ヒータ２０〜２４の通電と同時に各室内に導かれる外気の風量が減少するようにモータＭを制御する。なお、ここで、外気の風量を減少させることには、外気の取り入れの停止も含むものとする。

このように、外気の風量を減少させることにより、給気装置本体９内での結露防止効果を促進させると共に、室内への冷たい空気の流入を抑制することができる。また、給気風量と同様に排気用の中間ダクトファン３０の排気風量もこれに連動させて少なくして、住宅内の給排気量のバランスを保つような制御を行っても良い。さらに、給気風量のみを減少させて、排気風量を変えないようにすることにより、住宅の所定換気量を満たすようにしても良い。

また、この実施例１では、排気装置として中間ダクトファン３０を用いることにしたが、浴室乾燥換気装置や室壁に埋め込んだパイプファンを排気装置として用いても良い。

この実施例１によれば、ヒータ２０ないし２４が給気用ファン１７の下流側で給気口１２〜１６のそれぞれに設けられているので、各給気ダクト４〜８へ給気される空気の温度が均一となり、ダクト内の結露防止を防止できると共にカビの発生を防止できることに加えて、暖められた空気を各室内へ給気することができることになって、結露した空気が室内に吹き出すのを防止できると共に暖房効果も得られる。
（実施例２）
図４は実施例２の換気システムに使用する給気装置として熱交換型換気ユニット５０を示している。この熱交換型換気ユニット５０は、この実施例では図５に示す住宅構造の通路５１の天井部５１Ａに設けられる。

この熱交換型換気ユニット５０は、図４に示すように直方体形状の本体ケース５２を有する。この本体ケース５２は仕切板５３によって二室に画成され、その一方が後述するモータ、遠心ファンを設置する設置室５２ａとされ、その他方が後述する熱交換素子を設置する設置室５２ｂとされている。

その設置室５２ａは仕切板５４によって上下方向に二室に画成され、この上下二室にはモータ５５ａ、５５ｂが配置され、このモータ５５ａ、５５ｂはその仕切板５４に固定されている。

そのモータ５５ａには給気用ファンとしての遠心ファン（シロッコファン）５６ａが直結され、そのモータ５５ｂには排気用ファンとしての遠心ファン（シロッコファン）５６ｂが直結され、その各遠心ファン５６ａ、５６ｂはその各モータ５５ａ、５５ｂによって吸入風量と排気風量とが同一となるようにして回転駆動される。

その遠心ファン５６ａ、５６ｂはファンケーシング５８、５９によって包囲され、そのファンケーシング５８、５９は後述する開口、ダクトと共に給気風路、排気風路を形成している。

設置室５２ｂには熱交換素子６０が設置されている。この熱交換素子６０は互いに交差する方向の風路Ｐ１、Ｐ２を有し、この風路Ｐ１、Ｐ２を通る空気の間で熱の交換が行われる。

設置室５２ａの仕切板５３と対向する壁面６２には開口６２ａ、６２ｂが形成され、設置室５２ｂの仕切板５３と対向する壁面６３には開口６３ａ、６３ｂが形成され、仕切板５３には開口５３ａ、ファンケーシング５８には開口５８ａが形成され、ファンケーシング５９には開口５９ａが形成されている。

開口６２ａ、５８ａ、５３ａ、風路Ｐ１、開口６３ａは給気側の風路を形成し、開口６２ａにはダクトＯＡＤが接続され、開口６３ａには給気用ダクト６４が接続されている。開口６３ｂ、風路Ｐ２、開口５３ｂ、５９ａ、６２ｂは排気側の風路を形成し、開口６２ｂにはダクトＥＡＤが接続され、開口６３ｂには排気用ダクト６５が接続されている。

そのダクトＯＡＤには、温度センサ２５が設けられ、その設置室５２ａには開口５３ａの直上流でかつ遠心ファン５６ａの直下流にヒータ２８が設けられている。

この実施例２によれば、ダクトＯＡＤからの外気は、符号Ｑ１、Ｑ２、Ｐ１、Ｑ３で示す矢印方向に流れ、給気用ダクト６４を介して各室内に導かれる。各室内からの空気は、ドアＤ３、Ｄ４の下部に設けられたアンダーカット部やガラリ部を通して、熱交換型換気ユニット５０の本体下面に設けられた室内空気吸込口ＲＡ１やダクト６５に通じる吸込口ＲＡ２を通じて、熱交換型換気ユニット５０の本体ケース５２に導かれ、符号Ｑ４、Ｐ２、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７で示す矢印方向に流れ、ダクトＥＡＤを介して外部に排出される。

また、熱交換素子６０により外気からの冷たい空気と室内から排出される空気との間で熱交換が行われ、外気からの冷たい空気が暖められるので暖房効率が向上する。更に、外気の温度が低いときには、ヒータ２８が作動されて、外部から取り入られる空気が暖められるので、熱交換型換気ユニット５０に結露が生じるのを防止できる。

この実施例２によれば、温度センサ２５をダクトＯＡＤに設け、ヒータ２８を開口５３ａの直上流に設ける構成としたが、温度センサ２５を熱交換素子６１の給気側の風路Ｐ１の直下流側に設けると共に、ヒータ２８を開口６３ａの直上流側に設ける構成としても良い。

ここでは、熱交換型換気ユニット５０における室内空気の吸込口を本体ケース５２の下面に設けられた室内空気吸込口ＲＡ１とダクト６５に繋がるＲＡ２の２カ所としたが、３カ所以上でも良く、また、どちらか一方のみとして単一の吸込口としても良い。

更に、ここでは、モータ５５ａ、５５ｂとして別々のモータを設けることにしたが、１個のモータとして、そのモータの出力軸を上下方向に延ばし、その両端に遠心ファン５６ａ、５６ｂを取り付ける構成としても良い。

このように、熱交換後に温度センサ２５を用いて温度を検出し、ヒータ２８を作動させる構成にすると、取り入れた外気の温度と室内から排出される空気との温度差が大きい状態のまま熱交換を行うことができるので、熱交換効率を低下させることなく、外気の温度を上昇させることができると共に、それでもなお、取り入れる空気の温度が所定温度以下のときに、ヒータ２８を作動させる構成とすることができるので、暖房効率の向上を図りつつ熱交換型換気ユニット５０の結露を防止できるという効果を奏する。

以上、この発明の実施の形態の実施例１では、分配用チャンバ１１の各給気口１２〜１６に臨ませて、各ヒータ２０〜２４を設ける構成としたが、第１変形例として、符号２７で示すヒータを図６に示すように、給気用ファン１７の下流側の位置に設けることにより、分配用チャンバ１１内に外気を暖めて給気する構成とし、これにより室内側へ空気供給する分配チャンバ１１内の結露低減効果を促進させることができる。

また、第２変形例としては、符号２９ａで示すヒータを図６に示すように、外気を給気装置本体９へ取り入れる取り入れ口１０に設けることにより、低温の空気が直接給気装置本体９に導入されることに起因する装置本体や高性能フィルタ１３の結露を防止できる。

更に、複数のヒータを組み合わせて用いることもでき、例えば、第３変形例としては、ヒータ２９ａ及びヒータ２７を設けることにより、外気を暖めて給気装置本体９に導入した後、更に分配用チャンバ１１内の空気を暖めて、室内へ給気することにしても良く、このような構成とすれば、装置本体内の結露の防止と室内の暖房効率の向上とにつながるものとなる。

加えて、外気温度を検出する温度センサ２５とは別に室内の温度を検出する温度センサを設けて、室内が所定温度となるようにヒータ２９ａ、２７を制御する構成としても良い。なお、ヒータ２７は図６に符号２８で示すように給気装置本体９の吹き出し口に１８に設ける構成としても良いし、符号２９ｂで示すように高性能フィルタ１８の直下流に設けても良く、ヒータの給気装置本体９への配置、その配置の組み合わせ、その個数は適宜設定可能である。

これらの発明の実施の形態では、昇温手段としてヒータを用いる構成としたが、昇温手段は、ヒータに限られるものではなく、例えば、浴室用の給湯管を熱交換手段として用いる構成を採用することができる。

その他、図７に示すように、給気装置本体９と分配用チャンバ１１とを分離する構成とし、給気装置本体９と分配用チャンバ１１とを接続する大径ダクト部４０にヒータを設ける構成、その分配用チャンバ１１内にヒータを設ける構成とすることもできる。

本発明の実施例１に係わる換気システムの概要を示す説明図である。 図１に示す給気装置の構成を示す平面図である。 図２に示す給気装置の側面図である。 本発明の実施例２に係わる給気装置を示す平面図である。 図４に示す換気システムの概要を示す平面図である。 本発明の実施例１に係わる給気装置のその他の変形例を示す平面図である。 本発明に係わる給気装置の更に他の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１…中間ダクトファン（給気装置）
１７…給気用ファン
２０〜２４…ヒータ（昇温手段）

Claims (5)

1. 外気を建物内へ導入する給気用ファンと、前記給気用ファンにより導入された外気の温度を上昇させる昇温手段とを備えたことを特徴とする給気装置。
2. 前記昇温手段は、前記給気用ファンの下流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の給気装置。
3. 前記外気の温度を検出する温度センサを備え、該温度センサの検出結果に基づいて、前記昇温手段を作動させるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給気装置。
4. 前記温度センサの検出結果に基づいて、前記給気用ファンによる送風量を減少させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の給気装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の給気装置と室内の空気を排気する排気装置とを備えた換気システム。

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