JP2007285584A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換エレメントを備える換気装置の構成を複雑化させずにその性能向上を図る。
【解決手段】換気装置（10）のケーシング（20）内に、２つの全熱交換エレメント（41,42）を収容する。室外から室内へ供給される室外空気は、第１全熱交換エレメント（41）を通過後に第２全熱交換エレメント（42）を通過する。室内から室外へ排出される室内空気は、第２全熱交換エレメント（42）を通過後に第１全熱交換エレメント（41）を通過する。全熱交換エレメント（41,42）を支持するガイドレール（70）には、シール部材が設けられる。シール部材では、全熱交換エレメント（41,42）と対面する面に切り込みが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内へ供給される室外空気と室外へ排出される室内空気を熱交換させる熱交換エレメントを備えた換気装置に関するものである。

従来より、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されているように、熱交換エレメントを備えた換気装置が知られている。この換気装置は、室内への給気と室内からの排気とを行う。その際、室内へ送られる室外空気と室外へ排出される室内空気とは、熱交換エレメントを通過する。熱交換エレメントは、室外空気の通過方向と室内空気の通過方向とが互いに直交する直交流型の熱交換器を構成している。熱交換エレメントでは、室内へ送られる室外空気と室外へ排出される室内空気との間で熱交換が行われる。また、熱交換エレメントでは、室外空気と室内空気の間で水分の授受も行われる。

特許文献１の換気装置には、２つの熱交換エレメントが並んで配置されている。これら２つの熱交換エレメントは、室外空気や室内空気の流通経路において、互いに並列に配置されている。つまり、この換気装置へ取り込まれた室外空気は、その一部が一方の熱交換エレメントだけを通過し、残りが他方の熱交換器エレメントだけを通過する。また、この換気装置へ取り込まれた室内空気も、その一部が一方の熱交換エレメントだけを通過し、残りが他方の熱交換器エレメントだけを通過する。

特許文献２の換気装置でも、２つの熱交換エレメントが並んで配置されている。これら２つの熱交換エレメントは、室外空気の流通経路において直列に配置されている。室外空気は、２つの熱交換エレメントを順に通過して室内へ供給される。この換気装置は、室内空気と天井内空気とを取り込む。室内空気は、一方の熱交換エレメントだけを通過し、その後に室外へ排出される。天井内空気は、他方の熱交換器エレメントだけを通過し、その後に天井裏の空間へ送り返される。
特開平０６−２５７８１７号公報 特開２００２−３４９９２４号公報

ここで、換気装置での熱回収効率を向上させる方策としては、換気装置に設置する熱交換エレメントの個数を増やして伝熱面積を拡大することが考えられる。ところが、特許文献１の換気装置のように２つの熱交換エレメントを空気通路に並列配置すると、１つの熱交換エレメントを通過する室外空気及び室内空気の流速が低下してしまう。

一般に、熱交換器を通過する流体の流速が低くなると、それに伴って熱交換器とそこを通過する流体との間における熱伝達率が低くなる。つまり、熱交換エレメントを通過する空気の流速が低下すると、室外空気と室内空気の間における熱交換の効率が低下する。このため、空気通路において２つの熱交換エレメントを並列に配置すると、伝熱面積の増加分に見合った交換熱量の増加が見込めず、換気装置の性能を充分に向上させることができないおそれがあった。

一方、特許文献２の換気装置では、各熱交換エレメントを通過する空気の流速が熱交換エレメントを１つだけ設けた場合と同等になるため、伝熱面積の増加分に見合った交換熱量の増加が見込める。ところが、この換気装置では、換気装置において室内外の空気だけでなく天井内空気も流通させなければならない。このため、給気用のファンと排気用のファンに加えて天井内空気を循環させるためのファンも必要となり、換気装置の構成が複雑化するという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換エレメントを備える換気装置の構成を複雑化させずにその性能向上を図ることにある。

第１の発明は、室外空気を室内へ供給するための給気ファン（50）と、室内空気を室外へ排出するための排気ファン（55）と、室内へ供給される室外空気と室外へ排出される室内空気とを熱交換させる第１及び第２の熱交換エレメント（41,42）とがケーシング（20）に収納されている換気装置を対象とする。そして、上記ケーシング（20）内における室外空気の流通経路では第１の熱交換エレメント（41）の下流に第２の熱交換エレメント（42）が配置され、上記ケーシング（20）内における室内空気の流通経路では第２の熱交換エレメント（42）の下流に第１の熱交換エレメント（41）が配置されるものである。

第１の発明では、第１の熱交換エレメント（41）と第２の熱交換エレメント（42）とがケーシング（20）内に設けられる。給気ファン（50）を運転すると、室外空気がケーシング（20）内に取り込まれる。ケーシング（20）内へ流入した室外空気は、第１の熱交換エレメント（41）を通過してから第２の熱交換エレメント（42）を通過し、その後に室内へ供給される。一方、排気ファン（55）を運転すると、室内空気がケーシング（20）内に取り込まれる。ケーシング（20）内へ流入した室内空気は、第２の熱交換エレメント（42）を通過してから第１の熱交換エレメント（41）を通過し、その後に室外へ排出される。

このように、第１の発明では、ケーシング（20）内に流入した室外空気の全部が、第１の熱交換エレメント（41）と第２の熱交換エレメント（42）の両方を通過する。また、ケーシング（20）内に流入した室内空気の全部も、第１の熱交換エレメント（41）と第２の熱交換エレメント（42）の両方を通過する。従って、各熱交換エレメント（41,42）を通過する空気の流速は、熱交換エレメントを１つだけ設ける場合と同等に保たれる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記第１及び第２の熱交換エレメント（41,42）のそれぞれが四角柱状に形成され、各熱交換エレメント（41,42）では、隣接する側面の一方に室外空気の流路（45）が、他方に室内空気の流路（46）がそれぞれ開口する一方、上記ケーシング（20）内には、上記熱交換エレメント（41,42）の軸方向に沿った角部（47）に押圧されて変形することによって室外空気の通路（37）と室内空気の通路（38）との間をシールするシール部材（75）が設けられており、上記シール部材（75）では、上記熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に臨む面に、該シール部材（75）を貫通しない深さで該熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に沿って延びる切り込み（76）が形成されるものである。

第３の発明は、室外空気を室内へ供給するための給気ファン（50）と、室内空気を室外へ排出するための排気ファン（55）と、室内へ供給される室外空気と室外へ排出される室内空気とを熱交換させる熱交換エレメント（41,42）とがケーシング（20）に収納されており、上記熱交換エレメント（41,42）が四角柱状に形成され、該熱交換エレメント（41,42）では、隣接する側面の一方に室外空気の流路（45）が、他方に室内空気の流路（46）がそれぞれ開口している換気装置を対象とする。そして、上記ケーシング（20）内には、上記熱交換エレメント（41,42）の軸方向に沿った角部（47）に当接して変形することによって室外空気の通路（37）と室内空気の通路（38）の間をシールするシール部材（75）が設けられ、上記シール部材（75）では、上記熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に臨む面に、該シール部材（75）を貫通しない深さで該熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に沿って延びる切り込み（76）が形成されるものである。

第３の発明では、熱交換エレメント（41,42）がケーシング（20）内に設けられる。給気ファン（50）を運転すると、室外空気がケーシング（20）内に取り込まれ熱交換エレメント（41,42）を通過してから室内へ供給される。一方、排気ファン（55）を運転すると、室内空気がケーシング（20）内に取り込まれ、熱交換エレメント（41,42）を通過してから室外へ排出される。

第２及び第３の発明において、四角柱状の熱交換エレメント（41,42）では、互いに隣接する側面の一方に室外空気の流路（45）が、他方に室内空気の流路（46）が開口している。熱交換エレメント（41,42）をケーシング（20）内に設置した状態では、ケーシング（20）内に形成された室外空気の通路（37）が熱交換エレメントに設けられた室外空気の流路（45）に連通し、ケーシング（20）内に形成された室内空気の通路（38）が熱交換エレメントに設けられた室内空気の流路（46）に連通する。つまり、ケーシング（20）内では、室外空気の通路（37）と室内空気の通路（38）とが、熱交換エレメント（41,42）の軸方向に沿った角部（47）（即ち、室外空気の流路（45）が開口する側面と室内空気の流路（46）が開口する側面との間の角部）を挟んで隣り合っている。

第２及び第３の発明において、熱交換エレメント（41,42）をケーシング（20）内に設置した状態では、熱交換エレメントの角部（47）がシール部材（75）に押し付けられる。ケーシング（20）内に形成された室外空気の通路（37）と室内空気の通路（38）との間は、熱交換エレメント（41,42）の角部（47）がシール部材（75）に密着することによってシールされる。シール部材（75）では、熱交換エレメント（41,42）の角部（47）と向かい合う面に切り込み（76）が形成されている。シール部材（75）に熱交換エレメント（41,42）の角部（47）が押し付けられた状態では、この切り込み（76）に熱交換エレメント（41,42）の角部（47）が入り込んだ状態となる。

第４の発明は、上記第１又は第３の発明において、上記ケーシング（20）内では、上記給気ファン（50）が室外空気の流通経路における上記熱交換エレメント（41,42）の上流側に配置され、上記排気ファン（55）が室内空気の流通経路における上記熱交換エレメント（41,42）の下流側に配置されるものである。

第４の発明において、ケーシング（20）内では、給気ファン（50）と排気ファン（55）の両方が熱交換エレメント（41,42）よりも室外空間寄りの位置に設置される。つまり、ケーシング（20）の内部空間では、熱交換エレメント（41,42）の片側に給気ファン（50）と排気ファン（55）の両方が設けられている。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記ケーシング（20）には、該ケーシング（20）から室内へ室外空気を導く給気ダクトを接続するための給気ダクト接続部（28）が複数設けられるものである。

第５の発明では、ケーシング（20）に複数の給気ダクト接続部（28）が設けられる。各給気ダクト接続部（28）は、ケーシング（20）の内部空間のうち熱交換エレメント（41,42）よりも室内空間寄り部分に連通している。つまり、ケーシング（20）の内部空間において、各給気ダクト接続部（28）は、給気ファン（50）が配置された部分とは熱交換エレメント（41,42）を挟んで反対側の空間に連通している。給気ファン（50）から吹き出された室外空気は、熱交換エレメント（41,42）を通過してから各給気ダクト接続部（28）へ分かれて流れ込む。

上記第１の発明では、第１及び第２の熱交換エレメント（41,42）が室外空気及び室内空気の流通経路において直列に配置されている。熱交換エレメント（41,42）を通過する空気の流速は熱交換エレメントを１つだけ設ける場合と同等に保たれるため、各熱交換エレメント（41,42）における熱交換の効率は低下しない。そのため、この発明によれば、熱交換エレメントの増設に伴って伝熱面積が拡大した分だけ室外空気と室内空気の間における交換熱量を増大させることができる。また、この発明において、ケーシング（20）内を流す必要があるのは室内空気と室外空気だけであるため、換気装置（10）の構造が複雑化することもない。従って、この発明によれば、換気装置（10）の構成を複雑化させずにその性能向上を図ることができる。

ここで、特許文献１及び特許文献２の熱交換エレメントは、端面が正方形の四角柱状に形成されており、互いに隣接する側面の一方に室外空気の流路が、他方に室内空気の流路がそれぞれ開口している。つまり、この熱交換エレメントでは、その軸方向に沿った角部を挟んで隣り合う側面の一方に室外空気の流路が開口し、他方に室内空気の流路が開口している。このため、換気装置のケーシング内では、室外空気の流れる通路と室内空気の流れる通路とが熱交換エレメントの角部を挟んで形成されることになる。

このような構造の換気装置では、室外空気の通路と室内空気の通路との間を確実にシールし、これら２つの通路の一方から他方へ漏れ込む空気の量を出来るだけ少なくすることが求められる。一般に、室外空気の通路と室内空気の通路との間は、例えばスポンジ等の撓みやすい材質からなるシール部材に熱交換エレメントの角部を押し付けることによってシールされる場合が多い。ところが、シール部材に熱交換エレメントの角部を押し付けるだけでは、シール部材の充分に変形せず、シール部材と熱交換エレメントとの接触面積を充分に確保できないおそれがあった。

これに対し、上記第２及び第３の発明では、シール部材（75）に切り込み（76）が形成されており、シール部材（75）に熱交換エレメント（41,42）の角部（47）が押し付けられた状態では、この切り込み（76）に熱交換エレメント（41,42）の角部（47）が入り込んだ状態となる。このため、シール部材に切り込み（76）を設けない場合に比べ、シール部材（75）と熱交換エレメント（41,42）との接触面積を増大させることができる。従って、これら第２及び第３の発明によれば、室外空気の通路（37）と室内空気の通路（38）との間を確実にシールすることができ、室外空気の通路（37）と室内空気の通路（38）の一方から他方へ漏れ込む空気の量を削減することができる。

上記第４の発明では、ケーシング（20）内における熱交換エレメント（41,42）の片側に給気ファン（50）と排気ファン（55）の両方が設けられている。このため、ケーシング（20）の内部空間を有効に利用して給気ファン（50）及び排気ファン（55）を設置することができ、換気装置（10）の小型化を図ることができる。

上記第５の発明では、ケーシング（20）の内部空間のうち熱交換エレメント（41,42）よりも室外空間寄りに給気ファン（50）を配置した上で、複数の給気ダクト接続部（28）をケーシング（20）に形成している。ここで、給気ファン（50）から吹き出された直後の空気は、空間内を偏った状態で流れる。このため、給気ファン（50）が配置された空間に複数の給気ダクト接続部（28）を連通させると、各給気ダクト接続部（28）に対する空気の分配割合を適切に設定するのが困難となる。これに対し、この発明では、給気ファン（50）から吹き出されて熱交換エレメント（41,42）を通過した室外空気の流れる空間に各給気ダクト接続部（28）を連通させている。従って、この発明によれば、ケーシング（20）に複数の給気ダクト接続部（28）を設ける場合において、各給気ダクト接続部（28）に対する空気の分配割合を容易に適正化することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる「右」「左」「上」「下」「手前」「奥」という語句は、特にことわらない限り、いずれも図１に示す状態のものを意味している。

図１及び図２に示すように、本実施形態の換気装置（10）は、横長で扁平な直方体状のケーシング（20）を備えている。なお、図１及び図２は、ケーシング（20）の天板と手前側の側板の一部を取り除いた状態を示している。

ケーシング（20）の左側板（21）には、外気吸込ダクト接続部（26）と排気ダクト接続部（29）とが１つずつ設けられている。この左側板（21）において、外気吸込ダクト接続部（26）は手前側に配置され、排気ダクト接続部（29）は奥側に配置されている。図示しないが、外気吸込ダクト接続部（26）には室外空間から延びる外気ダクトが接続され、排気ダクト接続部（29）には室外空間へ延びる排気ダクトが接続される。

ケーシング（20）の内部空間のうち左側板（21）に沿った部分は、手前側の給気側ファン室（31）と奥側の排気側ファン室（32）とに仕切られている。給気側ファン室（31）は、外気吸込ダクト接続部（26）を介して図外の外気ダクトに連通している。排気側ファン室（32）は、排気ダクト接続部（29）を介して図外の排気ダクトに接続している。

給気側ファン室（31）には給気ファン（50）が、排気側ファン室（32）には排気ファン（55）がそれぞれ収容されている。給気ファン（50）と排気ファン（55）は、いわゆるシロッコファンであるファン本体（51,56）と、これを駆動するファンモータ（52,57）とによって構成されている。給気ファン（50）のファンモータ（52）と排気ファン（55）のファンモータ（57）とは、いずれもブラシレスＤＣモータである。

ケーシング（20）の右側板（22）には、１つの内気吸込ダクト接続部（27）と２つの給気ダクト接続部（28）とが設けられている。この右側板（22）において、給気ダクト接続部（28）は手前側に並んで配置され、内気吸込ダクト接続部（27）は奥側に配置されている。図示しないが、内気吸込ダクト接続部（27）には室内空間から延びる内気ダクトが接続され、給気ダクト接続部（28）には室内空間へ延びる給気ダクトが接続される。

ケーシング（20）の内部空間のうち右側板（22）に沿った部分は、手前側の給気側チャンバ（33）と奥側の排気側チャンバ（34）とに仕切られている。給気側チャンバ（33）には、空気浄化用のフィルタユニット（65）が収容されている。給気側チャンバ（33）は、給気ダクト接続部（28）を介して図外の給気ダクトに連通している。排気側チャンバ（34）は、内気吸込ダクト接続部（27）を介して図外の内気ダクトに接続している。

ケーシング（20）の内部空間のうち背面側板（24）に沿った部分には、バイパス通路（35）が形成されている。バイパス通路（35）は、その一端で排気側ファン室（32）と連通している。バイパス通路（35）の他端側には、ダンパユニット（60）が設置されている。バイパス通路（35）の他端は、ダンパユニット（60）のダンパ板（61）によって開閉される。

ダンパユニット（60）には、回動自在のダンパ板（61）が設けられている。このダンパユニット（60）では、このダンパ板（61）が、内気吸込ダクト接続部（27）をバイパス通路（35）から遮断する位置（図２に実線で示す位置）と、内気吸込ダクト接続部（27）をバイパス通路（35）に連通させる位置（図２に二点鎖線で示す位置）との間を移動する。

ケーシング（20）の内部空間では、ケーシング（20）の長手方向の中央部に主チャンバ（36）が形成されている。主チャンバ（36）には、第１全熱交換エレメント（41）と、第２全熱交換エレメント（42）とが収容されている。これら全熱交換エレメント（41,42）は、それぞれが熱交換エレメントを構成している。

図３に示すように、各全熱交換エレメント（41,42）は、端面が正方形となった四角柱状に形成されている。全熱交換エレメント（41,42）では、平板部材（43）と波板部材（44）とがその長手方向へ交互に配置されている。この全熱交換エレメント（41,42）では、室外空気を流すための外気流路（45）と、室内空気を流すための内気流路（46）とが、平板部材（43）を挟んで交互に形成されている。四角柱状の全熱交換エレメント（41,42）では、隣り合った側面の一方に外気流路（45）が、他方に内気流路（46）がそれぞれ開口している。このように、全熱交換エレメント（41,42）は、外気流路（45）の伸長方向と内気流路（46）の伸長方向が互いに直交する直交流型の熱交換器を構成している。

全熱交換エレメント（41,42）の平板部材（43）は、例えば紙などの透湿性の材料で構成されている。全熱交換エレメント（41,42）では、外気流路（45）を流れる室外空気と内気流路（46）を流れる室内空気の一方から他方へ熱と水分が移動する。つまり、全熱交換エレメント（41,42）では、湿り空気同士の間でエンタルピが交換される。

図１に示すように、全熱交換エレメント（41,42）は、その側面とケーシング（20）の底板（25）のなす角度が４５°となり、且つその長手方向がケーシング（20）の奥行き方向（前面側板（23）から背面側板（24）へ向かう方向）に沿って延びる姿勢で主チャンバ（36）内に設置されている。主チャンバ（36）内において、２つの全熱交換エレメント（41,42）は、左右に並んで配置されている。第１全熱交換エレメント（41）はケーシング（20）の左側板（21）寄りに、第２全熱交換エレメント（42）はケーシング（20）の右側板（22）寄りにそれぞれ配置されている。

各全熱交換エレメント（41,42）は、それぞれが４本ずつのガイドレール（70）を介してケーシング（20）に支持されている。各ガイドレール（70）は、全熱交換エレメント（41,42）の軸方向に沿った角部（47）を保持している。ガイドレール（70）の詳細については後述する。

主チャンバ（36）内では、第１全熱交換エレメント（41）の左上側の部分と、第１全熱交換エレメント（41）と第２全熱交換エレメント（42）に挟まれた部分の下側と、第２全熱交換エレメント（42）の右上側の部分とが、室外空気の通路である給気側通路（37）を構成している。給気側通路（37）は、第１全熱交換エレメント（41）の左上側の部分が給気側ファン室（31）に連通し、第２全熱交換エレメント（42）の右上側の部分が給気側チャンバ（33）に連通している。

また、主チャンバ（36）内では、第１全熱交換エレメント（41）の左下側の部分と、第１全熱交換エレメント（41）と第２全熱交換エレメント（42）に挟まれた部分の上側と、第２全熱交換エレメント（42）の右下側の部分とが、室内空気の通路である排気側通路（38）を構成している。排気側通路（38）は、第２全熱交換エレメント（42）の右下側の部分が排気側チャンバ（34）に連通し、第１全熱交換エレメント（41）の左下側の部分が排気側ファン室（32）に連通している。

なお、本実施形態の換気装置（10）では、内気吸込ダクト接続部（27）からバイパス通路（35）を通って排気側ファン室（32）へ至るまでの空気の圧力損失が、内気吸込ダクト接続部（27）から主チャンバ（36）室を通って排気側ファン室（32）へ至るまでの空気の圧力損失よりも小さくなるように、バイパス通路（35）の形状が設定されている。

ガイドレール（70）は、全熱交換エレメント（41,42）とほぼ同じ長さの細長い部材である。図４(Ａ)に示すように、ガイドレール（70）は、本体部（71）と斜面部（72）とによって構成されている。本体部（71）は、断面がコ字型の樋状に形成されている。斜面部（72）は、図４(Ａ)における本体部（71）の両側の上端から斜め下向きに延びている。

樋状の本体部（71）には、棒状のシール部材（75）が嵌め込まれている。シール部材（75）は、例えばスポンジ状の発泡樹脂などの撓みやすい材料で構成されている。シール部材（75）の断面形状は、本体部（71）の内側面に沿うような四角形状となっている。図４(Ａ)におけるシール部材（75）の上面には、シール部材（75）の軸方向に沿って延びる切り込み（76）が形成されている。この切り込み（76）は、その深さがシール部材（75）の厚みよりも短くなっており、シール部材（75）を貫通していない。

ケーシング（20）内において、ガイドレール（70）は、本体部（71）の開口側（即ち、シール部材（75）が露出している側）が全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）と対面する姿勢で配置される。全熱交換エレメント（41,42）は、ガイドレール（70）に沿ってスライド自在となっている。ケーシング（20）に対して全熱交換エレメント（41,42）を着脱する際には、全熱交換エレメント（41,42）がガイドレール（70）によって案内されて移動する。

図４(Ｂ)に示すように、ケーシング（20）に全熱交換エレメント（41,42）を収容した状態では、シール部材（75）に全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）が押し付けられた状態となる。この状態で、全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）は、シール部材（75）の切り込み（76）に入り込んでシール部材（75）と密着する。主チャンバ（36）内の給気側通路（37）と排気側通路（38）の間は、全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）がシール部材（75）と密着することによってシールされる。

−運転動作−
本実施形態の換気装置（10）では、全熱交換換気運転と普通換気運転とが切り換え可能となっている。

〈全熱交換換気運転〉
全熱交換換気運転について説明する。この運転は、例えば冬季や夏季のように、屋外と空調されている屋内との間における気温差や湿度差が大きい場合に行われる。

全熱交換換気運転では、ダンパユニット（60）のダンパ板（61）がバイパス通路（35）を塞ぐ位置（図２に実線で示す位置）に設定される。この状態において、給気ファン（50）及び排気ファン（55）を運転すると、室外空気が外気吸込ダクト接続部（26）を通ってケーシング（20）内へ流入し、室内空気が内気吸込ダクト接続部（27）を通ってケーシング（20）内へ流入する。

ケーシング（20）内へ流入した室外空気は、給気ファン（50）によって給気側通路（37）へ吹き出され、その後に第１全熱交換エレメント（41）の外気流路（45）と、第２全熱交換エレメント（42）の外気流路（45）とを順に通過する。一方、ケーシング（20）内へ流入した室内空気は、排気側チャンバ（34）を通って排気側通路（38）へ流入し、その後に第２全熱交換エレメント（42）の内気流路（46）と、第１全熱交換エレメント（41）の内気流路（46）とを順に通過する。

各全熱交換エレメント（41,42）では、外気流路（45）を流れる室外空気と内気流路（46）を流れる室内空気ととの間で熱と水分の授受が行われる。

例えば、冬季に室内を空気調和している状態において、室内空気の温度及び湿度は、室外空気の温度及び湿度に比べて高くなっている。従って、この状態で全熱交換換気運転を行う場合、全熱交換エレメント（41,42）では、室内空気から室外空気へ熱と水分が移動する。つまり、室内へ供給される室外空気は、室外へ排出される室内空気によって加熱され且つ加湿される。

また、夏季に室内を空気調和している状態において、室内空気の温度及び湿度は、室外空気の温度及び湿度に比べて低くなっている。従って、この状態で全熱交換換気運転を行う場合、全熱交換エレメント（41,42）では、室外空気から室内空気へ熱と水分が移動する。つまり、室内へ供給される室外空気は、室外へ排出される室内空気によって冷却され且つ減湿される。

第１全熱交換エレメント（41）と第２全熱交換エレメント（42）を順に通過した室外空気は、給気側チャンバ（33）へ流入してフィルタユニット（65）で浄化され、その後に給気ダクト接続部（28）を通ってケーシング（20）から送り出される。一方、第２全熱交換エレメント（42）と第１全熱交換エレメント（41）を順に通過したした室内空気は、排気側ファン室（32）へ流入し、排気ファン（55）から排気ダクト接続部（29）へ向けて吹き出される。

〈普通換気運転〉
普通換気運転について説明する。この運転は、例えば中間期（春季や秋季）のように、屋外と空調されている屋内との間における気温差や湿度差がさほど大きくない場合に行われる。

普通換気運転では、ダンパユニット（60）のダンパ板（61）がバイパス通路（35）を内気吸込ダクト接続部（27）と連通させる位置（図２に二点鎖線で示す位置）に設定される。この状態では、内気吸込ダクト接続部（27）と排気側通路（38）の間がダンパ板（61）によって遮断される。この状態において、給気ファン（50）及び排気ファン（55）を運転すると、室外空気が外気吸込ダクト接続部（26）を通ってケーシング（20）内へ流入し、室内空気が内気吸込ダクト接続部（27）を通ってケーシング（20）内へ流入する。

ケーシング（20）内へ流入した室内空気は、バイパス通路（35）を流れて排気側ファン室（32）へ流入する。つまり、ケーシング（20）内において、室内空気は、全熱交換エレメント（41,42）をバイパスして排気側ファン室（32）へ直接流れ込む。

一方、ケーシング（20）内へ流入した室外空気は、給気ファン（50）によって給気側通路（37）へ吹き出され、その後に第１全熱交換エレメント（41）の外気流路（45）と、第２全熱交換エレメント（42）の外気流路（45）とを順に通過する。その際、各全熱交換エレメント（41,42）の内気流路（46）では、室内空気が流れていない。このため、室外空気は、各全熱交換エレメント（41,42）を単に通過し、ケーシング（20）内へ流入した時点とほぼ同じ状態のままで給気側チャンバ（33）へ流入する。給気側チャンバ（33）へ流入した室外空気は、フィルタユニット（65）で浄化された後に給気ダクト接続部（28）を通ってケーシング（20）から送り出される。

近年は、パソコンなどのＯＡ機器の導入が進んでいるため、オフィス内の熱負荷が増大する傾向にある。このため、中間期などの外気温がさほど高くない時期には、室外空気を室内へ供給するだけでも冷房効果が期待でき、またこのような冷房効果を期待できる期間が長くなる傾向にある。従って、省エネルギの観点からは、このような普通換気運転による冷房効果を出来るだけ利用するのが望ましい。

−全熱交換エレメントの角部のシール構造−
上述したように、本実施形態の換気装置（10）において、主チャンバ（36）内での給気側通路（37）と排気側通路（38）の間のシールは、全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）がシール部材（75）と密着することによって確保される。その際、全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）は、シール部材（75）の切り込み（76）に入り込んだ状態となる。このため、全熱交換エレメント（41,42）のうちシール部材（75）と接触する部分の幅は、切り込み（76）の無い一般的なシール部材（90）を用いた場合に比べて長くなる。以下では、この点について説明する。

まず、切り込み（76）の無い一般的なシール部材（90）を用いた場合について、図５を参照しながら説明する。図５(Ａ)に示すように、シール部材（90）の幅を「２ａ」と仮定する。切り込み（76）が無いシール部材（90）は、全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）によって押し潰され、同図におけるシール部材（90）の上面が全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に密着する。このため、図５(Ｂ)に示すように、全熱交換エレメント（41,42）のうちシール部材（90）と接触する部分の幅Ｌは、シール部材（90）の幅の半分（即ち、ａ）とほぼ等しくなる（Ｌ≒ａ）。つまり、この場合のシール長さ２Ｌは、２ａとほぼ同じになる。

次に、切り込み（76）が形成された本実施形態のシール部材（75）を用いた場合について、図４を参照しながら説明する。この場合も、図４(Ａ)に示すように、シール部材（75）の幅を「２ａ」と仮定する。また、切り込み（76）の深さを「ａ」と仮定する。図４(Ｂ)に示すように、シール部材（75）の切り込み（76）には、全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）が入り込んでくる。シール部材（75）のうち切り込み（76）の両側の部分は、切り込み（76）が無い場合に比べて変形し易くなっており、シール部材（75）の切り込み（76）に全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）が入り込んだ状態では、この部分が大きく変形する。このため、同図に示すように、全熱交換エレメント（41,42）のうちシール部材（75）と接触する部分の幅Ｌは、シール部材（90）の幅の半分（即ち、ａ）の(√２)倍とほぼ等しくなる（Ｌ≒(√２)ａ）。つまり、この場合のシール長さ２Ｌは、２(√２)ａとほぼ同じになる。

このように、シール部材（75）に切り込み（76）を形成して切り込み（76）の深さをシール部材（75）の幅の半分に設定した場合は、切り込み（76）の無いシール部材（90）を用いる場合に比べ、シール長さ２Ｌが約１．４倍になる。このため、シール部材（75）に切り込み（76）を形成することによって、主チャンバ（36）内における給気側通路（37）と排気側通路（38）の間のシールを確実に行うことができる。また、切り込み（76）の深さを変更することによって、全熱交換エレメント（41,42）のうちシール部材（90）と接触する部分の幅Ｌを調節することができる。

−実施形態１の効果−
本実施形態では、第１全熱交換エレメント（41）と第２全熱交換エレメント（42）が給気側通路（37）及び排気側通路（38）において直列に配置されている。全熱交換エレメント（41,42）を通過する空気の流速は全熱交換エレメントを１つだけ設ける場合と同等に保たれるため、各全熱交換エレメント（41,42）における熱交換の効率は低下しない。このため、本実施形態によれば、全熱交換エレメントの増設に伴って伝熱面積が拡大した分だけ室外空気と室内空気の間で交換される熱量や水分量を増大させることができる。また、本実施形態において、ケーシング（20）内を流す必要があるのは室内空気と室外空気だけであるため、換気装置（10）の構造が複雑化することもない。従って、本実施形態によれば、換気装置（10）の構成を複雑化させずにその性能向上を図ることができる。

また、本実施形態では、シール部材（75）に切り込み（76）を形成している。このため、全熱交換エレメント（41,42）の角部（47）のうちシール部材（75）と密着する部分の幅を、切り込み（76）が無いシール部材（90）を用いる場合に比べて長くすることができる。つまり、全熱交換エレメント（41,42）とシール部材（75）の接触面積を増大させることができる。従って、本実施形態によれば、給気側通路（37）と排気側通路（38）との間を確実にシールすることができ、給気側通路（37）と排気側通路（38）の一方から他方へ漏れ込む空気の量を削減することによって換気装置（10）の性能を向上させることができる。

また、本実施形態では、ケーシング（20）内における全熱交換エレメント（41,42）の片側（図２における左側板（21）寄り）に給気ファン（50）と排気ファン（55）の両方が設けられている。このため、ケーシング（20）の内部空間を有効に利用して給気ファン（50）及び排気ファン（55）を配置することができ、換気装置（10）の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、ケーシング（20）の左側板（21）寄りに給気ファン（50）が配置され、ケーシング（20）の右側板（22）に沿った給気側チャンバ（33）に２つの給気ダクト接続部（28）が連通している。ここで、給気ファン（50）から吹き出された直後の空気は、空間内を偏った状態で流れる。つまり、空間内における空気の流速分布が不均一となる。このため、仮に給気ファン（50）が配置された空間に複数の給気ダクト接続部（28）を連通させると、各給気ダクト接続部（28）に対する空気の分配割合を適切に設定するのが困難となる。これに対し、本実施形態では、給気ファン（50）から吹き出されて全熱交換エレメント（41,42）を通過した室外空気の流れる給気側チャンバ（33）に各給気ダクト接続部（28）を連通させている。従って、本実施形態によれば、ケーシング（20）に複数の給気ダクト接続部（28）を設けた場合でも、各給気ダクト接続部（28）に対する空気の分配割合を容易に適正化することが可能となる。

また、本実施形態の換気装置（10）では、内気吸込ダクト接続部（27）からバイパス通路（35）を通って排気側ファン室（32）へ至るまでの空気の圧力損失が、内気吸込ダクト接続部（27）から主チャンバ（36）を通って排気側ファン室（32）へ至るまでの空気の圧力損失よりも小さくなっている。このため、通常換気運転中には、全熱交換運転中に比べて排気ファン（55）のファンモータ（57）で消費される電力を削減することができる。従って、本実施形態によれば、普通換気運転による省エネルギ効果がより一層増大する。

また、本実施形態では、給気ファン（50）及び排気ファン（55）のファンモータ（52,57）として、ブラシレスＤＣモータを用いている。従って、ファンモータ（52,57）としてＡＣモータを用いた場合に比べ、ファンモータ（52,57）での消費電力を削減することができる。

−実施形態１の変形例−
本実施形態の換気装置（10）では、室外空気と室内空気の間で熱と水分（つまり顕熱と潜熱）の両方を交換させる全熱交換エレメント（41,42）を用いているが、これに代えて、室外空気と室内空気の間で顕熱だけを交換させる顕熱交換エレメントを用いてもよい。

また、本実施形態の換気装置（10）には２つの全熱交換エレメント（41,42）が設けられているが、全熱交換エレメントの数は２つに限定されるものではなく、３つ以上の全熱交換エレメントを換気装置（10）に設けてもよい。また、全熱交換エレメントを１つだけ換気装置（10）に設けてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、室内へ供給される室外空気と室外へ排出される室内空気を熱交換させる熱交換エレメントを備えた換気装置について有用である。

換気装置の構造を示す斜視図である。 換気装置の構造を示す平面図である。 全熱交換エレメントの概略斜視図である。 （Ａ）は実施形態におけるガイドレールとシール部材を正面から見た拡大図であり、（Ｂ）は実施形態の換気装置における全熱交換エレメントのシール構造を示す換気装置の要部拡大図である。 （Ａ）は従来技術におけるガイドレールとシール部材を正面から見た拡大図であり、（Ｂ）は従来の換気装置における全熱交換エレメントのシール構造を示す換気装置の要部拡大図である。

符号の説明

10 換気装置
20 ケーシング
28 給気ダクト接続部
37 給気側通路（室外空気の通路）
38 排気側通路（室内空気の通路）
41 第１全熱交換エレメント（第１の熱交換エレメント）
42 第２全熱交換エレメント（第２の熱交換エレメント）
45 外気流路（室外空気の流路）
46 内気流路（室内空気の流路）
47 角部
50 給気ファン
55 排気ファン
75 シール部材
76 切り込み

Claims (5)

1. 室外空気を室内へ供給するための給気ファン（50）と、室内空気を室外へ排出するための排気ファン（55）と、室内へ供給される室外空気と室外へ排出される室内空気とを熱交換させる第１及び第２の熱交換エレメント（41,42）とがケーシング（20）に収納されている換気装置であって、
   上記ケーシング（20）内における室外空気の流通経路では第１の熱交換エレメント（41）の下流に第２の熱交換エレメント（42）が配置され、上記ケーシング（20）内における室内空気の流通経路では第２の熱交換エレメント（42）の下流に第１の熱交換エレメント（41）が配置されている
   ことを特徴とする換気装置。
2. 請求項１において、
   上記第１及び第２の熱交換エレメント（41,42）のそれぞれが四角柱状に形成され、各熱交換エレメント（41,42）では、隣接する側面の一方に室外空気の流路（45）が、他方に室内空気の流路（46）がそれぞれ開口する一方、
   上記ケーシング（20）内には、上記熱交換エレメント（41,42）の軸方向に沿った角部（47）に押圧されて変形することによって室外空気の通路（37）と室内空気の通路（38）との間をシールするシール部材（75）が設けられており、
   上記シール部材（75）では、上記熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に臨む面に、該シール部材（75）を貫通しない深さで該熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に沿って延びる切り込み（76）が形成されている
   ことを特徴とする換気装置。
3. 室外空気を室内へ供給するための給気ファン（50）と、室内空気を室外へ排出するための排気ファン（55）と、室内へ供給される室外空気と室外へ排出される室内空気とを熱交換させる熱交換エレメント（41,42）とがケーシング（20）に収納されており、
   上記熱交換エレメント（41,42）が四角柱状に形成され、該熱交換エレメント（41,42）では、隣接する側面の一方に室外空気の流路（45）が、他方に室内空気の流路（46）がそれぞれ開口している換気装置であって、
   上記ケーシング（20）内には、上記熱交換エレメント（41,42）の軸方向に沿った角部（47）に当接して変形することによって室外空気の通路（37）と室内空気の通路（38）の間をシールするシール部材（75）が設けられており、
   上記シール部材（75）では、上記熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に臨む面に、該シール部材（75）を貫通しない深さで該熱交換エレメント（41,42）の角部（47）に沿って延びる切り込み（76）が形成されている
   ことを特徴とする換気装置。
4. 請求項１又は３において、
   上記ケーシング（20）内では、上記給気ファン（50）が室外空気の流通経路における上記熱交換エレメント（41,42）の上流側に配置され、上記排気ファン（55）が室内空気の流通経路における上記熱交換エレメント（41,42）の下流側に配置されている
   ことを特徴とする換気装置。
5. 請求項４において、
   上記ケーシング（20）には、該ケーシング（20）から室内へ室外空気を導く給気ダクトを接続するための給気ダクト接続部（28）が複数設けられている
   ことを特徴とする換気装置。
   

Images