JP2009270799A - 換気経路切換装置および建物の熱交換換気システム、並びに建物の熱交換換気方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により換気経路を切り換えることが可能な換気経路切換装置を提案すること。
【解決手段】換気経路切換装置１は、両端を閉鎖した角筒状のケーシング２の内部を中央隔壁３によって２つの区画２ａ、２ｂに仕切り、各区画２ａ、２ｂを垂直隔壁４および水平隔壁５によってそれぞれ２つに仕切ってある。３つの隔壁によって仕切られた第一区画〜第四区画にはダクトＤ１〜Ｄ４が接続されている。中央隔壁３は、十字形に交差している垂直隔壁４および水平隔壁５との接続ラインＬ１、Ｌ２によって４つに区画され、各領域Ｅ１〜Ｅ４に１つずつ開口が形成されている。スライド板Ｂ１、Ｂ２を第一閉鎖位置または第二閉鎖位置に位置決めして対角位置にある開口Ｈ１およびＨ４または開口Ｈ２およびＨ３を閉鎖することにより、ダクトＤ１〜Ｄ４の接続を切り換える。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の換気経路を切り換えるための換気経路切換装置、および、当該換気経路切換装置を備えた建物の熱交換換気システム、並びに、当該熱交換換気システムにより行う建物の熱交換換気方法に関する。

従来から、戸建て住宅などの建物の高断熱化および高気密化が図られているが、このような建物において、換気による熱損失を減らして更に省エネルギー化を図り、同時に、屋外から導入した新鮮空気と室内空気との温度差を軽減して換気時の快適性を向上させるために、屋内から排出する汚れた空気を１箇所に吸い集めて、熱交換器付きの換気装置を用いて屋外から導入した新鮮空気との間で必要に応じて熱交換を行う換気システムが提案されている。

このような換気システムの例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の換気システムは、外断熱の住宅の床下、壁体内、天井裏に気流が流れる通路を設け、小屋裏に熱交換換気扇と空調機を設置して、建物内を循環して小屋裏に至った空気を熱交換換気扇に取り込んで、屋外から取り込んだ外気との間で熱交換を行う。これにより、屋外から導入した給気流と屋内から排出する排気流との間で熱交換しながら換気を行っている。特許文献１の換気システムでは、熱交換換気扇および空調機を通過した屋外からの給気流の送出先を、風路切換えダンパにより、床下に通じたダクトと各部屋に通じたダクトのどちらかに切り換え可能になっている。従って、必要に応じて換気経路を切り換えて各部屋あるいは床下に給気流を供給することができる。
特開２００５−１４７５６５号公報

熱交換器を備えた換気システムは、冬季には屋外から取り込んだ外気を暖めて屋内に供給することにより暖房負荷を軽減できるが、夏季には小屋裏空間などに昇った屋内空気が日射によってかなり高温に暖められるので、小屋裏空間で屋内を循環した空気を吸引して外気と熱交換してしまうと、かえって冷房負荷を増加させてしまうことになる。そこで、冬季のみ熱交換を行って、夏季には屋外から導入した新鮮空気をそのまま各室に供給することが提案されている。このように季節に応じて換気経路や送風方向を切り換える方法としては、特許文献１の風路切換えダンパのようにダクトの分岐部分にダンパを付設して送風先以外のダクトを塞いで換気経路を切り換える方法や、送風ファンの回転方向を逆回転に切り換えることにより送風方向を逆向きにして換気経路を切り換えるなどの方法がある。

しかしながら、分岐ダクトやバイパスダクトを設けてダンパによって換気経路を切り換える方法では、ダクトの構成が複雑になり、設置スペースが大きくなるという問題点があった。また、送風ファンの回転方向を逆回転に切り換える方法では、回転方向を電気的に制御するための制御回路を設ける必要があり、また、逆回転時には送風効率が落ちるなどの問題点があった。

また、高断熱・高気密住宅の例として、構造躯体をシートや断熱材で覆ったいわゆる外断熱や外張り断熱などの断熱工法を採用したものがあるが、外断熱工法や外張り断熱工法を適用した場合、壁体内、床下、小屋裏などの空間が断熱ラインの内側に配置されて気密空間となり、構造躯体を構成している木材などの部材も気密空間内に設置される。そのため、気密空間内の換気を適切に行うことができず、構造躯体が窒息状態になって耐久性が低下するという問題点があった。

本発明の課題は、この点に鑑みて、簡易な構成により換気経路を切り換えることが可能な換気経路切換装置を提案することにある。

また、本発明の他の課題は、上記のような換気経路切換装置を備えることにより、簡易な構成で、且つ、メンテナンスが容易な建物の熱交換換気システム、および、当該熱交換換気システムにより行う建物の熱交換換気方法を提案することにある。

また、本発明の他の課題は、壁体内、床下、小屋裏等々の断熱ラインの内側の気密空間に空気が回るようにして、構造躯体を構成する木材などの部材が呼吸できるようにすることにより、構造躯体の耐久性を向上させて建物の長寿命化を図ることができる建物の熱交換換気システム、および、当該熱交換換気システムにより行う建物の熱交換換気方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の換気経路切換装置は、
筒状のケーシングと、
当該ケーシングの内部を、第一流路および第二流路に連通する区画と、第三流路および第四流路に連通する区画の２つに仕切る中央隔壁と、
前記第一流路および前記第二流路に連通する区画を、前記第一流路に連通する第一区画と、前記第二流路に連通する第二区画に仕切っており、前記中央隔壁に接続されている第一隔壁と、
前記第三流路および第四流路に連通する区画を、前記第三流路に連通する第三区画と、前記第四流路に連通する第四区画に仕切っており、前記中央隔壁に接続されている第二隔壁と、を有し、
前記中央隔壁における前記第一隔壁との接続ラインは、前記第二隔壁との接続ラインと交差しており、
前記中央隔壁は、
前記交差する２つの接続ラインによって４つに区画された各領域に形成された４つの開口と、
当該４つの開口のうち、対角位置にある２つの開口を塞ぐ第一閉鎖位置と、他の２つの開口を塞ぐ第二閉鎖位置と、の間で移動可能なスライド板と、を備えていることを特徴としている。

このような構成により、スライド板を第一閉鎖位置または第二閉鎖位置の一方に移動させる操作により、第一流路と第三流路を第一区画および第三区画を経由して連通させ、同時に、第二流路と第四流路を第二区画および第四区画を経由して連通させることができる。また、他方にスライド板を移動させる操作により、第一流路と第四流路を第一区画および第四区画を経由して連通させ、同時に、第二流路と第三流路を第二区画および第三区画を経由して連通させることができる。すなわち、スライド板を第一閉鎖位置と第二閉鎖位置との間で移動させることにより、気流が流れる２系統の流路の接続を切り換えることが可能な、簡易な構成の換気経路切換装置を提供できる。

本発明において、前記第一流路と前記第二流路の一方が、熱交換器を介して建物の屋外給気口に接続されており、他方が、前記熱交換器を介して前記建物の屋外排気口に接続されており、前記第三流路と前記第四流路の一方が、前記建物内の所定位置に設けられた第一屋内給排気口に接続されており、他方が、前記建物内の前記所定位置とは異なる位置に設けられた第二屋内給排気口に接続されているとよい。また、前記建物の床下と小屋裏の一方に前記第一屋内給排気口が設けられ、他方に前記第二屋内給排気口が設けられているとよい。このようにすると、熱交換器を経由して屋外に接続された給気路と排気路の２系統の流路と、建物内の２箇所（例えば、床下と小屋裏）に給排気するための２つの給排気口（第一、第二屋内給排気口）との接続を切り換えることができる。

次に、本発明は、建物の熱交換換気システムであって、
建物に設けられた屋外給気口および屋外排気口と、
前記屋外給気口から前記建物内に新鮮空気を導入する第一送風手段と、
前記屋外給気口および前記屋外排気口に接続されており、前記屋外給気口から導入された新鮮空気と前記屋外排気口から排出される汚染空気の間で熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器を通った前記新鮮空気を前記換気経路切換装置の前記第一区画に送る第一流路、および、前記換気経路切換装置の前記第二区画を通った前記汚染空気を前記熱交換器に送る第二流路と、
前記建物の床下に設けられた床下給排気口および前記建物の小屋裏に設けられた小屋裏給排気口と、
前記床下給排気口と前記小屋裏給排気口の一方を前記換気経路切換装置の前記第三区画に連通させる第三流路、および、他方を前記換気経路切換装置の前記第四区画に連通させる第四流路と、
前記床下給排気口または前記小屋裏給排気口から吸引した前記汚染空気を前記屋外排気口から前記建物外に送出する第二送風手段を有することを特徴としている。

このような構成により、床下給排気口または小屋裏給排気口の一方から、熱交換器を通った新鮮空気を屋内に供給でき、また、他方から屋内を循環した汚染空気を吸引して熱交換器を通し、熱交換後に屋外排気口から排出することができる。

本発明において、前記建物の床下に布設された床下スリットパイプを備え、前記床下スリットパイプには、前記換気経路切換装置の前記第三流路または前記第四流路が接続されており、前記床下給排気口は、前記床下スリットパイプの管壁に形成されたスリット状の開口であるとよい。このようにすると、床下スリットパイプを床下空間における換気すべき位置に布設することにより、換気すべき位置に確実に新鮮空気を供給できる。また、床下空間の各位置に均等に新鮮空気を供給できる。

本発明において、前記熱交換器は、前記新鮮空気と前記汚染空気を、熱交換を行いながら内部を通過させる熱交換運転モードと、熱交換を行わずに内部を通過させる非熱交換運転モードの２つの運転モードに切り換え可能であるとよい。このようにすると、熱交換による冷房負荷などの増加を防止できる。

本発明において、前記建物の構造躯体が配置され、当該構造躯体よりも屋外側に配置された断熱層および気密層によって囲まれた気密空間を備えており、当該気密空間を経由して、前記小屋裏給排気口または前記床下給排気口から供給された前記新鮮空気を前記建物内で循環させるとよい。このようにすると、構造躯体の周囲を空気が循環するので、構造躯体を構成する木材などの部材が呼吸できるようになり、構造躯体の耐久性を向上させて建物の長寿命化を図ることができる。また、木造の建物の場合には、木造躯体によって建物内を循環している空気に含まれる二酸化炭素を吸着したり、木材の吸放湿力によって循環している空気の湿度を調整することができるので、建物の内部環境を向上させる事ができる。

次に、本発明は、上記各構成の熱交換換気システムにより行う建物の熱交換換気方法であって、
前記第三流路は前記床下給排気口に連通しており、
前記第四流路は前記小屋裏給排気口に連通しており、
前記スライド板は、
前記第一閉鎖位置では、前記中央隔壁における前記４つに区画された各領域のうち、前記第一区画と前記第三区画を仕切る領域に形成された開口、および、前記第二区画と前記第四区画を仕切る領域に形成された開口を塞いでおり、
前記第二閉鎖位置では、前記第一区画と前記第四区画を仕切る領域に形成された開口、および、前記第二区画と前記第三区画を仕切る領域に形成された開口を塞いでおり、
冬季には、
前記熱交換器を熱交換運転モードで動作させると共に、前記スライド板を前記第一閉鎖位置に移動させることにより、熱交換後の新鮮空気を前記第一区画および前記第四区画を経由して前記小屋裏給排気口から建物内に放出し、
夏季には、
前記熱交換器を非熱交換運転モードで動作させると共に、前記スライド板を前記第二閉鎖位置に移動させることにより、熱交換されていない新鮮空気を前記第一区画および前記第三区画を経由して前記床下給排気口から建物内に放出することを特徴としている。

このような構成により、冬季には、熱交換後の新鮮空気を小屋裏給排気口を経由して天井側（頭部側）から各室に供給し、夏季には、新鮮空気を熱交換せずに床下側（足元側）から各室に供給することができる。よって、冬季には新鮮空気によって足元が冷えることがないので、頭部では心地よく、足元では暖かく感じられるようになる。また、夏季には足元側から屋外の涼しい新鮮空気を供給することができる。

本発明によれば、スライド板を第一閉鎖位置と第二閉鎖位置との間で移動させることにより、気流が流れる２系統の流路の接続を切り換えることが可能な、簡易な構成の換気経路切換装置を提供できる。

また、本発明によれば、床下給排気口または小屋裏給排気口の一方から、熱交換器を通った新鮮空気を屋内に供給でき、また、他方から屋内を循環した汚染空気を吸引して熱交換器を通し、熱交換後に屋外排気口から排出することができる。これにより、冬季には、熱交換後の新鮮空気を小屋裏給排気口を経由して天井側（頭部側）から各室に供給し、夏季には、新鮮空気を熱交換せずに床下側（足元側）から各室に供給することができる。よって、冬季には新鮮空気によって足元が冷えることがないので、頭部では心地よく、足元では暖かく感じられるようになる。また、夏季には足元側から屋外の涼しい新鮮空気を供給することができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した換気経路切換装置および建物の熱交換換気システムの実施の形態を説明する。

（換気経路切換装置の構成）
図１は本発明を適用した換気経路切換装置の斜視図である。換気経路切換装置１は、両端を塞いだ角筒状のケーシング２と、このケーシング２の長手方向の中央に設けられ、ケーシング２の内部空間を２つの区画２ａ、２ｂに仕切っている垂直な中央隔壁３と、中央隔壁３によって仕切られた各区画をそれぞれ２つに仕切っている垂直隔壁４（第一隔壁）および水平隔壁５（第二隔壁）を備えている。これらの各隔壁により、ケーシング２の内部には、垂直隔壁４によって左右に仕切られた第一区画Ｃ１と第二区画Ｃ２、および、水平隔壁５によって上下に仕切られた第三区画Ｃ３と第四区画Ｃ４の４つの空間が形成されている。換気経路切換装置１の各部は、亜鉛めっき鉄板や鋼板などの公知のダクト用資材を用いて形成されているが、使用環境などに合わせて適宜資材を選択するとよい。

垂直隔壁４および水平隔壁５は、ケーシング２の長手方向の両端を塞ぐ側面６および側面７に一端が接続されており、他端が、中央隔壁３の表面および裏面にそれぞれ接続されている。中央隔壁３は、十字形に交差している垂直隔壁４および水平隔壁５との接続ラインＬ１およびＬ２によって４つの領域Ｅ１〜Ｅ４に区画されている。中央隔壁３における領域Ｅ１は第一区画Ｃ１と第三区画Ｃ３を仕切っており、領域Ｅ２は第二区画Ｃ２と第三区画Ｃ３を仕切っている。また、領域Ｅ３は第一区画Ｃ１と第四区画Ｃ４を仕切っており、領域Ｅ４は第二区画Ｃ２と第四区画Ｃ４を仕切っている。なお、垂直隔壁４は傾いていてもよく、水平隔壁５も傾いていてもよい。要は、水平隔壁５と垂直隔壁４が交差していて４つの区画が形成されていればよい。

４つの領域Ｅ１〜Ｅ４には、それぞれ１つずつ開口が形成されている。領域Ｅ１に形成された開口Ｈ１によって第一区画Ｃ１と第三区画Ｃ３が接続され、領域Ｅ２に形成された開口Ｈ２によって第二区画Ｃ２と第三区画Ｃ３が接続されている。また、領域Ｅ３に形成された開口Ｈ３によって第一区画Ｃ１と第四区画Ｃ４が接続され、領域Ｅ４に形成された開口Ｈ４によって第二区画Ｃ２と第四区画Ｃ４が接続されている。

ケーシング２の一端側の側面６は、垂直隔壁４との接続ラインによって左右に並ぶ領域６ａと領域６ｂに２分割されており、領域６ａと６ｂには、それぞれ、ダクトＤ１（第一流路）とＤ２（第ニ流路）が接続されている。また、他端側の側面７は、水平隔壁５との接続ラインによって上下に並ぶ領域７ａと領域７ｂに２分割されており、領域７ａと７ｂには、それぞれ、ダクトＤ３（第三流路）とＤ４（第四流路）が接続されている。これにより、ケーシング２の内部に設けられた第一区画Ｃ１〜第四区画Ｃ４の各空間には、ダクトＤ１〜Ｄ４がそれぞれ１本ずつ接続されている。

ケーシング２の内部には、中央隔壁３の面方向に沿ってスライド可能な２枚のスライド板Ｂ１、Ｂ２が左右に並んで取り付けられている。スライド板Ｂ１は中央隔壁３における領域Ｅ１と領域Ｅ３の左右両端部に沿って形成されたガイドレール８ａ、８ｂによって案内され、領域Ｅ１の開口Ｈ１を閉鎖する位置と、領域Ｅ３の開口Ｈ３を閉鎖する位置との間で移動する。同様に、スライド板Ｂ２は、中央隔壁３における領域Ｅ２と領域Ｅ４の左右両端部に沿って形成されたガイドレール９ａ、９ｂによって案内され、領域Ｅ２の開口Ｈ２を閉鎖する位置と、領域Ｅ４の開口Ｈ４を閉鎖する位置との間で移動する。

スライド板Ｂ１、Ｂ２の上端にはそれぞれ作動レバー１０、１１が取り付けられており、この作動レバー１０、１１の上端部分はケーシング２の上面に設けられた貫通孔を貫通してケーシング２の外部に突出している。作動レバー１０、１１は、貫通孔内を気密状態を保ちながら摺動するように構成されている。また、作動レバー１０、１１は、ケーシング２の上部に設けられた図示しない固定部材により、スライド板Ｂ１については開口Ｈ１を閉鎖する位置と開口Ｈ３を閉鎖する位置の２位置に位置決め可能であり、スライド板Ｂ２については開口Ｈ２を閉鎖する位置と開口Ｈ４を閉鎖する位置の２位置に位置決め可能である。なお、作動レバー１０、１１は、モータなどの駆動手段によって移動させてもよいし、手動で移動させてもよい。

以上のような構成により、換気経路切換装置１は、スライド板Ｂ１、Ｂ２の位置を適宜移動させて２位置のどちらかに位置決めすることにより、ダクトＤ１〜Ｄ４の接続を適宜切り換えることができる。具体的には、スライド板Ｂ１、Ｂ２を対角位置にある２つの開口を閉鎖する位置に位置決めする。例えば、スライド板Ｂ１によって開口Ｈ１を閉鎖し、且つ、スライド板Ｂ２によって開口Ｈ４を閉鎖する位置（第一閉鎖位置）と、スライド板Ｂ１によって開口Ｈ３を閉鎖し、且つ、スライド板Ｂ２によって開口Ｈ２を閉鎖する位置（第二閉鎖位置）のどちらかに各スライド板Ｂ１、Ｂ２を位置決めする。

図２（ａ）（ｂ）は、第一閉鎖位置と第二閉鎖位置における各ダクトの接続状態を模式的に示す説明図である。図２（ａ）に示すように、第一閉鎖位置では、対角位置にある２つの開口Ｈ２と開口Ｈ３が塞がれていない状態になるので、開口Ｈ２によって第二区画Ｃ２と第三区画Ｃ３が連通し、開口Ｈ３によって第一区画Ｃ１と第四区画Ｃ４が連通する。これにより、第一閉鎖位置では、第二区画Ｃ２と第三区画Ｃ３を経由してダクトＤ２とダクトＤ３を接続し、第一区画Ｃ１と第四区画Ｃ４を経由してダクトＤ１とダクトＤ４を接続することができる。一方、図２（ｂ）に示すように、第二閉鎖位置では、対角位置にある他の２つの開口Ｈ１と開口Ｈ４が塞がれていない状態になるので、開口Ｈ１によって第一区画Ｃ１と第三区画Ｃ３が連通し、開口Ｈ４によって第二区画Ｃ２と第四区画Ｃ４が連通する。これにより、第二閉鎖位置では、第一区画Ｃ１と第三区画Ｃ３を経由してダクトＤ１とダクトＤ３を接続し、第二区画Ｃ２と第四区画Ｃ４を経由してダクトＤ２とダクトＤ４を接続することができる。

換気経路切換装置１は、このような簡易な構成により、スライド板Ｂ１、Ｂ２を第一閉鎖位置と第二閉鎖位置との間で移動させるという簡易な操作によって、気流が流れる２系統のダクトの接続を切り換えることが可能になっている。

なお、２枚のスライド板Ｂ１、Ｂ２の代わりに１枚のスライド板を用いて、このスライド板を上下させることにより、開口Ｈ１と開口Ｈ４、あるいは開口Ｈ２と開口Ｈ３を同時に閉鎖できるようにしてもよい。開口Ｈ１〜Ｈ４の配置を適宜調整することによってこのような構成が可能になる。また、ダクトＤ１〜Ｄ４とケーシング２との接続位置は側面６、７に限定されず、ケーシング２の他の側面、あるいは、ケーシング２の上面や下面などから各ダクトを各区画に接続する構成であってもよい。

（熱交換換気システム）
次に、上記構成の換気経路切換装置１を備えた建物の熱交換換気システムについて説明する。図３は熱交換換気システムを備えた建物の断面図である。熱交換換気システムＳは、建物Ａの小屋裏空間Ｒ１に配置された換気経路切換装置１および熱交換器１２と、建物Ａの所定位置（例えば、外壁面など）に設けられた屋外給気口Ａ１および屋外排気口Ａ２と、小屋裏空間Ｒ１内の棟部分に配置された小屋裏給排気口Ａ３（第一屋内給排気口／第二屋内給排気口）と、建物の床下に配置された床下給排気口Ａ４（第二屋内給排気口／第一屋内給排気口）と、これらを接続するダクトなどの流路および送風ファンなどの送風手段を備えている。

熱交換換気システムＳは、屋外給気口Ａ１から導入した新鮮な外気を熱交換器１２および換気経路切換装置１を経由して小屋裏給排気口Ａ３と床下給排気口Ａ４のどちらか一方に送り、他方から屋内を循環した汚染空気を吸引して換気経路切換装置１を経由して熱交換器１２に送り、屋外排気口Ａ２から排出するように構成されている。

建物Ａの２階室Ｒ２の天井には小屋裏空間Ｒ１に連通する通風口Ａ５が形成されており、２階室Ｒ２の床付近には、壁体内を経由して１階と２階の間の天井裏空間Ｒ３に連通する通風口Ａ６が形成されている。また、１階室Ｒ４の天井には天井裏空間Ｒ３に連通する通風口Ａ７が形成されており、１階室Ｒ４の床付近には、壁体内を経由して床下空間Ｒ５に連通する通風口Ａ８が形成されている。１階室Ｒ４は、通風口Ａ８および床下空間Ｒ５を経由して、床下給排気口Ａ４と連通している。このような構成により、小屋裏給排気口Ａ３と床下給排気口Ａ４のどちらか一方に新鮮空気を送るか、あるいは、小屋裏給排気口Ａ３と床下給排気口Ａ４のどちらか一方から汚染空気を吸引することにより、通風口Ａ５〜Ａ８を経由して、上階から下階へ、または、下階から上階へと空気を循環させることができる。

より詳細な構成について説明すると、熱交換換気システムＳは、換気経路切換装置１の第一区画Ｃ１〜第四区画Ｃ４に連通しているダクトＤ１〜Ｄ４を備えており、これらの各ダクトを以下のように接続してある。まず、ダクトＤ１の一端を熱交換器１２内を経由して屋外給気口Ａ１に接続し、他端を換気経路切換装置１の第一区画Ｃ１に連通させてある。次に、ダクトＤ２の一端を熱交換器１２内を経由して屋外排気口Ａ２に接続し、他端を換気経路切換装置１の第二区画Ｃ２に連通させてある。また、ダクトＤ３の一端を建物Ａの壁体内空間Ｒ６を通る壁体内流路Ｄ５に接続し、他端を換気経路切換装置１の第三区画Ｃ３に連通させてある。そして、ダクトＤ４の一端をスリット状の小屋裏給排気口Ａ３が形成された棟ダクトＤ８に接続し、他端を換気経路切換装置１の第四区画Ｃ４に連通させてある。

建物Ａの壁体内空間Ｒ６には、図示しない柱や耐力壁などの構造躯体が配置されている。本実施形態の建物Ａは、構造躯体の屋外側に断熱材層を設置し、断熱材層の外側を気密層で覆ったいわゆる外張り断熱工法の木造建物であり、壁体内空間Ｒ６に配置された木造躯体の周囲を空気が循環するように構成されている。また、建物Ａの屋根部分についても同様に、屋根面を支持する母屋や垂木などを断熱材層および気密層で覆う構成になっている。また、床下空間Ｒ５には屋外に連通する床下換気口は設けられておらず、床下給排気口Ａ４および通風口Ａ５、あるいは壁体内空間Ｒ６を経由して床下空間Ｒ５に空気が流入あるいは流出するようになっている。

図４は、壁体内流路Ｄ５の下端に接続された床下通気管Ｄ６および床下スリットパイプＤ７の説明図である。床下スリットパイプＤ７は、床下空間Ｒ５に一定間隔で平行に布設されており、各床下スリットパイプＤ７の一端は床下通気管Ｄ６に接続され、他端にはキャップが取り付けられている。各床下スリットパイプＤ７の管壁には、スリット状の床下給排気口Ａ４が形成されている。この床下給排気口Ａ４により、床下空間Ｒ５の各位置に均等に空気を送風あるいは吸引することができる。

熱交換器１２は、屋外の新鮮空気を屋外給気口Ａ１からダクトＤ１内に吸引し、換気経路切換装置１側に送り出す第１送風ファン１３（第一送風手段）と、ダクトＤ２を経由して換気経路切換装置１側から屋内の汚染空気を吸引し、屋外排気口Ａ２から排出する第２送風ファン１４（第二送風手段）を備えている。また、熱交換器１２は、その内部に屋外給気口Ａ１から導入されてきた新鮮空気を熱交換せずに換気経路切換装置１側に送り出すためのバイパス流路を備えており、熱交換を行いながら給気および排気を行う熱交換運転モードと、熱交換を行わずに給気および排気を行う非熱交換運転モードの２つの運転モードに切り換え可能に構成されている。

換気経路切換装置１のスライド板Ｂ１、Ｂ２を第二閉鎖位置にすると、熱交換器１２を経由して屋外に接続された給気路（ダクトＤ１側の流路）がダクトＤ３に接続され、ダクトＤ３から壁体内流路Ｄ５に新鮮空気が送られる。このとき、新鮮空気は、図４（ａ）に示すように、床下通気管Ｄ６を経由して床下スリットパイプＤ７に流入し、床下給排気口Ａ４から床下空間Ｒ５に流れ出す。そして、通風口Ａ８を経由して１階室Ｒ４に供給される。一方、スリット板Ｂ１、Ｂ２を第一閉鎖位置にして排気路（ダクトＤ２側の流路）をダクトＤ３に接続した場合には、壁体内流路Ｄ５を経由してダクトＤ３側に空気が吸引されるので、図４（ｂ）に示すように、通風口Ａ８から床下空間Ｒ５に汚染空気が流れ出し、この汚染空気が床下給排気口Ａ４から床下スリットパイプＤ７内に吸引される。

熱交換換気システムＳは、以上のような構成により、熱交換器１２を経由して屋外に接続された給気路（ダクトＤ１側の流路）と排気路（ダクトＤ２側の流路）の２系統の流路と、建物内の床下に給排気するための流路（ダクトＤ３側の流路）と小屋裏に給排気するための流路（ダクトＤ４側の流路）の接続を切り換えることができる。

また、熱交換換気システムＳは、小屋裏空間Ｒ１、天井裏空間Ｒ３、床下空間Ｒ５、あるいは壁体内空間Ｒ６などの断熱材層と気密層に囲まれて屋外から遮断された空間に空気を循環させることができ、これらの空間を通って建物全体に適宜空気を循環させることができるので、神社仏閣、古民家などのように、躯体全体が呼吸しているかのような状態にすることができる。これにより、断熱材層の内側に配置されている構造躯体を構成している木材の周囲に空気を循環させることができ、湿気による腐食などを防止して構造躯体の耐久性を向上させることができる。よって、建物の長寿命化を図ることができる。また、建物全体に配置された木材によって建物内を循環している空気に含まれる二酸化炭素を吸着したり、木材の吸放湿力によって循環している空気の湿度を調整することができるので、建物の内部環境を向上させる事ができる。

更に、熱交換換気システムＳは、日常のメンテナンスについては通風口や給排気口に設けられたフィルタを清掃するだけで済むので、メンテナンスが容易である。また、季節によって換気経路を切り換える際には、室内との温度差が少ない小屋裏空間Ｒ１に上がってスライド板Ｂ１、Ｂ２を動かすだけでよいので、小屋裏に簡単に上がることができるようにしておけば、住まい手自身での維持管理が可能である。

（建物の熱交換換気方法）
上記構成の熱交換換気システムＳによる建物Ａの換気は、以下のように行われる。

冬季には、熱交換器１２を熱交換運転モードに切り換えると共に、換気経路切換装置１のスライド板Ｂ１、Ｂ２を、第一閉鎖位置に位置決めして、熱交換換気システムＳを運転する。この状態では、屋外排気口Ａ２に接続されたダクトＤ２にダクトＤ３が接続され、屋外給気口Ａ１に接続されたダクトＤ１にダクトＤ４が接続されているので、屋外から導入された新鮮空気は、ダクトＤ４および棟ダクトＤ８を経由して小屋裏給排気口Ａ３から小屋裏空間Ｒ１に放出され、通風口Ａ５〜Ａ８を経由して建物内を上階から下階へ流れる。一方、建物内を循環した汚染空気はダクトＤ３側からの吸引力によって１階床下に布設された床下スリットパイプＤ７の床下給排気口Ａ４に吸い集められ、床下通気管Ｄ６、壁体内流路Ｄ５およびダクトＤ３を経由し、換気経路切換装置１を通って熱交換器１２に送られる。

このようにすると、建物内の各室に供給される新鮮空気は、熱交換器１２において建物内から吸い集められた汚染空気との間で熱交換され、その後、ダクトＤ４を通って小屋裏空間Ｒ１に放出される前に、小屋裏空間Ｒ１内の棟部分に配置された棟ダクトＤ８を通る際に更に集熱され、室温よりもやや低い温度まで暖められる。暖められた新鮮空気は、小屋裏空間Ｒ１を経由して天井側から各室に供給される。従って、室内滞在者の頭部側から室温よりもやや低い温度の新鮮空気が流れ出すので、頭部では心地よく、足元では暖かく感じられるようになる。

一方、夏季には、熱交換器１２を非熱交換運転モードに切り換えると共に、換気経路切換装置１のスライド板Ｂ１、Ｂ２を、第二閉鎖位置に位置決めして、熱交換換気システムＳを運転する。この状態では、屋外排気口Ａ２に接続されたダクトＤ２にダクトＤ４が接続され、屋外給気口Ａ１に接続されたダクトＤ１とダクトＤ３が接続されているので、屋外から導入された新鮮空気は、ダクトＤ３および壁体内流路Ｄ５を経由して１階床下に布設された床下通気管Ｄ６に送られ、床下通気管Ｄ６から分岐する多数の床下スリットパイプＤ７の床下給排気口Ａ４から床下空間Ｒ５に放出される。一方、建物内を循環した汚染空気は、ダクトＤ４側からの吸引力によって通風口Ａ５〜Ａ８を経由して建物内を下階から上階へ上って行き、小屋裏空間Ｒ１に上昇する。そして、小屋裏給排気口Ａ３に吸い集められ、棟ダクトＤ８、ダクトＤ４および換気経路切換装置１を通って熱交換器１２に送られる。

このようにすると、建物内の各室に供給される新鮮空気は、熱交換器１２を通るが熱交換は行われず、外気温に近い温度のままで床下に送られ、室内滞在者の足元側から室内に流れ出す。よって、足元で心地よい涼しさが感じられるようになる。また、小屋裏などを通る際に暖められて冷房負荷を増大させることがない。

なお、夏季に建物内を冷房しており、建物内から排出される汚染空気の温度が外気温よりも低い場合には、熱交換器を熱交換運転モードに切り換えて運転してもよい。このようにすると、新鮮空気の温度を熱交換器を経由する際に下げることができるので、より涼しい空気を足元側に供給でき、冷房負荷を減少させることができる。

また、上記構成において、ダクトＤ３を棟ダクトＤ８に接続し、ダクトＤ４を壁体内流路Ｄ５に接続してもよい。この場合には、冬季にスライド板Ｂ１、Ｂ２を第二閉鎖位置にし、夏季に第一閉鎖位置にすることにより、上記と同様に空気を循環させることができる。

本発明を適用した換気経路切換装置の斜視図である。 第一閉鎖位置と第二閉鎖位置における各ダクトの接続状態の説明図である。 本発明を適用した熱交換換気システムを備えた建物の断面図である。 床下通気管および床下スリットパイプの説明図である。

符号の説明

１ 換気経路切換装置
２ ケーシング
２ａ、２ｂ 空間
３ 中央隔壁
４ 垂直隔壁（第一隔壁）
５ 水平隔壁（第二隔壁）
６、７ 側面
６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ 領域
８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ ガイドレール
１０、１１ 作動レバー
１２ 熱交換器
１３ 送風ファン（第一送風手段）
１４ 送風ファン（第二送風手段）
Ａ 建物
Ａ１ 屋外給気口
Ａ２ 屋外排気口
Ａ３ 小屋裏給排気口（第一屋内給排気口／第二屋内給排気口）
Ａ４ 床下給排気口（第二屋内給排気口／第一屋内給排気口）
Ａ５〜Ａ８ 通風口
Ｂ１、Ｂ２ スライド板
Ｃ１ 第一区画
Ｃ２ 第二区画
Ｃ３ 第三区画
Ｃ４ 第四区画
Ｄ１ ダクト（第一流路）
Ｄ２ ダクト（第二流路）
Ｄ３ ダクト（第三流路）
Ｄ４ ダクト（第四流路）
Ｄ５ 壁体内流路
Ｄ６ 床下通気管
Ｄ７ 床下スリットパイプ
Ｄ８ 棟ダクト
Ｅ１〜Ｅ４ 領域
Ｈ１〜Ｈ４ 開口
Ｌ１、Ｌ２ 接続ライン
Ｒ１ 小屋裏空間
Ｒ２ ２階室
Ｒ３ 天井裏空間
Ｒ４ １階室
Ｒ５ 床下空間
Ｒ６ 壁体内空間
Ｓ 熱交換換気システム

Claims (8)

1. 筒状のケーシングと、
   当該ケーシングの内部を、第一流路および第二流路に連通する区画と、第三流路および第四流路に連通する区画の２つに仕切る中央隔壁と、
   前記第一流路および前記第二流路に連通する区画を、前記第一流路に連通する第一区画と、前記第二流路に連通する第二区画に仕切っており、前記中央隔壁に接続されている第一隔壁と、
   前記第三流路および第四流路に連通する区画を、前記第三流路に連通する第三区画と、前記第四流路に連通する第四区画に仕切っており、前記中央隔壁に接続されている第二隔壁と、を有し、
   前記中央隔壁における前記第一隔壁との接続ラインは、前記第二隔壁との接続ラインと交差しており、
   前記中央隔壁は、
   前記交差する２つの接続ラインによって４つに区画された各領域に形成された４つの開口と、
   当該４つの開口のうち、対角位置にある２つの開口を塞ぐ第一閉鎖位置と、他の２つの開口を塞ぐ第二閉鎖位置と、の間で移動可能なスライド板と、を備えていることを特徴とする換気経路切換装置。
2. 請求項１に記載の換気経路切換装置において、
   前記第一流路と前記第二流路の一方が、熱交換器を介して建物の屋外給気口に接続されており、他方が、前記熱交換器を介して前記建物の屋外排気口に接続されており、
   前記第三流路と前記第四流路の一方が、前記建物内の所定位置に設けられた第一屋内給排気口に接続されており、他方が、前記建物内の前記所定位置とは異なる位置に設けられた第二屋内給排気口に接続されていることを特徴とする換気経路切換装置。
3. 請求項２に記載の換気経路切換装置において、
   前記建物の床下と小屋裏の一方に前記第一屋内給排気口が設けられ、他方に前記第二屋内給排気口が設けられていることを特徴とする換気経路切換装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかの項に記載の換気経路切換装置と、
   建物に設けられた屋外給気口および屋外排気口と、
   前記屋外給気口から前記建物内に新鮮空気を導入する第一送風手段と、
   前記屋外給気口および前記屋外排気口に接続されており、前記屋外給気口から導入された新鮮空気と前記屋外排気口から排出される汚染空気の間で熱交換を行う熱交換器と、
   前記熱交換器を通った前記新鮮空気を前記換気経路切換装置の前記第一区画に送る第一流路、および、前記換気経路切換装置の前記第二区画を通った前記汚染空気を前記熱交換器に送る第二流路と、
   前記建物の床下に設けられた床下給排気口および前記建物の小屋裏に設けられた小屋裏給排気口と、
   前記床下給排気口と前記小屋裏給排気口の一方を前記換気経路切換装置の前記第三区画に連通させる第三流路、および、他方を前記換気経路切換装置の前記第四区画に連通させる第四流路と、
   前記床下給排気口または前記小屋裏給排気口から吸引した前記汚染空気を前記屋外排気口から前記建物外に送出する第二送風手段を有することを特徴とする建物の熱交換換気システム。
5. 請求項４に記載の建物の熱交換換気システムにおいて、
   前記建物の床下に布設された床下スリットパイプを備え、
   前記床下スリットパイプには、前記換気経路切換装置の前記第三流路または前記第四流路が接続されており、
   前記床下給排気口は、前記床下スリットパイプの管壁に形成されたスリット状の開口であることを特徴とする建物の熱交換換気システム。
6. 請求項４または５に記載の建物の熱交換換気システムにおいて、
   前記熱交換器は、前記新鮮空気と前記汚染空気を、熱交換を行いながら内部を通過させる熱交換運転モードと、熱交換を行わずに内部を通過させる非熱交換運転モードの２つの運転モードに切り換え可能であることを特徴とする建物の熱交換換気システム。
7. 請求項４ないし６のいずれかの項に記載の建物の熱交換換気システムにおいて、
   前記建物の構造躯体が配置され、当該構造躯体よりも屋外側に配置された断熱層および気密層によって囲まれた気密空間を備えており、
   当該気密空間を経由して、前記小屋裏給排気口または前記床下給排気口から供給された前記新鮮空気を前記建物内で循環させることを特徴とする建物の熱交換換気システム。
8. 請求項４ないし７のいずれかの項に記載の熱交換換気システムにより行う建物の熱交換換気方法であって、
   前記第三流路は前記床下給排気口に連通しており、
   前記第四流路は前記小屋裏給排気口に連通しており、
   前記スライド板は、
   前記第一閉鎖位置では、前記中央隔壁における前記４つに区画された各領域のうち、前記第一区画と前記第三区画を仕切る領域に形成された開口、および、前記第二区画と前記第四区画を仕切る領域に形成された開口を塞いでおり、
   前記第二閉鎖位置では、前記第一区画と前記第四区画を仕切る領域に形成された開口、および、前記第二区画と前記第三区画を仕切る領域に形成された開口を塞いでおり、
   冬季には、
   前記熱交換器を熱交換運転モードで動作させると共に、前記スライド板を前記第一閉鎖位置に移動させることにより、熱交換後の新鮮空気を前記第一区画および前記第四区画を経由して前記小屋裏給排気口から建物内に放出し、
   夏季には、
   前記熱交換器を非熱交換運転モードで動作させると共に、前記スライド板を前記第二閉鎖位置に移動させることにより、熱交換されていない新鮮空気を前記第一区画および前記第三区画を経由して前記床下給排気口から建物内に放出することを特徴とする建物の熱交換換気方法。

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