JP2009299964A - 全熱交換器ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシング内の空間を有効に利用でき、しかもバリエーションに富む設計が可能な全熱交換器ユニットを提供する。
【解決手段】給気ファン３７および排気ファン３９は、全熱交換器３５、給気吸込口２５および排気吹出口３１よりも正面側に配置されている。全熱交換器３５と左側面板２３との間には通風路４１が設けられている。排気経路は、排気吸込口２９から吸い込まれた屋内の空気が全熱交換器３５および排気ファン３９をこの順に通った後に通風路４１を通って排気吹出口３１に至るように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、全熱交換器ユニットに関するものである。

従来から、屋内空気と屋外空気とを全熱交換させる全熱交換器ユニットが知られている。この全熱交換器ユニットは、全熱交換器と、給気ファンおよび排気ファンと、これらを収容するケーシングとを備えている。このケーシングには、屋外の空気を吸い込む給気吸込口と、この空気を屋内に供給する給気吹出口と、屋内の空気を吸い込む排気吸込口と、この空気を屋外に排出する排気吹出口とが設けられている。

このような全熱交換器ユニットは、通常、室内の天井に吊り下げられて使用されるので、給気吸込口および排気吹出口はケーシングの背面に設けられ、給気吹出口は前面に設けられ、排気吸込口は底面に設けられている。給気ファンは給気吹出口に隣接してケーシング内の前面側に配置され、排気ファンは排気吹出口に隣接して背面側に配置され、全熱交換器は給気ファンと排気ファンの間に配置されている。

したがって、屋外の空気を屋内に供給する給気経路は、ケーシングの背面側から正面側に向かうほぼ一方向の流れとなり、屋内の空気を屋外に排出する排気経路は、ケーシングの正面側から背面側に向かうほぼ一方向の流れとなる（例えば、特許文献１参照）。
実公昭５４−４２１２５号公報

しかしながら、給気ファンおよび排気ファンは、空気を吸い込む吸引口から空気を排出する排出口に至る通風経路を有するファン本体と、このファン本体に取り付けられ、通風経路を通じて空気を送るモータとを備えているので、ケーシング内の空間を占有する割合が大きい。したがって、給気ファン、全熱交換器および排気ファンを特許文献１に記載のようにケーシング内に配置すると、ケーシング内の空間が有効に利用できないという問題がある。しかも、ファンの排出口の位置および向きは、ケーシングに設けられた給気吹出口および排気吹出口の位置に制約を受ける。したがって、従来の全熱交換器ユニットは、デザイン面および機能面においてバリエーションに富んだ設計が難しいという問題がある。

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ケーシング内の空間を有効に利用でき、しかもバリエーションに富む設計が可能な全熱交換器ユニットを提供することにある。

本発明の全熱交換器ユニット（１１）は、正面（１３）、背面（１５）、天面（１７）、底面（１９）および一対の側面（２１，２３）を有し、給気吸込口（２５）、給気吹出口（２７）、排気吸込口（２９）および排気吹出口（３１）を有するケーシング３３と、このケーシング３３内に配置された全熱交換器（３５）と、前記ケーシング３３内に配置され、前記給気吸込口（２５）から前記給気吹出口（２７）までの給気経路を通じて屋外の空気を屋内に供給する給気ファン（３７）と、前記ケーシング３３内に配置され、前記排気吸込口（２９）から前記排気吹出口（３１）までの排気経路を通じて屋内の空気を屋外に排出する排気ファン（３９）と、を備えている。前記給気ファン（３７）および排気ファン（３９）は、前記全熱交換器（３５）、前記給気吸込口（２５）および前記排気吹出口（３１）よりも前記正面（１３）側に配置されている。前記全熱交換器（３５）と一方の前記側面（２３）との間には、前記排気吹出口（３１）につながる通風路（４１）が設けられている。

この構成では、ケーシング３３内において、給気ファン（３７）および排気ファン（３９）が全熱交換器（３５）よりも正面（１３）側にまとめて配置されているので、従来の配置と比べてケーシング３３内の空間を有効に利用できる。また、全熱交換器（３５）と一方の側面（２３）との間には、排気吹出口（３１）につながる通風路（４１）が設けられているので、特にケーシング３３の背面（１５）側における設計の自由度が高まる。すなわち、この位置に設けられた通風路（４１）は、天面（１７）、底面（１９）および側面（２３）のいずれにも近接しているので、例えば排気吹出口（３１）を従来のように背面（１５）に設けるのではなく、天面（１７）、底面（１９）、側面（２３）などに設けることも容易にできる。これにより、通風路（４１）から排気吹出口（３１）までの経路の設計自由度を高めることができるので、デザイン面および機能面においてバリエーションに富んだ設計が可能になる。

なお、本発明においてケーシング（３３）を構成する各面の名称は、全熱交換器ユニット（１１）を天井に吊り下げて使用する際の状態を基準にして、便宜上、正面（１３）、背面（１５）、天面（１７）、底面（１９）および一対の側面（２１，２３）と名付けたものである。したがって、本発明の全熱交換器ユニット（１１）は、必ずしも天面（１７）を上方に底面（１９）を下方に向けて配置する必要はなく、例えば後述するように背面（１５）を室内の床面に向けて使用してもよい。

前記給気経路は、前記給気吸込口（２５）から吸い込まれた屋外の空気が前記全熱交換器（３５）および給気ファン（３７）をこの順に通った後に前記給気吹出口（２７）に至るように形成されており、前記排気経路は、前記排気吸込口（２９）から吸い込まれた屋内の空気が前記全熱交換器（３５）および前記排気ファン（３９）をこの順に通った後に前記通風路（４１）を通って前記排気吹出口（３１）に至るように形成されているのが好ましい。

この構成では、給気経路および排気経路において、給気ファン（３７）および排気ファン（３９）がともに全熱交換器（３５）よりも下流側に配置されているので、ファンは全熱交換器（３５）内の空気を吸引することになる。したがって、ファンが全熱交換器（３５）よりも上流側に配置されている場合と比較して、下流側に配置されている場合には全熱交換器（３５）内の圧力が高まるのを抑制することができる。これにより、全熱交換器（３５）内において給気経路および排気経路の一部に空気漏れが生じるのを抑制することができる。また、ファンが全熱交換器（３５）の上流側に配置されている場合と比較して、下流側に配置されている場合には全熱交換器（３５）内を通る空気量が部位によって不均一になるのを抑制することができる。

前記給気吸込口（２５）および前記排気吹出口（３１）は前記天面（１７）に設けられているのが好ましい。従来は給気吸込口（２５）および排気吹出口（３１）が背面（１５）に設けられていたので、給気吸込口（２５）につながる給気用ダクトおよび排気吹出口（３１）からの排気用ダクトが室内に露出することになり、外観上好ましいとは言えなかった。一方、この構成では、給気吸込口（２５）および排気吹出口（３１）を天面（１７）に設けることで、給気用ダクトおよび排気用ダクトがケーシング３３に隠れるので、全熱交換器ユニット（１１）の外観がよくなる。また、ケーシング３３の背面（１５）に給気吸込口（２５）および排気吹出口（３１）を設ける必要がなくなるので、背面（１５）を床面に向けて配置する床置き型の全熱交換器ユニット（１１）として使用することも可能になる。

前記全熱交換器（３５）はその長手方向が前記背面（１５）に沿うように配置されているのが好ましい。この構成では、全熱交換器（３５）の長手方向をケーシング３３の背面（１５）に沿って配置しているので、ケーシング３３内の空間をさらに有効に利用できる。また、背面（１５）または天面（１７）に設けられた給気吸込口（２５）から吸い込んだ屋外空気を全熱交換器（３５）に導く経路を短くかつ簡単に形成できる。

また、前記排気吸込口（２９）は、前記底面（１９）のうち前記全熱交換器（３５）に沿った位置に設けられているのが好ましい。この構成では、排気吸込口（２９）が底面（１９）のうち全熱交換器（３５）に沿った位置に設けられているので、排気吸込口（２９）から吸い込んだ屋内空気を全熱交換器（３５）に導く経路を短くかつ簡単に形成できる。

前記給気吹出口（２７）は、正面（１３）および一対の側面（２１，２３）にそれぞれ設けられているのが好ましい。この構成では、正面（１３）だけでなく一対の側面（２１，２３）にも給気吹出口（２７）が設けられているので、全熱交換器ユニット（１１）が設置される室内において、ユニット（１１）の正面（１３）側だけでなく側面（２１，２３）方向にも効率よく空気を供給することができる。これにより、室内の換気効率が向上するので、ユニット（１１）の設置台数の削減、ユニット（１１）の出力の省力化などが可能になる。

前記給気ファン（３７）の排出口から排出される空気をそれぞれの前記給気吹出口（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ）に配分する板状部材（４５）が、前記ケーシング３３内に配置されているのが好ましい。この構成では、正面（１３）および一対の側面（２１，２３）にそれぞれ設けられた給気吹出口（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ）に空気を配分する板状部材（４５）が設けられているので、各給気吹出口（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ）に所望の割合で空気を配分することができる。

前記板状部材（４５）は、前記給気ファン（３７）の吹出口に対して一方の前記側面（２１）側に設けられた第１の板状部材（４７）と、他方の前記側面（２３）側に設けられた第２の板状部材（４９）とに分割されているのが好ましい。この構成では、板状部材（４５）が第１の板状部材（４７）と第２の板状部材（４９）とに分割されているので、より細かい空気の配分が可能になる。

前記第１の板状部材（４７）および第２の板状部材（４９）は複数の通風口をそれぞれ有しているのが好ましい。この構成では、各板状部材（４７，４９）に複数の通風口が設けられているので、板状部材（４７，４９）により流れる方向が誘導される空気と板状部材（４７，４９）の通風口を通過する空気の割合を調節することができるので、さらに細かい空気の配分が可能になる。

以上説明したように、本発明によれば、ケーシング内において、給気ファンおよび排気ファンが全熱交換器よりも正面側にまとめて配置されているので、従来の配置と比べてケーシング内の空間を有効に利用できる。また、全熱交換器と一方の側面との間には、排気吹出口につながる通風路が設けられているので、通風路から排気吹出口までの経路の設計自由度を高めることができるので、デザイン面および機能面においてバリエーションに富んだ設計が可能になる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１〜図３に示すように、第１の実施形態にかかる全熱交換器ユニット１１は、正面板１３、背面板１５、天面板１７、底面板１９、右側面板２１および左側面板２３を有するケーシング３３を備えている。

ケーシング３３は、正面板１３に給気吹出口２７を有し、背面板１５に給気吸込口２５および排気吹出口３１を有し、底面板１９に排気吸込口２９を有している。給気吹出口２７には給気グリル２８が取り付けられている。給気吸込口２５には給気用ダクト継手２６が取り付けられ、排気吹出口３１には排気用ダクト継手３２が取り付けられている。排気吸込口２９は、底面板１９に形成された複数の貫通口からなる。この排気吸込口２９は、底面板１９のうち全熱交換器３５の長手方向に沿った位置に設けられている。

ケーシング３３の内部には、屋内の空気と屋外の空気の間で熱交換を行う全熱交換器３５と、屋外の空気を屋内に供給する給気ファン３７と、屋内の空気を屋外に排気する排気ファン３９と、通風経路を切り替えるダンパ板５３とが収容されている。

全熱交換器３５は、略四角柱の形状であり、図略の波板状フィンと仕切板とが交互に積層されてなる。積層方向に隣り合う仕切り板間には波板状フィンにより通風路が形成されている。各波板状フィンは、積層方向に隣り合う通風路の方向が互いに直交するように配置されている。この全熱交換器３５は、その長手方向が背面板１５に沿うように配置されている。

給気ファン３７および排気ファン３９は、全熱交換器３５、給気吸込口２５および排気吹出口３１よりも正面側に配置されている。給気ファン３７は、給気吸込口２５から給気吹出口２７までの給気経路上に配置されている。排気ファン３９は、排気吸込口２９から排気吹出口３１までの排気経路上に配置されている。全熱交換器３５と左側面板２３との間には、排気経路の一部となる通風路４１が設けられている。

図４に示すように、給気経路では、ダクト継手２６を通じて給気吸込口２５から吸い込まれた屋外の空気（ＯＡ）が全熱交換器３５および給気ファン３７をこの順に通った後に給気吹出口２７から屋内に給気（ＳＡ）として供給される。このように給気経路はケーシング３３の背面側から正面側に向かってほぼ一方向に設けられている。

一方、排気経路は、図５に示すように、背面側から正面側への流れと、正面側から背面側への流れとを組み合わせたものである。すなわち、この排気経路においては、ケーシング３３の背面板１５側に設けられた排気吸込口２９から吸い込まれた屋内空気（ＲＡ）は、排気吸込口２９に沿って形成された全熱交換器３５を通過した後、一旦、ケーシング３３の正面側に移動する。正面側に移動してきた空気は、ケーシング３３の正面側に配置された排気ファン３９の吸引口３９ａから吸い込まれ、排気ファン３９の排出口３９ｂから排出される。排出口３９ｂから排出された空気は、排出口３９ｂと接続されている通風路４１を通ってケーシング３３の背面板１５に設けられた排気吹出口３１から排気（ＥＡ）として排出される。

また、本実施形態では、給気ファン３７は、全熱交換器３５よりも給気経路における下流側に配置されており、排気ファン３９は、全熱交換器３５よりも排気経路における下流側に配置されている。

全熱交換器３５を空気が通過する際にはある程度の抵抗が生じる。仮に、給気経路および排気経路においてファン３７，３９が全熱交換器３５よりも上流側に配置されている場合には、ファンから排出された空気が、全熱交換器内の空気に圧力をかけてこの空気を全熱交換器３５内から押し出すような構造になるので、全熱交換器３５内およびその周辺の圧力が高まってしまう（正圧になる）。このように全熱交換器３５内が正圧になると、本来独立しているべき給気経路および排気経路の一部に空気漏れが生じやすくなる。また、全熱交換器３５内が正圧になると、全熱交換器３５内を通る空気量が部位によってばらつきやすくなる。

一方、本実施形態にかかるユニットでは、給気経路および排気経路ともにファン３７，３９が全熱交換器３５よりも下流側に配置されているので、全熱交換器３５内が正圧になるのを抑制することができる。これにより、全熱交換器３５内において給気経路および排気経路の一部に空気漏れが生じて一方から他方の経路に空気が混ざるのを抑制することができる。これにより、空気漏れ対策として全熱交換器に施すシーリングなどの処置が不要になるか、または処置を簡略化できる。また、全熱交換器３５内を通る空気量が部位によって不均一になるのを抑制することができる。

以上のように本実施形態では、従来のように正面側から背面側への一方向の排気経路ではなく、空気が背面側から正面側に向かう経路と、正面側から背面側に戻る経路とを組み合わせた排気経路を採用したことによって、給気ファン３７と排気ファン３９を、両方ともケーシング３３の正面側に配置できるとともに、給気経路および排気経路において両方とも全熱交換器３５よりも下流側に配置できる。

しかも、正面側から背面側に戻る経路においては、排気吹出口３１につなげる通路として全熱交換器３５と左側面板２３との間に設けられた通風路４１を採用している。この位置に設けられた通風路４１は、天面板１７、底面板１９および左側面板２３のいずれにも近接しているため、例えば排気吹出口３１を従来のように背面板に設けるのではなく、天面板１７、底面板１９、左側面板２３などに設けることが容易になり、設計の自由度が高まる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる全熱交換器ユニットについて説明するが、ここでは第１の実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６〜図８に示すように、この第２の実施形態にかかる全熱交換器ユニット１１では、給気吸込口２５および排気吹出口３１が天面板１７に設けられている。本実施形態にかかるユニット１１の排気経路は、通風路４１の手前までは第１の実施形態と同じである。このユニット１１の通風路４１は、第１の実施形態とは異なり、天面板１７に設けられた排気吹出口３１に通じている。排気ファン３９から排出された空気は通風路４１に送られ、この空気は天面板１７に設けられた排気吹出口３１から屋外に排気（ＥＡ）として排出される。

また、図９に示すように、本実施形態における給気吹出口は、正面板１３に設けられた第１の給気吹出口２７ａと、右側面板２１に設けられた第２の給気吹出口２７ｂと、左側面板２３に設けられた第３の給気吹出口２７ｃとからなる。

ケーシング３３の内部には、給気ファン３７の排出口と正面板１３との間に、給気ファン３７の排出口から吹き出される空気を給気吹出口２７ａ，２７ｂ，２７ｃに配分する板状部材４５が配置されている。

この板状部材４５は、給気ファン３７の排出口に対して右側面板２１側に設けられた第１の板状部材４７と、左側面板２３側に設けられた第２の板状部材４９とに分割されている。第１の板状部材４７および第２の板状部材４９は図略の複数の通風口をそれぞれ有している。

このような構成であるので、給気吸込口２９から吸い込まれた屋外の空気は、全熱交換器３５を通過し、給気ファン３７の吸引口から吸い込まれて排出口から排出され、この排出された空気の一部は、第１の板状部材４７と第２の板上部材４９との間を通るか、または第１の板状部材４７と第２の板状部材４９に設けられた通風口を通って正面板１７に設けられた給気吹出口２７および給気グリル２８を通じて給気（ＳＡ）として屋内に供給される。また、給気ファン３７の排出口から排出された空気の他の一部は、第１の板状部材４７により進行方向が右側面板２１側に誘導され、給気吹出口２７ｂを通じて給気（ＳＡ）として屋内に供給される。給気ファン３７の排出口から排出された残りの空気は、第２の板状部材４９により進行方向が左側面板２３側に誘導され、給気吹出口２７ｃを通じて給気（ＳＡ）として屋内に供給される。

第１の板状部材４７と第２の板状部材４９に設けられた通風口の大きさ、個数、分布などを調整することによって、給気吹出口２７ａ，２７ｂ，２７ｃから供給される空気の割合を制御することができる。

例えば、右側面板２１に設けられた第２の給気吹出口２７ｂと左側面板２３に設けられた第３の給気吹出口２７ｃからの供給量を増やしたいときには、第１の板状部材４７と第２の板状部材４９に設ける通風口の口径を側面板に向かうにつれて大きくしてもよく、通風口の個数を側面板に向かうにつれて増加させてもよい。また、正面板１３に設けられた第１の給気吹出口２７ａからの供給量を増やしたいときには、通風口の口径を側面板に向かうにつれて小さくしてもよく、通風口の個数を側面板に向かうにつれて減少させてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記実施形態では、給気吸込口および排気吹出口が背面または天面に設けられている場合を例に挙げて説明したが、給気吸込口および排気吹出口は、側面に設けられていてもよく、また、背面、天面および側面の２つ以上の面に設けられていてもよい。また、給気吸込口と排気吹出口は背面と天面などのように異なる面に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、給気吹出口が正面のみに設けられている場合、または正面と一対の側面に設けられている場合を例に挙げて説明したが、給気吹出口は、正面になく一方または両方の側面に設けられていてもよく、また、正面と一方の側面に設けられていてもよい。

上記実施形態では、板状部材が２つに分割されている場合を例に挙げて説明したが、板状部材は、１つのみであってもよく、３つ以上に分割されていてもよい。

（ａ）は本発明の第１の実施形態にかかる全熱交換器ユニットを示す平面図であり、（ｂ）はその正面図であり、（ｃ）はその右側面図である。 （ａ）は第１の実施形態にかかる全熱交換器ユニットを示す底面図であり、（ｂ）はその背面図である。 第１の実施形態にかかる全熱交換器ユニットの底面板を取り外した状態を示す底面図である。 第１の実施形態にかかる全熱交換器ユニットにおける給気経路を説明するための断面図である。 第１の実施形態にかかる全熱交換器ユニットにおける排気経路を説明するための斜視図である。 本発明の第２の実施形態にかかる全熱交換器ユニットを天面側から見た状態を示す斜視図である。 第２の実施形態にかかる全熱交換器ユニットの天面板を取り外した状態を示す斜視図である。 第２の実施形態にかかる全熱交換器ユニットにおける排気経路を説明するための斜視図である。 第２の実施形態にかかる全熱交換器ユニットにおける給気経路を説明するための底面図である。

符号の説明

１１ 全熱交換器ユニット
１３ 正面板
１５ 背面板
１７ 天面板
１９ 底面板
２１ 右側面板
２３ 左側面板
２５ 給気吸込口
２７ 給気吹出口
２９ 排気吸込口
３１ 排気吹出口
３３ ケーシング
３５ 全熱交換器
３７ 給気ファン
３９ 排気ファン
４１ 通風路
４５ 板状部材
４７ 第１の板状部材
４９ 第２の板状部材
５３ ダンパ

Claims (9)

1. 正面（１３）、背面（１５）、天面（１７）、底面（１９）および一対の側面（２１，２３）を有し、給気吸込口（２５）、給気吹出口（２７）、排気吸込口（２９）および排気吹出口（３１）を有するケーシング（３３）と、
   このケーシング（３３）内に配置された全熱交換器（３５）と、
   前記ケーシング（３３）内に配置され、前記給気吸込口（２５）から前記給気吹出口（２７）までの給気経路を通じて屋外の空気を屋内に供給する給気ファン（３７）と、
   前記ケーシング３３内に配置され、前記排気吸込口（２９）から前記排気吹出口（３１）までの排気経路を通じて屋内の空気を屋外に排出する排気ファン（３９）と、を備え、
   前記給気ファン（３７）および排気ファン（３９）は、前記全熱交換器（３５）、前記給気吸込口（２５）および前記排気吹出口（３１）よりも前記正面（１３）側に配置されており、前記全熱交換器（３５）と一方の前記側面（２３）との間には、前記排気吹出口（３１）につながる通風路（４１）が設けられていることを特徴とする全熱交換器ユニット（１１）。
2. 前記給気経路は、前記給気吸込口（２５）から吸い込まれた屋外の空気が前記全熱交換器（３５）および給気ファン（３７）をこの順に通った後に前記給気吹出口（２７）に至るように形成されており、
   前記排気経路は、前記排気吸込口（２９）から吸い込まれた屋内の空気が前記全熱交換器（３５）および前記排気ファン（３９）をこの順に通った後に前記通風路（４１）を通って前記排気吹出口（３１）に至るように形成されている、請求項１に記載の全熱交換器ユニット（１１）。
3. 前記給気吸込口（２５）および前記排気吹出口（３１）が前記天面（１７）に設けられている、請求項１に記載の全熱交換器ユニット（１１）。
4. 前記全熱交換器（３５）はその長手方向が前記背面（１５）に沿って配置されている、請求項１に記載の全熱交換器ユニット（１１）。
5. 前記排気吸込口（２９）は、前記底面（１９）のうち前記全熱交換器（３５）に沿った位置に設けられている、請求項４に記載の全熱交換器ユニット（１１）。
6. 前記給気吹出口（２７）は、前記正面（１３）および一対の側面（２３）にそれぞれ設けられている、請求項１に記載の全熱交換器ユニット（１１）。
7. 前記給気ファン（３７）の排出口から排出される空気をそれぞれの前記給気吹出口（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ）に配分する板状部材（４５）が、前記ケーシング３３内に配置されている、請求項６に記載の全熱交換器ユニット（１１）。
8. 前記板状部材（４５）は、前記給気ファン（３７）の排出口に対して一方の前記側面（２１）側に設けられた第１の板状部材（４７）と、他方の前記側面（２３）側に設けられた第２の板状部材（４９）とに分割されている、請求項７に記載の全熱交換器ユニット（１１）。
9. 前記第１の板状部材（４７）および第２の板状部材（４９）は複数の通風口をそれぞれ有している、請求項８に記載の全熱交換器ユニット（１１）。