JP2011237113A - 熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換装置本体の内気口から吸い込んだ空気を外部に排出する排気口へ流す際、本体内部の内部抵抗を低減することで熱交換装置の運転エネルギーを削減することを目的とする。
【解決手段】本体ケース１を送風機室１ｃ、他方を熱交換器室１ｄとして、内気口２、排気口３、給気口５を送風機室１ｃ側に設け、外気口４を熱交換器室１ｄ側に設け、内気口２から熱交換器室１ｄへと通じる風路を形成する場合と、熱交換器室１ｄを経由せずに内気口２から第１送風ファン室（排気ファン室６ｄ）へと通じる風路を形成する場合とを切り替えるダンパー８ｃを設けたことにより、内気口２から送風機室１ｃ内に流入した空気が熱交換器室１ｄを介さずに送風機室１ｃの排気口３から外部へ排出するので、内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができる熱交換装置を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内換気を室内空気と外気をファンモーターによる送風と熱交換素子によって、省エネルギーでおこなうにあたり、屋外からの給気と室内からの排気をダクトを介して行なう熱交換装置において、給気と排気の換気に伴う運転エネルギーの削減に関する。

熱交換装置の従来例として図１６を参照しながら説明する。

図１６に示すように、熱交換装置の本体１０１は、側面に室内吸込口１０２と室内吹出口１０３と、屋外吸込口１０４と屋外吹出口１０５を有し、排気用送風機１０６と給気用送風機１０７が各々電動機１０８に装着され、排気用送風機１０６と給気用送風機１０７に挟まれるように本体１０１の中央部内に熱交換素子１０９を有し、室内吸込口１０２から熱交換素子１０９を通らずに排気用送風機１０６に吸い込まれる風路としてバイパス排気風路１１０と、バイパス排気風路１１０の室内吸込口１０２側にダンパー板１１１と、バイパス排気風路１１０内に吸音機能を有するガイド板１１２を設けた構成となっている。（例えば、特許文献１参照）。

この構成において、夏期や冬期で熱交換必要時は、室内吸込口１０２から吸い込まれた室内空気と屋外吸込口１０４から吸い込まれた外気が熱交換素子１０９によって熱交換され、熱のみ交換された室内空気は排気用送風機１０６によって屋外吹出口１０５から屋外へ排気され、熱のみ交換された外気は給気用送風機１０７によって室内吹出口１０３から室内へ給気される。一方、中間期や外気冷房で熱交換不要時には、屋外吸込口１０４から吸い込まれた外気は熱交換素子１０９を通り給気用送風機１０７によって室内吹出口１０３から室内へ給気されるが、室内吸込口１０２から吸い込まれた室内空気はダンパー板１１１によって熱交換素子１０９を通らずガイド板１１２で構成されたバイパス排気風路１１０を通り、排気用送風機１０６によって屋外吹出口１０５から屋外へ排気されるので、室内空気と外気が熱交換素子１０９によって熱交換されずに換気する。このとき、室内吸込口１０２から排気用送風機１０６に直に流入せず、バイパス排気風路１１０が必要となるため、風路の圧力損失により全圧エネルギーや騒音エネルギー等の運転エネルギー上昇があるため、この運転エネルギーの低減をする必要があった。

特開平５−２６４９２号公報

このような従来の熱交換装置においては、熱交換装置本体の内部抵抗低減による運転エネルギー削減が必要であるという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、熱交換装置本体の内気口から吸い込んだ空気を外部に排出する排気口へ流す際、本体内部の内部抵抗を低減することで熱交換装置の全圧エネルギーや騒音エネルギー等の運転エネルギーを削減した熱交換装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、上記目的を達成するために、室内空気を吸い込む内気口とその吸い込んだ空気を外部に排出する排気口および外気空気を吸い込む外気口とその吸い込んだ外気を室内に供給する給気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた内気用の第１送風ファンおよび外気用の第２送風ファンと、前記本体ケース内において、複数の板体をそれぞれ所定間隔を離した状態で重合させ、前記板体の間に室内空気、外気を交互に通じて熱交換を行う熱交換素子を有する熱交換素子ユニットとを備えた熱交換装置であって、前記本体ケースを２分し、一方を送風機室、他方を熱交換器室として、前記内気口、前記排気口、前記給気口を送風機室側に設け、前記外気口を熱交換器室側に設け、前記送風機室をさらに２分して、一方を第１送風ファン室、他方を第２送風ファン室とし、前記内気口から前記熱交換器室へと通じる風路を形成する場合と、前記熱交換器室を経由せずに前記内気口から第１送風ファン室へと通じる風路を形成する場合とを切り替えるダンパーを設けたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、室内空気を吸い込む内気口とその吸い込んだ空気を外部に排出する排気口および外気空気を吸い込む外気口とその吸い込んだ外気を室内に供給する給気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた内気用の第１送風ファンおよび外気用の第２送風ファンと、前記本体ケース内において、複数の板体をそれぞれ所定間隔を離した状態で重合させ、前記板体の間に室内空気、外気を交互に通じて熱交換を行う熱交換素子を有する熱交換素子ユニットとを備えた熱交換装置であって、前記本体ケースを２分し、一方を送風機室、他方を熱交換器室として、前記内気口、前記排気口、前記給気口を送風機室側に設け、前記外気口を熱交換器室側に設け、前記送風機室をさらに２分して、一方を第１送風ファン室、他方を第２送風ファン室とし、前記内気口から前記熱交換器室へと通じる風路を形成する場合と、前記熱交換器室を経由せずに前記内気口から第１送風ファン室へと通じる風路を形成する場合とを切り替えるダンパーを設けたという構成にしたことにより、中間期や外気冷房で熱交換不要時に、内気口から送風機室内に流入した空気が熱交換器室を介さずに送風機室の排気口から外部へ排出することとなるので、内気口から送風機室内に流入した空気が熱交換器室を介さずに送風機室の排気口から外部へ排出するので内部抵抗を低減することができ、熱交換装置の全圧エネルギーや騒音エネルギー等の運転エネルギーを削減することができるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の熱交換装置のダンパー開時の概略構造を示す平面図 同熱交換装置のダンパー開時の概略構造を示す正面図 同熱交換装置のダンパー閉時の概略構造を示す平面図 同熱交換装置のダンパー閉時の概略構造を示す正面図 同熱交換装置の送風機室の風路を拡大した概略構造を示す平面図 同熱交換装置の熱交換素子を示す斜視図 同熱交換装置の熱交換素子ユニットを示す側面断面図 同熱交換装置の熱交換素子ユニットを示す正面斜視図 同熱交換装置の熱交換素子ユニットを示す背面斜視図 同熱交換装置の概略構造を示す正面図 同熱交換装置の熱交換素子ユニットを示す正面斜視図 同熱交換装置の熱交換素子ユニットを示す背面斜視図 本発明の実施の形態２の熱交換装置のダンパー開時の概略構造を示す送風機室側の側面図 同熱交換装置のダンパー閉時の概略構造を示す送風機室側側面図 同熱交換装置の概略構造を示す熱交換器室側の側面図 従来の熱交換装置の概略構造を示す斜視図

本発明の請求項１記載の熱交換装置は、
室内空気を吸い込む内気口とその吸い込んだ空気を外部に排出する排気口および外気空気を吸い込む外気口とその吸い込んだ外気を室内に供給する給気口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた内気用の第１送風ファンおよび外気用の第２送風ファンと、前記本体ケース内において、複数の板体をそれぞれ所定間隔を離した状態で重合させ、前記板体の間に室内空気、外気を交互に通じて熱交換を行う熱交換素子を有する熱交換素子ユニットとを備えた熱交換装置であって、前記本体ケースを２分し、一方を送風機室、他方を熱交換器室として、前記内気口、前記排気口、前記給気口を送風機室側に設け、前記外気口を熱交換器室側に設け、前記送風機室をさらに２分して、一方を第１送風ファン室、他方を第２送風ファン室とし、前記内気口から前記熱交換器室へと通じる風路を形成する場合と、前記熱交換器室を経由せずに前記内気口から第１送風ファン室へと通じる風路を形成する場合とを切り替えるダンパーを設けた構成を有する。これにより、中間期や外気冷房で熱交換不要時に、内気口から送風機室内に流入した空気が熱交換器室を介さずに送風機室の排気口から外部へ排出することとなるので、内気口から送風機室内に流入した空気が熱交換器室を介さずに送風機室の排気口から外部へ排出するので、内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができるという効果を奏する。

また、前記内気口の吸込み方向と、前記排気口吹き出し方向とを略同一直線になるようにした構成にしてもよい。これにより、中間期や外気冷房で熱交換不要時に、内気口から送風機室内に流入した空気が熱交換器室を介さず略同一直線に送風機室の排気口から外部へ排出することとなるので、内気口から送風機室内に流入した空気が熱交換器室を介さず略同一直線に送風機室の排気口から外部へ排出するので、内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができるという効果を奏する。

また、前記内気口から吸い込んだ空気は、前記送風機室の２面を取り囲むようにして設けられた風路を経由して前記熱交換器室へ通じる構成にしてもよい。これにより、冷房時や暖房時に、内気口から熱交換装置へ流入する空気が送風機室の２面を取り囲んで熱交換装置へ流入することとなるので、内気口から熱交換装置への内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができるという効果を奏する。

また、前記送風機室の前記第１送風ファンと前記第２送風ファンを前記本体ケースの天面に対して斜めに配した構造としてもよい。これにより、送風機室の内気口側の風路を拡大することとなるので、内気口から熱交換装置への内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができるという効果を奏する。

また、前記熱交換器室の前記熱交換素子ユニットを前記本体ケースの天面に対して斜めに配した構造としてもよい。これにより、熱交換器室の内気空間と外気空間を拡大することとなるので、外気口および内気口から熱交換装置への内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができるという効果を奏する。

また、第１送風ファン室の内壁を、吸音特性を有する断熱材とした構成にしてもよい。これにより、第１送風ファン室を断熱しつつ、第１送風ファンで発生する騒音を吸音することとなるので、暖房時に第１送風ファン室の外壁に発生する結露を防止しつつ、第１送風ファンで発生する騒音エネルギーを削減することができという効果を奏する。

また、前記熱交換器室の前記熱交換素子は、略長方形の板体を複数枚重合させた構成であって、板体上にＬ字状の通風レーンを設けた構成にしてもよい。これにより、熱交換素子ユニットを構成する風路断面および外形が略長方形となることとなり、風路断面が複雑にならず、熱交換素子ユニットを並列で配しても風路が複雑にならず、運転エネルギーを削減することができるという効果を奏する。

また、前記熱交換素子ユニットの室内空気の吐出口側、外気の吐出口側にそれぞれ内気通風路、外気通風路を形成し、前記内気通風路、前記外気通風路が、送風ファン側を前記熱交換素子から突出させた突出部を設けた構成にしてもよい。これにより、第１送風ファンに通じる内気通風路と、第２送風ファンに通じる外気通風路の開口面積を大きくした熱交換素子ユニットとなり、熱交換素子ユニットの内気通風路と外気通風路の風速を落とし内部圧力損失の低減をすることで、第１送風ファンおよび第２送風ファンの必要とする運転エネルギーを低減することができるという効果を奏する。

また、前記熱交換素子ユニットには、前記内気通風路、前記外気通風路に沿って複数の熱交換素子を配置し、この熱交換素子の板体は、前記送風ファン側（風路下流側）よりも反対側（風路上流側）の間隔を広げた拡大板体を設けた構成にしてもよい。これにより、熱交換装置の板体の間隔を変化させ、開口率を変化させた熱交換素子ユニットとなり、熱交換素子ユニットの流れ易い送風ファン側の圧損を上げ、流れ難い反対側の圧損を下げることで、熱交換素子ユニットの分布の改善とトータル圧損を低減し、運転エネルギーを低減することができるという効果を奏する。

また、前記熱交換素子ユニットには、前記内気通風路、前記外気通風路に沿って複数の熱交換素子を配置し、前記送風ファン側（風路下流側）の前記熱交換素子は、室内空気の吐出口と外気の吐出口の開口面が前記送風ファン側に向いている構成にしてもよい。これにより、熱交換素子ユニットの送風ファン側を別風路とすることで、内気通風路および外気通風路の風速を低減することとなり、熱交換素子ユニットのトータル圧損を低減することができるので、運転エネルギーを低減することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。図１〜図５に示すように、本体ケース１は送風機室１ｃと熱交換器室１ｄの２室から構成されている。本体ケース１の側面１ａには、ダクト等（図示せず）を介して室内で発生した汚染空気を吸い込む内気口２とその吸い込んだ空気を外部に排出する排気口３、および外気空気を吸い込む外気口４とその吸い込んだ外気を室内に供給する給気口５を有している。そして、内気口２と排気口３と給気口５は本体ケース１の送風機室１ｃに有し、外気口４と点検カバー１ｂは本体ケース１の熱交換器室１ｄに有している。送風機室１ｃは、第１送風ファン室として排気ファン室６ｄと第２送風ファン室として給気ファン室７ｄに分割されている。排気ファン室６ｄには、内気用の第１送風ファンとして排気用羽根６ａと排気用ケーシング６ｂで構成された排気用ファン６が設けられている。給気ファン室７ｄには、外気用の第２送風ファンとして給気用羽根７ａと給気用ケーシング７ｂで構成された給気用ファン７が設けられている。排気ファン室６ｄの内壁は、例えばグラスウールのような吸音特性を有する断熱材８ａで覆われており、内気口２から排気ファン室６ｄへ直接通じる穴としてバイパス開口８ｂが開いており、このバイパス開口８ｂを「開」／「閉」状態に切り替えるダンパー８ｃを有している。

そして、本体ケース１内には、内気口２と排気用ファン６と排気口３を連通した排気風路６ｃ（図１および図２において●から○に至る風路経路）と、外気口４と給気用ファン７と給気口５を連通した給気風路７ｃ（図１および図２において■から□に至る風路経路）が混流しないように風路仕切り８によって仕切られて設けられている。この風路仕切り８の一部としてモータベース９ａがあり、このモータベース９ａに排気用羽根６ａと給気用羽根７ａを回転駆動させるモータ９ｂが固定されている。排気風路６ｃと給気風路７ｃの風路には熱交換素子１１を介在させた熱交換素子ユニット１２を配している。

この熱交換素子ユニット１２は、本体ケース１内の点検カバー１ｂ側の熱交換器室１ｄに素子レール１２ｆによって固定されている。熱交換器室１ｄは、熱交換素子ユニット１２と素子レール１２ｆによって、排気風路６ｃとなる内気空間１ｅと給気風路７ｃとなる外気空間１ｆを形成している。この点検カバー１ｂを外すと、熱交換素子ユニット１２は、熱交換器室１ｄから点検カバー１ｂの方向へスライドさせることができる。

ここで、図６〜図９を用いて、熱交換素子ユニット１２の構造を詳細に説明する。

熱交換素子１１は、Ｌ字状の壁１０ａによりＬ字通風レーン１０ｂを設けた略長方形の複数の板体１０ｃをそれぞれ所定間隔、例えば１〜３ｍｍの間隔で離して重合させたものである。所定間隔に離した板体１０ｃの間には、室内空気と外気の潜熱や顕熱が交互に通じて熱交換を行う熱伝熱板１０ｄがあり、複数の板体１０ｃと熱伝熱板１０ｄを積層して構成されている。

そして熱交換素子１１は、複数の熱交換素子１１を並列に組み合わせても風路構造が複雑にならない熱交換素子ユニット１２となっている。すなわち、熱交換素子１１は、排気風路６ｃに介在し、室内空気を吸い込む素子内気吸込口１１ｅと素子内気吐出口１１ａがあり、また、給気風路７ｃに介在し、外気空気を吸い込む素子外気吸込口１１ｆと素子外気吐出口１１ｂがある。素子内気吐出口１１ａと素子外気吐出口１１ｂは隣接して設けられている。このような複数の熱交換素子１１を、素子内気吐出口１１ａと素子外気吐出口１１ｂの境界部分（以降、吐出口境界部１１ｃ）を対向させて配置して熱交換素子ユニット１２を構成している。対向した熱交換素子１１の吐出口境界部１１ｃ同士は、風路境界板１１ｄで連結されている。また、素子内気吸込口１１ｅの端部同士、素子外気吸込口１１ｆの端部同士は、それぞれ、突出部１１ｉで連結されている。熱交換素子ユニット１２の排気用ファン６と給気用ファン７側の面をファン側外装面１２ｃとし、反対となる側の面を点検口側外装面１２ｄとしている。この熱交換素子ユニット１２は、素子内気吐出口１１ａを有する内気通風路１２ａと素子外気吐出口１１ｂを有する外気通風路１２ｂの２つの風路を有している。内気通風路１２ａは排気用ファン６に通じ、外気通風路１２ｂは給気用ファン７に通じている。

このような構成によれば、風路断面が複雑にならず、熱交換素子ユニットを並列で配しても風路が複雑にならず、運転エネルギーを削減することができる。

この熱交換素子ユニット１２には、前述したように複数の熱交換素子１１が用いられているが、点検口側（点検口側外装面１２ｄ側）とファン側（ファン側外装面１２ｃ側）とでも分けられている。すなわち、内気通風路１２ａ、外気通風路１２ｂに沿って、複数の上流側から下流側に熱交換素子１１が並べられている。点検口側外装面１２ｄ側（風路上流側）の熱交換素子１１は、風路境界板１１ｄ側（風路下流側）に素子内気吐出口１１ａと素子外気吐出口１１ｂを向けている。また、ファン側外装面１２ｃ側の熱交換素子１１は、ファン側外装面１２ｃ側に素子内気吐出口１１ａと素子外気吐出口１１ｂを向けている。すなわち、点検口側外装面１２ｄ側の熱交換素子１１とファン側外装面１２ｃ側の熱交換素子１１とは、９０°回転した形で配置されている。なお、点検口側外装面１２ｄとファン側外装面１２ｃとの距離が長く、３つ以上の熱交換素子１１を用いる場合には、点検口側外装面１２ｄ側の熱交換素子１１とファン側外装面１２ｃ側の熱交換素子１１に挟まれた熱交換素子１１は、素子内気吐出口１１ａと素子外気吐出口１１ｂが風路境界板１１ｄ側を向いた構成となっている。

また、突出部１１ｉは、点検口側外装面１２ｄからファン側外装面１２ｃに向かって、内気通風路１２ａと外気通風路１２ｂの各々の断面積が拡大するように傾斜がついた形で構成される。

このような構成によれば、熱交換素子１１の一部の吐出口（素子内気吐出口１１ａと素子外気吐出口１１ｂ）がファン側に向いていることで、内気通風路１２ａと外気通風路１２ｂ内の圧力損失を上げないようにしている。また、内気通風路１２ａと外気通風路１２ｂの断面積を拡大するようにして内気通風路１２ａと外気通風路１２ｂ内の圧力損失を上げないようにしている。そのため、内気通風路１２ａと外気通風路１２ｂの風速は低減されるので熱交換素子ユニット１２のトータル圧力損失の低減ができ、排気用ファン６および給気用ファン７のファンの必要とするエネルギーを減らすことにより、モータ９ｂに必要とされる運転エネルギーを低減できる構造となっている。

さらに、図１０〜図１２に示す熱交換素子ユニット１２では、熱交換素子ユニット１２を、Ｌ字状の壁１０ａの高さが１〜３ｍｍとなる板体１０ｃを重合させた熱交換素子１１と、Ｌ字状の壁１０ａの高さが板体１０ｃより高く、例えば１〜３ｍｍの１．５倍となる拡大板体１０ｅを重合させた熱交換素子１１で構成している。点検口側外装面１２ｄ側（風路上流側）の熱交換素子１１は、拡大板体１０ｅを重合させた熱交換素子１１を用いる。一方、ファン側外装面１２ｃ側（風路下流側）の熱交換素子１１は、板体１０ｃを重合させた熱交換素子１１を用いる。点検口側外装面１２ｄとファン側外装面１２ｃとの距離が長く、３つ以上の熱交換素子１１を用いる場合には、点検口側外装面１２ｄ側の熱交換素子１１とファン側外装面１２ｃ側の熱交換素子１１に挟まれた熱交換素子１１は、板体１０ｃを重合させた熱交換素子１１で、素子内気吐出口１１ａと素子外気吐出口１１ｂが風路境界板１１ｄ側を向いた構成となっている。

ここで、Ｌ字状の壁１０ａの高さが同じとなる板体１０ｃで熱交換素子１１を構成した場合、点検口側外装面１２ｄ側の熱交換素子１１は、ファン側外装面１２ｃ側の熱交換素子１１と比べると、排気用ファン６および給気用ファン７から遠いために流れ難くなっている。そのため、熱交換素子ユニット１２の風速分布にアンバランスが生じる。しかし、点検口側外装面１２ｄ側の熱交換素子１１を拡大板体１０ｅで重合させた熱交換素子１１で構成した場合、点検口側外装面１２ｄ側の熱交換素子１１は、ファン側外装面１２ｃ側の熱交換素子１１と比べると風路圧損が低くなる。従って、熱交換素子１１を流れる風速分布の改善とトータル圧損を低減ができ、排気用ファン６および給気用ファン７のファンの必要とするエネルギーを減らすことにより、更にモータ９ｂに必要とされる運転エネルギーを低減できる。

そして、素子内気吸込口１１ｅと素子外気吸込口１１ｆにはフィルターレール１３が設けられている。このフィルターレール１３と素子内気吸込口１１ｅとの間には内気フィルター１３ａを、フィルターレール１３と素子外気吸込口１１ｆとの間には外気フィルター１３ｂが取り付けられる構造となっている。この内気フィルター１３ａおよび外気フィルター１３ｂは、熱交換素子ユニット１２を固定した状態でファン側外装面１２ｃから点検口側外装面１２ｄの方向へスライドさせることができる。ここでフィルターレール１３間の幅は、素子内気吐出口１１ａとその対向面との距離、および素子外気吐出口１１ｂとその対向面との距離よりも小さくなっており、各フィルターが熱交換素子１１よりも下面になった場合でも、素子内気吸込口１１ｅもしくは素子外気吸込口１１ｆとの密着性を保った構造となる。

また、熱交換素子ユニット１２は、点検口側外装面１２ｄの内気通風路１２ａと外気通風路１２ｂの風路に面しない側に、取っ手１２ｅがついた形で構成されている。この取っ手１２ｅは、弾力性のある材質で構成し、点検カバー１ｂを閉める際、点検カバー１ｂ自身で押し付けることにより、内気通風路１２ａと外気通風路１２ｂの出口、すなわち、ファン側外装面１２ｃが押し付けられて密着することになる。

次に、本体ケース１内部の風路構成を説明する。図２に示すように、給気ファン室７ｄの本体ケース１側（図２の上側）は、熱交換素子ユニット１２につながる給気風路となっている。また、図５に示すように、給気ファン室７ｄの本体ケース１側には、熱交換素子ユニット１２に効率よく流れるように内気仕切り８ｄが設けられている。

このような構成において、まず、給気−排気間の熱交換を行う場合について説明する。熱交換時、すなわち、内気口２と排気ファン室６ｄとを連通するバイパス開口８ｂが閉じている状態（ダンパー８ｃが「閉」状態）においてモータ９ｂを駆動すると、モータ９ｂに接合された排気用ファン６と給気用ファン７が回転し、内気口２と外気口４が陰圧となる。屋内で発生した汚染物質を含む排気空気は、ダクト等（図示せず）から内気口２を介して送風機室１ｃの内部へ流れ込み、外気からの給気空気は、ダクト等（図示せず）から外気口４を介して熱交換器室１ｄへ流れ込む。そして、内気口２から送風機室１ｃに流入した排気空気は、ダンパー８ｃがバイパス開口８ｂを閉鎖しているので、まず、送風機室１ｃの２面を取り囲むように設けられた内気空間１ｅを通って、熱交換素子ユニット１２の素子内気吸込口１１ｅに流入する。このとき、排気ファン室６ｄの上部では、内気仕切り８ｄによって、滑らかに熱交換素子ユニット１２の素子内気吸込口１１ｅに導かれることになる。また、このとき、外気口４から流入した給気空気とは混ざることがない。

一方、外気口４から熱交換器室１ｄに流入した給気空気は、熱交換素子ユニット１２の素子外気吸込口１１ｆに流入する。

熱交換素子ユニット１２の熱交換素子１１では、素子内気吸込口１１ｅおよび素子外気吸込口１１ｆから流入した各々の空気（給気空気と排気空気）は、熱伝熱板１０ｄによって排気空気と給気空気が混流すること無く顕熱や潜熱を受け渡し熱交換される。熱交換された排気空気は、素子内気吐出口１１ａから内気通風路１２ａを通り、排気ファン室６ｄに流入し、排気ファン室６ｄの排気用ファン６から排気口３を介して屋外に排気される。ここで、排気ファン室６ｄの内壁は、例えばグラスウールのような吸音特性を有する断熱材８ａで覆われている。一方、熱交換された給気空気は、素子外気吐出口１１ｂから外気通風路１２ｂを通り給気ファン室７ｄに流入し、給気ファン室７ｄの給気用ファン７から給気口５を介して屋内へ給気される。このとき、内気口２から流入した排気空気に含まれる屋内の塵埃等のゴミは、内気フィルター１３ａに付着し、外気口４から流入した給気空気に含まれる外気の塵埃等のゴミは、外気フィルター１３ｂに付着することで熱交換素子１１内の風路に入るのを防止するのとともに、屋内への塵埃等の流入を防止する。

このような構成によれば、送風機室１ｃの２面を取り囲むように内気仕切り８ｄによって風路を形成しているので、内気口２から熱交換器室１ｄへの内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができるのとともに、暖房時に排気ファン室６ｄの外壁に発生する結露を防止しつつ、排気用ファン６で発生する騒音エネルギーを削減することができる。

次に、バイパス開口８ｂが開いている状態（ダンパー８ｃが「開」状態）においてモータ９ｂを駆動すると、モータ９ｂに接合された排気用ファン６と給気用ファン７が回転し、内気口２と外気口４が陰圧となる。屋内で発生した汚染物質を含む排気空気は、ダクト等（図示せず）から内気口２を介して送風機室１ｃの内部へ流れ込み、外気からの給気空気は、ダクト等（図示せず）から外気口４を介して熱交換器室１ｄへ流れ込む。

そして、内気口２から送風機室１ｃに流入した排気空気は、ダンパー８ｃによって熱交換器室１ｄの内気空間１ｅには流れず、バイパス開口８ｂから排気ファン室６ｄに流れ、排気ファン室６ｄの排気用ファン６から排気口３を介して屋外に排気される。このとき、外気口４から吸い込まれた給気空気と混ざることはない。

一方、外気口４から熱交換器室１ｄに流入した給気空気は、複数の熱交換素子１１で構成された熱交換素子ユニット１２に流入する。しかし、この給気空気は、排気空気が熱交換素子１１を通らないため熱交換されず、外気の温度状態を保ったまま、素子外気吐出口１１ｂから外気通風路１２ｂを通り給気ファン室７ｄに流入し、給気ファン室７ｄの給気用ファン７から給気口５を介して屋内へ給気される。

このようなバイパス開口８ｂが開いている状態（ダンパー８ｃが「開」状態）において、内気口２から送風機室１ｃ内に流入した排気空気が熱交換器室１ｄを介さず、内気口２に対し略同一直線となる送風機室１ｃの排気口３から外部へ排出するので、内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができる。

（実施の形態２）
図１３〜図１５において、図１〜図１２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１の実施の形態と同様に、本体ケース１は送風機室１ｃと熱交換器室１ｄの２室から構成されており、本体ケース１の側面１ａには、ダクト等（図示せず）を介して室内で発生した汚染空気を吸い込む内気口２とその吸い込んだ空気を外部に排出する排気口３、および外気空気を吸い込む外気口４とその吸い込んだ外気を室内に供給する給気口５が設けられている。そして、内気口２と排気口３と給気口５は、本体ケース１の送風機室１ｃ側に設けられ、外気口４と点検カバー１ｂは、本体ケース１の熱交換器室１ｄに設けられている。

送風機室１ｃは、第１送風ファン室として排気ファン室６ｄと第２送風ファン室として給気ファン室７ｄに分割されている。排気ファン室６ｄには、内気用の第１送風ファンとして排気用羽根６ａと排気用ケーシング６ｂで構成された排気用ファン６が設けられている。この排気用ファン６は、その吐出口を天面側に向けるように、上向きの傾きを設けている。給気ファン室７ｄには、外気用の第２送風ファンとして給気用羽根７ａと給気用ケーシング７ｂで構成された給気用ファン７が設けられている。この給気用ファン７は、その吐出口を底面側に向けるように、下向きの傾きを設けている。排気用ファン６と給気用ファン７は、１つのモータ９ｂの両軸の取り付けられている。このモータ９ｂは、モータベース９ａに固定されている。このモータベース９ａは、給気側の風路と排気側の風路とを仕切る風路仕切り８の一部となり、送風機室１ｃの水平面（天面、あるいは底面）に対し、内気口２は天面側が広くなるよう、排気口３側は底面側が広くなるように斜めに設けられている。この角度は、例えば０．５〜５度の傾斜角度で構成されている。

なお、本実施の形態では、本体ケース１の６つの面のうち、内気口２と給気口５を設けた面、排気口３と外気口４を設けた面、点検カバー１ｂを設けた面、そして点検カバー１ｂに対向する面を側面とし、それ以外の２面のうち、排気ファン室６ｄ側を天面、給気ファン室７ｄ側を底面として説明するが、設置形態によっては、どの面を天面としても良く、その作用・効果は同じである。

排気ファン室６ｄの内壁は、例えばグラスウールのような吸音特性を有する断熱材８ａで覆われている。また、内気口２から排気ファン室６ｄへ直接通じる穴としてバイパス開口８ｂが開いており、このバイパス開口８ｂを「開」／「閉」状態に切り替えるダンパー８ｃを有している。

本体ケース１内の点検カバー１ｂ側の熱交換器室１ｄには、排気風路６ｃとなる内気空間１ｅの断面積が、排気口３面側より内気口２面側を大きく（高さ方向が大きく）するように、熱交換素子ユニット１２が水平面に対し斜めに固定されている。この角度は、例えば０．５〜５度の傾斜角度ある。このとき、給気風路７ｃとなる外気空間１ｆの断面積は、給気口５面側より外気口４面側を大きく（高さ方向が大きく）するようになっている。熱交換素子ユニット１２は、素子レール１２ｆ上をスライドできるようになっており、点検カバー１ｂを外すと熱交換器室１ｄから点検カバー１ｂの方向へスライドさせることができる。

次に、本体ケース１内部の風路構成を説明する。バイパス開口８ｂが閉じている状態（ダンパー８ｃが「閉」状態）においてモータ９ｂを駆動すると、モータ９ｂに接合された排気用ファン６と給気用ファン７が回転し、内気口２と外気口４が陰圧となる。屋内で発生した汚染物質を含む排気空気は、ダクト等（図示せず）から内気口２を介して送風機室１ｃの内部へ流れ込み、外気からの給気空気は、ダクト等（図示せず）から外気口４を介して熱交換器室１ｄへ流れ込む。そして、内気口２から送風機室１ｃに流入した排気空気は、ダンパー８ｃによってバイパス開口８ｂから排気ファン室６ｄには流れず、排気ファン室６ｄと給気ファン室７ｄで構成される空間の２面を取り囲むように区切られた風路となる内気仕切り８ｄによって、外気口４と熱交換素子１１の素子外気吸込口１１ｆへの風路と、熱交換素子１１の素子外気吐出口１１ｂから給気用ファン７を通り給気口５へ通じる給気風路７ｃに混ざることなく、熱交換器室１ｄの内気空間１ｅに導かれ、複数の熱交換素子１１で構成された熱交換素子ユニット１２に流入する。

このとき、排気風路６ｃの風路は、排気用ファン６と給気用ファン７が水平面に対し傾斜角度を持っているので、内気仕切り８ｄによって区切られた風路の内気口２面側が拡大することと、熱交換器室１ｄの内気空間１ｅが拡大することにより、排気風路６ｃの風路の圧力損失が低減する。

一方、外気口４から熱交換器室１ｄに流入した給気空気は、熱交換素子１１の素子外気吐出口１１ｂから給気用ファン７を通り給気口５へ通じる給気風路７ｃと、内気口２と熱交換素子１１の素子内気吸込口１１ｅの風路と、熱交換素子１１の素子内気吐出口１１ａから排気用ファン６を通り排気口３へ通じる排気風路６ｃに混ざることなく、複数の熱交換素子１１で構成された熱交換素子ユニット１２に流入する。

このとき、給気風路７ｃの風路は、熱交換器室１ｄの外気空間１ｆが拡大することにより、風路の圧力損失が低減する。

次に、バイパス開口８ｂが開いている状態（ダンパー８ｃが「開」状態）においてモータ９ｂを駆動すると、モータ９ｂに接合された排気用ファン６と給気用ファン７が回転し、内気口２と外気口４が陰圧となる。屋内で発生した汚染物質を含む排気空気は、ダクト等（図示せず）から内気口２を介して送風機室１ｃの内部へ流れ込み、外気からの給気空気は、ダクト等（図示せず）から外気口４を介して熱交換器室１ｄへ流れ込む。

そして、内気口２から送風機室１ｃに流入した排気空気は、ダンパー８ｃによって熱交換器室１ｄの内気空間１ｅには流れず、バイパス開口８ｂから排気ファン室６ｄに流れ、外気口４と熱交換素子１１の素子外気吸込口１１ｆへの風路と、熱交換素子１１の素子外気吐出口１１ｂから給気用ファン７を通り給気口５へ通じる給気風路７ｃに混ざることなく、排気ファン室６ｄの排気用ファン６から排気口３を介して屋外に排気される。

このとき、内気口２から送風機室１ｃ内に流入した排気空気が熱交換器室１ｄを介さず、内気口２に対し略同一直線となる送風機室１ｃの排気口３から外部へ排出するので、圧力損失が低減する。

一方、外気口４から熱交換器室１ｄに流入した給気空気は、熱交換素子１１の素子外気吐出口１１ｂから給気用ファン７を通り給気口５へ通じる給気風路７ｃと、内気口２と熱交換素子１１の素子内気吸込口１１ｅの風路と、熱交換素子１１の素子内気吐出口１１ａから排気用ファン６を通り排気口３へ通じる排気風路６ｃに混ざることなく、複数の熱交換素子１１で構成された熱交換素子ユニット１２に流入するが、排気空気が熱交換素子１１を通らないため熱交換されず、外気の温度状態を保ったままの給気空気は、素子外気吐出口１１ｂから外気通風路１２ｂを通り給気ファン室７ｄに流入し、給気ファン室７ｄの給気用ファン７から給気口５を介して屋内へ給気される。

このとき、給気風路７ｃの風路は、熱交換器室１ｄの外気空間１ｆが拡大することにより、風路の圧力損失が低減する。

このような構成によれば、外気口および内気口から熱交換装置への内部抵抗を低減することができ、運転エネルギーを削減することができる。

本発明のかかる熱交換装置は、本体内部の内部抵抗を低減することで、居住、非居住の建築物にとらわれることなく全ての熱交換装置において運転エネルギーを削減することとして有用である。

１ 本体ケース
１ａ 側面
１ｂ 点検カバー
１ｃ 送風機室
１ｄ 熱交換器室
１ｅ 内気空間
１ｆ 外気空間
２ 内気口
３ 排気口
４ 外気口
５ 給気口
６ 排気用ファン
６ａ 排気用羽根
６ｂ 排気用ケーシング
６ｃ 排気風路
６ｄ 排気ファン室
７ 給気用ファン
７ａ 給気用羽根
７ｂ 給気用ケーシング
７ｃ 給気風路
７ｄ 給気ファン室
８ 風路仕切り
８ａ 断熱材
８ｂ バイパス開口
８ｃ ダンパー
８ｄ 内気仕切り
９ａ モータベース
９ｂ モータ
１０ａ Ｌ字状の壁
１０ｂ Ｌ字通風レーン
１０ｃ 板体
１０ｄ 熱伝熱板
１０ｅ 拡大板体
１１ 熱交換素子
１１ａ 素子内気吐出口
１１ｂ 素子外気吐出口
１１ｃ 吐出口境界部
１１ｄ 風路境界板
１１ｅ 素子内気吸込口
１１ｆ 素子外気吸込口
１１ｉ 突出部
１２ 熱交換素子ユニット
１２ａ 内気通風路
１２ｂ 外気通風路
１２ｃ ファン側外装面
１２ｄ 点検口側外装面
１２ｅ 取っ手
１２ｆ 素子レール
１３ フィルターレール
１３ａ 内気フィルター
１３ｂ 外気フィルター

Claims (10)

1. 室内空気を吸い込む内気口とその吸い込んだ空気を外部に排出する排気口および外気空気を吸い込む外気口とその吸い込んだ外気を室内に供給する給気口を有する本体ケースと、
   この本体ケース内に設けられた内気用の第１送風ファンおよび外気用の第２送風ファンと、
   前記本体ケース内において、複数の板体をそれぞれ所定間隔を離した状態で重合させ、前記板体の間に室内空気、外気を交互に通じて熱交換を行う熱交換素子を有する熱交換素子ユニットとを備えた熱交換装置であって、
   前記本体ケースを２分し、一方を送風機室、他方を熱交換器室として、
   前記内気口、前記排気口、前記給気口を送風機室側に設け、
   前記外気口を熱交換器室側に設け、
   前記送風機室をさらに２分して、一方を第１送風ファン室、他方を第２送風ファン室とし、
   前記内気口から前記熱交換器室へと通じる風路を形成する場合と、前記熱交換器室を経由せずに前記内気口から第１送風ファン室へと通じる風路を形成する場合とを切り替えるダンパーを設けた熱交換装置。
2. 前記内気口の吸込み方向と、前記排気口吹き出し方向とを略同一直線になるようにした請求項１記載の熱交換装置。
3. 前記内気口から吸い込んだ空気は、前記送風機室の２面を取り囲むようにして設けられた風路を経由して前記熱交換器室へ通じる請求項１または２記載の熱交換装置。
4. 前記送風機室の前記第１送風ファンと前記第２送風ファンを前記本体ケースの天面に対して斜めに配した構造とした請求項１〜３いずれか一つに記載の熱交換装置。
5. 前記熱交換器室の前記熱交換素子ユニットを前記本体ケースの天面に対して斜めに配した構造とした請求項１〜４いずれか一つに記載の熱交換装置。
6. 第１送風ファン室の内壁を、吸音特性を有する断熱材とした請求項１〜５いずれか一つに記載の熱交換装置。
7. 前記熱交換器室の前記熱交換素子は、略長方形の板体を複数枚重合させた構成であって、板体上にＬ字状の通風レーンを設けた請求項１〜６いずれか一つに記載の熱交換装置。
8. 前記熱交換素子ユニットの室内空気の吐出口側、外気の吐出口側にそれぞれ内気通風路、外気通風路を形成し、
   前記内気通風路、前記外気通風路が、送風ファン側を前記熱交換素子から突出させた突出部を設けた請求項７記載の熱交換装置。
9. 前記熱交換素子ユニットには、前記内気通風路、前記外気通風路に沿って複数の熱交換素子を配置し、
   この熱交換素子の板体は、前記送風ファン側（風路下流側）よりも反対側（風路上流側）の間隔を広げた拡大板体を設けた請求項７記載の熱交換装置。
10. 前記熱交換素子ユニットには、前記内気通風路、前記外気通風路に沿って複数の熱交換素子を配置し、
    前記送風ファン側（風路下流側）の前記熱交換素子は、室内空気の吐出口と外気の吐出口の開口面が前記送風ファン側に向いている請求項７記載の熱交換装置。

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