JP2014095498A

JP2014095498A - 熱交換換気装置

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Publication number: JP2014095498A
Application number: JP2012246509A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shinno; 淳新野; Hideo Taniguchi; 英夫谷口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: JP5787860B2

Abstract

【課題】異常音の発生を抑制する熱交換換気装置を提供する。
【解決手段】室外吸込口１ａ、室内吹出口１ｂ、室内吸込口１ｃ、及び室外吹出口１ｄが形成された本体１と、本体１の内部に設けられる熱交換器２と、室外吸込口１ａから熱交換器２を介して室内吹出口１ｂに通じる給気風路上であって熱交換器２よりも下流側に設けられた給気用送風機３と、室内吸込口１ｃから熱交換器２を介して室外吹出口１ｄに通じる排気風路上であって熱交換器２よりも下流側に設けられた排気用送風機４と、外気温度を検知する外気温度検知手段６と、外気温度検知手段６の検知温度に基づいて、排気用送風機４を制御する制御手段７とを備え、制御手段７は、外気温度検知手段６による検知温度が閾値温度以下のとき、排気用送風機４を停止させ又は排気用送風機４の風量を小さくして運転させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換換気装置に関する。

従来、住宅の計画換気を行うために、屋外空気を室内に供給するための給気風路と、室内空気を屋外へ排気するための排気風路とが形成され、給気と排気との間で熱交換を行いながら換気を行う、天井裏に設置された熱交換換気装置があった。

このような熱交換換気装置の内部に、熱交換器、並びにこの熱交換器に対して下流側に位置する給気用送風機及び排気用送風機を配置することで、熱交換器の風速分布を良くし、さらに熱交換器の上流側にフィルターを設置することで、給気用送風機及び排気用送風機を汚れにくくしている。

ところで、冬季に熱交換換気が行われて外気温度が低くなると、室内側の空気が室外からの空気と熱交換して冷却され、これにより発生したドレン水が熱交換器から流出する場合がある。このドレン水はドレン配管接続口から排出されるが、ドレン配管接続部は排気用送風機によって負圧になっているため、ドレン水がドレン配管内の空気抵抗によって排出されにくい状態となっている。

このとき、ドレン配管の長さと勾配によっては、ドレン水の排水力と排気用送風機により生じる吸引圧力によってドレン配管内にドレン水が滞留することがある。これにより、ポコポコといった異常音が発生して使用者に不快感を与え、とりわけ夜間においては睡眠を妨げることにもなりうる。

特に、室内から排出する空気を浴室から導入している場合には、外気温度が比較的高い状態であっても、室内から排出する空気の絶対湿度が多いためにドレン水が発生しやすく、入浴後の就寝時間に音が発生しやすい状態が重なることより、使用者に不快感を与える可能性が高くなる。

また、室内側の排気グリルから本体までの圧力損失が大きい場合や、排気側のフィルターが埃により目詰まりした場合には、排気風路から風を吸いにくく、ドレン配管から風をより多く吸うようになる。このため、ドレン配管内の吸引圧力が大きくなり、ポコポコといった異常音が発生しやすくなる。

以上のような問題に対し、熱交換換気装置の施工時において、ドレン配管の径を小さくし、あるいはドレン配管長を長くする等により、ドレン配管の圧力損失を大きくし、ドレン配管内の吸引圧力を小さくすることで、ドレン水の滞留の抑制を図っていた。また、ドレン配管の勾配を大きくし、ドレン水の排水力を大きくすることで、ドレン水の滞留の抑制を図っていた。

また、熱交換換気装置の使用時において、給気用送風機及び排気用送風機を一時的に停止又は弱運転して、ドレン配管内の吸引圧力を小さくすることで、ドレン水の滞留の抑制を図っていた。また、排気側のフィルターを頻繁に清掃して排気風路の圧力損失を低くし、ドレン配管内の吸引圧力を下げることで、ドレン水の滞留の抑制を図っていた。

また、空気調和機などで発生したドレン水を屋外に排出するとき、住戸内の換気扇を運転し又は高層マンション等で強風が吹くと、ポコポコといった異常音が発生する場合があった。このような問題に対し、先端に十字状の空間スリットを形成した円錐形の軟質ゴムで構成した逆止弁を備えたドレン処理装置をドレンホースの先端に設置して、ポコポコといった異常音の発生を抑制するものがあった（例えば、特許文献１）。

特許第３８９８１５４号（［００１４］、図２）

しかしながら、熱交換換気装置の施工時において、ドレン配管長を長くするとコストＵＰになり、勾配も取りにくくなるという課題があった。また、ドレン配管長を長くすると、熱交換換気装置の設置場所（天井裏等）の制約により、十分な勾配を確保できないという課題があった。

また、熱交換換気装置の使用時において、給気用送風機及び排気用送風機を停止させ又は弱運転させると、一定時間後に通常運転に戻さなければならない等の課題があった。また、熱交換換気装置の使用時においては、フィルターが天井裏等のスペースに設置された本体内部に装着されているため、高齢者や体の不自由な方が容易に清掃できないという課題があった。

また、特許文献１に記載のドレン処理装置を熱交換換気装置のドレン配管に使用すると、（ｉ）ドレン配管の径が合わない、（ｉｉ）集合住宅など設置済みの住戸においてポコポコ音が発生した場合、後からドレン処理装置を設置できない、（ｉｉｉ）空間スリットに埃が詰まって閉塞し、ドレン水の排水ができなくなるため、熱交換換気装置からドレン水がオーバーフローする、といったおそれがあった。

本発明は上述のような課題を背景としてなされたものであり、異常音の発生を抑制する熱交換換気装置を提供することを目的とする。

本発明は、室外吸込口、室内吹出口、室内吸込口、及び室外吹出口が形成された本体と、前記本体の内部に設けられる熱交換器と、前記室外吸込口から前記熱交換器を介して前記室内吹出口に通じる給気風路上であって前記熱交換器よりも下流側に設けられた給気用送風機と、前記室内吸込口から前記熱交換器を介して前記室外吹出口に通じる排気風路上であって前記熱交換器よりも下流側に設けられた排気用送風機と、外気温度を検知する外気温度検知手段と、前記外気温度検知手段の検知温度に基づいて、前記排気用送風機を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記外気温度検知手段による検知温度が閾値温度以下のとき、前記排気用送風機を停止させ又は前記排気用送風機の風量を小さくして運転させるものである。

本発明によれば、ドレン配管内の吸引圧力が低下してドレン水が確実に排水されるため、異常音の発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る熱交換換気装置の平面構成図である。本発明の実施の形態１に係る熱交換換気装置の制御手段の制御フローチャートである。本発明の実施の形態２に係る熱交換換気装置の制御手段の構成図である。本発明の実施の形態２に係る熱交換換気装置の制御手段の制御フローチャートである。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換換気装置１００の平面構成図である。
図１に示されるように、熱交換換気装置１００は、本体１と、熱交換器２と、給気用送風機３と、排気用送風機４と、ドレン水を排出するためのドレン配管接続口５と、外気温度検知手段６と、制御手段７とを備えている。

本体１には、外気を本体１内に取り込むための室外吸込口１ａ、室外吸込口１ａから本体１内に取り込まれ、熱交換器２で熱交換された新鮮な空気を室内に供給するための室内吹出口１ｂ、室内の空気を本体１内に取り込むための室内吸込口１ｃ、及び、室内吸込口１ｃから本体１内に取り込まれ、熱交換器２で熱交換された空気を室外に排出するための室外吹出口１ｄが形成されている。

熱交換器２は、本体１内に設けられ、風路を確保する多数の波形板（図示省略）と伝熱性を有する多数の平板（図示省略）とが交互に積層され、かつ波形板は交互にその波形形成方向を９０°変えて介挿させることによって角柱状に形成されている。

給気用送風機３は、本体１内に設けられ、運転が開始されることで、室外吸込口１ａから熱交換器２を介して室内吹出口１ｂに至る給気流Ａを生じさせ、給気風路が形成される。給気用送風機３は、この給気風路上であって、熱交換器２よりも下流側に設けられている。

排気用送風機４は、本体１内に設けられ、運転が開始されることで、室内吸込口１ｃから熱交換器２を介して室外吹出口１ｄに至る排気流Ｂを生じさせ、排気風路が形成される。排気用送風機４は、この排気風路上であって、熱交換器２よりも下流側に設けられている。

外気温度検知手段６は、本体１内に取り込まれた外気温度を検知するものである。制御手段７は、外気温度検知手段６等の入力情報に基づいて、給気用送風機３や排気用送風機４の運転を制御する。

次に、本実施の形態１の動作を説明するに先立って、熱交換換気装置１００の通常運転について説明する。
使用者が運転切替スイッチ（図示省略）により運転を要求すると、制御手段７は、給気用送風機３及び排気用送風機４の運転を開始させ、給気流Ａ及び排気流Ｂが発生する。給気流Ａ及び排気流Ｂは、熱交換器２を構成する波形板と伝熱性の良い平板を流通し、熱回収しながら換気が行われる。これにより、冷暖房中の熱損失が少なくなり、新鮮な空気が室内に取り入れられるとともに、室内の汚れた空気が室外に排出される。そして、使用者が運転切替スイッチにより運転の停止を要求すると、制御手段７は、給気用送風機３及び排気用送風機４を停止させる。

図２は、本発明の実施の形態１に係る熱交換換気装置１００の制御手段７の制御フローチャートである。
以下、図２を参照しながら、本実施の形態１の制御手段７の制御について説明する。なお、このフローチャートのプログラムは制御手段７のマイクロコンピュータのＲＯＭ等（図示せず）に記憶されている（後述する実施の形態２も同じ）。

（ステップＳ１，Ｓ２）
ステップＳ１で、使用者が運転切替スイッチ（図示省略）により運転を要求すると、制御手段７は、給気用送風機３及び排気用送風機４の運転を開始させ、ステップＳ２に移行する。
ステップＳ２で、制御手段７は、運転開始からの経過時間をカウントし、Ｔａ分（例えば５５分）経過すると、ステップＳ３に移行する。

（ステップＳ３，Ｓ４）
ステップＳ３で、制御手段７は、外気温度が閾値温度（例えば１０℃）よりも低い場合に（ステップＳ３でＹｅｓ）、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４において、制御手段７は、排気用送風機４をＴｂ分（例えば５分）停止させ又は弱運転に切替えて運転させ、Ｔｂ分経過後に通常運転に切り替えて運転させ、ステップＳ２に移行する。
一方、制御手段７は、外気温度が閾値温度（例えば１０℃）よりも高い場合に（ステップＳ３でＮｏ）、通常運転に切り替えて運転させ、ステップＳ２に移行する。
なお、上述した閾値温度は予め決定されている。

以上のように、本実施の形態１に係る熱交換換気装置１００は、制御手段７が、外気温度検知手段６による検知温度が閾値温度以下のとき、排気用送風機４を停止させ又は排気用送風機４の風量を小さくして運転させる。このため、ドレン配管内の吸引圧力が低下してドレン水が確実に排水されるため、異常音の発生を抑制することができる。

また、熱交換換気装置１００の施工時に、ドレン配管の径を小さくしたり、ドレン配管長を長くする必要は無くなり、最短距離でドレン配管をすることで施工時のコストを抑制でき、かつ必要な勾配も確保し易くなる。

また、熱交換換気装置１００の使用時に、制御手段７が、排気用送風機４を制御しているため、排気用送風機４を停止させ又は排気用送風機４の風量を小さくして運転させた後、通常運転への復帰を使用者が考慮する必要もない。また、排気風路の圧力損失を低くするため、排気側のフィルターを清掃する負担が軽減される。

また、熱交換換気装置１００の施工が完了した物件において、上述したようなドレン処理装置等を施工後に設置できない場合などにも対応できる。また、ドレン配管途中にドレン処理装置を設置して埃等が空間スリットに詰まって閉塞し、熱交換換気装置１００からドレン水がオーバーフローするおそれもなくなる。

また、制御手段７は、外気温度に基づいて排気用送風機４を制御するため、ドレン水の発生がない夏場等の時期に、不必要に第２種換気（給気：機械換気、排気：自然換気）へ移行せず、より確実に計画換気が可能である第１種換気（給気：機械換気、排気：機械換気）を継続することができ、住宅内の換気をより確実に行うことができる。

なお、熱交換換気装置１００では外気温度に応じて熱交換器２内での結氷による目詰まりを抑制するため、所定時間だけ、給気用送風機３を停止する制御が制御手段７に組み込まれている場合がある。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る熱交換換気装置１００の制御手段７の構成図である。
図３に示されるように、制御手段７は、閾値温度を変更する閾値温度設定手段８と、排気用送風機４を制御するか否かを設定するドレン排水処理設定手段９とを備えている。閾値温度設定手段８は、例えばボリュームスイッチで構成される。ドレン排水処理設定手段９は、例えばスライドスイッチやディップスイッチで構成される。

図４は、本発明の実施の形態２に係る熱交換換気装置１００の制御手段７の制御フローチャートである。
以下、図４を参照しながら、本実施の形態２の制御手段７の制御について説明する。

（ステップＳ１１〜Ｓ１２）
ステップＳ１１で、使用者が運転切替スイッチ（図示省略）により運転を要求すると、制御手段７は、給気用送風機３及び排気用送風機４の運転を開始させ、ステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２で、制御手段７は、運転開始からの経過時間をカウントし、Ｔａ分（例えば５５分）経過すると、ステップＳ１３に移行する。

（ステップＳ１３）
ステップＳ１３で、制御手段７は、外気温度が閾値温度（例えば１０℃）よりも低い合に（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ステップＳ１４に移行する。
一方、制御手段７は、外気温度が閾値温度（例えば１０℃）よりも高い場合に（ステップＳ１３でＮｏ）、ステップＳ１２で経過時間を再度カウントする。なお、閾値温度設定手段８を操作することで、上述の閾値温度は変更可能である。

（ステップＳ１４〜Ｓ１５）
ステップＳ１４において、制御手段７は、給気用送風機３が運転しているか否かを判定する。
制御手段７は、給気用送風機３が運転中であると判定すると（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、制御手段７は、排気用送風機４をＴｂ分（例えば５分）停止させ又は弱運転に切り替えて運転させ、Ｔｂ分経過後に通常運転に切り替えて運転させ、ステップＳ１２に移行する。
一方、制御手段７は、給気用送風機３の運転が停止していると判定すると（ステップＳ１４でＮｏ）、給気用送風機３の運転が開始されるまで、ステップＳ１４を繰り返す。

なお、ドレン排水処理設定手段９が有効となるように設定されているときは、図４の制御が行われるが、ドレン排水処理設定手段９が無効となるように設定されているときは、上述の制御が行われないため、通常運転が継続される。

以上のように、本実施の形態２に係る熱交換換気装置１００は、制御手段７が、排気用送風機４を停止させ又は排気用送風機４の風量を小さくして運転させているとき、給気用送風機３の運転を継続させる。このため、住宅の換気を停止することなく第１種換気を第２種換気に切替えて、換気を継続することができる。

また、本実施の形態２に係る熱交換換気装置１００は、閾値温度を変更する閾値温度設定手段８を備えている。このため、室内からの吸込空気を浴室から取っている場合等、空気中に含まれる絶対湿度量が増えて外気温度が比較的高くなり、ドレン水が発生した場合などにも対応することができる。

また、本実施の形態２に係る熱交換換気装置１００は、排気用送風機４を制御するか否かを設定するドレン排水処理設定手段９を備えている。このため、排気用送風機４を所定時間停止させ又は弱運転に切り替えて運転させる機能自体の有効及び無効を設定でき、必要な場合をより限定してこの機能を動作させることが可能となる。
したがって、例えば、温暖地域での使用や、浴室から室内の吸込みを取らずに熱交換を行う場合など、ドレン水が発生しない状況を考慮し、製品出荷時はドレン排水処理設定手段９を無効としておき、寒冷地での使用や、浴室から室内の吸込みを取ってドレン水による異常音が発生した物件のみ、ドレン排水処理設定手段９を有効に設定とすることで、異常音を改善することが可能となる。

なお、閾値温度設定手段８及びドレン排水処理設定手段９は、制御手段７とは別体として設けられていてもよい。

１本体、１ａ室外吸込口、１ｂ室内吹出口、１ｃ室内吸込口、１ｄ室外吹出口、２熱交換器、３給気用送風機、４排気用送風機、５ドレン配管接続口、６外気温度検知手段、７制御手段、８閾値温度設定手段、９ドレン排水処理設定手段、１００熱交換換気装置。

Claims

室外吸込口、室内吹出口、室内吸込口、及び室外吹出口が形成された本体と、
前記本体の内部に設けられる熱交換器と、
前記室外吸込口から前記熱交換器を介して前記室内吹出口に通じる給気風路上であって前記熱交換器よりも下流側に設けられた給気用送風機と、
前記室内吸込口から前記熱交換器を介して前記室外吹出口に通じる排気風路上であって前記熱交換器よりも下流側に設けられた排気用送風機と、
外気温度を検知する外気温度検知手段と、
前記外気温度検知手段の検知温度に基づいて、前記排気用送風機を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記外気温度検知手段による検知温度が閾値温度以下のとき、前記排気用送風機を停止させ又は前記排気用送風機の風量を小さくして運転させる
ことを特徴とする熱交換換気装置。
前記制御手段は、
前記排気用送風機を停止させ又は前記排気用送風機の風量を小さくして運転させているとき、前記給気用送風機の運転を継続させる
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換換気装置。
前記閾値温度を変更する閾値温度設定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の熱交換換気装置。
前記排気用送風機を制御するか否かを設定するドレン排水処理設定手段を備えた
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の熱交換換気装置。