JP2020085330A - 熱交換形換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換素子内部における結露に起因した視認性の低下を抑制可能な熱交換形換気装置を提供する。【解決手段】熱交換形換気装置１は、窓枠３と、室内側採光部１４と室外側採光部１５を有する採光部４と、室内側採光部１４と室外側採光部１５との間において重畳して配置される熱交換素子５を備える。窓枠３は、室内空気を取り込む排気流入口８と、室内空気を吹き出す排気流出口９と、室外空気を取り込む給気流入口１０と、室外空気を吹き出す給気流出口１１を有する。熱交換素子５は、伝熱板１６と、室内側採光部１４と伝熱板１６との間に設けられた排気風路１７と、伝熱板１６と室外側採光部１５との間に設けられた給気風路１８を有する。伝熱板１６は、排気風路１７を流通する室内空気６と、給気風路１８を流通する室外空気７との間で熱交換を行う。伝熱板１６には、通電することで発熱する透光性導電層２２が形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、熱交換形換気装置に関し、特に窓に設置されて室内を換気する窓用の熱交換形換気装置に関するものである。

近年、地球温暖化にともなって住宅の空調負荷を削減する要求が高まっており、優れた省エネ性と施工性を併せ持つ熱交換形換気装置が求められている。こうした熱交換形換気装置として、例えば、窓に設置して室内の換気を行う窓用の熱交換形換気装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、従来の熱交換形換気装置１０１について、図７、図８を参照しながら説明する。図７は、従来の熱交換形換気装置１０１の設置例を示す概略斜視図である。図８は、従来の熱交換形換気装置１０１の構成を示す概略斜視図である。

図７に示すように、熱交換形換気装置１０１は窓枠１０２に埋設されている。また、図８に示すように、熱交換形換気装置１０１は、室内空気を取り込む排気流入口１０３と室内空気を吹き出す排気流出口１０４とを連通する排気風路内に熱交換素子１０５と排気送風機１０６とを備えている。また、熱交換形換気装置１０１は、室外空気を取り込む給気流入口１０７と室外空気を吹き出す給気流出口１０８とを連通する給気風路内に熱交換素子１０５と給気送風機１０９とを備えている。排気送風機１０６と給気送風機１０９とを運転することにより、熱交換素子１０５の内部で、排気流（室内空気）と給気流（室外空気）とが熱交換されるようになっている。

特表２０１３−５２５７３３号公報

しかしながら、従来の熱交換形換気装置１０１は、窓枠１０２の内部に、排気流と給気流と熱交換する熱交換素子１０５が存在するため、熱交換に必要な面積が窓枠部分に制限される。このため、特に冬季の場合、従来の熱交換形換気装置１０１では、十分な熱交換ができずに、室内への吹き出し温度が低下し、快適性が損なうという課題があった。そこで、こうした課題に対応するため、我々は、窓枠の内側に配置される採光部に光透過性のある熱交換素子を重畳させて配置する熱交換形換気装置の検討を行っている。

一般的に、従来の熱交換形換気装置１０１を含む熱交換形換気装置では、冬季など外気の温度が低い場合に、熱交換素子の内部の排気風路のうち、給気流入口に近い部分で温度が低下し、熱交換素子の排気風路内に結露が生じることがある。このため、採光部に熱交換素子を重畳させて配置する熱交換形換気装置では、熱交換素子の排気風路内に結露が生じることによって、窓としての視認性が低下するという新たな課題が生じることが懸念される。

そこで本発明は、上記課題を解決するものであり、熱交換素子内部における結露に起因した視認性の低下を抑制することが可能な熱交換形換気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、本発明に係る熱交換形換気装置は、窓枠と、窓枠の内側に設けられ、室内側に位置する室内側採光部と室外側に位置する室外側採光部とを有する採光部と、室内側採光部と室外側採光部との間において、採光部と重畳して配置される熱交換素子と、を備える。窓枠は、室内側に設けられ、室内空気を取り込む排気流入口と、室外側に設けられ、室内空気を吹き出す排気流出口と、室外側に設けられ、室外空気を取り込む給気流入口と、室内側に設けられ、室外空気を吹き出す給気流出口と、排気流入口から排気流出口へと室内空気を送風する排気送風機と、給気流入口から給気流出口へと室外空気を送風する給気送風機と、を有する。熱交換素子は、光透過性のある伝熱板と、室内側採光部と伝熱板との間に設けられ、排気流入口と排気流出口とを連通する排気風路と、伝熱板と室外側採光部との間に設けられ、給気流入口と給気流出口とを連通する給気風路と、を有する。伝熱板は、排気風路を流通する室内空気と、給気風路を流通する室外空気との間で熱交換を行う。伝熱板には、通電することで発熱する透光性導電層が形成されている。

本発明に係る熱交換形換気装置によれば、熱交換素子内部における結露に起因した視認性の低下を抑制することが可能な熱交換形換気装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換形換気装置の設置例を示す概略正面図である。 図２は、同熱交換形換気装置の室内側から見た概略斜視図である。 図３は、同熱交換形換気装置の室外側から見た概略斜視図である。 図４は、同熱交換形換気装置の概略断面図である。 図５は、同熱交換形換気装置における透光性導電層への通電を制御する制御部の構成を示すブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る熱交換形換気装置に用いる伝熱板の構成を示す拡大断面図である。 図７は、従来の熱交換形換気装置の設置例を示す概略斜視図である。 図８は、従来の熱交換形換気装置の構成を示す概略斜視図である。

本発明に係る熱交換形換気装置は、窓枠と、窓枠の内側に設けられ、室内側に位置する室内側採光部と室外側に位置する室外側採光部とを有する採光部と、室内側採光部と室外側採光部との間において、採光部と重畳して配置される熱交換素子と、を備える。窓枠は、室内側に設けられ、室内空気を取り込む排気流入口と、室外側に設けられ、室内空気を吹き出す排気流出口と、室外側に設けられ、室外空気を取り込む給気流入口と、室内側に設けられ、室外空気を吹き出す給気流出口と、排気流入口から排気流出口へと室内空気を送風する排気送風機と、給気流入口から給気流出口へと室外空気を送風する給気送風機と、を有する。熱交換素子は、光透過性のある伝熱板と、室内側採光部と伝熱板との間に設けられ、排気流入口と排気流出口とを連通する排気風路と、伝熱板と室外側採光部との間に設けられ、給気流入口と給気流出口とを連通する給気風路と、を有する。伝熱板は、排気風路を流通する室内空気と、給気風路を流通する室外空気との間で熱交換を行う。伝熱板には、通電することで発熱する透光性導電層が形成されている。

こうした構成によれば、伝熱板に形成された透光性導電層が発熱することによって、伝熱板表面が加熱され、排気風路内での結露の発生を抑制することができる。また、排気風路内の伝熱板表面に結露が発生した場合であっても、伝熱板表面から結露水を除去することができる。これにより、熱交換素子を透過する光の乱反射を抑制することができる。この結果、冬季など室外空気の温度が低い場合に、熱交換素子の内部（排気風路内の伝熱板表面）での結露に起因した視認性の低下を抑制することが可能な熱交換形換気装置とすることができる。

また、透光性導電層は、排気風路側の伝熱板の表面側に形成されていることが好ましい。このようにすることで、結露が発生しやすい排気風路内で透光性導電層が発熱するので、排気風路内の伝熱板表面での結露に起因した視認性の低下を効果的に抑制することができる。

また、排気風路内での結露の発生を判定する判定部と、透光性導電層への通電を制御する制御部と、をさらに備え、制御部は、判定部において結露が発生する判定した場合に、透光性導電層への通電を行うように制御することが好ましい。

このようにすることで、排気風路内の伝熱板表面での結露の発生に起因した視認性の低下を抑制する際、制御部によって透光性導電層への通電を効率よく行うことができ、結露の発生に関係なく透光性導電層への通電を行う場合に比べて省エネルギーで実現することができる。

また、排気風路側の伝熱板の最表面には、親水性を有し、光透過性のある保護層が形成され、保護層は、光によって親水基を生成する光触媒を含んで形成されていることが好ましい。このようにすることで、排気風路側の伝熱板の表面に形成する親水性の保護層によって、排気風路内の伝熱板表面では、伝熱板表面に発生する結露水が水玉（水滴）にはならずに、伝熱板表面に薄く拡がった状態となる。これにより、透光性導電層からの熱が結露水に伝わりやすくなり、伝熱板表面から結露水をさらに効果的に除去することができる。

また、室外側採光部は、中空層を介して対向する一対の採光板で構成してもよい。こうした構成によれば、中空層を介して対向する一対の採光板で構成された室外側採光部によって、室外から熱交換素子（給気風路を流通する室外空気）への熱伝達を抑制することができる。すなわち、給気風路を流通する室外空気（室内空気と熱交換して温度が上昇した室外空気）の温度低下が抑えられ、排気風路を流通する室内空気の温度を上昇させることができる。この結果、伝熱板表面での結露の発生が抑制され、視認性の低下をさらに抑制することができる。

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）
まず、図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態１に係る熱交換形換気装置１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換形換気装置１の設置例を示す概略正面図である。図２は、熱交換形換気装置１の室内側から見た概略斜視図である。図３は、熱交換形換気装置１の室外側から見た概略斜視図である。図４は、熱交換形換気装置１の概略断面図である。なお、図１は、家の室内側からみた状態である。以下の説明では、室内側からみた状態において、左右（左側、右側）を規定して説明する。

熱交換形換気装置１は、図１に示すように、家の壁面２に窓として設置されている。熱交換形換気装置１は、外径が矩形状である窓枠３と、窓枠３の内側に設けられた採光部４と、採光部４と重畳して設けられた光透過性のある熱交換素子５と、を有している。熱交換形換気装置１は、動作することによって、家の室内の空気（以下、室内空気６）と室外の空気（以下、室外空気７）との間で熱交換しつつ換気を行う。

窓枠３は、図１に示すように、外径が矩形状であり、上側にある上辺部３ａと、上辺部３ａと対となる下側にある下辺部３ｂと、左側にある左辺部３ｃと、左辺部３ｃと対となる右側にある右辺部３ｄとで構成されている。窓枠３は、上辺部３ａの左右両端で左辺部３ｃの上端および右辺部３ｄの上端と連結し、下辺部３ｂの左右両端で左辺部３ｃの下端および右辺部３ｄの下端とを連結している。ここで、窓枠３の内側には、外の光を室内に取り入れるための採光部４および熱交換素子５が設けられている。

窓枠３の材質は、一般的に金属または樹脂が用いられる。金属としては、軽量なアルミなどを用いることがよく、樹脂としては、剛性の高い塩化ビニルやポリカーボネートなどが用いられる。室外からの熱の侵入を防ぐためには、金属と比較して熱伝導性の低い樹脂を用いることが好ましい。

窓枠３は、中空部材で構成されている。窓枠３の室内側の上辺部３ａには、図２に示すように、室内空気６を取り込むための排気流入口８と、室外空気７を吹き出すための給気流出口１１とが形成されている。一方、窓枠３の室外側の下辺部３ｂには、図３に示すように、室内空気６を吹き出すための排気流出口９と、室外空気７を取り込むための給気流入口１０とが形成されている。なお、図示していないが、排気流入口８（あるいは排気流入口８の近傍の排気風路１７）には排気フィルタが取り付けられ、給気流入口１０（あるいは給気流入口１０の近傍の給気風路１８）には給気フィルタが取り付けられている。

また、窓枠３の室内側の上辺部３ａに設けた給気流出口１１は、給気流出口１１から吹き出される室外空気７が採光部４（後述する室内側採光部１４）の室内側表面に沿って窓枠３の下辺部３ｂ側に流れるように、その吹き出し方向が調整されている。

また、窓枠３の上辺部３ａの内部には、図４に示すように、排気流入口８から排気流出口９へと室内空気６を送風するための排気送風機１２が設置されている。一方、窓枠３の下辺部３ｂの内部には、給気流入口１０から給気流出口１１へと室外空気７を送風するための給気送風機１３が設置されている。ここで、排気送風機１２および給気送風機１３に用いる送風機としては、例えば、クロスフローファンあるいは小型のブロアファンが挙げられる。

また、窓枠３の上辺部３ａの内部には、図４に示すように、排気流入口８から取り込まれた直後の室内空気６の温度と湿度を感知する温湿度センサ２３が設置されている。一方、窓枠３の下辺部３ｂの内部には、給気流入口１０から取り込まれた直後の室外空気７の温度を感知する温度センサ２４が取り付けられている。なお、温湿度センサ２３および温度センサ２４は、後述する制御部２５に対して取得したそれぞれの情報を出力する。

採光部４（および熱交換素子５）は、図１〜図３に示すように、上辺部３ａ、下辺部３ｂ、左辺部３ｃ、右辺部３ｄの窓枠３に固定されて、配置されている。採光部４は、光を透過する材質で構成されており、一般的に硝子材料、強化プラスチック等の材料で構成されている。詳細は後述するが、熱交換素子５もまた光透過性のある材料で構成されている。

採光部４は、図４に示すように、熱交換素子５と重畳して構成されている。具体的には、採光部４は、熱交換素子５よりも室内側に位置する室内側採光部１４と、熱交換素子５よりも室外側に位置する室外側採光部１５とを有している。そして、採光部４は、室内側採光部１４と室外側採光部１５との間において熱交換素子５を重畳するように構成されている。つまり、採光部４が熱交換素子５と重畳する構成とは、室内側から室外側に向かって、室内側採光部１４、熱交換素子５、室外側採光部１５の順に各部材が積み重なって配置された状態を示す。

室内側採光部１４は、第１中空層１４ａを介して対向する一対の第１採光板１４ｂで構成されている。ここで、第１中空層１４ａは、一対の第１採光板１４ｂの間に第１スペーサ部材１４ｃを挟み込むことで形成されている。また、第１中空層１４ａには乾燥した空気あるいはアルゴン等の低熱伝導性ガスが封入され、第１中空層１４ａは断熱層として機能する。

一方、室外側採光部１５は、第２中空層１５ａを介して対向する一対の第２採光板１５ｂで構成されている。ここで、第２中空層１５ａは、一対の第２採光板１５ｂの間に第２スペーサ部材１５ｃを挟み込むことで形成されている。また、第２中空層１５ａには乾燥した空気あるいはアルゴン等の低熱伝導性ガスが封入され、第２中空層１５ａは断熱層として機能する。なお、本実施の形態では、室内側採光部１４と室外側採光部１５とは同一材料、同一構造としている。

熱交換素子５は、図４に示すように、室内側採光部１４と室外側採光部１５との間において採光部４と重畳するように配置されている。具体的には、熱交換素子５は、光透過性のある伝熱板１６と、排気風路１７と、給気風路１８とを有して構成されている。なお、熱交換素子５の熱交面積（熱交換可能な面積）は、図１〜図４に示すように、採光部４の採光面積と同程度またはそれ以上としている。

伝熱板１６は、室内側採光部１４と室外側採光部１５との間に設けられ、排気風路１７を流通する室内空気６と、給気風路１８を流通する室外空気７との間で熱交換を行う。伝熱板１６の材質は、光透過性を有し、且つ、熱交換するために熱のみを伝える素材、例えばポリプロピレン、ポリカーボネートといった樹脂あるいは従来の窓に設置されるガラス材などが用いられる。あるいは、伝熱板１６の材質として、光透過性を有し、且つ、熱と湿度とをともに伝える素材、例えばポリウレタンといった樹脂を用いてもよい。

本実施の形態では、伝熱板１６の排気風路１７側の表面の全面には、通電することで発熱する透光性導電層２２が形成されている。透光性導電層２２は、例えば、酸化スズ、酸化インジウム等の透明導電性酸化物からなる薄膜の他、可視光吸収が少ない銀等を使用したＬｏｗ−Ｅ（Ｌｏｗ Ｅｍｉｓｓｉｖｅ）コーティングを用いることができる。

透光性導電層２２は、電源（例えば、排気送風機１２および給気送風機１３を駆動するための外部電源）から電力を印加するための一対の給電端子（図示せず）が形成されている。透光性導電層２２は、一対の給電端子に通電することで発熱する。なお、透光性導電層２２への通電の制御方法については、後述する。

排気風路１７は、室内側採光部１４と伝熱板１６との間に設けられ、排気流入口８と排気流出口９とを連通している風路である。排気風路１７は、排気風路１７を流通する室内空気６が窓枠３の上辺部３ａから窓枠３の下辺部３ｂに向かって流れるように構成されている。一方、給気風路１８は、伝熱板１６と室外側採光部１５との間に設けられ、給気流入口１０と給気流出口１１とを連通している風路である。給気風路１８は、給気風路１８を流通する室外空気７が窓枠３の下辺部３ｂから窓枠３の上辺部３ａに向かって流れるように構成されている。つまり、排気風路１７を流通する室内空気６の空気流れ方向と給気風路１８を流通する室外空気７の空気流れ方向とは互いに対向している。

次に、熱交換形換気装置１における熱交換換気について、図４を参照して説明する。

熱交換形換気装置１は、熱交換換気を行う場合には、熱交換素子５の排気送風機１２および給気送風機１３を動作させる。

熱交換素子５は、図４に示すように、窓枠３の上辺部３ａ内に設けた排気送風機１２を駆動することで、室内側の上辺部３ａに設けた排気流入口８から室内空気６を吸い込み、排気送風機１２を経由して、熱交換素子５の排気風路１７を流通し、窓枠３の室外側の下辺部３ｂに設けた排気流出口９から室内空気６を室外へと排出する。

一方、熱交換素子５は、窓枠３の下辺部３ｂ内に設けた給気送風機１３を駆動することで、室外側の下辺部３ｂに設けた給気流入口１０から室外空気７を吸い込み、給気送風機１３を経由して、熱交換素子５の給気風路１８を流通し、室内側の上辺部３ａに設けた給気流出口１１から室外空気７を室内へと取り入れる。

熱交換素子５は、排気風路１７を流通する室内空気６（排気流）と、給気風路１８を流通する室外空気７（給気流）との間で伝熱板１６を介して熱交換を行う。これにより、熱交換素子５は、換気を行う際に、室外に放出する室内空気６の熱を室内に取り入れる室外空気７へと伝達し、不要な熱の放出を抑制し、室内に熱を回収している。

次に、排気風路１７側の伝熱板１６の表面側に形成した透光性導電層２２への通電の制御方法について、図５を参照して説明する。図５は、熱交換形換気装置１における透光性導電層２２への通電を制御する制御部２５の構成を示すブロック図である。

図５に示すように、透光性導電層２２への通電を制御する制御部２５は、入力部２５ａと、記憶部２５ｂと、判定部２５ｃと、出力部２５ｄと、を備える。なお、図４では図示はしていないが、制御部２５は、窓枠３の内部（例えば、上辺部３ａの内部）に設置されている。

入力部２５ａは、温湿度センサ２３からの室内空気６の温度と湿度に関する第１情報を受け付ける。入力部２５ａは、受け付けた第１情報を判定部２５ｃに出力する。また、入力部２５ａは、温度センサ２４からの室外空気７の温度に関する第２情報を受け付ける。入力部２５ａは、受け付けた第２情報を判定部２５ｃに出力する。

記憶部２５ｂは、熱交換素子５に関する第３情報を記憶する。第３情報は、排気風路１７の長さ、給気風路１８の長さ、排気流と給気流との間での熱交換効率、ユーザによって設定された風量、等に関する情報である。記憶部２５ｂは、記憶した第３情報を判定部２５ｃに出力する。

判定部２５ｃは、入力部２５ａからの第１情報と第２情報とを受け付けるとともに、記憶部２５ｂからの第３情報を受け付ける。判定部２５ｃは、受け付けた第１〜第３情報を用いて、室内空気６の露点を算出するとともに、排気風路１７内での室内空気６の温度分布（熱交換によって低下していく温度）を推定する。そして、判定部２５ｃは、排気風路１７内での結露の発生の有無を判定する。判定部２５ｃは、結露の発生に関する判定情報を出力部２５ｄに出力する。

出力部２５ｄは、判定部２５ｃからの判定情報を受け付ける。出力部２５ｄは、受け付けた判定情報に基づいて、透光性導電層２２に対して電力を印加するように制御する。

以上のようにして、制御部２５は、透光性導電層２２への通電の制御を行っている。これにより、透光性導電層２２への通電は、排気風路１７内に結露の発生がする場合（あるいは結露の発生が見込まれる場合）に限定して実行されることになる。

以上、本実施の形態１に係る熱交換形換気装置１によれば、以下の効果を享受することができる。

（１）熱交換形換気装置１は、伝熱板１６に通電することで発熱する透光性導電層２２が設けられている。このため、伝熱板１６に形成された透光性導電層２２が発熱することによって、伝熱板１６の表面が加熱され、排気風路１７内での結露の発生を抑制することができる。また、排気風路１７内の伝熱板１６の表面に結露が発生した場合であっても、伝熱板１６の表面から結露水を除去することができる。これにより、熱交換形換気装置１では、熱交換素子５を透過する光の乱反射（結露水に起因した光の乱反射）を抑制することができる。この結果、冬季など室外空気７の温度が低い場合に、熱交換素子５の内部（排気風路１７内の伝熱板１６表面）での結露に起因した視認性の低下を抑制することが可能な熱交換形換気装置１とすることができる。

（２）透光性導電層２２は、排気風路１７側の伝熱板１６の表面側に形成されている。このため、結露が発生しやすい排気風路１７内で透光性導電層２２が発熱するので、排気風路１７内の伝熱板１６の表面での結露に起因した視認性の低下を効果的に抑制することができる。

（３）熱交換形換気装置１は、制御部２５によって透光性導電層２２への通電を制御するように構成されている。このため、排気風路１７内の伝熱板１６の表面での結露の発生に起因した視認性の低下を抑制する際、制御部２５によって透光性導電層２２への通電を効率よく行うことができ、結露の発生に関係なく透光性導電層２２への通電を行う場合に比べて省エネルギーで実現することができる。

（４）室外側採光部１５は、第２中空層１５ａを介して対向する一対の第２採光板１５ｂで構成されている。このため、室外側採光部１５によって、室外から熱交換素子５（給気風路１８を流通する室外空気７）への熱伝達を抑制することができる。すなわち、冬季の場合には、給気風路１８を流通する室外空気７（室内空気６と熱交換して温度が上昇した室外空気７）の温度が、室外側採光部１５の室外側の室外空気７によって低下することが抑えられるので、結果として排気風路１７を流通する室内空気６の温度を上昇させることができる。この結果、排気風路１７内の伝熱板１６の表面での結露の発生が抑制され、視認性の低下がさらに抑制された熱交換形換気装置１とすることができる。

一方、夏季の場合には、給気風路１８を流通する室外空気７（室内空気６と熱交換して温度が上昇した室外空気７）の温度が、室外側採光部１５の室外側の室外空気７によってさらに上昇することが抑えられる。このため、室外空気７を室内に導入した際に生じる室内温度の上昇を抑制することができる。この結果、熱交換形換気装置１は、室外空気７の導入に伴う室内温度の上昇を補うための室内冷房の負荷を軽減することができる。

（５）熱交換形換気装置１は、採光部４に重畳した熱交換素子５を備える。このため、太陽光（日光）の輻射熱によって熱交換素子５の伝熱板１６の表面温度が上昇し、給気風路１８を流通する室外空気７の温度を上昇させることができる。この結果、上記（４）と同様、排気風路１７内の伝熱板１６の表面での結露の発生が抑制され、視認性の低下がさらに抑制された熱交換形換気装置１とすることができる。

（６）熱交換形換気装置１は、採光部４に重畳した熱交換素子５を備える。このため、冬季など室外空気７の温度が低い場合、室外空気７が給気風路１８を流通する際に太陽光（日光）の輻射熱によって加熱されるので、室外空気７を室内に導入した際に生じる室内温度の低下を抑制することができる。この結果、熱交換形換気装置１は、室外空気７の導入に伴う室内温度の低下を補うための室内暖房の負荷を軽減することができる。

（７）熱交換形換気装置１は、排気流入口８に排気フィルタが設置されるとともに、給気流入口１０に給気フィルタが設置されている。このため、室内空間および室外空間の埃などの固形物が熱交換素子５へ流入するのを防止することができる。この結果、熱交換素子５の内部に固形物が詰まり、固形物が通風抵抗となることで排気風量および給気風量が減少するのを防止するとともに、伝熱板１６の表面に付着する汚れを防止することができ、窓としての採光機能（または視認性）の低下を抑制することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る熱交換形換気装置１は、排気風路１７内の伝熱板１６の最表面（透光性導電層２２の表面）に親水性を有する保護層２１を設けている点で実施の形態１と異なる。これ以外の熱交換形換気装置１の構成は、実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１で説明済みの内容は再度の説明を適宜省略し、実施の形態１と異なる点を主に説明する。

本発明の実施の形態２に係る熱交換形換気装置１について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る熱交換形換気装置１に用いた伝熱板１６の構成を示す拡大断面図である。

図６に示すように、本実施の形態２に係る熱交換形換気装置１に用いた伝熱板１６は、排気風路１７側の伝熱板１６の表面に設けられた透光性導電層２２と、排気風路１７側の透光性導電層２２の表面に設けられた親水性を有する保護層２１とを積層して構成される。つまり、保護層２１は、排気風路１７側の伝熱板１６の最表面に形成されている。

保護層２１は、親水性を有し、光透過性のある薄膜で構成されている。保護層２１は、例えば、光触媒活性を有する粒子が分散されたシリコン酸化物層である。ここで、光触媒活性を有する粒子とは、光（例えば、紫外線）の照射によって親水基（水酸基）を生成する光触媒の粒子である。光触媒としては、例えば、酸化チタン、酸化タングステン等が用いられる。なお、「親水性を有する」とは、少なくとも水との接触角が１０°程度以下となっている状態を示す。

本実施の形態２に係る熱交換素子５は、このように積層された伝熱板１６を介して、排気風路１７を流通する室内空気６（排気流）と、給気風路１８を流通する室外空気７（給気流）との間で熱交換を行う。

以上、本実施の形態２に係る熱交換形換気装置１によれば、以下の効果を享受することができる。

（８）熱交換形換気装置１は、排気風路１７側の伝熱板１６の最表面に、親水性を有し、光透過性のある保護層２１が設けられている。このため、親水性の保護層２１によって、排気風路１７内の伝熱板１６の表面では、伝熱板１６の表面に発生する結露水が水玉（水滴）にはならずに、伝熱板１６の表面に薄く拡がった状態となる。これにより、透光性導電層２２からの熱が結露水に伝わりやすくなり、伝熱板１６の表面から結露水をさらに効果的に除去することができる。

（９）保護層２１は、光によって親水基（水酸基）を生成する光触媒を含んで形成されている。このため、熱交換素子５に入射する光および空気中の水分によって光触媒表面に親水基（水酸基）が新たに生成するので、保護層２１の親水性効果の持続性を高めることができる。

以上、本発明に関して実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施の形態では、排気風路１７側の伝熱板１６の表面側に透光性導電層２２を設ける構成としたが、これに限られない。例えば、給気風路１８側の伝熱板１６の表面に透光性導電層２２を設ける構成としてもよい。こうした構成によっても、伝熱板１６が加熱されるので、排気風路１７内の伝熱板１６の表面での結露の発生を抑制することができる。また、透光性導電層２２の発熱によって給気風路１８を流通する室外空気７の温度を上昇させることができるので、排気風路１７内の伝熱板１６の表面での結露の発生をさらに抑制することができる。

本実施の形態では、採光部４として、第１中空層１４ａを有する室内側採光部１４と第２中空層１５ａを有する室外側採光部１５とからなる構成としたが、これに限られない。例えば、採光部４として、中空層を有さない室内側採光部１４（例えば、単体の第１採光板１４ｂのみ）と第２中空層１５ａを有する室外側採光部１５とからなる構成にしてもよい。

本実施の形態では、排気風路１７側の伝熱板１６の表面に親水性の保護層２１を設けた構成としたが、これに限られない。例えば、伝熱板１６の表面とともに、排気風路１７側の室内側採光部１４の表面にも親水性の保護層２１を設ける構成としてもよい。これにより、熱交換形換気装置１では、排気風路１７内の室内側採光部１４の表面での結露に起因した視認性の低下を抑制することができる。

本実施の形態では、排気流入口８（あるいは排気流入口８の近傍の排気風路１７）に排気フィルタを取り付けるとともに、給気流入口１０（あるいは給気流入口１０の近傍の給気風路１８）に給気フィルタを取り付ける構成としたが、これに限られない。例えば、室外空間には室内空間よりも花粉あるいは埃などの固形物が多く存在しているため、給気流入口１０側のみに給気フィルタを取り付ける構成としてもよい。これにより、少なくとも排気風路１７よりも固形物が詰まりやすい給気風路１８への固形物の流入（給気風路１８の給気風量の減少）を防止することができる。

本発明に係る熱交換形換気装置は、室内空気と室外空気との間での熱交換を可能とする熱交換形換気装置として有用である。主に建物の窓に用いられることで効果を奏する。

１ 熱交換形換気装置
２ 家の壁面
３ 窓枠
３ａ 上辺部
３ｂ 下辺部
３ｃ 左辺部
３ｄ 右辺部
４ 採光部
５ 熱交換素子
６ 室内空気
７ 室外空気
８ 排気流入口
９ 排気流出口
１０ 給気流入口
１１ 給気流出口
１２ 排気送風機
１３ 給気送風機
１４ 室内側採光部
１４ａ 第１中空層
１４ｂ 第１採光板
１４ｃ 第１スペーサ部材
１５ 室外側採光部
１５ａ 第２中空層
１５ｂ 第２採光板
１５ｃ 第２スペーサ部材
１６ 伝熱板
１７ 排気風路
１８ 給気風路
２２ 透光性導電層
２３ 温湿度センサ
２４ 温度センサ
２５ 制御部
２５ａ 入力部
２５ｂ 記憶部
２５ｃ 判定部
２５ｄ 出力部
１０１ 熱交換形換気装置
１０２ 窓枠
１０３ 排気流入口
１０４ 排気流出口
１０５ 熱交換素子
１０６ 排気送風機
１０７ 給気流入口
１０８ 給気流出口
１０９ 給気送風機

Claims (5)

1. 窓枠と、
   前記窓枠の内側に設けられ、室内側に位置する室内側採光部と室外側に位置する室外側採光部とを有する採光部と、
   前記室内側採光部と前記室外側採光部との間において、前記採光部と重畳して配置される熱交換素子と、を備え、
   前記窓枠は、前記室内側に設けられ、室内空気を取り込む排気流入口と、前記室外側に設けられ、前記室内空気を吹き出す排気流出口と、前記室外側に設けられ、室外空気を取り込む給気流入口と、前記室内側に設けられ、前記室外空気を吹き出す給気流出口と、前記排気流入口から前記排気流出口へと前記室内空気を送風する排気送風機と、前記給気流入口から前記給気流出口へと前記室外空気を送風する給気送風機と、を有し、
   前記熱交換素子は、光透過性のある伝熱板と、前記室内側採光部と前記伝熱板との間に設けられ、前記排気流入口と前記排気流出口とを連通する排気風路と、前記伝熱板と前記室外側採光部との間に設けられ、前記給気流入口と前記給気流出口とを連通する給気風路と、を有し、
   前記伝熱板は、前記排気風路を流通する前記室内空気と、前記給気風路を流通する前記室外空気との間で熱交換を行い、
   前記伝熱板には、通電することで発熱する透光性導電層が形成されていることを特徴とする熱交換形換気装置。
2. 前記透光性導電層は、前記排気風路側の前記伝熱板の表面側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換形換気装置。
3. 前記排気風路内での結露の発生を判定する判定部と、
   前記透光性導電層への通電を制御する制御部と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記判定部において結露が発生する判定した場合に、前記透光性導電層への通電を行うように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換形換気装置。
4. 前記排気風路側の前記伝熱板の最表面には、親水性を有し、光透過性のある保護層が形成され、
   前記保護層は、光によって親水基を生成する光触媒を含んで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換形換気装置。
5. 前記室外側採光部は、中空層を介して対向する一対の採光板で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換形換気装置。

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