JP2020148382A - Heat exchange type ventilation device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a heat exchange type ventilator, and more particularly to a heat exchange type ventilator for a window which is installed in a window to ventilate a room.
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)。 In recent years, there has been an increasing demand for reducing the air-conditioning load on houses due to global warming, and there is a demand for heat exchange type ventilation devices having both excellent energy saving and workability. As such a heat exchange type ventilation device, for example, a heat exchange type ventilation device for a window which is installed in a window to ventilate a room is known (see, for example, Patent Document 1).
以下、従来の熱交換形換気装置101について、図12、図13を参照しながら説明する。図12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13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。
Hereinafter, the conventional heat
図12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13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。
As shown in FIG. 12, the heat
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、排気流と給気流とを熱交換する熱交換素子105が存在するので、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、快適性が損なわれるという課題があった。一方、十分な熱交換を行うために窓枠102を大型化する場合には、窓としての採光面積が小さくなるという課題が生じることが懸念される。
However, in the conventional heat exchange
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、窓枠を小型化しつつ、快適性を向上可能な熱交換形換気装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchange type ventilation device capable of improving comfort while reducing the size of a window frame.
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、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に挟まれる位置において採光部と並設され、室内側より取り込んで室外側へ排気される室内空気と、室外側より取り込んで室内側へ給気される室外空気との間で熱交換を行う熱交換部とを有して構成される熱交換形換気セルを複数備える。複数の熱交換形換気セルは、窓枠の内側において、熱交換形換気セルの風路が第一方向に沿って直列に連通して構成されている。 Then, in order to achieve this object, the heat exchange type ventilation device according to the present invention has a daylighting unit having an indoor daylighting unit located on the indoor side and an outdoor daylighting unit located on the outdoor side, and an indoor daylighting unit. The indoor air, which is installed side by side with the lighting unit at the position sandwiched between the unit and the outdoor lighting unit, is taken in from the indoor side and exhausted to the outdoor side, and the outdoor air taken in from the outdoor side and supplied to the indoor side. A plurality of heat exchange type ventilation cells configured to include a heat exchange unit that exchanges heat between them are provided. The plurality of heat exchange type ventilation cells are configured such that the air passages of the heat exchange type ventilation cells communicate in series along the first direction inside the window frame.
本発明によれば、窓枠を小型化しつつ、快適性を向上可能な熱交換形換気装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat exchange type ventilation device capable of improving comfort while reducing the size of the window frame.
本発明に係る熱交換形換気装置は、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に挟まれる位置において採光部と並設され、室内側より取り込んで室外側へ排気される室内空気と、室外側より取り込んで室内側へ給気される室外空気との間で熱交換を行う熱交換部とを有して構成される熱交換形換気セルを複数備える。複数の熱交換形換気セルは、窓枠の内側において、熱交換形換気セルの風路が第一方向に沿って直列に連通して構成されている。 The heat exchange type ventilation device according to the present invention is sandwiched between a lighting unit having an indoor side lighting unit located on the indoor side and an outdoor lighting unit located on the outdoor side, and an indoor side lighting unit and an outdoor lighting unit. A heat exchange unit that is installed side by side with the daylighting unit at the position and exchanges heat between the indoor air that is taken in from the indoor side and exhausted to the outdoor side and the outdoor air that is taken in from the outdoor side and supplied to the indoor side. It is provided with a plurality of heat exchange type ventilation cells configured by the above. The plurality of heat exchange type ventilation cells are configured such that the air passages of the heat exchange type ventilation cells communicate in series along the first direction inside the window frame.
こうした構成によれば、従来の窓枠に熱交換素子を設けた場合と比べ、熱交換が行われる面積を大型化することが可能となり、熱交換効率を向上させることができる。よって、熱交換形換気装置は、換気の際に室内を快適な温度に保つことができ、快適性を向上させることができる。また、採光部に熱交換部を並設することで、従来窓枠に埋設されていた熱交換素子が不要となり、窓枠の小型化が可能となる。この結果、窓枠を小型化しつつ、快適性を向上可能な熱交換形換気装置を提供できる。さらには、熱交換形換気セルを複数連結して熱交換形換気装置を構成するので、熱交換形換気セル単体を大型化して熱交換形換気装置を構成する場合に比べて、装置の大型化も容易に実現できる。 According to such a configuration, it is possible to increase the area where heat exchange is performed and improve the heat exchange efficiency as compared with the case where the heat exchange element is provided in the conventional window frame. Therefore, the heat exchange type ventilation device can keep the room at a comfortable temperature during ventilation, and can improve the comfort. Further, by arranging the heat exchange unit in parallel with the lighting unit, the heat exchange element conventionally embedded in the window frame becomes unnecessary, and the window frame can be miniaturized. As a result, it is possible to provide a heat exchange type ventilation device capable of improving comfort while reducing the size of the window frame. Furthermore, since a plurality of heat exchange type ventilation cells are connected to form a heat exchange type ventilation device, the size of the device is larger than when the heat exchange type ventilation cell is enlarged to form a heat exchange type ventilation device. Can be easily realized.
また、本発明に係る熱交換形換気装置では、第一方向に沿って直列に連通して構成された複数の熱交換形換気セルからなる熱交換形換気セル群を複数備える。そして、複数の熱交換形換気セル群は、第一方向と直交する第二方向に沿って並列に設けられている。このようにすることで、熱交換形換気装置の大型化を第二方向にも容易に実現できる。 Further, the heat exchange type ventilation device according to the present invention includes a plurality of heat exchange type ventilation cell groups including a plurality of heat exchange type ventilation cells configured to communicate in series along the first direction. A plurality of heat exchange type ventilation cell groups are provided in parallel along the second direction orthogonal to the first direction. By doing so, it is possible to easily realize an increase in the size of the heat exchange type ventilation device in the second direction as well.
また、本発明に係る熱交換形換気装置では、第一方向に沿って直列に連通して構成された複数の熱交換形換気セルは、室内側の風路が排気風路で構成され、室外側の風路が給気風路で構成されている。このようにすることで、給気風路に流れる室外空気によって室内空気が冷却されるのを抑制することができる。つまり、室内側採光部の室内側の室内空気の温度が低下することによって生じる結露(室内側採光部の室内側表面での結露)を抑制することができる。 Further, in the heat exchange type ventilation device according to the present invention, in the plurality of heat exchange type ventilation cells configured by communicating in series along the first direction, the air passage on the indoor side is composed of the exhaust air passage, and the room The outer air passage is composed of the air supply air passage. By doing so, it is possible to prevent the indoor air from being cooled by the outdoor air flowing through the air supply air passage. That is, it is possible to suppress dew condensation caused by a decrease in the temperature of the indoor air on the indoor side of the indoor lighting unit (condensation on the indoor surface of the indoor lighting unit).
また、本発明に係る熱交換形換気装置では、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。そして、排気風路は、排気流入口と排気流出口とを連通して構成され、給気風路は、給気流入口と給気流出口とを連通して構成されている。このようにすることで、室内空気または室外空気が流れる風路の断面積を大きくでき、圧力損失を小さく抑えることができる。よって、排気送風機および給気送風機の駆動を小さく抑えることができ、省エネルギー運転と送風機(排気送風機および給気送風機)の静音化を実現できる。 Further, in the heat exchange type ventilation device according to the present invention, the window frame is provided on the indoor side, the exhaust inlet that takes in the indoor air, the exhaust outlet that is provided on the outdoor side and blows out the indoor air, and the outdoor side. An air supply inlet that is provided to take in outdoor air, an air supply outlet that is provided on the indoor side to blow out outdoor air, an exhaust blower that blows indoor air from the exhaust air inlet to the exhaust air outlet, and an exhaust air blower that blows indoor air from the exhaust air inlet. It has an air supply blower that blows outdoor air to the airflow outlet. The exhaust air passage is configured to communicate with the exhaust inlet and the exhaust outlet, and the air supply air passage is configured to communicate with the air supply inlet and the airflow outlet. By doing so, the cross-sectional area of the air passage through which the indoor air or the outdoor air flows can be increased, and the pressure loss can be suppressed to be small. Therefore, the drive of the exhaust blower and the air supply blower can be suppressed to be small, and energy saving operation and noise reduction of the blower (exhaust blower and air supply blower) can be realized.
また、本発明に係る熱交換形換気装置では、室内空気は、窓枠の上辺部に設けられた排気流入口から取り込まれ、排気風路を流通して、窓枠の下辺部に設けられた排気流出口から吹き出される。室外空気は、窓枠の下辺部に設けられた給気流入口から取り込まれ、給気風路を流通して、窓枠の上辺部に設けられた前記給気流出口から吹き出される。そして、排気風路の空気流れ方向と給気風路の空気流れ方向とは互いに対向している。このようにすることで、空気流れに垂直な方向に均一である面温度分布で熱交換することができる。つまり、熱交換部(排気風路を流通する室内空気)の面温度分布の局所的な偏りを軽減することによって、冬季の場合には、室内側採光部の室内側の室内空気の温度の局所的な低下が抑制され、室内側採光部の室内側表面での結露を抑制することができる。 Further, in the heat exchange type ventilation device according to the present invention, the indoor air is taken in from the exhaust inlet provided on the upper side of the window frame, flows through the exhaust air passage, and is provided on the lower side of the window frame. It is blown out from the exhaust outlet. The outdoor air is taken in from the airflow inlet provided at the lower side of the window frame, circulates through the air supply air passage, and is blown out from the airflow outlet provided at the upper side of the window frame. The air flow direction of the exhaust air passage and the air flow direction of the air supply air passage are opposite to each other. By doing so, heat exchange can be performed with a surface temperature distribution that is uniform in the direction perpendicular to the air flow. That is, by reducing the local bias of the surface temperature distribution of the heat exchange section (indoor air flowing through the exhaust air passage), in the case of winter, the temperature of the indoor air inside the indoor lighting section is local. Dew condensation on the indoor surface of the indoor lighting unit can be suppressed.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(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。
(Embodiment 1)
First, the heat
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、外形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と並設された光透過性のある熱交換部(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。詳細は後述するが、採光部4(および熱交換部5)は、複数の熱交換形換気セル1aを上下方向および左右方向に連結することによって構成されている。複数の熱交換形換気セル1aのそれぞれには、採光部4aおよび熱交換部5aが形成されている。なお、図1では、採光部4(および熱交換部5)は、9個の熱交換形換気セル1aを3段3列で連結して構成されている。
As shown in FIG. 1, the heat
窓枠3は、図1に示すように、外形が矩形状であり、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および熱交換部5が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
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あるいは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。
As the material of the
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。
The
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。
Further, in the
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。
Further, as shown in FIG. 4, an
採光部4(および熱交換部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、熱交換部5もまた光透過性のある材料で構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the daylighting unit 4 (and the heat exchange unit 5) is fixed and arranged on the
採光部4は、図4に示すように、熱交換部5と並設して構成されている。具体的には、採光部4は、熱交換部5よりも室内側に位置する室内側採光部14と、熱交換部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部5を並設するように構成されている。つまり、採光部4が熱交換部5と並設する構成とは、室内側から室外側に向かって、室内側採光部14、熱交換部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。なお、採光部4は、熱交換部5と重畳して構成されているとも言える。
As shown in FIG. 4, the
室内側採光部14は、第一中空層21を介して対向する一対の第一採光板22で構成されている。ここで、第一中空層21は、一対の第一採光板22の間に連結部材20を挟み込むことで形成されている。また、第一中空層21には乾燥空気あるいはアルゴン等の低熱伝導性ガスが封入され、第一中空層21は断熱層として機能する。
The indoor side lighting unit 14 is composed of a pair of
一方、室外側採光部15は、第二中空層23を介して対向する一対の第二採光板24で構成されている。ここで、第二中空層23は、一対の第二採光板24の間に連結部材20を挟み込むことで形成されている。また、第二中空層23には乾燥空気あるいはアルゴン等の低熱伝導性ガスが封入され、第二中空層23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。
On the other hand, the outdoor daylighting unit 15 is composed of a pair of
熱交換部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と並設するように配置されている。具体的には、熱交換部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
換部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。
As shown in FIG. 4, the
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。
The
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。
The
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。
Next, the heat exchange ventilation in the heat exchange
熱交換形換気装置1は、熱交換換気を行う場合には、熱交換部5の排気送風機12および給気送風機13を動作させる。
The heat
熱交換部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、熱交換部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。
As shown in FIG. 4, the
一方、熱交換部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、熱交換部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。
On the other hand, the
熱交換部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、熱交換部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。
The
次に、図5〜図10を参照して、熱交換形換気装置1を構成する熱交換形換気セル1aについて説明する。図5は、熱交換形換気装置1を構成する熱交換形換気セル1aの概略斜視図である。図6は、熱交換形換気セル1aの構成を示す分解斜視図である。図7は、熱交換形換気セル1aの構成を示す概略断面図(上下方向)である。図8は、熱交換形換気セル1aの連結部の概略断面図(上下方向)である。図9は、熱交換形換気セル1aの構成を示す概略断面図(左右方向)である。図10は、熱交換形換気セル1aの連結部の概略断面図(左右方向)である。ここで、上下方向は、請求項の「第一方向」に相当し、左右方向は、請求項の「第二方向」に相当する。なお、以下の説明では、図1と同様、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。
Next, the heat exchange
熱交換形換気セル1aは、所定の寸法を有する基本セルである。そして、図1等に示し
たように、複数の基本セル(熱交換形換気セル1a)が上下方向および左右方向に連結することによって熱交換形換気装置1の採光部4(および熱交換部5)を構成する。
The heat exchange
具体的には、熱交換形換気セル1aは、図5に示すように、外形が矩形状である連結部材20と、連結部材20の内側に設けられた採光部4aと、採光部4aと並設された熱交換部5aとを有して構成される。
Specifically, as shown in FIG. 5, the heat exchange
連結部材20は、図6に示すように、上側にある上辺部20aと、上辺部20aと対となる下側にある下辺部20bと、左側にある左辺部20cと、左辺部20cと対となる右側にある右辺部20dとで構成されている。連結部材20は、上辺部20aの左右両端で左辺部20cの上端および右辺部20dの上端と連結され、下辺部20bの左右両端で左辺部20cの下端および右辺部20dの下端とを連結される。この際、連結部材20の内側には、採光部4aを構成する一対の第一採光板22および一対の第二採光板24と、熱交換部5aを構成する伝熱板16とが所定の位置で挟持される。
As shown in FIG. 6, the connecting
また、連結部材20の上辺部20aには、図6に示すように、第一排気風路口17aと第一給気風路口18aとが設けられている。また、連結部材20の下辺部20bには、第二排気風路口17bと第二給気風路口18bとが設けられている。そして、熱交換形換気セル1aでは、図7に示すように、第一排気風路口17aと第二排気風路口17bとの間を連通して排気風路17が構成され、第一給気風路口18aと第二給気風路口18bとの間を連通して給気風路18が構成される。
Further, as shown in FIG. 6, the
また、連結部材20の上辺部20aは、図7に示すように、上端部が凹形状(凹部)を有して構成されている。一方、連結部材20の下辺部20bは、下端部が凸形状(凸部)を有して構成されている。そして、2つの熱交換形換気セル1aを上下方向(第一方向)に連結する場合には、図8に示すように、一方の連結部材20の上辺部20aの凹部と、他方の連結部材20の下辺部20bの凸部とが嵌合して連結される。この際、一方の連結部材20の上辺部20aの第一排気風路口17aおよび第一給気風路口18aは、他方の連結部材20の下辺部20bの第二排気風路口17bおよび第二給気風路口18bとそれぞれ連通する。
Further, as shown in FIG. 7, the
また、連結部材20の左辺部20cは、図9に示すように、左端部が凹形状(凹部)を有して構成されている。一方、連結部材20の右辺部20dは、右端部が凸形状(凸部)を有して構成されている。そして、2つの熱交換形換気セル1aを左右方向(第二方向)に連結する場合には、図10に示すように、一方の連結部材20の左辺部20cの凹部と、他方の連結部材20の右辺部20dの凸部とが嵌合して連結される。
Further, as shown in FIG. 9, the
採光部4a(および熱交換部5a)は、図5、図6に示すように、上辺部20a、下辺部20b、左辺部20c、右辺部20dの連結部材20に固定されて、配置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
採光部4aは、図7に示すように、熱交換部5aと並設して構成されている。具体的には、採光部4aは、熱交換部5aよりも室内側に位置する室内側採光部14aと、熱交換部5aよりも室外側に位置する室外側採光部15aとを有している。そして、採光部4aは、室内側採光部14aと室外側採光部15aとの間において熱交換部5aを並設するように構成されている。なお、室内側採光部14aおよび室外側採光部15aについては、室内側採光部14および室外側採光部15と同様の構成となるため、その説明を省略する。
As shown in FIG. 7, the
熱交換部5aは、図7、図9に示すように、室内側採光部14aと室外側採光部15aとの間において採光部4aと並設するように配置されている。熱交換部5aは、伝熱板1
6と、排気風路17と、給気風路18とを有して構成されている。熱交換部5a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。なお、熱交換部5aを構成する各部材の詳細については、熱交換部5と同様となるため、その説明を省略する。
As shown in FIGS. 7 and 9, the
It is configured to include 6, an
次に、図11を参照して、複数の熱交換形換気セル1aの連結について説明する。図11は、4個の熱交換形換気セルの連結前後の概略斜視図である。ここで、図11の(a)は、4個の熱交換形換気セルの連結前の概略斜視図であり、図11の(b)は、4個の熱交換形換気セルの連結後の概略斜視図である。
Next, the connection of the plurality of heat exchange
図11の(a)に示すように、4個の熱交換形換気セル1aを上下方向(第一方向)に2段、左右方向(第二方向)に2列に配置する。そして、図11の(b)に示すように、4個の熱交換形換気セル1aは、隣接する熱交換形換気セル1aの連結部材20同士を嵌合させて連結される。
As shown in FIG. 11A, the four heat exchange
具体的には、4個の熱交換形換気セル1aは、2個の熱交換形換気セル1aの連結部材20同士を上下方向(第一方向)に直列に連結することで、2個の熱交換形換気セル群1bを構成する。この際、上下に隣接する熱交換形換気セル1aは、図8に示したように、下側の連結部材20の上辺部20aの凹部と、上側の連結部材20の下辺部20bの凸部とが嵌合して連結される。ここで、「直列に連結する」とは、隣接する熱交換形換気セル1aの風路(排気風路17、給気風路18)が互いに連通する状態となるように連結することを指す。
Specifically, the four heat exchange
そして、4個の熱交換形換気セル1aは、2個の熱交換形換気セル群1bの連結部材20同士を左右方向(第二方向)に並列に連結することで、2段2列で連結して構成された熱交換形換気セル群を構成する。この際、左右に隣接する熱交換形換気セル群1bは、図10に示したように、右側の連結部材20の左辺部20cの凹部と、左側の連結部材20の右辺部20dの凸部とが嵌合して連結される。ここで、「並列に連結する」とは、隣接する熱交換形換気セル1aの風路(排気風路17、給気風路18)が互いに連通しない状態となるように連結することを指す。
Then, the four heat exchange
以上のようにして、4個の熱交換形換気セル1aは、2段2列で連結して構成された熱交換形換気セル群となる。なお、熱交換形換気装置1を大型化する場合には、複数の熱交換形換気セル1aをM段N列で連結して構成された熱交換形換気セル群とすればよい。ここで、M、Nは、正の整数である。なお、図1では、9個の熱交換形換気セル1aを3段3列で連結して構成された熱交換形換気セル群とし、こうした熱交換形換気セル群を窓枠3の内側に配置して、熱交換形換気装置1を構成している。
As described above, the four heat exchange
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。
As described above, according to the heat exchange
(1)熱交換形換気装置1は、室内側採光部14と室外側採光部15とに挟まれる位置に採光部4と並設された熱交換部5を備える。これにより、従来の窓枠に熱交換素子を設けた場合と比べ、熱交換が行われる面積を大型化することが可能となり、熱交換効率を向上させることができる。よって、熱交換形換気装置1は、換気の際に室内を快適な温度に保つことができ、快適性を向上させることができる。また、採光部4に熱交換部5を並設することで、従来窓枠に埋設されていた熱交換素子が不要となり、窓枠の小型化が可能となる。この結果、窓枠を小型化しつつ、快適性を向上可能な熱交換形換気装置1を提供できる。さらには、熱交換形換気セル1aを複数連結して熱交換形換気装置1を構成するので、熱交換形換気セル単体を大型化して熱交換形換気装置1を構成する場合に比べて、装
置の大型化も容易に実現できる。
(1) The heat exchange
(2)複数の熱交換形換気セル群1bを、上下方向(第一方向)と直交する左右方向(第二方向)に沿って並列に設けた。このようにすることで、熱交換形換気装置1の大型化を左右方向にも容易に実現できる。
(2) A plurality of heat exchange type
(3)複数の熱交換形換気セル1aを連結して熱交換形換気装置1を構成するので、熱交換形換気装置1の採光部4あるいは熱交換部5が汚れた場合には、汚れた個所に対応する熱交換形換気セル1aを選択的に交換あるいは洗浄することが可能となる。これにより、熱交換形換気装置1のメンテナンス性を向上させることができる。
(3) Since a plurality of heat exchange
(4)熱交換形換気セル1aの選択的な交換が可能であるので、熱交換形換気装置1に対して、新たな機能/デザイン(ディスプレイ、タッチパネル、太陽パネル、防犯センサ、空質センサ、色付きガラス、摺りガラス、等)の追加が可能となる。
(4) Since the heat exchange
(5)熱交換形換気セル1aは、運搬/生産/サイズ展開が容易であるので、熱交換形換気セル単体を大型化して熱交換形換気装置1を構成する場合に比べて、熱交換形換気装置1の低コスト化を実現することができる。
(5) Since the heat exchange
(6)熱交換形換気装置1では、上下方向に沿って直列に連通して構成された複数の熱交換形換気セル1aは、室内側の風路が排気風路17で構成され、室外側の風路が給気風路18で構成される。このようにすることで、給気風路18に流れる室外空気7によって室内空気6が冷却されるのを抑制することができる。つまり、室内側採光部14aの室内側の室内空気6の温度が低下することによって生じる結露(室内側採光部14aの室内側表面での結露)を抑制することができる。
(6) In the heat exchange
(7)熱交換形換気装置1は、室内側採光部14と熱交換部5の伝熱板16との間に排気風路17が形成され、室外側採光部15と伝熱板16との間に給気風路18が形成されている。これにより、室内空気6または室外空気7が流れる風路の断面積を大きくでき、圧力損失を小さく抑えることができる。よって、排気送風機12および給気送風機13の駆動を小さく抑えることができ、省エネルギー運転と送風機(排気送風機12および給気送風機13)の静音化を実現できる。
(7) In the heat exchange
(8)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の空気流れ方向とが互いに対向することによって、空気流れに垂直な方向に均一である面温度分布で熱交換することができる。つまり、熱交換部5(排気風路17を流通する室内空気6)の面温度分布の局所的な偏りを軽減することによって、冬季の場合には、室内側採光部14の室内側の室内空気6の温度の局所的な低下が抑制され、室内側採光部14の室内側表面での結露をさらに抑制することができる。
(8) The air flow direction of the
(9)第一中空層21を介して対向する一対の第一採光板22で構成された室内側採光部14を設けたことによって、室内側採光部14の室内側の室内空気6と、排気風路17を流通する室内空気6(室外空気7と熱交換して温度が低下した室内空気6)との間での熱伝達が抑制される。このため、冬季など室外空気7の温度が低い場合でも、室内側採光部14の室内側表面の室内空気6の温度が、室外空気7と熱交換して温度が低下した室内空気6によって低下することが抑制される。この結果、室内側採光部14の室内側の室内空気6の温度が低下することによって生じる結露(室内側採光部14の室内側表面での結露)を抑制することができる。つまり、室内側表面での結露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。
(9) By providing the indoor side lighting unit 14 composed of a pair of
(10)室外側採光部15は、第二中空層23を介して対向する一対の第二採光板24で構成されている。このため、室外側採光部15によって、室外から熱交換部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自体が抑制され、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。
(10) The outdoor daylighting unit 15 is composed of a pair of
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。
On the other hand, in the summer, the temperature of the outdoor air 7 (
(11)熱交換形換気装置1は、採光部4に並設した熱交換部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部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、排気風路17内の伝熱板16の表面での結露の発生自体が抑制され、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。
(11) The heat exchange
(12)熱交換形換気装置1は、採光部4に並設した熱交換部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。
(12) The heat exchange
(13)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部5へ流入するのを防止することができる。この結果、熱交換部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。
(13) In the heat
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あるいは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。 The present invention has been described above based on the embodiments. It will be appreciated by those skilled in the art that these embodiments are exemplary and that various variations of each of these components or combinations of processing processes are possible and that such modifications are also within the scope of the present invention. By the way.
本実施の形態では、熱交換形換気セル1aの採光部4aとして、第一中空層21を有する室内側採光部14aと第二中空層23を有する室外側採光部15a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4aとして、中空層を有さない室内側採光部14a(例えば、単体の第一採光板22のみ)と第二中空層23を有する室外側採光部15とからなる構成にしてもよい。このようにすることで、複数の熱交換形換気セル1aを連結して構成される熱交換形換気装置1の軽量化・薄型化が可能となる。
In the present embodiment, the
また、採光部4aとして、中空層が複数並設された室内側採光部14aと第二中空層23を有する室外側採光部15とからなる構成にしてもよい。このようにすることで、複数の熱交換形換気セル1aを連結して構成される熱交換形換気装置1の断熱性能を向上させることが可能となる。
Further, the
本実施の形態では、熱交換形換気セル1aを構成する伝熱板16(特に排気風路17側の伝熱板16の表面)に親水性の保護層を設けてもよい。このようにすることで、複数の熱交換形換気セル1aを連結して熱交換形換気装置1を構成した場合、この親水性の保護層によって、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、伝熱板16の表面を透過する光の乱反射(水玉状の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、採光部4から視認される熱交換部5(伝熱板16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。
In the present embodiment, a hydrophilic protective layer may be provided on the heat transfer plate 16 (particularly the surface of the
なお、保護層としては、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を用いてもよい。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てもよい。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。 As the protective layer, for example, a silicon oxide layer in which particles having photocatalytic activity are dispersed may be used. Here, the particles having photocatalytic activity are particles of a photocatalyst that generate hydrophilic groups (hydroxyl groups) by irradiation with light (for example, ultraviolet rays). As the photocatalyst, for example, titanium oxide, tungsten oxide and the like may be used. In addition, "having hydrophilicity" means a state in which the contact angle with water is at least about 10 ° or less.
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。
In the present embodiment, an exhaust filter is attached to the exhaust inlet 8 (or the
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。 The heat exchange type ventilator according to the present invention is useful as a heat exchange type ventilator that enables heat exchange between indoor air and outdoor air. It is effective when it is mainly used for windows of buildings.
1 熱交換形換気装置
1a 熱交換形換気セル
1b 熱交換形換気セル群
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
4a 採光部
5 熱交換部
5a 熱交換部
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 室内側採光部
15 室外側採光部
15a 室外側採光部
16 伝熱板
17 排気風路
17a 第一排気風路口
17b 第二排気風路口
18 給気風路
18a 第一給気風路口
18b 第二給気風路口
20 連結部材
20a 上辺部
20b 下辺部
20c 左辺部
20d 右辺部
21 第一中空層
22 第一採光板
23 第二中空層
24 第二採光板
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
1 Heat exchange
Claims (5)
複数の前記熱交換形換気セルは、窓枠の内側において、前記熱交換形換気セルの風路が第一方向に沿って直列に連通して構成されていることを特徴とする熱交換形換気装置。 A lighting unit having an indoor lighting unit located on the indoor side and an outdoor lighting unit located on the outdoor side is arranged side by side with the lighting unit at a position sandwiched between the indoor lighting unit and the outdoor lighting unit. Heat composed of a heat exchange unit that exchanges heat between indoor air that is taken in from the indoor side and exhausted to the outdoor side and outdoor air that is taken in from the outdoor side and supplied to the indoor side. Equipped with multiple interchangeable ventilation cells
The plurality of heat exchange type ventilation cells are configured such that the air passages of the heat exchange type ventilation cells are communicated in series along a first direction inside the window frame. apparatus.
複数の前記熱交換形換気セル群は、前記第一方向と直交する第二方向に沿って並列に設けら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。 A plurality of heat exchange type ventilation cell groups including a plurality of the heat exchange type ventilation cells configured to communicate in series along the first direction are provided.
The heat exchange type ventilation device according to claim 1, wherein the plurality of heat exchange type ventilation cell groups are provided in parallel along a second direction orthogonal to the first direction.
前記排気風路は、前記排気流入口と前記排気流出口とを連通して構成され、前記給気風路は、前記給気流入口と前記給気流出口とを連通して構成されていることを特徴とする請求項3に記載の熱交換形換気装置。 The window frame is provided on the indoor side, an exhaust inlet that takes in the indoor air, an exhaust outlet that is provided on the outdoor side and blows out the indoor air, and is provided on the outdoor side to provide the outdoor air. An air supply inlet that takes in air, an air supply outlet that is provided on the indoor side and blows out the outdoor air, an exhaust blower that blows the indoor air from the exhaust air inlet to the exhaust air outlet, and the air supply inlet that blows the indoor air. It has an air supply blower that blows the outdoor air to the air supply outlet.
The exhaust air passage is configured to communicate with the exhaust inlet and the exhaust outlet, and the air supply air passage is configured to communicate with the air supply inlet and the air supply outlet. The heat exchange type ventilation device according to claim 3.
前記室外空気は、前記窓枠の下辺部に設けられた前記給気流入口から取り込まれ、前記給気風路を流通して、前記窓枠の上辺部に設けられた前記給気流出口から吹き出され、
前記排気風路の空気流れ方向と前記給気風路の空気流れ方向とは互いに対向していることを特徴とする請求項4に記載の熱交換形換気装置。 The indoor air is taken in from the exhaust inlet provided on the upper side of the window frame, flows through the exhaust air passage, and is blown out from the exhaust outlet provided on the lower side of the window frame.
The outdoor air is taken in from the airflow inlet provided at the lower side of the window frame, circulates through the air supply air passage, and blown out from the airflow outlet provided at the upper side of the window frame.
The heat exchange type ventilation device according to claim 4, wherein the air flow direction of the exhaust air passage and the air flow direction of the air supply air passage are opposed to each other.
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