JP2022011219A - 熱交換形換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気の除湿を行う除湿部と空気の熱交換を行う熱交換部とを分離可能な構成とすることで、熱交換形換気装置のメンテナンス性を向上する。【解決手段】給気風路１０と、排気風路２０と、給気風路１０を通る空気を除湿するための除湿部８０と、給気風路１０を通る空気と排気風路２０を通る空気との間で熱交換するための熱交換部９０と、を備え、除湿部８０と熱交換部９０とを分離可能としたことにより、メンテナンス性を向上した熱交換形換気装置２００を得られる。【選択図】図４

Description

本発明は、熱交換形換気装置に関する。

近年、住宅の気密性・断熱性の向上により、冷暖房時の換気による熱ロスの低減を目的として、給気流と排気流との間で熱交換を行うための熱交換素子を搭載した熱交換形換気装置が知られている。さらに、住宅の高気密・高断熱化により、快適性を示すパラメータのひとつである湿度に対する制御が容易となったことで、加湿機能を搭載した熱交換形換気装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、加湿機能を搭載した熱交換形換気装置（以下、加湿熱交換気装置と呼ぶ）について、図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、加湿熱交換気装置は、加湿ユニット１０１と、送風ユニット１０２を備えている。加湿ユニット１０１は、外気口１０３と、排気口１０４と、環気口１０５と、給気口１０６と、給気アダプタ１０７と、天面パネル１０８と、加湿部１０９と、を含む。

送風ユニット１０２は、給気送風機１１０と、排気送風機１１１と、熱交換素子１１２を含む。

加湿ユニット１０１は、送風ユニット１０２の上方に設けられる。加湿ユニット１０１の天面には、外気口１０３と、排気口１０４と、環気口１０５と、給気口１０６と、給気アダプタ１０７と、天面パネル１０８とが設けられる。

加湿部１０９は、加湿ユニット１０１の中央に設けられており、加湿部１０９の天面には給気アダプタ１０７と、給気口１０６が備わっている。

給気アダプタ１０７は、複数の給気口１０６を備えている。

給気口１０６は、ダクト（図示せず）と接続し、ダクトを介して室内に空気を給気する。

加湿部１０９は、加湿ユニット１０１の内部において、各風路の妨げにならないように位置している。給気アダプタ１０７は、加湿部１０９と接続する。加湿部１０９で加湿された空気は、給気口１０６から室内に給気される。

熱交換素子１１２は、送風ユニット１０２内部に設けられており、排気される空気の熱量を給気される空気に供給する、または、給気される空気の熱量を排気される空気の熱量に供給する、熱交換の機能を有している。

加湿ユニット１０１と送風ユニット１０２は、通風路として給気風路１１３と、排気風路１１４とを形成する。給気風路１１３を通過する空気は、外気口１０３から加湿ユニット１０１の内部に入り、加湿ユニット１０１と連結している送風ユニット１０２に入り、熱交換素子１１２の内部を通過して、排気風路１１４の空気と熱交換されたのち、給気送風機１１０を通過して、送風ユニット１０２から再び加湿ユニット１０１へと入り、加湿ユニット１０１内部の加湿部１０９へ入り、加湿部１０９にて加湿されたのち、給気口１０６から吹出される。このように、熱交換素子１１２を通過した後の空気を加湿部１０９にて加湿することでより効率的に加湿することができる。

排気風路１１４を通過する空気は、環気口１０５から加湿ユニット１０１の内部に入り、加湿ユニット１０１の内部を通過して、加湿ユニット１０１に連結している送風ユニット１０２に入り、熱交換素子１１２の内部を通過して、給気風路１１３の空気と熱交換されたのち、排気送風機１１１を通過して、送風ユニット１０２から再び加湿ユニット１０１へと入り、排気口１０４から屋外に吹出される。

特開２０１９－１３５４２０号公報

このような加湿熱交換気装置は、例えば湿度が低くなる冬季において、室内の湿度が低くなることを抑制し、快適な室内空間を提供することができる。しかし、例えば湿度が高くなる夏季においては、室内の湿度が高くなることを抑制することができず、多湿環境となり、使用者が不快に感じる可能性がある。そこで、例えばコンプレッサー方式の冷凍サイクルによる除湿機能を加湿熱交換気装置へ搭載し、除加湿機能を搭載した熱交換形換気装置（以下、除加湿熱交換気装置と呼ぶ）が考えられる。このような除加湿熱交換気装置とすることで、冬季だけでなく夏季においても快適な室内空間を提供することができる。

加湿機能に加えて、さらに除湿機能を搭載するにあたり、製品の寸法が大きくなると、製品を設置できる環境が加湿熱交換気装置に比べて限定されてしまう。そこで、除加湿熱交換気装置の製品寸法を加湿熱交換気装置と同等に抑える手段の一つとして、加湿熱交換気装置の熱交ユニットを流用しつつ、冷凍サイクル関連の部材を送風ユニットに搭載する方法が考えられる。

先行技術文献に記載の加湿熱交換気装置は、一階に相当する部分に全熱交換素子を有する熱交ユニットと、二階に相当する部分に送風機を有する送風ユニットと、三階に相当する部分に加湿機能を有する加湿ユニットを備えている。また、加湿熱交換気装置の外殻に相当する金属部材は、一階に相当する部分と二階に相当する部分が一体となっているため、熱交ユニットと送風ユニットは一体構造となる。そのため、除加湿熱交換気装置を加湿熱交換気装置と同様の一体構造とした場合、熱交ユニットと、冷凍サイクル関連の部材を搭載した送風ユニット（以下、除湿ユニットと呼ぶ）とは一体構造となる。

このような一体構造とした場合、製品を家屋へ設置した後、例えば熱交ユニットまたは除湿ユニットのいずれか一方が故障した場合、両方のユニットを設置場所から取り出さなければならない。

また、冷凍サイクルは、冷媒を通すための冷媒配管、冷媒と空気との間で熱交換するための熱交換器、冷媒を循環するための圧縮機等の部材が必要となるが、熱交換器と圧縮機との間を冷媒配管で接続するためにはロウ付け作業が必要となる。ロウ付け作業は火器を取り扱うため、例えば製品を一般家庭の家屋等に設置した場合、ロウ付け作業をその場で行うことはできない。そのため、冷凍サイクル関連の部材の修理交換が必要な場合には、除湿ユニットをロウ付け作業が実施可能な施設等へ持ち込むことになるが、一体構造の場合、熱交ユニットも同時に持ち込むことになる。

このように、先行文献に記載の加湿熱交換気装置の一体構造では、メンテナンス性が悪くな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、メンテナンス性を向上した除加湿機能を搭載した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、給気風路と、排気風路と、給気風路を通る空気を除湿するための除湿部と、給気風路を通る空気と排気風路を通る空気との間で熱交換するための熱交換部と、を備え、除湿部と熱交換部とを分離可能としたものであり、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、除加湿機能を搭載した熱交換形換気装置のメンテナンス性を向上するという効果を得ることができる。

図１は、熱交換形換気装置の外観斜視図である。 図２は、除湿部と熱交換部の分離状態であって、除湿部の斜め下方から見上げた場合を示す外観斜視図である。 図３は、除湿部と熱交換部の分離状態であって、熱交換部の斜め上方から見下ろした場合を示す外観斜視図である。 図４は、除湿側第二排気風路と熱交側第二排気風路との勘合状態を示す部分断面図である。 図５は、従来技術を示す構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について添付図面も参照して説明する。実施例および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施例を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

また、第一、第二などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

本発明に係る熱交換形換気装置は、家屋の壁面などに設置され、屋外の空気を屋内へ搬送する給気機能と、屋内の空気を屋外へ搬送する排気機能とを備える。さらに、熱交換形換気装置は、給気風路を通る空気と排気風路を通る空気との間で熱交換を行う熱交換機能と、給気風路を通る空気に対して除湿または加湿を行う除加湿機能を備える。

図１から図４を用いて、熱交換形換気装置２００の構成について説明する。図１は、熱交換形換気装置２００の外観斜視図である。図２は、除湿部８０と熱交換部９０の分離状態であって、除湿部８０の斜め下方から見上げた場合を示す外観斜視図である。図３は、除湿部８０と熱交換部９０の分離状態であって、熱交換部９０の斜め上方から見下ろした場合を示す外観斜視図である。図４は、除湿側第二排気風路８４と熱交側第二排気風路９４との勘合状態を示す部分断面図である。

熱交換形換気装置２００は、給気風路１０と、排気風路２０と、屋外側給気口３０と、給気ダクト４０と、屋内側排気口５０と、屋外側排気口６０と、加湿部７０と、除湿部８０と、熱交換部９０と、ジョイント部材１００を備える。

給気風路１０は、屋外の空気を屋内へ搬送するための風路である。

排気風路２０は、屋内の空気を屋外へ搬送するための風路である。

屋外側給気口３０は、屋外の空気を熱交換形換気装置２００へ吸込むための吸込口である。屋外側給気口３０は、給気風路１０の一部を構成する。屋外側給気口３０は、図示しないダクトと接続して屋外と連通する。

給気ダクト４０は、屋外側給気口３０から熱交換形換気装置２００へ吸い込まれた空気を加湿部７０へ搬送するための風路である。給気ダクト４０は、給気風路１０の一部を構成する。

屋内側排気口５０は、屋内の空気を熱交換形換気装置２００へ吸込むための吸込口である。屋内側排気口５０は、排気風路２０の一部を構成する。屋内側排気口５０は、図示しないダクトと接続してリビング等の屋内居住空間と連通する。

屋外側排気口６０は、屋内側排気口５０から熱交換形換気装置２００へ吸い込まれた空気を屋外へ吹出すための吹出口である。屋外側排気口６０は、排気風路２０の一部を構成する。屋外側排気口６０は、図示しないダクトと接続して屋外と連通する。

加湿部７０は、給気ダクト４０から搬送された空気を加湿する。加湿部７０は、遠心破砕方式によって水を微細化（霧化）し、微細化された水を空気に含ませて加湿を行う。加湿部７０は、除湿部８０の上部に配置される。加湿部７０は、屋内側給気口７１を備える。

屋内側給気口７１は、給気ダクト４０から搬送された空気を吹出すための吹出口である。屋内側給気口７１は、給気風路１０の一部を構成する。屋内側給気口７１は、図示しないダクトと接続してリビング等の屋内居住空間と連通する。

除湿部８０は、給気風路１０を通る空気をコンプレッサー方式の冷凍サイクルによって除湿する。除湿部８０は、熱交換部９０の上部に配置される。

除湿部８０は、冷凍サイクルを実現するために、図示しない冷媒配管、熱交換器及び圧縮機を備える。冷媒配管は、冷媒を熱交換器から圧縮機へ、また圧縮機から熱交換器へ搬送するための管である。熱交換器は、冷媒と空気との間で熱交換する。圧縮機は、冷媒を循環する。

また、除湿部８０は、図示しない給気用送風機と排気用送風機を備える。給気用送風機は、給気風路１０に給気流を発生する。排気用送風機は、排気風路２０に排気流を発生する。

また、除湿部８０は、除湿側第一給気風路８１と、除湿側第二給気風路８２と、除湿側第一排気風路８３と、除湿側第二排気風路８４を備える。

除湿側第一給気風路８１は、屋外側給気口３０から熱交換形換気装置２００へ吸い込まれた空気を熱交換部９０へ搬送するための風路である。除湿側第一給気風路８１は、給気風路１０の一部を構成する。

除湿側第二給気風路８２は、熱交換部９０から搬送された空気を給気ダクト４０へ搬送するための風路である。除湿側第二給気風路８２は、給気風路１０の一部を構成する。

除湿側第一排気風路８３は、屋内側排気口５０から熱交換形換気装置２００へ吸い込まれた空気を熱交換部９０へ搬送するための風路である。除湿側第一排気風路８３は、排気風路２０の一部を構成する。

除湿側第二排気風路８４は、熱交換部９０から搬送された空気を屋外側排気口６０へ搬送するための風路である。除湿側第二排気風路８４は、排気風路２０の一部を構成する。除湿側第二排気風路８４は、熱交換部９０と対向する開口端部に除湿側排気勘合部８６を備える。

除湿側排気勘合部８６は、後述する熱交側排気勘合部９６と勘合する。除湿側排気勘合部８６は、熱交側排気勘合部９６を除き、熱交換部９０が備える風路の開口端部とは勘合しない。

熱交換部９０は、全熱交換式または顕熱交換式によって、給気風路１０を通る空気と排気風路２０を通る空気との間で熱エネルギーの交換を行う。熱交換部９０は、熱交側第一給気風路９１と、熱交側第二給気風路９２と、熱交側第一排気風路９３と、熱交側第二排気風路９４と熱交換素子９５を備える。

熱交側第一給気風路９１は、除湿側第一給気風路８１から搬送された空気を熱交換素子９５へ搬送するための風路である。熱交側第一給気風路９１は、給気風路１０の一部を構成する。熱交側第一給気風路９１は、熱交換素子９５の上流側に配置される。

熱交側第二給気風路９２は、熱交換素子９５を通過した空気を除湿側第二給気風路８２へ搬送するための風路である。熱交側第二給気風路９２は、給気風路１０の一部を構成する。熱交側第二給気風路９２は、熱交換素子９５の下流側に配置される。

熱交側第一排気風路９３は、除湿側第一排気風路８３から搬送された空気を熱交換素子９５へ搬送するための風路である。熱交側第一排気風路９３は、排気風路２０の一部を構成する。熱交側第一排気風路９３は、熱交換素子９５の上流側に配置される。

熱交側第二排気風路９４は、熱交換素子９５を通過した空気を除湿側第二排気風路８４へ搬送するための風路である。熱交側第二排気風路９４は、排気風路２０の一部を構成する。熱交側第二排気風路９４は、熱交換素子９５の下流側に配置される。熱交側第二排気風路９４は、除湿部８０と対向する開口端部に熱交側排気勘合部９６を備える。

熱交側排気勘合部９６は、除湿側排気勘合部８６と勘合する。熱交側排気勘合部９６は、除湿側排気勘合部８６を除き、除湿部８０が備える風路の開口端部とは勘合しない。

熱交換素子９５は、給気流と排気流との間で熱交換を行う。熱交換素子９５は、給気風路１０と排気風路２０の一部を構成する。

ジョイント部材１００は、除湿部８０と熱交換部９０とを着脱可能に接続する。ジョイント部材１００は、図示しない複数のネジ穴を備えている。ジョイント部材１００は、除湿側排気勘合部８６と熱交側排気勘合部９６とが勘合した状態において、除湿部８０の側壁と熱交換部９０の側壁に備わる図示しないネジ穴と、ジョイント部材１００に備わるネジ穴とが合致する。ジョイント部材１００に備わるネジ穴と除湿部８０の側壁に備わるネジ穴と熱交換部９０の側壁に備わるネジ穴とが合致した状態において、ジョイント部材１００は、図示しないネジにより除湿部８０と熱交換部９０とを接続する。逆に、ジョイント部材１００を取り外すことにより、除湿部８０と熱交換部９０とは取り外し可能となる。

以上が、熱交換形換気装置２００の構成の概要である。

次に、熱交換形換気装置２００の特徴について説明する。

熱交換形換気装置２００は、給気風路１０と、排気風路２０と、給気風路１０を通る空気を除湿するための除湿部８０と、給気風路１０を通る空気と排気風路２０を通る空気との間で熱交換するための熱交換部９０と、を備え、除湿部８０と熱交換部９０とを分離可能とした。これにより、除湿部８０と熱交換部９０とのいずれか一方が故障した場合、修理交換が必要な一方のみ取り出すことが可能となるので、メンテナンス性の向上が期待できる。

また、熱交換形換気装置２００は、除湿側排気勘合部８６と熱交側排気勘合部９６を備えたことで、除湿側排気勘合部８６と熱交側排気勘合部９６が勘合する向き以外では除湿部８０と熱交換部９０とをジョイント部材１００で接続できない構造となっている。除湿側排気勘合部８６と熱交側排気勘合部９６が勘合する向き以外で除湿部８０と熱交換部９０を接続しようとした場合、除湿側排気勘合部８６が熱交換部９０の上面に接触するとともに、熱交側排気勘合部９６が除湿部８０の下面に接触する。この状態においては、ジョイント部材１００に備わるネジ穴と除湿部８０及び熱交換部９０の側面に備わるネジ穴とが合致しないため、ネジ止めを行うことができない。これにより除湿部８０と熱交換部９０の誤組付けが発生する可能性を抑制し、製造及びメンテナンス等における組立性を向上する効果も期待できる。

以上、本発明に係る熱交換形換気装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。

以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施例と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施例と重複する説明を適宜省略し、実施例と相違する構成について重点的に説明する。

［変形例］
実施例の説明では、除湿部８０を熱交換部９０の上部に配置したが、これに限定されない。除湿部８０を熱交換部９０の側面や下部等に配置して着脱可能な構成であってもよい。

実施例の説明では、除湿側排気勘合部８６は、除湿側第二排気風路８４に備えたが、これに限定されない。除湿側排気勘合部８６は、除湿側第二排気風路８４を除く除湿部８０に備わる風路の開口端部に設けてもよい。また、除湿側排気勘合部８６は、複数を設けてもよい。

実施例の説明では、熱交側排気勘合部９６は、熱交側第二排気風路９４に備えたが、これに限定されない。熱交側排気勘合部９６は、熱交側第二排気風路９４を除く熱交換部９０に備わる風路の開口端部に設けてもよい。また、熱交側排気勘合部９６は、複数を設けてもよい。

これらの変形例は、実施例と同様の作用効果を奏する。

本発明に係る熱交換形換気装置は、除湿部と熱交換部とを分離可能な構成とすることで、メンテナンス性を向上することができるので、除加湿機能を搭載した熱交換形換気装置として有用である。

１０ 給気風路
２０ 排気風路
３０ 屋外側給気口
４０ 給気ダクト
５０ 屋内側排気口
６０ 屋外側排気口
７０ 加湿部
７１ 屋内側給気口
８０ 除湿部
８１ 除湿側第一給気風路
８２ 除湿側第二給気風路
８３ 除湿側第一排気風路
８４ 除湿側第二排気風路
８６ 除湿側排気勘合部
９０ 熱交換部
９１ 熱交側第一給気風路
９２ 熱交側第二給気風路
９３ 熱交側第一排気風路
９４ 熱交側第二排気風路
９５ 熱交換素子
９６ 熱交側排気勘合部
１００ ジョイント部材
２００ 熱交換形換気装置

Claims (4)

1. 給気風路と、
   排気風路と、
   前記給気風路を通る空気を除湿するための除湿部と、
   前記給気風路を通る空気と前記排気風路を通る空気との間で熱交換するための熱交換部と、を備え、
   前記除湿部と前記熱交換部とを分離可能とした熱交換形換気装置。
2. 前記除湿部と前記熱交換部とは所定の向きにおいて分離可能とした請求項１に記載の熱交換形換気装置。
3. 前記除湿部は、
   前記除湿部を通る除湿側給気風路を備え、
   前記熱交換部は、
   前記熱交換部を通る熱交側給気風路を備え、
   前記除湿側給気風路は、
   前記熱交側給気風路と勘合するための除湿側給気勘合部を備え、
   前記熱交側給気風路は、
   前記除湿側給気風路と勘合するための熱交側給気勘合部を備えた請求項２に記載の熱交換形換気装置。
4. 前記除湿部は、
   前記除湿部を通る除湿側排気風路を備え、
   前記熱交換部は、
   前記熱交換部を通る熱交側排気風路を備え、
   前記除湿側排気風路は、
   前記熱交側排気風路と勘合するための除湿側排気勘合部を備え、
   前記熱交側排気風路は、
   前記除湿側排気風路と勘合するための熱交側排気勘合部を備えた請求項２または３に記載の熱交換形換気装置。

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