JP2024049430A - 熱交換形換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内筐体を小型化できるだけでなく、排気風路の曲がりによる通風抵抗を低減し、換気性能も確保した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、ダクト３と、室内筐体２と、給気用送風機４と、排気用送風機５と、熱交換素子６と、を備え、排気用送風機５は室内筐体２の中に設けられ、給気用送風機４により屋外２２から室内２１へ空気が送風される給気風路が８１形成され、排気用送風機５により室内２１から屋外２２へ空気が送風される排気風路８２が形成され、熱交換素子６は、給気風路８１と排気風路８２とが交差する位置に設けられ、ダクト３は給気風路８１と排気風路８２とを仕切る仕切板９を有し、排気用送風機５は仕切板９に向かって空気を吹き出すように傾いて配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、屋外と室内とを連通したダクトを介して屋外空気と室内空気を熱交換しながら換気を行う熱交換形換気装置に関するものである。

従来、この種の熱交換形換気装置としては、内部に熱交換素子を有して室内空気と室外空気を熱交換して換気による室内環境のエネルギーロスを軽減するタイプ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、その熱交換形換気装置について図６を参照しながら説明する。

この熱交換形換気装置は、箱体１０１と、給排気用送風機１１０と、二層管１０６と、熱交換器１０５とを備える。

箱体１０１は、建物内壁１２０に取り付けられ、内部を排気通路１２１と給気通路１２２とに分割する。

給排気用送風機１１０は、箱体１０１の中において、排気通路１２１および給気通路１２２の内部に設けられる。

二層管１０６は、内部が排気通路１２１と給気通路１２２に分割されて建物内壁１２０を貫通させて設けられる。

熱交換器１０５は、排気通路１２１と給気通路１２２とが交差する部分に設けられ、室内外の空気を熱交換する構成としている。

給排気用送風機１１０は、一つの電動機１０４から両端側に突出する同軸の回転軸の端部にそれぞれ固定された排気用羽根車１０２と給気用羽根車１０３で構成される。

排気用羽根車１０２と給気用羽根車１０３は建物内壁１２０に向かって重なるように箱体内の一方側寄りに配置され、他方側寄りには熱交換器１０５が配置されている。

実開昭５７－４６７３２号公報

このような従来の熱交換形換気装置では、給排気用送風機が、一つの電動機から両端側に突出する同軸の回転軸の端部にそれぞれ固定された排気用羽根車と給気用羽根車で構成され、排気用羽根車と給気用羽根車は建物内壁に向かって重なるように箱体内の一方側寄りに配置されている。

このため、箱体の横方向の長さは小さくできるものの、建物内壁面から突出する箱体の奥行き方向の長さは大きくなってしまい、全体として装置が大型化するという課題を有していた。

また、熱交換器を介しながら、二層管と、一方側寄りに配置されている排気用羽根車および給気用羽根車とを連通させる構成になっている。

このため、風路が複雑化して通風抵抗が大きくなり、換気性能が十分に得られない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、装置本体を小型化できるだけでなく、換気性能も確保できる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、本発明の一態様に係る熱交換形換気装置は、ダクトと、室内筐体と、給気用送風機と、排気用送風機と、熱交換素子と、を備えた熱交換形換気装置であって、ダクトは屋外と室内とを連通し、室内筐体は室内においてダクトと接続され、排気用送風機は室内筐体の中に設けられ、給気用送風機により屋外から室内へ空気が送風される給気風路が形成され、排気用送風機により室内から屋外へ空気が送風される排気風路が形成され、熱交換素子は、給気風路と排気風路とが交差する位置に設けられ、ダクトは給気風路と排気風路とを仕切る仕切板を有し、排気用送風機は仕切板に向かって空気を吹き出すように傾いて配置されることを特徴としたものであり、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、室内筐体を小型化できるだけでなく、排気風路の曲がりによる通風抵抗を低減し、換気性能も確保した熱交換形換気装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１の熱交換形換気装置の全体斜視図 同熱交換形換気装置の全体の部品構成を示す断面図 同排気風路における排気用送風機の下流の特徴を示す分解図 同排気風路における排気用送風機の上流の特徴を示す斜視断面図 同排気風路における排気用送風機の上流の特徴を示す断面図 従来の熱交換形換気装置を示す断面図

本発明の一態様に係る熱交換形換気装置は、ダクトと、室内筐体と、給気用送風機と、排気用送風機と、熱交換素子と、を備えた熱交換形換気装置であって、ダクトは屋外と室内とを連通し、室内筐体は室内においてダクトと接続され、排気用送風機は室内筐体の中に設けられ、給気用送風機により屋外から室内へ空気が送風される給気風路が形成され、排気用送風機により室内から屋外へ空気が送風される排気風路が形成され、熱交換素子は、給気風路と排気風路とが交差する位置に設けられ、ダクトは給気風路と排気風路とを仕切る仕切板を有し、排気用送風機は仕切板に向かって空気を吹き出すように傾いて配置されるという構成を有する。

これにより、室内筐体の寸法を低減し、室内筐体を小型化するという効果を得るだけでなく、排気風路の曲がりによる通風抵抗を低減し、換気性能を確保できるという効果を得ることができる。

また、給気用送風機はダクトの中に設けられる、という構成にしてもよい。

これにより、室内筐体内の給気送風機用のスペースが不要となり、室内筐体を小型化するという効果をさらに高めることができる。また、室内筐体内の給気風路の曲がりによる通風抵抗を低減し、換気性能を確保できるという効果をさらに高めることができる。

また、給気用送風機は仕切板に接続され、ダクトの内部において、給気用送風機を構成する給気モータは排気風路に突出する、という構成にしてもよい。

これにより、給気モータは、室内空気の通風による温調により、動作環境が安定するという効果を得ることができる。

また、排気用送風機は給気モータに向かって空気を吹き出すように傾いて配置される、という構成にしてもよい。

これにより、給気モータは、室内空気の通風による温調により、動作環境が安定するという効果をさらに高めることができる。

また、熱交換素子は室内筐体の中に設けられ、熱交換素子の素子排気出口と排気用送風機の吸込口との距離は、ダクト側から室内側に向かうにつれて長くなる、という構成にしてもよい。

これにより、排気用送風機の吸込み流量の偏りを抑えることで通風抵抗を低減し、換気性能を確保できるという効果をさらに高めることができる。

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）
図１および図２に示すように、熱交換形換気装置１は、室内筐体２と、ダクト３と、屋外フード１０と、を備える。

室内筐体２と、ダクト３と、屋外フード１０は、後述するが、それぞれ内部に給気風路８１と排気風路８２を形成する。

室内筐体２は、室内２１側に設置され、室内２１への給気と室内空気の排気を行う。

屋外フード１０は、屋外２２側に設置され、屋外２２への排気と室内空気の給気を行う。

ダクト３は、例えば中空の円筒状外郭を有し、壁面２０に設けられる貫通孔２５の内部に取付けられる。ダクト３は、円形断面の室内側端部を室内筐体２に接続し、円形断面の屋外側端部を屋外フード１０に接続する。

これにより、ダクト３は、室内筐体２と、屋外フード１０とで挟み込んで接続され、それぞれの給排気風路を連結する。

このようにして熱交換形換気装置１は、壁面２０に設置され、給気風路８１と排気風路８２とを形成し、室内２１と屋外２２との間で給排気を行う。

屋外フード１０は、例えば箱形状の外郭を有し、筐体背面を壁面２０に固定し、設置状態においてダクト３に接続され、給気風路８１と排気風路８２を連結する。

屋外フード１０は、壁面２０への設置状態における筐体の側面および上下面の任意の面に対し、屋外側給気口３３と、屋外側排気口３４と、を備える。

屋外側給気口３３は、給気風路８１と連通する場所に設け、屋外側排気口３４は、排気風路８２と連通する場所に設ける。

ここで屋外フード１０は、屋外２２から室内２１への風雨や粗塵の浸入を防止する役割を有した部材であるため、屋外側給気口３３と屋外側排気口３４は、細いスリット状の開口を多数個組合せて開口面積を確保することが望ましい。

ダクト３は、中空の円筒内部に仕切板９と、給気用送風機４と、を有している。

給気用送風機４は、給気回転軸４１と、給気モータ４２と、給気羽根車４３と、給気ケーシング４４と、から構成される。給気用送風機４は、仕切板９に固定され、屋外２２から室内２１への送風を行う。

給気用送風機４は、ダクト３の内部に備えることにより、室内筐体２が小型化できるという効果を有するが、必ずしもダクト３の内部に在る必要はない。例えば給気用送風機４を室内筐体２の内部に収めることで、ダクト３の外径を小さくすることが可能となる。これにより、設置に必要な壁面２０の貫通孔２５が小さくできるため、施工工事が簡易になるという効果を得る。

また、給気用送風機４を屋外フード１０の内部に収める場合も、同様の効果を得る。

仕切板９は、例えばフラットな平面を持つ板形状の部品であり、ダクト３の内部において、ダクト３の円形断面を二分するように取付けることで、ダクト３の内部に給気風路８１と排気風路８２とを形成する。

また、仕切板９は、平面の中央部に丸穴を設けており、給気回転軸４１を通し、給気モータ４２を排気風路８２側に、給気羽根車４３および給気ケーシング４４を給気風路８１側に設置することが好ましい。

このように、給気モータ４２を排気風路８２に突出することで、ダクト３の内部において、給気羽根車４３および給気ケーシング４４のサイズを最大化し、換気性能を確保できるという効果を得る。また、排気風路８２は室内空気の通路であり、比較的温調された空気が流れることが多いため、給気モータ４２は動作環境が安定する効果を得ることができる。

さらに、排気風路８２を流れる室内空気は、比較的清浄な空気であることが多いため、給気モータ４２への塵埃浸入等のリスクを低減することが可能となる。

室内筐体２は、例えば箱形状の外郭を有する。室内筐体２は、筐体背面には筐体給気開口８４と筐体排気開口８５とを備え、筐体前面にはルーバー側開口８６を備え、筐体側面には室内側排気口３２を備える。

排気用送風機５、熱交換素子６、およびフィルタ７は、室内筐体２の内部に設けられる。

室内筐体２は、筐体背面を壁面２０に対して固定する。室内筐体２は、設置状態においてダクト３に接続される。給気ケーシング４４と筐体給気開口８４とが接続されることで、ダクト３から室内筐体２への給気風路８１が形成される。

フィルタ７は、通過する空気内に含まれる塵埃等を取り除き、塵埃等を低減した空気を下流に流す役割を有する。

フィルタ７は任意の形状が可能であるが、ここでは矩形の厚板形状を基本とする。これはフィルタ７を設ける部分の開口面積を可能な限り大きくし、集塵性能を確保するためである。

またフィルタ７は、室内筐体２の内部において、筐体給気開口８４の直後に配置することが望ましい。これは室内への給気に含まれる塵埃の低減に加え、フィルタ７の下流に配置する熱交換素子６といった部品の目詰りを低減することを目的とする。

熱交換素子６は、矩形の厚板形状を有した部品であり、その構成は、給気風路８１と排気風路８２を交差させるように熱交換板を多数交互に積層し、給気流と排気流の間で熱交換して換気によるエネルギーロスを軽減する役割を有する。

熱交換素子６は、例えば室内筐体２の内部において、給気風路８１と排気風路８２とが交差する位置に配置する。

特に、熱交換素子６は、室内筐体２の内部において、給気風路８１と排気風路８２とが直交する位置に配置されることが好ましい。つまり、熱交換素子６は、フィルタ７および室内側排気口３２の面に対向する位置に設けられることが好ましい。これは、室内筐体２の内部における風路の曲がりによる通風抵抗をなるべく最小限にするためである。

なお、熱交換素子６は、室内側排気口３２の面に対向する位置に設けられなくても、フィルタ７の面に対向する位置に設けられれば、室内筐体２の内部における通風抵抗を低減する効果を得ることができる。また、熱交換素子６は、フィルタ７の面に対向する位置に設けられなくても、室内側排気口３２の面に対向する位置に設けられれば、室内筐体２の内部における通風抵抗を低減する効果を得ることができる。

ルーバー８は、室内筐体２のルーバー側開口８６の一部を覆うように設けられる。

ルーバー８は、開口部を有する任意の形状が可能である。ルーバー８は、給気風路８１の最下流に配置され、室内側給気口３１を形成し、室内２１への給気を行う。

排気用送風機５は、排気回転軸５１と、排気モータ５２と、排気羽根車５３と、排気ケーシング５４と、から構成される。

排気用送風機５は、室内筐体２の内部における熱交換素子６の下流に配置され、排気風路８２を構成し、室内２１から屋外２２への送風を行う。

ここで、図３を用い、排気用送風機５の下流の配置に関する特徴を示す。

排気用送風機５は、仕切板９に向かって空気を吹き出すように傾いて配置される。

仕切板９は、例えば鉛直方向に配置された板である。

本来、排気用送風機５は、熱交換素子出口面に対し直交する方向に排気回転軸５１を配置し、熱交換素子出口面に正面から対向する位置に排気羽根車５３を配置することが、通風抵抗低減の観点において有効である。ただしその場合、室内筐体２の奥行き方向の寸法が大きくなってしまう。

上述の排気用送風機５を傾かせて配置する目的は、室内筐体２の奥行き方向の寸法を低減し、室内筐体２を小型化するという効果を得ながら、通風抵抗を可能な限り低減する配置として有効である。

さらに排気用送風機５は、仕切板９に向かって斜めに空気を吹き出すことで、ダクト３内部の中央に向かって排気風路８２を正圧化し、給気風路８１から排気風路８２への風漏れを低減することができる。これにより、仮に風漏れが発生した場合であっても、給気風路８１から排気風路８２への塵埃浸入を低減することが可能となる。これは、仕切板９が給気風路８１と排気風路８２を二分し、仕切板９の両端部において両風路の風漏れが懸念され、特に気密性の重要箇所であるため、本構成が有効となるのである。

さらに排気用送風機５は、仕切板９に向かって斜めに空気を吹き出すことで、排気風路８２におけるダクト３の外周側の圧力を相対的に低減する。これにより、排気風路８２から室内２１への風漏れを低減し、換気性能の確保ができるという効果を得る。

また、排気用送風機５は給気モータ４２に向かって空気を吹き出すように傾いて配置される、という構成にしてもよい。

これにより、給気モータ４２は、室内空気の通風による温調により、動作環境が安定するという効果をさらに高めることができる。

また、図４および図５を用い、排気用送風機５の上流の配置に関する特徴を示す。

熱交換素子６の内部において、給気風路８１は素子給気入口６１から素子給気出口６２への風路であり、排気風路８２は素子排気入口６３から素子排気出口６４への風路である。

排気用送風機５は、仕切板９に向かって空気を吹き出すように傾いて配置する構成としている。

このとき、熱交換素子６の素子排気出口６４と排気用送風機５の吸込口との距離は、ダクト３側から室内２１側に向かうにつれて長くなる構成とすることが望ましい。

これは、熱交換素子６の素子排気入口６３において、壁面２０側よりも室内２１側の方が、通風抵抗が小さいという通風量の偏りを利用したものである。

つまり、素子排気入口６３における壁面２０側は、壁面流れの影響で通風量が比較的小さいため、熱交換素子６と排気用送風機５との壁面側距離７１を小さくする。

反対に、素子排気入口６３における室内２１側は、壁面２０側の通風量よりも比較的大きいため、熱交換素子６と排気用送風機５との室内側距離７２を大きくする。

これにより、排気用送風機５の吸込み面に対し風量の偏りが少なく一様になり、ファンを効率よく活用できる効果を得ることができるのである。

以上のように、熱交換形換気装置１の構成を説明したが、改めて、熱交換形換気装置１の給気風路８１と排気風路８２、それぞれの空気の流れを以下に説明する。

給気風路８１は、屋外フード１０に備えた屋外側給気口３３より、屋外フード１０の内側に流入する。

給気風路８１は、ダクト３と仕切板９で仕切られた空間を通り、給気用送風機４によって、筐体給気開口８４を通り、室内筐体２の内部に流入する。

給気風路８１は、フィルタ７と熱交換素子６を通り、ルーバー８を介して、室内側給気口３１より、室内２１空間へ給気する。

排気風路８２は、室内筐体２に備えた室内側排気口３２より、室内筐体２の内側に流入する。

排気風路８２は、熱交換素子６を通り、排気用送風機５によって、筐体排気開口８５を通り、ダクト３と仕切板９で仕切られた空間へ流入する。

排気風路８２は、ダクト３と仕切板９で仕切られた空間を通り、屋外フード１０の内部に流入する。

排気風路８２は、屋外フード１０の内側から、屋外フード１０に備えた屋外側排気口３４より、屋外２２空間へ排気する。

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や、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明に係る熱交換形換気装置は、装置本体を小型化できる構成を備えるもので、同時に給気と排気を行なって２層管と接続される装置に適用することが可能であり、換気システムや空調システムを構成する換気装置などに適用することにおいて有用である。

１ 熱交換形換気装置
２ 室内筐体
３ ダクト
４ 給気用送風機
５ 排気用送風機
６ 熱交換素子
７ フィルタ
８ ルーバー
９ 仕切板
１０ 屋外フード
２０ 壁面
２１ 室内
２２ 屋外
２５ 貫通孔
３１ 室内側給気口
３２ 室内側排気口
３３ 屋外側給気口
３４ 屋外側排気口
４１ 給気回転軸
４２ 給気モータ
４３ 給気羽根車
４４ 給気ケーシング
５１ 排気回転軸
５２ 排気モータ
５３ 排気羽根車
５４ 排気ケーシング
６１ 素子給気入口
６２ 素子給気出口
６３ 素子排気入口
６４ 素子排気出口
７１ 壁面側距離
７２ 室内側距離
８１ 給気風路
８２ 排気風路
８４ 筐体給気開口
８５ 筐体排気開口
８６ ルーバー側開口
１０１ 箱体
１０２ 排気用羽根車
１０３ 給気用羽根車
１０４ 電動機
１０５ 熱交換器
１０６ 二層管
１１０ 給排気用送風機
１２０ 建物内壁
１２１ 排気通路
１２２ 給気通路

Claims (5)

1. ダクトと、室内筐体と、給気用送風機と、排気用送風機と、熱交換素子と、を備えた熱交換形換気装置であって、
   前記ダクトは屋外と室内とを連通し、
   前記室内筐体は前記室内において前記ダクトと接続され、
   前記排気用送風機は前記室内筐体の中に設けられ、
   前記給気用送風機により前記屋外から前記室内へ空気が送風される給気風路が形成され、
   前記排気用送風機により前記室内から前記屋外へ空気が送風される排気風路が形成され、
   前記熱交換素子は、前記給気風路と前記排気風路とが交差する位置に設けられ、
   前記ダクトは前記給気風路と前記排気風路とを仕切る仕切板を有し、
   前記排気用送風機は前記仕切板に向かって空気を吹き出すように傾いて配置されることを特徴とする熱交換形換気装置。
2. 前記給気用送風機は前記ダクトの中に設けられ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. 前記給気用送風機は前記仕切板に接続され、
   前記ダクトの内部において、前記給気用送風機を構成する給気モータは前記排気風路に突出することを特徴とする請求項２に記載の熱交換形換気装置。
4. 前記排気用送風機は前記給気モータに向かって空気を吹き出すように傾いて配置され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。
5. 前記熱交換素子は前記室内筐体の中に設けられ、
   前記熱交換素子の素子排気出口と前記排気用送風機の吸込口との距離は、前記ダクト側から前記室内側に向かうにつれて長くな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。

Images