JP2522592B2 - 換気用熱交換器 - Google Patents

換気用熱交換器

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JP2522592B2
JP2522592B2 JP2196503A JP19650390A JP2522592B2 JP 2522592 B2 JP2522592 B2 JP 2522592B2 JP 2196503 A JP2196503 A JP 2196503A JP 19650390 A JP19650390 A JP 19650390A JP 2522592 B2 JP2522592 B2 JP 2522592B2
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/147Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification with both heat and humidity transfer between supplied and exhausted air
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、家屋などの換気システムに好適に用いら
れる熱交換器に係り、詳しくは、給排気を熱交換するに
際して水分(水蒸気)の移動を伴なわせることのできる
全熱型の換気用熱交換器に関する。
「従来の技術」 近年、一般住宅においてもその構築法などが非常に進
歩したことから、住宅内の気密性が極めて高くなってい
る。ところが、このように気密性が高くなっていること
から、特に冬季においてはストーブの使用や人間の呼吸
などによって室内の空気が汚れたり、相対湿度が上昇し
結露を生じやすい状態になることにより、その空調にあ
たっては換気を行うことが必須となっている。しかし、
このような冬季の場合、換気を行うにあたっては当然室
内の温度コントロールを兼ねなくてはならず、したがっ
て単に外気を取り入れるだけでなく、取り入れた外気を
暖めて給気する必要がある。
このように外気を暖める場合には、単に取り入れた外
気をヒーターなどで加熱してもよいが、それではエネル
ギー的にみてロスが多く、空調運転コストが大きくなる
ため、近年では、外気を予め室内からの暖められた空気
の排気分と熱交換し、その後必要に応じて加熱すること
などにより、低コストで十分暖められた新鮮な空気を室
内に取り入れることがなされている。
ところで、熱交換を行うにあたって用いられる熱交換
器には、一般に顕熱型と全熱型との二種類が知られてい
る。
顕熱型のものは、単に流体などの熱媒間において熱交
換のみを行うものであり、熱交換を行うための伝熱面
が、例えば金属や樹脂などの気体をも透過しない材料に
よって構成されたものである。
一方全熱型のものは、熱交換を行うとともに物質の移
動、例えば水蒸気の移動を伴うものである。そして、そ
の伝熱面には、従来不織布や紙(和紙)などの水蒸気等
を透過する材料に化学的処理を施して強度を高めたもの
を用い、水蒸気の透過による移動や水分の毛細管現象に
よる移動を可能にしている。
そして、顕熱型のものは単に熱交換のみを行うことか
ら、高温側および低温側の熱媒体が共に空気である場
合、空気中に含まれる湿気、すなわち水蒸気の移動がな
く伝熱によってのみ熱交換がされることにより、熱量の
移動が少なくよって熱交換効率が必ずしも十分とはいえ
ない。また、室内が乾燥しすぎると場合がある。
これに対して全熱型のものは、熱媒体が共に空気の場
合、湿気の移動を伴って熱交換がなされるため、伝熱に
よって移動する熱とともに通常は熱容量の大きい水蒸気
も低温側の熱媒体に移動することから、顕熱型に比べ熱
交換率が高いものとなっている。
したがって、住宅などに用いる熱交換器についても、
熱交換率が高くよってエネルギー的に空調運転コストが
少なくてすむ全熱型のものの使用が望まれている。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上述したように全熱型の換気用熱交換
器にあっては、不織布や和紙などに化学的処理を施した
ものを伝熱面として用いているため、例えば寒冷地で使
用する場合には外気が氷点下になることが多いことか
ら、熱交換後伝熱面を透過して排気側より給気側(外気
側)に流入した湿気(水蒸気)が冷却されて凝縮(結
露)し、さらにこれが連結するといった問題がある。そ
して、上記全熱型のものにあっては、その材質上機械的
強度に劣るため、このような凍結に起因して破損が生じ
易く、よってその使用が困難であり、実際には寒冷地な
どでは使用しないのが普通である。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、凍結にも強く、よって寒冷地などで
も十分使用可能な全熱型の換気用熱交換器を提供するこ
とある。
「課題を解決するための手段」 この発明の換気用熱交換器では、相対向する一対の矩
形板と、これらの間に垂設されてこれら矩形板間に並列
した複数の通路を形成する複数の仕切り板とからなる熱
交換プレートを複数枚重ねてなり、これら重ねられた熱
交換プレートのそれぞれの矩形板に、これらの熱交換プ
レートの重ね合わせた方向に各熱交換プレートの通路同
士を連通せしめる複数の貫通孔を、その面方向に縦横に
形成し、かつ、これらの熱交換プレート間に水蒸気を通
過し水を通さない多孔質膜を挟持させたことを上記課題
の解決手段とした。
「作用」 この発明の熱交換器によれば、給気(外気)あるいは
排気のための複数の通路を形成した熱交換プレートを複
数枚重ね、互いに重ね合わされた一方を給気用、他方を
排気用とすることによって水蒸気などの物質の移動を伴
わない顕熱型の熱交換器が形成される。そして、これら
重ねられた熱交換プレートのそれぞれの矩形板に、これ
らの熱交換プレートの重ね合わせた方向に各熱交換プレ
ートの通路同士を連通せしめる複数の貫通孔を、その面
方向に縦横に形成し、かつ、これらの熱交換プレート間
に水蒸気を通過し水を通さない多孔質膜を挟持させたこ
とにより、多孔質膜を変形させることなく安定した状態
で保持し、単に伝導による熱交換だけでなく、水蒸気の
移動を伴う全熱型の熱交換器になる。また、仕切り板を
各熱交換プレートの矩形板間に垂設させることにより、
熱交換プレートの各矩形板の全面に複数の貫通孔を、隣
接する貫通孔同士の間隔が狭くなるように密に形成する
ことが可能になる。これにより、短時間にかつ高い熱交
換率で大量の給排気の熱交換を行うことが可能になる。
「実施例」 第1図ないし第3図はこの発明の換気用熱交換器の一
実施例を示す図であって、これらの図において符号1は
換気用熱交換器(以下、熱交換器と略称する)である。
この熱交換器1は、平面視正方形の熱交プレート2a(熱
交換プレート)および熱交プレート2bが交互に80〜160
枚程度重ね合わされて形成されたもので、全体が直方体
状のものである。
熱交プレート2aは、第2図に示すようにポリエチレン
等の硬質性合成樹脂からなり、後述するように室内側か
ら送られた排気を通過させるためのもので、相対向して
平行に配置された一対の正方形板3,3と、これらの間に
設けられてこれら正方形板3,3間に並列した複数の通路4
a…を形成する複数の仕切り板5…とからなるものであ
る。ここで、通路4a…は、室内側から送られた排気を通
過させるための通路となるものである。また、この熱交
プレート2aには、その正方形板3,3にそれぞれ外面側と
通路4a…とを連通せしめる多数の貫通孔6a…が形成され
ている。これら貫通孔6a…は、後述するようにその外面
側にて、重ね合わされた熱交プレート2bの貫通孔と多孔
質膜を介して連通するようになっている。そして、これ
ら貫通孔6a…は後述するように湿気(水蒸気)の透過路
となることから、その数および大きさは熱交換器1にお
いて全熱型として要求される水蒸気の透過度に応じて決
定される。すなわち、貫通孔6aの数を多くまたその大き
さを大きくすれば、当然透過する水蒸気量が多くなるこ
とから熱交換率が高くなるが、その半面水蒸気量が多く
なることから水蒸気の凝縮・凍結の可能性が高くなり、
したがって地域などによっては水蒸気の透過量を抑えた
ほうが好ましい場合もあるからである。また、熱交プレ
ート2aの正方形板3,3の外面には、上記貫通孔6a…を覆
ってその全面にそれぞれ多孔質膜7,7が張設されてい
る。
多孔質膜7は、ふっ素樹脂、ポリエチレン樹脂、超高
分子量ポリエチレンが多孔質化されて形成されたもの
で、例えば四ふっ化エチレン樹脂多孔質膜(商品名;ミ
クロテックス[日東電工株式会社製])や、ポリエチレ
ン多孔質膜、超高分子量ポリエチレン多孔質シート(商
品名;ブレスロン[日東電工株式会社製])からなるも
のである。ここで、上記四ふっ化エチレン樹脂多孔質膜
は、耐熱性、耐薬品性、耐候性、はっ水性、電気特性な
どに優れたもので、平均孔径0.6μm程度の微細孔が1cm
2あたり数億個以上形成されたものである。そして、こ
のような微細孔が形成されていることにより、空気や水
蒸気のような気体を選択的に透過させ、一方水などの接
触角の大きい液体を透過させることなくはじくようにな
っている。また、ポリエチレン多孔質膜や超高分子量ポ
リエチレン多孔質シートは、耐薬品性、はっ水性、電気
絶縁性に優れたもので、やはり空気や水蒸気のような気
体を選択的に透過させ、一方水などの接触角の大きい液
体を透過させることなくはじくものである。そして、こ
のような材質からなる多孔質膜7は、融着され、あるい
は接着剤により接着されることによって正方形板3,3に
張設される。
熱交プレート2bは、上記熱交プレート2aと同様にポリ
エチレン等の硬質性合成樹脂からなり、後述するように
外気を導入してこれを給気するためのもので、相対向し
て平行に配置された一対の正方形板3,3と、これらの間
に設けられてこれら正方形板3,3間に配列した複数の通
路4b…を形成する複数の仕切り板5…とからなるもので
ある。ここで、通路4b…は、外気側から導入された外気
を通過させるための通路となるものである。また、この
熱交プレート2bには、その正方形板3,3にそれぞれ外面
側と通路4b…とを連通せしめる多数の貫通孔6b…が形成
されている。これら貫通孔6b…は、上述したように重ね
合わされた熱交プレート2aの貫通孔6b…に多孔質膜7を
介して連通するよう配設されたものである。
そして、このような構成の熱交プレート2aと熱交プレ
ート2bとが、互いにその通路4a…と通路4b…とを直交さ
せるようにして交互に重ね合わされることにより、第1
図に示すような熱交換器1が形成されている。
次に、このような構成からなる熱交換器1の使用方法
を説明する。
この熱交換器1を用いて室内の換気を行うには、例え
ば第3図に示すような家の換気システムを形成する。す
なわちこのシステムにおいては、熱交換器1の排気用通
路4a…の一方に室内の汚れた空気を熱交換器1に送るた
めの第1のダクト8が配設され、他方に熱交換後の空気
を屋外に排出するための第2のダクト9が配設されてい
る。また、熱交換器1の給気用通路4b…の一方に外気か
らの新鮮な空気を取り入れるための第3のダクト10が配
設され、他方に熱交換後の空気を室内に供給するための
第4のダクト11が配設されている。そして、第1のダク
ト8には送風機12が、また第3のダクト10にも送風機14
が配設されている。なおここで、第1のダクトの取り入
れ口としては、例えば人が集まる居間などにするのが好
ましく、また第3のダクトの取り入れ口としては、例え
ば小屋裏などの風雨の影響の少ない場所にするのが好ま
しい。
このようにシステムにより室内の換気を行うには、送
風機12を駆動せしめて室内の空気を熱交換器1に送ると
ともに、送風機14を駆動せしめて外気を熱交換器1に送
る。すると、室内の汚れた空気(排気)は熱交換器1の
通路4a…に流入し、一方新鮮な外気は熱交換器1の通路
4b…に流入する。そして、これら排気および外気は、熱
交換器1内にてその熱交プレート2a,2b…の正方形板3
…を介して熱伝導により熱交換するとともに、冬季など
室内の絶対湿度が高い場合には排気中の湿度(水蒸気)
が貫通孔6a、多孔質膜7、貫通孔6bの通過(透過)して
外気中に移動する。このように、熱交換器1では単に伝
導による熱交換だけでなく、水蒸気の移動を伴う全熱型
の熱交換がなされることから、第4のダクト11から室内
に供給される空気は水蒸気が有する熱量をも受けて高い
熱交換率で加熱されたものとなり、よって室内が十分に
加温される。
このような構成の熱交換器1にあっては、水蒸気の移
動を伴う全熱型の熱交換を行うことができるため、十分
に高い効率で熱交換を行うことができ、よってエネルギ
ー的に空調運転コストを小さくすることができる。ま
た、室内の相対湿度が低くなりすぎることによる、乾燥
のしすぎも避けられる。また、排気からの水蒸気(湿
気)を給気(外気)に移動させることから、例えば寒冷
地での使用のように外気が氷点下となる場合、当然熱交
換後給気側(外気側)に流入した水蒸気が冷却されて凝
縮(結露)し、さらにこれが凍結することが予想される
が、その場合にも、熱交換器1がポリエチレン等の硬質
性合成樹脂を主の材料として形成されていることから機
械的強度に劣ることがなく、よって凍結に起因して破損
が生じることがない。
なお、上記実施例においては、熱交換器1を給気側通
路と排気側通路とが互いに直交する直交流型としたが、
本発明の熱交換器はこれに限定されることなく、給器側
通路と排気側通路とが並向する並向流型であってもよ
く、また給気側通路と排気側通路とが対向する対向流型
であってもよい。
また、上記実施例では矩形板として特に直交流型に適
するよう正方形の板3にしたが、上述したように並向流
型や対向流型にした場合などには正方形でなく単に矩形
でよいのはもちろんである。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明の換気用熱交換器は、重
ねられた熱交換プレートのそれぞれの矩形板に、これら
の熱交換プレートの重ね合わせた方向に各熱交換プレー
トの通路同士を連通せしめる複数の貫通孔を、その面方
向に縦横に形成し、かつ、これらの熱交換プレート間に
水蒸気を通過し水を通さない多孔質膜を挟持させたこと
により、多孔質膜を変形させることなく安定した状態で
保持することができ、単に伝導による熱交換だけでな
く、水蒸気の移動を伴う全熱型の熱交換器となるもので
ある。しかも、仕切り板を各熱交換プレートの矩形板間
に垂設させたので、熱交換プレートの各矩形板の全面に
複数の貫通孔を、隣接する貫通孔同士の間隔が狭くなる
ように密に形成することができ、短時間にかつ高い熱交
換率で大量の給排気の熱交換を行うことができる。した
がってこの換気用熱交換器にあっては、十分に高い効率
で熱交換を行うことができることにより、エネルギー的
に空調運転コストを小さくすることができる。また、従
来の全熱型の熱交換器のように不織布や和紙を主材料と
していないため、熱交換後に起こる水蒸気の凝縮(結
露)・凍結にも十分堪え得るものとなり、よって寒冷地
などでの使用が十分可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図はこの発明の換気用熱交換器の一実
施例を示す図であって、第1図は熱交換器の概略構成
図、第2図は熱交プレート(熱交換プレート)の概略構
成図、第3図は第1図に示した熱交換器の使用例を説明
するための図である。 1……換気用熱交換器、 2a,2b……熱交プレート(熱交換プレート)、3……正
方形板、 4a,4b……通路、5……仕切り板、 6a,6b……貫通孔、7……多孔質膜。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】相対向する一対の矩形板と、これらの間に
    垂設されてこれら矩形板間に並列した複数の通路を形成
    する複数の仕切り板とからなる熱交換プレートを複数枚
    重ねてなり、これら重ねられた熱交換プレートのそれぞ
    れの矩形板に、これらの熱交換プレートの重ね合わせた
    方向に各熱交換プレートの通路同士を連通せしめる複数
    の貫通孔を、その面方向に縦横に形成し、かつ、これら
    の熱交換プレート間に水蒸気を通過し水を通さない多孔
    質膜を挟持させたことを特徴とする換気用熱交換器。
JP2196503A 1990-07-25 1990-07-25 換気用熱交換器 Expired - Lifetime JP2522592B2 (ja)

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JPH0484046A JPH0484046A (ja) 1992-03-17
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60205193A (ja) * 1984-03-28 1985-10-16 Mitsubishi Electric Corp 全熱交換器
JPS60251903A (ja) * 1984-05-28 1985-12-12 Japan Vilene Co Ltd 全熱交換素子
JPH01266495A (ja) * 1988-04-18 1989-10-24 Sekisui Chem Co Ltd 全熱交換器

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