JP4372698B2 - 天井埋込型の熱交換換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、給気流と排気流間で熱交換を行う天井埋込型の熱交換換気装置に関するものである。

熱交換換気装置の中には、室内空気の流れである排気流を、熱交換器を迂回するバイパスに流し、熱交換をしない給排気による換気も行えるようにしたものがある。バイパスの開閉は、電動ダンパによって行われるようになっている。春とか秋とかの中間季には、バイパスを使った普通換気を行うことができる。なお、この種の従来技術としては特許文献１に示されているものがある。

特開平５−２５６４８５号公報

従来の熱交換換気装置は、換気モード設定部の設定によって給排気流間で連続的な熱交換をして室内を換気する熱交換換気モードか、電動ダンパでバイパスを開き、排気流を熱交換器を迂回して通し、給排気流間での熱交換を行わない給排気による普通換気モードのいずれかを設定することができる。そして、外気温を検知する外気温検知センサを備え、外気温が所定温度より低いときには、普通換気モードで運転していても、強制的に電動ダンパを動作させてバイパスを閉じ、熱交換換気を行うようになっている。しかしながら、今日、住宅の高気密化が進み、住宅全体を常時換気する換気システムが提案される中で、そうした換気システムの中核をなす換気装置としては機能的ではない。

このような換気システムでは、居間等の居室から給気を行い、サニタリーゾーンから排気を行うような構成が採られることが多い。サニタリーゾーンの中でも浴室は、トイレや洗面所とは異なり、常時換気には適さない。入浴時には排気による換気で寒さを覚えたり、夏季に浴室の暖気を熱交換器を通じて熱交換換気すると、冷房負荷が増加してしまい、換気システムとしては好適とは言えない。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、住宅全体の常時換気に好適な換気システムを構築することができる天井埋込型の熱交換換気装置を得ることである。

上記課題を解決するために本発明は、室内の空気を取入れ室外へ排気するための排気通路と、室外の空気を取入れ室内へ給気するための給気通路とを本体箱体内に画成し、その給気通路の一部を、内蔵した熱交換器の二次通路で構成し、排気通路の一部を熱交換器の一次通路で構成し、給気通路には熱交換器の二次通路を通過する給気流を形成する給気用送風機を設け、排気通路には熱交換器の一次通路を通過する排気流を形成する排気用送風機を設けた天井埋込型の熱交換換気装置について、排気通路の室内吸込口を複数設け、そのうちの一つを天井面に臨ませるグリル付きの開口とし、他の室内吸込口についてはダクトで室内と連絡できるようにし、グリル付き開口を除く室内吸込口の特定のものには熱交換器の一次通路を迂回するバイパス通路を連絡させ、その連絡部に設けた電動ダンパによって、バイパス通路を閉止し、熱交換器の一次通路に通じる当該室内吸込口と続く排気通路部分を開放し、また、バイパス通路を開放し、熱交換器の一次通路に通じる排気通路部分を閉止し、さらにバイパス通路を閉止し、熱交換器の一次通路に通じる排気通路部分も閉止することができるようにする手段を採用する。

本発明によれば、室内吸込口のバイパス通路に繋がる特定のものを浴室等に連絡させ、他の室内吸込口を浴室以外のトイレや洗面所に連絡させ、グリル付きの室内吸込口を、廊下等の天井面にのぞませて各所から排気し、給気については居室において行わせるような換気システムが構築できる。この換気システムでは、浴室等については、排気による換気を停止させることができ、入浴時に排気による換気で寒さを覚えたり、夏季にはバイパス通路により浴室等の暖気を熱交換器を通さずに排気することができ、住宅全体を常時換気する換気システムとして好適なものとなる。そして、浴室換気の停止時には、グリル付きの室内吸込口があるため、他のトイレ等の排気が増え、肌寒さ等を感じさせずにすむ。

本発明の熱交換換気装置は、天井埋込型であって室内の空気を取入れ室外へ排気するための排気通路と、室外の空気を取入れ室内へ給気するための給気通路とが本体箱体内に画成されている。給気通路の一部は、内蔵された熱交換器の二次通路で構成されている。また、排気通路の一部は、熱交換器の一次通路で構成されている。給気通路には熱交換器の二次通路を通過する給気流を形成する給気用送風機が設けられている。排気通路には熱交換器の一次通路を通過する排気流を形成する排気用送風機が設けられている。

給気通路は、室外吸込口を入口端とし、室内吹出口を出口端とする一連の風路であり、室外吸込口は、ダクトを介して屋外に、室内吹出口は、ダクトを介して室内にそれぞれ連絡される。排気通路は、室内吸込口を入口端とし、室外吹出口を出口端とする一連の風路であり、室内吸込口は、一つを除いて他のものはダクトを介して室内に連絡され、室外吹出口は、ダクトを介して屋外に連絡される。排気通路の室内吸込口は、複数個が設けられ、そのうちの一つを天井面に臨ませるグリル付きの開口とし、他の室内吸込口についてはダクトで室内と連絡できるようにし、グリル付き開口を除く室内吸込口の特定の一つには熱交換器の一次通路を迂回するバイパス通路が連絡されている。連絡部には電動ダンパが設けられている。この電動ダンパの動作により、バイパス通路を閉止し、熱交換器の一次通路に通じる当該室内吸込口と続く排気通路部分を開放することができる。また、電動ダンパの動作により、バイパス通路を開放し、熱交換器の一次通路に通じる排気通路部分を閉止することができ、さらにバイパス通路を閉止し、熱交換器の一次通路に通じる排気通路部分も閉止することができる。

この熱交換換気装置は、住宅の天井裏等に設置し、グリル付きの室内吸込口を廊下等の天井面に望んで開口させ、他の室内吸込口と室内吹出口をダクトでそれぞれ室内に連絡させ、室外吸込口と室外吹出口を屋外に連絡させることによって住宅全体を常時換気する換気システムが構築できる。室内吸込口のバイパス通路に通じるものは、浴室に連絡させ、他の室内吸込口は、分岐したダクトによりトイレと洗面所に連絡させる。室内吹出口は、居室に連絡させる。給気用送風機と排気用送風機を運転すれば、居室から外気が供給され、廊下、トイレ、洗面所、浴室を通じて住宅の空気が屋外へ排気される。そして、給気流と排気流とは熱交換器において連続して熱交換され、状態量の変動の少ない熱交換換気が実施できる。このとき、トイレと洗面所については常に熱交換器を通して排気されるが、浴室については、電動ダンパを動作させ、熱交換器に通じる排気通路を閉止し、バイパス通路を開放させることにより、熱交換器を通さずに排気することができる。また、電動ダンパの動作により、バイパス通路を閉止し、熱交換器の一次通路に通じる排気通路部分も閉止し、浴室の換気そのものを停止させることができる。これにより、浴室については、排気による換気を停止させることができ、冬季における入浴時等に換気で寒さを覚えたりすることなく、夏季にはバイパス通路により浴室の暖気を、熱交換器を通さずに排気することができ、住宅全体を常時換気する、無駄なエネルギー消費の少ない換気システムが構築できる。

実施の形態１．
図１〜図９によって示す本実施の形態は、天井裏空間の天井面に沿って設置して住居全体の換気を行う熱交換換気装置に関するものである。図１は、熱交換器換気装置の構成を平面的に示した概念図、図２は、図１の側面図、図３は、熱交換換気装置の平面構成図、図４、図５、図６は、ハウジング部分を機能毎に示した側面構成図、図７は、電気系統の構成図、図８は、制御部の動作を示すフローチャート、図９は、熱交換換気装置を適用した住居を示す断面構成図である。本実施の形態の熱交換換気装置１は、図９に示すように天井裏空間等に設置されダクト２を中心として室内外と連絡されるものであり、室内の空気を取入れ室外へ排気するための排気通路３と、室外の空気を取入れ室内へ給気するための給気通路４とが本体箱体５内に画成されている。給気通路４の一部は、本体箱体５の中央に設けられた熱交換器６の二次通路７で構成されている。また、排気通路３の一部は、同じ熱交換器６の一次通路８で構成されている（図３参照）。給気通路４には熱交換器６の二次通路７を通過する給気流を形成する給気用送風機９が設けられている。この給気用送風機９の駆動モータ１０は、ＡＣモータである。排気通路３には熱交換器６の一次通路８を通過する排気流を形成する排気用送風機１１が設けられている。この排気用送風機１１の駆動モータ１２は、ＤＣブラシレスモータである。

給気通路４は、本体箱体５の側面に開けられた室外吸込口１３を入口端とし、室内吹出口１４を出口端とする一連の風路であり、室外吸込口１３は、ダクト２を介して屋外に、室内吹出口１４は、ダクト２を介して室内にそれぞれ連絡される。排気通路３は、室内吸込口１５〜１７を入口端とし、室外吹出口１８を出口端とする一連の風路であり、室内吸込口１５〜１７は、排気用送風機１１の吸込み側に設けられ、一つは天上面に臨んで開口され、他のものはダクト２を介して室内に連絡される。室外吹出口１８は、ダクト２を介して屋外に連絡される。排気通路３の室内吸込口１５〜１７は、本体箱体５の側面に複数個が設けられ、そのうちの一つを天井面に臨ませるグリル１５Ａ付きの開口とし、他の室内吸込口１６，１７についてはダクト２で室内と連絡できるようなっていて、そのうちの特定の室内吸込口１７は、熱交換器６の一次通路８を迂回するバイパス通路１９が連絡されている（図４参照）。連絡部にはアングル状の回動ブレードを持つ電動ダンパ２０が設けられている。グリル１５Ａは着脱可能に構成され、グリル１５Ａを外すことでこの室内吸込口１５を保守点検口として使うことができる。

この電動ダンパ２０の回動動作により、バイパス通路１９を閉止し、熱交換器６の一次通路８に通じる当該室内吸込口１７と続く排気通路部分２１を開放することができる（図４参照）。また、電動ダンパ２０の回動動作により、バイパス通路１９を開放し、熱交換器６の一次通路８に通じる排気通路部分２１を図５に示すように閉止することができ、さらに、図６に示すようにバイパス通路１９を閉止し、熱交換器６の一次通路８に通じる排気通路部分２１も閉止することができる。バイパス通路１９と、その連絡部及び電動ダンパ２０は、排気通路３の熱交換器６の上流側に設けたハウジング２２に一括して構成されている。この構成により、特定の室内吸込口１７を複数設け、それらをハウジング２２に接続することによって、上記した三機能を各室内吸込口１７について果たさせることができる。特定な室内吸込口１７が複数必要ない場合には、必要のない室内吸込口１７については閉止蓋で閉止しておけばよい。

電動ダンパ２０及び排気用送風機１１は、本体箱体５内に設けられた制御部２３によって制御される。制御部２３は、図７に示すように電動ダンパ２０の運転モードを判断する判断部２４と、ダンパ駆動部２５と、排気用送風機１１の駆動モータ１２を駆動する駆動部２６及び熱交換器６の一次通路８と二次通路７の入口に設けられたエアーフィルタ２７の保守時期を判断する判断部２８とからなり、住宅の壁等に取付けられる選択手段２９に接続される。選択手段２９には、電動ダンパ２０の回動位置を指示するための三個のモード設定スイッチ３０〜３２が設けられている。これらのモード設定スイッチ３０〜３２の一端と、運転スィッチ３３に直列に可変抵抗器３４が設けられ、制御部２３の駆動部２６に接続される。三個のモード設定スイッチ３０〜３２は、熱交換換気モード、普通換気モード、換気停止モードを選定するもので、いずれか一つがオンされると他の二つはオフするように構成されている。例えば、モード設定スイッチ３０により、熱交換換気モードが選択されると、制御部２３の判断部２４が選択された運転モードを判定し、ダンパ駆動部２５を介して電動ダンパ２０のパルスモータを駆動させ、バイパス通路１９を閉止し、熱交換器６の一次通路８に通じる排気通路部分２１を開放する。排気用送風機１１の駆動モータ１２を駆動する駆動部２６は、駆動モータ１２を可変速駆動するインバータで構成され、選択手段２９の速度指令発生手段として働く可変抵抗器３４によって駆動モータ１２を可変速制御する。

エアーフィルタ２７の保守時期を判断する判断部２８は、発光素子を内蔵したスイッチと熱交換換気装置１を直列接続して電源に接続される表示部３５を備えている。制御部２３にはスイッチの操作を検出する検知回路と、発光素子の点灯／消灯を制御する制御回路が設けられ、検知回路への通電によってはスイッチの発光素子は点灯しないように構成されている。検知回路の検知出力を受けて予め設定された報知内容を報知すベく制御回路を介してスイッチの発光素子の点灯／消灯が制御される。

この熱交換換気装置１は、図８のフローチャートに示すように動作する。即ち、電源が投入される（ステップ♯１）と、ステップ♯２で給気用送風機９及び排気用送風機１１の運転が開始され、ステップ♯３へすすむ。ステップ♯３では、モード設定スイッチ３０〜３２の設定がどれかが判定され、熱交換換気モードであればステップ♯４でそのように電動ダンパ２０を動かし、普通換気モードであればステップ♯５でそのように電動ダンパ２０を動かし、換気停止モードであればステップ♯６でそのように電動ダンパ２０を動かしてステップ♯７へすすむ。ステップ♯７では給気用送風機９の動作時間を積算してステップ♯８で積算時間Ｔが所定の基準時間Ｔ０を越えたかどうかを判定する。越えていなければステップ♯２へ戻り、越えていればステップ♯９でスイッチの発光素子を点灯させエアーフィルタ２７の保守時期であることを表示部３５で報知して処理を終了する。

この熱交換換気装置１は、図９に示すように住宅の天井裏空間の天上面に沿って設置し、室内吸込口１５は廊下Ｌ５等の天上面に臨んで開口させ、室内吸込口１６，１７と室内吹出口１４をダクト２でそれぞれ室内に連絡させ、室外吸込口１３と室外吹出口１８を屋外に連絡させることによって住宅全体を常時換気する換気システムが構築できる。室内吸込口１７のバイパス通路１９に通じるものは、浴室Ｌ１に連絡させ、他の室内吸込口１６は、ダクト２によりトイレＬ２と洗面所Ｌ３に連絡させる。室内吹出口１４は、居室Ｌ４に連絡させる。給気用送風機９と排気用送風機１１を運転すれば、居室Ｌ４から外気が供給され、ガラリ等を通じて廊下Ｌ５、トイレＬ２、洗面所Ｌ３、浴室Ｌ１から住宅の空気が屋外へ排気される。そして、給気流と排気流とは熱交換器６において連続して熱交換され、状態量の変動の少ない熱交換換気が実施できる。このとき、トイレＬ２と洗面所Ｌ３については常に熱交換器６を通して排気されるが、浴室Ｌ１については、バイパス通路１９を、電動ダンパ２０を動作させ、熱交換器６に通じる排気通路部分２１を閉止し、バイパス通路１９を開放させることにより、熱交換器６を通さずに排気することができる。また、電動ダンパ２０の動作により、バイパス通路１９を閉止し、熱交換器６の一次通路８に通じる排気通路部分２１も閉止し、浴室Ｌ１の換気そのものを停止させることができる。これにより、浴室Ｌ１については、排気による換気を停止させることができ、冬季における入浴時等に換気で寒さを覚えたりすることなく、夏季にはバイパス通路１９により浴室Ｌ１の暖気を熱交換器６を通さずに排気することができ、住宅全体を常時換気する、無駄なエネルギー消費の少ない換気システムが構築できる。この換気システムによれば、浴室換気の停止時には、廊下Ｌ５のグリル１５Ａの付いた室内吸込口１５があるため、他のトイレＬ２等の排気が増えすぎて、肌寒さ等を感じさせずにすむ。

熱交換換気装置の構成を平面的に示した概念図である。（実施の形態１） 図１の側面図である。（実施の形態１） 熱交換換気装置の平面構成図である。（実施の形態１） ハウジング部分を機能毎に示した側面構成図である。（実施の形態１） ハウジング部分を機能毎に示した側面構成図である。（実施の形態１） ハウジング部分を機能毎に示した側面構成図である。（実施の形態１） 電気系統の構成図である。（実施の形態１） 制御部の動作を示すフローチャートである。（実施の形態１） 熱交換換気装置を適用した住居を示す断面構成図である。（実施の形態１）

符号の説明

１ 熱交換換気装置、 ３ 排気通路、 ４ 給気通路、 ６ 熱交換器、 ７ 二次通路、 ８ 一次通路、 ９ 給気用送風機、 １１ 排気用送風機、 １３ 室外吸込口、 １４ 室内吹出口、 １５，１６，１７ 室内吸込口、 １８ 室外吹出口、 １９ バイパス通路、 ２０ 電動ダンパ、 ２１ 排気通路部分、 ２２ ハウジング。

Claims (2)

1. 室内の空気を取入れ室外へ排気するための排気通路と、室外の空気を取入れ室内へ給気するための給気通路とを本体箱体内に画成し、その給気通路の一部を、内蔵した熱交換器の二次通路で構成し、前記排気通路の一部を前記熱交換器の一次通路で構成し、前記給気通路には前記熱交換器の二次通路を通過する給気流を形成する給気用送風機を設け、前記排気通路には前記熱交換器の一次通路を通過する排気流を形成する排気用送風機を設けた天井埋込型の熱交換換気装置であって、
   前記排気通路の室内吸込口を複数設け、該複数の室内吸込口のうちの一つを天井面に臨ませるグリル付きの開口とし、他の前記室内吸込口についてはダクトで室内と連絡できるようにし、
   グリル付き開口を除く前記室内吸込口のうちの浴室につながる特定の吸込口には、前記熱交換器の一次通路を迂回するバイパス通路を連絡させ、この連絡部に、前記バイパス通路を閉止し、前記熱交換器の一次通路に通じる当該室内吸込口と続く排気通路部分を開放する第１状態と、前記バイパス通路を開放し、前記熱交換器の一次通路に通じる前記排気通路部分を閉止する第２状態と、前記バイパス通路を閉止し、前記熱交換器の一次通路に通じる前記排気通路部分も閉止する第３状態とを切り替える電動ダンパ機構を設け、
   浴室については、前記電動ダンパ機構を第１状態とすることによる熱交換を行わない排気と、前記電動ダンパ機構を第２状態とすることによる熱交換を行なう排気と、前記電動ダンパ機構を第３状態とすることによる換気自体の停止とを切替え可能としたことを特徴とする天井埋込型の熱交換換気装置。
2. 請求項１に記載の天井埋込型の熱交換換気装置であって、グリル付きの室内吸込口から熱交換器及び熱交換器に設けたエアーフィルタの保守点検ができるようにした天井埋込型の熱交換換気装置。

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