JP4463704B2 - ダンパ装置及びダンパ装置を備えた熱交換換気装置 - Google Patents

ダンパ装置及びダンパ装置を備えた熱交換換気装置 Download PDF

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本発明は、通路の切替えを行うダンパ装置及び給気流と排気流間で熱交換を行うダンパ装置を備えた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、電動ダンパ装置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熱交換換気装置を開発し得るダンパ装置を得ることであり、そのダンパ装置を使った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、共通の一つの入口を持ち、この入口から二系統の独立した通路に分岐し、出口が二つの通風路をハウジングに構成し、通路の分岐部に開閉ブレードにより各通風路を開閉する電動ダンパ機構を設ける手段を採用する。
また、他の発明は、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、そのうちの特定のものに、共通の一つの入口を持ち、この入口から二系統の独立した通路に分岐し、出口が二つの通風路をハウジングに構成し、通路の分岐部に開閉ブレードにより各通風路を開閉する電動ダンパ機構を備えたダンパ装置の入口を連絡させ、一つの通風路は熱交換器の一次通路を迂回するバイパス通路とし、他の通風路の出口は、熱交換器の一次通路の入口に臨ませ、電動ダンパ機構によって、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通風路を開放し、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通風路を閉止し、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通風路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、複数の室内吸込口を設けた熱交換換気装置の特定の室内吸込口と入口とを連絡させ、通風路の一方の出口を熱交換器の一次通路の入口に臨ませ、他方の通風路を熱交換器を迂回する通路とするだけで、特定な部屋については排気の停止も熱交換させない排気も、熱交換する排気も可能な、常時換気に好適な熱交換換気装置が得られる。
また、他の発明によれば、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、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。
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
ダンパ装置が接続されている。ダンパ装置は、共通の一つの入口を持ち、この入口から二系統の独立した通路に分岐し、出口が二つの通風路をハウジングに構成し、通路の分岐部に開閉ブレードにより各通風路を開閉する電動ダンパ機構が設けられている。
ダンパ装置の通風路の一方は、熱交換器の一次通路を迂回するバイパス通路とされ、他の通風路は熱交換器の一次通路の入口にその出口が臨まされている。電動ダンパ機構の動作により、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通風路を開放することができる。また、電動ダンパ機構の動作により、バイパス通路を開放し、熱交換器の一次通路に通じる通風路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通風路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、電動ダンパ機構を動作させ、熱交換器に通じる通風路を閉止し、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、電動ダンパ機構の動作により、バイパス通路を閉止し、熱交換器の一次通路に通じる通風路も閉止し、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12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は、ダンパ装置の分解斜視図、図5は、入口側のハウジングを示す正面図、図6は、入口側のハウジングを示す縦断面図、図7、図8、図9は、ダンパ装置を機能毎に示した断面図、図10は、電気系統の構成図、図11は、制御部の動作を示すフローチャート、図12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12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、ダンパ装置Aが接続されている。
ダンパ装置Aは図4に示すように、共通の一つの入口を持ち、この入口から二系統の独立した通路に分岐し、出口が二つの通風路21をハウジング22に構成し、通路の分岐部にアングル状の開閉ブレード36により各通風路21を開閉する電動ダンパ機構20が設けられている。通風路21の一方は、熱交換器6の一次通路8を迂回するバイパス通路19とされ、他の通風路21は熱交換器6の一次通路8の入口にその出口が臨まされている。ダンパ装置Aのハウジング22は、通風路21の分岐部分を合せ面とした二分割の構成で、爪37と係止孔38によりネジなどを使わずに一体化されている。この合せ面に電動ダンパ機構20の軸が両持状に挟まれて組付けられている(図4,図6参照)。バイパス通路19と、もう一方の通風路21には縦に格子状のリブ39が設けられている。このリブ39は、気流を整流する機能を果たし、また、開閉ブレード36の当り面をなし、開閉ブレード36の動作を安定させる機能も果たす。一方の通風路21の出口側は、メンテナンス口40として開放され、これを塞いでいるカバーを外すことで、メンテナンス口40から熱交換器6に装着されているエアーフィルタ27を容易にメンテナンスすることができる。
この電動ダンパ機構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と続く通風路21を開放することができる(図7参照)。また、電動ダンパ機構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に通じる通風路21を図8に示すように閉止することができ、さらに、図9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に通じる通風路21も閉止することができる。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。
電動ダンパ機構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10に示すように電動ダンパ機構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、電動ダンパ機構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機構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に通じる通風路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11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機構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機構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機構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12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、電動ダンパ機構20を動作させ、熱交換器6に通じる通風路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、電動ダンパ機構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に通じる通風路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。
なお、バイパス通路19と他の通風路21のいずれも開放するモードを設定することができる。バイパス通路19側を絞り気味に開放し、熱交換器6側の通風路21を開き気味に開放させることにより、排気流の一部について熱交換させることができ、夏季についてもさらに木目細かな換気が可能になる。
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) ダンパ装置の分解斜視図である。(実施の形態1) 入口側のハウジングを示す正面図である。(実施の形態1) 入口側のハウジングの縦断面図である。(実施の形態1) ダンパ装置を機能毎に示した断面図である。(実施の形態1) ダンパ装置を機能毎に示した断面図である。(実施の形態1) ダンパ装置を機能毎に示した断面図である。(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 電動ダンパ機構、 21 通風路、 22 ハウジング、 36 開閉ブレード、 37 爪、 38 係止孔、 39 リブ、 40 メンテナンス口、 A ダンパ装置。

Claims (5)

  1. 共通の一つの入口を持ち、この一つの入口から二系統の独立した通路に分岐し、出口が二つの通風路をハウジングに構成し、一方の通風路の出口を空気対空気で熱交換をする熱交換器の一次通路に臨ませ、他方の通風路を前記熱交換器を迂回させたバイパス通路とし、前記通風路の分岐部に、前記二つの通風路のうちの一方であるバイパス通路を開とし、他方を閉とする第1状態と、前記二つの通風路のうちの一方であるバイパス通路を閉とし、他方を開とする第2状態と、前記二つの通風路の両方を閉塞する第3の状態とに、切り替えるよう前記二つの通風路を開閉する開閉ブレードを有する電動ダンパ機構を設け、
    前記開閉ブレードを二枚持つ単一の電動ダンパ機構で二つの通風路の開閉を行うようにしたダンパ装置。
  2. 請求項1に記載のダンパ装置であって、通路に縦方向のリブを設けたダンパ装置。
  3. 請求項1〜請求項までのいずれかに記載のダンパ装置であって、ハウジングを分岐部で二分割構成にしたダンパ装置。
  4. 請求項1〜請求項までのいずれかに記載のダンパ装置であって、電動ダンパ機構により二つの通風路を同時に開放するようにしたダンパ装置。
  5. 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浴室につながる浴室吸込口に、共通の一つの入口を持ち、この一つの入口から二系統の独立した通路に分岐し、出口が二つの通風路をハウジングに構成し、一方の通風路の出口を前記熱交換器の一次通路に臨ませ、他方の通風路を前記熱交換器を迂回させたバイパス通路とし、前記通風路の分岐部に、前記二つの通風路のうちの一方であるバイパス通路を開とし、他方を閉とする第1状態と、前記二つの通風路のうちの一方であるバイパス通路を閉とし、他方を開とする第2状態と、前記二つの通風路の両方を閉塞する第3の状態とに、切り替えるよう前記二つの通風路を開閉する二枚の開閉ブレードを有し、二つの通風路の開閉を行う単一の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熱交換換気装置。
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