JP4724023B2 - 熱交換型空調換気装置 - Google Patents

Description

この発明は、換気時に室内の空気と室外の空気との間で熱交換を行う熱交換型空調換気装置に関するものである。

図３は従来の熱交換型空調換気装置の同時給排気運転をする様子を示す模式的な断面図である。また、図４は従来の熱交換型空調換気装置の排気専用運転をする様子を示す模式的な断面図である。従来の熱交換型空調換気装置２００は、第一の給気通風路２内に設けられた送風ファン３がモータ１Ａによって回転することで、室外吸込口４から空気を吸込み、この吸込んだ空気は熱交換器５を通って、第二の給気通風路６に入り、室内吹出口７から吹出すとともに、第一の排気通風路８内に設けられた送風ファン９がモータ１Ｂによって回転することで、室内吸込口１０から空気を吸込み、この吸込んだ空気は熱交換器５を通って、第二の排気通風路１１に入り、室外吹出口１２から吹出すことで室内外の空気の換気を行う。この時、熱交換器５内で室内から排気する空気と室外から給気する空気との間の熱交換が行われる。

この熱交換型空調換気装置２００は、筐体の内壁面に設けられた図示しないガイドに案内されて室外吸込口４と室外吹出口１２との境界から室外吸込口４と第一の給気通風路２との境界まで左右方向にスライド自在な第一のダンパ３３と、第一の給気通風路２と平行な位置から垂直な位置まで回転自在な第二のダンパ３４と、第一の排気通風路８と平行な位置から第一の給気通風路２を閉鎖可能な位置まで回転自在な第三のダンパ３５と、第一の給気通風路２内に設けられ通風口を閉鎖する位置から開放可能な位置まで回転自在な第四のダンパ３６とを有している。

このような構成の熱交換型空調換気装置２００において、使用者が給排気運転から排気専用運転に切換えると、第一のダンパ３３は、図に向かって右方向に室外吸込口４と第一の給気通風路２とが隔離されるまでスライドして、第三のダンパ３５は時計周りに約１／４回転して、第二のダンパ３４は反時計周りに約１／４回転して、第四のダンパ３６は反時計周りに約１／４回転して停止する。

これにより、図４の排気専用運転では第一の給気通風路２から熱交換器５への空気の流入を第三のダンパ３５で閉鎖するとともに、第一の排気通風路８は熱交換器５の手前で第一の給気通風路２を介して第二の排気通風路１１へと通じるようにされる。また、第一のダンパ３３により、第一の給気通風路２の室外吸込口４と第二の排気通風路１１の室外吹出口１２との境界がなくなるとともに、第一の給気通風路２と室外吸込口４との間が塞がれる。図４中矢印は空気の流れを示しており、室内吸込口１０から第一の排気通風路８を通って第一の給気通風路２を経由して第二の排気通風路１１に抜け室外吸込口４または室外吹出口１２から室外へ排気されるルートと、第四のダンパ３６から第二の給気通風路２を通って第二の排気通風路１１に抜け室外吸込口４または室外吹出口１２から室外へ排気されるルートとにより、室内空気が排気される。

このような構成の従来の熱交換型空調換気装置２００においては、通常は、熱交換器５を通して室内の冷暖房エネルギーロスの少ない熱交換換気を常時少風量で換気し、室内空気が汚れた場合は、排気量を増やして短時間で室内汚染空気を排出する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２７７０１１号公報

近年、各部屋に換気扇を設けて常時換気を行う「２４時間換気」が行われるようになってきた。この「２４時間換気」においては深夜にも運転がされるので装置の低騒音化が望まれるところである。この低騒音化を実現するには、有効換気量を上げて駆動力に対する換気率を大きくすることが有効である。

一方、空調装置においてダンパ等の開閉構造を設けた部分には若干の空気の漏れが生じる。図３および図４に示されるような熱交換型空調換気装置２００においても同様である。熱交換型空調換気装置２００は、排気専用運転時に、第一の給気通風路２を介して第一の排気通風路８と第二の排気通風路１１とを接続する構造であるので、第一の排気通風路８と第一の給気通風路２を仕切る隔壁にダンパ３５（開閉構造）が設けられている。このダンパ３５から空気が漏れる。そのため、同時給排気運転を行う場合に、第一の排気通風路８から第一の給気通風路１２に空気が漏れ、室外から吸い込んだ新鮮な空気に室内からの汚れた空気が混じり、これにより有効換気量が落ちるので課題であった。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、通常は熱交換器を通して冷暖房エネルギーロスの少ない熱交換換気を行うとともに、室内空気が汚れた場合は排気量を増やして室内汚染空気を排出でき、さらに、有効換気量を向上させることができる熱交換型空調換気装置を得ることを目的とする。

上述の課題を解決するために、この発明に係る熱交換型空調換気装置は、室外と室外吸込口を通してつながる第一の給気通風路と、室内と室内吸込口を通してつながる第一の排気通風路と、第一の給気通風路に空気を給気する第一の送風ファンと、第一の排気通風路の空気を排気する第二の送風ファンと、内部に相交差する第一の通風路と第二の通風路とを有し、第一の給気通風路が第一の通風路の一方の口に第一の排気通風路が第二の通風路の一方の口に接続された熱交換器と、第一の通風路の他方の口に接続され、室内と室内吹出口を通してつながる第二の給気通風路と、第二の通風路の他方の口に接続され、室外と室外吹出口を通してつながる第二の排気通風路とを有する熱交換型空調換気装置において、第一の給気通風路と第二の排気通風路とを仕切る隔壁となる位置と第一の給気通風路を閉鎖する位置との間で移動可能に設けられた通風路切換手段と、第一の排気通風路と第二の排気通風路と直接接続するバイパス通風路と、バイパス通風路に設けられ、バイパス通風路を開閉する通風路開閉手段とを有し、通風路切換手段と通風路開閉手段とが連動し、通風路開閉手段がバイパス通風路を介して第一の排気通風路と第二の排気通風路とを連通するとき、通風路切換手段は第一の給気通風路を閉鎖することを特徴とする。

この発明に係る熱交換型空調換気装置によれば、通風路開閉手段が、第一の排気通風路と第二の排気通風路とを仕切る隔壁に設けられているので、第一の排気通風路から漏れ出た空気が室外から吸い込んだ新鮮な空気に混じることがなく有効換気量が向上する。これにより、通常は熱交換器を通して冷暖房エネルギーロスの少ない熱交換換気を行うとともに、室内空気が汚れた場合は排気量を増やして室内汚染空気を排出でき、さらに、有効換気量を増大させることができる熱交換型空調換気装置とすることができる。

以下、本発明にかかる熱交換型空調換気装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は本実施の形態の熱交換型空調換気装置の同時給排気運転をする様子を示す模式的な断面図である。また、図２は本実施の形態の熱交換型空調換気装置の排気専用運転をする様子を示す模式的な断面図である。熱交換型空調換気装置１００は、まず、室外と室外吸込口４を通してつながる第一の給気通風路２と、室内と室内吸込口１０を通してつながる第一の排気通風路８と、第一の給気通風路２内に設けられ第一の給気通風路２に空気を給気する第一の送風ファン３と、第一の排気通風路８内に設けられ第一の排気通風路８の空気を排気する第二の送風ファン９とを有している。第一の送風ファン３にはモータ１Ａが接続されている。第二の送風ファン３にはモータ１Ｂが接続されている。モータ１Ａとモータ１Ｂとは１台のモータで構成されている。

熱交換型空調換気装置１００は、また、熱交換器５を有している。熱交換器５は、内部に相交差する図示しない第一の通風路と第二の通風路とを有している。そして、上記第一の給気通風路２が熱交換器５の第一の通風路の一方の口に接続されている。また、上記第一の排気通風路８が熱交換器５の第二の通風路の一方の口に接続されている。

熱交換型空調換気装置１００は、さらに、熱交換器５の第一の通風路の他方の口に接続され、室内と室内吹出口７を通してつながる第二の給気通風路６と、熱交換器５の第二の通風路の他方の口に接続され、室外と室外吹出口を通してつながる第二の排気通風路１１とを有している。

この熱交換型空調換気装置１００においては、第一の給気通風路２内に設けられた送風ファン３がモータ１Ａによって回転することで、室外吸込口４から空気を吸込み、この吸込んだ空気は熱交換器５を通って、第二の給気通風路６に入り、室内吹出口７から吹出すとともに、第一の排気通風路８内に設けられた送風ファン９がモータ１Ｂによって回転することで、室内吸込口１０から空気を吸込み、この吸込んだ空気は熱交換器５を通って、第二の排気通風路１１に入り、室外吹出口１２から吹出すことで室内外の空気の換気を行う。この時、熱交換器５内で室内から排気する空気と室外から給気する空気との間の熱交換が行われる。

そしてさらに、この熱交換型空調換気装置１００は、筐体の内壁面に設けられた図示しないガイドに案内されて室外吸込口４と室外吹出口１２との境界から室外吸込口４と第一の給気通風路２との境界まで左右方向にスライド自在でそれぞれの境界で固定可能な通風路切換手段１３と、第二の排気通風路１１が第一の排気通風路８に直接接続される目的で、第二の排気通風路１１が第一の排気通風路８まで延びて形成されたバイパス通風路１４と、バイパス通風路１４と第一の排気通風路８との接続位置に設けられ、端部に壁面に固定された回転軸を有し、これを支点に第一の排気通風路８と平行な位置から垂直な位置まで回転自在でそれぞれの位置で固定可能とされバイパス通風路１４を開閉する通風路開閉手段１５とを有している。

なお、本実施の形態のバイパス通風路１４は、上記のように第二の排気通風路１１の一部として構成されている。そして、通風路開閉手段１５は、バイパス通風路１４と第一の排気通風路８とを仕切る隔壁が変化したものと考えることができる。すなわち、本実施の形態において、通風路開閉手段１５は、第一の排気通風路８と第二の排気通風路１１とを仕切る隔壁に設けられていると考えることができる。なお、図１及び図２において、バイパス通風路１４は、装置の外部に突出して迂回するように描かれているが、これは本実施の形態の思想を解り易く表現しているものであり、バイパス通風路１４は実際には装置１００の内部に形成されている。

次に、通風路切換手段１３、バイパス通風路１４及び通風路開閉手段１５と熱交換型空調換気装置１００の運転状況との関係について説明する。なお、給排気運転と排気専用運転との切換は使用者がリモコン等により任意にできるものとする。図１に示す給排気運転において、第一の給気通風路２と第一の排気通風路８とが、隔壁１７によって仕切られており、また、第二の排気通風路１１と第一の給気通風路２とが、隔壁１８、１９及び通風路切換手段１３によって仕切られているので、室内吸込口１０から吸込んだ空気（図１中実線矢印で示す）と室外吸込口４から吸込んだ空気（図１中一点鎖線矢印で示す）との間で空気が混じることなく換気することができる。

なお、図１において、通風路切換手段１３及び通風路開閉手段１５はそれぞれ駆動源として図示しないモータを持っており、使用者が給排気運転から排気専用運転にリモコンで切換えるとそれぞれのモータの回転力により、通風路切換手段１３は、図に向かって右方向に室外吸込口４と第一の給気通風路２とが隔離されるまでスライドして、通風路開閉手段１５は時計周りに約１／４回転して停止する。これにより、図１に示す給排気運転の状態から図２に示す排気専用運転の状態へと変化する。

図２に示す排気専用運転では、第一の排気通風路８はバイパス通風路１４を介して第二の排気通風路１１と連通される。また、通風路切換手段１３により、第一の給気通風路２の室外吸込口４と第二の排気通風路１１の室外吹出口１２との境界がなくなるとともに、第一の給気通風路２と室外吸込口４との間が塞がれる。そして、図２中実線矢印にて示されるように、この排気専用運転においては、室内の空気が室外へ排気される経路が二つ形成される。すなわち、一つは、室内吸込口１０から第一の排気通風路８を通ってバイパス通風路１４を経由して第二の排気通風路１１に抜け室外吸込口４または室外吹出口１２から室外へ排気されるルートであり、もう一つは、室内吸込口１０から第一の排気通風路８を通って熱交換器５を通過して第二の排気通風路１１に抜け室外吸込口４または室外吹出口１２から室外へ排気されるルートとである。排気が完了したら、再度リモコンにより、今度はモータを逆回転させる指令を送り、図１の同時給排気換気運転に戻すことができる。

このような構成の熱交換型空調換気装置１００においては、１台の熱交換型空調換気装置で、通常は、熱交換器５を通して室内の冷暖房エネルギーロスの少ない熱交換換気を常時少風量で換気するともに、喫煙などにより急激に室内空気が汚れた場合は、排気量を増やして、比較的短時間で室内汚染空気を排出できる。また、排気専用換気時には室外吸込口４も排気用の室外吹出口１２と同等の作用をするので、排気口での圧力損失も低くすることができる。そして、本実施の形態の熱交換型空調換気装置１００においては、第一の排気通風路８及び第二の排気通風路１１からなる排気通風路と第一の給気通風路２及び第二の給気通風路６からなる給気通風路との間を隔てる隔壁に、例えばダンパ等の開閉構造が設けられてないので、同時給排気運転の場合に排気通風路８，１１から給気通風路２，６に空気が漏れることがない。そして、仮に通風路開閉手段１５に漏れがあっても、室内から排気する汚れた空気が（元来最終的に至るべき通風路である）第二の排気通風路１１に漏れるだけなので、室外から吸い込んだ新鮮な空気に室内からの汚れた空気が混じることがなく有効換気量が増大する。

なお、本実施の形態のバイパス通風路１４は、上記のように第二の排気通風路１１が第一の排気通風路８に直接接続される目的で、第二の排気通風路１１が第一の排気通風路８まで延びて形成されているが、逆に第一の排気通風路８が第二の排気通風路１１に接続されるようにして第一の排気通風路８が第二の排気通風路１１まで延びて形成されてもよい。この場合、通風路開閉手段１５は、バイパス通風路１４と第二の排気通風路１１との接続位置に設けられることになる。さらにまた、第一の排気通風路８と第二の排気通風路１１とが１枚の隔壁を介して隣接している場合には、本実施の形態のようなバイパス通風路１４を形成せずに、第一の排気通風路８と第二の排気通風路１１とを隔てる隔壁に通風路開閉手段１５が設けるようにすればよい。

また、バイパス通風路１４の流通断面積は、排気専用運転の能力に応じて適宜変更されてよい。さらにまた、通風路切換手段１３と通風路開閉手段１５とは、何れか一方がモータによって動作した際に他方も連動して動作するように例えばピン等により機構的に連結されてもよい。

また、室内に煙感知センサを設け、このセンサが所定濃度以上の煙を感知したら制御手段に信号を送り、制御手段が各モータに駆動指令を送ることで、自動で同時給排気換気運転から排気専用運転への切換え、急速排気により部屋内の煙の濃度が所定の濃度未満となったら制御手段に再度信号を送り、制御手段は各モータに逆回転させる駆動指令を送ることで、自動で排気専用運転から同時給排気換気運転への切換えるようにしてもよい。

この発明は、換気時に室内の空気と室外の空気との間で熱交換を行う熱交換型空調換気装置に適用されて好適なものである。

本実施の形態の熱交換型空調換気装置の同時給排気運転をする様子を示す模式的な断面図である。 本実施の形態の熱交換型空調換気装置の排気専用運転をする様子を示す模式的な断面図である。 従来の熱交換型空調換気装置の同時給排気運転をする様子を示す模式的な断面図である。 従来の熱交換型空調換気装置の排気専用運転をする様子を示す模式的な断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ モータ
２ 第一の給気通風路
３ 第一の送風用ファン
４ 室外吸込口
５ 熱交換器
６ 第二の給気通風路
７ 室内吹出口
８ 第一の排気通風路
３ 第二の送風用ファン
１０ 室内吸込口
１１ 第二の排気通風路
１２ 室外吹出口
１３ 通風路切換手段
１４ バイパス通風路
１５ 通風路開閉手段
１７，１８，１９ 隔壁
１００ 熱交換型空調換気装置

Claims (1)

1. 室外と室外吸込口を通してつながる第一の給気通風路と、
   室内と室内吸込口を通してつながる第一の排気通風路と、
   前記第一の給気通風路に空気を給気する第一の送風ファンと、
   前記第一の排気通風路の空気を排気する第二の送風ファンと、
   内部に相交差する第一の通風路と第二の通風路とを有し、前記第一の給気通風路が前記第一の通風路の一方の口に前記第一の排気通風路が前記第二の通風路の一方の口に接続された熱交換器と、
   前記第一の通風路の他方の口に接続され、前記室内と室内吹出口を通してつながる第二の給気通風路と、
   前記第二の通風路の他方の口に接続され、前記室外と室外吹出口を通してつながる第二の排気通風路とを有する熱交換型空調換気装置において、
   前記室外吸込口と室外吹出口とを仕切る隔壁となる第一の位置と、前記隔壁を解放して前記室外吸込口が吹出口として働くよう該室外吸込口を前記第二の排気通風路に連通させる第二の位置との間で移動可能に設けられた通風路切換手段と、
   前記第一の排気通風路と前記第二の排気通風路とを直接接続するバイパス通風路と、
   前記バイパス通風路に設けられ、前記バイパス通風路を開閉する通風路開閉手段とを有し、
   前記通風路切換手段と前記通風路開閉手段とが連動し、前記通風路開閉手段が前記バイパス通風路を介して前記第一の排気通風路と前記第二の排気通風路とを連通するとき、前記通風路切換手段は前記第二の位置に位置する
   ことを特徴とする熱交換型空調換気装置。

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