JP5226659B2 - 熱交換換気システム内の伝熱特性を最適化するための方法及び配置 - Google Patents

Description

本発明は伝熱流体の伝熱特性を最適化するための方法及び配置に関する。特に、本発明は熱交換換気システムに適用可能である。

家庭内使用、公共建物及び工業施設のための近年の換気システムは、多くの場合、熱交換又は熱回収システムを備えている。そのようなシステムのための基本原理は、送出空気から熱を除去し、熱を使用して送入空気を予熱するものである。熱交換には多くの様々な設計原理［参照を追加］が使用されている。１つの設計原理によると、金属板の形態のヒート・バッテリーが、送出空気流及び送入空気流の中にそれぞれ交互に置かれることによって、交互に加熱（集熱）及び冷却（配熱）される。空気流が固定ヒート・バッテリーに切り替えられる場合、交換アセンブリは切り換え熱交換器とよばれる。同じ原理の別の導入例は回転熱交換器であり、ヒート・バッテリーは回転式配置で置かれ、ヒート・バッテリーの板を送出（加熱）空気流から送入空気流（冷却）へと動かす。

より大きなオフィスビル、公共建物及び工業施設などで見られるような、熱交換設備を備えた換気システムの大規模装置は、送出空気流から送入空気流へと熱を伝達するための伝熱流体を使用する熱交換配置に依存することが多い。伝熱流体配置を利用する従来技術の換気システムが、図１に概略的に示されている。換気システム１００は、空気を施設内へと送り込むためのファン１１０を備えた送入空気管１０５を含む。送出空気管１１５はファン１２０の助けによって空気を施設から外へと換気する。太い矢印は空気の流れの方向を示す。送出空気管１１５は、例えばラジエータの形態の集熱器ユニット１２５を備えている。送入空気管１０５は、好ましくはやはりラジエータの形態の配熱ユニット１３０を備えている。集熱器ユニット１２５は熱交換システムを形成するチューブ配置１３５によって配熱ユニット１３０に連結されている。さらに熱交換システムは１つ又は複数の循環ポンプ及び拡張管等を含むことができる。伝熱流体は熱交換システム内で循環される（細い矢印は伝熱流体の流れを示す）。送出空気の熱は集熱器ユニット１２５内の伝熱流体を加熱し、伝熱流体は配熱ユニット１３０へ熱を伝達し、それにより送入空気を暖める。伝熱流体は、熱を受け取り、運搬するための適切な熱力学特性並びに適切な流体特性を有する。多くの場合、水が最も適切な伝熱流体である。しかし、ある適用及びある領域では、伝熱流体が冷却される配熱ユニット１３０内で、伝熱流体が凍結するリスクがある。これは、世界の中で冬期中に送入空気が水の凍結点を大きく下回ることがある温度の地域で、当てはまることがある。配熱ユニット１３０での凍結作用は送入空気の温度だけでなく、空気流の速度にもよるものであり、一般に温度のみによって示されるよりはるかに低い有効な凍結作用をもたらすことに留意されたい。伝熱流体の凍結は熱交換の直接の故障につながり、換気システム全体の停止を引き起こす可能性もある。

伝熱流体の凍結は、伝熱流体に抗凍結剤を追加することによって阻止される。当業者にはいくつかの抗凍結剤が知られており、２つの主なグループに分類することができる。例えばアルカリ塩など塩溶液をベースにした抗凍結剤、及び例えばアルコール又はグリコールなど有機化合物をベースにした抗凍結剤である。いくつかの抗凍結剤は当業者に知られており、様々な種類の適用で凍結防止のために広く使用されている。多様な抗凍結剤が市販されており、例えば［参照を追加］など様々な商標名で販売されている。表１には、多様な抗凍結剤及びそれらの特性が記載されている。記載された凍結点は、抗凍結剤及び水の様々な混合特性を示し、一般的な使用法を反映しており、オペレータはどの凍結点が熱交換システムによって許容されるかを特定し、判断された凍結点に対応する混合特性を達成するように、ある量の抗凍結剤を伝熱流体に追加する。

表１は、これらの既知の抗凍結剤を使用して凍結点を低下させることに関する有効性を示す。検査後、抗凍結剤の追加によって伝熱流体の伝熱容量が不利な影響を強く受けるという、抗凍結剤の別の固有特性が明らかとなっている。一般的な抗凍結剤であるポリプロピレン・グリコールを例にとると、−１０℃の凍結点が達成されるように水と混合すると、純粋な水と比較して伝熱容量が約３０％低下する。ポリプロピレン・グリコールがある量追加されると、伝熱流体は−３０℃の凍結点を有することになり、伝熱容量の低下は６０％のオーダーとなる。熱交換システムの効率に加熱流体の伝熱容量が追従し、その値より良くなることはできない。

大規模装置では、伝熱流体内の凍結剤の量は一般に設置時に決定され、大きな保守作業の際に変更されるだけである。一般に混合比率は、抗凍結剤のレベルといわれることが多く、定期的な保守の際に検査され、レベルが低いことが明らかになると抗凍結剤が追加される。

上述のシナリオは、エネルギー回収の点から問題が多い。抗凍結剤のレベルは一般に、最悪ケースのシナリオで判断される。例えば、北スカンジナビアでは−３０℃以下の温度で送入空気を取り扱うように適合されており、使用される抗凍結剤によって４０〜６０％の伝熱容量の低下を示す。一般にこの低い凍結点は、北スカンジナビアでも一年のうち数日、必要となるだけである。抗凍結剤のレベルは一般に変化しないので、熱交換システムは同じ低効率で作動し、外部条件によって要求されてもいない。これは時間の大部分であるので、年ベースで測定される効率の損失は非常に大きい。また、例えば中央ヨーロッパなど冬がそれほど寒くない地域では、熱交換システムは一般に、時折の凍結気候のために設計するべきである。この場合はまた、凍結点が例えば−８℃である伝熱流体では損失は多大になる。したがって、凍結点を十分な温度に下げ、同時に伝熱容量をできるだけ高く維持するように、抗凍結剤のレベルを最適化するという問題がある。

他の問題は、様々な抗凍結剤の不適正な混合によって、レベルの分析に問題が起きることがあるという事実から生じる。熱交換流体内の抗凍結剤の割合は、多くの場合、適切な予測を示す単純屈折測定によって測定される。測定方法は一般に信頼性が高いが、例えば様々な種類のグリコール・ベースの抗凍結剤など、ある種の抗凍結剤が混合される場合、測定は信頼性が低くなることがある。一般に測定は、実際のレベルより低いレベルの抗凍結剤を示す方法で、影響を受ける。このことにより、オペレータが抗凍結剤をさらに追加することにつながり、一般に、想像できる温度より低い凍結温度の伝熱流体となる。伝熱流体の熱特性の観点から、少なくとも２つの基本カテゴリー内の異なる抗凍結剤を混合することが、多くの場合は許容可能であり、又は場合によってはより有利となる可能性があることに留意されたい。測定方法への影響によって、問題が生じる。抗凍結剤は一般に製品名で販売されており、有効成分又はそれらの混合特性が何であるのか、換気システムのオペレータにとって明らかでないことによって、問題が悪化している。

他の問題は、多くの場合オペレータは伝熱容量の低下という短所について非常に限られた知識しかなく、システムが凍結しないようにするためだけに、推奨されるより多くの抗凍結剤を追加することが多いという事実から生じている。これは熱交換システムの効率をさらに低下させる。

多くの場合、不必要に高い抗凍結剤のレベルのせいで伝熱容量が低くなるという問題は、換気目的の熱交換システムに限定されない。例えば、太陽パネル配置、温室加熱システム、道路、小飛行場及び屋外歩行者領域を加熱するためのシステムで、同じ問題が生じることがある。

抗凍結剤を水から分離する方法は当業者には既知であり、抗凍結剤は汚染物質とみなされることが多いので、主に環境目的で使用されている。抗凍結剤を水から分離するための大規模システムは、多くの場合、空港で見られ、航空機の除霜に使用される大量の抗凍結物質を扱うために使用される。米国特許第５，６２６，７７０号には、一連のフィルタを使用して車両からの冷却剤を扱うためのシステムが説明されている。その目的は空港システムと同じである。

目的とする問題は熱交換システム内の抗凍結剤のレベルを制御するための方法及び配置を提供し、それにより熱交換システムの効率を最適化することである。

問題は、請求項１で定義された方法及び請求項４で定義されたシステムによって解決される。

本発明は熱交換システム内で伝熱流体内の抗凍結剤のレベルを最適化する方法及び配置を提供する。方法は、少なくとも一部は熱交換システムが熱を運搬する媒体の温度に基づいて抗凍結剤の所望のレベルを判断するステップ、伝熱流体内の抗凍結剤の現在のレベルを制御するステップを含む。現在のレベルが所定量だけ所望のレベルより低い場合、伝熱流体に抗凍結剤が追加され、現在のレベルが所定量だけ所望のレベルより高い場合、伝熱流体から抗凍結剤が除去される。

本発明の一実施例によれば、流入媒体の温度の長期測定に基づいて抗凍結剤の所望のレベルが判断される。その代わりに、又は補足として、外部供給源によって提供される天候予想を判断するプロセスに使用することができる。様々な外部温度及び伝熱流体の最終的な温度で、抗凍結剤の選択されたレベルの統計を収集及び分析することによって、局所的な装置及び条件への自動的な適合を行うことができる。

本発明による熱交換システムは、伝熱流体を介して第１の媒体から第２の媒体へと熱を輸送し、熱は集熱器ユニット（２２５）によって収集され、互いに流体連通する配熱ユニット（２３０）によって運搬される。熱交換システムは抗凍結剤を伝熱流体から分離するように適合された分離器、抗凍結剤を伝熱流体へと追加するように適合された再混合器及び配熱ユニットの前で第１の媒体の温度を監視する温度センサを含む。制御ユニットは温度データを分析し、必要であれば、分離器に抗凍結剤を伝熱流体から除去するよう、或いは再混合器に抗凍結剤を伝熱流体に追加するように、命令する。制御ユニットは、外部温度又は天候予想を受け取る外部通信手段をさらに備えることができる。

本発明のシステム及び方法のおかげで、熱交換システム内の抗凍結剤のレベルを外部温度及び条件に関して最適化することが可能である。これにより、不必要に低い伝熱容量、したがってシステムの低いエネルギー回収効率を防ぐ。

本発明の実施例は従属請求項で定義される。本発明の他の目的、利点及び新規の特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲と併せて考慮されると、以下の本発明の詳細な説明から明らかとなろう。

本発明を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の原理を図２の概略図を参照しながら説明する。本発明による熱交換システム２００が、ここでは空気を施設内へと送り込むためのファン１１０を備えた送入空気管１０５を含む換気システム１００内に例示されている。送出空気管１１５はファン１２０の助けによって空気を施設から外へと換気する。太い矢印は空気の流れの方向を示す。送出空気管１１５は、例えばラジエータの形態の集熱器ユニット２２５を備えている。送入空気管１０５は、好ましくはやはりラジエータの形態の配熱ユニット２３０を備えている。集熱器ユニット２２５は、熱交換システム２００の一部であるチューブ配置２３５によって配熱ユニット２３０に連結されている。熱交換システム２００はさらに１つ又は複数の循環ポンプ、バルブ及び拡張管等を含むことができ、これらは当業者にとってはそのような循環システムを設計するための既知の手段である。あるレベルの抗凍結剤を含む伝熱流体は、熱交換システム内で循環される（細い矢印は伝熱流体の流れを示す）。送出空気の熱は集熱器ユニット２２５内の伝熱流体を加熱し、伝熱流体は配熱ユニット２３０へ熱を伝達し、それにより送入空気を暖める。抗凍結剤は、伝熱流体が冷却される配熱ユニット２３０内で伝熱流体が凍結するリスクを低減する。

本発明によると、熱交換システム２００は抗凍結剤レベル表示器２４０、抗凍結剤分離器２４５及び抗凍結剤再混合器２５０を備えている。分離器２４５及び再混合器２５０は好ましくはチューブ配置２５５、２６０によって連結されており、それぞれ水の保存タンク２６５及び抗凍結剤の保存タンク２７０を含む。抗凍結剤レベル表示器２４０、分離器２４５及び再混合器の設計、特性及び容量は、問題の熱交換システム、特に抗凍結剤又は使用される薬剤に採用しなければならない。抗凍結剤レベル表示器２４０は、例えば伝熱流体の密度及び粘性を測定することによって、他の方法で伝熱流体を直接レベル測定し、及び／又は特徴付けることを可能とすることができる。したがって、抗凍結剤レベル表示器２４０は、伝熱流体の特性の特徴を表すように設計することができる。

熱交換システムは好ましくは多数のセンサを含む。送入空気温度センサ２７５が配熱ユニット２３０の前に送入空気１０５内に設けられている。送入空気温度センサ２７５は送入空気の実際の冷却力を表す、すなわち空気流を考慮に入れるように設計することができる。或いは送入空気温度センサ２７５は流量センサ２７６で補足される。伝熱流体温度センサ２８０は、伝熱流体の流れの方向で配熱ユニット２３０のすぐ後に設けられている。或いは伝熱流体温度センサ２８０は配熱ユニット２３０内部に設けられる。プロセスの効率的な制御のために、熱交換システム２００は、例えば配熱ユニット２３０の後の送入空気及び送出空気の温度を示す、他の温度センサを設けることができる。送出空気管１０５内で集熱器ユニット２２５の前後に温度センサ２７７及び２７８を配置することによって集熱器の効率について、したがって伝熱流体の特性についても、重要な測定を提供することができる。

熱交換システムは、分離器２４５、再混合器２５０、抗凍結剤表示器２４０及び温度センサ２７５、２８０と接続されている制御ユニット２８５によって制御される。図面の明確性の理由により、これらの接続は示されていない。接続はケーブル配置経由、又はワイヤレスとすることができる。制御ユニット２８５は、天候、特に温度、予想を受け取ることができるように、外部通信手段を備えることができる。制御ユニット２８５はまた、少なくとも１つ、好ましくは一揃いの抗凍結剤の抗凍結レベルと凍結点の関係を受け取り、保存するように適合されている。また、抗凍結剤の組み合わせは、好ましくは制御ユニット２８５によって取り扱うことが可能である。制御ユニット２８５はＰＣの形態、又は例えば専用のＰＬＣとすることができ、一般に大規模な換気システムで使用される制御機器と一体にすることが好ましい。

本発明の方法によれば、熱交換システム２００は、抗凍結剤のレベルが外部条件、主に外部温度と比べて、常に適切なレベルにあることを確実にする。これは上述の手段によって可能になっている。

本発明による方法を、図３のフローチャートを参照しながら以下で説明する。方法は以下のステップを含む。
３０５：抗凍結剤の所望のレベル、Ｌを判断する。判断は好ましくは制御ユニット２８５によって実施され、少なくとも一部は送入空気温度センサ２７５によって供給される送入空気の温度に基づいている。凍結点と、特定の薬剤又は薬剤の組み合わせの抗凍結剤のレベルとの既知の一致を参照する。例えば送入空気がＸ℃である場合、レベルＬは、伝熱流体の凍結点が温度Ｘより低い所定値を表す、抗凍結剤のレベルとして判断される。
３１０：抗凍結剤の現在のレベルＮを制御する。これは抗凍結剤レベル表示器２４０を使用して行うことが好ましい。或いは現在のレベルは推測値とすることもできる。
３１５：抗凍結剤の現在のレベルＮを所望のレベルＬと比較し、
３１５：１ 現在のレベルＮが所望のレベルＬより低い、Ｎ＜Ｌである場合、ある量の抗凍結剤を伝熱流体に追加するように、再混合器２５０に命令が発行される。量は現在のレベルと所望のレベルの差、Ｌ−Ｎに基づいて判断される。
３１５：２ 現在のレベルＮが所望のレベルＬより高い、Ｎ＞Ｌである場合、ある量の抗凍結剤を伝熱流体から除去するように、分離器２４５に命令が発行される。量は所望のレベルと現在のレベルの差、Ｎ−Ｌに基づいて判断される。
３２０：任意のステップでは、例えば、熱交換システムがオフになっている、又は休止モードのままになっている夏期の間、熱交換の必要がないか制御ユニットが監視し、調整上の理由のためポンプ等が所定の間隔で作動する。

抗凍結剤を伝熱流体に追加する／伝熱流体から除去するプロセスは一般に即時的なプロセスではない。好ましくは、このプロセスはほぼ毎日、より好ましくは毎週実行すべきであり、すなわち抗凍結剤のレベルの最適化は、毎日又は毎時間の温度変動などの短期間変動よりも、例えば季節の変化など長期間変動に注意すべきである。したがって最適化の期間は分離／再混合手順の複雑性を考慮して選択すべきである。例えば、分離手順を一日に実行する命令を受け取る場合、最適化は少なくとも毎週とすべきである。一方、迅速で応答的な分離方法が利用可能な場合、より短い最適化期間を考慮することができる。

抗凍結剤の所望のレベルＬを判断するステップであるステップ３０５は、いくつかのサブステップを含むことができる。
３０５：１ 送入空気温度センサ２７５によって供給される送入空気の温度を受け取る。
３０５：２ 例えば温度／時間の導関数を分析することによって、又は例えば一週間又は数日間など所定期間の平均を判断することによって、送入空気の温度の長期変化を監視する。
３０５：３ 外部供給源から温度予想の形で外部情報を受け取る。自動的に解釈することのできるそのような予想は、例えばインターネット上の天候サービスから利用可能である。或いは、その地域の温度統計を使用することもできる。
３０５：４ 送入空気温度、その温度についてあらかじめ選択された抗凍結剤のレベル及び温度センサ２８０によって供給された伝熱流体の最終的な温度の関係に対する内部統計を使用する。
３０５：５ ステップ３０５：１〜３０５：４、又はステップのいくつかからの情報を使用して、抗凍結剤の所望のレベルＬを判断する。

一般に、温度の変動はかなり緩やかである。しかし、場合によっては温度は非常に急速に変化することがある。急な上昇は、一時的に効率が低くなる以外に問題を生じないが、上述の所定の安全性マージンによって提供されたよりも大きい外部温度の急激な低下は、配熱ユニット２３０内又はその付近で伝熱流体の凍結を引き起こすことがある。これは、次の追加又は任意のステップによって、上記の通り伝熱流体の温度を監視することによって避けることができる。
３２５：伝熱流体温度センサ２８０を連続的に監視して、温度が抗凍結剤の現在のレベルと関連付けられた凍結点に近づいているかどうかを検出する。凍結点に近づいている場合、再混合器２４５が伝熱流体に抗凍結剤を追加することを開始する。

ステップ３２５は正常動作の安全性オーバーライドとして見ることができ、一般にオペレータへ警告又はアラートを発行することを伴う。

ステップ３０５：４の温度の収集及び分析及び性能統計を使用して、一般に凍結剤の製造者によって提供される推奨混合比率を局所的に適合させることができる。配熱ユニット２３０内での凍結の可能性は、送入空気の温度及び流量だけでなく、熱交換システム２００が加熱された空間に置かれているかどうか、伝熱流体の流れる速度、配熱ユニット２３０の形状等、設計及び設置要因にも依存する。例えば、送入空気の温度と伝熱流体の温度を比較することによって、抗凍結剤を追加する局所的な要件が表示器に与えられる。例えば、伝熱流体が送入空気の温度に関わらず−５℃を下回らないことが明らかな場合、その温度より低い凍結点を示す抗凍結剤のレベルを提供する必要はない。したがって、制御ユニットは温度及び抗凍結剤のレベルの一致リストを更新することができる。一方、伝熱流体の温度が、例えば高い送入空気流によって、当初予測したよりも一定して低い場合、所与の外部の温度のためのより高い凍結剤のレベルを表示するように一致リストを変更すべきである。保存された一致リストを使用して抗凍結剤レベルを判断するための手順及びこれらを適合させる方法の例を以下に示す。

伝熱特性に影響する局所的要因の１つの例が記載されている。Å．Ｍｅｌｉｎｄｅｒは、「Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓ」、ＫＴＨ １９９８で、熱交換器のチューブ内の流量が伝熱流体の特性と組み合わされて、どのように伝熱に影響するかを論じている。伝熱は次の通り表される。
ｈ_ｔｕｒｂ＝Ｆ_{ｈｔｕｒｂ}・ｗ^０．８／ｄ^０．２［Ｗ／（ｍ^２Ｋ）］ （１）
ここで、ｗは熱交換器のチューブ内の流体速度であり、ｄはチューブの直径である。Ｆ_{ｈｔｕｒｂ}は乱流の伝熱係数であり、次の通り表される。
Ｆ_{ｈｔｕｒｂ}＝０．０２３ｋ^２／３・（ρ・Ｃｐ）^１／３・ｖ^{１／３・０．８}
層流では対応する関係は以下の通りである。
ｈ_ｌａｍ＝Ｆ_ｈｌａｍ・（ｗ／（ｄ−Ｌ））^１／３［Ｗ／（ｍ^２Ｋ）］ （２）
また、Ｆ_ｈｌａｍはＦ_ｌａｍ＝１．８６ｋ^２／３・（ρ・Ｃｐ）^１／３によって表される。

表２及び３で例示される知識表を使用して、塩化ナトリウム及びエチレン・グリコールの抗凍結剤をそれぞれ製造することができる。これらの表は、抗凍結剤の適正なレベルを判断するために本発明による方法で使用される一致リストとして使用することができる。これらの初期一致リストは、上記の操作中、例えば伝熱が予測通りでないと判断された場合、収集された統計に従って修正することができる。１つの修正は収集器２２５の前後の温度センサ２７８及び２７７の助けによって伝熱を測定して、所与の外部温度及び抗凍結剤のレベルについて所与の条件について実験的な伝熱を判断することである。結果を初期一致リストと比較することができ、不一致が発見されれば修正する。ある程度の仮説によって、測定した条件以外の温度／レベルも修正することができる。したがって、本発明によるシステム及び操作方法の効率及び柔軟性をさらに高める、動的な一致リストが可能である。

分離器２４５によって使用される適切な分離法は、主に選択された抗凍結剤のタイプによるが、好ましくは、容積及び予測される温度変動に関する条件、すなわちプロセスに要する時間がどのくらい許容されるかにもよる。一般に２つの基本的なカテゴリー、例えばアルカリ塩など塩溶液をベースにした抗凍結剤、及び例えばアルコール又はグリコールなど有機炭化水素をベースにした抗凍結剤では、大きく異なる分離法が必要である。両方のカテゴリーについて当業者にはいくつかの方法が既知であり、装置が市販されている。炭化水素をベースにした抗凍結剤は、例えばフィルタリング法、電気透析、遠心分離法、又は沈澱／沈下タンクによって、水と分離することができる。いくつかの抗凍結剤で使用される塩は、例えば電気分解など様々な電気化学的方法によって除去することができる。例は非限定的であるとみなされるべきである。

再混合は一般に分離よりも複雑性の低いプロセスである。しかし、伝熱流体の均一な混合を達成し、空気又は汚染が持ち込まれないように注意を払うべきである。

抗凍結剤は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからＤｏｗｔｈｅｒｍ（商標）、Ｄｏｗｆｒｏｓｔ（商標）及びＤｏｗｃａｌ（商標）（エチレン／プロピレン・ベース）、Ｔｅｍｐｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＢからＴｅｍｐｅｒ（商標）などの商標名で市販されている。

本発明による方法及び配置は、換気目的の熱交換システムにどのようにも限定されるものではない。同じ問題は、例えば太陽パネル配置、温室加熱システム、道路、小飛行場及び屋外の歩行者領域を加熱するシステムでも起きることがあり、本発明を、当業者には明らかな修正とともに有利に使用することができる。

上述の発明から、本発明を多くの方法で変形させることができることが明らかである。そのような変形は、本発明の精神及び範囲からの逸脱とみなされるべきではなく、当業者には明らかなそのような修正はすべて、添付の特許請求の範囲に含まれると考えられる。

換気目的のための従来技術の熱交換システムの概略図である。 本発明による抗凍結剤制御システムの概略図である。 本発明による抗凍結剤のレベルを制御する方法のフローチャートである。

Claims (16)

1. 換気システムの熱交換システムの伝熱流体内の抗凍結剤のレベルを最適化する方法において、前記方法は、
   ｉ）送出空気が前記伝熱流体を加熱することによって熱を送入空気へ運搬するために、そして、ｉｉ）前記伝熱流体が前記送出空気から収集した熱を伝達して送入空気を暖めるために、前記換気システムの前記熱交換システムを作動させるステップであって、前記作動させるステップは、前記送入空気の温度を監視することを含み、前記伝熱流体内の前記抗凍結剤のレベルは前記送入空気の温度に依存する、ステップと、
   前記伝熱流体の温度を監視するステップと、
   前記送入空気の監視された前記温度に基づいて抗凍結剤の所望のレベルを判断するステップと、
   前記伝熱流体内の前記抗凍結剤の現在のレベルを制御するステップであって、前記制御するステップは、ｉ）前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより低い場合、前記伝熱流体に抗凍結剤をさらに追加すること、及びｉｉ）前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより高い場合、前記伝熱流体から所定量の前記抗凍結剤を除去することを含む、ステップとを含む方法。
2. 前記判断するステップは、前記送入空気温度と、前記送入空気温度の温度に関連してあらかじめ選択された前記抗凍結剤のレベルと、前記伝熱流体の最終的な温度との関係に対する統計にさらに基づいて、前記抗凍結剤の所望のレベルを判断することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記判断するステップは、前記送入空気の温度の長期変動にさらに基づいて、前記抗凍結剤の所望のレベルを判断することをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記判断するステップは、外部情報からの温度予想にさらに基づいて、前記抗凍結剤の所望のレベルを判断することをさらに含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 前記制御するステップは、ｉ）前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより低い場合、前記伝熱流体に抗凍結剤をさらに追加することによって、前記伝熱流体内の前記抗凍結剤の現在のレベルを制御し、前記所望のレベルは、前記送入空気の前記監視された前記温度及び前記伝熱流体の凍結点に基づいて前記伝熱流体の凍結を避けることに基づいている、請求項１に記載の方法。
6. 前記制御するステップは、ｉ）前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより低い場合、前記伝熱流体に抗凍結剤をさらに追加することによって、そして、ｉｉ）前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより高い場合、前記伝熱流体から所定量の前記抗凍結剤を除去することによって、前記伝熱流体内の前記抗凍結剤の現在のレベルを制御し、前記所望のレベルは、前記送入空気の前記監視された前記温度、前記伝熱流体の凍結点、及び前記熱伝達流体の効率の最適化に基づいて前記伝熱流体の凍結を避けることに基づいている、請求項１に記載の方法。
7. 換気システムの熱交換システム（２００）において、前記熱交換システムは、送出空気が伝熱流体を加熱することによって熱を送入空気へ運搬し、前記伝熱流体が熱を伝達して送入空気を暖めるように構成されており、前記伝熱流体内の抗凍結剤のレベルは前記送入空気の温度に依存し、前記熱交換システムは、
   前記送出空気から熱を収集するように構成された集熱器ユニット（２２５）と、
   前記送出空気から収集した熱を前記送入空気に運搬するように構成された配熱ユニット（２３０）であって、前記集熱器ユニット及び前記配熱ユニットは、互いに流体連通する、配熱ユニット（２３０）と、
   前記伝熱流体から所定量の抗凍結剤を分離及び除去するように適合された分離器（２５０）と、
   前記伝熱流体に前記抗凍結剤の一部を追加するように適合された再混合器（２４５）と、
   前記送入空気の温度を監視するように構成され、前記配熱ユニット（２３０）の上流に配置された第１の温度センサ（２７５）と、
   前記伝熱流体の温度を監視するように構成された第２の温度センサ（２８０）と、
   前記分離器（２５０）、前記再混合器（２４５）、前記第１及び第２の温度センサ（２７５、２８０）と動作可能に接続された制御ユニット（２８５）とを含み、
   前記制御ユニットが前記第１及び第２の温度センサによって提供された現在の温度データを分析し、前記現在の温度データの分析に基づいて、ｉ）前記分離器に対して、前記所定量の抗凍結剤を前記伝熱流体から除去するよう、或いは、ｉｉ）前記再混合器に対して、前記抗凍結剤の一部を前記伝熱流体に追加するように命令するように適合されており、
   前記集熱器ユニットは、ｉ）前記送出空気が伝熱流体を加熱することによって熱を前記送入空気へ運搬し、ｉｉ）前記伝熱流体から熱を伝達して前記送入空気を暖める、熱交換システム。
8. 前記現在の温度データの分析において、前記制御ユニットは、前記送入空気温度と、前記送入空気温度の温度に関連してあらかじめ選択された前記抗凍結剤のレベルと、前記伝熱流体の最終的な温度との関係に対する統計をさらに分析するように構成されている、請求項７に記載の熱交換システム。
9. 前記制御ユニットは、外部温度及び天候予想のうちの少なくとも１つを受け取る外部通信手段を含み、受け取られた前記外部温度及び天候予想のうちの少なくとも１つは、前記現在の温度データの分析において使用される、請求項７又は８に記載の熱交換システム。
10. 前記制御ユニットは、前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより低い場合、前記伝熱流体に前記抗凍結剤の一部を追加することによって、前記伝熱流体内の前記抗凍結剤の現在のレベルを制御し、前記所望のレベルは、前記送入空気の前記監視された前記温度に基づいて前記伝熱流体の凍結を避けることに基づいている、請求項７に記載の熱交換システム。
11. 前記制御ユニットは、ｉ）前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより低い場合、前記伝熱流体に前記抗凍結剤の一部を追加することによって、そして、ｉｉ）前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより高い場合、前記伝熱流体から所定量の前記抗凍結剤を除去することによって、前記伝熱流体内の前記抗凍結剤の現在のレベルを制御し、前記所望のレベルは、前記熱伝達流体の効率の最適化しながら、前記送入空気の前記監視された前記温度に基づいて前記伝熱流体の凍結を避けることに基づいている、請求項７に記載の熱交換システム。
12. 前記所望のレベルは、ｉ）前記送入空気の前記監視された温度、及びｉｉ）前記伝熱流体の凍結点に基づいて前記伝熱流体の凍結を避けることに基づいている、請求項１０に記載の熱交換システム。
13. 前記所望のレベルは、前記伝熱流体の凍結点にさらに基づいている、請求項７に記載の熱交換システム。
14. 換気システムの熱交換システム（２００）において、前記熱交換システムは、送出空気が伝熱流体を加熱することによって熱を送入空気へ運搬し、前記伝熱流体が熱を伝達して送入空気を暖めるように構成されており、前記伝熱流体内の抗凍結剤のレベルは前記送入空気の温度に依存して制御されており、前記熱交換システムは、
    送出空気管に配置され、前記送出空気から熱を収集するように構成された集熱器ユニット（２２５）と、
    送入空気管に配置され、前記送出空気から収集した熱を前記送入空気に運搬するように構成された配熱ユニット（２３０）であって、前記集熱器ユニット及び前記配熱ユニットは、互いに流体連通する、配熱ユニット（２３０）と、
    前記配熱ユニットに接続され、前記伝熱流体から所定量の抗凍結剤を分離及び除去するように適合された分離器（２５０）と、
    前記分離器及び前記集熱器ユニットに接続され、前記分離器によって除去された前記抗凍結剤の一部を前記伝熱流体に戻して追加するように適合された再混合器（２４５）と、
    前記送入空気の温度を監視するように構成され、前記配熱ユニット（２３０）の上流に配置された第１の温度センサ（２７５）と、
    前記伝熱流体の温度を監視するように構成された第２の温度センサ（２８０）と、
    前記分離器（２５０）、前記再混合器（２４５）、前記第１及び第２の温度センサ（２７５、２８０）と動作可能に接続された制御ユニット（２８５）とを含み、
    前記制御ユニットが前記第１及び第２の温度センサによって提供された現在の温度データを分析し、前記現在の温度データの分析に基づいて、ｉ）前記分離器に対して、前記所定量の抗凍結剤を前記伝熱流体から除去するよう、或いは、ｉｉ）前記再混合器に対して、前記抗凍結剤の一部を前記伝熱流体に追加するように命令するように適合されており、
    前記集熱器ユニットは、ｉ）前記送出空気が伝熱流体を加熱することによって熱を前記送入空気へ運搬し、ｉｉ）前記伝熱流体から熱を伝達して前記送入空気を暖め、
    前記制御ユニットは、前記現在のレベルが所定量だけ前記所望のレベルより低い場合、前記伝熱流体に前記抗凍結剤の一部を追加することによって、前記伝熱流体内の前記抗凍結剤の現在のレベルを制御し、前記所望のレベルは、前記送入空気の前記監視された前記温度に基づいて前記伝熱流体の凍結を避けることに基づいており、
    前記所望のレベルは、ｉ）前記送入空気の前記監視された温度、ｉｉ）前記伝熱流体の凍結点、及び、ｉｉｉ）前記伝熱流体の前記監視された温度に基づいて前記伝熱流体の凍結を避けることに基づいている、熱交換システム。
15. 前記現在の温度データの分析において、前記制御ユニットは、前記送入空気温度と、前記送入空気温度の温度に関連してあらかじめ選択された前記抗凍結剤のレベルと、前記伝熱流体の最終的な温度との関係に対する統計をさらに分析するように構成されている、請求項１４に記載の熱交換システム。
16. 前記所望のレベルは、前記熱伝達流体の効率の最適化しながら、前記伝熱流体の凍結を避けることに基づいている、請求項１４に記載の熱交換システム。