JP5490037B2 - 熱交換換気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内蔵した熱交換器を通じて給排気流間で熱交換をしながら給排気による換気を行う空調換気装置に関する。
従来の天吊埋込形熱交換換気装置では、室外側吸込フード、室外側吹き出しフード、製品の配置により、給排気ダクトのレイアウトを決定しているが、室外側フードの配置や、複数台製品での排気ダクトを一括化したい場合に室外側吹き出し位置と、室外側吸い込み位置とが逆の場合は、製品を上下反転することによって給排気ダクトのレイアウトに対応してきた(例えば、特許文献1参照。)。
特公平5−57494号公報
しかしながら、室外側吸込口と室外側吹出口とを変更するために製品を上下反転した場合は、必然的に室内側吸込口と室内側吹出口も反転してしまうため、室内側給気排気ダクトの配置が制約されてしまう。
また、給水タイプの加湿機能付き天井埋込型熱交換換気装置は、製品内で水を受ける保水皿(ドレン皿)を備えており、製品を反転して取り付けると保水皿が機能を果たさなくなってしまうため、風路接続ダクトの配管は製品レイアウトで決定される。室外側吸込フード、室外側吹出フードと、製品の室外側吸込口、室外側吹出口が逆の場合は、風路接続ダクトの配管が複雑になり余分なダクト圧損が増えてしまう課題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、室外側の吸込口及び吹出口の位置を入れ替えることが可能な熱交換換気装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、室内から吸い込んだ室内空気と室外から吸い込んだ室外空気との間で熱交換を行って、熱交換後の室内空気を室外へ吹き出し、熱交換後の室外空気を室内へ吹き出す熱交換換気装置であって、熱交換を行う熱交換器と、室外へ吹き出す空気の流れを形成する排気送風機と、室内へ吹き出す空気の流れを形成する給気送風機と、室内へ吹き出す空気の流路上で生じた水を回収するドレン皿と、室内から室内空気を吸い込む室内側吸込口と、室内へ熱交換後の室外空気を吹き出す室内側吹出口とを備え、室外側の端部は給気送風機へ送られる熱交換前の室外空気が通過する給気通過領域と排気送風機へ送られる熱交換後の室内空気が通過する排気通過領域とに上下に分割された本体ユニットと、室外側の端部に第1の通気口及び第2の通気口が設けられ、室内側の端部が開放されている枠体と、枠体に収容されて枠体の内部を上下に分割して第1及び第2の空間を画成する第1の部品及び第2の部品とを備え、本体ユニットの室外側に着脱可能に連結される接続ユニットとを有し、第1及び第2の部品は、第1の通気口を第1の空間と連通させ、第2の通気口を第2の空間と連通させた第1の状態と、第1の通気口を第2の空間と連通させ、第2の通気口を第1の空間と連通させた第2の状態とのいずれかの状態で枠体に収容可能であり、第1の状態においては、熱交換後の室内空気が排気通過領域から第2の空間に流入して第2の通気口に向けて送り出されるとともに、第1の通気口から第1の空間へ吸い込まれた室外空気が給気通過領域へ流入し、第2の状態においては、熱交換後の室内空気が排気通過領域から第2の空間に流入して第1の通気口に向けて送り出されるとともに、第2の通気口から第1の空間へ吸い込まれた室外空気が給気通過領域へ流入することを特徴とする。
本発明によれば、室外側風路部を分割することにより、室外側吸込口と室外側吹出口とを変更可能であり、ダクト配管の自由度が向上するという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる熱交換換気装置の平面図である。 図2は、実施の形態にかかる熱交換換気装置の側面図である。 図3は、実施の形態にかかる熱交換換気装置の分解斜視図である。 図4は、実施の形態にかかる熱交換換気装置の排気側送風機の構成を示す図である。 図5は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替える前の接続ユニットの内部の部品配置状態を示す図である。 図6は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替えた後の接続ユニットの内部の部品配置状態を示す図である。 図7は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替える前の接続ユニットの内部の部品配置状態を示す図である。 図8は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替えた後の接続ユニットの内部の部品配置状態を示す図である。 図9は、室外側風路吹出部品及び室外側風路吸込部品の配置状態と、接続ユニット内部での空気の流れとを模式的に示す図である。 図10は、実施の形態にかかる熱交換換気装置を2台並列に接続する設置形態を示す図である。
以下に、本発明にかかる熱交換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、本発明の実施の形態にかかる熱交換換気装置の平面図である。図2は、実施の形態にかかる熱交換換気装置の側面図である。図3は、実施の形態にかかる熱交換換気装置の分解斜視図である。図4は、実施の形態にかかる熱交換換気装置の排気側送風機の構成を示す図である。図5は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替える前の接続ユニットの内部の部品配置状態を示す図である。図6は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替えた後の接続ユニットの内部の部品配置状態を示す図である。図7は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替える前の接続ユニットの内部の部品配置状態を示す図である。図8は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替えた後の接続ユニットの内部の部品配置状態を示す図である。
空調換気装置の箱体を構成する本体ケーシング1は、本体ユニット40と接続ユニット41とに分かれ、本体ユニット40の外郭は天面ケーシング30、底面ケーシング31、正面ケーシング32、33、側面ケーシング34及び後面ケーシング35の6部品で構成されている。本体ユニット40の室外側に着脱可能に連結される接続ユニット41の外郭は、天面接続ケーシング36、底面接続ケーシング37、側面接続ケーシング38の3部品で枠体が構成されており、室内側の端部は開放している。
本体ユニット40の側面ケーシング34には室内へ空気を吹き出す室内側吹出口としての第3の通気口12、室内の空気を吸い込む室内側吸込口としての第4の通気口10が設けられている。また、接続ユニット41の側面接続ケーシング38には、第1の通気口11と第2の通気口13とが設けられており、第1の通気口11は外気を吸い込む室外側吸込口となっており、第2の通気口13は室外へ空気を吹き出す室外側吹出口となっている。
本体ユニット40の内部には、排気送風機ユニット50、熱交換器3、給気送風機ユニット23、加湿装置部20が配置されている。
熱交換器3は、本体ケーシング1のメンテナンスカバー15を開くことによりメンテナンス口24から水平方向に抜き差しできるように組み込まれている。熱交換器3は熱交換器排気通路18と熱交換器給気通路19とが内部において斜めに交差する構造となっている。より詳しく言えば、室外側の下方から給気流17として熱交換器3に流入する室外空気は室内側の上方へ流れ出る。一方、室内側の下方から排気流16として熱交換器3に流入する室内空気は室外側の上方へ流れ出る。
本体ユニット40の室外側の端部は流路分離壁80で上下に分割されており、熱交換器3を通過した排気流16が上部から室外側へ流出し、熱交換器3へ向かう給気流17は下部から本体ユニット40内へ流入することによって、排気路と給気路とが分離されている。すなわち、本体ユニット40の室外側の端部では、上部は排気流16が通過する排気通過領域となっており、下部は給気流17が通過する給気通過領域となっている。また、流路分離壁80から下方に遮蔽板81が設けられており、給気路の一部を塞いでいる。
熱交換器3の奥側面と本体ケーシング1(後面ケーシング35)の内面との間には開閉ダンパ4で開閉できるバイパス風路6が構成されている。開閉ダンパ4でバイパス風路6を開放することにより、排気送風機ユニット50により熱交換器3に通さず室内空気を室外へ排気することもでき、熱交換を伴わない普通換気を行うこともできる。
また、図4に示すように排気送風機ユニット50は、シロッコファンで構成される排気送風機羽根53、排気送風機固定部54、排気送風機モータ55から構成されている。一方、室外側風路吹出部品51は、スクロールケーシング51aが形成され、吹出し方向に連続する風路部としての排気口51bが形成された一体の成形物であり、スクロールケーシング51aと排気口51bとの境目はくびれている。本体ユニット40と接続ユニット41とを接続した際に、排気送風機羽根53は後述する室外側風路吹出部品51のスクロールケーシング51a内に挿入されるようになっている。スクロールケーシング51aの排気送風機羽根53が挿入される側と反対側には開口51cが設けられている。
加湿装置部20については、図1、図2に示すように加湿手段としての加湿器8と、加湿器8で生じるドレンを受容し外部へ排水するドレン皿21とが設けられ、加湿器8は外部の水道設備などの給水源側に給水接続部22を介して接続され、加湿用の水が給水されている。加湿器8は透湿膜でできた袋を重ねて積層された構造で、それぞれの袋の中に水が給水され、それぞれの積層された袋と袋との間に給気空気を通すことで袋内の水が透湿膜を通して蒸発されることで給気空気を加湿している。また、給気空気への加湿量を高めるために、加湿器8の上流側に空調コイル7を配置して、空調コイル7で給気空気の温度を上げることで加湿器8からの水の蒸発量を高めている。夏場などで加湿が不要なときでも、空調コイル7は冷房として機能し給水空気を冷却することができる、冷房時の空調コイル7の結露水をドレン皿21で回収しているとともに、万が一加湿器8から漏水が発生してもドレン皿21で回収できる。
接続ユニット41の枠体の内部には、第1の部品としての室外側風路吹出部品51と、第2の部品としての室外側風路吸込部品52とが配置されている。また、本体ユニット40には、製品を天井に固定するための天吊金具39が設置されている。
室外側風路吸込部品52は、上面視略正方形状であり、隣接する二つの側面には開口52a、52bが設けられている。なお、本実施の形態では二つの側面の開口52a、52bが繋がっている構成を示しているが、二つの側面の開口52a、52bは分かれていても良い。室外側風路吸込部品52の開口52a、52bが形成されていない他の二つの側面は、仕切り枠52cによって上部と下部とに分割されている。開口52a、52bの周縁には仕切り枠52cと繋がるように隔壁52dが設けられており、室外側風路吸込部品52の開口52a、52bが形成されていない二つの側面の上部は、隔壁52dによって開口52a、52bと隔てられている。一方、室外側風路吸込部品52の開口52a、52bが形成されていない二つの側面の下部は、開口52a、52bと繋がるように開放している。
室外側風路吹出部品51及び室外側風路吸込部品52は、接続ユニット41の内部に並べて配置した際に、接続ユニット41の内部の空間を上下に分割する(上側に第1の空間(排気通風路2)を形成し下側に第2の空間を形成する)ように構成されている。
室外空気を室内に供給する給気路としては、第1の通気口11から下流に向かって、室外側風路吸込部品52、室外吸込用通風路14、熱交換器3、給気通風路5、給気送風機ユニット23、加湿装置部20(空調コイル7及び加湿器8)が配置され、第3の通気口12へ連通した風路構成としている。
また、室内の空気を室外へ排気する排気路として第4の通気口10から下流に向かって室内吸込用通風路9、開閉ダンパ4、熱交換器3、排気送風機ユニット50、室外側風路吹出部品51及び室外側風路吸込部品52によって形成された排気通風路2、第2の通気口13へ連通する風路構成としている。給気路と排気路との間は全経路にわたり独立して画成され、熱交換器3は給気風路を通る給気流17と排気風路を通る排気流16との間で熱交換を行っている。
第1の通気口11が室外側吸込口となり、第2の通気口13が室外側吹出口となっている状態(第1の状態)では、室外側風路吸込部品52は、第2の通気口13に隣接するように接続ユニット41内に配置されており、開口52aは第2の通気口13と正対しており、開口52bは側面接続ケーシング38の正面側の内面と正対している。この状態では、第1の通気口11は、接続ユニット41内部の下側の空間と繋がっており、第2の通気口13は接続ユニット41内部の上側の空間と繋がっている。すなわち、この状態は、第1の通気口11が給気通過領域に接続され、第2の通気口13が排気通過領域に接続されている。
本体ユニット40の室外側端部上側の排気通過領域の空気は、排気送風機固定部54の開口部分だけではなく、スクロールケーシング51aと排気口51bとの境目のくびれた部分の上側及び室外側風路吸込部品52の上側からから回り込んで、開口51cを介してもスクロールケーシング51aに吸い込まれる。
接続ユニット41に組み付けられている第1の通気口11、第2の通気口13は、室外側吸込口及び室外側吹出口としての役割を交換可能である。第1の通気口11及び第2の通気口13の役割を入れ替えて、第1の通気口11を室外側吹出口とし、第2の通気口13を室外側吸込口とする(第2の状態とする)場合には、天面接続ケーシング36、側面接続ケーシング38、室外側風路吹出部品51、室外側風路吸込部品52を取り外す。そして、室外側風路吹出部品51は、排気送風機羽根53の軸に沿って垂直方向に180度反転(上下反転)して、排気口51bが第1の通気口11に合うように取り付け、室外側吸込部品52は、第1の通気口11に正対していた開口52aが後面側を向くように回転軸を鉛直方向として水平方向に90度回転させ、第2の通気口13に合うように取り付ける。これにより、室外側風路吸込部品52の開口52bは第2の通気口13と正対し、開口52aは側面接続ケーシング38の後面側の内面と正対する。この状態では、第1の通気口11は、接続ユニット41内部の上側の空間と繋がっており、第2の通気口13は接続ユニット41内部の下側の空間と繋がっている。したがって、この状態で接続ユニット41を本体ユニット40に接続すると、第1の通気口11が排気通過領域に接続され、第2の通気口13が給気通過領域に接続される。
本体ユニット40の室外側端部上側の排気通過領域の空気は、排気送風機固定部54の開口部分だけではなく、室外側風路吸込部品52の上側から回り込んで開口51cを介してもスクロールケーシング51aに吸い込まれる。なお、遮蔽板81が設けられているため、スクロールケーシング51aと排気口51bとの境目の部分のくびれの下側から給気通過領域の空気が回り込んで開口51cを介してスクロールケーシング51aに吸い込まれることはない。
図9は、室外側風路吹出部品51及び室外側風路吸込部品52の配置状態と、接続ユニット41内部での空気の流れとを模式的に示す図である。図9(a)は、第1の通気口11を室外側吸込口とし、第2の通気口13を室外側吹出口とした第1の状態であり、図9(b)は、第1の通気口11を室外側吹出口とし、第2の通気口13を室外側吸込口とした第2の状態である。図9(a)、(b)は、いずれも室外側をから見た状態を示している。また、図9(a)、(b)中には、本体ユニット40側の構成部材である排気送風機固定部54及び遮蔽板81も図示しており、排気送風機固定部54及び遮蔽板81によって空気の流れが塞がれる部分を図中では網掛けを施して示している。なお、図5、図6にも、図9(a)、(b)に対応する空気の流れを矢印で示している。図9(a)や図5に示す第1の状態では、室外側風路吹出部品51のくびれの上側及び室外側風路吸込部品52の隔壁52d上側にそれぞれ形成される天面接続ケーシング36との隙間を介して、排気通過領域から熱交換後の室内空気が接続ユニット41の内部の上側の空間に流入し(矢印A、B)、開口51cからスクロールケーシング51aに導入され、排気送風機固定部54の開口からスクロールケーシング51aに導入される室内空気(矢印C)と合流して第2の通気口13に向けて送り出される(矢印D)。また、室外の空気が第1の通気口11を介して接続ユニット41の内部の下側の空間へ吸い込まれて(矢印E)、給気通過領域へ流入する。
一方、図9(b)や図6に示す第2の状態においては、室外側風路吸込部品52の隔壁52dの上側に形成される天面接続ケーシング36との隙間を介して、排気通過領域から熱交換後の室内空気が接続ユニット41の内部の上側の空間に流入し(矢印F)、熱交換後の室内空気が開口51cからスクロールケーシング51aに導入され、排気送風機固定部54の開口からスクロールケーシング51aに導入される室内空気(矢印G)と合流して第1の通気口11に向けて送り出される(矢印H)。また、室外の空気が第2の通気口13を介して接続ユニット41の内部の下側の空間へ吸い込まれて(矢印I)、給気通過領域へ流入する。なお、室外側風路吹出部品51のくびれの下側に形成される底面接続ケーシング37との隙間は、排気送風機固定部54や遮蔽板81によって塞がれるため、給気通過領域の空気が開口51c側に回り込んでスクロールケーシング51aに吸い込まれることはない。
以上のように、室外側風路吹出部品51及び室外側風路吸込部品52の向きを変え、位置を入れ替えて配置した上で側面接続ケーシング38、天面接続ケーシング36を元の位置に組み付けることにより、第2の通気口13が室外側吸込口となり、第1の通気口11が室外側吹出口となる。
図10は、本実施の形態にかかる熱交換換気装置を2台並列に設置した状態を示す図である。熱交換換気装置60は、上記の第2の状態であり室外側吹出口62と室内側吹出口61とが同じ側に位置している。一方、熱交換換気装置70は、上記の第1の状態であり室外側吹出口72と室内側吹出口71とが異なる側に位置している。熱交換換気装置60の室外側吹出口62と熱交換換気装置70の室外側吹出口72とが隣接しているため、排気ダクトを一括化することが容易である。また、熱交換器を収容した本体ケーシング部分の姿勢は熱交換換気装置60、70とも同じであるため、熱交換換気装置60、70は、建造物の天井面に設けられた点検口から熱交換器のメンテナンスを容易に行うことができる。
従来の熱交換換気装置は、室外吸込口と室外吹出口とを入れ替えることができなかったため、並列に配置した2台の熱交換換気装置の室外吹出口同士は隣接しない。このため、2台の熱交換換気装置の室外吹出口を接続するためには複雑な配管が必要になる。また、室外吹出口同士を隣接するために一方の熱交換換気装置を天地逆転して設置する方法もあるが、上記のようにドレン皿を備えた構成の場合には天地逆転しての設置はできないことに加え、熱交換器のメンテナンスのための点検口が建造物の天井面に設けられている場合は、熱交換換気装置を天地逆転して設置すると、点検口が用をなさなくなってしまうという問題も生じる。
このように、本実施の形態にかかる熱交換換気装置は、室外側吸込口と室外側吹出口とを入れ替えることができるため、排気風路の配管を複雑にしなくとも複数台の製品で排気ダクトを一括化できる。
なお、上記の説明では、熱交換後の給気流に空調コイルで冷却及び加熱を行い、さらにその給気流に加湿器で加湿を行うことで、換気と同時に室内の除湿、加湿を行えるようにした構成を例としたが、空調コイルや加湿器を省略した構成として実施することも可能である。また、本体ユニットの室外側の端部では、上部が排気通過領域となっており、下部が給気通過領域となっている構成を例としたが、排気通過領域と給気通過領域との位置関係が逆にした構成とすることも可能である。この場合には、室外側風路吸込部品を上下反転させた形状とすればよい。
1 本体ケーシング
2 排気通風路
3 熱交換器
4 開閉ダンパ
5 給気通風路
6 バイパス風路
7 空調コイル
8 加湿器
9 室内吸込用通風路
10 第4の通気口
11 第1の通気口
12 第3の通気口
13 第2の通気口
14 室外吸込用通風路
15 メンテナンスカバー
16 排気流
17 給気流
18 熱交換器排気通路
19 熱交換器給気通路
20 加湿装置部
21 ドレン皿
22 給水接続部
23 給気送風機ユニット
30 天面ケーシング
31 底面ケーシング
32、33 正面ケーシング
34 側面ケーシング
35 後面ケーシング
36 天面接続ケーシング
37 底面接続ケーシング
38 側面接続ケーシング
39 天吊金具
40 本体ユニット
41 接続ユニット
50 排気送風機ユニット
51 室外側風路吹出部品
51a スクロールケーシング
51b 排気口
52 室外側風路吸込部品
53 排気送風機羽根
54 排気送風機固定部
55 排気送風機モータ
60、70 熱交換換気装置
61、71 室内側吹出口
62、72 室外側吹出口
80 流路分離壁
81 遮蔽板

Claims (2)

  1. 室内から吸い込んだ室内空気と室外から吸い込んだ室外空気との間で熱交換を行って、前記熱交換後の前記室内空気を前記室外へ吹き出し、前記熱交換後の前記室外空気を前記室内へ吹き出す熱交換換気装置であって、
    前記熱交換を行う熱交換器と、前記室外へ吹き出す空気の流れを形成する排気送風機と、前記室内へ吹き出す空気の流れを形成する給気送風機と、前記室内へ吹き出す空気の流路上で生じた水を回収するドレン皿と、前記室内から前記室内空気を吸い込む室内側吸込口と、前記室内へ前記熱交換後の室外空気を吹き出す室内側吹出口とを備え、室外側の端部は前記給気送風機へ送られる前記熱交換前の室外空気が通過する給気通過領域と前記排気送風機へ送られる前記熱交換後の室内空気が通過する排気通過領域とに上下に分割された本体ユニットと、
    室外側の端部に第1の通気口及び第2の通気口が設けられ、室内側の端部が開放されている枠体と、該枠体に収容されて該枠体の内部を上下に分割して第1及び第2の空間を画成する第1の部品及び第2の部品とを備え、前記本体ユニットの室外側に着脱可能に連結される接続ユニットとを有し、
    前記第1及び第2の部品は、前記第1の通気口を前記第1の空間と連通させ、前記第2の通気口を前記第2の空間と連通させた第1の状態と、前記第1の通気口を前記第2の空間と連通させ、前記第2の通気口を前記第1の空間と連通させた第2の状態とのいずれかの状態で前記枠体に収容可能であり、
    前記第1の状態においては、前記熱交換後の前記室内空気が前記排気通過領域から前記第2の空間に流入して前記第2の通気口に向けて送り出されるとともに、前記第1の通気口から前記第1の空間へ吸い込まれた前記室外空気が前記給気通過領域へ流入し、
    前記第2の状態においては、前記熱交換後の前記室内空気が前記排気通過領域から前記第2の空間に流入して前記第1の通気口に向けて送り出されるとともに、前記第2の通気口から前記第1の空間へ吸い込まれた前記室外空気が前記給気通過領域へ流入することを特徴とする熱交換換気装置。
  2. 前記本体ユニットは、前記給気通過領域が下側に位置し、前記排気通過領域が上側に位置するように端部が上下に分割されており、
    前記接続ユニットは、前記第1の空間が下側に位置し、前記第2の空間が上側に位置するように前記枠体内部が分割されており、
    前記第1の部品は、前記排気送風機が挿入され、該排気送風機が挿入される側と反対側に空気導入口が設けられたスクロールケーシングと、片側にくびれが形成されるように前記スクロールケーシングに接続され、前記排気送風機によって前記スクロールケーシングから送り出された空気の流れを案内する風路部とを備え、
    前記第2の部品は、隣接する二つの側面に形成された開口と、該開口が形成された面と対向する面の上部を前記開口と隔てる隔壁とを備えており、
    前記第1の状態においては、前記第1の部品は前記くびれを上側として前記風路部の端部が前記第2の通気口へ向き、前記第2の部品は開口の一方が前記第1の通気口に向けて前記枠体に収納され、前記排気通過領域から前記第2の空間に流入した前記熱交換後の前記室内空気が、前記風路部のくびれの上側及び前記第2の部品の前記隔壁の上側にそれぞれ形成される前記枠体との隙間を介して前記空気導入口から前記スクロールケーシングに導入されて、前記排気送風機によって前記風路部を介して前記第2の通気口に向けて送り出されるとともに、前記第1の通気口から前記室外空気が前記第1の空間へ吸い込まれて前記給気通過領域へ流入し、
    前記第2の状態においては、前記第1の部品が前記くびれを下側として前記風路部の端部を前記第1の通気口へ向き、前記第2の部品が開口の他方を前記第2の通気口に向けて前記枠体に収納され、前記排気通過領域から前記第2の空間に流入した前記熱交換後の前記室内空気が、前記第2の部品の前記隔壁の上側に形成される前記枠体との隙間を介して前記空気導入口から前記スクロールケーシングに導入されて、前記排気送風機によって前記風路部を介して前記第1の通気口に向けて送り出されるとともに、前記室外空気が前記第2の通気口を介して前記第1の空間へ吸い込まれて前記給気通過領域へ流入することを特徴とする請求項1記載の熱交換換気装置。
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