JP5495977B2 - 空調換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調換気装置、特に熱交換器による熱交換後の給気流を冷却する空調換気装置に関する。

室内の空調換気を行う空調換気装置として、空気対空気での熱交換を行う熱交換器、空気の冷却や加熱を目的とする空調コイル、空気を加湿する加湿器を備えるものがある。このような空調換気装置では、同時給排気による給気流と排気流との間で熱交換器によって熱交換を行わせ、熱交換後の給気流を空調コイルで冷却または加熱し、さらに加湿器で給気流を加湿することが行われる。

空調換気装置では、給気流への冷却、加熱、加湿を制御するために、給気流や排気流の温度や湿度を検出する場合がある。例えば特許文献１には、室内吹出部，吸込部または被空調域内のいずれかの位置の温度を検出する温度センサや湿度センサを配置した空調換気装置が開示されている。また、吹出温度を検出する温度センサと、湿度を検出する湿度センサと、空調風量を検出する風量センサとを、ファン吹出側に設ける技術が、例えば特許文献２に開示されている。

空調換気装置を、天井裏等の高温環境下に設置した場合、空調コイルでの冷却により外装ケーシングなどが天井裏等の露点温度よりも低くなり、外装ケーシングの表面が結露してしまう場合がある。

そして、外装ケーシングの結露により発生した結露水が、天井裏および室内へ滴下して漏水する場合がある。そのため、一般的に空調換気装置では空調コイルで冷却された空気が通る風路と外装ケーシングとを断熱材により断熱する構造が採用されている。

特開２００６−２９５９８号公報 特開２００３−３０２０８８号公報

上述したような空調換気装置では、空調コイルで冷却された給気流が通過する風路に温湿度センサが設けられるのが一般的である。給気流が通過する風路は、外装ケーシングの結露を防ぐために断熱材で囲まれている。給気流が通過する風路を囲む断熱材は、微細な空気層を含む発泡体素材が用いられるのが一般的である。空気層を含んで構成される発泡体素材は比較的強度が弱く、温湿度センサを断熱素材に直接固定することが難しい。

そこで、温湿度センサを固定する固定部材を、金属などの強度のある素材で構成し、その固定部材を断熱材に貫通させて、固定部材を外装ケーシングに直接固定する構造が採用される場合がある。しかしながら、空調コイルで冷却された給気流によって固定部材が冷却されることで、固定部材を伝わって外装ケーシングまで冷却されてしまう場合がある。

そして、外装ケーシングが冷却されることで結露が発生し、結露水が天井裏および室内へ滴下して漏水してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空調コイルよりも下流で温度や湿度を検出するセンサからケーシングへの温度の伝達を抑えることで、結露水の発生しにくい空調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、給気送風機により室外側吸込口から室外空気を吸込み、熱交換器の給気通路を通して室内側吹出口から室内に給気する給気路と、排気送風機により室内側吸込口から室内空気を吸込み、熱交換器の排気通路を通して室外側吹出口から室外に排気する排気路と、が内部に形成されたケーシングと、給気路内で熱交換器の下流側に設けられて給気路内の空気を冷却する空調コイルと、空調コイルと室内側吹出口との間の給気路の少なくとも一部を構成し、給気路とケーシングとを断熱する発泡材で形成された給気風路部と、給気風路部内に設けられて、室内に給気する空気の温度を測定する温度センサと、給気風路部に差し込まれて立設するとともに温度センサを保持する立設部と、ケーシングと接触しないように立設部に対して立設部の差し込み方向とは異なる方向に延びるように形成されて給気風路部に固定される延出部と、を有する温度センサ保持部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、温度センサ保持部材とケーシングとの接触がなくなり、冷房運転時でもケーシングへの伝熱が防止でき、ケーシングの結露による天井裏や室内への漏水リスクを回避することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る空調換気装置の平面構成の概略を示す図である。 図２は、空調換気装置の側面構成の概略を示す図である。 図３は、空調換気装置の平面構成の概略を示す図であって、排気流にバイパス風路を通過させる状態を示す図である。 図４は、ケーシングから取り出した給気風路部の外観斜視図である。 図５は、図４に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であって、温度センサ部分を拡大した部分拡大図である。 図６は、給気風路部をケーシングから取り出した状態で室内側吹出口側から見た図である。 図７は、図６に示すＥ部分を拡大した部分拡大図である。 図８は、図６に示すＤ−Ｄ線に沿った矢視断面図であって、Ｅ部分を拡大した部分拡大図断面図である。 図９は、実施の形態１の変形例１に係る給気風路部をケーシングから取り出した状態を示す外観斜視図である。 図１０は、図９に示す給気風路部を組み込んだ空調換気装置の一部を示す外観斜視図である。 図１１は、給気風路部の凹部を室内側吹出口側から見た断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態２に係る給気風路部をケーシングから取り出した状態を示す外観斜視図である。 図１３は、図１２に示すＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図である。 図１４は、図１２に示す矢視Ｃ図であって、温度センサ部分を拡大した部分拡大図である。

以下に、本発明に係る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１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空調換気装置の平面構成の概略を示す図である。図２は、空調換気装置の側面構成の概略を示す図である。空調換気装置６０は、ケーシング５、熱交換器３、給気送風機６、排気送風機１、空調コイル７、加湿器８を備える。

ケーシング５は、空調換気装置６０の箱体を構成する。ケーシング５には、室外側と室内側にそれぞれ１組ずつの室外側吸込口１４、室外側吹出口１３、および室内側吹出口１２と室内側吸込口１０が設けられている。ケーシング５内には室外側吸込口１４と室内側吹出口１２を連通させて室外の空気を室内に給気する給気路５１と、室内側吸込口１０と室外側吹出口１３を連通させて室内の空気を室外に排気する排気路５２が形成される。

給気路５１と排気路５２は、全経路にわたり互いに独立して設けられ、給気路５１と排気路５２との間には熱交換器３が設けられる。熱交換器３は、給気路５１を通過する給気流と、排気路５２を通過する排気流との間で、熱交換を行わせるものである。

給気路５１には、給気送風機６が設けられる。また、空調コイル７や加湿器８を備える給気風路部２９が、給気路５１の一部を構成する。給気路５１を通過する給気流は、室外側吸込口１４からケーシング５内に流入し、熱交換器３の給気通路２３を通り、給気送風機６を経由して、その下流側に設けられた空調コイル７および加湿器８を備えた給気風路部２９を通り、室内側吹出口１２から室内側に吹出す。

排気路５２には、排気送風機１が設けられる。排気路５２を通過する排気流は、室内側吸込口１０からケーシング５内に流入し、熱交換器３の排気通路２２を通り、排気送風機１を経由して、室外側吹出口１３から室外側に排出される。

なお、排気路５２には、熱交換器３の排気通路２２を通さずに、室外側に排気流を排出させるためのバイパス風路３８が設けられる。また、排気路５２を、熱交換器３の排気通路２２を含む風路と、排気通路２２を含まないバイパス風路３８とに切り替える開閉ダンパー４が設けられている。

熱交換器３は、ケーシング５のメンテナンスカバー１６部分から水平方向に抜差しできるようになっている。熱交換器３は、直列に２つ組込まれており、排気通路２２と給気通路２３は内部において斜めに交差する形態となる。なお、バイパス風路３８は、メンテナスカバー１６方向から見て、奥側の熱交換器３の奥側面とケーシング５の内面との間に構成される。

図３は、空調換気装置６０の平面構成の概略を示す図であって、排気流にバイパス風路３８を通過させる状態を示す図である。図３に示すように、開閉ダンパー４によりバイパス風路３８を開放にすることで、排気送風機１によって室内空気を熱交換器３に通さずに室外へ排気することができる。これにより、給気流と排気流との間で熱交換を伴わない普通換気を行うことができる。

図４は、ケーシング５から取り出した給気風路部２９の外観斜視図である。給気風路部２９の上側には、発泡樹脂で形成された給気風路部上部２１が配置され、下側には、発泡樹脂で形成された給気風路部下部２０が配置される。給気風路部下部２０の風路側表面には、プラスチック材のドレン皿３９が一体成形される。

給気風路部上部２１と給気風路部下部２０との全周に渡る合わせ部は、給気風路部上部２１を給気風路部下部２０側に落とし込んで組み合わせる。ドレン皿３９の上に空調コイル７および加湿器８を配置することで、冷房時の空調コイル７からの結露水や、万一の加湿器８からの漏水をドレン皿３９で回収することができる。

給気風路部２９は、給気路５１の一部を構成するものであり、給気風路部２９の内部を通る空気は、空調コイル７で加熱または冷却される。また、空調コイル７を通過した空気は、加湿器８内に水が供給されている場合、加湿器８を通過する際に加湿される。

図５は、図４に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であって、温度センサ１１部分を拡大した部分拡大図である。給気風路部２９の内部であって加湿器８の下流には、給気風路部２９を通る空気（給気流）の温度を検知する温度センサ１１が設けられる。温度センサ１１は、風路の中央付近に設けられ、温度センサ保持部材２５によって保持されている。

温度センサ保持部材２５は、金属材や樹脂材など剛性のある材料で構成された板状部材を、Ｌ字状に曲げたものである。Ｌ字状に曲げられた温度センサ保持部材２５の一辺側は、給気風路部２９に差し込まれて立設されるとともに、温度センサ１１を保持する立設部２５ａとして機能する。立設部２５ａは、給気風路部上部２１の内壁面に対して、略垂直に差し込まれた状態となっている。立設部２５ａは、給気流の流れを阻害しないように、その面方向が給気流の流れと略平行となるように設けられる。

温度センサ保持部材２５の立設部２５ａの他辺側は、板状部材をＬ字状に曲げることで、立設部２５ａから略垂直な方向に延びるように形成された延出部２５ｂとして機能する。延出部２５ｂは、立設部２５ａの差込方向とは異なる方向に延びることで、温度センサ保持部材２５の給気風路部２９に対する固定強度を向上させることができる。

本実施の形態１では、温度センサ保持部材２５は、給気風路部上部２１に埋め込まれるようにインサート成形されており、延出部２５ｂが給気風路部２９に一層強固に固定されるようになっている。温度センサ保持部材２５は、板状部材をＬ字状に曲げたものであるため、給気風路部上部２１に差し込まれるように固定されるが、給気風路部上部２１を貫通せず、途中で折り曲げられることとなる。

したがって、ケーシング天面２４に温度センサ保持部材２５を直接接触せずに済む。そのため、空調コイル７による冷却によって温度センサ保持部材２５が冷却されてもケーシング５へ伝熱されないので、天井裏の温度が高い場合であってもケーシング５の表面が結露してしまうことを防止することができる。また、温度センサ保持部材２５の延出部２５ｂが、発泡樹脂材の中に埋め込まれて固定されるので、温度センサ保持部材２５がより強固に固定される。

なお、給気風路部上部２１を構成する発泡樹脂材で十分な強度を確保できる場合には、温度センサ保持部材２５も発泡樹脂材で構成し、給気風路部上部２１と温度センサ保持部材２５とを一体に構成してもよい。

図６は、給気風路部２９をケーシング５から取り出した状態で室内側吹出口１２側から見た図である。図７は、図６に示すＥ部分を拡大した部分拡大図である。図８は、図７に示すＤ−Ｄ線に沿った矢視断面図であって、Ｅ部分を拡大した部分拡大図断面図である。

給気風路部上部２１の内側に、加湿器８を嵌め込むためのスライド案内用突起４０が設けられ、加湿器メンテナンスカバー３７を取り外すことで、水平方向に加湿器８を抜き差しできるようになっている。加湿器８がスライドする位置よりも上側に温度センサ１１のリード線３２を納められるように、給気風路部上部２１には、凸部３３が形成され、その凸部３３の上に温度センサ１１のリード線３２を配置させ、温度センサ１１のリード線３２が落ちないように隙間埋め材３１で挟み込む形態をとっている。

この構成により、加湿器８のメンテナンス時（抜き差し時）に、温度センサ１１のリード線３２が邪魔になりにくく、容易にメンテナンスができる。万一、温度センサ１１が故障しても加湿器メンテナンスカバー３７側から見た際に、温度センサ１１のリード線３２が給気風路部上部２１に設けられた凸部３３の上に配置されていることから容易に目視確認できるので、温度センサ１１の交換も容易になる。

なお、本実施の形態１では、空調換気装置６０が温度センサ１１を備える場合を例示したが、例えば湿度センサを備えるように構成してもよいし、さらに他のセンサを備えるように構成してもよい。

図９は、実施の形態１の変形例１に係る給気風路部２９をケーシング５から取り出した状態を示す外観斜視図である。図１０は、図９に示す給気風路部２９を組み込んだ空調換気装置６０の一部を示す外観斜視図である。本変形例１では、給気風路部上部２１の天面側に、大きな凹部３５を設けている。

図１１は、給気風路部２９の凹部３５を室内側吹出口側から見た断面図である。空調コイル７の冷媒配管は、給気風路部２９内部で垂直に立上げられる。空調コイル７の冷媒配管がケーシング５から飛び出す配管飛出部１９は、空調コイルメンテナンスカバー３６側とケーシング天面２４とのコーナー部に配置され、配管カバー４１でケーシング５に固定される。配管飛出部１９から飛び出した冷媒配管は、室外機（図示せず）からの冷媒配管との接続部である媒体配管接続部３４を、ケーシング天面２４の凹部３５の真上に配置させるように引き回されている。

これにより、空調コイル７からの冷媒配管と室外機からの冷媒配管とが、凹部３５の上方で接続される。空調コイル７からの冷媒配管と室外機からの冷媒配管の接続部は、空調換気装置が設置されている周囲環境の露点温度より低くなるため結露が発生しやすく、配管接続箇所を隙間なく断熱材で覆う厳密な断熱施工を必要とする。そのため、空調コイル７からの冷媒配管と室外機からの冷媒配管の接続部の断熱施工作業管理は難しいものであった。

また、空調コイル７からの冷媒配管と室外機からの冷媒配管の接続部の断熱は、空調換気装置を天井裏に取り付ける際に施工されるため、作業がしにくい場合などの理由により施工不良が発生しやすく、結露水が発生する場合がある。

本変形例１では、空調コイル７からの冷媒配管と室外機からの冷媒配管の接続部、すなわち媒体配管接続部３４の断熱施工が不良であっても、結露水をケーシング天面２４の凹部３５で受けることができるので、居室内への結露水の漏水のリスクを低減することができる。

一方、配管飛出部１９をケーシング５の側面から真横に出した場合、媒体配管接続部３４の断熱が不足していると、媒体配管接続部３４表面に付着した結露水が居室内や天井裏等へ漏水するのを防止するために、新たな別部材として媒体配管接続部３４の下に受皿を配置しなければならず、部品点数が増加してしまう。

本変形例１では、配管飛出部１９をケーシング天面２４側に出し、ケーシング天面２４の凹部３５で結露水を受けることができるので、媒体配管接続部３４からの漏水防止用として新たな別部材である受皿の取付けが不要となり、部品点数の抑制を図ることができる。

実施の形態２．
図１２は、本発明の実施の形態２に係る給気風路部をケーシングから取り出した状態を示す外観斜視図である。図１３は、図１２に示すＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図である。図１４は、図１２に示す矢視Ｃ図であって、温度センサ部分を拡大した部分拡大図である。なお、上記実施の形態と同様の構成については、同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。

給気風路部上部２１の上面には、複数個の凹部２７が形成される。凹部２７の一部には、更に凹んだ凹部５０が形成される。凹部５０には、風路内の空気の流れと概ね平行となる方向に互いに平行な２本のスリット（貫通孔）２８が、給気風路部上部２１を貫通するように形成されている。給気風路部２９は、凹部５０を塞ぐ蓋部３０を備える。

温度センサ保持部材２５は、平面形状が長方形状を呈する薄板を２箇所で略９０度折り曲げることで、対向する２平面が略平行となる断面がコの字形状に整形される。また、対向する２平面のうち一方の平面が他方より突出して長くなっている。温度センサ保持部材２５の平行な２平面が、凹部５０側からスリット２８に嵌め込まれる。

蓋部３０は、凹部５０に嵌め込まれ、凹部２７との段差を埋める。蓋部３０は、温度センサ保持部材２５が嵌め込まれた状態で凹部５０を塞ぐ。蓋部３０は、温度センサ保持部材２５に被せるように凹部５０に嵌め込まれる。蓋部３０は、給気風路部上部２１や給気風路部下部２２と同様に、断熱樹脂などの断熱性のある材料で構成される。

温度センサ１１は、温度センサ保持部材２５の平行な２平面のうち、長い側の平面（立設部２５ａ）に固定されている。給気風路部２９がケーシング５に嵌め込まれると、ケーシング５のケーシング天面２４（図２も参照）と蓋部３０とが接する。

そのため、温度センサ保持部材２５の延出部２５ｂが給気風路部上部２１と蓋部３０とに挟み込まれて、温度センサ保持部材２５が強固に固定される。また、蓋部３０の凹部５０からの脱落も規制される。また、給気風路部２９をケーシング５から取り出せば、簡単に蓋部３０が外せるようになる。

このように、実施の形態１と同様の効果があるとともに、温度センサ保持部材２５を給気風路部上部２１から簡単に着脱できるので、温度センサ１１の交換などのメンテナンス時に、狭い風路から温度センサ１１を簡単に取り出して作業でき、メンテナンス性の向上を図ることができる。

また、強度の弱い発泡樹脂からなる給気風路部上部２１と温度センサ保持部材２５が部品として一体ではないので、給気風路部上部２１の組立て前の部品保管時に、これらを別々にしておくことができる。

したがって、給気風路部上部２１と温度センサ保持部材２５との組立て前に、誤って温度センサ保持部材２５が、給気風路部上部２１からもぎ取られてしまうおそれもなく、組立て作業性も向上させることができる。

以上のように、本発明にかかる空調換気装置は、給気される空気の温度を温度センサなどで測定する空調換気装置に有用である。

１ 排気送風機
３ 熱交換器
４ 開閉ダンパー
５ ケーシング
６ 給気送風機
７ 空調コイル
８ 加湿器
１０ 室内側吸込口
１１ 温度センサ
１２ 室内側吹出口
１３ 室外側吹出口
１４ 室外側吸込口
１６ メンテナンスカバー
１９ 配管飛出部
２０ 給気風路部下部
２１ 給気風路部上部
２２ 排気通路
２３ 給気通路
２４ ケーシング天面
２５ 温度センサ保持部材
２５ａ 立設部
２５ｂ 延出部
２７ 凹部
２８ スリット（貫通孔）
２９ 給気風路部
３０ 蓋部
３１ 隙間埋め材
３２ リード線
３３ 凸部
３４ 媒体配管接続部
３５ 凹部
３６ 空調コイルメンテナンスカバー
３７ 加湿器メンテナンスカバー
３８ バイパス風路
３９ ドレン皿
４０ スライド案内用突起
４１ 配管カバー
５０ 凹部
５１ 給気路
５２ 排気路
６０ 空調換気装置

Claims (1)

1. 給気送風機により室外側吸込口から室外空気を吸込み、熱交換器の給気通路を通して室内側吹出口から室内に給気する給気路と、排気送風機により室内側吸込口から室内空気を吸込み、前記熱交換器の排気通路を通して室外側吹出口から室外に排気する排気路と、が内部に形成されたケーシングと、
   前記給気路内で前記熱交換器の下流側に設けられて前記給気路内の空気を冷却する空調コイルと、
   前記空調コイルと前記室内側吹出口との間の前記給気路の少なくとも一部を構成し、前記給気路と前記ケーシングとを断熱する発泡材で形成された給気風路部と、
   前記給気風路部内に設けられて、室内に給気する空気の温度を測定する温度センサと、
   前記給気風路部に差し込まれて立設するとともに前記温度センサを保持する立設部と、前記ケーシングと接触しないように前記立設部に対して前記立設部の差し込み方向とは異なる方向に延びるように形成されて前記給気風路部に固定される延出部と、を有する温度センサ保持部材と、を備え、
   前記給気風路部には、前記給気風路部の前記ケーシングとの接触面に凹部と、前記凹部から前記給気風路部の給気風路部分に向けて貫通して前記温度センサ保持部材の立設部が差し込まれる貫通孔とが形成され、
   前記凹部に嵌め込まれて前記貫通孔を塞ぐ蓋部をさらに備え、
   前記給気風路部が前記ケーシングに組み込まれた状態で、前記温度センサ保持部材の延出部は前記給気風路部と前記蓋部に挟み込まれて固定されるとともに、前記蓋部は前記ケーシングの少なくとも一部と接して、前記凹部からの脱落が規制されることを特徴とする空調換気装置。

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