JP5823139B2 - 熱交換型換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、室外と室内とを繋げる給気通路と、室内と室外とを繋げる排気通路と、給気通路を流れる給気流と排気通路を流れる排気流との間で熱交換を行わせる熱交換素子と、を備える熱交換型換気装置に関する。

従来、この種の熱交換型換気装置は、霧が発生している外気を取り込むことで、装置内部で凝集、凝縮したドレン水が機外へ流出するという問題がある。外気に含まれる水滴を除去するためには、例えば、外気を取り込む屋外フードの内部風路を複雑に折り曲げ、風路内での空気の衝突により水分を除去する方式が採られている。

また、室外から吸い込む空気の状態をセンサーにて検出して、熱交換型換気装置の給気送風機の運転制御を行うことで、霧の侵入を低減させる方式もある。例えば、特許文献１には、室外吸込口から取り込む給気の状態を検出する給気状態検出器（結露センサー）を給気通路内に設ける技術が提案されている。結露センサーが霧の侵入を検出したことに応じて給気送風機を停止あるいは間欠運転とすることで、装置内への霧の侵入を防止している。

特開２００９−２９３８８０号公報

熱交換型換気装置における霧の侵入は、装置内部で霧の凝集、凝縮により発生するドレン水の流出、特に、天井埋め込み式の場合はさらにドレン水が天井を濡らす等の不具合を発生させることになる。この対策として、従来、屋外深型フード部材で霧を落とすという方法で霧を除去する方式が採られてきた。しかし、この方法は、風路の急激な曲げによる衝突で霧を除去する仕組みであるため、屋外深型フード部材での圧損が高くなるという課題があった。

また、熱交換型換気装置を設置してから霧の発生が多いことが分かった場合には、屋外フードを上記屋外深型フード部材に交換することとなる。しかし、例えばビルの３階以上に熱交換型換気装置が設置されている等により、屋外フードの交換が事実上不可能であることもあり得る。

特許文献１の技術では、結露センサーの検出結果に応じて給気送風機を停止あるいは間欠運転する間も、排気送風機は換気のために常に動作させる。排気風量が給気風量より多い状態が継続することで、室内は負圧となる。室内が負圧となると、建物の外部から室内吸込口に通じるダクトを介して、微量の空気が熱交換型換気装置の内部に流入することとなる。このため、熱交換型換気装置の内部への霧の侵入を完全に抑制することは困難となる。

また、このダクトを介した霧の侵入を抑制するためには、ダクト内部を開閉させる電動ダンパーを設ける措置を採り得る。この場合、結露センサーが霧の侵入を検出したことに応じて、給気送風機を停止あるいは間欠運転するとともに電動ダンパーを開閉制御するための機構が必要となる。このため、制御方式の複雑化、据付コストの増大等が問題となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置内部で凝集、凝縮したドレン水の機外への流出を、簡易な構成により抑制可能とする熱交換型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、建物の外部と室内とを、室外吸込口および室内吹出口を通じて繋げる給気通路と、前記室内と前記外部とを、室内吸込口および室外吹出口を通じて繋げる排気通路と、前記給気通路にて前記室外吸込口から前記室内吹出口へ給気流を進行させる給気送風機と、前記排気通路にて前記室内吸込口から前記室外吹出口へ排気流を進行させる排気送風機と、前記給気通路を流れる前記給気流と前記排気通路を流れる前記排気流との熱交換を行う熱交換素子と、を筐体の内部に設けた熱交換型換気装置において、前記筐体の前記内部における底面部のうち、前記給気通路を構成する部分であって前記熱交換素子の近傍に、ドレン水を保持する水保持部材を配置することを特徴とする。

この発明によれば、水保持部材は、熱交換型換気装置内に侵入してきた霧の凝集、凝縮により発生したドレン水を熱交換型換気装置の内部で保持する。熱交換型換気装置は、内部で凝集、凝縮したドレン水の、装置外への流出を抑制することができる。これにより、熱交換型換気装置は、霧の侵入によって装置内部に生じたドレン水が天井や室内に垂れる等の不具合を回避することができる。また、熱交換型換気装置の使用環境において霧の発生が確認された後に、後施工での電動ダンパーの設置等の煩雑な作業が不要となる。

図１は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態を示す概略模式図である。 図２は、本発明にかかる熱交換型換気装置の詳細斜視図である。 図３は、熱交換型換気装置の施工状態を示す概略図である。 図４は、熱交換型換気装置の施工状態を示す概略図である。 図５は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態１を示す図である。 図６は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態２を示す図である。 図７は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態３を示す図である。 図８は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態４を示す図である。 図９は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態５を示す図である。

以下に、本発明にかかる熱交換型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、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態を示す概略模式図である。図２は、本発明にかかる熱交換型換気装置の詳細斜視図である。熱交換型換気装置１５は、板金でできた直方体形の筐体１を備える。筐体１の内部には、室外の空気を室内へ給気するための給気通路１３と、室内の空気を室外へ排気するための排気通路１４が形成されている。

給気通路１３ａ、１３、１３ｂは、建物の外部と室内とを、室外吸込口９および室内吹出口１０を通じて繋げる。室外吸込口９および室内吹出口１０は、それぞれ筐体１の側面に形成されている。給気通路１３ａは、室外吸込口９から熱交換素子６までの給気流の通路とする。給気通路１３は、熱交換素子６内部における給気流の通路とする。給気通路１３ｂは、熱交換素子６から室内吹出口１０までの給気流の通路とする。

排気通路１４ａ、１４、１４ｂは、室内と外部とを、室内吸込口１１および室外吹出口１２を通じて繋げる。室内吸込口１１および室外吹出口１２は、それぞれ筐体１の側面に形成されている。排気通路１４ａは、室内吸込口１１から熱交換素子６までの排気流の通路とする。排気通路１４は、熱交換素子６内部における排気流の通路とする。排気通路１４ｂは、熱交換素子６から室外吹出口１２までの排気流の通路とする。

給気送風機３は、給気通路１３ｂに格納されている。給気送風機３は、給気通路１３ａ、１３、１３ｂにて室外吸込口９から室内吹出口１０へ給気流を進行させる。排気送風機５は、排気通路１４ｂに格納されている。排気送風機５は、排気通路１４ａ、１４、１４ｂにて室内吸込口１１から室外吹出口１２へ排気流を進行させる。排気送風機５は、送風機ケーシング３１により周囲を覆われている。

熱交換素子６は、給気通路１３と排気通路１４とが交差する部分に格納されている。熱交換素子６は、給気通路１３を流れる給気流と排気通路１４を流れる排気流との熱交換を行う。熱交換素子６は、平板紙上に接着された波板紙（コルゲートシート）による多層構造をなす給気通路１３と、平板紙上に接着された波板紙（コルゲートシート）による多層構造をなす排気通路１４とを備える。熱交換素子６では、給気通路１３における給気流の進行方向と、排気通路１４における排気流の進行方向とは、直交している。

給気側エアフィルター２９は、熱交換素子６のうち給気流が流入する面に着脱可能に設置されている。排気側エアフィルター３０は、熱交換素子６のうち排気流が流入する面に着脱可能に設置されている。給気側エアフィルター２９および排気側エアフィルター３０は、外気および室内空気に混在する埃等による熱交換素子６の目詰まりを防止する目的で設けられている。メンテナンス口２８は、筐体１の正面部のうち、熱交換素子６の近傍に設けられている。

直膨コイル７は、給気通路１３ｂに格納されている。直膨コイル７は、給気流を加熱および冷却する。加湿器８は、給気通路１３ｂのうち直膨コイル７より下流に格納されている。加湿器８は、給気流を加湿する。なお、図中、符号ＯＡは外気(outdoor air)、符号ＳＡは給気(supply air)、符号ＲＡは還気(return air)、符号ＥＡは排気(exhaust air)をそれぞれ示している。

外気ＯＡは、室外吸込口９において、室外から給気通路１３ａへ流入する。給気通路１３ａへ流入した給気流は、熱交換素子６、直膨コイル７および加湿器８を経て、室内吹出口１０に至る。室内吹出口１０に到達した給気流は、給気ＳＡとして、室内へ吹き出される。

還気ＲＡは、室内吸込口１１において、室内から排気通路１４ａへ流入する。排気通路１４ａへ流入した排気流は、熱交換素子６を経て、室外吹出口１２へ至る。室外吹出口１２に到達した排気流は、排気ＥＡとして、室外へ吹き出される。

図３および図４は、熱交換型換気装置の施工状態を示す概略図である。図３は、図２に示す矢印Ａ方向における熱交換型換気装置１５の正面図である。図４は、図３に示す矢印Ｃ方向における熱交換型換気装置１５の側面図である。

加湿器ドレンパン１７は、直膨コイル７および加湿器８の下に配置されている。加湿器ドレンパン１７は、加湿器８から排出される水、および冷却時の直膨コイル７にて発生する凝縮水を受ける。加湿器ドレンパン１７に接続されたドレン配管１６は、加湿器ドレンパン１７に溜まったドレン水１８を排出する。

熱交換型換気装置１５は、例えば、吊りボルト１９により天井に吊られて設置される。熱交換型換気装置１５は、図４に示すように、ドレン配管１６が設けられた側が斜め下方となるように、筐体１全体を傾けて設置されるものとしても良い。このように勾配を持たせることで、熱交換型換気装置１５は、ドレン配管１６から確実にドレン水１８を排出することが可能となる。熱交換型換気装置１５は、勾配を持たせず筐体１の底面部が水平に設置されるものとしても良い。熱交換型換気装置１５は、適宜勾配を持たせて、あるいは水平に設置可能であれば良く、吊りボルト１９により天井に吊られて設置される場合に限られない。

図５は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態１を示す図である。図５は、図２に示す熱交換型換気装置１５のうち熱交換素子６およびその周辺部分の、矢印Ａ方向における正面模式図である。給気側エアフィルター２９および排気側エアフィルター３０は、熱交換素子６に取り付けられているフィルター保持レール２４ａ、２４ｂによって保持されている。熱交換素子６は、固定レール２０を介したスポット溶接やネジ止め等により、筐体１に固定されている。

実施の形態１では、ドレンパン２５は、筐体１の底面部のうち給気側エアフィルター２９の下側に設置されている。ドレンパン２５は、筐体１の内部における底面部のうち、給気通路１３ａを構成する部分であって熱交換素子６の近傍に配置されている。なお、底面部は、筐体１のうち、熱交換型換気装置１５を設置した際に鉛直下側となる部分とする。

霧が混ざった給気流が熱交換素子６へ流入する際に、水分は、給気側エアフィルター２９にて凝集、凝縮してドレン水２６となる。ドレンパン２５は、ドレン水２６を貯留し、保持する水保持部材として機能する。

ドレンパン２５の幅寸法Ｄは、少なくとも、給気側エアフィルター２９のうちフィルター保持レール２４ａ、２４ｂで覆われていない領域を筐体１の底面部に投影させた範囲より広くなるように設定されている。給気側エアフィルター２９から滴下するドレン水２６を受けるために必要な幅寸法Ｄをドレンパン２５に持たせることで、筐体１の底面部から装置外部へのドレン水２６の流出を抑制させることが可能となる。さらに、ドレンパン２５は、メンテナンス口２８から取り出し可能なサイズであることが望ましい。これにより、ドレンパン２５に溜まったドレン水２６を、ドレンパン２５ごと容易に取り出すことができる。

熱交換型換気装置１５は、ドレンパン２５を設けることで、筐体１内部で凝集、凝縮したドレン水２６の流出を抑制することができる。これにより、熱交換型換気装置１５は、霧の侵入によって装置内部に生じたドレン水２６が天井や室内に垂れる等の不具合を回避することができる。また、熱交換型換気装置１５の使用環境において霧の発生が確認された後であっても、メンテナンス口２８を介してドレンパン２５を設置する簡易な作業により、ドレン水２６の流出を抑制できる。

実施の形態２．
図６は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態２を示す図である。図６は、図２に示す熱交換型換気装置１５のうち熱交換素子６およびその周辺部分の、矢印Ａ方向における正面模式図である。実施の形態１と重複する説明は適宜省略する。

実施の形態２では、筐体１の底面部に一体に設けられた凹部を、水保持部材として機能するドレン受け部２７とする。ドレン受け部２７の幅寸法Ｄは、少なくとも、給気側エアフィルター２９のうちフィルター保持レール２４ａ、２４ｂで覆われていない領域を筐体１の底面部に投影させた範囲より広くなるように設定されている。給気側エアフィルター２９から滴下するドレン水２６を受けるために必要な幅寸法Ｄをドレン受け部２７に持たせることで、筐体１の底面部から装置外部へのドレン水２６の流出を抑制させることが可能となる。

実施の形態２も、実施の形態１と同様、ドレン水２６の流出による不具合を回避することができる。さらに、熱交換型換気装置１５は、筐体１の一部をドレン受け部２７として機能させることで、構成部品を追加せず、良好な工作性および低コストによりドレン水２６の保持を実現できる。また、給気通路１３ａに構成部品を配置する場合に比べ、風路圧損を抑制させることができる。

実施の形態３．
図７は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態３を示す図である。図７は、図２に示す熱交換型換気装置１５のうち熱交換素子６を除いた状態の、矢印Ｂ方向における上面模式図である。実施の形態１と重複する説明は適宜省略する。

実施の形態３では、水保持部材として機能する保水スポンジ２１を、筐体１の底面部に配置する。保水スポンジ２１の幅寸法Ｄは、少なくとも、給気側エアフィルター２９のうちフィルター保持レール２４ａ、２４ｂで覆われていない領域を筐体１の底面部に投影させた範囲より広くなるように設定されている。図中幅寸法Ｄに垂直な方向については、保水スポンジ２１は、固定レール２０と略同じ長さをなしている。保水スポンジ２１は、筐体１の底面部のうち、給気側エアフィルター２９の下に位置する領域に設けられている。

実施の形態３も、実施の形態１および２と同様、ドレン水２６の流出による不具合を回避することができる。なお、保水性の水保持部材は、スポンジである場合に限られず、吸水性を持つ材料からなるものであれば良いものとする。

実施の形態４．
図８は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態４を示す図である。図８は、図２に示す熱交換型換気装置１５のうち熱交換素子６を除いた状態の、矢印Ｂ方向における上面模式図である。実施の形態１と重複する説明は適宜省略する。

熱交換型換気装置１５は、図４に示すように、ドレン配管１６が設けられた側が斜め下方となるように勾配を持たせて設置されている。実施の形態４では、水保持部材であるパッキン２２を筐体１の底面部に設ける。パッキン２２は、給気側エアフィルター２９の下に位置する領域の中で、勾配の下側となる位置に配置されている。

図示する例では、パッキン２２は、固定レール２０からメンテナンス口２８に沿って這うように設けられている。パッキン２２のうち、メンテナンス口２８に沿わせた部分と固定レール２０に沿わせた部分とは、略直角に折り曲げられている。パッキン２２は、メンテナンス口２８に沿わせた部分のうち固定レール２０側とは反対側も、略直角に折り曲げられ、固定レール２０に略平行な向きにある程度延伸させている。

パッキン２２は、筐体１の底面部と、底面部に配置された固定レール２０等の構成要素との間の隙間を確実に埋めるように貼り付けられている。勾配を持たせて熱交換型換気装置１５を設置することで、筐体１のうち給気側エアフィルター２９の下に滴下したドレン水２６は、勾配の下方へ移動する。パッキン２２は、メンテナンス口２８から外部へのドレン水２６の流出や、筐体１の底面部のうち固定レール２０より先の全体へのドレン水２６の移動を抑制させる。

パッキン２２は、メンテナンス口２８からのドレン水２６の流出や、筐体１の底面部におけるドレン水２６の拡散を抑制させる堰として機能する。実施の形態４も、実施の形態１から３と同様、ドレン水２６の流出による不具合を回避することができる。パッキン２２を配置する位置は、本実施の形態で説明する位置である場合に限られず、適宜変更しても良い。パッキン２２は、給気側エアフィルター２９の下に位置する領域の外縁のうち少なくとも一部に配置されていれば良いものとする。

実施の形態５．
図９は、本発明にかかる熱交換型換気装置の実施の形態５を示す図である。図９は、図２に示す熱交換型換気装置１５のうち熱交換素子６を除いた状態の、矢印Ｂ方向における上面模式図である。実施の形態１と重複する説明は適宜省略する。

熱交換型換気装置１５は、筐体１の底面部が水平となるように設置されている。実施の形態５では、水保持部材であるパッキン２３を筐体１の底面部に設ける。パッキン２３は、給気側エアフィルター２９の下に位置する領域を取り囲んで配置されている。パッキン２３は、筐体１の底面部と、底面部に配置された固定レール２０や送風機ケーシング３１等の構成要素との間の隙間を確実に埋めるように貼り付けられている。

パッキン２３は、メンテナンス口２８からのドレン水２６の流出や、筐体１の底面部におけるドレン水２６の拡散を抑制させる堰として機能する。実施の形態５も、実施の形態１から４と同様、ドレン水２６の流出による不具合を回避することができる。

１ 筐体
３ 給気送風機
５ 排気送風機
６ 熱交換素子
７ 直膨コイル
８ 加湿器
９ 室外吸込口
１０ 室内吹出口
１１ 室内吸込口
１２ 室外吹出口
１３、１３ａ、１３ｂ 給気通路
１４、１４ａ、１４ｂ 排気通路
１５ 熱交換型換気装置
１６ ドレン配管
１７ 加湿器ドレンパン
１９ 吊りボルト
２０ 固定レール
２１ 保水スポンジ
２２、２３ パッキン
２４ａ、２４ｂ フィルター保持レール
２５ ドレンパン
２７ ドレン受け部
２８ メンテナンス口
２９ 給気側エアフィルター
３０ 排気側エアフィルター
３１ 送風機ケーシング

Claims (3)

1. 建物の外部と室内とを、室外吸込口および室内吹出口を通じて繋げる給気通路と、
   前記室内と前記外部とを、室内吸込口および室外吹出口を通じて繋げる排気通路と、
   前記給気通路にて前記室外吸込口から前記室内吹出口へ給気流を進行させる給気送風機と、
   前記排気通路にて前記室内吸込口から前記室外吹出口へ排気流を進行させる排気送風機と、
   前記給気通路を流れる前記給気流と前記排気通路を流れる前記排気流との熱交換を行う熱交換素子と、を筐体の内部に設け、前記室内の天井に設置される熱交換型換気装置において、
   前記筐体の前記内部における底面部に、ドレン水を保持する水保持部材が配置され、
   前記水保持部材は、前記給気流が流入する前記熱交換素子の面に対して下方の位置であって、前記筐体のうち前記熱交換素子に対向するメンテナンス口から取り出し可能な位置に配置されていることを特徴とする熱交換型換気装置。
2. 前記水保持部材は、前記ドレン水を貯留するドレンパンであることを特徴とする請求項１に記載の熱交換型換気装置。
3. 前記水保持部材は、保水性を持つ保水スポンジで構成することを特徴とする請求項１に記載の熱交換型換気装置。

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