JP6514921B2 - デシカント換気扇 - Google Patents

Description

本発明は、屋内に対して換気と共に除湿を行うデシカント換気扇に関する。

一般家庭の住宅においては、シックハウス症候群の対策のため、換気が義務付けられている。住宅の換気には、換気と共に、除湿を行うデシカント換気扇を用いることができ、その具体例が、特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載のデシカント換気扇は、屋外から取り込んだ外気を、除湿した後、顕熱交換器（回転型顕熱交換器）で温度を低下させ、屋内へ供給することができる。このため、夏季の高温、多湿の環境下で、居住スペースを、快適な状態に保つことが可能である。
そして、屋内から屋外に排出される空気は、顕熱交換器を通過の際に、顕熱交換器が外気から得た熱を与えられて昇温し、加熱手段（冷媒用熱交換器）を通過して更に昇温した後、屋外に排出される。

なお、特許文献１においては、外気を屋内に取り込む給気路（第一の風路）、及び、屋内の空気を屋外に排出する排気路（第二の風路）がそれぞれ直線状に形成され、かつ、給気路と排気路が平行しているように記載されているが、実際の流路は、直線状ではない。例えば、給気路及び排気路は、デシカント換気扇の筺体内に、加熱手段やデシカントロータ等と共に収容される必要があり、複数回、屈曲した形状となっている。

特開２０１１−９４９０４号公報

ところで、屋内を低温で保つという観点では、デシカント換気扇において、屋外から取り込まれた外気が、顕熱交換器を通過して冷却された後、温度上昇を抑制された状態で、屋内に送られるのが好ましい。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、屋外から取り込んだ外気を、温度上昇を抑制した状態で屋内に送ることが可能なデシカント換気扇を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係るデシカント換気扇は、屋内に外気を送る給気路及び該屋内の内気を排出する排気路を筺体内に有して、前記屋内を換気するデシカント換気扇において、前記給気路内の熱を、前記排気路内に移動する顕熱交換器と、前記排気路内の前記内気の流れに沿って、前記顕熱交換器の下流側に設けられ、前記給気路内から前記排気路内に水分を移動するデシカントロータと、前記排気路内の、前記顕熱交換器の下流側、かつ、前記デシカントロータの上流側に配され、該デシカントロータに含まれた水分の蒸発を促進する加熱手段とを備え、前記給気路の前記顕熱交換器より下流の領域は、前記排気路の前記加熱手段より下流の領域から距離を有して設けられ、前記給気路の前記顕熱交換器より上流の領域は、一部が、前記給気路の前記顕熱交換器より下流の領域と、前記排気路の前記加熱手段より下流の領域との間に、設けられる。

前記目的に沿う第２の発明に係るデシカント換気扇は、屋内に外気を送る給気路及び該屋内の内気を排出する排気路を筺体内に有して、前記屋内を換気するデシカント換気扇において、前記給気路内の熱を、前記排気路内に移動する顕熱交換器と、前記排気路内の前記内気の流れに沿って、前記顕熱交換器の下流側に設けられ、前記給気路内から前記排気路内に水分を移動するデシカントロータと、前記排気路内の、前記顕熱交換器の下流側、かつ、前記デシカントロータの上流側に配され、該デシカントロータに含まれた水分の蒸発を促進する加熱手段とを備え、前記給気路の前記顕熱交換器より下流の領域は、前記排気路の前記加熱手段より下流の領域から距離を有して設けられ、前記給気路の前記顕熱交換器より上流の領域は、一部が、前記給気路の前記顕熱交換器より下流の領域と、前記排気路の前記顕熱交換器から前記加熱手段までの領域との間に設けられる。

本発明に係るデシカント換気扇は、給気路の顕熱交換器より下流の領域が、排気路の加熱手段より下流の領域から距離を有して設けられる。給気路の顕熱交換器より下流の領域は、排気路の加熱手段より下流の領域より、低温であるため、屋外から取り込んだ外気を、温度上昇を抑制した状態で屋内に送ることが可能である。

本発明の一実施の形態に係るデシカント換気扇の説明図である。 同デシカント換気扇の給気路と排気路の位置関係を示す説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るデシカント換気扇１０は、屋内に外気１１を送る給気路１２及び屋内の内気（空気）１３を排出する排気路１４を筺体１５内に有して、屋内を換気する。以下、詳細に説明する。

デシカント換気扇１０は、図１に示すように、箱状の筺体１５内に給気路１２及び排気路１４が形成され、給気路１２内には、ファン１６が設けられ、排気路１４内にはファン１７が設けられている。
給気路１２の両端には、外気１１を筺体１５内に取り込む外気取込み口１８、及び、外気１１を筺体１５から屋内に送る外気吹出し口１９がそれぞれ形成されている。屋外の外気１１は、ファン１６の作動により、外気取込み口１８から給気路１２内に流入し、給気路１２を外気吹出し口１９に向かって進んで、外気吹出し口１９から屋内へ放出される。

排気路１４の両端には、屋内から内気１３を筺体１５内に取り込む内気取込み口２０、及び、内気１３を筺体１５から屋外に送り出す内気吹出し口２１がそれぞれ形成されている。ファン１７の作動により、屋内の内気１３は、内気取込み口２０から排気路１４に流入し、排気路１４を内気吹出し口２１に向かって進行して、内気吹出し口２１から屋外へ排出される。外気取込み口１８、及び、内気取込み口２０には、図示しないフィルタが装着されている。

なお、本実施の形態では、デシカント換気扇１０が屋内に据え置く据え置き式であるが、デシカント換気扇１０は、据え置き式である必要はなく、例えば、吊り下げ式であってもよい。また、外気取込み口１８、外気吹出し口１９、及び、内気吹出し口２１には、それぞれダクトが連結されているのに対し、内気取込み口２０にはダクトが連結されておらず、屋内の内気１３は、直接、内気取込み口２０から排気路１４内に取り込まれるが、これに限定されない。

筺体１５内には、給気路１２内の外気１１及び排気路１４内の内気１３が共に通過する顕熱交換器２２、排気路１４内に配された加熱手段２３、及び、給気路１２と排気路１４の相対湿度が高い側から低い側に水分（湿気）を移動させるデシカントロータ２４が設けられている。
顕熱交換器２２、加熱手段２３、及び、デシカントロータ２４は、排気路１４内の内気１３の流れに沿って、上流から順に配されている。即ち、排気路１４内の内気１３の流れに沿って、デシカントロータ２４は、顕熱交換器２２の下流側に設けられ、加熱手段２３は、排気路１４内の、顕熱交換器２２の下流側、かつ、デシカントロータ２４の上流側に配されている。

顕熱交換器２２は、給気路１２を進行する外気１１と排気路１４を進行する内気１３を熱交換し、温度の高い方から低い方に熱を移動させる。本実施の形態では、顕熱交換器２２を配した位置において、給気路１２を進む外気１１が、排気路１４を進む内気１３に比べて高温であることから、顕熱交換器２２は、給気路１２内の熱を、排気路１４内に移動する。

加熱手段２３は、排気路１４を顕熱交換器２２からデシカントロータ２４に向かって流れる内気１３の温度を上昇させる。加熱手段２３を通過して温度上昇した内気１３は、デシカントロータ２４を通過の際に、デシカントロータ２４に吸収されている水分を蒸発させ、蒸発させた水分と共に、内気吹出し口２１に送られる。即ち、加熱手段２３は、デシカントロータ２４に含まれた水分の蒸発を促進する。本実施の形態では、加熱手段２３が、加熱された湯を供給されて得た熱を利用して、内気１３を加熱するように設計されているが、加熱手段２３に、ヒートポンプサイクルを利用して、内気１３を加熱する熱交換器を採用することもできる。

デシカントロータ２４は、回転可能に設計され、回転することによって、排気路１４内に配されていた部分が、給気路１２内に移動し、給気路１２内に配されていた部分が、排気路１４内に移動する。デシカントロータ２４は、給気路１２内に配された部分が、給気路１２内の外気１１から水分を吸収した後、排気路１４内に移動し、吸収していた水分の一部を蒸発された後、再び、給気路１２内に移動して、水分を吸収する。これを繰り返すことによって、デシカントロータ２４は、給気路１２内から排気路１４内に水分を移動する。

また、筺体１５内には、給気路１２のデシカントロータ２４より上流側で給気路１２から分岐したバイパス路２５が形成されている。バイパス路２５は、一端が給気路１２に連結され、他端が排気路１４の顕熱交換器２２と加熱手段２３の間に連結され、給気路１２に取り込まれた外気１１の一部を、排気路１４に送る。バイパス路２５には、バイパス路２５を流れる外気１１の量を調整する流量調整部２６が設けられている。

更に、筺体１５内には、給気路１２とバイパス路２５の相対湿度が高い側から低い側に水分（湿気）を移動させるデシカントロータ２７が設けられている。デシカントロータ２７も、デシカントロータ２４と同様に、回転可能に設計され、回転することによって、バイパス路２５内に配されていた部分が、給気路１２内に移動し、給気路１２内に配されていた部分が、バイパス路２５内に移動する。デシカントロータ２７の給気路１２内に配された部分は、給気路１２内の外気１１に水分を与えた後、バイパス路２５内に移動し、バイパス路２５を流れる外気１１から水分を吸収する。そして、デシカントロータ２７は、水分を吸収した部分が、バイパス路２５から給気路１２に移動し、再び、外気１１に水分を与える。

また、筺体１５内において、給気路１２及び排気路１４の位置関係は、図２に示すように、給気路１２の顕熱交換器２２と外気吹出し口１９の間の領域２９（即ち、給気路１２の顕熱交換器２２より下流の領域）が、排気路１４の加熱手段２３と内気吹出し口２１の間の領域３０（即ち、排気路１４の加熱手段２３より下流の領域）から離れて（即ち、距離を有して）設けられている。そのため、本実施の形態は、給気路１２の領域２９と排気路１４の領域３０が隣り合っている場合と比べ、排気路１４の領域３０から給気路１２の領域２９に熱が伝わりづらい構造となっている。

以下、排気路１４に流入した内気１３の温度変化、及び、給気路１２に流入した外気１１の温度変化について説明する。
内気取込み口２０から排気路１４に流入した内気１３は、顕熱交換器２２を通過する際に、給気路１２内の外気１１と熱交換されて温度が上昇し、加熱手段２３を通過して、更に、温度が上昇した後、デシカントロータ２４を通過中に、デシカントロータ２４に含まれていた水分を蒸発させて温度が降下し、内気吹出し口２１から排出される。
従って、排気路１４内の温度は、加熱手段２３とデシカントロータ２４の間が最も高くなる。

一方、外気取込み口１８から給気路１２に流入した外気１１は、デシカントロータ２４に水分を与えて、温度が上昇した後、顕熱交換器２２を通過の際に、排気路１４内の内気１３と熱交換されて温度が降下し、デシカントロータ２７を通過して、温度が降下した後、外気吹出し口１９から放出される。
外気１１は、顕熱交換器２２を通過する前後で降下する温度差が、デシカントロータ２７を通過する前後で降下する温度差に比べて格段に大きい（例えば、３〜１０倍大きい）。そのため、外気吹出し口１９から放出される外気１１を低温に保つためには、給気路１２の領域２９で、外気１１の温度を上昇させないこと、あるいは、外気１１の温度上昇を抑制することが重要である。

排気路１４の領域３０は、加熱手段２３とデシカントロータ２４の間、即ち、排気路１４で内気１３の温度が最も高くなる領域を含んでいるので、給気路１２の領域２９を排気路１４の領域３０から離して、排気路１４の領域３０から給気路１２の領域２９に熱を伝わりづらくすることは、外気吹出し口１９から放出される外気１１を低温に保つ点で有効である。本実施の形態では、給気路１２の領域２９が、排気路１４の領域３０から、１５ｃｍ以上離れているが、３０ｃｍ以上離れているのが好ましい。

そして、給気路１２の外気取込み口１８と顕熱交換器２２の間の領域３１（即ち、給気路１２の顕熱交換器２２より上流の領域）は、上流側（即ち、一部）が、給気路１２の領域２９と排気路１４の領域３０の間に、設けられている。このため、仮に、排気路１４の領域３０から給気路１２の領域３１に熱が伝わり、外気１１の温度が上昇したとしても、外気１１は、給気路１２の領域２９に送られる前に、顕熱交換器２２を通過して温度が降下する。その結果、排気路１４の領域３０の熱が、外気吹出し口１９から放出される外気１１の温度を上昇させる影響を抑制できる。

また、給気路１２の領域２９は、排気路１４の顕熱交換器２２から加熱手段２３までの領域３２からも距離を有して設けられている。排気路１４の領域３２を進行中の内気１３は、顕熱交換器２２を通過して温度が上昇しているので、給気路１２の領域２９を、排気路１４の領域３０に加えて、排気路１４の領域３２からも遠ざけることによって、外気吹出し口１９から放出される外気１１の温度上昇を安定的に抑制できる。本実施の形態では、給気路１２の領域２９が、排気路１４の領域３２から、１０ｃｍ以上離れているが、１５ｃｍ以上離れているのが好ましい。

そして、給気路１２の領域３１は、下流側（即ち、一部）が、給気路１２の領域２９と、排気路１４の領域３２との間に設けられている。よって、仮に、排気路１４の領域３２から給気路１２の領域３１に熱が伝わって、外気１１の温度が上昇したとしても、外気１１は、給気路１２の領域２９に送られる前に、顕熱交換器２２によって温度が降下する。従って、排気路１４の領域３２の熱が、外気吹出し口１９から放出される外気１１の温度を上昇させる影響を、更に、抑制できる。

本実施の形態では、排気路１４の顕熱交換器２２より下流の領域（排気路１４の顕熱交換器２２と内気吹出し口２１の間の領域）３３が、給気路１２の領域２９から距離を有して配置されている。給気路１２の領域３１は、全体が、給気路１２の領域２９全体と、排気路１４の領域３３全体との間に配置されている。そのため、排気路１４の領域３３の熱が、外気吹出し口１９から放出される外気１１の温度を上昇させる影響を、更に安定的に抑制可能である。本実施の形態では、排気路１４の領域３３が、給気路１２の領域２９から、１０ｃｍ以上離れているが、１５ｃｍ以上離れているのが好ましい。
また、排気路１４の領域３０と給気路１２の領域２９の間には、バイパス路２５（即ち、デシカントロータ２７に外気１１を送って、デシカントロータ２７に水分を与える流路）も配されている。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、筺体は箱状である必要はない。
また、バイパス路は必ずしも必要ではなく、バイパス路を設けない場合、外気を取り込みデシカントロータに供給する独立した別の流路を設ければよい。

１０：デシカント換気扇、１１：外気、１２：給気路、１３：内気、１４：排気路、１５：筺体、１６、１７：ファン、１８：外気取込み口、１９：外気吹出し口、２０：内気取込み口、２１：内気吹出し口、２２：顕熱交換器、２３：加熱手段、２４：デシカントロータ、２５：バイパス路、２６：流量調整部、２７：デシカントロータ、２９〜３３：領域

Claims (2)

1. 屋内に外気を送る給気路及び該屋内の内気を排出する排気路を筺体内に有して、前記屋内を換気するデシカント換気扇において、
   前記給気路内の熱を、前記排気路内に移動する顕熱交換器と、
   前記排気路内の前記内気の流れに沿って、前記顕熱交換器の下流側に設けられ、前記給気路内から前記排気路内に水分を移動するデシカントロータと、
   前記排気路内の、前記顕熱交換器の下流側、かつ、前記デシカントロータの上流側に配され、該デシカントロータに含まれた水分の蒸発を促進する加熱手段とを備え、
   前記給気路の前記顕熱交換器より下流の領域は、前記排気路の前記加熱手段より下流の領域から距離を有して設けられ、前記給気路の前記顕熱交換器より上流の領域は、一部が、前記給気路の前記顕熱交換器より下流の領域と、前記排気路の前記加熱手段より下流の領域との間に、設けられることを特徴とするデシカント換気扇。
2. 屋内に外気を送る給気路及び該屋内の内気を排出する排気路を筺体内に有して、前記屋内を換気するデシカント換気扇において、
   前記給気路内の熱を、前記排気路内に移動する顕熱交換器と、
   前記排気路内の前記内気の流れに沿って、前記顕熱交換器の下流側に設けられ、前記給気路内から前記排気路内に水分を移動するデシカントロータと、
   前記排気路内の、前記顕熱交換器の下流側、かつ、前記デシカントロータの上流側に配され、該デシカントロータに含まれた水分の蒸発を促進する加熱手段とを備え、
   前記給気路の前記顕熱交換器より下流の領域は、前記排気路の前記加熱手段より下流の領域から距離を有して設けられ、前記給気路の前記顕熱交換器より上流の領域は、一部が、前記給気路の前記顕熱交換器より下流の領域と、前記排気路の前記顕熱交換器から前記加熱手段までの領域との間に設けられることを特徴とするデシカント換気扇。

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