JP6877577B2 - 熱交換換気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、給気流と排気流との熱交換を行いながら換気を行う熱交換換気装置に関する。
従来、複数の熱交換器を備える熱交換換気装置が知られている。複数の熱交換器は、1つの熱交換器を流れた気流が他の熱交換器へ流入するように直列に配置される場合と、1つの熱交換器と他の熱交換器とへ気流が互いに分かれて流入するように並列に配置される場合とがある。特許文献1には、並列に配置された2個の熱交換器を備える熱交換換気装置が開示されている。
特許第4391099号公報
熱交換換気装置は、気流が通る各層を積層させた方向における熱交換器の高さを拡張させることで、圧力損失を低減可能とする。その一方で、上記の特許文献1に開示されるように複数の熱交換器が並列に配置される場合において、熱交換換気装置において要求されるサイズ内にて熱交換器を収容するために、熱交換器の高さに制限が課せられる場合がある。このため、従来の技術では、熱交換換気装置において要求されるサイズ内にて熱交換器を収容しつつ圧力損失を低減することが困難である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、熱交換換気装置において要求されるサイズ内にて熱交換器を収容しつつ圧力損失を低減す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、本発明にかかる熱交換換気装置は、室内から室外へ流動する排気流を発生させる排気送風機と、室外から室内へ流動する給気流を発生させる給気送風機と、排気流が通過する一次通路と給気流が通過する二次通路とが形成されており排気流と給気流との熱交換を行う第1の熱交換器および第2の熱交換器と、を備える。第1の熱交換器と第2の熱交換器とは、一次通路の構成部材と二次通路の構成部材とが積層された方向である第1の方向に垂直な第2の方向に並べられている。第1の熱交換器は、第1の方向において第1の側に第2の熱交換器よりも突出している。第2の熱交換器は、第1の方向において第1の側とは逆の第2の側に第1の熱交換器よりも突出している。
本発明にかかる熱交換換気装置は、熱交換換気装置において要求されるサイズ内にて熱交換器を収容しつつ圧力損失を低減することができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる熱交換換気装置の構成を示す図 図1に示す第1の熱交換器と第2の熱交換器とを示す図 図2に示す第1の熱交換器の斜視図 図1に示す熱交換換気装置のケーシング内における風路の配置について説明する図 図4に示すケーシングのV−V線における断面図 図4に示すケーシングのVI−VI線における断面図 図4に示すケーシングのVII−VII線における断面図 図4に示すケーシングのVIII−VIII線における断面図 図4に示すケーシングの内部の構成を示す第1の斜視図 図4に示すケーシングの内部の構成を示す第2の斜視図 図4に示すケーシング内における排気流の進行について説明する図 図4に示すケーシング内における給気流の進行について説明する図
以下に、本発明の実施の形態にかかる熱交換換気装置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にかかる熱交換換気装置の構成を示す図である。熱交換換気装置である換気装置100は、排気流21と給気流22との熱交換を行いながら換気を行う。排気流21は、室内から換気装置100を通って室外へ排出される空気流である。給気流22は、室外から換気装置100を通って室内へ供給される空気流である。換気装置100は、室内から室外への排気と室外から室内への給気とにより室内を換気することで、室内の快適な空気環境を維持する。また、換気装置100は、排気流21と給気流22との熱交換により、室内へ取り込まれる空気と室内の空気との温度差および湿度差を小さくして、室内の空調負担を低減させる。
実施の形態1において、換気装置100は、大風量での給気と排気とを可能とするエアーハンドリングユニット(Air Handling Unit,AHU)とする。換気装置100は、室内の床に設置される。換気装置100は、室内の天井に設置されるものであっても良く、あるいは建物の屋上などの屋外に設置されるものであっても良い。
実施の形態1において、X軸と、Y軸と、Z軸とは、互いに垂直な3軸とする。Z軸は、鉛直方向の軸とする。第1の方向であるZ軸方向は、Z軸に平行な方向とする。第2の方向であるY軸方向は、Y軸に平行な方向とする。第3の方向であるX軸方向は、X軸に平行な方向とする。各図において、Z軸方向のうち矢印で示す方向をプラスZ方向、矢印とは逆の方向をマイナスZ方向とする。プラスZ方向は、鉛直上方向である。マイナスZ方向は、鉛直下方向である。Y軸方向のうち矢印で示す方向をプラスY方向、矢印とは逆の方向をマイナスY方向とする。X軸方向のうち矢印で示す方向をプラスX方向、矢印とは逆の方向をマイナスX方向とする。
換気装置100は、室内から室外へ流動する排気流を発生させる排気送風機2と、室外から室内へ流動する給気流を発生させる給気送風機3とを備える。排気送風機2は、室内からの空気を取り込み、取り込まれた空気を室外へ送る。給気送風機3は、室外からの空気を取り込み、取り込まれた空気を室内へ送る。
換気装置100は、排気流21と給気流22との熱交換を行う第1の熱交換器4および第2の熱交換器5を備える。排気送風機2と、給気送風機3と、第1の熱交換器4と、第2の熱交換器5とは、ケーシング1に収納されている。ケーシング1は、上面1Aおよび下面1Bと、4つの側面1C,1D,1E,1Fとの6つの面を有する箱体である。図1には、6つの面のうちの4つである上面1A、下面1Bおよび2つの側面1C,1Dを示している。側面1Eは、図1の紙面より奥側に位置する。側面1Fは、図1の紙面より手前側に位置している。図1には、ケーシング1の内部に設けられている構成要素を模式的に表している。ケーシング1の内部には、排気流21が通過する風路と給気流22が通過する風路とが設けられている。
給気吸込口6と排気吹出口7とは、ケーシング1のうちマイナスY方向側の側面1Cに設けられている。給気吹出口8と排気吸込口9とは、ケーシング1のうちプラスY方向側の側面1Dに設けられている。給気吸込口6へ吸い込まれた給気流22は、ケーシング1内においてプラスY方向へ流れて、給気吹出口8から吹き出される。排気吸込口9へ吸い込まれた排気流21は、ケーシング1内においてマイナスY方向へ流れて、排気吹出口7から吹き出される。
換気装置100は、室外の空気を給気吸込口6から給気風路11Aへ取り込む。給気風路11Aへ取り込まれた空気は、給気風路11Bを通過して、給気吹出口8から室内へ向けて吹き出される。また、換気装置100は、室内の空気を排気吸込口9から排気風路12Aへ取り込む。排気風路12Aへ取り込まれた空気は、排気風路12Bを通過して、排気吹出口7から室外へ向けて吹き出される。
給気風路11A,11Bは、ケーシング1のうち上面1A側に設けられている。排気風路12A,12Bは、ケーシング1のうち下面1B側に設けられている。仕切板13は、給気風路11Aと排気風路12Bとを仕切る。仕切板14は、給気風路11Bと排気風路12Aとを仕切る。
第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とは、Y軸方向に並べられている。第1の熱交換器4は、Z軸方向において、第1の側であるマイナスZ方向側に第2の熱交換器5よりも突出している。第2の熱交換器5は、Z軸方向において、第1の側とは逆の第2の側であるプラスZ方向側に第1の熱交換器4よりも突出している。第1の熱交換器4のうち第2の熱交換器5よりもマイナスZ方向側へ突出している部分以外の部分と、第2の熱交換器5のうち第1の熱交換器4よりもプラスZ方向へ突出している部分以外の部分とは、Z軸方向において同じ高さ範囲に位置している。
仕切板15は、給気風路11Aおよび排気風路12BのプラスY方向側に設けられている。仕切板15は、給気風路11Aおよび排気風路12Bを備える空間と、第1の熱交換器4および第2の熱交換器5を含む空間とを仕切る。仕切板15には、排気流21を通過させる開口と給気流22を通過させる開口とが設けられている。
仕切板16は、給気風路11Bおよび排気風路12AのマイナスY方向側に設けられている。仕切板16は、給気風路11Bおよび排気風路12Aを備える空間と、第1の熱交換器4および第2の熱交換器5を含む空間とを仕切る。仕切板16には、排気流21を通過させる開口と給気流22を通過させる開口とが設けられている。ケーシング1内の空間は、2つの仕切板15,16により、給気風路11Aおよび排気風路12Bを備える空間と、第1の熱交換器4および第2の熱交換器5を含む空間と、給気風路11Bおよび排気風路12Aである空間とに仕切られている。かかる3つの空間は、Y軸方向へ一列に配置されている。
第1の仕切りである仕切板17は、第1の熱交換器4のプラスZ方向側に設けられている。仕切板17のうちマイナスY方向側の端は、仕切板15に当てられている。第1の熱交換器4は、仕切板17と下面1Bとの間の空間に配置されている。第2の仕切りである仕切板18は、第2の熱交換器5のマイナスZ方向側に設けられている。仕切板18のうちプラスY方向側の端は、仕切板16に当てられている。第2の熱交換器5は、仕切板18と上面1Aとの間の空間に配置されている。
第3の仕切りである仕切板19は、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5との間に設けられている。仕切板19は、Z軸方向における仕切板17と仕切板18との間の高さ範囲において、第1の熱交換器4が設けられている空間と第2の熱交換器5が設けられている空間とを仕切る。仕切板19のうちプラスZ方向側の端は、仕切板17のうちプラスY方向側の端に当てられている。仕切板19のうちマイナスZ方向側の端は、仕切板18のうちマイナスY方向側の端に当てられている。
図2は、図1に示す第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とを示す図である。換気装置100は、第1の熱交換器4である3個の熱交換器4A,4B,4Cと、第2の熱交換器である3個の熱交換器5A,5B,5Cを備える。各熱交換器4A,4B,4C,5A,5B,5Cの形状は、いずれも同じである。
熱交換器4A,4B,4Cは、X軸方向へ一列に配置されている。熱交換器5A,5B,5Cは、X軸方向へ一列に配置されている。熱交換器5A,5B,5Cの列は、熱交換器4A,4B,4Cの列のプラスY方向側に配置されている。
換気装置100は、6個の熱交換器4A,4B,4C,5A,5B,5Cを2つの列に分けて、2つの列をY軸方向へ並べたことで、6個の熱交換器4A,4B,4C,5A,5B,5CをX軸方向へ一列に並列させる場合よりも、X軸方向における換気装置100のサイズを小さくすることができる。換気装置100は、第1の熱交換器4の列のプラスY方向側に第2の熱交換器5の列を配置したことで、第1の熱交換器4の列のプラスZ方向側に第2の熱交換器5の列を配置する場合よりも、Z軸方向における換気装置100のサイズを小さくすることができる。
図3は、図2に示す第1の熱交換器4の斜視図である。図3には、第1の熱交換器4の1つである熱交換器4Aを示している。熱交換器4Aは、熱交換器4Aを通過する排気流21の進行方向と給気流22の進行方向とが互いに垂直である直交流型の全熱交換素子である。なお、図3では、Y軸方向とZ軸方向とを同じ矢印により表している。図2に示す熱交換器4B,4C,5A,5B,5Cは、熱交換器4Aと同様に構成されている。
熱交換器4Aは、互いに間隔が設けられて配置された複数のシート材33と、複数のシート材33の間隔を保持する間隔保持部材34とを備える。熱交換器4Aは、シート材33と間隔保持部材34とを積層させて構成された積層体である。シート材33は、平坦に加工された板材である。間隔保持部材34は、波形の凹凸が施されたシート部材である。シート材33と間隔保持部材34とは、互いに接合されている。
間隔保持部材34は、波形の折り目の方向が互いに垂直となるように向きを異ならせた間隔保持部材34Aと間隔保持部材34Bとを含む。間隔保持部材34Bとシート材33との間に形成される空間は、排気流21が通過する一次通路31である。間隔保持部材34Aとシート材33との間に形成される空間は、給気流22が通過する二次通路32である。熱交換器4Aには、複数の一次通路31と複数の二次通路32とが形成されている。シート材33と、一次通路31の構成部材である間隔保持部材34Bと、二次通路32の構成部材である間隔保持部材34Aとは、Z軸方向へ積層されている。シート材33では、排気流21と給気流22とを混合させずに、一次通路31を通過する排気流21と二次通路32を通過する給気流22との間の顕熱交換と潜熱交換とが行われる。
熱交換換気装置における給気および排気の風量が大きくなるにしたがい、熱交換器では、通気抵抗の増大により圧力損失が増大する場合がある。熱交換器のうち気流が通る各層を積層させた方向における熱交換器のサイズを拡張することで、熱交換器での圧力損失を抑制させ得る。
実施の形態1では、第1の熱交換器4の一部と第2の熱交換器5の一部とは、Z軸方向において同じ高さ範囲に位置している。これにより、換気装置100は、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とを単にZ軸方向に並列する場合よりも、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とをコンパクトに収容することができる。
また、換気装置100は、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とを単にZ軸方向に並列する場合に比べて、第1の熱交換器4のZ軸方向のサイズと第2の熱交換器5のZ軸方向のサイズとを拡張させる場合における構成の大型化を緩和できる。気流が通る各層を積層させた方向であるZ軸方向のサイズを拡張させることで、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とにおける通気抵抗が低減される。換気装置100は、通気抵抗の低減により、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とにおける圧力損失を低減できる。給気および排気の風量が大きくなるにしたがい圧力損失は増大することになるため、実施の形態1における第1の熱交換器4と第2の熱交換器5との配置は、大風量での給気と排気とを行う換気装置100に適している。換気装置100は、複数の熱交換器である第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とを並列させることによっても、1つの熱交換器のみを備える場合に比べて圧力損失を低くすることができる。これにより、換気装置100は、限られたサイズ内にて第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とを収容しつつ圧力損失を低減することができる。
次に、換気装置100における風路の配置について説明する。図4は、図1に示す熱交換換気装置のケーシング1内における風路の配置について説明する図である。図4には、側面1Fが取り外された状態におけるケーシング1の内部を示している。ケーシング1と仕切板13,14,15,16,17,18,19とにはハッチングを付している。図4には、熱交換器4A,4B,4Cのうち最もプラスX方向側に位置する熱交換器4Cと、熱交換器5A,5B,5Cのうち最もプラスX方向側に位置する熱交換器5Cとを示している。なお、図4では、排気送風機2と給気送風機3とを省略している。
仕切板17と上面1Aとの間の空間は、X軸方向に並列する複数の風路23に分割されている。図4には、複数の風路23のうち最もプラスX方向側の1つを示している。複数の風路23は、仕切板15と熱交換器5A,5B,5Cとの間に形成されている。
仕切板18と下面1Bとの間の空間は、X軸方向に並列する複数の風路24に分割されている。図4には、複数の風路24のうち最もプラスX方向側の1つを示している。複数の風路24は、仕切板16と熱交換器4A,4B,4Cとの間に形成されている。
仕切板18と上面1Aとの間の空間は、X軸方向に並列する複数の風路25に分割されている。図4には、複数の風路25のうち最もプラスX方向側の1つを示している。複数の風路25は、仕切板16と熱交換器5A,5B,5Cとの間に形成されている。
仕切板17と下面1Bとの間の空間は、X軸方向に並列する複数の風路26に分割されている。図4には、複数の風路26のうち最もプラスX方向側の1つを示している。複数の風路26は、仕切板15と熱交換器4A,4B,4Cとの間に形成されている。
図5は、図4に示すケーシング1のV−V線における断面図である。図6は、図4に示すケーシング1のVI−VI線における断面図である。図7は、図4に示すケーシング1のVII−VII線における断面図である。図8は、図4に示すケーシング1のVIII−VIII線における断面図である。図9は、図4に示すケーシング1の内部の構成を示す第1の斜視図である。図10は、図4に示すケーシング1の内部の構成を示す第2の斜視図である。図9は、ケーシング1の内部の構成をプラスY方向側から斜めに見た状態を示している。図10は、ケーシング1の内部の構成をマイナスY方向側から斜めに見た状態を示している。
図4に示すV−V線は、上面1Aと仕切板17との間の断面を示す。図4に示すVI−VI線は、仕切板17と仕切板13,14との間の断面を示す。図4に示すVII−VII線は、仕切板13,14と仕切板18との間の断面を示す。図4に示すVIII−VIII線は、仕切板18と下面1Bとの間の断面を示す。なお、図5から図8では、図4に示すケーシング1のうち仕切板15よりマイナスY方向側の部分と仕切板16よりプラスY方向側の部分とを省略している。図5から図8において、熱交換器4A,4B,4C,5A,5B,5Cにはドットを付している。
図5に示すように、側面1Eと側面1Fとの間には、複数の風路23である4つの風路23A,23B,23C,23Dが形成されている。仕切板41Aは、2つの風路23A,23Bを仕切る。仕切板41Bは、2つの風路23B,23Cを仕切る。仕切板41Cは、2つの風路23C,23Dを仕切る。仕切板41A,41B,41CのうちマイナスY方向側の端は、仕切板15に当てられている。仕切板41AのうちプラスY方向側の端は、熱交換器5AのうちマイナスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板41BのうちプラスY方向側の端は、熱交換器5BのうちマイナスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板41CのうちプラスY方向側の端は、熱交換器5CのうちマイナスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板41A,41B,41CのプラスZ方向側の端は、上面1Aに当てられている。仕切板41A,41B,41CのマイナスZ方向側の端は、仕切板17に当てられている。
図5、図6および図7に示すように、側面1Eと側面1Fとの間には、複数の風路25である4つの風路25A,25B,25C,25Dが形成されている。仕切板42Aは、2つの風路25A,25Bを仕切る。仕切板42Bは、2つの風路25B,25Cを仕切る。仕切板42Cは、2つの風路25C,25Dを仕切る。仕切板42A,42B,42CのうちプラスY方向側の端は、仕切板16に当てられている。仕切板42AのうちマイナスY方向側の端は、熱交換器5AのうちプラスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板42BのうちマイナスY方向側の端は、熱交換器5BのうちプラスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板42CのうちマイナスY方向側の端は、熱交換器5CのうちプラスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板42A,42B,42CのプラスZ方向側の端は、上面1Aに当てられている。仕切板42A,42B,42CのマイナスZ方向側の端は、仕切板18に当てられている。
図6、図7および図8に示すように、側面1Eと側面1Fとの間には、複数の風路26である4つの風路26A,26B,26C,26Dが形成されている。仕切板43Aは、2つの風路26A,26Bを仕切る。仕切板43Bは、2つの風路26B,26Cを仕切る。仕切板43Cは、2つの風路26C,26Dを仕切る。仕切板43A,43B,43CのうちマイナスY方向側の端は、仕切板15に当てられている。仕切板43AのうちプラスY方向側の端は、熱交換器4AのうちマイナスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板43BのうちプラスY方向側の端は、熱交換器4BのうちマイナスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板43CのうちプラスY方向側の端は、熱交換器4CのうちマイナスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板43A,43B,43CのうちプラスZ方向側の端は、仕切板17に当てられている。仕切板43A,43B,43CのうちマイナスZ方向側の端は、下面1Bに当てられている。仕切板43A,43B,43Cは、仕切板17を支持可能に下面1B上に立てられている。
図8に示すように、側面1Eと側面1Fとの間には、複数の風路24である4つの風路24A,24B,24C,24Dが形成されている。仕切板50Aは、2つの風路24A,24Bを仕切る。仕切板50Bは、2つの風路24B,24Cを仕切る。仕切板50Cは、2つの風路24C,24Dを仕切る。仕切板50A,50B,50CのうちプラスY方向側の端は、仕切板16に当てられている。仕切板50AのうちマイナスY方向側の端は、熱交換器4AのうちプラスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板50BのうちマイナスY方向側の端は、熱交換器4BのうちプラスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板50CのうちマイナスY方向側の端は、熱交換器4CのうちプラスY方向へ向けられた稜線に当てられている。仕切板50A,50B,50CのプラスZ方向側の端は、仕切板18に当てられている。仕切板50A,50B,50CのマイナスZ方向側の端は、下面1Bに当てられている。仕切板50A,50B,50Cは、仕切板18を支持可能に下面1B上に立てられている。
図5、図6および図10に示すように、仕切板15のうち仕切板13よりプラスZ方向側には、2つの開口44A,44Bが形成されている。開口44Aは、仕切板17よりプラスZ方向側では、図5および図10に示すように2つの仕切板41A,41Bの間に形成されている。開口44Aは、仕切板17よりマイナスZ方向側では、図6および図10に示すように2つの仕切板43A,43Bの間に形成されている。開口44Bは、仕切板17よりプラスZ方向側では、図5および図10に示すように仕切板41Cと側面1Fとの間に形成されている。開口44Bは、仕切板17よりマイナスZ方向側では、図6および図10に示すように仕切板43Cと側面1Fとの間に形成されている。
図5に示すように、風路23Bは、開口44Aを通じて給気風路11Aに繋げられている。風路23Dは、開口44Bを通じて給気風路11Aに繋げられている。2つの風路23A,23CのマイナスY方向側の端は、仕切板15により塞がれている。
図6に示すように、仕切板13よりプラスZ方向側において、風路26Bは、開口44Aを通じて給気風路11Aに繋げられている。仕切板13よりプラスZ方向側において、風路26Dは、開口44Bを通じて給気風路11Aに繋げられている。仕切板13よりプラスZ方向側において、2つの風路26A,26CのマイナスY方向側の端は、仕切板15により塞がれている。
図7、図8および図10に示すように、仕切板15のうち仕切板13よりマイナスZ方向側には、2つの開口48A,48Bが形成されている。開口48Aは、側面1Eと仕切板43Aとの間に形成されている。開口48Bは、2つの仕切板43B,43Cの間に形成されている。
図7および図8に示すように、仕切板13よりマイナスZ方向側において、風路26Aは、開口48Aを通じて排気風路12Bに繋げられている。仕切板13よりマイナスZ方向側において、風路26Cは、開口48Bを通じて排気風路12Bに接続されている。仕切板13よりマイナスZ方向側において、2つの風路26B,26DのマイナスY方向側の端は、仕切板15により塞がれている。
図5、図6および図9に示すように、仕切板16のうち仕切板14よりプラスZ方向側には、2つの開口45A,45Bが形成されている。開口45Aは、側面1Eと仕切板42Aとの間に形成されている。開口45Bは、2つの仕切板42B,42Cの間に形成されている。
図5および図6に示すように、仕切板14よりプラスZ方向側において、風路25Aは、開口45Aを通じて給気風路11Bに繋げられている。仕切板14よりプラスZ方向側において、風路25Cは、開口45Bを通じて給気風路11Bに繋げられている。仕切板14よりプラスZ方向側において、2つの風路25B,25DのプラスY方向側の端は、仕切板16により塞がれている。
図7、図8および図9に示すように、仕切板16のうち仕切板14よりマイナスZ方向側には、2つの開口49A,49Bが形成されている。開口49Aは、仕切板18よりプラスZ方向側では、図7および図9に示すように2つの仕切板42A,42Bの間に形成されている。開口49Aは、仕切板18よりマイナスZ方向側では、図8および図9に示すように2つの仕切板50A,50Bの間に形成されている。開口49Bは、仕切板18よりプラスZ方向側では、図7および図9に示すように仕切板42Cと側面1Fとの間に形成されている。開口49Bは、仕切板18よりマイナスZ方向側では、図8および図9に示すように仕切板50Cと側面1Fとの間に形成されている。
図7に示すように、仕切板14よりマイナスZ方向側において、風路25Bは、開口49Aを通じて排気風路12Aに繋げられている。仕切板14よりマイナスZ方向側において、風路25Dは、開口49Bを通じて排気風路12Aに繋げられている。仕切板14よりマイナスZ方向側において、2つの風路25A,25CのプラスY方向側の端は、仕切板16により塞がれている。
図8に示すように、風路24Bは、開口49Aを通じて排気風路12Aに繋げられている。風路24Dは、開口49Bを通じて排気風路12Aに繋げられている。2つの風路24A,24CのプラスY方向側の端は、仕切板16により塞がれている。
図5および図10に示すように、仕切板17には、2つの開口46A,46Bが形成されている。開口46Aは、仕切板17のうち図5に示す風路23Aと図6に示す風路26Aとを仕切る部分に設けられている。開口46Aは、熱交換器4AのうちマイナスY方向へ向けられた稜線とマイナスX方向へ向けられた稜線との間の面と側面1Eとの間に形成されている。風路23Aと風路26Aとは、開口46Aを通じて繋げられている。
開口46Bは、仕切板17のうち図5に示す風路23Cと図6に示す風路26Cとを仕切る部分に設けられている。開口46Bは、熱交換器4BのうちマイナスY方向へ向けられた稜線とプラスX方向へ向けられた稜線との間の面と、熱交換器4CのうちマイナスY方向へ向けられた稜線とマイナスX方向へ向けられた稜線との間の面との間に形成されている。風路23Cと風路26Cとは、開口46Bを通じて繋げられている。
図5、図6および図7に示すように、仕切板18には、2つの開口47A,47Bが形成されている。開口47Aは、仕切板18のうち図5、図6および図7に示す風路25Aと図8に示す風路24Aとを仕切る部分に設けられている。開口47Aは、熱交換器5AのうちプラスY方向へ向けられた稜線とマイナスX方向へ向けられた稜線との間の面と側面1Eとの間に形成されている。風路25Aと風路24Aとは、開口47Aを通じて繋げられている。
開口47Bは、仕切板18のうち図5、図6および図7に示す風路25Cと図8に示す風路24Cとを仕切る部分に設けられている。開口47Bは、熱交換器5BのうちプラスY方向へ向けられた稜線とプラスX方向へ向けられた稜線との間の面と、熱交換器5CのうちプラスY方向へ向けられた稜線とマイナスX方向へ向けられた稜線との間の面との間に形成されている。風路25Cと風路24Cとは、開口47Bを通じて繋げられている。
次に、図5から図8、図11および図12を参照して、換気装置100における排気流21と給気流22との進行について説明する。図11は、図4に示すケーシング1内における排気流21の進行について説明する図である。図12は、図4に示すケーシング1内における給気流22の進行について説明する図である。図11では、Y軸方向およびZ軸方向における排気流21の進行を一点鎖線矢印により表している。図12では、Y軸方向およびZ軸方向における給気流22の進行を破線矢印により表している。なお、図5から図8では、X軸方向およびY軸方向における排気流21の進行を一点鎖線矢印により表している。図5から図8では、X軸方向およびY軸方向における給気流22の進行を破線矢印により表している。
図4に示す給気吸込口6から給気風路11Aへ進行した給気流22のうち、開口44Aにて仕切板17よりプラスZ方向側を通った給気流22Aは、風路23Bを進行して、2つの熱交換器5A,5Bのいずれかに流入する。また、開口44Bにて仕切板17よりプラスZ方向側を通った給気流22Aは、風路23Dを進行して、熱交換器5Cに流入する。熱交換器5Aの二次通路32を通過した給気流22Aは、風路25Aを進行し、開口45Aを通って給気風路11Bへ進行する。熱交換器5Bの二次通路32を通過した給気流22Aと熱交換器5Cの二次通路32を通過した給気流22Aとは、風路25Cを進行し、開口45Bを通って給気風路11Bへ進行する。2つの風路23B,23Dは、第2の熱交換器5の二次通路32へ流入させる給気流22Aが通過する第1の給気風路である。第1の給気風路である風路23B,23Dは、第1の熱交換器4のプラスZ方向側に形成されている。
図4に示す給気吸込口6から給気風路11Aへ進行した給気流22のうち、開口44Aにて仕切板17よりマイナスZ方向側を通った給気流22Bは、風路26Bを進行して、2つの熱交換器4A,4Bのいずれかに流入する。また、開口44Bにて仕切板17よりマイナスZ方向側を通った給気流22Bは、風路26Dを進行して、熱交換器4Cに流入する。2つの風路26B,26Dは、第1の熱交換器4の二次通路32へ流入させる給気流22Bが通過する第3の給気風路である。
熱交換器4Aの二次通路32を通過した給気流22Bは、仕切板19での衝突によりマイナスZ方向へ進行して、図8に示す風路24Aに流入する。風路24Aを進行した給気流22Bは、図6に示すように、開口47Aを通って風路25Aに流入する。風路25Aを進行した給気流22Bは、開口45Aを通って給気風路11Bへ進行する。熱交換器4Bの二次通路32を通過した給気流22Bと熱交換器4Cの二次通路32を通過した給気流22Bとは、仕切板19に衝突して図8に示す風路24Cへ流入する。風路24Cを進行した給気流22Bは、図6に示すように、開口47Bを通って風路25Cへ流入する。風路25Cを進行した給気流22Bは、開口45Bを通って給気風路11Bへ進行する。2つの風路24A,24Cは、第1の熱交換器4の二次通路32から流出した給気流22Bが通過する第2の給気風路である。第2の給気風路である風路24A,24Cは、第2の熱交換器5のマイナスZ方向側に形成されている。2つの風路25A,25Cは、第2の給気風路である風路24A,24Cから流入した給気流22Bが通過する第4の給気風路である。
図4に示す排気吸込口9から排気風路12Aへ進行した排気流21のうち、開口49Aにて仕切板18よりプラスZ方向側を通った排気流21Aは、風路25Bを進行して、2つの熱交換器5A,5Bのいずれかに流入する。また、開口49Bにて仕切板18よりプラスZ方向側を通った排気流21Aは、風路25Dを進行して、熱交換器5Cに流入する。2つの風路25B,25Dは、第2の熱交換器5の一次通路31へ流入させる排気流21Aが通過する第4の排気風路である。第4の排気風路である風路25B,25Dと第4の給気風路である風路25A,25Cとは、X軸方向へ配列されている。
熱交換器5Aの一次通路31を進行した排気流21Aは、仕切板19での衝突によりプラスZ方向へ進行して、図5に示す風路23Aに流入する。風路23Aを進行した排気流21Aは、開口46Aを通って、図7に示すように風路26Aに流入する。風路26Aを進行した排気流21Aは、開口48Aを通って排気風路12Bへ進行する。熱交換器5Bの一次通路31を通過した排気流21Aと熱交換器5Cの一次通路31を通過した排気流21Aとは、仕切板19に衝突して図5に示す風路23Cに流入する。風路23Cを進行した排気流21Aは、開口46Bを通って、図7に示すように風路26Cに流入する。風路26Cを進行した排気流21Aは、開口48Bを通って排気風路12Bへ進行する。2つの風路23A,23Cは、第2の熱交換器5の一次通路31から流出した排気流21Aが通過する第1の排気風路である。第1の排気風路である風路23A,23Cは、第1の熱交換器4のプラスZ方向側に形成されている。2つの風路26A,26Cは、第1の排気風路である風路23A,23Cから流入した排気流21Aが通過する第3の排気風路である。第3の排気風路である風路26A,26Cと第3の給気風路である風路26B,26Dとは、X軸方向へ配列されている。
図4に示す排気吸込口9から排気風路12Aへ進行した排気流21のうち、開口49Aにて仕切板18よりマイナスZ方向側を通った排気流21Bは、風路24Bを進行して、2つの熱交換器4A,4Bのいずれかに流入する。また、開口49Bにて仕切板18よりマイナスZ方向側を通った排気流21Bは、風路24Dを進行して、熱交換器4Cに流入する。熱交換器4Aの一次通路31を通過した排気流21Bは、風路26Aを進行し、開口48Aを通って排気風路12Bへ進行する。熱交換器4Bの一次通路31を通過した排気流21Bと熱交換器4Cの一次通路31を通過した排気流21Bとは、風路26Cを進行し、開口48Bを通って排気風路12Bへ進行する。2つの風路24B,24Dは、第1の熱交換器4の一次通路31へ流入させる排気流21Bが通過する第2の排気風路である。第2の排気風路である風路24B,24Dは、第2の熱交換器5のマイナスZ方向側に形成されている。
熱交換器4A,4B,4Cは、図6に示す給気流22Bと図8に示す排気流21Bとの熱交換を行う。熱交換器5A,5B,5Cは、図5に示す給気流22Aと図7に示す排気流21Aとの間の熱交換を行う。
第1の仕切りである仕切板17は、第1の排気風路および第1の給気風路である風路23A,23C,23B,23Dと第3の排気風路および第3の給気風路である風路26A,26C,26B,26Dとの間に設けられている。第2の仕切りである仕切板18は、第2の排気風路および第2の給気風路である風路24B,24D,24A,24Cと第4の排気風路および第4の給気風路である風路25B,25D,25A,25Cとの間に設けられている。換気装置100は、仕切板17,18が設けられていることで、排気流21の風路と給気流22の風路とを分離させることができる。
第3の仕切りである仕切板19は、Z軸方向における仕切板17と仕切板18との間の範囲において、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5との間に設けられている。換気装置100は、仕切板19が設けられていることで、第1の熱交換器4の二次通路32を通過した給気流22を第2の給気風路である風路24A,24Cへ導くとともに、第2の熱交換器5の一次通路31を通過した排気流21を第1の排気風路である風路23A,23Cへ導くことができる。
換気装置100は、第3の給気風路と第3の排気風路とをZ軸方向へ配列させることで、第3の給気風路および第3の排気風路と第1の給気風路および第1の排気風路とを1枚の仕切板17によって分離可能とし、簡易な構成にできる。換気装置100は、第4の給気風路と第4の排気風路とをZ軸方向へ配列させることで、第4の給気風路および第4の排気風路と第2の給気風路および第2の排気風路とを1枚の仕切板18によって分離可能とし、簡易な構成にできる。
換気装置100は、仕切板41A,41B,41Cが設けられていることで、第1の排気風路である風路23A,23Cと第1の給気風路である風路23B,23Dとを分離させることができる。換気装置100は、仕切板50A,50B,50Cが設けられていることで、第2の排気風路である風路24B,24Dと第2の給気風路である風路24A,24Cとを分離させることができる。
換気装置100は、仕切板43A,43B,43Cが設けられていることで、第3の排気風路である風路26A,26Cと第3の給気風路である風路26B,26Dとを分離させることができる。換気装置100は、仕切板42A,42B,42Cが設けられていることで、第4の排気風路である風路25B,25Dと第4の給気風路である風路25A,25Cとを分離させることができる。
なお、換気装置100は、仕切板43A,43B,43Cを省略して、熱交換器4A,4B,4CのうちマイナスY方向へ向けられた稜線に仕切板15が当てられていても良い。この場合も、換気装置100は、第3の排気風路である風路26A,26Cと第3の給気風路である風路26B,26Dとを分離させることができる。また、換気装置100は、仕切板42A,42B,42Cを省略して、熱交換器5A,5B,5CのうちプラスY方向へ向けられた稜線に仕切板16が当てられていても良い。この場合も、換気装置100は、第4の排気風路である風路25B,25Dと第4の給気風路である風路25A,25Cとを分離させることができる。
換気装置100は、第2の熱交換器5よりもマイナスZ方向側に第1の熱交換器4を突出させたことで、第2の熱交換器5へ給気流22Aを導くための風路23B,23Dを第1の熱交換器4のプラスZ方向側に確保できる。換気装置100は、第2の熱交換器5から流出した排気流21Aを排気風路12Bへ導くための風路23A,23Cを第1の熱交換器4のプラスZ方向側に確保できる。また、換気装置100は、第1の熱交換器4よりもプラスZ方向側に第2の熱交換器5を突出させたことで、第1の熱交換器4へ排気流21Bを導くための風路24B,24Dを第2の熱交換器5のマイナスZ方向側に確保できる。換気装置100は、第1の熱交換器4から流出した給気流22Bを給気風路11Bへ導くための風路24A,24Cを第2の熱交換器5のマイナスZ方向側に確保できる。これにより、換気装置100は、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とをY軸方向へ配列させた構成において、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とをZ軸方向へ配列させた場合と同様の熱交換を実現することができる。
なお、X軸方向へ配列させる第1の熱交換器4の数とX軸方向へ配列させる第2の熱交換器5の数とは、3つに限られず、1つまたは2つであっても良く、3つより多くても良い。第1の熱交換器4の数と第2の熱交換器5の数とは、換気装置100のサイズ、または換気装置100に必要とされる性能を基に、適宜決定可能とする。
第1の熱交換器4を第2の熱交換器5よりも突出させる第1の側は、マイナスZ方向側に代えてプラスZ方向側であっても良い。第2の熱交換器5を第1の熱交換器4よりも突出させる第2の側は、プラスZ方向側に代えてマイナスZ方向側であっても良い。第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とは、Z軸方向における互いに逆の側に突出していれば良い。
換気装置100における風路は、ケーシング1内の上方側の空間へ吸い込まれた給気流22をケーシング1内の上方側の空間から吹き出すとともに、ケーシング1内の下方側の空間へ吸い込まれた排気流21をケーシング1内の下方側の空間から吹き出すように配置されたものに限られない。風路の配置は、ケーシング1内の下方側の空間へ吸い込まれた給気流22をケーシング1内の下方側の空間から吹き出すとともに、ケーシング1内の上方側の空間へ吸い込まれた排気流21をケーシング1内の上方側の空間から吹き出すように変更しても良い。
風路の配置は、ケーシング1内の上方側の空間へ吸い込まれた給気流22をケーシング1内の下方側の空間から吹き出すとともに、ケーシング1内の上方側の空間へ吸い込まれた排気流21をケーシング1内の下方側の空間から吹き出すように変更しても良い。風路の配置は、ケーシング1内の下方側の空間へ吸い込まれた給気流22をケーシング1内の上方側の空間から吹き出すとともに、ケーシング1内の下方側の空間へ吸い込まれた排気流21をケーシング1内の上方側の空間から吹き出すように変更しても良い。
実施の形態1によると、換気装置100において、第1の熱交換器4と第2の熱交換器5とはY軸方向に並べられている。また、換気装置100において、第1の熱交換器4が第2の熱交換器5よりも第1の側に突出しており、かつ第2の熱交換器5が第1の熱交換器4よりも第2の側に突出している。これにより、換気装置100は、熱交換換気装置において要求されるサイズ内にて熱交換器を収容しつつ圧力損失を低減することができるという効果を奏する。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 ケーシング、1A 上面、1B 下面、1C,1D,1E,1F 側面、2 排気送風機、3 給気送風機、4 第1の熱交換器、4A,4B,4C,5A,5B,5C 熱交換器、5 第2の熱交換器、6 給気吸込口、7 排気吹出口、8 給気吹出口、9 排気吸込口、11A,11B 給気風路、12A,12B 排気風路、13,14,15,16,17,18,19,41A,41B,41C,42A,42B,42C,43A,43B,43C,50A,50B,50C 仕切板、21,21A,21B 排気流、22,22A,22B 給気流、23,23A,23B,23C,23D,24,24A,24B,24C,24D,25,25A,25B,25C,25D,26,26A,26B,26C,26D 風路、31 一次通路、32 二次通路、33 シート材、34,34A,34B 間隔保持部材、44A,44B,45A,45B,46A,46B,47A,47B,48A,48B,49A,49B 開口、100 換気装置。

Claims (7)

  1. 室内から室外へ流動する排気流を発生させる排気送風機と、
    室外から室内へ流動する給気流を発生させる給気送風機と、
    前記排気流が通過する一次通路と前記給気流が通過する二次通路とが形成されており前記排気流と前記給気流との熱交換を行う第1の熱交換器および第2の熱交換器と、
    を備え、
    前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器とは、前記一次通路の構成部材と前記二次通路の構成部材とが積層された方向である第1の方向に垂直な第2の方向に並べられており、
    前記第1の熱交換器は、前記第1の方向において第1の側に前記第2の熱交換器よりも突出しており、
    前記第2の熱交換器は、前記第1の方向において前記第1の側とは逆の第2の側に前記第1の熱交換器よりも突出していることを特徴とする熱交換換気装置。
  2. 前記第1の熱交換器の前記第2の側には、前記第2の熱交換器の前記一次通路から流出した前記排気流が通過する第1の排気風路と、前記第2の熱交換器の前記二次通路へ流入させる前記給気流が通過する第1の給気風路とが形成されており、
    前記第2の熱交換器の前記第1の側には、前記第1の熱交換器の前記一次通路へ流入させる前記排気流が通過する第2の排気風路と、前記第1の熱交換器の前記二次通路から流出した前記給気流が通過する第2の給気風路とが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換換気装置。
  3. 前記第1の熱交換器の前記二次通路へ流入させる前記給気流が通過する第3の給気風路と、前記第1の排気風路から流入した前記排気流が通過する第3の排気風路とは、前記第1の方向と前記第2の方向とに垂直な第3の方向へ配列されており、
    前記第2の熱交換器の前記一次通路へ流入させる前記排気流が通過する第4の排気風路と、前記第2の給気風路から流入した前記給気流が通過する第4の給気風路とは、前記第3の方向へ配列されていることを特徴とする請求項2に記載の熱交換換気装置。
  4. 前記第1の排気風路および前記第1の給気風路と、前記第3の排気風路および前記第3の給気風路との間に設けられた第1の仕切りと、
    前記第2の排気風路および前記第2の給気風路と、前記第4の排気風路および前記第4の給気風路との間に設けられた第2の仕切りと、
    を備えることを特徴とする請求項3に記載の熱交換換気装置。
  5. 前記第1の方向における前記第1の仕切りと前記第2の仕切りとの間の範囲において、前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器との間に設けられた第3の仕切りを備えることを特徴とする請求項4に記載の熱交換換気装置。
  6. 前記第1の方向と前記第2の方向とに垂直な第3の方向へ配列された複数の前記第1の熱交換器と、
    前記第3の方向へ配列された複数の前記第2の熱交換器と、
    を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の熱交換換気装置。
  7. 前記第1の側は、前記第1の方向である鉛直方向における上方側であり、
    前記第2の側は、前記鉛直方向における下方側であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の熱交換換気装置。
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