JP6928777B2

JP6928777B2 - 換気装置

Info

Publication number: JP6928777B2
Application number: JP2017010912A
Authority: JP
Inventors: 広幸近藤; 辰乙郁
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2037-01-25
Also published as: JP2018119731A

Description

本発明は、居室の加湿を行うことができる換気装置に関するものである。

従来の換気装置には、浴室の湿潤空気を室内空気の加湿に用いることで居室の快適性向上を図ったものがある。その一例として、特許文献１に示す構成がある。以下、その構成について図４を参照しながら説明する。

図４は、従来の加湿装置の構成を示す概略図である。図４に示すように、加湿装置は、図示しない空気調和装置からダクト１０１を通じて送風される暖房空気を居室１０２に吹き出す吹出口１０３を備えている。そして、浴室１０４内の湿潤空気を吹出口１０３に送風する湿潤空気搬送手段１０５を備えている。

次に、その動作について説明する。居室１０２内を暖房するときには、空気調和装置から送風される暖房空気と、湿潤空気搬送手段１０５によって浴室１０４から吹出口１０３に搬送される湿潤空気とを混合させて居室１０２内に吹出す。このようにして浴室１０４内の高湿度空気を利用することにより、省エネで居室１０２の加湿を行うものである。

特開２００２−２２８２０９号公報

しかしながら、上記構成においては、浴室内空気を直接居室内に供給するものであり、浴室のにおい等が居室内に拡散して必ずしも快適性を向上できるものではなかった。

そこで、本発明は、上記課題を解決し、浴室内の高温高湿度空気を利用した居室の加温加湿を行うことで省エネを実現しながら、快適性を維持できる換気装置を提供するものである。

そして、本発明の換気装置は、浴室内の空気を屋外に排気する排気手段と、居室内の空気を吸気し、吸気した居室内の空気を再び居室内に循環送風する循環送風手段と、を備えた換気装置において、排気手段によって排気される浴室内の空気と循環送風手段によって
送風される居室内の空気との間で熱交換素子を介して温度および湿度の交換が行われる熱交換手段と、浴室内に温風を吹出して浴室内を乾燥させる浴室乾燥手段と、循環送風手段によって送風される居室内の空気を加湿する加湿手段と、を備え、浴室乾燥手段および排気手段を動作させて、浴室を乾燥させる浴室乾燥運転モードと、浴室乾燥運転モードを実行した後に浴室乾燥手段、排気手段、循環送風手段を動作させる予備加湿運転モードと、を備えたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

上記構成により、浴室から屋外へ排気する空気から居室内を循環する空気に温度および湿度を回収することができる。結果として、浴室内の高温高湿度空気を利用した居室の加温加湿を行うことで省エネを実現しながら、快適性を維持できる換気装置を提供することができるものである。

本実施形態における換気装置を示す概略断面図同実施形態の本体の内部構成を示す概略断面図（（ａ）本体を上方から見たときの概略断面図、（ｂ）本体を側方から見たときの概略断面図）同実施形態における熱交換素子の構成を示す概略斜視図従来の構成を示す概略斜視図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するため例示するものであって、本発明を以下のものに特定しない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施例に記載する部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。なお、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。

本発明に係る換気装置は、浴室内の空気を屋外に排気する排気手段と、居室内の空気を吸気し、吸気した居室内の空気を再び居室内に循環送風する循環送風手段と、を備えた換気装置において、排気手段によって排気される空気と循環送風手段によって送風される空気との間で熱交換素子を介して熱交換が行われる熱交換手段を備えたものである。

これにより、浴室から屋外へ排気する空気から居室内を循環する空気に温度および湿度を回収することができる。すなわち、浴室内の高温高湿度空気を利用した居室の加温加湿を行うことで省エネを実現しながら、快適性を維持できる換気装置を提供することができるものである。

また、換気装置は、浴室内に温風を吹出して浴室内を乾燥させる浴室乾燥手段と、循環送風手段によって送風される空気を加湿する加湿手段と、を備え、浴室乾燥手段および排気手段を動作させて、浴室を乾燥させる浴室乾燥運転モードを有し、浴室乾燥運転モードを実行した後に浴室乾燥手段、排気手段、循環送風手段を動作させる予備加湿運転モードを備えた構成としてもよい。

この構成によって、浴室乾燥手段の動作によって浴室内の空気の温湿度がさらに上昇し、それに伴って循環送風手段によって送風される空気の温湿度も上昇するので、熱交換手段によって居室内に供給する空気に回収される温湿度を増加させることができる。その結果、居室に吹出される気流のコールドドラフト感が低減され快適性をより向上させることができる。

また、循環送風手段に用いられるファンは、循環送風手段によって送風される風の流れ方向に対して熱交換素子の下流側かつ加湿手段の上流側に設けた構成としてもよい。

この構成によって、循環送風手段のファンの動作によって発生する騒音の居室内への伝搬を抑制することができる。すなわち、循環送風手段のファンによって発生する騒音は、循環送風手段の上流側に設けられた熱交換素子で反射し、この熱交換素子で反射したファンの騒音はファンの下流側に設けられた加湿手段でさらに反射する。一方、加湿手段側に伝搬した騒音は加湿手段で反射し、その反射した音は熱交換素子でさらに反射する。反射を繰り返すことで騒音は減衰するため、居室内へ騒音を伝搬しにくくすることができる。結果として、換気装置をより静音化させることができる。

また、熱交換素子は、循環送風手段によって送風される空気が通過する第１風路の通風断面積が、排気手段によって排気される空気が通過する第２風路の通風断面積よりも大きくしてもよい。

この構成によって、循環送風手段によって送風される空気の風量が排気手段によって排気される空気の風量よりも大きい場合であっても、循環送風手段によって送風される空気が通過する第１風路の通風断面積が、排気手段によって排気される空気が通過する第２風路の通風断面積よりも大きいため、熱交換素子を通過する循環送風手段によって送風される空気の風速を抑えることができる。したがって、熱交換素子を通過する循環送風手段によって送風される空気と排気手段によって排気される空気の風速を均一にすることができ、熱交換手段における熱交換効率を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して説明を省略している。さらに、本発明に直接には関係しない各部の詳細については重複を避けるために、各図面ごとに説明は省略している。

（実施の形態１）
図１及び図２は本発明の実施形態における換気装置の設置例を示す概略図である。図１に示すように、換気装置の本体１は浴室２の天井裏に設置されている。本体１の下面には浴室に対して開口した浴室吸気口３が設けられている。また、本体１の側面には、本体１内に吸気した浴室２内の空気を屋外へ排気するための排気口４が設けられている。排気口４には、排気ダクト５が接続されており、排気ダクト５の他端は、屋外に設けられた排気フード６に接続されている。

次に、本体１の構成について図２を用いて説明する。図２（ａ）は、本実施形態の本体１を上方から見たときの内部構成を示す概略断面図であり、図２（ｂ）は、本実施形態の本体１を側方から見たときの内部構成を示す概略断面図である。本体１には、浴室吸気口３と排気口４とを連通する浴室排気風路７と、浴室排気風路７内に送風するための排気ファン８が設けられている。これら浴室吸気口３、排気口４、浴室排気風路７、排気ファン８により、浴室内の空気を屋外に排気する排気手段が構成されている。

また、本体１の側面には、居室１０内の空気を吸気するための居室吸気口１１と、居室１０から本体１内に吸気した空気を再び居室１０に送風するための居室送風口１２が設けられている。居室吸気口１１には吸気ダクト１３が接続されており、吸気ダクト１３は居室１０に設けられ居室１０の空気を吸い込むための吸気口１４に接続されている。また、居室送風口１２には送風ダクト１５が接続されており、送風ダクト１５の他端は、居室１０に設けられ空気を吹出すため送風口９に接続されている。

本体１内には、居室吸気口１１と居室送風口１２とを連通する居室循環風路１６と、居室循環風路１６内に送風するための居室循環ファン１７が設けられている。これら居室吸気口１１、居室送風口１２、居室循環風路１６、居室循環ファン１７により居室１０内の空気を吸気し、吸気した居室１０内の空気を再び居室１０に送風する循環送風手段が構成されている。

また、本体１内には、通過する２種の空気の間で温度および湿度を交換する熱交換素子１８が設けられている。熱交換素子１８は、居室循環風路１６および浴室排気風路７と接続されており、居室循環風路１６を通過する空気と、浴室排気風路７を通過する空気との間で温度および湿度を交換することができるものである。

次に、熱交換素子１８の詳細構成について図３を用いて説明する。熱交換素子１８は、ある一方の面から他方の面に温度を伝達および水分を透過させる伝熱板１９を積層して構成されている。伝熱板１９間にはそれぞれの伝熱板１９の間隔を維持するための後述する第１間隔保持リブ２０および第２間隔保持リブ２１が設けられており、これにより形成された空間を一層ずつ交互に居室循環風路１６を通る空気と、浴室排気風路７を通る空気とを通過させる構成となっている。以後、居室循環風路１６を通る空気が通過する風路を第１風路２２とし、浴室排気風路７を通る空気が通過する風路を第２風路２３と定義する。

第１風路２２の間隔を保持する第１間隔保持リブ２０の高さと、第２風路２３の間隔を保持する第２間隔保持リブ２１の高さは異なるように形成されている。一般に、浴室２の容積よりも居室１０の容積のほうが大きく、居室循環ファン１７は排気ファン８よりも多くの風量を送風する必要があるため、第１間隔保持リブ２０の高さは第２間隔保持リブ２１の高さよりも大きく形成されている。

再び図２を用いて本体１の内部構成について説明する。図２（ｂ）の本体１には浴室排気風路７の熱交換素子１８を通過せずにバイパスするバイパス風路２４が設けられている。バイパス風路２４は、浴室排気風路７の浴室吸気口３と熱交換素子１８との間に設けられた分岐部から分岐し、浴室排気風路７の熱交換素子１８と排気ファン８との間に接続されている。分岐部には風路切換手段２５が設けられており、風路切換手段２５は、風路切換ダンパーの開閉動作により、浴室吸気口３から吸気した空気を熱交換素子をバイパスするバイパス風路２４に流す設定（以下、設定Ａとする）と、浴室吸気口３から吸気した空気をそのまま熱交換素子１８に流す設定（以下、設定Ｂとする）かを切り替えることができるものである。

また、本体１下面には浴室吸気口３から本体１内に吸気した空気を浴室２に送風するための浴室吹出口２６が設けられている。本体１には、浴室吸気口３と浴室吹出口２６とを連通する浴室循環風路２７と、浴室循環風路２７に送風するための浴室循環ファン２８が設けられている。浴室循環風路２７内には、浴室循環風路２７を通過する空気を加熱する加熱手段２９が設けられている。これら浴室吸気口３、浴室吹出口２６、浴室循環風路２７、加熱手段２９、浴室循環ファン２８により、浴室内に温風を吹出して浴室内を乾燥させる浴室乾燥手段が構成されている。

加熱手段２９は、通過する空気を加熱するものであればよく、例えば、自己温度制御性をもつＰＴＣヒータが安全性の観点から望ましいが、それ以外にも、電熱線を用いたニクロムヒータ、シーズヒータなどを用いることができる。

また、居室循環風路１６内には、居室循環風路１６内を通過する空気を加湿する加湿手段３０が設けられている。加湿手段３０は、居室循環ファン１７よりも送風される風の流れ方向に対して下流側に設けられ、居室循環ファン１７は熱交換素子１８よりも送風される風の流れ方向に対して下流側に設けられている。すなわち、熱交換素子１８の送風される風の流れ方向に対して下流側かつ加湿手段３０よりも送風される風の流れ方向に対して上流側に居室循環ファン１７が設けられている。

加湿手段３０は、通過する空気を加湿するものであればよく、例えば、水分を含んだフィルタに空気を通過させて加湿を行う気化式加湿器が省エネの観点から望ましいが、それ以外にも加熱して水蒸気を発生させて加湿する蒸気式加湿器、微細な水滴を生成し空気と混合させることで加湿する超音波式加湿器、水噴霧式加湿器、水破砕式加湿器などを用いることができる。

また、本体１内には、居室循環ファン１７、浴室循環ファン２８、排気ファン８、加熱手段２９、加湿手段３０の運転、停止を制御する制御手段が複数設けられている。

換気装置の制御手段は、運転モードを入力するリモコン３２及びリモコン３２により入力された運転モードを実行する制御装置３３とから構成されている。制御装置３３は、リモコン３２に入力された情報をもとに、換気装置の各構成要素である居室循環ファン１７、浴室循環ファン２８、排気ファン８、加熱手段２９、加湿手段３０、風路切換手段２５の可動を制御する信号を送信する。

本実施形態では、排気ファン８をオン状態、居室循環ファン１７と浴室循環ファン２８と加熱手段２９と加湿手段３０をオフ状態、風路切換手段２５を設定Ａ状態とする浴室換気運転モード、浴室循環ファン２８と加熱手段２９と排気ファン８をオン状態、居室循環ファン１７と加湿手段３０をオフ状態、風路切換手段２５を設定Ａ状態とする浴室乾燥運転モード、排気ファン８と居室循環ファン１７をオン状態、浴室循環ファン２８と加熱手段２９と加湿手段３０をオフ状態、風路切換手段２５を設定Ｂ状態とする蒸気回収運転モード、居室循環ファン１７と加湿手段３０をオン状態、浴室循環ファン２８と排気ファン８と加熱手段２９をオフ状態、風路切換手段２５を設定Ａ状態とする加湿運転モード、浴室循環ファン２８と排気ファン８と加熱手段２９をオン状態、居室循環ファン１７と加湿手段３０とをオフ状態、風路切換手段２５を設定Ｂ状態とし、所定の時間が経過した後に、居室循環ファン１７と浴室循環ファン２８と排気ファン８と加熱手段２９をオン状態、加湿手段３０をオフ状態、風路切換手段２５を設定Ｂ状態にする予備加湿運転モードを有している。

この予備加湿運転モードの詳細動作について説明する。制御手段の運転モードを予備加湿運転モードに設定すると、初めに浴室循環ファン２８と加熱手段２９と排気ファン８が動作する。すると、浴室に温風が吹出され、浴室内の空気は浴室内壁に付着した水滴の蒸発によって高湿空気となる。この高湿空気は排気ファン８によって浴室排気風路７に吸い込まれ、熱交換素子１８を通過して屋外へ排気される（浴室乾燥運転モード）。

そして、所定の時間が経過した後、加熱手段２９、排気ファン８に加えて居室循環ファン１７が動作し居室１０から吸い込まれた空気が熱交換素子１８を通過して居室１０に送風される。すると、熱交換素子１８の作用により、屋外へ排気される高湿空気から居室に送風される空気に温度および湿度が回収される。居室１０に吹出される空気は、屋外へ排気される空気から回収された温度と水分を含んでいるため、居室１０内の空気よりも湿度だけでなく温度も高い空気が居室１０に吹出される。したがって、加湿運転開始時に感じられるコールドドラフト感を低減した加湿を行うことができる。

ここでいう所定の時間とは、浴室乾燥運転モードを開始してから浴室２内壁に付着した水滴が蒸発し始めるまでの時間である。これよりも短い時間であると居室の加湿ができない。すなわち、浴室２に温風を吹出した直後は、壁面に付着した水滴の蒸発に温風の熱を奪われるため、浴室排気風路７に吸い込まれる空気の温度が低くなるため、熱交換素子による排気からの温度および湿度の回収ができず、居室の加湿を行うことができないのである。一方、これよりも長い時間であると、浴室の壁面に付着した水滴から蒸発した水分を排気とともに屋外へ排出してしまうので、温度および湿度の回収ロスが生じてしまうのである。

この所定の時間は、本装置が設置される浴室の寸法に合わせて予め設定されてあるか、もしくは、浴室排気風路７を通過する空気の温度および湿度を検出し、水滴の蒸発に伴う湿度の変化量を学習することで最適な時間に自動最適化されるものである。

また、居室循環風路１６に送風する居室循環ファン１７を熱交換素子１８よりも送風される風の流れ方向に対して下流側かつ加湿手段３０よりも上流側に設けてあるので、居室循環ファン１７の動作によって発生する騒音の居室内への伝搬を抑制することができる。

居室循環ファン１７で発生する騒音は居室循環風路１６内を伝搬して居室へ放出されるが、居室循環ファン１７で発生した騒音は熱交換素子１８と加湿手段３０との間で反射を繰り返し、次第に減衰するので、居室へ騒音を伝搬しにくくすることができる。

また、第１風路２２の第１間隔保持リブ２０の高さが第２風路２３の第２間隔保持リブ２１の高さよりも大きく形成されているので、第１風路２２を通過する空気の風速と第２風路２３を通過する空気の風速とを均一にすることができる。熱交換素子１８を通過する空気の風速を均一にすることで、熱交換効率を向上させ排気からの温度および水分の回収量を最大化することができる。

以上述べたようにして、浴室の高湿度空気を利用した居室の加湿を行うことで省エネを実現しながら快適性を維持できる換気装置を提供することができるものである。

本発明に係る換気装置は、浴室の換気乾燥とともに居室の加湿を行うことができるものであり、浴室用および居室用の換気加湿機器等として有用である。

１本体
３浴室吸気口
４排気口
７浴室排気風路
８排気ファン
１０居室
１１居室吸気口
１２居室送風口
１６居室循環風路
１７居室循環ファン
１８熱交換素子
２０第１間隔保持リブ
２１第２間隔保持リブ
２２第１風路
２３第２風路
２６浴室吹出口
２７浴室循環風路
２８浴室循環ファン
２９加熱手段
３０加湿手段
３２リモコン
３３制御装置

Claims

浴室内の空気を屋外に排気する排気手段と、居室内の空気を吸気し、吸気した前記居室内の空気を再び居室内に循環送風する循環送風手段と、を備えた換気装置において、
前記排気手段によって排気される前記浴室内の空気と前記循環送風手段によって送風される前記居室内の空気との間で熱交換素子を介して温度および湿度の交換が行われる熱交換手段と、
前記浴室内に温風を吹出して浴室内を乾燥させる浴室乾燥手段と、
前記循環送風手段によって送風される前記居室内の空気を加湿する加湿手段と、
を備え、
前記浴室乾燥手段および前記排気手段を動作させて、前記浴室を乾燥させる浴室乾燥運転モードと、前記浴室乾燥運転モードを実行した後に前記浴室乾燥手段、前記排気手段、前記循環送風手段を動作させる予備加湿運転モードと、を備えたことを特徴とする換気装置。
前記循環送風手段に用いられるファンは、前記循環送風手段によって送風される風の流れ方向に対して前記熱交換素子の下流側かつ前記加湿手段の上流側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
前記熱交換素子は、前記循環送風手段によって送風される空気が通過する第１風路の通風断面積が、前記排気手段によって排気される空気が通過する第２風路の通風断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置。