JP7260827B2 - 換気装置及び空気調和システム - Google Patents

Description

本開示は、換気装置及び空気調和システムに関する。

従来、熱交換器と、対象空間の内部と外部とを熱交換器を経由して連通させる給気風路及び排気風路と、給気風路を介して対象空間外の空気を対象空間内に給気する給気ファンと、排気風路を介して対象空間内の空気を対象空間外へ排気する排気ファンと、を備えた換気装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１記載の前記換気装置は、熱交換器として全熱交換器を用いており、給気風路及び排気風路を流れる各空気間で、全熱交換器による熱交換（熱回収）を行う。

特開２０２０－１８６８２２号公報

前記換気装置では、全熱交換器を用いて熱回収を行うため、給気風路、排気風路及び全熱交換器を１箇所にまとめて配置する必要があり、給気ファン、排気ファン及び全熱交換器を１つのケーシング内に収容している。このため前記換気装置は、給気ファン、排気ファン及び全熱交換器を収容したケーシングを配置可能なスペースを確保する必要があり、配置の自由度が高くなかった。

本開示は、給気及び排気の間で熱回収することが可能な換気装置について、配置の自由度を高めることを目的とする。

（１）本開示の換気装置は、圧縮機と、第１熱交換器と、第２熱交換器と、が冷媒配管によって接続され、内部を冷媒が流れる冷媒回路と、前記第１熱交換器を通して屋外の空気を屋内に給気する給気ファンと、前記第１熱交換器及び前記給気ファンを収容する第１ケーシングと、前記第２熱交換器を通して前記屋内の空気を前記屋外に排気する排気ファンと、前記第２熱交換器及び前記排気ファンを収容する第２ケーシングと、を備え、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとは分離可能である。

本開示の換気装置によれば、冷媒を媒質として給気及び排気の間で熱回収を行うことにより、第１熱交換器及び給気ファンのセット、第２熱交換器及び排気ファンのセット、及び圧縮機をそれぞれ離れた位置に配置することが可能となる。これにより、熱回収することが可能な換気装置について、従来に比べて配置の自由度を高くすることができる。

（２）本開示の換気装置は、前記圧縮機を収容する第３ケーシングをさらに有すると好ましい。

この場合、第１熱交換器及び給気ファンのセット、第２熱交換器及び排気ファンのセット、及び圧縮機をそれぞれユニット化することで、熱回収可能な換気装置について、配置の自由度をより高くすることができる。

（３）本開示の換気装置は、前記第３ケーシングは、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングに対して分離可能であると好ましい。

この場合、前記給気ユニット、前記排気ユニット及び前記圧縮機ユニットをそれぞれ分離可能に構成することで、熱回収可能な換気装置について、配置の自由度をより高くすることができる。

（４）本開示の換気装置は、前記第１熱交換器、前記給気ファン及び前記第１ケーシングにより給気ユニットが構成され、前記第２熱交換器、前記排気ファン及び前記第２ケーシングにより排気ユニットが構成され、前記圧縮機に対し、前記給気ユニット又は前記排気ユニットが複数接続されると好ましい。

この場合、給気ユニット及び排気ユニットをそれぞれ部屋ごとに配置する構成や、複数の部屋ごとに給気ユニットを配置すると共に給気ユニットに比べて少ない台数の排気ユニットを配置する構成が可能となり、給気ユニット及び排気ユニットの配置の自由度をより高くすることができる。

（５）本開示の換気装置は、前記圧縮機に対し、前記給気ユニットが複数接続される場合、前記給気ユニットが、前記第１熱交換器に供給する冷媒の圧力を調整するための制御弁を有すると好ましい。

複数の給気ユニットを有する場合に、給気ユニットから屋内へ供給する空気の温度を個別に調整することが可能となる。

（６）本開示の換気装置は、前記圧縮機は、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングの何れか一方に前記圧縮機が収容されると好ましい。

この場合、第１熱交換器及び給気ファンのセット、及び第２熱交換器及び排気ファンのセット、をユニット化すると共に、何れか一方のユニットに圧縮機を収容することで、熱回収可能な換気装置について、配置の自由度をより高くすることができる。

（７）本開示の換気装置は、タバコの煙に含まれる粉塵及び化学物質を捕集可能であり、前記第２熱交換器を通して前記屋内から前記屋外に排気される空気を通過させるフィルタをさらに備えていると好ましい。

このような換気装置は、空調機を併設しなくとも、換気装置単独で、建物内の換気及び温度調整を行うことが可能である。このため、本開示の換気装置によれば、換気及び温度調整がされた喫煙コーナーを建物内に容易に設置することができる。

（８）本開示の空気調和システムは、前記換気装置と、前記屋内を空調する空気調和機と、を備え、前記空気調和機が、前記冷媒回路とは別回路の空調用冷媒回路を備えている。

本開示の空気調和システムでは、換気装置及び空気調和機を併設する場合に、冷媒回路を分けることによって、換気装置の配置の自由度を高くすることができる。

本開示の換気装置の概略的な構成図。 本開示の第１実施形態に係る換気装置の概略的な斜視模式図。 本開示の第１実施形態に係る換気装置の概略的な構成図。 本開示の換気装置の制御ブロック図。 本開示の第１実施形態に係る換気装置の概略的な配置を示す模式図。 本開示の第１実施形態に係る換気装置の第１変形例を示す模式図。 本開示の第１実施形態に係る換気装置の第２変形例を示す模式図。 本開示の第１実施形態に係る換気装置の第３変形例を示す模式図。 本開示の第１実施形態に係る換気装置の第４変形例を示す模式図。 本開示の第１実施形態に係る換気装置の第５変形例を示す模式図。 本開示の第２実施形態に係る換気装置の概略的な配置を示す模式図。 本開示の第２実施形態に係る換気装置の概略的な構成図。 本開示の第３実施形態に係る換気装置の概略的な配置を示す模式図。 本開示の第３実施形態に係る換気装置の概略的な構成図。 本開示の空気調和システムの概略的な構成図。 本開示の第４実施形態に係る換気装置の概略的な構成図。

（換気装置の概要）
図１は、本開示の換気装置の概略的な構成図である。図２は、本開示の第１実施形態に係る換気装置の概略的な斜視模式図である。図３は、本開示の第１実施形態に係る換気装置の概略的な構成図である。なお、以下の説明では、第１実施形態に係る換気装置１０（図２、図３及び図５参照）を第１換気装置１１と称し、第２実施形態に係る換気装置１０（図８、図９参照）を第２換気装置１２と称し、第３実施形態に係る換気装置１０（図１０、図１１参照）を第３換気装置１３と称する。以下の説明において、単に「換気装置１０」と記載する場合は、第１～第３の各換気装置１１～１３で共通する構成について説明している。

図１に示す換気装置１０は、本開示の換気装置の一実施形態であり、ビルや工場等の建物に設置されて、当該建物における対象空間の換気を実現する。換気装置１０は、給気ユニット２０と、排気ユニット３０と、圧縮機ユニット４０と、冷媒回路５０とを備えている。

図１～図３に示すように、給気ユニット２０は、第１ケーシング２１と、給気ファン２２と、第１熱交換器２３とを備えている。本実施形態の第１ケーシング２１は、断熱性を有するパネル部材で構成された立方体状の箱体であり、側面に吸込み口２４及び吹出し口２５が形成されている。給気ファン２２及び第１熱交換器２３は、第１ケーシング２１内に配置されている。給気ユニット２０は、給気ファン２２を駆動すると、屋外Ｓ２の空気（外気ＯＡ）を第１ケーシング２１の内部に取り込み、取り込んだ空気を第１熱交換器２３内の冷媒と熱交換させた後、当該空気を吹出し口２５から屋内Ｓ１に向けて給気ＳＡとして放出することができる。

第１熱交換器２３は、後で説明する冷媒回路５０を構成する。第１熱交換器２３は、クロスフィンチューブ式又はマイクロチャネル式の熱交換器とされ、第１熱交換器２３内を流れる冷媒を屋外Ｓ２の空気（外気ＯＡ）と熱交換させるために用いられる。

給気ユニット２０は、さらに、給気温度センサ２６及び外気温度センサ２７を備えている。給気温度センサ２６は、第１ケーシング２１内の第１熱交換器２３を通過した後の空気の流れ中に配置されており、給気ＳＡの温度を検出することができる。外気温度センサ２７は、第１ケーシング２１内の第１熱交換器２３を通過する前の空気の流れ中に配置されており、外気ＯＡの温度を検出することができる。

排気ユニット３０は、第２ケーシング３１と、排気ファン３２と、第２熱交換器３３とを備えている。本実施形態の第２ケーシング３１は、断熱性を有するパネル部材で構成された立方体状の箱体であり、側面に吸込み口３４及び吹出し口３５が形成されている。排気ファン３２及び第２熱交換器３３は、第２ケーシング３１内に配置されている。排気ユニット３０は、排気ファン３２を駆動すると、屋内Ｓ１の空気（還気ＲＡ）を第２ケーシング３１の内部に取り込み、取り込んだ空気を第２熱交換器３３内の冷媒と熱交換させた後、当該空気を吹出し口３５から屋外Ｓ２に向けて排気ＥＡとして放出することができる。

第２熱交換器３３は、後で説明する冷媒回路５０を構成する。第２熱交換器３３は、クロスフィンチューブ式又はマイクロチャネル式の熱交換器とされ、第２熱交換器３３内を流れる冷媒を屋内Ｓ１の空気（還気ＲＡ）と熱交換させるために用いられる。

排気ユニット３０は、さらに、還気温度センサ３６を備えている。還気温度センサ３６は、第２ケーシング３１内の第２熱交換器３３を通過する前の空気の流れ中に配置されており、還気ＲＡの温度を検出することができる。

圧縮機ユニット４０は、第３ケーシング４１と、圧縮機４２と、四路切換弁４３と、膨張弁４４とを備えている。なお、本実施形態の圧縮機ユニット４０は、第３ケーシング４１を備えているが、第３ケーシング４１を省略してもよい。この場合、給気ユニット２０の第１ケーシング２１又は排気ユニット３０の第２ケーシング３１に圧縮機４２及び四路切換弁４３を収容すると好ましい。なお、本実施形態の換気装置１０は、圧縮機ユニット４０に膨張弁４４を収容しているが、膨張弁４４は、給気ユニット２０の第１ケーシング２１又は排気ユニット３０の第２ケーシング３１に収容してもよい。

圧縮機４２は、低圧のガス状冷媒を吸引し高圧のガス状冷媒を吐出する。圧縮機４２は、インバータ制御によって運転回転数を調整可能なモータを備えている。圧縮機４２は、モータがインバータ制御されることによって容量（能力）を変更可能な可変容量型（能力可変型）である。ただし、圧縮機４２は一定容量型であってもよい。なお、本開示の換気装置１０で用いる圧縮機４２は、２台以上の圧縮機を並列に接続して構成されたものであってもよい。

四路切換弁４３は、冷媒配管における冷媒の流れを反転させ、圧縮機４２から吐出される冷媒を第１熱交換器２３と第２熱交換器３３との一方に切り換えて供給する。これにより、換気装置１０は、外気ＯＡを冷却する冷却運転と、外気ＯＡを加熱する加熱運転とを切り換えて行うことができる。膨張弁４４は、冷媒の流量及び圧力を調節することが可能な電動弁により構成されている。換気装置１０では、膨張弁４４の開度を制御して、第１熱交換器２３に供給する冷媒の圧力を調節する。

冷媒回路５０は、圧縮機４２、四路切換弁４３、膨張弁４４、第１熱交換器２３、第２熱交換器３３、及びこれらを接続する冷媒配管５１（液管５１Ｌ及びガス管５１Ｇ）を含んでいる。冷媒回路５０は、第１熱交換器２３と第２熱交換器３３との間で冷媒を循環させる。

上記構成の換気装置１０において、給気ユニット２０によって外気ＯＡを冷却して給気する場合、四路切換弁４３が図１において実線で示す状態に保持される。圧縮機４２から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、四路切換弁４３を経て、排気ユニット３０の第２熱交換器３３に流入する。このとき第２熱交換器３３は凝縮器として機能し、排気ファン３２の作動により還気ＲＡと熱交換して凝縮・液化する。液化した冷媒は、膨張弁４４で減圧されて第１熱交換器２３に流入する。このとき第１熱交換器２３は蒸発器として機能し、第１熱交換器２３において、冷媒は外気ＯＡと熱交換して蒸発する。冷媒の蒸発によって冷却された外気ＯＡは、給気ファン２２によって給気ＳＡとして屋内Ｓ１に供給される。第１熱交換器２３で蒸発した冷媒は、冷媒配管５１（ガス管５１Ｇ）を通って圧縮機ユニット４０に戻り、四路切換弁４３を経て圧縮機４２に吸い込まれる。

上記構成の換気装置１０において、給気ユニット２０によって外気ＯＡを加熱して給気する場合、四路切換弁４３が図１において破線で示す状態に保持される。圧縮機４２から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、四路切換弁４３を通過して給気ユニット２０の第１熱交換器２３に流入する。このとき第１熱交換器２３は凝縮器として機能し、第１熱交換器２３において、冷媒は外気ＯＡと熱交換して凝縮・液化する。冷媒の凝縮によって加熱された外気ＯＡは、給気ファン２２によって屋内Ｓ１に給気される。第１熱交換器２３において液化した冷媒は、冷媒配管５１（液管５１Ｌ）を通って圧縮機ユニット４０に至り、膨張弁４４で所定の低圧に減圧され、さらに第２熱交換器３３に流入する。このとき第２熱交換器３３は蒸発器として機能し、第２熱交換器３３において、冷媒は還気ＲＡと熱交換して蒸発する。第２熱交換器３３で蒸発・気化した冷媒は、四路切換弁４３を経て圧縮機４２に吸い込まれる。

本実施形態の換気装置１０は、冷媒回路５０に四路切換弁４３を含んでおり、四路切換弁４３によって、第１熱交換器２３を蒸発器及び凝縮器として切り換えて使用することが可能であるが、換気装置１０における四路切換弁４３は省略してもよい。この場合、第１熱交換器２３は、蒸発器又は凝縮器として使用することができる。

図４は、換気装置の制御ブロック図である。換気装置１０は、図４に示す制御部１６を有する。制御部１６は、換気装置１０の動作を制御する装置であり、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを備えたマイクロコンピュータにより構成される。制御部１６は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等を用いてハードウェアとして実現されるものであってもよい。制御部１６は、メモリにインストールされたプログラムをプロセッサが実行することによって、所定の機能を発揮する。

制御部１６は、給気ファン２２、排気ファン３２、圧縮機４２、四路切換弁４３、及び膨張弁４４と接続されている。制御部１６は、給気温度センサ２６、外気温度センサ２７、及び還気温度センサ３６が接続されている。制御部１６は、各温度センサの検出値に基づいて、給気ファン２２、排気ファン３２、圧縮機４２、四路切換弁４３、及び膨張弁４４等の動作を制御する。なお、制御部１６には、ユーザが換気装置１０の運転・停止、及び設定変更等を行うリモコン（図示省略）がさらに接続されていてもよい。

（第１換気装置について）
図１～図３、及び図５に示すように、第１換気装置１１は、１台の給気ユニット２０及び１台の排気ユニット３０を備えている。給気ユニット２０及び排気ユニット３０は、それぞれ独立したケーシング（第１ケーシング２１及び第２ケーシング３１）を有しており、それぞれ独立したユニットとして構成されている。第１換気装置１１は、図２に示す形態では、給気ユニット２０及び排気ユニット３０が一体に構成されているが、給気ユニット２０及び排気ユニット３０は分離可能である。第１換気装置１１は、第１熱交換器２３及び給気ファン２２のセット、及び第２熱交換器３３及び排気ファン３２のセットをそれぞれ離れた位置に配置することが可能である。

第１換気装置１１は、さらに圧縮機ユニット４０を備えている。圧縮機ユニット４０は、独立した第３ケーシング４１を有しており、独立したユニットとして構成されている。第１換気装置１１は、図２に示す形態では、給気ユニット２０、排気ユニット３０及び圧縮機ユニット４０が一体に構成されているが、圧縮機ユニット４０は、給気ユニット２０及び排気ユニット３０に対して分離可能である。第１換気装置１１では、第１熱交換器２３及び給気ファン２２のセット、第２熱交換器３３及び排気ファン３２のセット、及び圧縮機ユニット４０（圧縮機４２）をそれぞれ離れた位置に配置することが可能である。

図５に示すように、第１換気装置１１は、例えば屋外Ｓ２に配置することができる。本実施形態では、給気ユニット２０の吹出し口２５、及び排気ユニット３０の吸込み口３４を建物Ｂの外壁面に直付けして配置している。なお、第１換気装置１１は、吹出し口２５及び吸込み口３４にダクトを接続して、屋内Ｓ１に対して給気ＳＡを放出する位置、及び屋内Ｓ１から還気ＲＡを吸い込む位置を調整可能に構成してもよい。なお、本実施形態では第１換気装置１１を屋外Ｓ２に配置した場合を例示しているが、第１換気装置１１は、全体を屋内Ｓ１に配置してもよいし、給気ユニット２０、排気ユニット３０及び圧縮機ユニット４０を分離して、一部分を屋外Ｓ２に配置すると共に、残りの部分を屋内Ｓ１に配置してもよい。

（第１換気装置１１の変形例について）
図６Ａは、本開示の第１実施形態に係る換気装置の第１変形例を示す模式図である。図６Ｂは、本開示の第１実施形態に係る換気装置の第２変形例を示す模式図である。図１、図３及び図５に示す第１換気装置１１では、圧縮機ユニット４０の第３ケーシング４１内に圧縮機４２が収容されているが、第１換気装置１１における圧縮機４２は、給気ユニット２０又は排気ユニット３０に収容されていてもよい。例えば、図６Ａに示すように、第１換気装置１１では、圧縮機４２を第１ケーシング２１内に配置してもよい。この場合、圧縮機４２と共に四路切換弁４３を第１ケーシング内に配置すると好ましい。図６Ｂに示すように、第１換気装置１１では、圧縮機４２を第２ケーシング３１内に配置してもよい。この場合、圧縮機４２と共に四路切換弁４３を第２ケーシング内に配置すると好ましい。

第１換気装置１１は、圧縮機４２を第１ケーシング２１内又は第２ケーシング３１内に収容する構成とすることによって、第３ケーシング４１を省略することができる。この場合の第１換気装置１１では、第１換気装置１１を構成するユニットの個数を、給気ユニット２０及び排気ユニット３０の２個に削減することができる。これにより、第１換気装置１１の配置の自由度をより高めることができる。

図７Ａは、本開示の第１実施形態に係る換気装置の第３変形例を示す模式図である。図７Ｂは、本開示の第１実施形態に係る換気装置の第４変形例を示す模式図である。図７Ｃは、本開示の第１実施形態に係る換気装置の第５変形例を示す模式図である。図７Ａに示すように、第１換気装置１１は、排気ユニット３０に外気取入口５５を設けてもよい。図７Ａに示す第１換気装置１１では、吸込み口３４から吸い込んだ還気ＲＡと、外気取入口５５から吸い込んだ外気ＯＡとを第２ケーシング３１に取り込みことができる。このような構成の第１換気装置１１では、第２熱交換器３３に還気ＲＡ及び外気ＯＡを混合させた空気を通過させると共に、排気ＥＡとして放出することができる。この場合の排気ＥＡは、図１に示す第１換気装置１１の排気ＥＡに比べて、外気ＯＡの分だけ風量が増大されている。図７Ａに示す第１換気装置１１では、排気ＥＡの風量を増大させることによって、第２熱交換器３３の伝熱性能を向上させることができ、これにより、第１換気装置１１の冷暖房能力を向上させることができる。

図７Ｂに示すように、第１換気装置１１は、給気ユニット２０において、還気取入口５６を設けてもよい。図７Ｂに示す第１換気装置１１では、吸込み口２４から吸い込んだ外気ＯＡと、還気取入口５６から吸い込んだ還気ＲＡとを第１ケーシング２１に取り込むことができる。このような構成の第１換気装置１１では、第１熱交換器２３に外気ＯＡ及び還気ＲＡを混合させた空気を通過させると共に、給気ＳＡとして供給することができる。図７Ｂに示す第１換気装置１１では、外気ＯＡと還気ＲＡとの流量混合比を変えることによって、給気温度を調整することが可能となる。

図７Ｃに示すように、第１換気装置１１は、排気ユニット３０に外気取入口５５を設けると共に、給気ユニット２０に還気取入口５６を設けてもよい。図７Ｃに示す第１換気装置１１では、排気ＥＡの風量を増大させることによって、冷暖房能力を向上させると共に、外気ＯＡと還気ＲＡの流量混合比を変えることによって、給気温度を調整することが可能となる。

（第２換気装置について）
図８は、本開示の第２実施形態に係る換気装置の概略的な配置を示す模式図である。図９は、本開示の第２実施形態に係る換気装置の概略的な構成図である。本開示の換気装置１０は、給気ユニット２０及び排気ユニット３０を、それぞれ複数備えていてもよい。図８及び図９に示す第２換気装置１２は、複数の給気ユニット２０と、複数の排気ユニット３０を備えており、この点で第１換気装置１１（図１参照）と異なっている。

図８に示すように、第２換気装置１２は、屋内Ｓ１に３つの部屋Ｒ１～Ｒ３を備えた建物Ｂに設置されている。第２換気装置１２では、各部屋Ｒ１～Ｒ３に対して、１台の給気ユニット２０と１台の排気ユニット３０とを一対で配置しており、合計３台の給気ユニット２０及び合計３台の排気ユニット３０を備えている。第２換気装置１２では、圧縮機４２に対して複数の給気ユニット２０及び複数の排気ユニット３０が接続されている。なお、本実施形態の第２換気装置１２では、３台の給気ユニット２０及び３台の排気ユニット３０を備えているが、第２換気装置１２における給気ユニット２０及び排気ユニット３０の台数はこれに限定されず、それぞれ２台以上とすることができる。本実施形態の第２換気装置１２は、３つの部屋Ｒ１～Ｒ３を有する建物Ｂに設置されているが、本開示の換気装置１０では、１つの空間内（屋内Ｓ１）に複数の給気ユニット２０及び複数の排気ユニット３０を配置してもよい。

第２換気装置１２では、建物Ｂの外壁に設けた外気取入口２８から取り入れた外気ＯＡを給気ダクト２９によって各給気ユニット２０に分配する。第２換気装置１２では、給気ファン２２によって各部屋Ｒ１～Ｒ３へ個別に給気ＳＡを供給すると共に、排気ファン３２によって、各部屋Ｒ１～Ｒ３の給気ＳＡの量とバランスする量の還気ＲＡを各部屋Ｒ１～Ｒ３から排気ＥＡとして放出する。第２換気装置１２では、複数の給気ユニット２０による給気ＳＡの総風量と、複数の排気ユニット３０による排気ＥＡの総風量とをバランスさせている。なお、本開示の換気装置では、給気ユニット２０の総台数（本実施形態では３台）と排気ユニット３０の総台数（本実施形態では３台）とを一致させているが、給気ユニット２０及び排気ユニット３０の総台数は異なっていてもよい。

第２換気装置１２では、各部屋Ｒ１～Ｒ３にそれぞれ給気ユニット２０（第１熱交換器２３）を配置すると共に、膨張弁４４を各給気ユニット２０に収容している。このため、第２換気装置１２では、各部屋Ｒ１～Ｒ３の膨張弁４４を個別に制御することによって、各給気ユニット２０から各部屋Ｒ１～Ｒ３へ供給する給気ＳＡの温度を個別に調整することができる。

このような構成の第２換気装置１２では、給気ユニット２０及び排気ユニット３０を各部屋Ｒ１～Ｒ３に配置する構成や、各部屋Ｒ１～Ｒ３に給気ユニット２０を配置すると共に給気ユニット２０に比べて少ない台数の排気ユニット３０を配置する構成とすることが可能となり、給気ユニット２０及び排気ユニット３０の配置の自由度をより高くすることができる。

（第３換気装置について）
図１０は、本開示の第３実施形態に係る換気装置の概略的な配置を示す模式図である。図１１は、本開示の第３実施形態に係る換気装置の概略的な構成図である。本開示の換気装置１０は、複数の給気ユニット２０と１台の排気ユニット３０を備えていてもよい。図１０及び図１１に示す第３換気装置１３は、排気ユニット３０の台数が１台であり、この点で第２換気装置１２（図８参照）と異なっている。

図１０に示すように、第３換気装置１３は、屋内Ｓ１に３つの部屋Ｒ１～Ｒ３を備えた建物Ｂに設置されている。第３換気装置１３は、排気ユニット３０に接続される還気ダクト３７と、還気ダクト３７に設けられた複数の吸込み口３８を備えている。第３換気装置１３では、各部屋Ｒ１～Ｒ３に１台の給気ユニット２０及び１か所の吸込み口３８が配置される。なお、本実施形態では、各部屋Ｒ１～Ｒ３に配置する給気ユニット２０の台数と吸込み口３８の個数とを同数としているが、各部屋Ｒ１～Ｒ３で給気ユニット２０の給気量と吸込み口３８から吸い込まれる還気量とがバランスしていればよく、給気ユニット２０及び吸込み口３８は同数でなくてもよい。

第３換気装置１３では、圧縮機４２に対して複数の給気ユニット２０及び１台の排気ユニット３０が接続されている。第３換気装置１３では、建物Ｂの外壁に設けた外気取入口２８から取り入れた外気ＯＡを給気ダクト２９によって各給気ユニット２０に分配する。第３換気装置１３では、給気ファン２２によって各部屋Ｒ１～Ｒ３へ個別に給気ＳＡを供給すると共に、排気ファン３２によって、各部屋Ｒ１～Ｒ３の給気ＳＡの量とバランスする量の還気ＲＡを各部屋Ｒ１～Ｒ３の吸込み口３８から排気ＥＡとして放出する。第３換気装置１３では、複数の給気ユニット２０による給気ＳＡの総風量と、１台の排気ユニット３０による排気ＥＡの風量とをバランスさせている。なお、各部屋Ｒ１～Ｒ３に設けられた吸込み口３８は、図示しない風量調整機構を備えており、吸込み口３８の吸気量（各部屋Ｒ１～Ｒ３の還気ＲＡの風量）を個別に調整することができる。前記風量調整機構は、吸込み口３８とは別に設けてもよく、この場合の風量調整機構は、ダンパ、風量調整機能を有するファンユニット等であってもよい。なお、複数の給気ユニット２０及び複数の吸込み口３８が設けられている屋内Ｓ１が複数の部屋Ｒ１～Ｒ３に分かれていない（１つの空間である）場合は、前記風量調整機構を省略してもよい。

第３換気装置１３では、各部屋Ｒ１～Ｒ３にそれぞれ給気ユニット２０（第１熱交換器２３）を配置すると共に、膨張弁４４を各給気ユニット２０に収容している。このため、第３換気装置１３では、各部屋Ｒ１～Ｒ３の膨張弁４４を個別に制御することによって、各給気ユニット２０から各部屋Ｒ１～Ｒ３へ供給する給気ＳＡの温度を個別に調整することができる。

このような構成の第３換気装置１３では、複数の給気ユニット２０の給気量に相当する排気量を１台の排気ユニット３０で賄うことによって、第３換気装置１３を構成するユニットの個数を削減している。これにより、第３換気装置１３は、容易に設置することが可能となっている。

（空気調和システムの全体構成について）
図１２は、本開示の空気調和システムの概略的な構成図である。図１２に示す空気調和システム７０は、ビルや工場等の建物Ｂに設置されて空調対象空間（屋内Ｓ１）の空気調和を実現する。空気調和システム７０は、換気装置１０と、室内機６１、室外機６２及び冷媒配管６３を含む空気調和機６０とを備えている。空気調和機６０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことで空調対象空間を冷暖房する。なお、図１２に示す実施形態では、換気装置１０として第１換気装置１１を備えている空気調和システム７０を例示しているが、空気調和システム７０に備えられる換気装置１０は、第２換気装置１２及び第３換気装置１３であってもよい。なお、本実施形態の空気調和システム７０では、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行う空気調和機６０を備えているが、空気調和システム７０を備える空気調和機の方式はこれに限定されず、例えば熱源装置から供給される冷水・温水によって対象空間の空気調和を実現する空気調和機であってもよい。

空気調和機６０は、空調用冷媒回路６４を有している。空調用冷媒回路６４は、圧縮機、四路切換弁、室外熱交換器、室外膨張弁、室内熱交換器等（いずれも図示せず）を含んでいる。空調用冷媒回路６４は、室内機６１と室外機６２との間で冷媒を循環させる。空調用冷媒回路６４は、換気装置１０が有する冷媒回路５０から分離されており、独立した回路を構成している。

本開示の空気調和システム７０では、空気調和機６０が、換気装置１０が有する冷媒回路５０から独立した空調用冷媒回路６４を備えている。このため、空気調和システム７０では、換気装置１０及び空気調和機６０を併設する場合に、空調用冷媒回路６４の配置に関係なく換気装置１０を配置することが可能となり、換気装置１０の配置の自由度を高めることができる。本開示の空気調和システム７０では、換気装置１０の冷媒回路５０と空気調和機６０の空調用冷媒回路６４とを別回路とすることにより、換気装置１０及び空気調和機６０の給気温度（蒸発器における蒸発温度）を変えることができる。これにより、例えば冷房運転を行う場合、換気装置１０では外気負荷の処理に適した給気温度に設定し、空気調和機６０では屋内Ｓ１の空調負荷の処理に適した給気温度に設定することが可能となる。なお、空気調和システム７０では、換気装置１０の給気温度を空気調和機６０の給気温度と同じ温度に設定し、換気装置１０によって屋内Ｓ１の空調負荷を処理してもよい。

（第４換気装置について）
図１３は、本開示の第４実施形態に係る換気装置の概略的な配置を示す模式図である。図１３に示す第４換気装置１４は、本開示の換気装置１０の第４実施形態であり、喫煙コーナーを換気する用途への使用に適している。図１３に示すように、第４換気装置１４は、室内Ｓ１が喫煙コーナーとして利用される建物Ｂに設置される。第４換気装置１４は、非空調エリアである室内Ｓ１を換気及び温度調整する用途に、単独で（換言すると、空調機を併設せずに）用いることができる。

第４換気装置１４は、１台の給気ユニット２０と、１台の排気ユニット３０と、１台の圧縮機ユニット４０と、により構成される。なお、本実施形態では、給気ユニット２０及び排気ユニット３０の台数を同数としているが、給気ユニット２０及び排気ユニット３０の台数は同数でなくてもよい。

第４換気装置１４では、建物Ｂの外壁に設けた給気ユニット２０によって外気ＯＡを屋内Ｓ１に給気すると共に、屋外Ｓ２（天井裏）に設けた排気ユニット３０によって、屋内Ｓ１の空気を排気ＥＡとして屋外Ｓ２に放出する。第４換気装置１４では、排気量が給気量に比べて若干多めとなるように、給気ユニット２０及び排気ユニット３０の風量バランスを調整すると好ましい。これにより、屋内Ｓ１が屋外Ｓ２に比べて負圧となり、タバコの臭気や煙等が屋内Ｓ１から屋外Ｓ２へ流れるのを抑制することができる。なお、第４換気装置１４は、建物Ｂ（屋内Ｓ１）内にいる人数を検出するセンサ８０と組み合わせて使用すると好ましい。この場合、第４換気装置１４の制御部１６（図４参照）が、センサ８０で検出した建物Ｂ内の人数に応じて排気量及び給気量の目標値を算出すると共に、この目標値となるように排気ファン３２及び給気ファン２２の回転数を制御すると好ましい。なお、第４換気装置１４は、センサ８０として、人数を検出するセンサではなく、屋内Ｓ１の空気の状態を検出するセンサ（例えば、粉塵濃度センサ、ＣＯ２センサ、臭気センサ等）を用いてもよい。この場合、制御部１６が、センサ８で検出した屋内Ｓ１の空気の状態（例えば、粉塵濃度、ＣＯ２濃度、臭気指数等）に応じて排気量及び給気量の目標値を算出する。

第４換気装置１４は、排気ユニット３０の第２ケーシング３１内にフィルタ３９を備えている。第４換気装置１４は、フィルタ３９を備えている点で他の実施形態に係る各換気装置１１～１３と異なっている。フィルタ３９は、タバコの煙に含まれる粉塵及び化学物質を捕集可能なフィルタである。第４換気装置１４では、排気ＥＡと共に屋外Ｓ２に放出される粉塵及び化学物質の量を、フィルタ３９によって低減することができる。フィルタ３９としては、電気集塵フィルタやケミカルフィルタ等を採用することができる。なお、本実施形態では、フィルタ３９を第２ケーシング３１内に設けているが、フィルタ３９は第２ケーシング３１とは別体で（別のフィルタユニットとして）設けても良い。

このような第４換気装置１４を、例えばプレハブ小屋等の建物Ｂに対して設置すれば、屋内Ｓ１において換気及び温度調整がされた喫煙コーナーを簡易に設けることができる。例えば、排気量及び給気量を２０００ＣＭＨとした場合、冷房能力が６ｋｗ程度、暖房能力が１０ｋｗ程度の第４換気装置１４を用いれば、３０平米程度（天井高２．５ｍ程度）の広さを有する喫煙コーナーを簡易に設けることができる。第４換気装置１４では、室内Ｓ１の広さ及び収容人数に応じて、給気ファン２２及び排気ファン３２、第１熱交換器２３及び第２熱交換器３３、及び圧縮機４２の各能力を設定する。

［実施形態の作用効果］
（１）上記実施形態に示した換気装置１０は、圧縮機４２と、第１熱交換器２３と、第２熱交換器３３と、が冷媒配管５１によって接続され、内部を冷媒が流れる冷媒回路５０と、第１熱交換器２３を通して屋外Ｓ２の空気を屋内に給気する給気ファン２２と、第１熱交換器２３及び給気ファン２２を収容する第１ケーシング２１と、第２熱交換器３３を通して屋内Ｓ１の空気を屋外Ｓ２に排気する排気ファン３２と、第２熱交換器３３及び排気ファン３２を収容する第２ケーシング３１と、を備えている。換気装置１０は、第１ケーシング２１と第２ケーシング３１とは分離可能である。

このような構成の換気装置１０によれば、冷媒を媒質として給気ＳＡ及び排気ＥＡの間で熱回収を行うことにより、第１熱交換器２３及び給気ファン２２のセット、第２熱交換器３３及び排気ファン３２のセット、及び圧縮機４２をそれぞれ離れた位置に配置することが可能となる。これにより、熱回収することが可能な換気装置１０について、従来に比べて配置の自由度を高くすることができる。

（２）上記実施形態に示した換気装置１０は、圧縮機４２を収容する第３ケーシング４１をさらに有している。

このような構成の換気装置１０によれば、第１熱交換器２３及び給気ファン２２のセット、第２熱交換器３３及び排気ファン３２のセット、及び圧縮機４２をそれぞれユニット化することで、熱回収可能な換気装置１０について、配置の自由度をより高くすることができる。

（３）上記実施形態に示した換気装置１０において、第３ケーシング４１は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング３１に対して分離可能である。

このような構成の換気装置１０は、給気ユニット２０、排気ユニット３０及び圧縮機ユニット４０をそれぞれ分離可能に構成することで、熱回収可能な換気装置１０について、配置の自由度をより高くすることができる。

（４）上記実施形態に示した換気装置１０は、第１熱交換器２３、給気ファン２２及び第１ケーシング２１により給気ユニット２０が構成され、第２熱交換器３３、排気ファン３２及び第２ケーシング３１により排気ユニット３０が構成され、圧縮機４２に対し、給気ユニット２０又は排気ユニット３０が複数接続される。

このような構成の換気装置１０によれば、給気ユニット２０及び排気ユニット３０をそれぞれ部屋ごとに配置する構成や、複数の部屋ごとに給気ユニット２０を配置すると共に給気ユニット２０に比べて少ない台数の排気ユニット３０を配置する構成とすることが可能となり、給気ユニット２０及び排気ユニット３０の配置の自由度をより高くすることができる。

（５）上記実施形態に示した換気装置１０は、圧縮機４２に対し、給気ユニット２０が複数接続される場合、給気ユニット２０が、第１熱交換器２３に供給する冷媒の圧力を調整するための制御弁４４を有すると好ましい。

このような構成の換気装置１０によれば、複数の給気ユニット２０を有する場合に、給気ユニット２０から屋内Ｓ１へ供給する給気ＳＡの温度を個別に調整することが可能となる。

（６）上記実施形態に示した換気装置１０において、圧縮機４２は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング３１の何れか一方に圧縮機４２が収容されている。

この場合、第１熱交換器２３及び給気ファン２２のセット、及び第２熱交換器３３及び排気ファン３２のセット、をユニット化すると共に、何れか一方のユニットに圧縮機４２を収容することで、熱回収可能な換気装置１０について、配置の自由度をより高くすることができる。

（７）上記実施形態に示した第４換気装置１４では、タバコの煙に含まれる粉塵及び化学物質を捕集可能であり、第２熱交換器３３を通して屋内Ｓ１から屋外Ｓ２に排気される空気を通過させるフィルタ（３９）をさらに備えている。

このような換気装置によれば、空調機を併設しなくとも、換気装置単独で、建物内の換気及び温度調整を行うことが可能であり、換気及び温度調整がされた喫煙コーナーを建物Ｂ内に容易に設置することができる。

（８）上記実施形態に示した空気調和システム７０は、換気装置１０と、屋内Ｓ１を空調する空気調和機６０と、を備え、空気調和機６０が、冷媒回路５０とは別回路の空調用冷媒回路６４を備えている。

このような構成の空気調和システム７０では、換気装置１０及び空気調和機６０を併設する場合に、冷媒回路５０と空調用冷媒回路６４とを分けることによって、換気装置１０の配置の自由度を高くすることができる。

なお、本開示は、以上の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ ：換気装置
１１ ：第１換気装置
１２ ：第２換気装置
１３ ：第３換気装置
１４ ：第４換気装置
２０ ：給気ユニット
２１ ：第１ケーシング
２２ ：給気ファン
２３ ：第１熱交換器
３０ ：排気ユニット
３１ ：第２ケーシング
３２ ：排気ファン
３３ ：第２熱交換器
３９ ：フィルタ
４１ ：第３ケーシング
４２ ：圧縮機
４４ ：膨張弁（制御弁）
５０ ：冷媒回路
５１ ：冷媒配管
６４ ：空調用冷媒回路
７０ ：空気調和システム
Ｓ１ ：屋内
Ｓ２ ：屋外

Claims (5)

1. 圧縮機（４２）と、第１熱交換器（２３）と、第２熱交換器（３３）と、が冷媒配管（５１）によって接続され、内部を冷媒が流れる冷媒回路（５０）と、
   前記第１熱交換器（２３）を通して屋外（Ｓ２）の空気を屋内（Ｓ１）に給気する給気ファン（２２）と、
   前記第１熱交換器（２３）及び前記給気ファン（２２）を収容する第１ケーシング（２１）と、
   前記第２熱交換器（３３）を通して前記屋内（Ｓ１）の空気を前記屋外（Ｓ２）に排気する排気ファン（３２）と、
   前記第２熱交換器（３３）及び前記排気ファン（３２）を収容する第２ケーシング（３１）と、
   前記圧縮機（４２）を収容する第３ケーシング（４１）と、
   を備え、
   前記第１ケーシング（２１）と前記第２ケーシング（３１）とは分離可能であり、
   前記第３ケーシング（４１）は、前記第１ケーシング（２１）及び前記第２ケーシング（３１）に対して分離可能である、換気装置（１０）。
2. 圧縮機（４２）と、第１熱交換器（２３）と、第２熱交換器（３３）と、が冷媒配管（５１）によって接続され、内部を冷媒が流れる冷媒回路（５０）と、
   前記第１熱交換器（２３）を通して屋外（Ｓ２）の空気を屋内（Ｓ１）に給気する給気ファン（２２）と、
   前記第１熱交換器（２３）及び前記給気ファン（２２）を収容する第１ケーシング（２１）と、
   前記第２熱交換器（３３）を通して前記屋内（Ｓ１）の空気を前記屋外（Ｓ２）に排気する排気ファン（３２）と、
   前記第２熱交換器（３３）及び前記排気ファン（３２）を収容する第２ケーシング（３１）と、を備え、
   前記第１ケーシング（２１）と前記第２ケーシング（３１）とは分離可能であり、
   前記第１熱交換器（２３）、前記給気ファン（２２）及び前記第１ケーシング（２１）により給気ユニット（２０）が構成され、
   前記第２熱交換器（３３）、前記排気ファン（３２）及び前記第２ケーシング（３１）により排気ユニット（３０）が構成され、
   前記圧縮機（４２）に対し、前記給気ユニット（２０）又は前記排気ユニット（３０）が複数接続される、換気装置（１２，１３）。
3. 前記圧縮機（４２）に対し、前記給気ユニット（２０）が複数接続される場合、前記給気ユニット（２０）が、前記第１熱交換器（２３）に供給する冷媒の圧力を調整するための制御弁（４４）を有する、請求項２に記載の換気装置（１２，１３）。
4. タバコの煙に含まれる粉塵及び化学物質を捕集可能であり、前記第２熱交換器（３３）を通して前記屋内（Ｓ１）から前記屋外（Ｓ２）に排気される空気を通過させるフィルタ（３９）をさらに備える、請求項１～３の何れか一項に記載の換気装置（１４）。
5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載の換気装置（１０）と、
   前記屋内（Ｓ１）を空調する空気調和機（６０）と、
   を備え、
   前記空気調和機（６０）が、前記冷媒回路（５０）とは別回路の空調用冷媒回路（６４）を備えている、空気調和システム（７０）。

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