JPH0334584Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は熱交換器を介して給排気を行う換気
装置等のように屋外の空気と室内空気がそれぞれ
内部を流通する機器の凍結を防止する装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第５図〜第８図は、例えば実公昭54−42125号
公報に示されたものに類似した従来の熱交換形換
気装置を示す図で、第５図は縦断面図、第６図は
熱交換器の端面拡大斜視図、第７図は構成図、第
８図は結氷説明図である。

図中、１は本考案でいう屋外空気と室内の空気
がそれぞれ流通する機器の一例である換気装置の
本体、２は本体１の外箱、２ａは外箱２の側面に
設けられた外気の吸込口、２ｂは同じく吹出口、
２ｃは同じく室内空気の吸込口、２ｄは同じく吹
出口、３は外箱２内に収納された熱交換器で、多
数の波形板３ａと伝熱性、または通湿性と伝熱性
とを有する多数の平板３ｂとを交互に積層しかつ
波形板３ａは交互にその波形形成方向を90度変え
て介挿させることによつて角柱状に形成されてお
り、外箱２の中央に横に倒しかつ45度傾けて設置
されている。４は熱交換器３の給気空気の流入側
に設けられたエアフイルタ、５は同じく排気空気
の流入側に設けられたエアフイルタ、６は熱交換
器３の給気空気の流出側に接置された給気用送風
機、７は同じく排気空気の流出側に設置された排
気用送風機、Ａは給気流、Ｂは排気流である。

従来の熱交換形換気装置は上記のように構成さ
れ、外気は気流Ａで示すように、給気用送風機６
の回転により、吸込口２ａから吸い込まれ、エア
フイルタ４及び熱交換器３を通り、吹出口２ｂか
ら室内へ吹き出される。また、室内空気は気流Ｂ
で示すように、排気用送風機７の回転により、吸
込口２ｃから吸い込まれ、エアフイルタ５及び熱
交換器３を通り、吹出口２ｄから室外へ吹き出さ
れる。このようにして、給気空気と排気空気の間
で熱交換が行われる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の熱交換形換気装置では、こ
の換気装置が寒冷地で使用される場合、一般に給
気流は低温気流となり、排気流Ｂは高温気流とな
る。給気流Ａが低温（−５℃以下）の場合には、
排気流Ｂは熱交換器３の流入部に近い部分３Ａ
で、給気流Ａによつて冷却されるため、結露、結
霜又は結氷が生じる。そのため、熱交換器３は目
詰りして排気流Ｂはその近傍では流れなくなる。
その結果、部分３Ａの近傍は熱交換をしなくなる
ので、次にはその隣接部分３Ｂ近傍が給気流Ａで
最も冷却されるようになつて、結氷を生じるよう
になる。したがつて、この状態で運転を続ける
と、今度は部分３Ｂに隣接した部分が結氷を始
め、ついには全面凍結に至り、排気及び熱交換が
行われなくなる。

このような結氷及びこれに伴う機能低下を防止
するため、熱交換器３が結氷する条件になつた場
合には、温度検出器及びタイマを用い、間欠的に
給気用送風機６を停止させ、排気用送風機７だけ
を運転して、生じた結氷を融かすようにしてい
る。しかし、この場合、次のような問題が生じ
る。

(ア) 排気運転だけの場合、室内空気の平衡が崩れ
て、どこか室内の他の場所から空気を吸い込む
ため、冷風侵入が起こる。

(イ) 上記に伴い、室内が負圧になるため、排気形
の燃焼器具（ポツト式石油ストーブ、ガスフア
ーネス等）が異常燃焼を起こす危険がある。

(ウ) 第８図の部分３Ａが結氷により目詰りしてい
る場合、そこを室内空気が通らないため、熱が
与えられず、氷が十分融解しない。

また他の手段として、低温空気（外気）側に加
熱子を設けて、低温空気を熱交換器３に結氷が生
じない温度（０℃以下）まで予熱することも行な
われている。しかし、これには多くのエネルギが
必要である。例えば、室内温度20℃、外気温度−
15℃、換気風量500m³／時とすると、−15℃の空気
を０℃まで昇温するには、空気の重さを1.2Kg／
m³として、15×0.24×500×1.2＝2160Kcal／時の
熱が必要であり、これを加熱子で昇温するには約
2.5KW／時の電力が必要となる。これは、この
機器の温度交換効率を70％としたときに０℃まで
昇温した空気との交換熱量2016Kcal／時よりも
大きな値となり、省エネルギの効率も悪くなる。

また、給気用送風機６及び排気用送風機７が一
つの電動機で駆動されているような場合には、一
方だけを運転することは不可能である。

このように、一般に熱交換形換気装置を低温の
条件で使用する場合に、熱交換器３に結氷が生
じ、性能低下や損傷に至るが、それを防止するに
は多くのエネルギを要する。また、結氷を解凍す
る場合には外風が侵入する等種々の問題がある。
また、送風機の構成によつては解凍運転が不可能
になるという問題点もある。

また熱交換形換気装置以外の機器においても基
本的に上記のような結氷の問題が起こり、同様な
問題点があつた。

この考案は上記問題点を解決するためになされ
たもので、機器が結氷するような低温条件下にお
いても、少ないエネルギで結氷を融解できるよう
にした凍結防止装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係る換気装置の凍結防止装置は、屋
外からの低温空気と室内からの高温空気がそれぞ
れ内部を流通する機器に使用される凍結防止装置
において、上記機器に供給するための低温空気が
屋外から導入される低温流路と、この低温流路と
隔壁によつて仕切られ、室外へ排出される室内の
高温空気を上記機器に供給する高温流路とをそれ
ぞれ内部に形成した箱体を設け、上記隔壁には低
温流路と高温流路を連通させる開口を設け、上記
箱体には、常時は上記開口を閉塞し、動作時には
上記開口を開放すると共に上記低温流路の入口及
び上記高温流路の出口を閉塞するダンパと、この
ダンパの開閉を制御する制御装置とを設けたもの
である。

〔作用〕

この考案においては、ダンパの動作により低温
流路と高温流路は連通され、高温空気が機器の低
温側流路に導入されるため、高温側流路に生じた
結氷は融解される。

〔実施例〕

第１図及び第２図は屋外空気と室内空気とが流
通する機器として熱交換形換気装置に適用したこ
の考案の一実施例を示す図で、第１図は構成図、
第２図は動作説明図であり、１，２，２ａ〜２
ｄ，３，３Ａ，３Ｂ，６，７，Ａ，Ｂは上記従来
装置と同様のものである。

図中、９は本体１の吸込側に配置された箱体、
９Ａ，９Ｂは箱体９内に形成された低温流路及び
高温流路、９ａは箱体９の側面に設けられた低温
流路（外気）入口、９ｂは同じく出口、９ｃは同
じく高温流路（排気）入口、９ｄは同じく出口
で、低温流路出口９ｂは本体１の吸込口２ａと、
高温流路出口９ｄは同じく吸込口２ｃとそれぞれ
接続されている。１０は低温流路９Ａと高温流路
９Ｂを仕切り、かつ両流路９Ａ，９Ｂを連通する
開口１０ａが設けられた隔壁、１１は低温流路９
Ａに枢着され開口１０ａを開閉するダンパ、１２
は同じく高温流路９Ｂに枢着されたダンパであ
る。なおダンパ１１，１２の開閉は図示していな
いが制御装置によつて行われるようになつてい
る。

上記のように構成された換気装置の凍結防止装
置において、常時は第１図に示すように、ダンパ
１１，１２は開口１０ａを閉塞している。したが
つて、低温空気は気流Ａで示すように、低温流路
入口９ａから低温流路９Ａに入り、低温流路出口
９ｂから吸込口２ａを通つて本体１に供給され
る。また、高温空気は気流Ｂで示すように、高温
流路入口９ｃから高温流路９Ｂに入り、高温流路
出口９ｄから吸込口２ｃを通つて本体１に供給さ
れる。以後の動作は従来装置と同様である。

次に、低温空気温度が低く、熱交換器３に結氷
が生じたときは、ダンパ１１，１２は回動し、第
２図に示すように開口１０ａは開放され、低温流
路入口９ａはダンパ１１で閉塞され、高温流路出
口９ｄはダンパ１２で閉塞される。なお、ダンパ
１１，１２の駆動は電動機（図示しない）で行わ
れるが、手動操作によつてもよい。これで、低温
流路９Ａと高温流路９Ｂは連通されるので、高温
気流Ｂは高温流路９Ｂから低温流路９Ａに入り、
低温流路出口９ｂから本体１の低温側流路に供給
される。この結果、熱交換器３の通常低温空気が
流れていた流路を高温空気が流れることになり、
通常高温空気が流れている流路に生じた結氷は融
解される。

このとき、高温流路出口９ｄは閉塞されている
ため、排気用送風機７へ空気は導入されず、排気
は行われない。また、高温空気は給気用送風機６
によつて吹出口２ｂから室内に吹き出され、循環
運転となる。したがつて、従来の場合と異なり、
風量の不平衡による外気侵入等の問題は生じな
い。

また、熱交換器３の解凍は、高温気流Ｂの熱エ
ネルギを利用しているため、加熱子等を用いて空
気を加熱する必要はなく、省エネルギであると共
に、安全性も高い。

第３図及び第４図はこの考案の他の実施例を示
し、第３図はダンパ部分の構成図、第４図は特性
曲線図で、低温流路入口９ａに低温空気の温度を
検出する温度検出器１４を設け、低温空気温度が
結氷条件になつた場合に制御装置１５が動作し、
駆動機構１６によりダンパ１１，１２を回動さ
せ、これを所定の時間間隔で間欠的に繰り返えす
ものである。

第４図にこの実施例の装置において、外気温度
−15℃の場合の室内の温度と結氷開始までの時間
の関係を表す曲線１７、及び風量が30％低下する
までの時間の関係を表す曲線１８を示す。第４図
から明らかなように、風量30％低下までの時間
は、室内温度による大きな変動はないため、外気
温度の検出により結氷条件を検出した場合は、所
定時間ごとに解凍運転に切り換えれば、風量が30
％低下する前に解凍運転することができ、性能低
下を起こさずに使用できる。

また、ダンパ１１，１２は板状のもの２枚とし
て説明したが、開口１０ａ、低温流路入口９ａ及
び高温流路出口９ｄをそれぞれ開閉できるもので
あれば、他の形式の機構（スライド形、バタフラ
イ形等）でもよい。

上記各実施例では、熱交換器３を直交流熱交換
器を用いるものとして説明したが、回転形、対向
流形等においても同様に適用可能である。

なおこの考案は実施例のような熱交換形換気装
置以外の機器にも適用できることは言うまでもな
い。

〔考案の効果〕

以上説明したとおりこの考案は機器を低温条件
で使用する場合に発生する結氷を、解凍運転中に
外風侵入等を伴うことなく、また加熱源を用いる
ことなく融解することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの考案を熱交換形の換気
装置に適用した例を示す凍結防止装置の一実施例
を示す図で、第１図は構成図、第２図は動作説明
図、第３図及び第４図はこの考案の他の実施例を
示す図で、第３図はダンパ部分の構成図、第４図
は結氷時間特性曲線図、第５図〜第８図は従来の
熱交換形換気装置を示す図で、第５図は縦断面
図、第６図は熱交換器の端面拡大斜視図、第７図
は構成図、第８図は結氷説明図である。 図中、１は換気装置本体、２ａは低温空気吸込
口、２ｃは高温空気吸込口、３は熱交換器、６は
給気用送風機、７は排気用送風機、９は箱体、９
Ａは低温流路、９Ｂは高温流路、９ａは低温流路
入口、９ｂは同左出口、９ｃは高温流路入口、９
ｄは同左出口、１０は隔壁、１０ａは開口、１
１，１２はダンパ、１５は制御装置である。な
お、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 屋外からの低温空気と室内からの高温空気が
   それぞれ内部を流通する機器１に使用される凍
   結防止装置において、上記機器に供給するため
   の低温空気が屋外から導入される低温流路９Ａ
   と、この低温流路と隔壁１０によつて仕切ら
   れ、室外へ排出される室内の高温空気を上記機
   器に供給する高温流路９Ｂとをそれぞれ内部に
   形成した箱体９を設け、上記隔壁には低温流路
   と高温流路を連通させる開口１０ａを設け、上
   記箱体には、常時は上記開口を閉塞し、動作時
   には上記開口を開放すると共に上記低温流路の
   入口９ａ及び上記高温流路の出口９ｄを閉塞す
   るダンパ１１，１２と、このダンパの開閉を制
   御する制御装置とを設けてなる凍結防止装置。 (2) 制御装置は低温流路を流通する低温空気の温
   度を検出し、所定の温度以下が検出された状態
   で前記ダンパで低温流路と高温流路を間欠的に
   遮断するものであることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載の凍結防止装置。