JPH05141737A

JPH05141737A - 換気装置

Info

Publication number: JPH05141737A
Application number: JP12669392A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ito; 伊藤　　幸男; Masaru Toida; 勝樋田; Motoi Kitazumi; 基北住
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1992-04-21
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で効果的に熱交換器での結露を抑
制する。【構成】排気流と給気流間での熱交換を行なう熱交換
器(8)より上流側の排気通路(21)と、熱交換器(8)より上
流側の給気通路(22)とをヒートパイプ(23)で連絡させ、
低温側の空気を熱交換器に入る前に予熱する。また、熱
交換器へ送気される導入空気の温度を検知する温度セン
サを設け、この温度センサの検知した情報により導入空
気を熱交換器へ送気する給気用ファンを制御して導入空
気の供給量を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内蔵の熱交換器を通
して室内の空気の室外への排気と、室外の空気の室内へ
の供給を行なう換気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内蔵の熱交換器を通して室内の空気の室
外への排気と、室外の空気の室内への供給を行なう空調
換気装置は熱交換換気装置とも称され、室内の状態量の
変動を抑えた給排気による換気が実施できることに特徴
を持っている。図７及び図８は特開昭６４−５７０３９
号公報に示されたこの従来の換気装置（以下第１の従来
装置という）を示す断面図であり、図中(1)は換気装置
本体で、その内部に２つの送風用ファン(3)(3)を同時に
駆動する送風用モータ(2)と、この送風用ファン(3)(3)
より送気される空気を加熱する加熱コイル(4)と、換気
用モータ(5)に同時に駆動される給気用ファン(6)及び排
気用ファン(7)と、導入空気と排気空気との間で熱交換
する熱交換器(8)を有している。(13)は換気装置本体(1)
の給気接続口(11)に接続され、それぞれの部屋の吹出し
グリル(14)を通じて空調用空気を供給するための給気ダ
クト、(15)は各部屋の吸込みグリル(16)から換気装置本
体(1)の排気接続口(9)に連なる排気ダクト、(17)は換気
装置本体(1)の排気接続口(12)に接続された屋外排気ダ
クト、(18)は給気接続口１３に接続された屋外給気ダク
トである。

【０００３】上記の通りの第１の従来装置では、屋外給
気ダクト(18)から給気用ファン(6)により空気を導入し
て熱交換器(8)を通過させ、更に送風用ファン(3)により
送気させ、加熱コイル(4)が加熱して温風化して送気す
る。この過程によって得られた温風は給気ダクトを通じ
て吹出しグリル(14)から各部屋へ供給される。一方各部
屋からの環流は、それぞれの部屋の吸込みグリル(16)か
ら排気ダクト(15)を経由して換気装置本体(1)に戻り、
排気用ファン(7)に吸込まれるが、一部のリターンエア
は送気用ファン(3)に吸引され再度加熱されて送気され
る。一方排気用ファン(7)に吸引された排気空気は、熱
交換器(8)に送風され、給気用ファン(6)により熱交換器
(8)に送気される導入空気との間で熱交換された後に屋
外排気ダクト(17)を経由して排出される。

【０００４】上記の第１の従来装置では、給気用ファン
(6)から熱交換器(8)に送気される導入空気の温度条件に
よっては、排気空気の含有する水蒸気が熱交換器(8)中
の排気経路に結露し、凍結に至る場合がある。これによ
って生じた凍結塊は熱交換器(8)中の排気経路を塞いで
排気量を低下させてしまう問題があった。

【０００５】出願人はこの問題を解決するための装置と
して実用新案登録第１７２８２３２号（実公昭６２−３
８１８６号）を既に提案している（以下第２の従来装置
という）。図９はその断面図であり、上記第１の従来装
置における構成要素に相当する部分(1)〜(12)について
は同一の符号を付してその説明を省略する。図中、(19)
は温度センサであり、給気用ファン(6)から熱交換器(8)
に送気される導入空気の温度を検知する。この導入空気
が熱交換器(8)中に結露を発生させる程度に低下した温
度を温度センサ(19)が検知すると、熱交換器(8)より上
流に設けられたヒータ(20)を作動させ、熱交換器(8)に
加熱した空気を送気して熱交換器(8)の排気経路に結露
を発生させることがない。

【０００６】また、例えば特開昭６２−６９０４７号公
報に開示されているように給気流を予熱または冷却する
技術も提唱されてきた（以下第３の従来装置という）。
これは、熱交換器より上流側の給気通路を構成している
給気ダクトに冷温水コイルを巻着し、冷温水コイルに温
水または冷水を導通させるようにした構成である。この
第３の従来装置では、熱交換前の室外空気を冷温水コイ
ルへの温水の導通により加温し、予熱した室外空気と室
内空気を熱交換器において熱交換させることにより、冬
季における熱交換器の結露の発生を抑えることができ、
夏場では冷温水コイルに冷水を導通させ給気流を冷却す
ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来装置は以上
のように構成されているので、第１の従来装置では、熱
交換器(8)中の排気経路で凍結塊が目づまりして排気空
気量不足を発生させる問題があった。

【０００８】また第２の従来装置では、熱交換器(8)中
に結露の発生することを未然に防止し得るが、何等かの
不具合により熱交換器(8)中の排気経路に結露乃至凍結
塊が発生しても、これを検知できないという問題点があ
った。

【０００９】また第３の従来装置では、冷温水コイルと
これに冷温水を供給するための配管や設備に手間及びコ
ストがかかるうえ、熱効率の点でも劣るという問題点が
あった。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、第１、第２及び第３の発明では
熱交換器の排気経路に凍結塊が発生して排気空気量不足
となることを未然に防止でき、また第４、第５の発明で
は実際に結露乃至凍結が発生しても速やかにこれを溶解
して排気量を回復し得る装置を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る換気装置は、排気流と給気流間での熱交換を行なう
熱交換器より上流側の排気通路と、熱交換器より上流側
の給気通路とをヒートパイプで連絡させたものである。

【００１２】この発明の第２の発明に係る換気装置は、
特にヒートパイプの両端に当該通路の温度により形状が
変化する形状記憶合金によるフィンを設けたものであ
る。

【００１３】この発明の第３の発明に係る換気装置は、
熱交換器へ送気される導入空気の温度を検知する温度セ
ンサを設け、この温度センサの検知情報によって給気用
ファンまたは排気用ファンの一方あるいは双方を同時に
制御するようにしたものである。

【００１４】この発明の第４の発明に係る換気装置は、
熱交換器へ送気される導入空気を加熱する加熱部材を設
けると共に、熱交換器へ送気される排気空気の流れを検
知する流れセンサを熱交換器の上流または下流に設け、
この流れセンサの検知情報により上記加熱部材を制御す
るようにしたものである。

【００１５】この発明の第５の発明に係る換気装置は、
上記流れセンサの検知情報により給気用ファンまたは排
気用ファンの一方あるいは双方を同時に制御するように
したものである。

【００１６】

【作用】この発明の第１の発明における換気装置では、
取り入れる室外空気の温度が低く、排気する室内空気の
温度とに比較的大きな温度差があると、ヒートパイプを
通じて排気側から給気側に伝熱し、熱交換器に入る前の
室外空気が予熱されることになる。

【００１７】この発明の第２の発明における換気装置で
は、特にヒートパイプの端に付けたフィンが予め記憶さ
れた温度になると気流に対して熱交換しやすい形態にな
り、不要時には気流に対して圧損の少ない形態にさせる
ことができる。

【００１８】この発明の第３の発明における換気装置で
は、熱交換器へ送気される導入空気の温度が、熱交換器
中の排気経路に結露を発生させる程度に低下したことを
温度センサが検知すると給気用ファンを制御して熱交換
器へ送気される導入空気量を減少させ、または排気用フ
ァンを制御して熱交換器へ送気される排気空気量を増大
させ、あるいは給気用ファンと排気用ファンの双方を同
時に制御する。このため熱交換器において排気空気量が
導入空気量に対して相対的に増量し、熱交換器を通過中
の排気空気をその露点温度より高温に保てるから、熱交
換器中の排気経路に結露を生じさせない。

【００１９】この発明の第４の発明における換気装置で
は、熱交換器中の排気経路に凍結塊が発生した場合に生
ずる排気空気量あるいは圧力の低下を流れセンサが検知
し、導入空気を加熱する加熱部材を作動させ、導入空気
を温度上昇させる。このため凍結塊は蒸発させられる。

【００２０】この発明の第５の発明における換気装置で
は、上記流れセンサの検知情報によって給気用ファンを
制御して熱交換器へ送気される導入空気量を減少させ、
または排気用ファンを制御して熱交換器へ送気される排
気空気量を増大させ、あるいは給気用ファンと排気用フ
ァンの双方を同時に制御する。このため熱交換器におい
て排気空気量が導入空気量に対して相対的に増量し、熱
交換器を通過中の排気空気の温度が相対的に上昇するこ
ととなり、この排気空気が凍結塊を蒸発させ、熱交換器
の目づまり状態を解消する。

【００２１】

【実施例】

実施例１．図１は第１及び第２の発明の一実施例を示す
断面図、図２その要部を示す説明図である。上記従来装
置と同一または相当部分については同一の符号をもって
示してあるので説明は省略する。図中(21)は室内の空気
を吸い込みこれを室外（多くは屋外）へ排気するための
排気通路、(22)は室外の空気（多くは外気）を吸い込み
これを室内に供給するための給気通路で、本体(1)内に
二系統の空気流路として区画されて形成され、その交差
部分は熱交換器(8)により構成されている。(23)は、一
端が排気通路(21)の入口端の排気接続口(9)の中に、他
端が給気通路(22)の入口端の給気接続口(10)の中にそれ
ぞれ臨まされ、これらの間を熱的に橋絡するヒートパイ
プ、(24)はこのヒートパイプ(23)の両端に装着されたフ
ィンで、設定された温度により形状が変化する形状記憶
合金により形成され、通常は蝶が羽根をたたんだような
流れに平行に近い閉状態にあり、設定された温度になる
と記憶していた形状である流れに向き合う開状態とな
る。

【００２２】上記の通りのこの実施例では、給気流と排
気流との温度関係において結露の恐れのない通常の場合
は、ヒートパイプ(23)の各フィン(24)は蝶が羽根をたた
んだような閉じ状態にあり、圧損を高めない。給気流の
温度が所定以下になり、排気流の温度が所定以上に上が
ると、双方のフィン(24)が開き、ヒートパイプ(23)を通
じて排気流側から給気流側に熱が積極的に移動し、熱交
換器(8)に入る前の給気流が予熱され、熱交換器(8)での
結露の発生及びその氷結が防止される。これは主に厳冬
期における動作であるが、夏季においても、排気流が冷
房により冷却されているとヒートパイプ(23)は熱交換前
の排気流を給気流側の熱で予熱することになり、熱交換
器(8)での結露の発生が抑えられる。

【００２３】実施例２．実施例１ではヒートパイプ(23)
の各フィン(24)として、通常は蝶が羽根をたたんだよう
に閉状態にあり、設定された温度になると流れに向き合
う開状態となるものを示したが、図３に示すように、所
定の温度で半径方向に拡開し、通常においては中心部に
縮小する花弁構造にしても良い。

【００２４】実施例３．図４は第３の発明の一実施例を
示す断面図で、上記従来装置と同一または相当部分につ
いては同一の符号をもって示してあるので説明は省略す
る。図中(5a)は給気用ファン(6)を駆動する給気用モー
タ、(5b)は排気用ファン(7)を駆動する排気用モータで
ある。(19)は熱交換器(8)に送気される導入空気の温度
を検知する温度センサで、検知した検知情報により上記
給気用モータ(5a)を制御するようにしてある。この実施
例では、熱交換器(8)中の排気経路に結露が発生する温
度を、温度センサ(19)が給気用モータ(5a)の制御を開始
する設定温度としてある。また本実施例では温度センサ
(19)は給気接続口(10)の下流側に設置してある。

【００２５】上記の通りのこの実施例では、給気接続口
(10)より導入された導入空気は、温度センサ(19)を経由
して給気用ファン(6)により熱交換器(8)へ送気される
が、このとき熱交換器(8)中の排気経路に結露が発生す
る程度に低下した導入空気の温度を温度センサ(19)が検
知すると、温度センサ(19)は給気用モータ(5a)の通電を
切る。このため給気用ファン(6)は回転を停止し、熱交
換器への送気を止めるから、排気空気中に包含される水
蒸気は熱交換器(8)中で結露に至ることがない。従っ
て、熱交換器が目づまりすることはなく、熱交換器自体
が結露によって傷むこともない。

【００２６】実施例４．また実施例３では温度センサ(1
9)が給気用モータ(5a)の制御を開始する設定温度として
排気空気の露点としたものを示したが、これを氷点とし
てもよい。即ち熱交換器(8)中の排気経路に結露が発生
しても、導入空気が上記設定温度に達したことを温度セ
ンサ(19)が検知して給気用モータ(5a)を停止させるか
ら、結露は凍結に至らずに排気空気により蒸発させられ
る。従って凍結塊が熱交換器(8)中で目づまりすること
を未然に防止できる。

【００２７】実施例５．また実施例３では給気用ファン
(6)の制御として給気用モータ(5a)の通電を切るものを
示したが、給気用モータ(5a)の通電を間歇的として熱交
換器(8)へ送気される導入空気量を減少させてもよい
し、単に給気用モータ(5a)の回転数を減少させることに
よってもよく、また給気用ファン(6)を物理的手段によ
りブレーキングして、送気する導入空気の量を減少させ
てもよく、このようにすれば室内への給気量の減少を少
なくでき好ましい。

【００２８】実施例６．実施例３では、温度センサ(19)
の検知情報により給気用ファン(6)を制御して、熱交換
器(8)中に凍結塊の発生することを防止する装置を示し
たが、温度センサ(19)の検知情報により排気用ファン
(7)を制御するようにしてもよい。即ち、熱交換器(8)中
の排気経路に結露が発生する程度に低下した導入空気の
温度を温度センサ(19)が検知すれば、この検知情報に基
づき排気用モータ(5b)の回転を増大させ、熱交換器へ送
気される排気空気量を増大させる。このため熱交換器
(8)中の排気経路は露点温度に達して速やかに暖めら
れ、結露が付着することを防止でき、熱交換器(8)が目
づまりすることを未然に防止できる。

【００２９】実施例７．実施例３及び６ではそれぞれ温
度センサ(19)の検知情報により給気用ファン(6)、排気
用ファン(7)の一方のみを制御するようにしたものを示
したが、これらの制御を同時に行えば、より効果的であ
る。

【００３０】実施例８．実施例３では温度センサ(19)を
給気接続口(10)の下流側に設けた例を示したが、熱交換
器(8)へ送気される導入空気の温度を検知し得る箇所で
あれば他の箇所例えば換気装置本体(1)外であってもよ
い。

【００３１】実施例９．実施例３では給気用モータ(5a)
と給気用ファン(6)、排気用モータ(5b)と排気用ファン
(7)とはそれぞれ別体としたものを示したが、これらは
それぞれ一体型に成型したものであってもよく、そのよ
うにすれば換気装置本体(1)の小型化に寄与し得る。

【００３２】実施例１０．図５は第４の発明の一実施例
を示す断面図で、熱交換器(8)中の排気経路に凍結塊が
発生した場合に有効な換気装置を示してあり、図４で示
した要素に相当する要素には同一の符号を以て示すた
め、その説明を省略する。図中、(20)は導入空気を加熱
する加熱部材たる加熱コイルで、給気接続口(10)の下流
側に設けてある。(25)は流れセンサで、熱交換器(8)中
の排気経路に凍結塊が発生することによって生ずる排気
空気量あるいは圧力の変化を検知するもので、この実施
例では圧力センサを熱交換器(8)の上流側近傍に設けて
ある。圧力センサの替わりに流量センサを用いることも
可能である。熱交換器の目づまりによって起こる排気空
気量または圧力の低下は熱交換器(8)の上流及び下流の
双方で生ずるから、流れセンサ(25)の設置箇所は上記上
流または下流のどちらであってもよい。流れセンサ(25)
が、排気空気量または圧力の低下を検知すると、加熱部
材(20)を制御するようにしてある。

【００３３】上記の通りのこの実施例では、熱交換器
(8)中の排気経路に凍結塊が発生して目づまり状態を起
こすと、これを流れセンサ(25)が検知し、加熱部材を作
動させる。このため凍結塊を発生させていた冷気（導入
空気）は温度上昇させられるから、凍結塊は蒸発させら
れる。従って実際に熱交換器中の排気経路に凍結塊が発
生して排気不足が生じても、速やかに排気空気量を回復
できる。

【００３４】実施例１１．次に第５の発明に係る一実施
例を図６を参照して説明する。なお、図４、図５で示し
た要素に相当する要素には同一の符号を以て示すため、
その説明は省略する。実施例１０では流れセンサ(25)の
検知情報により加熱部材(20)を制御するようにしたもの
を示したが、この実施例では、流れセンサ(25)の検知情
報により、給気用ファン(6)を駆動する給気用モータ(5
a)を制御して熱交換器へ送気される導入空気量を減少さ
せるようにしてある。そのため、熱交換器(8)中におい
て排気空気量が導入空気量に対して相対的に増大するこ
ととなる。このため熱交換器(8)を通過中の排気空気の
温度が相対的に上昇するから、熱交換器(8)中の排気経
路に付着した凍結塊は、より温度上昇した排気空気によ
り蒸発させられる。従って熱交換器の目づまり状態を解
消できる。

【００３５】実施例１２．実施例１１では流れセンサ(2
5)の検知情報により給気用モータ(5a)を制御して給気用
ファン(6)が送気する導入空気量を減少させるものを示
したが、流れセンサ(25)の検知情報により排気用モータ
(5b)を制御して排気用ファン(7)の送気する排気空気量
を増大させ、熱交換器(8)において排気空気量を導入空
気量に対して相対的に増大させても同様に凍結塊を蒸発
させることができる。

【００３６】実施例１３．また流れセンサ(25)の検知情
報により給気用モータ(5a)と排気用モータ(5b)を同時に
制御するようにすれば、より効果的である。

【００３７】以上説明された本発明換気装置は住宅用の
みならず、熱交換器が利用される場合に広く利用可能で
ある。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、この発明の第１の発明で
は、取り入れる室外空気の温度が低く、排気する室内空
気の温度とに比較的大きな温度差ができると、ヒートパ
イプを通じて排気側から給気側に伝熱し、熱交換器に入
る前の室外空気を予熱し、熱交換器での結露を簡単な構
成で抑えることができる効果がある。

【００３９】この発明の第２の発明では、特にヒートパ
イプの端に付けたフィンが予め記憶された温度になると
気流に対して熱交換しやすい形態になり、不要時には気
流に対して圧損の少ない形態にさせることができ、効果
的な結露防止が実現する効果がある。

【００４０】この発明の第３の発明では、導入空気の温
度を検知する温度センサの検知情報により給気用ファン
または排気用ファンの一方あるいは双方を同時に制御す
るようにしたので、加熱部材を用いることなく熱交換器
中の排気経路に凍結塊の発生することを未然に防止で
き、排気量不足を招くこともない効果がある。

【００４１】この発明の第４の発明では、排気空気の流
れの変化を流れセンサが検知して導入空気を加熱する加
熱部材を制御するようにしたから、実際に凍結塊が発生
して排気量不足が生じても、速やかに凍結塊を蒸発させ
て排気量不足を解消できる効果がある。

【００４２】この発明の第５の発明では、上記流れセン
サの検知情報により給気用ファンまたは排気用ファンの
一方あるいは双方を同時に制御するようにしたので、実
際に凍結塊が発生して排気量不足が生じても、加熱部材
を用いることなく速やかに凍結塊を蒸発させて排気量不
足を解消できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１、第２の発明の一実施例を示す断面図。

【図２】この実施例の要部構成を示す説明図。

【図３】この発明の他の実施例を示す図２相当図。

【図４】第３の発明の一実施例を示す断面図。

【図５】第４の発明の一実施例を示す断面図。

【図６】第５の発明の一実施例を示す断面図。

【図７】従来の換気装置を用いた施行断面図。

【図８】第１の従来装置を示す断面図。

【図９】第２の従来装置を示す断面図。

【符号の説明】

１本体６給気用ファン７排気用ファン８熱交換器１９温度センサ２０加熱部材２１排気通路２２給気通路２３ヒートパイプ２４フィン２５流れセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内の空気を室外へ排気するための排気
通路と、室外の空気を室内に供給するための給気通路
と、上記排気通路の排気空気と給記通路の導入空気との
間で熱交換する熱交換器とを備えた換気装置において、
この熱交換器より上流側の上記排気通路と、熱交換器よ
り上流側の上記給気通路とを熱的な連絡関係におくヒー
トパイプを設けたことを特徴とする換気装置。
【請求項２】ヒートパイプの両端に当該通路の温度に
より形状が変化する形状記憶合金によるフィンを設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】排気空気と導入空気との間で熱交換する
熱交換器と、上記排気空気を該熱交換器へ送気する排出
用ファンと、上記導入空気を上記熱交換器へ送気する給
気用ファンとを備えた換気装置において、上記導入空気
の温度を検知する温度センサを設け、この温度センサの
検知情報によって上記給気用ファンまたは上記排気用フ
ァンの一方あるいは双方を同時に制御するようにしたこ
とを特徴とする換気装置。
【請求項４】排気空気と導入空気との間で熱交換する
熱交換器と、上記排気空気を該熱交換器へ送気する排出
用ファンと、上記導入空気を上記熱交換器へ送気する給
気用ファンとを備えた換気装置において、上記導入空気
を加熱する加熱部材と、上記排気空気の流れを検知する
センサを上記熱交換器の上流または下流に設け、このセ
ンサの検知情報によって上記加熱部材を制御するように
したことを特徴とする換気装置。
【請求項５】排気空気と導入空気との間で熱交換する
熱交換器と、上記排気空気を該熱交換器へ送気する排出
用ファンと、上記導入空気を上記熱交換器へ送気する給
気用ファンとを備えた換気装置において、上記排気空気
の流れを検知するセンサを上記熱交換器の上流または下
流に設け、このセンサの検知情報によって上記給気用フ
ァンまたは上記排気用ファンの一方あるいは双方を同時
に制御するようにしたことを特徴とする換気装置。