JPS58178189A

JPS58178189A - 全熱交換装置

Info

Publication number: JPS58178189A
Application number: JP57061428A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yano; 矢野　宣行; Akira Aoki; 亮青木; Yoshizo Omukae; 大迎　淑三; Shinji Ogawa; 信二小川; Kazufumi Watanabe; 渡辺　和文
Original assignee: Matsushita Seiko Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-04-12
Filing date: 1982-04-12
Publication date: 1983-10-19
Also published as: JPH0333998B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はビルなとて１吏用される屋外空気の給気と、室
内空気の併気などの熱交換気装置に関するものであり、
その目的は設置！ｔ’Ｓ所が節約出来てメインテナンス
が容易で全熱交換効率が高く、シかも、併気の給気側へ
の移行を・直力押えることが出来る機構をもち、かつ機
能１川でも全熱交換気、顕ｄ父侠気、同時給排換気、空
−司循塚などが容易に出米得る全熱交換装置を提供する
ものである。

従来、ビルなどの空調用に用いられている全熱交換器と
して回転式のものが多く使用されているが、この欠点と
して設置を場所が広くいるメイテナンスがやりにくいこ
となどがある。また給気と排気のまざり防止対策を十分
とる必要があり機能としても全熱交換侠気と同時給排換
気が主たるものである。一方、静止透過式の場合もやは
り、大きい設備面積を必要とし、仕切板を通しての空気
のもれ（給排の混合）があるなどの欠点があり、磯ｉヒ
としても全熱交換侠気が主たるものである。

第１図は従来のビルなとの空調用として多く用いられて
いる回転式の全熱交換侠気の分解組立図である。図中、
１はローター、２はそのケーシングである。この場合、
比較的径の大きいローター１が必要であるのみならず、
ケーシング２の前後のダクワーク部４〜７にスペースを
多く要し、設置面積が大きくなるのみならず、これらの
ダクトワーク部４〜７のため、ローター１のメインテナ
ンスに手間がか力）る。

渠２図は回転式全熱交換器の掴合の給排のまざ−りを示
す図である。この場合、まざりには還気が給気に移行す
る磁気移行へや外気が排気に移行する外気移行Ｂがある
。特に筺気移行Ａは病院の手ｊｌｌＪ室や特殊な実験室
などでは問題になり、防止Ｗねばならないことである。

′−！、た、外気移行はファンの負荷を消す原因ともな
る。現在、排気か給気側へ移行するのを防止するため、
ローターのＮ１に痒う移行に対しては、パージセクター
３によって防止されており、ンール副れによる移行に対
しては、給り１気送風１幾の静圧バランスを考癒するこ
とにより防止している。一方、透過式の場合、熱交４器
の仕切板は通気性をもっているため、仕切板を通しての
給排の混合は粧けることができないが、排気の給気側へ
の移行防止は給排用送風機の静圧バランスを考暦するこ
とにより行なっている。

本発明は上記従来技術にもとづき、タフト中に非通気性
の区画板をもっ熱交換器を挿入設置するとともにンヤッ
ターを組わせて、設置Ｉｔ面値を謝カ小さくシ、メイン
テナンスも比較的容易に行ないまた排気の給気側への・
多行も必要な場合にはンヤノターの開閉操作で防止する
ことができ、上記従来法の欠点を解消するのみならず、
その構造および方式上、熱交換効率も高くすることがで
き、また容易に付加できる機能として、全熱交換換気以
外に同時給排換気、顕熱父侠侯気、空調循環などができ
る従来法よりすぐれた換気装置を提供するものである。

以下本発明の一実施例を図面にもとづき説明する。第３
図は本発明の一実施夕Ｕの換気装置における熱交換エレ
メントの一部外観図であり、図中８は仕切板、９は間隔
板である。材質はどちらも、シラスチック板の表面に吸
湿剤としてコロイダルシリカを塗布したものである。

第４図は区画板２３によって給排２つの流路に分割され
たダクト中に前記熱交換エレメント１０を組み込んだ本
発明の一実施例の換気装置の断面図、第５図は第４図の
Ａ−へ′断面における縦断面図、第６図はその分ｍ斜祝
図である。この実施例の場合、熱交換エレメント１０の
挿入部分のダクト１１は、前説ダクト２６より太くなっ
ているがダクト２６と同じ太さでもよい。その掴合、区
画数１２は不髪になる場合もある。たたし、この部分の
ダクトを前後ダクト２６より太くする方が圧損が少なく
て術む。１３．１４は熱交換エレメント１０前説の／ヤ
ノターで、イ〜チはそれぞれの／ヤにターで開閉できる
開閉部、１２．２３は区画板、１６〜１８は熱交換ニレ
メン）１０と区画板１２とダクト１１と７ヤノター１３
．１４に囲まれたチャンバーである。

次に熱交換の機構について説明する。第６図に小すシャ
ッター１３．１４の開１閑６いイ１１ロ、トチが開、ハ
、二、ホ、へが閉の場合、−次気流（室内１則からの排
気流）１９は、シャッター１４の１ボ閉部チから、チャ
ンバー１５内に入り熱交換エレメント１０の中で二次気
流（屋外からの給気流）２０と熱交換して、チャンバー
１７内に出て開閉部イからダクト中に入り気流２１にな
る。一方、二次気流（屋外からの給気流）２０は、開閉
部口からチャンバー１６内に入り、熱交換エレメント１
０の中を通り、−次気流１９と熱交換してチャンバー１
８を秤て開閉郡トからダクト中へ出て気流２２となる。

次にサイクルが切換わり、開閉部イ１１ロ、ト、チ閉じ
られ、閉じられていたハ、二、ホ、へが開口されると、
熱交換エレメント１０の仕切板８にはさまれた各ノー間
を通る一次気流と二次気流が互いに交換されることにな
る。

つまり、サイクル切侯淡は一次気流１９は開閉部へを通
ってチャンバー１６に出て、熱交換エレメント１ｏを通
過してチャンバー１８内に出て、開１閘部八からダクト
中へ入り、気＃、２１となる。

一方、二次気流２０は開閉部二からチャンバー１５へ入
り、熱交換エレメント１ｏを通過してチャンバー１７か
ら開閉部ホを４．庄てダクト中に入り気流２２となる。

このようなンヤノター開閉サイクルの繰返しによって、
エレメントの仕切板の各ノー間を通る気流が互いに交換
され全熱交換が行なわれる。つまり、顕熱は熱伝導と仕
切板８上への蓄熱ａ熱は仕切板８上に塗布された吸湿剤
による蓄湿１・ｆ用により全熱交換が行なわれる。

この方式がいわゆる蓄熱透過式の全熱交換方式と呼ばれ
るものである。この方式では、従来の回転蓄熱方式や静
止透過式の全熱交換方式と比較して、特に夏の冷房時の
熱交換侠気における熱交効率を高くとることができる。

高副高湿の屋外からの気流と低温低湿の室内からの気流
の全熱交換換気を考える。回転式全熱交侯器の場合、エ
レメントは高温高湿の気流中にさらされると、水分の吸
・ｄ熱と高温気流により蓄熱がおこり、その副産が上昇
する。エレメント表面の温度上昇はエレメントの吸湿能
力を低下さすことになる。次に、蓄熱蓄湿したエレメン
トが低温低湿の気流にさらされるとエレメントの表面か
ら水分の脱着がおこるが、その社はエレメント表向の温
度に関係する。この−合、エレメント表面からの放熱の
ため、次第にニレ、ダクトの温度が低Ｆするので、エレ
メントからの水分の脱着肘が減少することになる。この
ようｅ（、回転式ではエレメントへのＷ４熱の蓄熱およ
びその放熱現象が、その表面における水分の吸脱・ぼを
妨げる作用をするので水分の有効吸層量は少なくなる。

一方、蓄熱透過式の一合は、エレメントの仕切板の温度
上昇は、高温高湿の気流にさらされている場合でも、反
対１λ１ｊは低温低湿の気流にさらされているので、ｌ
！、！１転式の・−合より少なく回転式より多量の水分
を吸涜することができる。また、脱着の場合でも、仕切
板の表面副産は回転式の場合より高くなるので、回転式
より多量の水分を脱着さすことができる。このだめ回転
式に比べてエレメントの水分の有効＄１．看量が大きく
なり、情熱交換効率を萬くすることができる。ただし、
この場合の回転式の回転運度は、１０〜１５回７１分間
の一合である。回転数が上昇すればエレメントの妃夏変
化、有効吸涜はは少なくなり、結果的には全熱交換効率
が減少する。

また、仕切板が透過性である静止透過式の場合と比較し
ても、テスト結果によれば、蓄熱透過式の方が全熱交換
効率を高くとれる場合が多い。これは、蓄熱過方式でｖ
′ｉｄ熱交換は蓄熱と熱伝導（透過）の両機構により行
なわれ、潜熱交換は透過ではなく、蓄湿１作用によって
行なわれるが、静止透過式の場合は顕熱交換、膚熱交換
の両者とも、仕切板を介しての熱伝導および透過によっ
てのみ行なわれるという慎偶の違いに起因するものと思
われる。第７図は３３Ｃ，６０％、２６Ｃ１５０％の気
流間の熱交換の一合の、これら両方式の熱交換方式によ
る全熱交換効率の供１ｊ定結果を示したものである。ｄ
軸は全熱交換効率、横軸、は気流又換時からの経過時間
である。図中Ａは蓄熱過、方式の一例であり、アルミ板
の表面にシリカゲルを頭布しだ材質のエレメントで、６
０秒の周期で気流を交換した一合に得られたデータであ
る。ＢはＡと同じ形状、大きさのエレメントであるが、
料實がクラフト紙の場合で、気流を交換せず、両気帷と
も連続に流し続ける訂正透過方式の一合の測軍データで
ある。

また、この方式によれば、必要な一合、シャッターの開
閉のタイミングの操作により、シャッター切換時の排気
の給気側への移行を極力押えることが可能である。つま
り、開閉都イ９口、ト、チが開・ハ、二、ホ、へが閉の
・場合から開閉部イ。

口、ト、チが閉・ハ、二、ホ、へが開にサイクルが切換
わった直装、７ヤノター１３と１４間にはさまれた一次
気流（舎内空気の排気流ンの風路中に取残された排気流
が、二次気ｆｉ（室外空気の給気流）にまざって室内側
ヘリターンすることを避けるには、開閉部イの閉鎖と開
閉部の開口をサイクル切換時から少し遅らせ、前記の取
残された排気流を二次気流にのせて室外へ放出させた後
に前記のシャッターの開閉を行なえばよい。付加機能と
しては、運転中７ヤツターの開閉を繰返さずに固定して
定常的に気流を流し続ければａ熱交換はなくなり、顕熱
交換気ができる。一方、少なくとも開閉部イｔ　’　ｓ
ホ、へを開、ちるいは、開閉部ハ、二、ト、チを開にし
たままで運転すれば、気流は熱交換器をバイパスするの
で、第８図に示すような非熱交換換気、いわゆる同時給
排換気が可１ｆヒとなる。

一方、開閉部口、ハ、ホ、チを開、開閉部イ。

二、ト、へを１閑、！たは、開閉部口、ハ、ホ、テを閉
、開閉部イ、二、ト、へを開にして運転すれば第９図の
ような顕熱交換循環ができる。また、上記２つの状態間
の交互運転を繰返せば余勢交換循環ができる。この一合
、第１０図のごとく外気吸入風路中にヒーター２４を設
置すれば、除湿循環も可能となる。

なお、上記実施クリでは仕切板が非透性の場合について
説明したが、仕切板が透湿性のエレメントの場合は／ヤ
ノター開閉による気流の交換の必要、なしに全熱交換換
気が行なえるが、顕熱交換換気は行なえない。しかし、
その他の付加機能、設置礪ノ方の頗約、メインテナ／ス
の容易さなどに関しては仕切板が非透湿性の一合と同様
の利点がある。

一方、仕切板エレメントの仕上仕切板が非透湿（ｑ４の
エレメントの機会、エレメントが第５図において、２５
を中心軸として回動可能になっている場合でも、エレメ
ントを周期的に９００回動さすことにより、シャッター
の開閉の切換なしに、全熱交換換気が可りヒである。

なお、この場合シャッターは循環及び一般換気等のため
に用いる。

また上記説明において吸湿曲というのは、仕切板が透湿
性の一合、および仕切板が非透湿性で表１角に吸湿・住
処理を施した場合を意味する。

このように本兄明の全熱交換装置では、従来法に比べて
小さい設置面積、エレメントのメインテナンスも、ダク
トの一部分を取りはずすことにより比較的容易に行なえ
、また、熱交換効率も従来装置より高くなり、〜排の移
行も腐力押えることが可能であり、機能も全熱交換換気
以外に様々な換気モードかり能であるという利点をもっ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のビルなとの空調用として用いられている
回転式全熱交換装置の分解組立図、第２図は回転式全熱
交換器における給排気の１ざりの説明図、化３図は本兄
明の一実施例に・１厨用した熱交換エレメントの一部外
観図、第４図はこれをダクト中に組み込んだ本発明の一
天施クリの全熱交換装置ｄの析面図、弔６図は第４図の
Ａ　−ＡＺ　面における＃Ｉ新曲図、第６図は第４図の
分解斜睨図、第７図は蓄熱透過式と静止透過式の全熱交
換効率の測定結果を比較した図、第８図から第１０図は
ダクト中に組み込んだ本発明の一実施クリにおける神々
の侠気モードを示すものであり、第８図は同時Ｍ排換気
、第９図は熱交換循環（空調循環）、第１０図は除湿循
環の一合の気流の流れを示す図である。１０…・・・熱交換エレメント、１２．？３…・仕切板
、１３．１４・・・・　７ヤノタ一部、１６〜１８・・
・・・・チャンバ一部、１９〜２２・・・・・　気流。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図！　内　　　　　　　　　　　　　　　　　１ｉ　タト
第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）伝熱性と吸湿性を有する仕切板を所定間隔を置い
て複数層に重ね合わせ一次気随と二次気流とがこれら各
層間を交互に通るように形成した熱交換エレメントが、
互いに熱交換をする２種の気流が別々に通る風路を有す
る一つのダクト中において、前気画風路にまたがって、
前記熱交換器の仕切板が、前記ダクト中の両気流の方向
に対して直角な方向に、その前後に４つの開閉部を有す
るンヤソターを介して挿入し、かつ、前記ダクト中の気
流の方向に対して半行な方向の熱交換器の４つ綾部がダ
クトの内壁Ｋ　ｉＭ受または区画板を介して接触し、前
記俊または区画板とダクト内壁、前記熱交換エレメント
おまひ目ｆＬｊピ２つの７ヤツターなどによって形成さ
れる前記ダクト内の４つのチャンバーに対して、前ｄ己
ツヤツタ−の（痢１閑部を、それぞれのチャンバーへの
気流の出入口に対応させことをｔＶｊ１！ｌとする全熱
交換装ｆ＆　。
（２）前記仕切板は非透湿性であり、前記シャッターを
繰り返し開閉することにより、前記熱交換器の仕切板間
の各層間を通る気流をカーいに交換させる特許請求の範
囲第１項記載の全熱交換装置。
（３）前記仕切板は非透湿性であり、前ｉｊｅ熱交１換
エレメントが、前記仕切板の中心を通り、かつ前記仕切
板に直角方向の直蕨を回私の中心として回動”Ｔ　ｒｒ
ｌ：に℃た特許請求の範１州第１唄に目己載の全熱交換
装ｄ０