WO2005057089A1 - 換気装置の凍結防止装置 - Google Patents

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WO2005057089A1
WO2005057089A1 PCT/JP2004/018115 JP2004018115W WO2005057089A1 WO 2005057089 A1 WO2005057089 A1 WO 2005057089A1 JP 2004018115 W JP2004018115 W JP 2004018115W WO 2005057089 A1 WO2005057089 A1 WO 2005057089A1
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temperature
low
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Inventor
Yoshihiko Takayama
Shinobu Orito
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F12/006—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an air-to-air heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F2012/007—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using a by-pass for bypassing the heat-exchanger
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/56—Heat recovery units

Definitions

  • the present invention relates to a freeze prevention device for a ventilation device that recovers heat while ventilating a living space and a non-living space.
  • FIG. 9 is a configuration diagram
  • FIG. 10 is an operation explanatory diagram.
  • a box 102 is arranged on the suction side of the main body 101 of the ventilator, and a low-temperature air path 103 and a high-temperature air path 104 are formed in the box 102.
  • a low-temperature air path entrance (outside air) 105a On the side of the box 102, a low-temperature air path entrance (outside air) 105a, a low-temperature air path exit 105b, a high-temperature air path entrance (indoor exhaust) 105c, and a high-temperature air path exit 105d are provided.
  • the low-temperature air path outlet 105b is connected to the suction port 106a of the main body 101
  • the high-temperature air path outlet 105d is connected to the suction port 106b of the main body 101. In this way, an air path to the air path 108a and the air path 108b in the heat exchange 107 provided in the main body 101 is formed.
  • the partition wall 109 is provided with an opening 109a that partitions the low-temperature air passage 103 and the high-temperature air passage 104 and communicates with the two air passages 103 and 104, and dampers 110a and 110b that open and close the opening 109a.
  • the hot air outlet 105d of the main body 101 is closed by the damper 110b and the cold air inlet 105a of the main body 101 is closed by the damper 110a, whereby the high-temperature air is forcibly supplied to the low-temperature air passage through the opening 109a.
  • a and B in FIGS. 9 and 10 represent low-temperature air and high-temperature air, respectively. And the direction of the arrow indicates the direction of air movement
  • the present invention is a freeze prevention device for a ventilation device including a ventilation device that supplies air into a room through a heat exchanger and exhausts air to the outside through a heat exchanger, and a box that communicates with the ventilation device. If there is a low-temperature air path from the low-temperature air inlet to the ventilation device and a high-temperature air path from the ventilation device to the high-temperature air exhaust port, and if the temperature is not lowered until the heat exchange is frozen, Ventilation that exchanges heat by constructing an air path that connects the low-temperature air path and the low-temperature air suction port and an air path that connects the high-temperature air path and the high-temperature air suction port!
  • the low-temperature air inlet and high-temperature air outlet are closed, and the low-temperature air path and the high-temperature air path are opened by a bypass air path that connects the low-temperature air path and the high-temperature air path.
  • the high-temperature air through heat exchange to the bypass Providing antifreezing device ventilator, characterized in that back to the force again heat exchange ⁇ performing melting of icing occurring in the heat exchange ⁇ .
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an antifreezing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an operation diagram of the freeze prevention device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a heat exchanger.
  • FIG. 4 is an operation diagram of the antifreezing device according to Embodiments 1, 2, 3, and 5 of the present invention.
  • FIG. 5 is an operation diagram of the antifreezing device according to Embodiments 1, 2, and 5 of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of an antifreezing device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of an antifreezing device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 8 is a control flow chart of a freeze prevention device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing a conventional anti-freezing device.
  • FIG. 10 is an operation diagram of a conventional anti-freezing device.
  • FIG. 1 shows a basic configuration of an antifreezing device according to the present embodiment.
  • the ventilator 4 supplies low-temperature air sucked from the low-temperature air inlet 1 through the heat exchanger 2, and exhausts high-temperature air sucked from the high-temperature air inlet 3 through the heat exchanger 2.
  • the heat exchange 2 includes a plate 5 having a flat shape, such as paper, which has a strong force, and ribs 6 formed on one side of the plate 5 to form an air passage through which air flows. Are formed by changing the forming direction of the rib 6 by 90 degrees.
  • the plates may be heat exchangers alternately stacked via corrugated ribs.
  • the air flow is controlled by providing a first opening 8 and a first damper 9 in the low-temperature air passage 7 from the low-temperature air intake port 1 to the ventilation device 4, A second opening 12 and a second damper 13 are provided in a high-temperature air path 11 reaching the air exhaust port 10, and a bypass air path 14 from the first opening 8 to the second opening 12 is provided.
  • the first airflow passes through the low-temperature air inlet 7 through the low-temperature air path 7 and passes through the inside of the heat exchanger. As shown at 15, the room 17 is supplied with air. Then, from the high-temperature air inlet 3, the air flows through the inside of the heat exchange 2 like the second airflow 16, passes through the high-temperature air passage 11, and is exhausted to the outside 18.
  • the first opening 8 is opened by the first damper 9 and the high-temperature air outlet 19 is closed at the same time, and the second damper 9 is closed.
  • a first damper 9 and a second damper 13 are used as opening and closing mechanisms for the first opening 8 and the second opening 12, respectively, and the opening and closing operations are made independent. is there.
  • the opening and closing noise generated at the time of opening and closing can be reduced by independently opening and closing the first and second dampers 9 and 13 to shift the opening and closing time. The description of the damper motor that opens and closes the damper is omitted.
  • the main body 21 integrates the ventilation device 4, the box 41, and the binos air passage 14, and the low-temperature air sucked from the low-temperature air suction port passes through the low-temperature air passage 7, and passes through the heat exchanger. Supply air through 2.
  • the box 41 is equivalent to the box 102 of the conventional example. Then, the high-temperature air sucked from the high-temperature air inlet 3 is exhausted through the heat exchanger 2 and the high-temperature air path 11.
  • a first opening 8 and a second opening 12 communicating the low-temperature air path 7 and the high-temperature air path 11 are provided, and the high-temperature air exhausted through the heat exchanger 2 is supplied to the low-temperature air path 11 through the low-temperature air path 11.
  • the wind path returns to the wind path 7 from the second opening 12 through the Vinos air path 14.
  • a third damper 22 and a damper motor 24 fixed on one axis by a shaft 23 are used as an opening / closing mechanism for the first opening 8 and the second opening 12. Open and close in the same direction and at the same angle.
  • only one damper motor 24 is required to open and close the third damper 22, and the number of components can be reduced.
  • FIGS. 4 and 5 show operation diagrams of the damper
  • FIG. 8 shows a control flow of the control device.
  • the control device has a function of detecting the outside air temperature with a temperature sensor, judging with the control means, and opening and closing the first and second dampers 9 and 13.
  • a temperature sensor or the like is used as a means for detecting the outside air temperature. Yes.
  • the outside air temperature is detected by the temperature sensor. If the outside air temperature falls below the set temperature, the low-temperature air suction port 20 is closed by the first damper 9 and the first opening 8 is opened. . At the same time, the high-temperature air outlet 19 is closed by the second damper 13 and the second opening 12 is opened, whereby the operation passes through the bypass air passage 14.
  • the operation time T is counted, and if it is less than the set time, for example, 10 minutes, the damper closed state is maintained. When the time exceeds the set time, open the damper and operate for the set time, for example, 60 minutes. If the operation time exceeds the set time, the outside air temperature is judged again. Then, when the temperature exceeds the set temperature, the first and second dampers 9 and 13 are opened to continue the operation. In this way, by alternately performing the ventilation and the melting, it is possible to ventilate and melt the freezing of heat exchange.
  • the freezing prevention device for the ventilation device according to the present invention has an air path for returning the high-temperature air that has passed through the heat exchanger to the heat exchange element again, it is possible to melt the icing in a short time.
  • the ventilation device 4 as the main body 21, the box 41, and the bypass air passage 14 are integrally formed, the number of components can be reduced.
  • the freezing of heat exchange can be thawed with ventilation. Because of these features, it is useful as an antifreezing device for ventilation systems in cold regions. Furthermore, you may use together with an air conditioner.

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Abstract

　本発明の換気装置の凍結防止装置は、低温空気吸込み口（１）から吸込んだ低温空気を熱交換器（２）を通して給気し、高温空気吸込み口（３）から吸込んだ高温空気を熱交換器（２）を通して排気する換気装置（４）であって、低温空気吸込み口（１）から換気装置（４）へ至る低温風路（７）には第一の開口部（８）と、第一のダンパ（９）を設け、換気装置（４）から高温空気排気口（１０）へ至る高温風路（１１）には第二の開口部（１２）と第二のダンパ（１３）を設け、第一の開口部（８）から第二の開口部（１２）に至るバイパス風路を設けている。このように、熱交換素子を通った高温空気を再度熱交換素子に戻す風路を構成しているので、短時間で氷結を融解することができる。

Description

明 細 書
換気装置の凍結防止装置
技術分野
[0001] 本発明は、居住空間および非居住空間の換気を行ないながら熱回収する換気装 置の凍結防止装置に関する。
背景技術
[0002] 従来の換気装置の凍結防止装置の例として、実開昭 62-17743号公報にダンバ を備えた換気装置が開示されている。その換気装置の凍結防止装置 (以後凍結防 止装置という。 )について、図 9および図 10を参照しながら説明する。 図 9は構成図 、図 10は動作説明図である。換気装置の本体 101の吸込み側に箱体 102を配置し 、低温風路 103と高温風路 104を箱体 102内に形成する。箱体 102側面には低温 風路入り口（外気） 105a,低温風路出口 105b、高温風路入り口（室内排気） 105c, 高温風路出口 105dを設ける。低温風路出口 105bは本体 101の吸込み口 106aと、 高温風路出口 105dは本体 101の吸込み口 106bとそれぞれ接続される。このようし て、本体 101に設けられた熱交^^ 107内の風路 108aと風路 108bへ至る風路が 形成されている。隔壁 109には、低温風路 103と高温風路 104を仕切り、かつ両風 路 103、 104を連通する開口部 109aと、開口部 109aを開閉するダンバ 110a, 110 bとが設けられている。ダンバ 110bにより本体 101の高温風路出口 105dを閉じ、ダ ンパ 110aにより低温風路入り口 105aを閉じることにより、高温空気が強制的に開口 部 109aを通じ低温風路に供給される。なお、図 9と 10における Aと Bは、それぞれ低 温空気と高温空気を表している。そして矢印の方向は、空気の動く方向を示している
[0003] このような従来の風路構成では、熱交翻に氷結が生じた場合に、熱交翻内を 通る二つの風路の内、片側の風路に高温空気が流れ、もう一方の風路は全く空気が 流れないこととなる。その結果、熱交 内を通る高温空気の熱エネルギーは、片側 風路分し力利用できず風路に生じた氷結の融解に時間がかかる。そして、外気を取 り入れる低温風路入り口を遮断している時間が長いと、室内の換気量不足の問題が 生じるので、氷結の融解時間を短くすることが要求されて 、る。
発明の開示
[0004] 本発明は、熱交換器を通して室内に給気し、熱交換器を通して室外に排気する換 気装置と、換気装置に連通した箱体とを備えた換気装置の凍結防止装置であって、 低温空気吸込み口から換気装置へ至る低温風路と、換気装置から高温空気排気口 へ至る高温風路とを備え、箱体には、熱交 を凍結させるまで温度が下がってい ない場合は、低温風路と低温空気吸込み口とを連通する風路と、高温風路と高温空 気吸込み口とを連通する風路とを構成して熱交換する換気を行な!ヽ、熱交換器を凍 結させるまで温度が下がった場合は、低温空気吸込み口および高温空気吹出し口 を閉じ、低温風路と高温風路に設けた開口部により低温風路と高温風路を連通する バイパス風路を構成し、高温空気を熱交翻を通してバイパス風路に通じ、低温風 路力 再度熱交^^に戻して熱交^^に生じた氷結の融解をおこなうことを特徴と する換気装置の凍結防止装置を提供する。
図面の簡単な説明
[0005] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1による凍結防止装置の構成図である。
[図 2]図 2は本発明の実施の形態 1による凍結防止装置の動作図である。
[図 3]図 3は熱交換器の構成の一例を説明する図である。
[図 4]図 4は本発明の実施の形態 1、 2、 3、 5による凍結防止装置の動作図である。
[図 5]図 5は本発明の実施の形態 1、 2、 5による凍結防止装置の動作図である。
[図 6]図 6は本発明の実施の形態 3による凍結防止装置の構成図である。
[図 7]図 7は本発明の実施の形態 4による凍結防止装置の構成図である。
[図 8]図 8は本発明の実施の形態 5による凍結防止装置の制御フロー図である。
[図 9]図 9は従来の凍結防止装置を示す構成図である。
[図 10]図 10は従来の凍結防止装置の動作図である。
符号の説明
[0006] 1 低温空気吸込み口
2 熱交換器
3 高温空気吸込み口 5 プレート
6 リブ
7 低温風路
8 第一の開口部
9 第一のダンバ
10 高温空気排気口
11 高温風路
12 第二の開口部
13 第二のダンバ
14 バイパス風路
15 第一の気流
16 第二の気流
17 室内
18 室外
19 高温空気吹出し口
20 低温空気吸込み口
21 本体
22 第三のダンバ
23 軸
24 ダンパモータ
41 箱体
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、 図面は模式図であり各位置関係を正しく示すものではない。同一構成要件には同一 の参照符号を付与し、詳細な説明は省略する。また、本発明における高温、低温とい う表現は相対的なものであって、一方の温度より他方の温度が高 、ことを示すもので める。 [0008] (実施の形態 1)
図 1は、本実施の形態における凍結防止装置の基本構成を示したものである。以 下、そのシステムについて図面を参照しながら説明する。換気装置 4は、低温空気吸 込み口 1から吸込んだ低温空気を熱交換器 2を通して給気し、高温空気吸込み口 3 から吸込んだ高温空気を、熱交換器 2を通して排気する。図 3に示されるように熱交 2は、紙など力もなる平板状のプレート 5と、プレート 5の片面に空気が流通する 風路が形成されるようにリブ 6とを備え、多数のプレート 5をリブ 6の形成方向を 90度 変えて積層して構成されている。
[0009] なお、熱交換器 2の構成として、波板状のリブを介してプレートは交互に積層した熱 交^^であっても良いことはいうまでもない。図 2にあるように、空気の流れは低温空 気吸込み口 1から換気装置 4へ至る低温風路 7には第一の開口部 8と、第一のダンバ 9を設け、換気装置 4から高温空気排気口 10へ至る高温風路 11には第二の開口部 12と第二のダンバ 13を設け、第一の開口部 8から第二の開口部 12に至るバイパス 風路 14を設ける。
[0010] 上記構成により、低温空気が熱交 2を凍結させるまで温度が下がっていない場 合は、低温空気吸込み口 1から低温風路 7を通って、熱交換器の内側を第一の気流 15のように通り室内 17に給気される。そして高温空気吸込み口 3から、熱交 2の 内側を第二の気流 16のように通り、高温風路 11を通って室外 18に排気される。また 、低温空気が熱交 2を凍結させるまで温度が下がった場合は、第一のダンバ 9に より第一の開口部 8が開くと同時に、高温空気吹出し口 19が閉じられ、第二のダンバ 13により第二の開口部 12が開くと同時に、低温空気吸込み口 20が閉じられる。この ようにして、熱交換器 2の内側を第二の気流 16のように通った高温空気力 第二の開 口部 12からバイパス風路 14を通り、第一の開口部 8から低温風路 7を通り熱交翻2 の内側を再び第一の気流 15のように通り、室内 17に給気される。この結果、凍結し た熱交換器 2内を高温空気が 2回通ることになり、高温空気の熱エネルギーにより短 時間で氷結を融解することができる。つまり、凍結防止のために加熱器など他の熱ェ ネルギーを必要としな 、ため、経済的で安全性が高 、凍結防止装置が実現できる。
[0011] (実施の形態 2) 図 4と図 5に示すように、第一の開口部 8と第二の開口部 12の開閉機構として第一 のダンバ 9と第二のダンバ 13を用い、開閉動作をそれぞれ独立させたものである。上 記構成により、高温空気吹出し口 19だけを閉じて、低温空気吸込み口 20は開いた 状態にした場合、低温空気は高温空気とミキシングされ室内に給気されるので、換気 量を確保しながら熱交^^の凍結を防止することができる。 また、第一のダンバ 9と 第二のダンバ 13をそれぞれ独立させて開閉の時間をずらすことにより、開閉時に発 生する開閉音を低減することができる。なお、ダンパを開閉するダンバモータについ ての記述は省略する。
[0012] (実施の形態 3)
図 6に示すように、本体 21は換気装置 4と箱体 41とバイノス風路 14とを一体ィ匕し、 低温空気吸込み口から吸込んだ低温空気を、低温風路 7を通り、熱交換器 2を通し て給気する。ここで、箱体 41とは、従来例の箱体 102に相当するものである。そして、 高温空気吸込み口 3から吸込んだ高温空気を、熱交換器 2を通し高温風路 11を通し て排気する。さらに、低温風路 7と高温風路 11を連通する第一の開口部 8と第二の開 口部 12を設け、熱交換器 2を通って排気された高温空気を高温風路 11から低温風 路 7へ、第二の開口部 12からバイノス風路 14を通して戻す風路としたものである。上 記構成のように、本体 21である換気装置 4と箱体 41とバイパス風路 14を一体ィ匕する ことにより、少ない構成部品で実施の形態 1のような効果を実現できる。
[0013] (実施の形態 4)
本実施の形態では、図 7に示すように、第一の開口部 8と第二の開口部 12の開閉 機構として軸 23で一軸上に固定された第三のダンバ 22とダンバモータ 24とを用い、 同一方向、同一角度で開閉させる。上記構成により、第三のダンバ 22を開閉するた めにダンバモータ 24は 1個で済み、部品の数を少なくすることができる。
[0014] (実施の形態 5)
図 4、 5、 8を用いて実施の形態 5を説明する。図 4、図 5はダンバ動作図を示し、図 8は制御装置の制御フローを示している。制御装置は外気温度を温度センサーによ り検知し、制御手段で判定し、第一のダンバ 9、第二のダンバ 13を開閉する機能を備 えて 、る。外気温度を検知する手段として温度センサーなどを用いるが図示して 、な い。上記構成により、本体停止時は第一のダンバ 9、第二のダンバ 13を閉にし、冬期 、外部の低温空気が室内に侵入するのを防止する。本体が停止から運転になった時 、外気温度を温度センサーにより検知し、外気温度が設定温度を下回った場合、第 一のダンバ 9により低温空気吸込み口 20を閉じ第一の開口部 8を開ける。同時に、 第二のダンバ 13により高温空気吹出し口 19を閉じ第二の開口部 12を開けることによ り、バイパス風路 14を通る運転となる。ダンバがそれぞれ閉になってから、運転時間 Tをカウントし、設定時間、たとえば 10分間を下回っていればダンパ閉の状態を維持 する。そして、設定時間を上回ったらダンバを開とし設定時間、たとえば 60分の間運 転する。運転時間が設定時間を上回ったら再び外気温度の判定を行い、設定温度 を下回ったらバイパス風路運転を行う。そして、設定温度を上回ったら第一のダンバ 9、第二のダンバ 13を開にして運転を継続する。このように、換気と融解を交互に行 なうことにより、換気をするとともに熱交^^の氷結を融解することができる。
産業上の利用可能性
本発明の換気装置の凍結防止装置は、熱交換器を通った高温空気を再度熱交換 素子に戻す風路を構成しているので、短時間で氷結を融解することができる。また、 本体 21である換気装置 4と箱体 41とバイパス風路 14を一体ィ匕することにより構成部 品を少なくすることができる。さらに、換気をしながら熱交^^の氷結を融解すること ができる。このような特徴を有しているので、寒冷地域における換気装置の凍結防止 装置として有用である。さらに、空気調和機と併用してもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 熱交 を通して室内に給気し、前記熱交 を通して室外に排気する換気装置と
、前記換気装置に連通した箱体とを備えた換気装置の凍結防止装置であって、低温 空気吸込み口から前記換気装置へ至る低温風路と、前記換気装置から高温空気排 気口へ至る高温風路とを備え、前記箱体には、前記熱交換器を凍結させるまで温度 が下がって!/、な!/、場合は、前記低温風路と前記低温空気吸込み口とを連通する風 路と、前記高温風路と高温空気吸込み口とを連通する風路とを構成して熱交換する 換気を行ない、前記熱交 を凍結させるまで温度が下がった場合は、前記低温空 気吸込み口および高温空気吹出し口を閉じ、前記低温風路と前記高温風路に設け た開口部により前記低温風路と前記高温風路を連通するバイパス風路を構成し、高 温空気を前記熱交換器を通して前記バイパス風路に通じ、前記低温風路から再度 前記熱交^^に戻して前記熱交^^に生じた氷結の融解をおこなうことを特徴とす る換気装置の凍結防止装置。
[2] 前記換気装置と前記箱体と前記箱体のバイパス風路とを一体化したことを特徴とする 請求項 1に記載の換気装置の凍結防止装置。
[3] 前記低温空気吸込み口と前記高温空気吹出し口の開閉および前記低温風路と前記 高温風路に設けた開口部との開閉をそれぞれ行なうダンバを備え、前記ダンバは前 記バイパス風路を通る風量を調整する請求項 1と 2のうちのいずれか一方に記載の 換気装置の凍結防止装置。
[4] 外気温度を温度センサーにより検知し、間欠的に前記ダンバを開閉することを特徴と する請求項 3に記載の換気装置の凍結防止装置。
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Cited By (6)

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