WO2005080882A1 - 熱交換形換気装置 - Google Patents

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WO2005080882A1
WO2005080882A1 PCT/JP2005/003070 JP2005003070W WO2005080882A1 WO 2005080882 A1 WO2005080882 A1 WO 2005080882A1 JP 2005003070 W JP2005003070 W JP 2005003070W WO 2005080882 A1 WO2005080882 A1 WO 2005080882A1
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exhaust
air supply
heat exchange
supply
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PCT/JP2005/003070
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Inventor
Kinji Isaka
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • Y02B30/56Heat recovery units

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchange type ventilator used in an environment in which a heat exchanger for exhaust heat recovery is mounted and a low-temperature outside air is taken in.
  • this type of heat exchange type ventilator is opposed, that is, isolated when heat is exchanged with a heat exchanger in winter, for example, when outdoor air is cooled to below 10 degrees below freezing.
  • Moisture contained in the exhaust air that is recovered while passing through the air passage freezes in the exhaust ventilation of the heat exchanger and causes clogging. It has been confirmed that the clogging significantly reduces the exhaust air volume.
  • due to the decrease in the exhaust air volume it becomes impossible to supply sufficient thermal energy to the supplied outdoor air, and the supplied outdoor air cannot be sufficiently raised to near the indoor temperature. Therefore, it is known that the occupants are prevented from feeling the discharged air supply as cold.
  • Such a method is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 2-110365.
  • the box-shaped outer casing 101 has an indoor intake port 103 and an indoor discharge port 104 communicating with the interior 102 at the front, and an exterior 105 at the rear. And an outdoor discharge port 107 communicating with the outside.
  • the indoor suction port 103 and the outdoor discharge port 107 are connected, and the exhaust vanes 108 are connected to both shafts.
  • An exhaust ventilation passage A—A which was provided with a motor 109 fixed to one side, was connected to the outdoor suction port 106 and the indoor discharge port 104, and was fixed to the other shaft of the motor 109.
  • An air supply passage 8 ⁇ 8 ′ in which the air supply blades 110 are arranged is formed.
  • Exhaust air passages ⁇ ⁇ ⁇ ′ and air supply air passages 8 ⁇ 8 ′ are partially intersected by a partition plate 11 1, and the other portions are separated from each other.
  • the heat exchanger 1 1 2 is located at the intersection.
  • the damper 113 which has an operating point near 0 ° C, is provided with a shaft 114 and a hinge 115, and rotates around the shaft 114 and the hinge 115.
  • the structure is such that the air supply and ventilation passages of the heat exchangers 1 1 and 2 are opened or partially closed. Disclosure of the invention
  • a box-shaped main body having an exhaust port for inhaling the fresh air and an air supply port for taking in fresh outdoor air into the room is provided inside the main body.
  • An electric motor for driving an exhaust fan and an air supply fan; a heat exchanger for recovering exhaust heat between indoor air sucked from an exhaust port and fresh outdoor air taken from outside;
  • a blocking damper for blocking the flow of air in the air supply path from the air supply connection to the air supply port
  • Supply air temperature detection means for detecting the temperature of the taken-in outside air
  • the shut-off damper is activated based on the signal from the supply air temperature detection means to cut off the supply air flow and reduce the exhaust air volume due to the exhaust fan.
  • FIG. 1 is a house installation diagram showing an installation state of a heat exchange ventilator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration of the heat exchange ventilator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the heat exchange type ventilator according to one embodiment of the present invention when the shut-off damper operates.
  • FIG. 4 is a front view of the heat exchange ventilator according to one embodiment of the present invention when the on-off valve is opened.
  • FIG. 5 is a front view showing the configuration of the heat exchange ventilator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view showing the configuration of the heat exchange ventilator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front view showing the configuration of the heat exchange ventilator according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a front view showing a conventional heat exchange type ventilator. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a heat exchange ventilator capable of preventing clogging due to icing of a heat exchanger or reducing a feeling of cold draft.
  • the heat exchange type ventilator of the present invention communicates with the outdoor 1 through the exhaust duct 2 and the supply duct 3 to form the exhaust flow and the supply flow path.
  • An exhaust connection part 4 and an air supply connection part 5 connected to the side surface are provided.
  • this heat exchange type ventilator has an exhaust port 10 for sucking the contaminated air 9 in the room 8 into the bottom opening 7 and an air supply port 11 for taking in fresh outside air from the outside 1 into the room 8 1
  • a box-shaped main body 6 having Inside the main body 6, there are an electric motor 14 that drives both the exhaust fan 12 and the air supply fan 13; indoor air sucked from the exhaust port 10 and fresh air taken in from the outdoor 1
  • a heat exchanger 19 provided to recover exhaust heat between the air supply and the air supply path 18 from the air supply connection 5 to the air supply port 11 shuts off the flow of air supply 1 mm
  • a damper 20 and supply air temperature detecting means 21 for detecting the temperature of the taken-in outside air are provided.
  • the cut-off damper 20 operates based on the signal from the supply air temperature detecting means 21 to cut off the flow of the supply air 17. At the same time, based on a signal from the supply air temperature detecting means 2 1, the exhaust fan 1 2 The exhaust air volume is reduced.
  • This heat exchange type ventilator has a box-shaped main body 6 having an exhaust connection 4 and an air supply connection 5 connected to an exhaust duct 2 and an air supply duct 3 communicating with the outdoor 1 on the side. And an exhaust port 10 that communicates with the room 8 through the lower opening 7 of the main body 6 and discharges the contaminated air 9 in the room 8, and a supply port that takes in fresh outdoor air from the outdoor 1 and discharges it to the room 8. It has a mouth 1 1.
  • the main body 6 includes a motor 14 inside which an exhaust fan 12 and an air supply fan 13 are connected and driven to rotate to change the air volume to a large or small setting.
  • the contaminated air 9 sucked from the exhaust port 10 supplies heat to the air supply 17 side without directly discarding the thermal energy contained in the exhaust 15 in the exhaust path 16 and the air supply path 18. And a heat exchanger 19 for recovery.
  • the exhaust path 16 is a path where the flow of the exhaust 15 sucked by the exhaust fan 12 and passing through the exhaust connection section 4 and the exhaust duct 2 and discharged to the outdoor 1 is formed.
  • the air supply path 18 is a path of the air supply 17 which is blown from the air supply duct 3 through the air supply connection part 5 by the air supply fan 13 and discharged from the air supply port 11. is there.
  • a heating means 25 capable of heating the air supply 17 before flowing into the heat exchanger 19 is provided near the inside of the air supply connection portion 5 of the air supply path 18.
  • a shut-off damper 20 that shuts off the flow of the air supply 17 downstream of the flow of the air supply 1 mm, and preferably opens and closes a plate-shaped valve, is disposed upstream of the air flow of the heat exchanger 19.
  • an air supply temperature detecting means 21 for measuring and detecting the temperature of the air supply 17 in the air supply path 18, preferably such as a bimetal thermometer, is provided. When the inflowing air temperature falls below a predetermined temperature value, the air supply temperature detecting means 21 issues a signal to open and close the cut-off damper 20.
  • a timer 22 is provided that allows the resident or the facility builder to set the closing time of the shut-off damper 20 by receiving the signal from the supply air temperature detecting means 21 and closing it. Is provided.
  • the wall 23 that separates the exhaust passage 16 and the air supply passage 18 of the main body 6 has an opening.
  • the opening allows the exhaust path 16 and the air supply path 18 to communicate with each other, and an opening / closing valve 24 that covers the opening is also provided.
  • a rotation speed detecting means 26 having a transmitting unit for generating a pulse wave having a variable stationary period and a receiving unit 31 for receiving the pulse wave.
  • the number of revolutions of the motor 14 is controlled by changing the input frequency of the motor 14 in order to change the increase or decrease of the number of revolutions of the exhaust fan 12 by comparing the signal from the number of revolutions detection means 26 with a predetermined set value.
  • Means 27 are provided.
  • the supply air temperature detection means 21 detects the supply air temperature beforehand, and for example, in the case where the predetermined temperature set value is 3 ° C below freezing, if the incoming supply air temperature falls below 3 ° C below freezing In the case of bimetals, etc., the contact points come into contact and current flows through the contacts. As a signal, a current flows through the cut-off damper 20, and the cut-off damper 20 is driven to fully close and completely stop the flow of the air supply 17. In this way, icing of the heat exchanger 19 can be prevented. Also, when the shutoff damper 20 is driven and the air supply 17 is cut off, the air supply fan 13 in the air supply path 18 when the air supply 17 is shut off approaches the no-load state. The rotation speed increases.
  • the rotation speed of the other air fan 12 likewise increases via the shaft 28 of the electric motor 14 driving the air supply fan 13. But, A signal that the shutoff damper 20 is closed is sent to the electric motor 14 to forcibly reduce the rotation speed of the rotating shaft by the electric motor 14. As a result, it is possible to suppress a rise in the number of revolutions and a sharp increase in the amount of exhaust air, preventing an increase in drafts intruding from gaps in the room due to excessive suction, and a large negative pressure in the room. In addition, it is possible to prevent obstacles such as difficulty in opening the door.
  • the cut-off damper 20 returns to the open state and the normal operation is performed.
  • the supply air 17 entering from outside 1 at a temperature below 10 ° C below the freezing point 17 is detected by the supply air temperature detection means 21 when a temperature lower than the set temperature is detected. 20 is closed.
  • the air supply path 18 once closed by the cut-off damper 20 is divided into a low-temperature air supply 17 and a part affected by room air, and the atmosphere temperature of the air supply temperature detecting means 21 is gradually reduced. As the temperature rises, the temperature rises above the set temperature. By this temperature detection, a signal for releasing the closure is transmitted to the cutoff damper 20.
  • the shutoff damper 120 is closed again several minutes or several seconds after the shutoff damper 20 is closed. May be released, generating unpleasant sounds with continuous flapping.
  • the closing time can be set freely by the timer. Therefore, even when the interval between the closing signal and the opening signal of the shut-off damper 20 is very short, the shut-off damper 20 can be opened and closed stably by setting the interval of the closing time arbitrarily and without any unpleasant noise. be able to. In this way, continuous opening and closing can be prevented as much as possible, so that the operating life of the cut-off damper 20 such as failure or deformation due to fatigue can be greatly extended.
  • the on-off valve 24 is opened, and the exhaust path 16 and the air supply path 18 are communicated through the opening in the wall 23. be able to.
  • part of the exhaust gas 15 is supplied as air and passed through the heat exchanger 19 again, so that the elements of the heat exchanger 19 that have been cooled to a low temperature by the air supply 17 until now are preheated.
  • some frozen water vapor can be thawed early.
  • the exhaust gas 15 flows back into the air supply path 18, so that the pressure difference between the exhaust path 16 and the air supply path 18 can be reduced. Further, since the pressure difference becomes small, the rotation speed of the exhaust fan 12 which has risen due to the closing of the air supply 17 can be suppressed to be low, and the noise can be reduced.
  • heat is supplied to the air supply 17 by the heating means 25 and preheated to a set temperature such as 10 ° C below the freezing point to raise the temperature of the air supply 17 and freeze the heat exchanger 19. It can be prevented beforehand.
  • the temperature of the outdoor air to be taken in rises above the temperature set by the air supply temperature detecting means 21, so that the shut-off damper 20 is not operated continuously. Can drive. In this way, the resident can obtain a sufficient amount of fresh outdoor air 1 without reducing the inflow.
  • the motor 14 is composed of a DC motor (not shown), and an exhaust fan 12 and an air supply fan 13 are connected and fixed to shafts protruding from both sides. This makes it possible to easily connect and operate the speed control function, which is generally widely used, to the DC motor, and to control the speed by detecting the input current value, for example. The control can be performed with high accuracy, and the amount of exhaust air can be easily suppressed. At the same time, DC motors consume very little power, so they can also save energy. Also, when the air supply 17 passing through the air supply path 18 is closed and shut off by the shutoff damper 20, the drive of the motor 14 is changed to a small air volume range, and the rotation speed of the exhaust fan 12 is suppressed. To prevent excessive negative pressure in the indoor static pressure. When the exhaust duct 2 and air supply duct 3 to be connected are very short and the internal resistance is low, and the exhaust 15 can be easily exhausted, or in a place with a small room, etc. I will.
  • a pulse wave is sent at a cycle of 200 cycles in a variable steady cycle, e.g., a cycle of 50 ms, emitted from the transmission unit of the rotation speed detecting means 26, but the steady cycle is arbitrarily changed.
  • the receiving unit 31 reads a signal that can be used, calculates the actual rotation speed of the exhaust fan, and sends a signal to the rotation speed control unit 27.
  • the input frequency to the electric motor 14 for driving the exhaust fan 12 can be changed according to the magnitude of the signal and the predetermined value.
  • a static pressure detecting means 29 for reading the pressure difference between the exhaust path 16 and the supply path 18 is provided in the exhaust path 16. If the pressure difference between the exhaust path 16 and the air supply path 18 exceeds the pressure difference set in the static pressure detecting means 29, the number of rotations of the exhaust fan 12 is determined by the signal of the static pressure detecting means 29.
  • Speed control means 27 A for controlling the rotation speed is provided. For example, when the shut-off damper 20 is closed, the inlet port 11 of the air supply path 18 has a head of 0 mm and the outlet port 10 of the exhaust path 16 has a head pressure of 7 mm. mm Head. This is the set value described above.
  • the pressure difference between the exhaust path 16 and the supply path 18 may be, for example, 8 to 9 mm depending on the installation conditions. It transits to.
  • the static pressure detection means 29 detects the pressure difference and sets A signal can be sent to the rotation speed control means 27 A for changing the rotation speed so as to match the pressure difference of the value, and the rotation speed can be changed.
  • excessive exhaust can be suppressed to prevent over-negative pressure in the room, thereby suppressing noise caused by an increase in rotation speed, and conversely, when the required airflow decreases, the rotation speed can be increased to increase the airflow.
  • the heat exchange ventilator is configured such that a resident or facility technician sets the set temperature detected by the supply air temperature detecting means 21 A detecting the temperature of the air supply 17.
  • This is a configuration that can be set arbitrarily.
  • shut-off damper 20 is closed earlier than usual, and the air supply 17 is shut off in accordance with the environment or period in which it is desired to suppress the feeling of cool wind, thereby greatly reducing discomfort to residents. it can.
  • those having the same reference numerals as those described in the first embodiment are the same components, and description thereof will be omitted.
  • the heat exchange type ventilator has a detachable air supply temperature detection means 21B, and can be installed at an arbitrary position in the air supply path 18 by a clamp. Can be fixed.
  • An air conditioner is installed near the place where the main body 6 is installed as an air conditioner for the room, and the air supply temperature detection means 21 If the air leakage occurs, the temperature of the air supply 17 may become unstable. In such a case, it is often found that the set temperature cannot be detected.
  • the clamp attached with a screw or the like is re-fixed to a place where stable outdoor 1 temperature can be detected, and the air supply temperature detecting means 21 B is sandwiched and installed in this clamp. be able to.
  • the heat exchange type ventilator is provided with air volume detecting means 30 for detecting the exhaust air volume in the main body 6, and the exhaust air volume is detected by a signal from the air volume detecting means 30.
  • a rotation speed control means 27 B for controlling the rotation speed of the fan 12 is also provided.
  • the air volume detection means 30 is normally constituted by a net-shaped wind speed detection device having a low airflow resistance, and first detects the wind speed, and calculates the air volume by multiplying the effective arrow area.
  • the shutoff damper 20 While the shutoff damper 20 is activated and the air supply 17 is stopped, the exhaust air is exhausted more than the occupants request, which may cause problems such as drafts and difficulty in opening the indoor door.
  • the rotation speed is controlled using the rotation speed control means 27 B so as not to exhaust more than necessary. It can be changed to stabilize the required air volume.
  • those having the same reference numerals as those described in the first embodiment are the same components, and description thereof will be omitted.
  • the heat exchange ventilator of the present invention detects the temperature of the supply air by the supply air temperature detecting means, and operates the cutoff damper to block the flow of the supply air.
  • Cold air can be prevented from reaching the heat exchanger, and freezing on the route side of the heat exchanger can be prevented.
  • the flow of low-temperature air supply is stopped, it has the effect of not giving the residents a feeling of cool wind.
  • the heat exchange ventilator of the present invention determines the operating temperature of the shut-off damper that cuts off the flow of the supply air in response to the temperature of the incoming low-temperature air supply, and determines the installation location and use condition of the device. It has the effect that it can be easily changed at the request of the resident in consideration of it.
  • the heat exchange type ventilator of the present invention can prevent the icing of the heat exchanger by changing the interval at which the air supply blocked by the shut-off damper passes through the heat exchanger, and can also set the interval between opening and closing times of the shut-off damper.
  • chattering By holding the motor, it is possible to prevent the opening and closing movement (so-called chattering) of the shut-off damper in a short time, thereby preventing noise and improving durability.
  • the heat exchange type ventilator of the present invention is configured such that the indoor air to be exhausted to the outside by the exhaust fan is communicated to the air supply path side via an on-off valve, and passes through the air supply path. It has the function of supplying exhaust heat to the air supply side of the heat exchanger to bring the temperature of the heat exchanger close to room temperature, thereby preventing freezing of the heat exchanger.
  • the heat exchange ventilator of the present invention has an effect that the air supply passing through the heat exchanger is heated to a temperature that does not cause icing, thereby preventing icing of the heat exchanger.
  • the heat exchange type ventilator of the present invention is subject to installation conditions due to demands such as being susceptible to temperature detection, and demanding strict measurement of the supply air temperature by installing it outside the exhaust duct. Create an unreliable temperature sensing environment It has the effect of significantly improving the accuracy of temperature detection up to the supply air temperature detection means.
  • the heat exchange ventilator of the present invention detects the amount of current input to the DC motor and detects rotation even when the supply air flow is cut off by the cutoff damper and the amount of exhaust air increases rapidly.
  • the number of rotations can be kept constant, the number of rotations can be easily reduced, and an unnecessary increase in exhaust air volume can be suppressed.
  • the rotation speed of the exhaust fan is reduced and the exhaust air volume is reduced in consideration of the balance between the exhaust gas and the air supply. Has the effect of preventing an unpleasant indoor draft from increasing.
  • the heat exchange type ventilator of the present invention reads the differential pressure between the exhaust air and the air supply in the main body in an environment where the air flow is blocked by the shut-off damper, and detects the static pressure of the exhaust path and the air supply.
  • the static pressure of the path By controlling the static pressure of the path so that it does not rise more than necessary, reducing the number of revolutions of the exhaust fan and reducing the amount of exhaust air, it has the effect of preventing an increase in unpleasant indoor draft.
  • the heat exchange type ventilator of the present invention detects the air volume in the exhaust path and increases the exhaust air volume in an environment where the supply air flow is interrupted by the shutoff damper, thereby increasing the unpleasant indoor draft. This has the effect that the number of revolutions of the exhaust fan can be reduced so that the exhaust air volume can be reduced.
  • the heat exchange type ventilator of the present invention is useful as an application of a heat exchange type ventilator having a function of preventing freezing of a heat exchanger and suppressing a feeling of cool wind to residents when taking in extremely low temperature outside air. .

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Abstract

熱交換器の氷結による目詰まりの防止、またはコールドドラフト感を軽減できる熱交換形換気装置が提供される。この熱交換形換気装置は、排気用接続部および給気用接続部を備えて排気口と給気口を有した本体と、排気用ファンおよび給気用ファンを駆動させる電動機と、室内空気と外気との間で熱交換する熱交換器と、給気経路において給気の流れを遮る遮断ダンパーとを備え、外気の温度を検知する給気温度検知手段からの信号に基づいて遮断ダンパーが作動して給気の流れを寸断するとともに排気風量を減少させる。

Description

明細書
熱交換形換気装置
技術分野
本発明は、 排熱回収用の熱交換器が搭載されて低温の外気を取り入 れる環境にて使用される熱交換形換気装置に関する。 背景技術
従来、 この種の熱交換形換気装置は、 冬季などで例えば外気温が氷 点下 1 0度以下に冷却された屋外の空気を熱交換器にて熱交換すると、 相対する、 すなわち隔離された風路を通過する間に熱回収される排気 の空気に含まれる水分が熱交換器の排気通風中で凍結して目詰まりを 起こす。 その目詰まりにより排気風量が大きく減少することが確認さ れている。 また、 排気風量が減少することにより、 給気される室外空 気に十分な熱エネルギーを供与することができなくなり、 給気される 室外空気が十分室内温度近傍まで高められなくなる。 そのため、 吐出 される給気を居住者が冷たく感じることを防止したものが知られてい る。 この様な方式は、 例えば、 実開平 2— 1 0 3 6 4 0号公報に示さ れている。
以下、 従来の熱交換形換気装置について図 8を参照しながら説明す る。
図 8に示されるように、 箱状の外かく 1 0 1は前面に室内 1 0 2と 連通する室内側吸込口 1 0 3および室内側吐出口 1 0 4と、 背面に室 外 1 0 5と連通する室外側吸込口 1 0 6および室外側吐出口 1 0 7と を有している。 また、 箱状の外かく 1 0 1の内部には、 室内側吸込口 1 0 3と室外側吐出口 1 0 7を結び排気用羽根 1 0 8を両シャフトの 一方に固着した電動機 1 0 9を設けた排気通風路 A— A, と、 室外側 吸込口 1 0 6と室内側吐出口 1 0 4を結び電動機 1 0 9の他方のシャ フ卜に固着した給気用羽根 1 1 0を配設した給気通風路8→8 ' とが 形成されている。 排気通風路 Α→Α ' と給気通風路8→8 ' は仕切り 板 1 1 1により一部は交差し、 他の部分は互いに区画されている。 そ の交差する部分に熱交換器 1 1 2が配設されている。 また、 0 °C付近 に動作点を有しているダンパ一 1 1 3には軸 1 1 4とヒンジ 1 1 5が 設けられており、 軸 1 1 4とヒンジ 1 1 5を中心に回動屈折展伸し、 熱交換器 1 1 2の給気通風路を開放あるいは一部閉鎖をする構成とな つている。 発明の開示
熱交換形換気装置は、 '
室外とダク トを介して連通して排気流および給気流の経路を形 成するために側面に接続される排気用接続部および給気用接続部を備 え、 下面開放口に室内の汚染された空気を吸込む排気口と室外の新鮮 な外気を室内に取り込むための給気口を有した箱状の本体を具備し、 本体はその内部に
排気用ファンおよび給気用ファンを駆動させる電動機と、 排気口から吸込まれる室内空気と室外から取り入れられ た新鮮な外気との間で排熱を回収する熱交換器と、
給気用接続部から給気口に至る給気経路において給気の 流れを遮る遮断ダンパーと、
取り込まれた外気の温度を検知する給気温度検知手段と を備え、
給気温度検知手段からの信号に基づいて遮断ダンパーが作動し て給気の流れを寸断するとともに、 排気用フアンによる排気風量が減 少する 図面の簡単な説明
図 1は本発明の一実施の形態の熱交換形換気装置の設置状態を示す 住宅設置図である。
図 2は本発明の一実施の形態の熱交換形換気装置の構成を示す正面 図である。
図 3は本発明の一実施の形態の熱交換形換気装置の遮断ダンパー動 作時の正面図である。
図 4は本発明の一実施の形態の熱交換形換気装置の開閉弁開放時の 正面図である。
図 5は本発明の本発明の一実施の形態の熱交換形換気装置の構成を 示す正面図である。
図 6は本発明の一実施の形態の熱交換形換気装置の構成を示す正面 図である。
図 7は本発明の本発明の一実施の形態の熱交換形換気装置の構成を 示す正面図である。
図 8は従来の同熱交換形換気装置を示す正面図である。 発明を実施するための最良の形態
上述のような従来の熱交換形換気装置では、 ダンパーの回動屈折展 伸運動により、 熱交換器の給気通風路を一部しか閉鎖することができ ない。 そのため、 極めて低温の外気を給気した状況においては、 その 一部の閉鎖された箇所を避けて、 熱交換器に給気が流入されるため熱 交換器の氷結による目詰まりを完全に防止することができない。 また、 排気から熱交換器により排熱回収が十分に行われないため、 熱供与さ れた給気においても氷点下の給気が室内に流れ込むこともある。 その ため、 居住者への冷風感の供与を完全に除くことができないという課 題がある。
本発明は、 このような従来の課題を解決するものであり、 熱交換器 の氷結による目詰まりの防止、 またはコールドドラフト感を軽減でき る熱交換形換気装置を提供することを目的としている。
本発明によれば、 熱交換器の氷結による目詰まりを防止し、 居住者 に冷風感を与えることのない熱交換形換気装置を提供が得られる。 また、 本発明によれば、 極めて低温の室外の空気を取り込んだ時にお いても、 熱交換器が氷結することなく使用可能で、 温度の低い給気を 室内に与えることのない熱交換形換気装置を提供することができる。 以下、 本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態 1 )
図 1から図 4に示すように、 本発明の熱交換形換気装置は、 室外 1 と排気ダク ト 2および給気ダク ト 3を介して連通して排気流および給 気流の経路を形成するために側面に接続される排気用接続部 4および 給気用接続部 5を備えている。 そうして、 この熱交換形換気装置は、 下面開放口 7に室内 8の汚染された空気 9を吸込む排気口 1 0と室外 1の新鮮な外気を室内 8に取り込むための給気口 1 1を有した箱状の 本体 6を備えている。 本体 6の内部には、 排気用ファン 1 2および給 気用ファ ン 1 3の双方を駆動させる電動機 1 4と、 排気口 1 0から吸 込まれる室内空気と室外 1から取り入れられた新鮮な外気との間で排 熱を回収するように設けられた熱交換器 1 9と、 給気用接続部 5から 給気口 1 1に至る給気経路 1 8において給気 1 Ίの流れを遮る遮断ダ ンパー 2 0と、 取り込まれた外気の温度を検知する給気温度検知手段 2 1とが備えられている。 給気温度検知手段 2 1からの信号に基づい て遮断ダンパー 2 0が作動して給気 1 7の流れを寸断する。 それとと もに、 給気温度検知手段 2 1からの信号に基づいて排気用ファン 1 2 による排気風量が減少される。
詳細な構成を以下に示す。 この熱交換形換気装置は、 室外 1と連通 させる排気ダク ト 2と給気ダク ト 3に接続される排気用接続部 4と給 気用接続部 5とを側面に有した箱状の本体 6と、 その本体 6の下面開 放口 7に室内 8と連通し、 室内 8の汚染された空気 9を排出する排気 口 1 0と、 室外 1の新鮮な外気を取り入れて室内 8に吐出する給気口 1 1 とを備えている。 この本体 6は内部に排気用ファン 1 2と給気用 ファン 1 3を連結して回転駆動させ風量を多量または少量の設定に変 換することができる電動機 1 4を内包している。 排気口 1 0より吸込 まれた汚染された空気 9は、 排気経路 1 6と給気経路 1 8において排 気 1 5に含まれる熱エネルギーをそのまま廃棄せず、 給気 1 7側に熱 供給して回収させる熱交換器 1 9を備えている。 この排気経路 1 6は、 排気用ファン 1 2に吸引され、 排気用接続部 4および排気ダクト 2を 通過して室外 1に排出される排気 1 5の流れが形成される経路である。 また、 この給気経路 1 8は、 給気ダク ト 3から給気用接続部 5を経て 給気用ファン 1 3により送風されて給気口 1 1より吐出される給気 1 7の経路である。 給気経路 1 8の給気用接続部 5の内部近傍には、 給 気 1 7が熱交換器 1 9に流入する前に加熱させることができる加熱手 段 2 5が備えられている。 その給気 1 Ίの流れの下流に給気 1 7の流 れを遮り、 好ましくは板状の弁を開閉する遮断ダンバ一 2 0が熱交換 器 1 9の送風の上流側に配設されている。 同様に給気経路 1 8内に給 気 1 7の温度を測定し検知する、 好ましくはバイメタルゃサーミス夕 などの給気温度検知手段 2 1が配設されている。 既定の温度値に対し、 流入する給気温度が下回った場合に、 給気温度検知手段 2 1が信号を 発し遮断ダンパー 2 0を開閉させる。 遮断ダンパー 2 0が給気温度検 知手段 2 1から発せられる信号を受信して閉鎖する時間を、 居住者も しくは設備工事者が、 任意に設定することができるタイマー 2 2が装 備されている。
また、 本体 6の排気経路 1 6と給気経路 1 8を区分けしている壁部 2 3には開孔がある。 この開孔は排気経路 1 6と給気経路 1 8を連通 可能とさせており、 その開孔を被覆する開閉弁 2 4も備えられている。 また、 排気用ファン 1 2の近傍には、 可変定常周期のパルス波を発 する発信部とそのパルス波を受ける受信部 3 1 とを併せ持った回転数 検知手段 2 6が備えられている。 この回転数検知手段 2 6からの信号 と既定の設定値とを比較して排気用ファン 1 2の回転数の増減を変更 するため、 電動機 1 4の入力周波数を変更して制御する回転数制御手 段 2 7が備えられている。
給気経路 1 8を経て室内 8に送風される氷点下 1 0 °C以下の極めて 低温の給気によって、 排気 1 5内の水蒸気はその給気 1 7との熱交換 により急激に冷却され、 熱交換器 1 9を通過後に氷結して熱交換器 1 9の排気出口部分にて固着する。 引き続き冷却することにより、 氷結 は肥大化し、 熱交換器の通風路に目詰まりを起こすことになる。 この 状態が継続されれば最終的には排気経路 1 6が完全に氷結で閉鎖され 排気 1 5が停留することとなる。 しかし、 給気温度検知手段 2 1が事 前に給気温度を検知して、 例えば既定の温度設定値が氷点下 3 °Cとし たケースでは流入する給気温度が氷点下 3 °Cを下回った場合、 バイメ タルなどは接点部が接触し接点に電流が流れる。 それを信号として遮 断ダンパー 2 0に電流が流れ遮断ダンパー 2 0が駆動して全閉し給気 1 7の流れを完全に停止させる。 この様にして、 熱交換器 1 9の氷結 を未然に防止することができる。 また、 遮断ダンパー 2 0が駆動して 給気 1 7が寸断されたときに、 給気 1 7遮断時の給気経路 1 8内にあ る給気用ファン 1 3は無負荷状態に近づくため回転数が上昇していく。 その給気用ファン 1 3を駆動している電動機 1 4のシャフト 2 8を介 して他方のお 気用ファン 1 2の回転数も同様に上昇していく。 しかし、 遮断ダンパー 2 0が閉鎖された信号が電動機 1 4に送られて電動機 1 4による回転軸の回転数が強制的に減少させられる。 そのため回転数 上昇を抑制し排気風量の急激な増加を抑えることができ、 過度の吸い 込みにより居室空間の隙間から侵入してくる隙間風の増大を防いだり、 居室が多大な負圧下になるためにドアが開けずらいなどの障害を防止 することができる。
その後、 給気温度検知手段 2 1にて検知する温度が設定値を越えた 際に遮断ダンパー 2 0は開放状態に復帰し通常の運転となる。
また、 室外 1から氷点下 1 0 °Cで進入してきた給気 1 7は、 給気温 度検知手段 2 1により、 設定温度より低いと検知されたときに、 閉鎖 の信号が発せられて遮断ダンパ一 2 0が閉鎖される。 しかし、 一旦、 遮断ダンパー 2 0により閉鎖された給気経路 1 8は、 低温の給気 1 7 と室内空気の影響を受ける部分に区別され、 徐々に給気温度検知手段 2 1の雰囲気温度を上昇させていき、 結果的には設定温度以上に温度 が上昇する。 この温度検知により閉鎖解除の信号が遮断ダンパー 2 0 に発信される。 ところで、 給気温度検知手段 2 1が電動機 1 4などの 近傍にあって急激に暖められた場合には、 遮断ダンパ一 2 0が閉鎖さ れて数分後或いは数秒後に再び遮断ダンバ一 2 0が開放してしまい、 連続的なバタツキ感のある不快音を発生させることがある。 しかし、 タイマ一 2 2にて閉鎖の時間を自由に設定できる。 そのため、 遮断ダ ンパー 2 0の閉鎖信号と開放信号の発せられる間隔が非常に短い場合 でも、 閉鎖時間の間隔を任意に設定して安定し不快音のない遮断ダン パー 2 0の開閉を実現することができる。 そうして、 連続的な開閉を 極力防止することができるために、 疲労による故障や変形など遮断ダ ンパ一 2 0の運転寿命を大幅に延長することができる。
また、 遮断ダンパー 2 0が閉鎖された際、 開閉弁 2 4を開放し、 壁 部 2 3 にある開孔を介して排気経路 1 6と給気経路 1 8を連通させる ことができる。 こうすることで、 排気 1 5の一部を給気として、 再び 熱交換器 1 9を通過させるので、 今まで給気 1 7により低温まで冷却 された熱交換器 1 9の素子に予熱して、 多少氷結した水蒸気を早期に 解凍させることができる。 それとともに、 給気経路 1 8に排気 1 5を 再流入させるので、 排気経路 1 6と給気経路 1 8の圧力差を低減させ ることができる。 また、 圧力差が小さくなるので給気 1 7が閉ざされ たことにより上昇した排気用ファン 1 2の回転数を低く抑制すること ができ、 騒音を減少させることができる。
また、 加熱手段 2 5により給気 1 7に熱供与させて氷点下 1 0 °Cな どの設定温度以上まで予熱を施して、 給気 1 7の温度を上昇させ、 熱 交換器 1 9の氷結を未然に防ぐことができる。 それとともに、 給気 1 7に予熱を施すために、 給気温度検知手段 2 1にて設定した温度より 吸入する屋外の空気の温度を上昇させるので、 遮断ダンパー 2 0を作 動させることなく連続運転ができる。 こうすることで、 住居者が新鮮 な室外 1の空気の流入量を減少させないで十分に得ることができる。 また、 熱交換器 1 9により排気 1 5の熱を給気 1 7に供与されたとし ても、 その糸合気 1 7の温度が冷たいと感じたときは加熱手段 2 5にて、 居住者が求める好ましい温度まで給気 1 7の温度上昇させることがで きる。 従って、 快適な室内 8の空気環境を創造することができる。
また、 電動機 1 4は直流モ一夕 (図示せず) により構成され、 双方 から突出したシャフトに排気用ファン 1 2 と給気用ファン 1 3が接続 固定されている。 こうすることで、 一般的に広く汎用されている回転 数制御機能を直流モ一夕に容易に接続ならびに運転することができ、 回転数の制御を例えば入力される電流値の検出などで非常に精度の高 い制御とすることができ、 排気風量の抑制が簡易に行われる。 それと ともに、 直流モータは消費電力が非常に小さいので省エネルギー効果 も得ることちできる。 また、 給気経路 1 8を通過する給気 1 7が遮断ダンパー 2 0により 閉鎖遮断されたときには、 電動機 1 4の駆動を風量少量域に変更し、 排気用ファン 1 2の回転数を抑制して室内静圧の過剰な負圧化を防ぐ。 し力 し、 接続される排気ダク ト 2および給気ダクト 3が非常に短く機 内抵抗が低くて排気 1 5が容易に排出しやすい場合や部屋が狭い場所 などでは、 設定以上に排出されてしまう。
しかし、 回転数検知手段 2 6の発信部から発した可変定常周期、'例 え 5 0 m sの周期では 2 0 0サイクルの周期でパルス波を送るが、 その定常的な周期を任意に変更することが出来る信号を受信部 3 1が 読み取り、 実際の排気用ファンの回転数を算出し回転数制御手段 2 7 に信号を送る。 その信号と既定値の大小により、 排気用ファン 1 2を 駆 ®Jさせる電動機 1 4への入力周波数を変更させることができる。 こ うすることで、 配管の状態や室内空間の広さにより回転数が上昇し排 気風量が上昇することを抑え、 過度の吸い込みにより居室空間の隙間 から侵入してくる隙間風の増大を防いだり、 居室が多大な負圧下にな るためにドアが開けずらいなどの障害を防止することができる。
また、 排気経路 1 6と給気経路 1 8の圧力差を読み取る静圧検知手 段 2 9が排気経路 1 6内に備えられている。 排気経路 1 6と給気経路 1 8 の圧力差が静圧検知手段 2 9に設定された圧力差を越える場合に は、 その静圧検知手段 2 9の信号により排気用ファン 1 2の回転数を 制御する回転数制御手段 2 7 Aが備えられている。 例えば、 遮断ダン パー 2 0の閉鎖時には、 給気経路 1 8の給気口 1 1側は 0 mm水頭で、 排気経路 1 6の排気口 1 0側は正圧 7 m m水頭とるから圧力差 7 m m 水頭となる。 これを上述の設定値としている。 本発明の熱交換形換気 装置をダク ト長の長い条件や部屋の広さに設置した際、 排気経路 1 6 と給気経路 1 8の圧力差は設置条件に従って数値が例えば 8〜 9 m m 水頭に変移する。 しかし、 静圧検知手段 2 9が圧力差を検知し、 設定 値の圧力差に合致させるように回転数を変更させる回転数制御手段 2 7 Aに信号を送って回転数を変更させることができる。 その結果、 過 度の排気を抑えて室内過負圧状態を防ぎ回転数上昇による騒音を抑制 させたり、 逆に必要風量が減少した場合に回転数を上昇させ風量を増 加させることができる。
(実施の形態 2 )
本実施の形態での熱交換形換気装置は、 図 5に示すように、 給気 1 7の温度を検知する給気温度検知手段 2 1 Aの検知する設定温度を居 住者もしくは設備工事者にて任意に設定する構成である。
室内 8温度に対して供給される給気 1 7の温度の冷風感を感じやす ぃサニタリ一や風呂場などの環境や冬季など室内外の温度差が非常に 大きい際においては、 検知温度の設定を、 例えば、 氷点下 1 0 °Cから 0 °Cに変更することにより、 給気温度検知手段 2 1 Aから遮断ダンパ 一 2 0への信号送信がより早期に発することができる。 通常では給気 温度検知手段 2 1 Aとしてサーミス夕を用い、 サ一ミス夕の設置され る雰囲気に従い変化する抵抗値を信号として読み取り、 居住者が希望 として任意に設定することが出来る温度を閾値として遮断ダンパー 2 0への信号を送る構造となっている。 こうすることにより、 遮断ダン パー 2 0が通常よりも早く閉鎖され、 冷風感を抑えたい環境下や期間 に合わせて給気 1 7を遮断し、 居住者に対する不快感を大きく低減す ることができる。 なお、 本実施の形態で説明した構成要素のうち、 実 施の形態 1で説明した構成要素と同符号のものは同一構成要素であり、 その説明は省略する。
(実施の形態 3 )
本実施の形態での熱交換形換気装置は、 図 6に示すように、 給気温 度検知手段 2 1 Bは着脱可能であり、 クランプにて給気経路 1 8内の 任意の箇所に設置、 固定することができる。 本体 6が設置される場所の近傍に室内の空気調和として冷暖房器が 備えられていて、 給気温度検知手段 2 1 B周りの雰囲気に影響を与え やすい場合や配管施工の不完全さにて空気の漏れが生じている場合な どは、 給気 1 7の温度が不安定になることがある。 この様な場合では、 設定された温度を検知できないことが数多く見受けられる。 しかし、 本実施の形態では、 安定した室外 1の温度を検知できる場所にネジな どで取り付けているクランプを再固定し、 このクランプに給気温度検 知手段 2 1 Bを挟着し設置することができる。 こうすることで、 正確 で、 設置箇所に左右されることがない遮断ダンパー 2 0の作動を確保 することができる。 なお、 本実施の形態で説明した構成要素のうち、 実施の形態 1で説明した構成要素と同符号のものは同一構成要素であ り、 その説明は省略する。
(実施の形態 4 )
本実施の形態での熱交換形換気装置は、 図 7に示すように、 排気風 量を検知する風量検知手段 3 0が本体 6に備えられ、 この風量検知手 段 3 0の信号により排気用ファン 1 2の回転数を制御する回転数制御 手段 2 7 Bも備えられている。 この風量検知手段 3 0は、 通常は通気 抵抗の少ない網状の風速検知装置により構成され、 まず風速を検出し、 有効検矢ロ面積を乗じて風量を算出する。
遮断ダンパー 2 0が作動し給気 1 7が停止している間、 排気が居住 者の要望以上に排出され、 隙間風の発生や室内のドアが開けずらいな どの問題が発生する場合がある。 この様な場合には、 例えば、 風量検 知手段 3 0を排気口 1 0の近傍に配設することで、 必要以上の排気を しないように回転数制御手段 2 7 Bを用いて回転数を変更させ、 要望 される風量に安定させることができる。 なお、 本実施の形態で説明し た構成要素のうち、 実施の形態 1で説明した構成要素と同符号のもの は同一構成要素であり、 その説明は省略する。 以上の各実施の形態で説明した通り、 本発明の熱交換形換気装置は、 給気温度検知手段により給気の温度を検知して、 遮断ダンパーを作動 させ給気の流れを遮ることにより、 熱交換器に冷風が届かないように することができ、 熱交換器の経路側の氷結を防ぐことができる。 また、 低温の給気の流れを止めるので、 居住者に冷風感を与えることがない という作用を有する。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 進入してくる低温の給気の温 度に反応して給気の流れを寸断する遮断ダンパーの作動温度を当該装 置の設置場所や使用状況を考慮して居住者の要望にて簡易に変更する ことができるという作用を有する。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 遮断ダンパーにより遮られた 給気が熱交換器を通過する間隔を変更させて、 熱交換器の氷結を防止 し、 また遮断ダンパーの開閉時間の間隔を保持することにより、 急激 で短時間による遮断ダンパーの開閉運動 (いわゆるチャタリング) を 防ぎ、 騒音防止と耐久性の向上を図ることができるという作用を有す る。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 排気ファンにより室外に排気 されるべき室内空気を給気経路側に開閉弁を介して連通させ、 給気経 路を通過させることで、 熱交換器の給気側に排熱供給を施して熱交換 器の温度を室温に近づけ、 熱交換器の氷結を未然に防ぐという作用を 有する。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 熱交換器を通過する給気を 氷結に至らない温度まで過熱して、 熱交換器の氷結を未然に防ぐこと ができるという作用を有する。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 温度検知に影響を受けやすい 場合や、 排気ダク トのより室外側に設置して給気温度を厳密に測定す るなどの要望により、 設置条件に頼ることのない温度検知環境を作り 出して、 給気温度検知手段に至るまでの温度検知の精度を格段に向上 させるという作用を有する。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 遮断ダンパーにより給気の流 れを遮断されて排気風量が急激に増大した場合でも、 直流モータに入 力される電流量を検知することで、 回転数を一定に保持することがで き、 容易に回転数を減少させ、 必要以上の排気風量の増大を抑制する ことができるという作用を有する。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 遮断ダンパーにより給気の流 れを遮られた環境にて、 排気と給気のバランスを考慮して、 排気ファ ンの回転数を減少させ排気風量を低下させることにより、 不快な室内 の隙間風の増大を防ぐことができるという作用を有する。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 遮断ダンパ一により給気の流 れを遮られた環境にて、 本体内の排気と給気の差圧を読み取り、 排気 経路の静圧と給気経路の静圧が必要以上に高揚しないように制御し、 排気用フアンの回転数を減少させ排気風量を低下させることにより、 不快な室内の隙間風の増大を防ぐことができるという作用を有する。
また、 本発明の熱交換形換気装置は、 排気経路の風量を検知して、 遮断ダンパ一により給気の流れを遮られた環境にて、 排気風量が増大 し不快な室内の隙間風の増大しないように排気用ファンの回転数を減 少させ排気風量を低下させることができるという作用を有する。 産業上の利用可能性
本発明の熱交換形換気装置は、 熱交換器の氷結を防ぎ、 極めて低温 の外気を取り入れる際の居住者への冷風感を抑制する機能を有した熱 交換形換気装置の用途として有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 室外とダク トを介して連通して排気流および給気流の経路を形 成するために側面に接続される排気用接続部および給気用接続部を備 え、 下面開放口に室内の汚染された空気を吸込む排気口と室外の新鮮 な外気を室内に取り込むための給気口を有した箱状の本体を具備し、 前記本体はその内部に
排気用ファンおよび給気用ファンを駆動させる電動機と、 前記排気口から吸込まれる室内空気と室外から取り入れ られた新鮮な外気との間で排熱を回収する熱交換器と、
前記給気用接続部から前記給気口に至る給気経路におい て給気の流れを遮る遮断ダンパーと、
取り込まれた前記外気の温度を検知する給気温度検知手 段と
を備え、
前記給気温度検知手段からの信号に基づいて前記遮断ダンパー が作動して給気の流れを寸断するとともに、 前記排気用ファンによる 排気風量が減少する熱交換形換気装置。
2 . 前記給気温度検知手段の検知温度を任意に設定または変更する ことができる検知温度設定手段を更に備える請求項 1記載の熱交換形 換気装置。
3 . 前記遮断ダンパーの閉鎖時間を任意に設定することができる夕 イマ一を更に備える請求項 1または 2に記載の熱交換形換気装置。
4 . 前記排気用接続部から排気口に至る排気経路の一部と給気経路 の一部を連通可能とする開閉弁を前記本体内に更に備える請求項 1、 2、 または 3に記載の熱交換形換気装置。
5 . 前記給気用接続部から吸入された給気に、 前記熱交換器を通過 する直前に予熱を加える加熱手段を更に備える請求項 1から 4のいず れかに記載の熱交換形換気装置。
6 . 前記給気温度検知手段は着脱可能であり、 任意の給気経路に取 り付け可能である請求項 1から 5のいずれかに記載の熱交換形換気装 置。
7 . 前記排気用ファンならびに前記給気用ファンは直流モータによ り駆動される請求項 1から 6のいずれかに記載の熱交換形換気装置。
8 . 前記排気用ファンの回転数を検出する回転数検知手段と、
前記回転数の信号に基づいて前記排気用ファンの回転数を制御 する回転数制御手段と
を更に備える請求項 1から 7のいずれかに記載の熱交換形換気装置。
9 . 前記排気経路内の静圧を検知する静圧検知手段と、
前記静圧検知手段の信号により前記排気用ファンの回転数を制 御する回転数制御手段と
を更に備える請求項 1から 7のいずれかに記載の熱交換形換気装置。
1 0 . 前記排気風量を検知する風量検知手段と、
前記風量検知手段の信号により前記排気用フアンの回転数を制 御する回転数制御手段と を更に備える請求項 1から 7のいずれかに記載の熱交換形換気装置。
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