| 【発明の名称】 |
熱交換換気装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】大山 儀春
【氏名】河上 大地
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| 【要約】 |
【課題】外気温が低い場合に換気機能を停止させることなく且つ室内の暖房効果を維持でき、しかも、氷結による装置の損傷を防止できる熱交換換気装置を提供する。
【解決手段】熱交換換気装置は、室内（Ａ）の空気を排出する排気ファン（１５）が配置された排気流路と、屋外（Ｂ）の空気を供給する給気ファン（２５）が配置された給気流路と、排気流路および給気流路の両方に介在する状態で配置された熱交換用の熱交換素子（３）とをケーシング（１）に収容して成る。そして、給気ファン（２５）の近傍には、供給する屋外（Ｂ）の空気の温度が所定温度よりも低い場合に給気ファン（２５）を停止させる温度検知器（５）が設けられる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 室内（Ａ）の空気を屋外（Ｂ）へ排出する排気ファン（１５）が配置された排気流路と、屋外（Ｂ）の空気を室内（Ａ）へ供給する給気ファン（２５）が配置された給気流路と、前記の排気流路および給気流路の両方に介在する状態で配置された熱交換素子（３）とをケーシング（１）に収容して成り、かつ、室内（Ａ）の暖房条件下、室内（Ａ）の空気を排出する際に熱交換素子（３）によって吸熱し、屋外（Ｂ）の空気を供給する際に熱交換素子（３）によって加温する熱交換換気装置において、供給する屋外（Ｂ）の空気の温度が所定温度よりも低い場合に給気ファン（２５）を停止させる温度検知器（５）が設けられていることを特徴とする熱交換換気装置。
【請求項２】 温度検知器（５）が給気ファン（２５）の近傍に設けられている請求項１に記載の熱交換換気装置。
【請求項３】 温度検知器（５）が熱交換素子（３）に装着されている請求項１に記載の熱交換換気装置。
【請求項４】 ケーシング（１）の底であって且つ熱交換素子（３）に対して排気流路の下流側に相当する部位には、結露で生じた水を捕捉する落込み部（４）が熱交換素子（３）よりも低い基準で設けられ、かつ、落込み部（４）は、立ち下がった側壁を有する扁平な容器状に形成されている請求項１〜３の何れかに記載の熱交換換気装置。
【請求項５】 熱交換素子（３）に対して給気流路の上流側には、導入する屋外（Ｂ）の空気を清浄化するためのフィルター（３１）がケーシング（１）の底板（１１）側から着脱可能に設けられ、かつ、フィルター（３１）の下端縁には、当該フィルターで捕捉した異物を収容する受け皿（３１ｐ）が付設されている請求項１〜４の何れかに記載の熱交換換気装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換換気装置に関するものであり、詳しくは、室内の暖房効果を維持しつつ、熱交換素子の氷結を防止できる熱交換換気装置に関するものである。また、詳しくは、結露によって発生した水を円滑に排出できる熱交換換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高気密・高断熱の建物においては、居室内の換気を図り且つ冷暖房機器による温調効果を損なわないため、熱交換換気装置が取り付けられる。熱交換換気装置は、排気ファンによって室内の空気を屋外へ排出すると同時に、給気ファンによって屋外の空気を室内へ供給し、しかも、室内から排出される空気の温熱または冷熱を屋外から供給される空気に熱交換素子によって伝達することにより、室内の冷暖房ロスを低減する換気装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の熱交換換気装置においては、冬季などに室内を暖房した場合に次の様な問題が発生する。すなわち、外気温が極めて低い場合は、屋外から供給される空気を熱交換素子によって室内温度に近い温度まで十分に加温することが難しく、かつ、連続運転により徐々に素子自体の温度が低下し、室内に冷たい空気が供給されるため、暖房効果を損なうと言う問題がある。
【０００４】更に、排気される室内の空気は、屋外の空気に比較して高湿度であるため、極端に外気温が低下した場合や寒冷地においては、排気口に近い熱交換素子の一部が氷結することがある。そして、氷結によって熱交換素子が閉塞した状態で運転すると、十分に換気できないばかりか、装置を損傷する虞もある。一方、上記の様に室内に供給される空気が冷たい場合、熱交換換気装置を完全に停止させると、当然ながら室内の換気も出来なくなる。特に、高気密の建物においては、居室内に新鮮な空気を殆ど取り入れることが出来なくなると言う問題がある。
【０００５】また、上記の様な氷結に至らないまでも、室内の湿度の高い空気を排気した場合には、熱交換素子の内部や素子から屋外へ吹き出す経路において結露する。通常、熱交換換気装置の排気口側には、本体内部で結露した水を排出するための排水口が設けられているが、結露水の発生量や供給ファンの吸引力によっては、結露した水が円滑に排出されずに装置内で逆流することがある。なお、結露水の問題は、夏季などの外気が高温多湿の場合にも発生する。
【０００６】本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、冬季などの特に外気温が低い場合において、換気機能を停止させることなく且つ室内の暖房効果を維持でき、しかも、氷結による装置の損傷を防止できる熱交換換気装置を提供することにある。また、本発明の目的は、結露によって発生した水を円滑に排出できる熱交換換気装置を提供することにある。更に、本発明の他の目的は、保守管理の一層容易な熱交換換気装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべく、本発明の熱交換換気装置は、室内の空気を屋外へ排出する排気ファンが配置された排気流路と、屋外の空気を室内へ供給する給気ファンが配置された給気流路と、前記の排気流路および給気流路の両方に介在する状態で配置された熱交換素子とをケーシングに収容して成り、かつ、室内の暖房条件下、室内の空気を排出する際に前記の熱交換素子によって吸熱し、屋外の空気を供給する際に前記の熱交換素子によって加温する熱交換換気装置において、供給する屋外の空気の温度が所定温度よりも低い場合に前記の給気ファンを停止させる温度検知器が設けられていることを特徴とする。
【０００８】すなわち、上記の熱交換換気装置において、特定の温度検知器は、室内の暖房条件下、供給する屋外の空気の温度が所定温度よりも下がった場合に給気ファンだけを停止させ、熱交換素子の過剰な温度低下を防止する。そして、上記の温度検知器は、給気ファンの近傍に設けられるか、あるいは、熱交換素子に装着されることにより、供給する屋外の空気の温度を一層正確に検出できる。
【０００９】また、上記の熱交換換気装置においては、結露水の逆流や飛散を防止するため、ケーシングの底であって且つ熱交換素子に対して排気流路の下流側に相当する部位には、結露で生じた水を捕捉する落込み部が熱交換素子よりも低い基準で設けられ、かつ、前記落込み部は、立ち下がった側壁を有する扁平な容器状に形成される。
【００１０】すなわち、上記の態様において、排気流路の下流側に設けられた落込み部は、屋外へ排出される空気に伴って熱交換素子から流出する水を捕捉する。その際、落込み部は、熱交換素子よりも低い基準で設けられており、しかも、上記の特定の形状に形成されているため、捕捉した水が供給側の空気流に同伴されるのを抑制できる。
【００１１】更に、上記の各態様においては、メンテナンスを容易にするため、熱交換素子に対して給気流路の上流側には、導入する屋外の空気を清浄化するためのフィルターがケーシングの底板側から着脱可能に設けられ、かつ、前記フィルターの下端縁には、当該フィルターで捕捉した異物を収容する受け皿が付設されているのが好ましい。斯かる態様においては、熱交換素子の汚れを防止でき、しかも、容易にフィルターを清掃できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係る熱交換換気装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、熱交換換気装置の内部構造を示す平面図である。図２は、熱交換換気装置の内部構造を破断して示す側面図である。図３は、熱交換素子の斜視図である。図４は、落込み部の形態を示す要部の斜視図である。図５は、フィルターの構造を示す組立斜視図である。
【００１３】本発明の熱交換換気装置は、室内から排出される空気の温熱または冷熱を屋外から供給される空気に伝達することにより、室内の温調効果を維持しつつ、室内の空気を換気する換気装置あり、斯かる装置は、図１及び図２に示す様に、ケーシング（１）に所要の部材を収容して構成される。ケーシング（１）は、天井裏などの狭い空間に収容するため、扁平な方形状の凾体として形成される。
【００１４】ケーシング（１）には、室内（Ａ）の空気を屋外（Ｂ）へ排出する排気ファン（１５）が配置された排気流路と、屋外（Ｂ）の空気を室内（Ａ）へ供給する給気ファン（２５）が配置された給気流路と、前記の排気流路および給気流路の両方に介在する状態で配置された熱交換素子（３）とが収められる。
【００１５】排気流路は、室内（Ａ）の空気を排気するための道筋を示す概念であり、給気流路は、屋外（Ｂ）の空気を取り入れるための道筋を示す概念である。具体的には、ケーシング（１）の内部は、平面視した場合、熱交換素子（３）を中心に、室内空気導入室（１２）、室内空気排出室（１４）、外気導入室（２２）及び外気供給室（２４）４つの領域に略区画されている。そして、上記の排気流路は、室内空気導入室（１２）、熱交換素子（３）及び室内空気排出室（１４）から成り、給気流路は、外気導入室（２２）、熱交換素子（３）及び外気供給室（２４）から成る。
【００１６】排気ファン（１５）としては、例えば、シロッコ型のファンが使用され、斯かるファンは、室内空気導入室（１２）に配置される。また、給気ファン（２５）としては、同様のシロッコ型のファンが使用され、斯かるファンは、外気供給室（２４）に配置される。また、上記の様に区画された各室には、それぞれ、吸入口（１２ｃ）、吐出口（１４ｃ）、吸入口（２２ｃ）及び吐出口（２４ｃ）が付設される。
【００１７】上記の吸入口（１２ｃ，２２ｃ）及び吐出口（１４ｃ，２４ｃ）には、室内の空気を吸入し若しくは室内に空気を供給するために別途引回されるダクト（図示省略）、または、屋外側に突出する状態で配置されるダクト（図示省略）が接続される。吸入口（１２ｃ，２２ｃ）や吐出口（１４ｃ，２４ｃ）は、設置場所に応じ、図示した側面とは異なるケーシング（１）の側面に変更可能になされていてもよい。
【００１８】熱交換素子（３）は、それ自体の温度と接触する空気の温度との差により、当該熱交換素子を通過する空気との間で熱を授受する部材であり、熱伝導性に優れた材料によって構成され且つ空気との接触面積の大きな構造とされる。例えば、熱交換素子（３）は、アルミニウム合金などから成る平板と波板を積層して構成される。斯かる熱交換素子（３）の構成は従来公知のものと同様である。
【００１９】すなわち、本発明の熱交換換気装置では、例えば、冬季などの外気温が低い場合における室内（Ａ）の暖房条件下、室内（Ａ）の空気を排出する際に熱交換素子（３）によって排気流路上の空気から吸熱し、屋外（Ｂ）の空気を供給する際に熱交換素子（３）によって給気流路上の空気を加温する様に構成されている。
【００２０】ところで、上記の様に熱の授受を行いつつ換気するにしても、外気温が特に低い場合は、前述の様に、連続運転によって熱交換素子（３）の温度が徐々に低下し、室内（Ａ）に冷たい空気が供給される。更には、熱交換素子（３）が氷結することがある。そこで、本発明の熱交換換気装置においては、熱交換素子（３）の過剰な温度低下を防止するため、図１に示す様に、導入した屋外（Ｂ）の空気の温度が所定温度よりも低い場合に給気ファン（２５）を停止させる温度検知器（５）が設けられる。
【００２１】温度検知器（５）は、空気の温度を検出し且つ給気ファン（２５）の制御回路に作動／停止の信号を出力可能なサーミスタ等のセンサーや、前記の制御回路の一部として給気ファン（２５）の作動／停止用のスイッチを構成する感温スイッチ等によって構成される。給気ファン（２５）を停止させるための温度検知器（５）における設定温度は、熱交換素子（３）が氷結することのない様な温度、例えば０〜４℃、好ましくは１〜３℃とされる。また、一旦停止させた給気ファン（２５）を再び作動させるための温度は、通常、熱交換素子（３）の昇温の程度を考慮し、上記の停止温度よりも高い温度、例えば３〜７℃、好ましくは４〜６℃に設定される。
【００２２】温度検知器（５）は、熱交換後の屋外（Ｂ）の空気の温度を検知するため、通常、給気ファン（２５）の近傍、すなわち、外気供給室（２４）に設けられる。また、上記の温度検知器（５）は、熱交換素子（３）の温度の異常低下を検出すると言う観点からは熱交換素子（３）に直接装着されていてもよい。温度検知器（５）を熱交換素子（３）に設ける場合には、熱交換素子（３）の上端面または下端面などの通気を阻害しない部分に密着されるか、あるいは、熱交換素子（３）の略中央に設けられた小孔（図示省略）に挿入される。
【００２３】更に、本発明の熱交換換気装置においては、結露によって生じた水の装置内での飛散や逆流を防止するため、図１に示す様に、ケーシング（１）の底であって且つ熱交換素子（３）に対して排気流路の下流側に相当する部位には、結露で生じた水を捕捉する落込み部（４）が熱交換素子（３）よりも低い基準で設けられる。ケーシング（１）の底板（１１）は、装置内の水をトラップするため、周囲が若干立ち上げられており、それ自体がドレーンパンとして機能するが、本発明においては、上記の落込み部（４）を設けることにより、発生した水の飛散などをより一層効果的に防止できる。
【００２４】具体的には、ケーシング（１）の１つの角部に相当する室内空気排出室（１４）のコーナー部に落込み部（４）が配置される。そして、落込み部（４）は、図４に示す様に、ケーシング（１）の底板（１１）の最も低い部位として形成される。しかも、落込み部（４）は、発生した水を確実に捕捉するため、立ち下がった側壁を有する扁平な容器状に形成される。ケーシング（１）の側面側に立ち上げられた底板（１１）の縁には、落込み部（４）に溜った水を排出するためのドレーンパイプ（４ｆ）が付設される。
【００２５】また、熱交換素子（３）で発生した水を落込み部（４）によって一層円滑に捕捉するため、室内空気排出室（１４）の床に相当する底板（１１）の内表面は、熱交換素子（３）の空気の出口から落込み部（４）に向けて漸次低くなる様に僅かに傾斜していてもよい。更に、本発明の好ましい態様においては、熱交換素子（３）から流れ出た結露水が直ちに逆流することのない様に、室内空気排出室（１４）の上記の底板（１１）内表面には、室内空気排出室（１４）の内側に堰（１６）が設けられる。
【００２６】また、本発明の熱交換換気装置においては、従来の装置と同様に、熱交換素子（３）への異物を侵入を防止するため、図１及び図２に示す様に、熱交換素子（３）に対して給気流路の上流側、具体的には、外気導入室（２２）には、導入する屋外（Ｂ）の空気を清浄化するためのフィルター（３１）がケーシング（１）の底板（１１）側から着脱可能に設けられる。フィルター（３１）の本体は、例えば、図５に示す様に、方形の枠組に合成樹脂製の網材を貼り付けて構成される。なお、フィルター本体としては、繊維材料を圧縮成形して成る繊維ファイルターも使用できる。
【００２７】本発明においては、フィルター（３１）の清掃作業を容易にするため、フィルター（３１）の下端縁には、当該フィルターで捕捉した異物を収容する受け皿（３１ｐ）が付設される。しかも、受け皿（３１ｐ）は、清掃作業をより容易にする観点から、フィルター（３１）の本体に対して着脱可能な構造、すなわち、分解可能な構造を備えているのが好ましい。
【００２８】また、図１に示す様に、熱交換素子（３）に対して排気流路の上流側、具体的には、室内空気導入室（１２）には、室内側で発生した塵などの異物を捕捉するためのフィルター（３２）が底板（１１）側から着脱可能に設けられていてもよい。フィルター（３２）は、上記フィルター（３１）と略同様に構成され、斯かるフィルター（３２）により、排出する室内（Ａ）の空気に同伴して異物が熱交換素子（３）に侵入するのを防止できる。
【００２９】本発明の熱交換換気装置においては、室内（Ａ）を換気する場合、通常、排気ファン（１５）及び給気ファン（２５）の両方を作動させる。すなわち、排気ファン（１５）は、これが作動することにより、吸入口（１２ｃ）から室内（Ａ）の空気を吸入し、ケーシング（１）内の排気流路に通気させ、吐出口（１４ｃ）から屋外（Ｂ）へ排出する。また、給気ファン（２５）は、これが作動することにより、吸入口（２２ｃ）から屋外（Ｂ）の空気を吸入し、ケーシング（１）内の給気流路に通気させ、吐出口（２４ｃ）から室内（Ａ）へ供給する。そして、排気流路および給気流路の両方に介在する状態で配置された熱交換素子（３）は、排気する室内（Ａ）の空気から温度差によって吸収した温熱または冷熱を屋外（Ｂ）から供給される空気に伝達する。
【００３０】上記の熱交換換気装置において、室内（Ａ）の暖房条件下で特に外気温が低くなった場合、上記の様な特定の温度検知器（５）は、供給する屋外（Ｂ）の空気の温度が所定温度よりも下がった場合に給気ファン（２５）だけを停止させ、熱交換素子（３）の過剰な温度低下を防止する。すなわち、室内（Ａ）の空気を排気するための排気ファン（１５）だけを作動状態とさせる。
【００３１】その結果、本発明の熱交換換気装置によれば、室内（Ａ）に極めて冷たい空気が供給されることがなく、暖房機による室内（Ａ）の暖房効果を維持できる。しかも、給気ファン（２５）が停止している間も排気ファン（１５）によって室内（Ａ）の空気を排気するため、換気機能を完全に停止させる虞もない。更に、熱交換素子（３）における氷結を防止できるため、換気機能の低下や装置の損傷を防止できる。
【００３２】上記の様に、給気ファン（２５）を一旦停止させ、排気ファン（１５）だけを作動させることにより、再び熱交換素子（３）の温度を高めることが出来る。そして、温度検知器（５）は、検出した外気供給室（２４）の温度が前述の様な所定温度よりも上がった場合に給気ファン（２５）を再び作動させ、通常の熱交換換気を行わせる。
【００３３】また、本発明の熱交換換気装置においては、熱交換素子（３）に対して排気流路の下流側に熱交換素子（３）よりも低い基準で落込み部（４）が設けられており、落込み部（４）は、屋外（Ｂ）へ排出される空気に伴って熱交換素子（３）から流出した水を捕捉する。その際、室内空気排出室（１４）の内側に設けられた堰（１６）は、流れ出た水を落込み部（４）へ円滑に案内する。そして、落込み部（４）は、上記の様な特定の形状に形成されているため、捕捉した水が供給側の空気流に同伴されるのを抑制できる。従って、本発明の熱交換換気装置は、結露水の装置内における逆流や飛散を防止し、捕捉した水をドレーンパイプ（４ｆ）から円滑に排出できる。
【００３４】また、本発明の熱交換換気装置においては、給気流路の上流側にフィルター（３１）設けられており、フィルター（３１）は、屋外（Ｂ）から侵入した塵や虫などの異物を捕捉し、熱交換素子（３）に入り込むのを防止する。保守管理において、フィルター（３１）を清掃する場合には、ケーシング（１）の底板（１１）側からフィルター（３１）を取り外す。
【００３５】その際、フィルター（３１）の下端縁に付設された受け皿（３１ｐ）は、網材で捕捉した異物を収容する様になされているため、本体周りに異物が飛散することなく、しかも、不快感なく清掃作業を実施できる。また、排気流路の上流側に設けられたフィルター（３２）も、上記フィルター（３１）と同様に取り扱うことが出来る。従って、本発明の熱交換換気装置においては保守管理が一層容易になる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の熱交換換気装置によれば、暖房条件下、特定の温度検知器は、供給する屋外の空気の温度が所定温度よりも下がった場合に給気ファンだけを停止させ、熱交換素子の過剰な温度低下を防止するため、室内に極めて冷たい空気が供給されることがなく、室内の暖房効果を維持できる。しかも、給気ファンが停止している間も排気ファンによって室内の空気を排気するため、換気機能を完全に停止させる虞もない。そして、熱交換素子における氷結を防止できるため、換気機能の低下や装置の損傷を防止できる。
【００３７】また、排気流路の下流側に特定の落込み部設けられた本発明の熱交換換気装置によれば、捕捉した水が供給側の空気流に同伴されるのを抑制できるため、結露水の装置内における逆流や飛散を防止し、捕捉した水を円滑に排出できる。そして、給気流路の上流側に特定の構造を有するフィルターが設けられた本発明の熱交換換気装置によれば、フィルターを取り外した際、捕捉した異物が本体周りに飛散することなく、かつ、不快感なく清掃作業を実施でき、保守管理が一層容易になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２２１７８２０
【氏名又は名称】江本工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月４日（１９９８．１２．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７９２８
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 数彦
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７１０６９（Ｐ２０００−１７１０６９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３４６１０５ |
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