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【発明の名称】 熱交換型換気装置
【発明者】 【氏名】内田 晃悦

【氏名】小池 三仁

【氏名】石田 敏也

【氏名】針谷 工

【要約】 【課題】薄型化が可能な熱交換型換気装置を提供する。

【構成】換気装置1Aは、隔絶された第1の流路22aと第2の流路22bが沿った向きで積層され、第1の流路22aを外気導入経路3と連通させ、第2の流路22bを内気排出経路4と連通させて、室内へ給気される外気OAと室外へ排気される還気RAとの間で熱交換が行われる熱交換素子2Aを備える。熱交換素子2Aは、給気ファン33で吸入されて第1の流路22aを通る外気OAと、排気ファン43で吸入されて第2の流路22bを通る還気RAの流れる方向を対向流とした熱交換経路23が構成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
室外の空気を吸入し、外気導入経路を通して室内給気口から室内に給気する給気ファンと、
室内吸込口から室内の空気を吸入し、内気排出経路を通して室外へ排気する排気ファンと、
隔絶された第1の流路と第2の流路が沿った向きで積層され、前記第1の流路を前記外気導入経路と連通させ、前記第2の流路を前記内気排出経路と連通させて、室内へ給気される空気と室外へ排気される空気との間で熱交換が行われる熱交換素子とを備え、
前記熱交換素子は、前記給気ファンで吸入されて前記第1の流路を通る空気と、前記排気ファンで吸入されて前記第2の流路を通る空気の流れる方向を対向流とした熱交換経路が構成される
ことを特徴とする熱交換型換気装置。
【請求項2】
前記熱交換素子は、室内から吸入した空気の一部を循環させて室内に給気する循環熱交換経路を備えた
ことを特徴とする請求項1記載の熱交換型換気装置。
【請求項3】
前記循環熱交換経路は、前記第1の流路から繋がって前記室内給気口と連通する第3の流路と、前記室内吸込口と前記室内給気口とを連通させ、前記第3の流路と隔絶された第4の流路とを備え、
前記熱交換素子は、前記熱交換経路を形成する素子部材と前記循環熱交換経路を形成する素子部材を組み合わせて構成される
ことを特徴とする請求項2記載の熱交換型換気装置。
【請求項4】
前記室内給気口から吹き出す空気を加湿する加湿手段を備えた
ことを特徴とする請求項1〜3に何れか記載の熱交換型換気装置。
【請求項5】
前記加湿手段は、前記室内給気口から吹き出して室内に給気される空気に水分を供給する吸水部材を備えた
ことを特徴とする請求項4記載の熱交換型換気装置。
【請求項6】
前記加湿手段は、前記熱交換素子の第1の流路を通って室内に給気される空気に水分を供給する吸水部材を備えた
ことを特徴とする請求項4記載の熱交換型換気装置。
【請求項7】
室内に給気される空気に前記加湿手段で供給される水分に金属イオンが供給される
ことを特徴とする請求項5または請求項6記載の熱交換型換気装置。
【請求項8】
前記室内給気口または前記室内吸込口は、熱交換される空気の流れに直交した前記熱交換素子の正面の一部を開口して構成される
ことを特徴とする請求項1〜7に何れか記載の熱交換型換気装置。
【請求項9】
室外から吸入された熱交換前の空気の状態及び室内から吸入された熱交換前の空気の状態によって、結露が生じる状態であるか否かを検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段で検出された結露が生じる状態であるか否かに応じて、前記熱交換素子の熱交換経路を構成する流路形成部材の温度を制御する温度制御手段とを備えた
ことを特徴とする請求項1〜8に何れか記載の熱交換型換気装置。
【請求項10】
前記室内給気口から吹き出す空気に、正イオンと負イオンの双方もしくは負イオンを供給するイオン発生手段を備えた
ことを特徴とする請求項1〜9に何れか記載の熱交換型換気装置。
【請求項11】
前記室内給気口から吹き出す空気の風向と、前記室内吸込口から吸入される空気の風向のいずれか、あるいは双方を調整する風向調整部材を備えた
ことを特徴とする請求項1〜10に何れか記載の熱交換型換気装置。
【請求項12】
前記熱交換素子が着脱できるように取り付けられる素子取付部を備えた
ことを特徴とする請求項1〜11に何れか記載の熱交換型換気装置。
【請求項13】
前記熱交換素子は、金属素材の流路形成部材により、前記第1の流路と前記第2の流路が構成される
ことを特徴とする請求項1〜12に何れか記載の熱交換型換気装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、部屋の壁等に取り付けられ、例えば1室の換気を行う熱交換型換気装置に関する。
【背景技術】
【0002】
室内温度と外気温度の差が大きい夏季や冬季に換気を行うと、温度が高いあるいは温度が低い外気が給気されるため、室内温度上昇や低下によるエネルギーロス、コールドドラフト等の問題がある。このため、熱交換素子を備えた熱交換型換気装置が提案されている。
【0003】
熱交換型換気装置としては、住宅の天井裏に設置され、建物全体の換気を行う装置が提案されている。一方、部屋の壁に設置され、部屋毎の換気を行う装置も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
部屋の壁に設置される熱交換型換気装置は、壁に掛ける形態で取り付けられ、装置全体が壁から突出した取り付け形態である。
【0005】
【特許文献1】特開2002−317989号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
熱交換型換気装置に備えられる熱交換素子の性能の指標となる熱交換効率は、一般に70%程度であるために、換気に必要な風量が増大するにつれて、熱交換素子も大型にする必要がある。
【0007】
このため、熱交換型換気装置が大型化するという問題があり、部屋の壁に設置される形態の熱交換型換気装置では、室内の美観を損ねてしまう。また、壁に埋め込む形態とした場合、熱交換型換気装置が大型化すると、外気の壁の厚い建物でないと設置できない。
【0008】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、薄型化が可能な熱交換型換気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決するため、本発明の熱交換型換気装置は、室外の空気を吸入し、外気導入経路を通して室内給気口から室内に給気する給気ファンと、室内吸込口から室内の空気を吸入し、内気排出経路を通して室外へ排気する排気ファンと、隔絶された第1の流路と第2の流路が沿った向きで積層され、第1の流路を外気導入経路と連通させ、第2の流路を内気排出経路と連通させて、室内へ給気される空気と室外へ排気される空気との間で熱交換が行われる熱交換素子とを備え、熱交換素子は、給気ファンで吸入されて第1の流路を通る空気と、排気ファンで吸入されて第2の流路を通る空気の流れる方向を対向流とした熱交換経路が構成されることを特徴とする。
【0010】
本発明の熱交換型換気装置では、給気ファンにより室外から吸入された外気が、熱交換素子の第1の流路を通って室内給気口から室内に給気される。また、排気ファンにより室内吸込口から吸入された室内の空気が、熱交換素子の第2の流路を通って室外に排気される。
【0011】
熱交換素子では、外気と室内からの空気の流れを対向流として熱交換が行われ、外気を室内の温度に近づけて給気を行いながら、室内の換気が行われる。
【発明の効果】
【0012】
本発明の熱交換型換気装置によれば、熱交換素子における熱交換経路を対向流としたことで、熱交換される空気が通る流路を積層する層数を減らして、熱交換素子を薄型にできる。これにより、装置の薄型化を図ることができる。
【0013】
従って、壁に取り付ける形態の換気装置において、壁からの突出量を減らすことができる。また、外壁の薄い壁であっても、埋め込む形態で取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、図面を参照して本発明の熱交換型換気装置の実施の形態について説明する。
【0015】
<第1の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図1は、第1の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図1(a)は、第1の実施の形態の換気装置1Aの内部構成を示す正面図、図1(b)は、換気装置1Aの内部構成を示す平面図である。
【0016】
第1の実施の形態の換気装置1Aは、熱交換される室外からの空気の流れと室内からの空気の流れを対向流とする空気流路を有した熱交換素子2Aを備え、外気を室温に近づけて給気を行いながら、室内の換気を行う。
【0017】
換気装置1Aは、熱交換素子2Aを挟んで一方の側に、室外からの空気の吸入及び室外への排気が行われる室外給排部11aを備える。また、熱交換素子2Aを挟んで他方の側に、室内への給気及び室内からの空気の吸入が行われる室内給排部11bを備える。
【0018】
熱交換素子2Aは、一方の端部側を吸込口20aとして室外給排部11aの外気導入部11oと連通し、他方の端部側を吹出口21aとして室内給排部11bの外気給気部11sと連通した第1の流路22aを備える。
【0019】
また、熱交換素子2Aは、他方の端部側を吸込口20bとして室内給排部11bの還気導入部11rと連通し、一方の端部側を吹出口21bとして室外給排部11aの還気排出部11eと連通した第2の流路22bを備える。
【0020】
第1の流路22aと第2の流路22bは互いに隔絶され、室外から吸入して室内に給気される空気が第1の流路22aを通り、室内から吸入して室外に排気される空気が第2の流路22bを通ることで、室内に給気される外気OAと室内からの還気RAの間で熱交換が行われる。
【0021】
熱交換素子2Aは、第1の流路22aと第2の流路22bとの間で熱交換される空気の流れを対向流とするため、第1の流路22aと第2の流路22bは互いに平行に構成される。
【0022】
換気装置1Aは、ケース11に熱交換素子2Aを着脱できるように取り付ける素子取付部12を備える。素子取付部12は、図示しないガイド部材等を備え、ケース11の正面開口から、熱交換素子2Aをスライドさせて着脱できる構成である。
【0023】
また、換気装置1Aは、ケース11内が仕切られて、熱交換素子2Aの第1の流路22aを介して外気導入部11oと外気給気部11sを連通させた外気導入経路3と、熱交換素子2Aの第2の流路22bを介して還気導入部11rと還気排出部11eを連通させた内気排出経路4を備える。
【0024】
外気導入経路3は、外気導入部11oに形成されて室外に連通した外気吸込口31から吸入した外気OAを、熱交換素子2Aの第1の流路22aに通し、外気給気部11sに形成されて室内に連通した室内給気口32から給気SAとして給気する風路を形成する。
【0025】
また、内気排出経路4は、還気導入部11rに形成されて室内に連通した室内吸込口41から還気RAとして吸入した室内の空気を、熱交換素子2Aの第2の流路22bに通し、還気排出部11eに形成されて室外に連通した排気口42から排気EAとして排出する風路を形成する。
【0026】
換気装置1Aは、外気吸込口31から空気を吸入して、室内給気口32から給気する空気の流れを発生させる給気ファン33を外気導入部11oに備える。また、室内吸込口41から空気を吸入して、排気口42から排出する空気の流れを発生させる排気ファン43を還気排出部11eに備える。
【0027】
給気ファン33と排気ファン43はクロスフローファンで構成され、給気ファン33はファンモータ33aにより駆動され、排気ファン43はファンモータ43aにより駆動される。
【0028】
また、換気装置1Aは、外気給気部11sにイオン発生器15を備える。イオン発生器15はイオン発生手段の一例で、正イオンと負イオンの両方あるいは負イオンを発生し、外気給気部11sを通る空気に略同数の正イオンと負イオンあるいは負イオンを供給する。
【0029】
更に、換気装置1Aは、空気を清浄する図示しないフィルタを、例えば、熱交換素子2Aに対して第1の流路22aの上流側の外気導入経路3と、第2の流路22bの上流側の内気排出経路4等に備える。
【0030】
換気装置1Aは、外気吸込口31と排気口42が、ケース11の一方の端部側の背面に形成される。また、室内給気口32が、ケース11の他方の端部側の例えば正面に形成され、室内吸込口41が、ケース11の他方の端部側の例えば側面に形成される。
【0031】
これにより、換気装置1Aは、熱交換素子2Aにおいて第1の流路22aを通る空気と第2の流路22bを通る空気の流れる方向を対向流とした熱交換経路23が形成される。
【0032】
換気装置1Aは、室内給気口32から給気される空気の吹き出し方向を調整する給気風向調整部材34を外気給気部11sに備える。給気風向調整部材34は、室内給気口32の内側に取り付けられ、熱交換素子2Aの第1の流路22aを通って吹出口21aから吹き出す空気を、ケース11の正面に配置される室内給気口32から前方へ向けて吹き出す形状を有する。
【0033】
また、換気装置1Aは、室内吸込口41から吸入される空気の吸い込み方向を調整する吸込風向調整部材44を還気導入部11rに備える。吸込風向調整部材44は、室内吸込口41の内側に取り付けられ、吸込口20bから熱交換素子2Aの第2の流路22bに吸い込まれる空気を、ケース11の側面に配置される室内吸込口41に後方から廻り込ませる形状を有する。
【0034】
更に、換気装置1Aは、ケース11の背面に給排気ダクト13を備える。給排気ダクト13は、例えば、上下2層に流路が分かれた2層管で、上側の流路が外気吸込口31と連通し、下側の流路が排気口42と連通する。
【0035】
また、換気装置1Aは、外気吸込口31と排気口42を開閉するシャッタ14を室外給排部11aに備える。シャッタ14は、外気吸込口31と排気口42を独立して開閉する構成を有し、例えば、外気吸込口31と排気口42の双方を閉じた状態、外気吸込口31と排気口42の双方を開いた状態、外気吸込口31と排気口42のどちらか一方は開き、他方は閉じる状態等に切り替えられる。
【0036】
<熱交換素子の構成例>
図2〜図4は、熱交換素子の実施の形態の一例を示す構成図で、図2(a)は、熱交換素子2Aの正面図、図2(b)は、熱交換素子2Aの左側面図、図2(c)は、熱交換素子2Aの右側面図である。
【0037】
また、図3(a)は、熱交換素子2Aの内部構成を示す図2(a)のA−A断面図、図3(b)は、熱交換素子2Aの内部構成を示す要部断面図である。更に、図4(a)は、第1の流路22aの概要を示す断面図、図4(b)は、第2の流路22bの概要を示す断面図である。
【0038】
熱交換素子2Aは、第1の流路22aと第2の流路22bが、隔壁24を挟んで交互に積層される。第1の流路22aは、隔壁24の間が流路形成板24aによって仕切られて、複数本の平行な流路が直線状に形成される。
【0039】
また、第2の流路22bは、隔壁24の間が流路形成板24bによって仕切られて、複数本の平行な流路が、第1の流路22aに沿った平行な向きで直線状に形成される。
【0040】
隔壁24及び流路形成板24a,24bは流路形成部材の一例で、熱伝導率が高く、薄板であっても強度のある例えばアルミニウムや銅、ステンレス等の金属素材で構成され、隔壁24及び流路形成板24a,24bを交互に積層して構成した素子部材としてのセル24cが、例えば樹脂で構成されたケース24d内に取り付けられて熱交換素子2Aが構成される。
【0041】
熱交換素子2Aは、正面から見て六角形で、第1の流路22aの吸込口20aと、第2の流路22bの吹出口21bは、熱交換素子2Aの一方の端部に、本例では上下方向に分かれて構成される。
【0042】
熱交換素子2Aにおいて、吸込口20aが形成される面は、第1の流路22aと対向する部位は開口し、第2の流路22bと対向する部位は塞がれて、吸込口20aと第1の流路22aが連通する。
【0043】
また、吹出口21bが形成される面は、第2の流路22bと対向する部位は開口し、第1の流路22aと対向する部位は塞がれて、吹出口21bと第2の流路22bが連通する。
【0044】
これに対して、第1の流路22aの吹出口21aと、第2の流路22bの吸込口20bは、熱交換素子2Aの他方の端部に上下方向に分かれて構成される。吹出口21aが形成される面は、第1の流路22aと対向する部位は開口し、第2の流路22bと対向する部位は塞がれて、吹出口21aと第1の流路22aが連通する。
【0045】
また、吸込口20bが形成される面は、第2の流路22bと対向する部位は開口し、第1の流路22aと対向する部位は塞がれて、吸込口20bと第2の流路22bが連通する。
【0046】
これにより、熱交換素子2Aは、吸込口20aから吸い込まれた空気が、第1の流路22aを通って吹出口21aから吹き出し、吸込口20bから吸い込まれた空気が、第2の流路22bを通って吹出口21bから吹き出すことで、第1の流路22aを流れる空気と第2の流路22bを流れる空気が対向流となる。
【0047】
そして、第1の流路22aと第2の流路22bが隔壁24で仕切られていることで、第1の流路22aを流れる空気と第2の流路22bを流れる空気との間で熱交換が行われる。
【0048】
このように、熱交換素子2Aでは、熱交換される空気が通る第1の流路22aと第2の流路22bで、空気の流れを対向流としている。
【0049】
また、熱交換素子2Aでは、第1の流路22aと第2の流路22bは、隔壁24及び流路形成板24a,24bを熱伝導率の高い金属素材で構成することで、熱交換効率を向上させている。
【0050】
これにより、熱交換素子2Aでは、熱交換される空気が通る流路が樹脂素材で構成され、かつ、空気の流れる方向が直交流である直交型の熱交換素子と比較して、第1の流路22aと第2の流路22bを積層する数を減らし、かつ、必要な熱交換効率は維持している。
【0051】
また、隔壁24及び流路形成板24a,24bを構成する板材は、金属素材とすることで、強度を落とすことなく板厚を薄くしている。
【0052】
従って、熱交換素子2Aは、直交型の熱交換素子と比較して、第1の流路22aと第2の流路22bが積層される方向の幅が薄く抑えられる。
【0053】
なお、並列した第1の流路22aの間を貫通する図示しないスリットを流路形成板24aに形成すると共に、並列した第2の流路22bの間を貫通する図示しないスリットを流路形成板24bに形成することで、空気の流れに乱流を発生させ、熱交換効率を向上させることができる。
【0054】
ここで、熱交換素子2Aの一方の端部に形成される吸込口20aと吹出口21bは、上下に別れて六角形状の異なる面に配置されることで、簡単な構成で外気導入経路3と内気排出経路4が確実に分離され、第1の流路22aに吸い込まれる空気と第2の流路22bから吹き出す空気は混合しない。
【0055】
同様に、熱交換素子2Aの他方の端部に形成される吹出口21aと吸込口20bは、上下に別れて六角形状の異なる面に配置されることで、簡単な構成で外気導入経路3と内気排出経路4が確実に分離され、第1の流路22bから吹き出す空気と第2の流路22bに吸い込まれる空気は混合しない。
【0056】
<熱交換素子を着脱可能とした構成例>
図5は、熱交換素子2Aの着脱構成を示す斜視図である。熱交換素子2Aは、ケース24dの正面に着脱タブ24eを備える。着脱タブ24eを引き起こすことで、セル24cの着脱が可能である。また、熱交換素子2A全体が、換気装置1Aの素子取付部12に対して着脱可能で、これにより、熱交換素子2Aのメンテナンスやセル24cの交換等が可能である。
【0057】
<第1の実施の形態の熱交換型換気装置の設置例>
図6は、第1の実施の形態の換気装置1Aの設置例を示す構成図、図7は、換気装置1Aが設置された建物の一例を示す構成図で、次に、第1の実施の形態の換気装置1Aの設置例について説明する。
【0058】
換気装置1Aは、建物50において、居室等の部屋51の壁52に設置される。換気装置1Aが設置される部屋51の壁52には、換気装置1Aに取り付けられている給排気ダクト13を通す壁穴52aが開けられる。
【0059】
換気装置1Aは、壁穴52aに給排気ダクト13を通し、壁52の内壁側に掛ける形態で取り付けられる。これにより、換気装置1Aは、部屋51の室内に面した正面に室内給気口32が配置されると共に、壁52に面した側面に室内吸込口41が配置される。
【0060】
換気装置1Aを設置する壁52は、外壁側が屋外に面しており、壁穴52aは、壁52を貫通して開けられているので、換気装置1Aは、外気吸込口31と排気口42が給排気ダクト13を介して屋外と連通している。
【0061】
これにより、換気装置1Aは、天井へのダクト等の設置を行わず、外気の取り入れ及び室内からの給気の排気が行える構成である。なお、換気装置1Aは、自機が設置された部屋51の換気を行う能力を有する。
【0062】
ここで、換気装置1Aは、熱交換経路23を対向流とし、また、熱交換素子2Aにおいて第1の流路22aと第2の流路22bを積層する数を減らしており、換気装置1Aでは、熱交換素子2Aにおいて、第1の流路22aと第2の流路22bの積層方向の幅を、直交型の熱交換素子より薄くすることができる。従って、直交型の熱交換素子を使用する場合と比較して、換気装置1Aの奥行き方向の厚みを薄く抑えることができる。
【0063】
よって、壁52からの突出量が少なくなり、室内で目立ちにくくなって、室内の美観が向上する。
【0064】
なお、換気装置1Aは、奥行き方向の厚みが薄く抑えられることで、外壁の薄い建物であっても、図示しないが壁に埋め込む形態で設置が可能となる。
【0065】
<第1の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第1の実施の形態の換気装置1Aの動作について説明する。
【0066】
換気装置1Aは、ファンモータ33aにより給気ファン33が回転駆動されると、外気導入経路3において、外気吸込口31から空気を吸入して、室内給気口32から給気する空気の流れが発生する。
【0067】
これにより、ケース11の背面側の外気吸込口31から、給排気ダクト13を介して外気OAが吸入され、外気吸込口31から吸入された外気OAは、外気導入経路3を通り、熱交換素子2Aの一方の端部において吸込口20aに送り込まれる。
【0068】
熱交換素子2Aの吸込口20aに送り込まれた外気OAは、第1の流路22aを通り、他方の端部側において吹出口21aから吹き出す。熱交換素子2Aの吹出口21aから吹き出した外気OAは、給気風向調整部材34により風向がケース11の正面側に向けられて、ケース11の正面側の室内給気口32から、給気SAとして前方へ向けて吹き出される。
【0069】
また、換気装置1Aは、ファンモータ43aにより排気ファン43が回転駆動されると、内気排出経路4において、室内吸込口41から空気を吸入して、排気口42から排出する空気の流れが発生する。
【0070】
これにより、室内からの還気RAが、吸込風向調整部材44によってケース11の側面後方側から廻り込むようにして、室内吸込口41から吸入される。室内吸込口41から吸入された還気RAは、内気排出経路4を通り、熱交換素子2Aの他方の端部において吸込口20bから吸い込まれる。
【0071】
熱交換素子2Aの吸込口20bに吸い込まれた還気RAは、第2の流路22bを通り、一方の端部において吹出口21bから吹き出す。熱交換素子2Aの吹出口21bから吹き出した還気RAは、ケース11の背面側の排気口42から、給排気ダクト13を介して排気EAとして排出される。
【0072】
さて、空気調和された室内の空気は、夏季は外気より温度が低く、冬季は外気より温度が高い。熱交換素子2Aでは、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAの間で熱交換が行われることで、夏季は、温度の高い外気と冷却された室内の空気との間で熱交換が行われ、外気OAの温度が下げられる。また、冬季は、温度の低い外気と暖房された室内の空気との間で熱交換が行われ、外気OAの温度が上げられる。
【0073】
これにより、換気装置1Aでは、外気を室内の温度に近づけて、給気を行いながら室内の換気を行うことができる。
【0074】
上述したように、熱交換素子2Aでは、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAを対向流としている。また、第1の流路22aと第2の流路22bは、熱伝導率の高い金属素材で構成されることで、熱交換効率を向上させている。
【0075】
これにより、熱交換素子2Aは、第1の流路22aと第2の流路22bを積層する数を減らしても、必要な熱交換効率を得ることができ、換気装置1Aは、図7に示すような自機が設置される部屋51の換気に必要な風量を確保しつつ、薄型化が可能である。
【0076】
また、第1の実施の形態の換気装置1Aでは、空気を吹き出す室内給気口32が正面に配置されると共に、空気を吸い込む室内吸込口41が側面に配置され、更に、室内吸込口41から吸い込まれる空気は、吸込風向調整部材44によって図7に示す壁52に沿って後方側から廻り込む。
【0077】
これにより、室内給気口32から吹き出す空気が室内吸込口41から吸い込まれるショートサーキットを抑えることができる。
【0078】
ここで、イオン発生器15で略同数の正イオンと負イオンを発生させ、略同数の正イオンと負イオンを含む空気を送風することで、給気SAに含まれる浮遊細菌等が除去され、カビの発生等を抑えることができる。
【0079】
<第1の実施の形態の熱交換型換気装置の変形例>
換気装置1Aでは、室内給気口32に備えた給気風向調整部材34を、向きが可変となる電動ルーバとすることで、室内給気口32からの空気の吹き出し方向を任意の方向に切り替えたり、スイングさせたりすることができる。
【0080】
また、本例では、室内給気口32を換気装置1Aの正面に設置したが、室内給気口32は、換気装置1Aの上面または下面、あるいは上下両面に設置する構成として、換気装置1Aの上方または下方、あるいは上下両方に空気が吹き出されるようにしても良い。
【0081】
換気装置1Aの上面または下面、あるいは上下両面に室内給気口32を設置する構成では、装置正面側から室内給気口32を見えなくすることができ、外観性が向上する。また、室内吸込口41が上述したように装置側面に設置されることで、ショートサーキットを抑えることができる。
【0082】
<シャッタの開閉動作例>
図8は、外気吸込口31と排気口42を開閉するシャッタ14の動作説明図である。
【0083】
シャッタ14は、外気吸込口31を開閉する給気側シャッタ14aと、排気口42を開閉する排気側シャッタ14bを独立して備え、レバー14cの動作が、図示しない駆動力伝達機構を介して伝達されて、例えば回転運動で開閉する。
【0084】
図8(a)では、外気吸込口31と排気口42の双方を全閉した状態を示す。外気吸込口31を給気側シャッタ14aで閉じ、排気口42を排気側シャッタ14bで閉じることで、換気運転停止時の外気の侵入を防ぐ。
【0085】
図8(b)では、外気吸込口31と排気口42の双方を全開した状態を示す。給気側シャッタ14aと排気側シャッタ14bを全開すると、例えば重なり合った位置に退避する構成として、シャッタの開閉に必要なスペースを小さくしている。
【0086】
図8(c)では、外気吸込口31と排気口42の双方を半開した状態を示す。また、図8(d)では、外気吸込口31を半開し、排気口42を全開した状態を示す。更に、図8(e)では、外気吸込口31を全開し、排気口42を半開した状態を示す。このように、給気側シャッタ14aと排気側シャッタ14bの開度を調整することで、換気回数の調整が可能である。
【0087】
図8(f)では、外気吸込口31は全開し、排気口42は全閉した状態を示す。これにより、機械による給気と自然排気を組み合わせた2種換気が行われる。
【0088】
図8(g)では、外気吸込口31は全閉し、排気口42は全開した状態を示す。これにより、自然給気と機械による排気を組み合わせた3種換気が行われる。
【0089】
<第2の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図9及び図10は、第2の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図9(a)は、第2の実施の形態の換気装置1Bの内部構成を示す正面図、図9(b)は、換気装置1Bの内部構成を示す平面図、図10は、他の実施の形態の熱交換素子2Bを示す斜視図である。
【0090】
ここで、以下の説明では、第1の実施の形態の換気装置1Aと同等の構成の部品については、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【0091】
第2の実施の形態の換気装置1Bは、室内給排部11bの他の実施の形態を示し、ケース11の側面に室内給気口32が形成されると共に、ケース11の上面もしくは下面のどちらか一方あるいは両方に室内吸込口41が形成される。
【0092】
熱交換素子2Bは、空気の流れを対向流とした第1の流路22aと第2の流路22bを備え、第2の流路22bの間に隔壁を介して第1の流路22aを挟んで構成される例えば3層構造で、第1の流路22aの他方の端部側に風路形成部材25が例えば一体に形成される。
【0093】
熱交換素子2Bは、風路形成部材25が室内給排部11bに突出して、室内給気口32と接続される。これにより、室内給排部11bは、風路形成部材25により還気導入部11rと仕切られた外気給気部11sが構成される。
【0094】
熱交換素子2Bの第1の流路22aは、風路形成部材25を介して吹出口21aが室内給気口32と連通する。また、第2の流路22bは、還気導入部11rを構成する空間を介して吸込口20bが室内吸込口41と連通する。
【0095】
なお、熱交換素子2Bの一方の端部側は、図2(b)に示す構造と同様に、第1の流路22aの吸込口20aと、第2の流路22bの吹出口21bが上下方向に分かれて構成される。
【0096】
<第2の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第2の実施の形態の換気装置1Bの動作について説明する。
【0097】
換気装置1Bは、ファンモータ33aにより給気ファン33が回転駆動されると共に、ファンモータ43aにより排気ファン43が回転駆動される。
【0098】
外気導入経路3側では、給気ファン33が回転駆動されると、ケース11の背面に形成された外気吸込口31から、給排気ダクト13を介して外気OAが吸入される。
【0099】
外気吸込口31から吸入された外気OAは、熱交換素子2Bの一方の端部側で吸込口20aから送り込まれて第1の流路22aを通り、風路形成部材25を介して他方の端部側で吹出口21aから吹き出すことで、ケース11の側面の室内給気口32から、給気SAとして側方へ向けて吹き出される。
【0100】
内気排出経路4側では、排気ファン43が回転駆動されると、ケース11の上面と下面の何れかあるいは双方に形成された室内吸込口41を通して、ケース11の上方と下方の何れかあるいは双方から、室内からの還気RAが吸入される。
【0101】
室内吸込口41から吸入された還気RAは、熱交換素子2Bの他方の端部側で吸込口20bから吸い込まれて第2の流路22bを通り、一方の端部側で吹出口21bから吹き出すことで、ケース11の背面の排気口42から、給排気ダクト13を介して排気EAとして排出される。
【0102】
熱交換素子2Bでも、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAを対向流とすることで、換気装置1Bは、図7に示すような自機が設置される部屋51の換気に必要な風量を確保しつつ、薄型化が可能である。
【0103】
また、空気の吹き出し方向を換気装置1Bの側方からとし、空気の吸い込み方向を換気装置1Bの上下方向からとすることで、ショートサーキットを抑えることができる。
【0104】
<第3の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図11及び図12は、第3の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図11(a),図11(b)は、第3の実施の形態の換気装置1Cの内部構成及び動作を示す正面図、図12(a),図12(b)は、他の実施の形態の熱交換素子2Cを示す斜視図である。
【0105】
ここで、以下の説明では、第1の実施の形態の換気装置1Aと同等の構成の部品については、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【0106】
第3の実施の形態の換気装置1Cは、室内給排部11bの他の実施の形態を示し、熱交換素子2Cの他方の端部に風路開閉部材26を備え、第1の流路22aの吹出口21aと、第2の流路22bの吸込口20bの向きを切り替えて、給気方向が切り替えられる。
【0107】
風路開閉部材26は、第1の流路22aと第2の流路22bにそれぞれ対応して備えられ、図示しない駆動機構により作動する。
【0108】
各風路開閉部材26は、熱交換素子2Cの他方の端部において、空気の吹き出し方向を上側とする上部風路形成面27aと、空気の吹き出し方向を下側とする下部風路形成面27bを開閉する。
【0109】
換気装置1Cは、室内給排部11bが上下に仕切られており、風路開閉部材26の動作で、外気給気部11sと還気導入部11rが入れ替わる。これにより、ケース11の下面の吹出・吸込口を室内給気口31とし、上面の吹出・吸込口を室内吸込口42とするか、ケース11の上面の吹出・吸込口を室内給気口31とし、下面の吹出・吸込口を室内吸込口42とするかが切り替えられる。
【0110】
<第3の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第3の実施の形態の換気装置1Cの動作について説明する。
【0111】
換気装置1Cは、風路開閉部材26を動かすことで、例えば季節に応じて空気の吹き出し方向が切り替えられる。空気の吹き出し方向を下方からとする場合は、図12(a)に示すように、第1の流路22aに対向する上部風路形成面27aを風路開閉部材26で塞ぎ、図示されないが、第2の流路22bに対向する下部風路形成面27bを風路開閉部材26で塞ぐ。
【0112】
これにより、上部風路形成面27aに第2の流路22bの吸込口20bが形成され、下部風路形成面27bに第1の流路22aの吹出口21aが形成される。
【0113】
これに対して、空気の吹き出し方向を上方からとする場合は、図12(b)に示すように、第2の流路22bに対向する上部風路形成面27aを風路開閉部材26で塞ぎ、図示されないが、第1の流路22aに対向する下部風路形成面27bを風路開閉部材26で塞ぐ。
【0114】
これにより、上部風路形成面27aに第1の流路22aの吹出口21aが形成され、下部風路形成面27bに第2の流路22bの吸込口20bが形成される。
【0115】
換気装置1Cは、ファンモータ33aにより給気ファン33が回転駆動されると共に、ファンモータ43aにより排気ファン43が回転駆動される。
【0116】
外気導入経路3側では、給気ファン33が回転駆動されると、ケース11の背面に形成された外気吸込口31から外気OAが吸入される。外気吸込口31から吸入された外気OAは、熱交換素子2Cの一方の端部側で吸込口20aから第1の流路22aに送り込まれ、第1の流路22aを通って他方の端部側で吹出口21aから吹き出す。
【0117】
風路開閉部材26の動作によって、吹出口21aを下部風路形成面27bに形成した場合は、第1の流路22aを通る外気OAは、ケース11の下面の室内給気口32から、給気SAとして下方へ向けて吹き出される。
【0118】
これに対して、風路開閉部材26の動作によって、吹出口21aを上部風路形成面27aに形成した場合は、第1の流路22aを通る外気OAは、ケース11の上面の室内給気口32から、給気SAとして上方へ向けて吹き出される。
【0119】
内気排出経路4側では、排気ファン43が回転駆動されると、風路開閉部材26の動作によって吸込口20bを上部風路形成面27aに形成した場合は、ケース11の上面の室内吸込口41を通して、ケース11の上方から室内からの還気RAが吸入される。
【0120】
また、風路開閉部材26の動作によって吸込口20bを下部風路形成面27bに形成した場合は、ケース11の下面の室内吸込口41を通して、ケース11の下方から室内からの還気RAが吸入される。
【0121】
室内吸込口41から吸入された還気RAは、熱交換素子2Cの他方の端部側で吸込口20bから第2の流路22bに吸い込まれ、第2の流路22bを通って一方の端部側で吹出口21bから吹き出すことで、ケース11の背面の排気口42から、給排気ダクト13を介して排気EAとして排出される。
【0122】
熱交換素子2Cでも、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAを対向流とすることで、換気装置1Cは、図7に示すような自機が設置される部屋51の換気に必要な風量を確保しつつ、薄型化が可能である。
【0123】
また、空気の吹き出し方向を、例えば夏季と冬季で切り替えることができる。
【0124】
<第4の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図13は、第4の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図13(a)は、第4の実施の形態の換気装置1Dの内部構成を示す正面図、図13(b)は、換気装置1Dの内部構成を示す平面図である。
【0125】
ここで、以下の説明では、第1の実施の形態の換気装置1Aと同等の構成の部品については、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【0126】
第4の実施の形態の換気装置1Dは、給気ファン35と排気ファン45として、シロッコファンと称される多翼ファンを備える。給気ファン35は、吸込口及び吹出口が形成されたファンケース35aと、図示しない羽根車及びファンモータを備える。また、排気ファン45は、吸込口及び吹出口が形成されたファンケース45aと、図示しない羽根車及びファンモータを備える。
【0127】
<第4の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第4の実施の形態の換気装置1Dの動作について説明する。
【0128】
換気装置1Dは、給気ファン35と排気ファン45が回転駆動される。外気導入経路3側では、給気ファン35が回転駆動されると、ケース11の背面に形成された外気吸込口31から、給排気ダクト13を介してファンケース35aの図示しない吸込口に外気OAが吸入され、ファンケース35aの図示しない吹出口から吹き出す。
【0129】
給気ファン35のファンケース35aから吹き出した外気OAは、熱交換素子2Aの一方の端部側で吸込口20aから送り込まれて第1の流路22aを通り、他方の端部側において吹出口21aから吹き出す。
【0130】
熱交換素子2Aの吹出口21aから吹き出した外気OAは、給気風向調整部材34により風向がケース11の正面側に向けられて、ケース11の正面側の室内給気口32から、給気SAとして前方へ向けて吹き出される。
【0131】
内気排出経路4側では、排気ファン45が回転駆動されると、室内からの還気RAが、吸込風向調整部材44によってケース11の側面後方側から廻り込むようにして、室内吸込口41から吸入される。室内吸込口41から吸入された還気RAは、内気排出経路4を通り、熱交換素子2Aの他方の端部において吸込口20bから吸い込まれる。
【0132】
熱交換素子2Aの吸込口20bに吸い込まれた還気RAは、第2の流路22bを通り、一方の端部において吹出口21bから吹き出す。熱交換素子2Aの吹出口21bから吹き出した還気RAは、排気ファン45のファンケース45aの図示しない吸込口から吸い込まれ、ファンケース45aの図示しない吹出口から吹き出すことで、ケース11の背面側の排気口42から、給排気ダクト13を介して排気EAとして排出される。
【0133】
このように、外気と還気の流れを対向流とした熱交換素子を備えて薄型化を図る換気装置において、給気ファン及び排気ファンとしては、クロスフローファン以外に、シロッコファン等の多翼ファンや、他の形態のファンでも良い。
【0134】
<第5の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図14は、第5の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図14(a)は、第5の実施の形態の換気装置1Eの内部構成を示す正面図、図14(b)及び図14(c)は、換気装置1Eの内部構成を示す平面図である。
【0135】
第5の実施の形態の換気装置1Eは、熱交換される外気OAと還気RAの流れを対向流とした空気流路を有すると共に、外気OAと還気RAを混合する空気流路を有した熱交換素子2Eを備える。
【0136】
熱交換素子2Eは、対向流熱交換経路28aと循環熱交換経路28bを上下に備える。対向流熱交換経路28aは、一方の端部側を吸込口20aとし、他方の端部側を吹出口21aとした第1の流路22aと、他方の端部側を吸込口20bとし、一方の端部側を吹出口21bとした第2の流路22bを備え、第1の流路22aと第2の流路22bで空気の流れを対向流としている。
【0137】
循環熱交換経路28bは、他方の端部側を吸込口20cとし、一方の端部側を吹出口21cとした第3の流路22cと、他方の端部側を吸込口20dとし、一方の端部側を吹出口21dとした第4の流路22dを備え、熱交換素子2Eの他方の端部において、第1の流路22aと第3の流路22cと対向する部位を塞ぎ、第1の流路22aの吹出口21aと第3の流路22cの吸込口20cを連通させている。
【0138】
なお、熱交換素子2Eは、図3で説明したような1つの素子部材としてのセルを上下で2分割して、対向流熱交換経路28aと循環熱交換経路28bを構成しても良い。また、2つのセルを上下で接続して、対向流熱交換経路28aと循環熱交換経路28bを構成しても良いし、2つのセルを積層して接続して、対向流熱交換経路28aと循環熱交換経路28bを構成しても良い。
【0139】
換気装置1Eは、一方の端部側の背面に外気吸込口31を備え、一方の端部側の正面に室内給気口32を備える。また、他方の端部側の側面に室内吸込口41を備え、一方の端部側の背面に排気口42を備える。
【0140】
そして、換気装置1Eは、外気吸込口31から熱交換素子2Eの第1の流路22a及び第3の流路22cを通り、室内給気口32を介して室内と連通した外気導入経路3を備える。また、室内吸込口41から熱交換素子2Eの第2の流路22bを通り、排気口42を介して室外と連通した内気排出経路4を備える。更に、室内吸込口41から熱交換素子2Eの第4の流路22dを通り、室内給気口32を介して室内と連通した還気循環経路5を備える。
【0141】
換気装置1Eは、外気吸込口31から空気を吸入して、室内給気口32から給気する空気の流れを発生させる給気ファン33を備える。また、室内吸込口41から空気を吸入して、排気口42から排出する空気の流れと、室内給気口32から給気する空気の流れを発生させる排気ファン43を備える。
【0142】
給気ファン33は、例えばシロッコファンと称される多翼ファンで構成され、排気ファン43は、例えばクロスフローファンで構成される。なお、ファンの形態は、上述した例に限るものではない。
【0143】
なお、換気装置1Eは、空気を洗浄する図示しないフィルタを外気導入経路3と内気排出経路4と還気循環経路5に備える。また、正負イオンを発生させる図示しないイオン発生器を室内給気口32の近傍に備えても良い。更に、給気風向を調整する給気風向調整部材、あるいは、給気風向調整部材を可動とした電動ルーバを備えても良い。
【0144】
<第5の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第5の実施の形態の換気装置1Eの動作について説明する。
【0145】
換気装置1Eは、給気ファン33と排気ファン43が回転駆動される。外気導入経路3側では、給気ファン33が回転駆動されると、外気吸込口31から外気OAが吸入される。外気吸込口31から吸入された外気OAは、熱交換素子2Eの一方の端部側で吸込口20aから第1の流路22aに送り込まれ、第1の流路22aを通って他方の端部側で吹出口21aから吹き出す。
【0146】
吹出口21aから吹き出した外気OAは、熱交換素子2Eの他方の端部側で折り返され、吸込口20cから第3の流路22cに送り込まれ、第3の流路22cを通って一方の端部側において吹出口21cから吹き出す。
【0147】
熱交換素子2Eの吹出口21cから吹き出した外気OAは、室内給気口32から、給気SAとして例えば前方へ向けて吹き出される。
【0148】
内気排出経路4及び還気循環経路5側では、排気ファン43が回転駆動されると、室内吸込口41を通して例えば側方から室内からの還気RAが吸入される。
【0149】
室内吸込口41から吸入された還気RAの一部は、熱交換素子2Eの他方の端部側で吸込口20bから第2の流路22bに吸い込まれ、第2の流路22bを通って一方の端部側で吹出口21bから吹き出すことで、排気口42から排気EAとして排出される。
【0150】
室内吸込口41から吸入された還気RAの残部は、熱交換素子2Eの他方の端部側で吸込口20dから第4の流路22dに吸い込まれ、第4の流路22dを通って一方の端部側で吹出口21dから吹き出すことで、第3の流路22cの吹出口21cから吹き出した外気OAと混合されて、室内給気口32から、給気SAとして例えば前方へ向けて吹き出される。
【0151】
熱交換素子2Eでも、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAを対向流とすることで、換気装置1Eは、図7に示すような自機が設置される部屋51の換気に必要な風量を確保しつつ、薄型化が可能である。
【0152】
また、空気調和されている室内の空気の一部を循環させることで、換気に伴う室温の上昇や低下を抑えることができる。
【0153】
<第6の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図15及び図16は、第6の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図15(a)は、第6の実施の形態の換気装置1Fの内部構成を示す正面図、図15(b)は、換気装置1Fの内部構成を示す平面図である。また、図16(a)は、第1の流路22aの概要を示す断面図、図16(b)は、第2の流路22bの概要を示す断面図である。
【0154】
ここで、以下の説明では、第1の実施の形態の換気装置1Aと同等の構成の部品については、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【0155】
第6の実施の形態の換気装置1Fは、室内給排部11bの他の実施の形態を示し、熱交換素子2Fの正面に室内給気口32を備えたものである。
【0156】
熱交換素子2Fは、空気の流れを対向流とした第1の流路22aと第2の流路22bを備え、本例では、第2の流路22bの間に隔壁24を介して第1の流路22aを挟んで構成される例えば3層構造で、第1の流路22aと連通する吹出口21aを、他方の端部側の正面に備えると共に、第2の流路22bと連通する吸込口20bを、他方の端部側の側面に備える。
【0157】
吸込口20bは、熱交換素子2Fの他方の端部で第2の流路22bと対向する部位を開口して形成される。
【0158】
吹出口21aは、熱交換素子2Fの正面の一部を開口し、第1の流路22aに対して正面側に位置する第2の流路22bを貫通して形成される。
【0159】
室内給気口32は、吹出口21aと連通して熱交換素子2Fの正面に形成され、第1の流路22aと連通している。ここで、室内給気口32による流路が、第2の流路22bとは隔絶されて、正面側の第2の流路22b内を横切っており、第1の流路22aに対して正面側に位置する第2の流路22bは、室内給気口32を迂回して吸込口20bと繋がっている。
【0160】
熱交換素子2Fは、第1の流路22aを塞ぐ風路封止部材29aを、他方の端部側の側面に備える。風路封止部材29aは、熱交換素子2Fの他方の端部で第1の流路22aと対向する部位を塞ぎ、第1の流路22aに対しては、熱交換素子2Fの正面側の吹出口21aから空気が吹き出されるようになっている。
【0161】
なお、熱交換素子2Fの一方の端部側は、図2(b)に示す構造と同様に、第1の流路22aの吸込口20aと、第2の流路22bの吹出口21bが上下方向に分かれて構成される。
【0162】
<第6の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第6の実施の形態の換気装置1Fの動作について説明する。
【0163】
換気装置1Fは、ファンモータ33aにより給気ファン33が回転駆動されると共に、ファンモータ43aにより排気ファン43が回転駆動される。
【0164】
外気導入経路3側では、給気ファン33が回転駆動されると、ケース11の背面に形成された外気吸込口31から外気OAが吸入される。外気吸込口31から吸入された外気OAは、熱交換素子2Fの一方の端部側で吸込口20aから第1の流路22aに送り込まれ、第1の流路22aを通る。第1の流路22aを通る外気OAは、第1の流路22aの他方の端部側が風路封止部材29aで封止されていることで風向が変わり、室内給気口32から給気SAとして前方へ向けて吹き出される。
【0165】
内気排出経路4側では、排気ファン43が回転駆動されると、ケース11の側面の室内吸込口41を通して、側方から室内からの還気RAが吸入される。室内吸込口41から吸入された還気RAは、熱交換素子2Fの他方の端部側で吸込口20bから第2の流路22bに吸い込まれ、第2の流路22bを通って一方の端部側で吹出口21bから吹き出すことで、ケース11の背面の排気口42から、給排気ダクト13を介して排気EAとして排出される。ここで、第1の流路22aに対して正面側に位置する第2の流路22bでは、還気RAは、室内給気口32を迂回して吸入される。
【0166】
熱交換素子2Fでも、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAを対向流とすることで、換気装置1Fは、図7に示すような自機が設置される部屋51の換気に必要な風量を確保しつつ、薄型化が可能である。
【0167】
また、給気SAの吹出方向を換気装置1Fの正面からとし、還気RAの吸入方向を換気装置1Fの側方からとすることで、ショートサーキットを抑えることができる。
【0168】
なお、本例では、還気RAの吸入方向を換気装置1Fの側方からとしたが、上方や下方からとしても良い。
【0169】
図17は、熱交換素子2Fの変形例を示す断面図で、第6の実施の形態の換気装置1Fの変形例について説明する。図15及び図16で説明したように、第6の実施の形態の換気装置1Fでは、第1の流路22aに対して正面側に位置する第2の流路22bは、室内給気口32を迂回して吸込口20bと繋がっている。
【0170】
このため、還気RAの流入を妨げないようにするため、図17(a)に示すように、室内給気口32を、還気RAの流入方向に沿って横長の楕円形状とすると良い。また、図17(b)に示すように、室内給気口32を、還気RAの流入方向に沿って水滴型形状としても良い。
【0171】
<第7の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図18及び図19は、第7の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図18(a)は、第7の実施の形態の換気装置1Gの内部構成を示す正面図、図18(b)は、換気装置1Gの内部構成を示す平面図である。また、図19(a)は、第1の流路22aの概要を示す断面図、図19(b)は、第2の流路22bの概要を示す断面図である。
【0172】
ここで、以下の説明では、第1の実施の形態の換気装置1Aと同等の構成の部品については、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【0173】
第7の実施の形態の換気装置1Gは、室内給排部11bの他の実施の形態を示し、熱交換素子2Gの正面に室内吸込口41を備えたものである。
【0174】
熱交換素子2Gは、空気の流れを対向流とした第1の流路22aと第2の流路22bを備え、本例では、第2の流路22bの間に隔壁24を介して第1の流路22aを挟んで構成される例えば3層構造で、第1の流路22aと連通する吹出口21aを、他方の端部側の側面に備えると共に、第2の流路22bと連通する吸込口20bを、他方の端部側の正面に備える。
【0175】
吹出口21aは、熱交換素子2Gの他方の端部で第1の流路22aと対向する部位を開口して形成される。
【0176】
吸込口20bは、熱交換素子2Gの正面の一部を開口し、第1の流路22aを貫通して形成される。
【0177】
室内吸込口41は、吸込口20bと連通して熱交換素子2Gの正面に形成され、第1の流路22aに対して正面側に位置する第2の流路22bと、背面側に位置する第2の流路22bの双方と連通している。ここで、室内吸込口41による流路が、第1の流路22aとは隔絶されて、第1の流路22a内を横切っており、第1の流路22aは、室内吸込口41を迂回して吹出口21aと繋がっている。
【0178】
熱交換素子2Gは、第2の流路22bを塞ぐ風路封止部材29bを、他方の端部側の側面に備える。風路封止部材29bは、熱交換素子2Gの他方の端部で第2の流路22bと対向する部位を塞ぎ、第2の流路22bに対しては、熱交換素子2Gの正面側の吸込口20bから空気が吸い込まれるようになっている。
【0179】
なお、熱交換素子2Gの一方の端部側は、図2(b)に示す構造と同様に、第1の流路22aの吸込口20aと、第2の流路22bの吹出口21bが上下方向に分かれて構成される。
【0180】
<第7の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第7の実施の形態の換気装置1Gの動作について説明する。
【0181】
換気装置1Gは、ファンモータ33aにより給気ファン33が回転駆動されると共に、ファンモータ43aにより排気ファン43が回転駆動される。
【0182】
外気導入経路3側では、給気ファン33が回転駆動されると、ケース11の背面に形成された外気吸込口31から外気OAが吸入される。外気吸込口31から吸入された外気OAは、熱交換素子2Gの一方の端部側で吸込口20aから第1の流路22aに送り込まれ、第1の流路22aを通る。第1の流路22aを通る外気OAは、第1の流路22aの他方の端部側で吹出口21aから吹き出し、室内給気口32から給気SAとして側方へ向けて吹き出される。ここで、第1の流路22aでは、外気OAは室内吸込口41を迂回して給気される。
【0183】
内気排出経路4側では、排気ファン43が回転駆動されると、ケース11の正面の室内吸込口41を通して、前方から室内からの還気RAが吸入される。室内吸込口41から吸入された還気RAは、熱交換素子2Gの他方の端部側で正面の吸込口20bから第2の流路22bに吸い込まれ、第2の流路22bを通って一方の端部側で吹出口21bから吹き出すことで、ケース11の背面の排気口42から、給排気ダクト13を介して排気EAとして排出される。
【0184】
熱交換素子2Gでも、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAを対向流とすることで、換気装置1Gは、図7に示すような自機が設置される部屋51の換気に必要な風量を確保しつつ、薄型化が可能である。
【0185】
また、給気SAの吹出方向を換気装置1Gの側方からとし、還気RAの吸入方向を換気装置1Gの正面からとすることで、ショートサーキットを抑えることができると共に、換気装置1Gの前方に居る人に対して、風が直接当たることを抑えることができる。
【0186】
なお、本例では、給気SAの吹出方向を換気装置1Gの側方からとしたが、上方や下方からとしても良い。
【0187】
図20は、熱交換素子2Gの変形例を示す断面図で、第7の実施の形態の換気装置1Gの変形例について説明する。図18及び図19で説明したように、第7の実施の形態の換気装置1Gでは、第1の流路22aは、室内吸込口41を迂回して吹出口21aと繋がっている。
【0188】
このため、外気OAの流入を妨げないようにするため、図20(a)に示すように、室内吸込口41を、外気OAの流入方向に沿って横長の楕円形状とすると良い。また、図20(b)に示すように、室内吸込口41を、外気OAの流入方向に沿って水滴型形状としても良い。
【0189】
<第8の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図21は、第8の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図21(a)は、第8の実施の形態の換気装置1Hの内部構成を示す正面図、図21(b)は、換気装置1Hに組み込まれる加湿ユニットの一例を示す構成図である。
【0190】
ここで、以下の説明では、第1の実施の形態の換気装置1Aと同等の構成の部品については、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【0191】
第8の実施の形態の換気装置1Hは、室内給気口32から吹き出す空気を加湿する加湿ユニット60を備えたものである。
【0192】
加湿ユニット60は加湿手段の一例で、熱交換素子2Hの正面の一部を開口して形成された室内給気口32に例えば嵌め込む形態で取り付けられる。
【0193】
加湿ユニット60は、水が蓄えられる貯水槽60aと、貯水槽60aから水が供給される吸水部材60bを備える。吸水部材60bは、例えば複数本の帯状の部材で、室内給気口32を横切って取り付けられ、室内給気口32から吹き出す空気は、吸水部材60bを通り抜けることが可能である。
【0194】
<第8の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第8の実施の形態の換気装置1Hの動作について説明する。
【0195】
換気装置1Hは、ファンモータ33aにより給気ファン33が回転駆動されると共に、ファンモータ43aにより排気ファン43が回転駆動される。
【0196】
外気導入経路3側では、給気ファン33が回転駆動されると、ケース11の背面に形成された外気吸込口31から外気OAが吸入される。外気吸込口31から吸入された外気OAは、熱交換素子2Hの一方の端部側で吸込口20aから第1の流路22aに送り込まれ、第1の流路22aを通る。第1の流路22aを通る外気OAは、第1の流路22aの他方の端部側が風路封止部材で封止されていることで風向が変わり、室内給気口32から給気SAとして前方へ向けて吹き出される。
【0197】
室内給気口32は、加湿ユニット60の吸水部材60bが取り付けられ、吸水部材60bは、貯水槽60aに貯水された水が供給されることで、室内給気口32から吹き出す給気SAは加湿される。
【0198】
内気排出経路4側では、排気ファン43が回転駆動されると、ケース11の側面の室内吸込口41を通して、側方から室内からの還気RAが吸入される。室内吸込口41から吸入された還気RAは、熱交換素子2Hの他方の端部側で吸込口20bから第2の流路22bに吸い込まれ、第2の流路22bを通って一方の端部側で吹出口21bから吹き出すことで、ケース11の背面の排気口42から、給排気ダクト13を介して排気EAとして排出される。
【0199】
熱交換素子2Hでも、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAを対向流とすることで、換気装置1Hは、図7に示すような自機が設置される部屋51の換気に必要な風量を確保しつつ、薄型化が可能である。
【0200】
また、換気装置1Hは、加湿ユニット60を備えることで、外気の絶対湿度が低い冬季等に換気を行う場合に、乾燥した空気ではなく加湿した空気を給気でき、室内の乾燥を抑えることができる。
【0201】
なお、加湿ユニット60の貯水槽60aに、スケール付着抑制剤や銀イオン(Ag+)、銅イオン(Cu2+)等の金属イオンを供給できるようにして、スケール付着やカビの発生等を抑制できるようにしても良い。
【0202】
また、加湿手段としては、第1の流路22aに吸水部材を備えると共に、第1の流路22aに備えた吸水部材に水を供給する水供給機構を備え、第1の流路22aを通る空気を加湿できるようにしても良い。
【0203】
<第9の実施の形態の熱交換型換気装置の構成例>
図22は、第9の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図で、図22(a)は、第9の実施の形態の換気装置1Jの内部構成を示す正面図、図22(b)は、換気装置1Jに組み込まれる熱交換素子2Jの要部構成を示す断面図である。
【0204】
ここで、以下の説明では、第1の実施の形態の換気装置1Aと同等の構成の部品については、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
【0205】
第9の実施の形態の換気装置1Jは、外気OAと還気RAの温度や湿度を測定し、熱交換素子2Jで結露が生じる可能性がある場合は、熱交換素子2Jを加熱して結露の発生を抑えるものである。
【0206】
換気装置1Jは、熱交換前の外気OAが通る外気導入部11oに外気温度センサ70aを備える。また、熱交換前の還気RAが通る室内導入部11rに還気温度センサ70bを備える。外気温度センサ70aと還気温度センサ70bは、状態検出手段の一例で、外気温度センサ70aは、熱交換素子2Jの第1の流路22aに導入される前の外気OAの温度を測定する。また、還気温度センサ70bは、熱交換素子2Jの第2の流路22bに導入される前の還気RAの温度を測定する。
【0207】
熱交換素子2Jは、第1の流路22aと第2の流路22bが、隔壁24を挟んで交互に積層される。第1の流路22aは、隔壁24の間が金属素材で構成された流路形成板24aによって仕切られて、複数本の平行な流路が直線状に形成される。
【0208】
また、第2の流路22bは、隔壁24の間が金属素材で構成された流路形成板24bによって仕切られて、複数本の平行な流路が、第1の流路22aに沿った平行な向きで直線状に形成される。
【0209】
第1の流路22aは、流路形成板24aの間に面状発熱体71aを備える。また、第2の流路22bは、流路形成板24bの間に面状発熱体71bを備える。面状発熱体71a,71bは温度制御手段の一例で、面状発熱体71aは、流路形成板24aの温度を制御する。また、面状発熱体71bは、流路形成板24bの温度を制御する。
【0210】
<第9の実施の形態の熱交換型換気装置の動作例>
次に、各図を参照して第9の実施の形態の換気装置1Jの動作について説明する。
【0211】
換気装置1Jは、ファンモータ33aにより給気ファン33が回転駆動されると共に、ファンモータ43aにより排気ファン43が回転駆動される。
【0212】
外気導入経路3側では、給気ファン33が回転駆動されると、ケース11の背面に形成された外気吸込口31から外気OAが吸入される。外気吸込口31から吸入された外気OAは、熱交換素子2Jの一方の端部側で吸込口20aから第1の流路22aに送り込まれ、第1の流路22aを通る。
【0213】
第1の流路22aを通る外気OAは、熱交換素子2Jの他方の端部側において吹出口21aから吹き出し、例えばケース11の正面側の室内給気口32から、給気SAとして前方へ向けて吹き出される。
【0214】
内気排出経路4側では、排気ファン43が回転駆動されると、室内からの還気RAが、ケース11の側方から室内吸込口41へと吸入される。室内吸込口41から吸入された還気RAは、内気排出経路4を通り、熱交換素子2Aの他方の端部において吸込口20bから吸い込まれる。
【0215】
熱交換素子2Aの吸込口20bに吸い込まれた還気RAは、第2の流路22bを通り、一方の端部において吹出口21bから吹き出す。熱交換素子2Jの吹出口21bから吹き出した還気RAは、ケース11の背面側の排気口42から、給排気ダクト13を介して排気EAとして排出される。
【0216】
さて、空気調和された室内の空気は、夏季は外気より温度が低く、冬季は外気より温度が高い。熱交換素子2Jでは、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAの間で熱交換が行われることで、夏季は、温度の高い外気と冷却された室内の空気との間で熱交換が行われ、外気OAの温度が下げられる。また、冬季は、温度の低い外気と暖房された室内の空気との間で熱交換が行われ、外気OAの温度が上げられる。
【0217】
これにより、換気装置1Jでは、外気を室内の温度に近づけて、給気を行いながら室内の換気を行うことができる。
【0218】
ここで、熱交換前の外気OAは、外気温度センサ70aで温度が測定される。また、熱交換前の還気RAは、還気温度センサ70bで温度が測定される。そして、外気温度センサ70aで測定した外気OAの温度と、還気温度センサ70bで測定した還気RAの温度が、所定の結露発生温度差以上であることを検出すると、図示しない制御部は、面状発熱体71a及び面状発熱体71bを制御して、流路形成板24aと流路形成板24bの何れか、あるいは双方を加熱する。
【0219】
これにより、流路形成板24aと流路形成板24bの温度が上げられて、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る還気RAとの温度差による結露の発生を抑制することができる。
【0220】
このように、熱交換素子2Jでも、第1の流路22aを通る外気OAと第2の流路22bを通る室内からの還気RAを対向流とすることで、換気装置1Jは、図7に示すような自機が設置される部屋51の換気に必要な風量を確保しつつ、薄型化が可能である。
【0221】
また、換気装置1Jは、熱交換素子2Jでの結露の発生を抑えることができるので、カビの発生等を抑えることができる。
【0222】
なお、以上の例では、結露が発生する状態か否かを検出する状態検出手段として、温度を測定する温度センサを備えたが、湿度を測定する湿度センサを備えても良い。
【産業上の利用可能性】
【0223】
本発明は、住宅の居室等の壁面に設置され、熱交換機能を有する換気装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【0224】
【図1】第1の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【図2】熱交換素子の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図3】熱交換素子の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図4】熱交換素子の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図5】熱交換素子の着脱構成を示す斜視図である。
【図6】第1の実施の形態の換気装置の設置例を示す構成図である。
【図7】換気装置が設置された建物の一例を示す構成図である。
【図8】外気吸込口と排気口を開閉するシャッタの動作説明図である。
【図9】第2の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【図10】第2の実施の形態の換気装置における熱交換素子の一例を示す構成図である。
【図11】第3の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【図12】第3の実施の形態の換気装置における熱交換素子の一例を示す構成図である。
【図13】第4の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【図14】第5の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【図15】第6の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【図16】第6の実施の形態の換気装置における熱交換素子の一例を示す構成図である。
【図17】第6の実施の形態の換気装置における熱交換素子の変形例を示す構成図である。
【図18】第7の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【図19】第7の実施の形態の換気装置における熱交換素子の一例を示す構成図である。
【図20】第7の実施の形態の換気装置における熱交換素子の変形例を示す構成図である。
【図21】第8の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【図22】第9の実施の形態の熱交換型の換気装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【0225】
1・・・換気装置、2・・・熱交換素子、3・・・外気導入経路、4・・・内気導入経路、11・・・ケース、12・・・素子取付部、13・・・給排気ダクト、14・・シャッタ、20a,20b・・・吸込口、21a,21b・・・吹出口、22a・・・第1の流路、22b・・・第2の流路、23・・・熱交換経路、24・・・隔壁、24a,24b・・・流路形成板、25・・・風路形成部材、31・・・外気吸込口、32・・・室内給気口、33・・・給気ファン、34・・・給気風向調整部材、41・・・室内吸込口、42・・・排気口、43・・・排気ファン、44・・・吸込風向調整部材
【出願人】 【識別番号】000006301
【氏名又は名称】マックス株式会社
【出願日】 平成18年6月20日(2006.6.20)
【代理人】 【識別番号】100090376
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 邦夫


【公開番号】 特開2008−2713(P2008−2713A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−170547(P2006−170547)