JP2007107810A - 空気調和付換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内を冷暖房できる空気調和の機能がついた換気装置において、小型・薄型で低消費電力にすることができることを目的とする。
【解決手段】室内の冷暖房を行うための熱交換器１と循環ファン２とそれを駆動する循環用モータ３を備え、また、換気を行う排気ファン４とそれを駆動する排気用モータ５と外気に連通し循環ファン２の風路に開口した自然給気口８とを備えた装置において、自然給気口８を循環ファン２の風路に循環ファン２によって誘引するように開口したものであり、小型・薄型で低消費電力にすることができる空気調和付換気装置が得られる。
【選択図】図２

Description

本発明は、住宅などの室内壁面に備え付け、室内の空調を行うと同時に換気を行う空気調和付換気装置に関するものである。

従来、このような空気調和付換気装置は、別々の空気調和機と換気装置を組み合わせたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その空気調和付換気装置について図５、図６を参照しながら説明する。

図５、図６に示すように、室内の冷暖房を行うための熱交換器１０１と循環ファン１０２とそれを駆動するモータ１０３を備えた室内ユニット１０４と排気用ファンモータ１０５と給気用ファンモータ１０６を有し、熱交換素子１０７を通り、外気へ通じる給気口１０８と排気口１０９とを備え、室内ユニット１０４と換気ユニット１１０とが前後に結合されている。このようにして室内ユニット１０４で室内の空気を空調するとともに、排気用ファンモータ１０５で汚染室内空気を屋外に排気し、給気用ファンモータ１０６で屋外から新鮮空気を導入、その時給気と排気の空気が熱交換素子１０７を通り、熱の授受が行われるものであった。
特開平３−１９５８３４号公報

このような従来の空気調和付換気装置では室内ユニットと排気用ファンモータと給気用ファンモータとがそれぞれ独立した構成となっているので、装置本体が分厚く、大型で、高い消費電力が必要となる課題があり、小型・薄型で低消費電力にすることが要求されている。

また、空調運転と換気運転のどちらかを選択する場合、このような従来装置では停止している装置部分が大きく、非効率的なので、小型化が要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型で低消費電力にすることが出来るとともに、室内壁面取付に適した薄型の空気調和付換気装置を提供することを目的としている。

本発明の空気調和付換気装置は上記目的を達成するために、室内の冷暖房を行うための熱交換器と循環ファンとそれを駆動するモータを備え、また、換気を行う排気ファンとそれを駆動するモータと、外気に連通し循環ファンの風路に開口した自然給気口とを備えた装置において、循環ファンによって外気を誘引するように自然給気口を循環ファンの風路に開口したものである。

この手段により、小型で低消費電力にすることができる空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、循環ファンと排気ファンを同軸の単一モータで駆動することとしたものである。

この手段により、薄型で大幅低消費電力にできる空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、排気ファン駆動用モータ軸上にクラッチを設けたものである。

この手段により、空調をしながら換気が停止できる、小型で低消費電力の空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、循環ファンにモータ冷却用ファンを形成したものである。

この手段により、モータの冷却を効率的に行い、装置本体が小型で低消費電力の空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、循環ファン駆動用モータ軸上にクラッチを設けたものである。

この手段により、換気をしながら空調が停止でき、装置本体を小型、低消費電力にできる空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、自然給気口の横幅を循環ファンの横幅と同じにしたものである。

この手段により、より効率的に給気を行い、装置本体を小型、低消費電力に出来る空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、外気を導入する取入れ口に風量調節用シャッターを設けたものである。この手段により、容易に換気量をコントロールできる空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、空気調和付換気装置の外面から、循環ファン用風路に開口した開口部に循環用ダンパーを備えたものである。

この手段により、室内空気の循環を行う時に、循環ファンに高静圧がかからず、循環風量が大幅に減らない空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、排気風路と給気風路との間で熱交換させる熱交換素子を設けたものである。

この手段により、給気と排気との間で熱授受が行われ、排気による熱損失が少なく低消費電力の空気調和付換気装置が得られる。

また、他の手段は、給気風路に給気風路切替ダンパーを設け、熱交換素子の通過をダンパーの切り替えで行うようにしたものである。

この手段により、冷暖房運転をしていないときに熱交換素子を通らずに換気でき、圧力損失の少ない換気ができ、低消費電力換気が可能になる空気調和付換気装置が得られる。

本発明によれば、小型で低消費電力にすることが出来る効果があるとともに、室内壁面取付に適した薄型の空気調和付換気装置を提供できる。

また、本発明によれば、循環ファンのみで循環・給気の両方が出来るので、本体の小型・薄型化と低消費電力化が図れる。

また、循環ファンと排気ファンを単一モータで駆動するので、本体の幅を小さくでき、小型化が図れるとともに、２つのファンが一列に並ぶことで薄型化できる。同時にモータの効率化も図れ、低消費電力化が図れる。

また、循環ファンのみ運転可能なので、空調のみする時には低消費電力化が図れる。

また、モータ冷却ファンでモータを強制冷却でき、モータ効率化が上がり、モータを小型化できると伴に、装置本体の小型化、低消費電力化が図れる。

また、排気ファンのみ運転可能なので、空調しない時には低消費電力化が図れる。

また、自然給気口が循環ファンの幅に一致するので、循環ファンの全幅で外気を誘引でき、効率よく外気を吸引ができ、低消費電力化が図れるとともに、吹出し温度が吹出し気流の部位で吹出し温度が異なることがなく、吹出し温度がむらなく室内へ送風することができる。

また、シャッタを開閉することにより、容易に換気量をコントロールすることが図れる。

また、循環用ダンパーを設けることにより、熱交換器をバイパスして循環でき、熱交換器を通る時の圧力損失が軽減され、モータの負荷が軽減される、よって低消費電力化が図れる。

また、熱交換素子を換気経路に設けることにより、給気と排気との間で熱授受が行われ、室内の熱損失が少なくなり、低消費電力化が図れる。

また、冷暖房運転していないときに熱交換素子を通らずに換気できることにより、圧力損失の少ない換気ができ、低消費電力換気が図れる。

本発明の請求項１記載の空気調和付換気装置は、室内の冷暖房を行うための熱交換器と循環ファンとそれを駆動するモータを備え、また、換気を行う排気ファンと、それを駆動するモータと、外気に連通し循環ファンの風路に開口した自然給気口とを備えた装置において、自然給気口を循環ファンの風路に循環ファンによって誘引するように開口したものであり、排気ファンによる室内負圧と循環ファンの誘引効果で自然給気口から専用のファンモータを使わずに外気を導入でき、低消費電力化が図れ、また、給気専用のファンモータを別途設けなくて良い分小型化が図れるという作用を有する。

また、本発明の請求項２記載の空気調和付換気装置は、循環ファンと排気ファンを同軸の単一モータで駆動するものであり、それぞれのファンにモータが不要で小型化が図れるとともに、モータの効率が上がり、低消費電力化が図れるとうい作用を有する。

また、本発明の請求項３記載の空気調和付換気装置は、排気ファン駆動用モータ軸上にクラッチを設けたものであり、空調のみ行う場合、クラッチにより排気ファンを止めることができ、排気ファンに出力されないので、低消費電力化が図れるという作用を有する。

また、本発明の請求項４記載の空気調和付換気装置は、循環ファンにモータ冷却用ファンを形成したもので、循環ファン駆動時にモータ冷却用ファンが同時に回転し、モータに送風して強制冷却、モータ効率よくなって、低消費電力化が図れるという作用を有する。

また、本発明の請求項５記載の空気調和付換気装置は、循環ファン駆動用モータ軸上にクラッチを設けたもので、換気のみを行う場合、クラッチにより循環ファンを止めることができ、循環ファンに出力が不要となって低消費電力化が図れるという作用を有する。

また、本発明の請求項６記載の空気調和付換気装置は、自然給気口の横幅を循環ファンの横幅と同じにしたもので、循環ファンが駆動した時、循環ファンの誘引効果が働く最大幅まで、自然給気口があいているので、効率よく外気を吸引できるとともに、循環風路の全幅で熱交換器で冷却または過熱された空気と吸引された外気が混合されるので、吹出し風域での温度むらがなくなるという作用を有する。

また、本発明の請求項７記載の空気調和付換気装置は、外気を導入する取入れ口に風量調節用シャッターを設けたもので、シャッターの開閉で容易に換気量をコントロールできる作用を有する。

また、本発明の請求項８記載の空気調和付換気装置は、空気調和付換気装置の外枠体の面から、循環ファン用風路に開口した開口部にダンパーを備えたもので、室内空気の循環を行う時に、循環用ダンパーにより、循環空気が熱交換器を通ることなく循環ファンの風路内に吸い込まれ、熱交換器の圧力損失なしに循環でき、低消費電力化が図れるという作用を有する。

また、本発明の請求項９記載の空気調和付換気装置は、排気風路と給気風路との間で空気間の熱交換をさせる熱交換素子を設けたもので、熱交換素子内で給気と排気との間で熱授受が行われ、室内の熱損失が少くなり、低消費電力化が図れるという作用を有する。

また、本発明の請求項１０記載の空気調和付換気装置は、給気風路に給気風路切替ダンパーを設け、熱交換素子を通らずに給気できるようにし、圧力損失を減らした換気が行なえ、低消費電力化が図れるという作用を有する。

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および図２は本発明の実施の形態１における空気調和付換気装置を示したもので、室内の冷暖房を行うための熱交換器１と循環ファン２とそれを駆動する循環用モータ３を備えるとともに、換気を行う排気ファン４とそれを駆動する排気用モータ５が機器本体６に備えてある。また、循環ファン２で形成される風路である循環風路７には外気と連通して開口した自然給気口８とが備えてある。この自然給気口８は循環ファン２の運転によって発生する気流で誘引される位置に開口する。また循環ファン２は貫流ファンであって、この長さ即ち横幅と同じ長さになるように前記自然給気口８の横幅が設定されている。

上記構成において、循環ファン２とその駆動モータ３を運転すると循環風路７が形成され、この循環風路７には熱交換器１が設けてあるので、熱交換器１を通過して冷却または加熱された空気が室内に吹出すことで冷暖房運転が行われる。同時に、循環ファン２による気流によって自然給気口８から室外からの空気が誘引導入されて給気風路９が形成され、室内に放出することで給気される。また、排気ファン４と排気用モータ５によって排気風路１０が形成され、室内の空気が屋外に排出される。このとき、排気ファン４で室内空気が排出されると室内が負圧となり排気量を補完するように循環風路７による誘引が相乗的に行なわれる。従って、給気は循環ファン２の運転による誘引で給気しているので、給気専用のファンモータを設ける必要がなく、そのスペース分装置本体を小型化できるとともに、モータを使用しない分消費電力が抑えられ、低消費電力化が図れる。

さらに貫流ファンでは横幅全域にまたがって均一な気流が形成されるので、この気流の幅全で誘引されるように自然給気口８を循環ファン２の横幅と同じ長さに吹出し方向に直角に開口しておけば最大の誘引量を得ることができるので、効率的な運転がおこなえる。また、冷房運転または暖房運転時は、熱交換器１を通過して冷却または加熱された外気温度と異なる空気が吹出すことになるので、循環風路の全幅で熱交換器により冷却または過熱された空気と吸引された外気を混合させると、部分的に吹出し空気温度が異なるという吹出し風域での温度むらがなくなり、快適性が確保できるという効果も得られるものである。

（実施の形態２）
図３および図４は本発明の実施の形態２における空気調和付換気装置を示したもので、図３および図４において、図１および図２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図３において、循環ファン２と排気ファン４は駆動用モータ１１の両軸にそれぞれ動力伝達を制御するクラッチ１２を介して取り付けられている。そして、循環ファン２には、駆動用モータ１１を覆うようにモータ冷却ファン１３が一体に形成されている。また、排気風路１０と給気風路９との間には空気の熱交換をする熱交換素子１４を設けてある。また、機器本体６に設けられた給気風路９の吸入口１５と排気風路１０の排出口１６とにはそれぞれ風量調整用シャッター１７が設けてある。また、機器本体６には熱交換器１をバイパスするように開口し循環用ダンパー１８が取り付けられている。また、給気風路９に熱交換素子１４の通過と熱交換素子１４のバイパスを切り替えられる給気風路切替ダンパー１９を設けるとともに、排気風路１０に熱交換素子１４の通過と熱交換素子１４のバイパスを切り替えられる排気風路切替ダンパー２０を設ける。

上記構成において、循環ファン２と排気ファン４は一つの駆動用モータ１１で同軸上に配置して駆動されるので、モータ１つ分のスペースが省略され小型化が図れるとともに、２つのファンが一列に並ぶことで、薄型化できる。同時に同軸の単一モータの駆動でモータの効率化も図れ、低消費電力化が図れる。

また、排気ファン４には、駆動用モータ１１のシャフト上に例えば電磁式で通電時動力伝達部が吸着し動力を伝え、非通電時は伝達部が切れて動力が伝わらないクラッチ１２を設けることにより、クラッチ１２を切ると、駆動用モータ１１で駆動される循環ファン２は回転しても排気ファン４は回転しないので、空調しながら換気を止めることができ、換気不要のときは換気を停止して低消費電力化が図れる。

また、循環ファン２にモータ冷却ファン１３を一体に形成しているので、駆動用モータ１１で循環ファン２が運転するとモータ冷却ファン１３で室内からの空気をモータに接触させて循環用モータ３からの放熱させ、駆動用モータ１１の温度上昇を抑えることができ、モータを小型化できるとともに、装置本体を小型化、低消費電力化が図れる。なお、このモータ冷却方法は排気ファン４にモータ冷却ファン１３を一体に成形してもモータ使用温度範囲内に発熱量抑えられれば構わないが、一般的に循環風量は換気風量よりも多いので、駆動用モータ１１の負荷が大きくなる循環ファン２にモータ冷却ファン１３を一体に形成するほうが有用である。循環ファン２を運転しないときに仮に排気ファン４を運転していてもモータ消費電力は低減するので冷却は不要となる。

また、循環ファン２を駆動する駆動用モータ１１のシャフト上に前記と同じクラッチ１２を設けているので、クラッチ１２を切ると排気ファン４が回転していても、循環ファン２を止めることができ、たとえば中間期で空調を必要としない時、循環ファン２を止めて換気のみができることになり低消費電力化が図れる。

また、屋外から空気を導入する吸入口１５と屋外へ空気を排出する排出口１６にそれぞれ風量調整用シャッター１７を設けているので、風量調整用シャッター１７が０〜１００％の開度で開閉することにより、容易に換気量をコントロールできる。また、外風圧が高くて室内に外気侵入がある場合には風量調整用シャッター１７を閉じ、外風浸入を防止することもできる。なお、風量調整用シャッター１７の開閉方法は手動でも、電動でもかまわない。

また、循環用ダンパー１８を設けているので、循環ファン２を運転して循環ダンパー１８を開けると、熱交換器１を通らずに循環ファン２に至るバイパス風路１９が形成される。

熱交換器１の通過圧力損失を無くして、循環風量を大幅に減らすことがなく、低消費電力化を図れるので、中間期に冷暖房運転をしない場合や単に室内の空気を循環したい場合に有用である。

また、外気を循環ファン２で自然給気口８から誘引する時、熱交換素子１４を通して誘引するようにし、排気も熱交換素子１４を通して行うにしたもので、熱交換素子１４内で給気と排気の熱授受が行われ、換気による熱損失が少くなり、低消費電力化が図れるものである。

また、給気風路切替ダンパー１９と排気風路切替ダンパー２０を設定することで熱交換素子１４の通過させたりバイパスさせることができるので、空調しない時には熱交換素子１４を通さずに換気でき、圧力損失の少ない風路で換気され、低消費電力化が図れる。

本発明にかかる空気調和付き換気装置は、装置本体を小型で薄型化にでき、かつ低消費電力で、空調をしている時に換気を止めることができ、また逆に換気をしている時に空調を止めることができ、より効率的に給排気を行うことができ、容易に換気風量をコントロールすることができ、空調しない場合の室内空気の循環を効率的に行うことができることを有した住宅などの室内壁面に取付けられる空気調和付換気装置として有用である。

本発明の実施の形態１における空気調和付換気装置の横断面図 同空気調和付換気装置の縦断面図 本発明の実施の形態２における空気調和付換気装置の横断面図 同空気調和付換気装置の縦断面図 従来の空気調和付換気装置の構成を示す斜視分解図 同空気調和付換気装置の縦断面図

符号の説明

１ 熱交換器
２ 循環ファン
３ 循環用モータ
４ 排気ファン
５ 排気用モータ
６ 機器本体
７ 循環風路
８ 自然給気口
９ 給気風路
１０ 排気風路
１１ 駆動用モータ
１２ クラッチ
１３ モータ冷却ファン
１４ 熱交換素子
１５ 吸入口
１６ 排出口
１７ 風量調整用シャッター
１８ 循環用ダンパー
１９ 給気風路切替ダンパー
２０ 排気風路切替ダンパー

Claims (10)

1. 室内の冷暖房を行うための熱交換器と循環ファンとそれを駆動するモータとを備え、また、換気を行う排気ファンと、それを駆動するモータと、外気に連通し循環ファンの風路に開口した自然給気口とを備えた装置において、自然給気口を循環ファンの風路に循環ファンによって誘引するように開口したことを特徴とする空気調和付換気装置。
2. 循環ファンと排気ファンを同軸の単一モータで駆動することを特徴とする請求項１記載の空気調和付換気装置。
3. 排気ファン駆動用モータ軸上にクラッチを設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和付換気装置。
4. 循環ファンにモータ冷却ファンを形成したことを特徴とする請求項２記載の空気調和付換気装置。
5. 循環ファン駆動用モータ軸上にクラッチを設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和付換気装置。
6. 自然給気口の横幅を循環ファンの横幅と同じにしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和付換気装置。
7. 空気を空気調和付換気装置に屋外から導入する取入れ口に風量調節用シャッターを設けたことを特徴とする請求項１記載の空気調和付換気装置。
8. 空気調和付換気装置の外枠体の面から、循環ファン用風路に開口した開口部に循環用ダンパーを備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和付換気装置。
9. 排気風路と給気風路との間で熱交換させる熱交換素子を設けた請求項２〜８のいずれかに記載の空気調和付換気装置。
10. 給気風路に給気風路切替ダンパーを設け、熱交換素子を通らずに給気できるようにした請求項９記載の空気調和付換気装置。

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