JP2010054110A - 換気システム及び建物 - Google Patents

Abstract

【課題】熱損失を抑制しつつ除塵脱臭できる換気システムを提供する。
【解決手段】給気手段Ｓｍによって屋外の空気を屋内に供給し、排気手段Ｒｍによって屋内の空気を屋外に排出するとともに、給気手段Ｓｍと排気手段Ｒｍの間で熱交換する熱交換型の換気システムＳである。
そして、給気手段Ｓｍには給気量を補強する付加送風装置３２が接続され、屋内の居室には付加送風装置３２と連動して屋外に空気を排出する局所排気手段７が取り付けられるとともに、居室には、空気を循環させて除塵及び脱臭する除塵脱臭手段５が取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、換気システム及び建物に関するものである。

近年、建物の高気密化が進んでおり、結露やカビなどの発生を防止するために、建物内を換気することの重要性が増している。

このような建物の換気方法として、第一種換気、第二種換気、第三種換気の機械的、強制的な換気方法が知られている。

この第一種換気は給気と排気の両方を機械的に行い、第二種換気は給気を機械的に行うが排気は自然的に行い、第三種換気は給気を自然的に行うが排気は機械的に行うものである。

一方、機械的な換気と自然的な換気とを併用する換気方法も知られており、例えば、特許文献１には、自然換気手段の換気能力を最寒季の必要換気量と一致するように設定しておいて、最寒季には自然換気手段によって換気し、その他の季節には自然換気手段に加えて強制換気手段を用いて換気することが開示されている。

この構成によれば、季節の変動にかかわらず、常に適切な換気量を維持しつつ経済的に換気を行うことができる。
特開２００１−２２１４８８号公報

しかしながら、前記した特許文献１の構成では、必要な換気量は確保できるものの、除塵脱臭性能を高めようとすると同時に熱損失も大きくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、熱損失を抑制しつつ除塵脱臭できる換気システムと、この換気システムを備える建物と、を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の換気システムは、給気手段によって屋外の空気を屋内に供給し、排気手段によって屋内の空気を屋外に排出する換気システムであって、前記給気手段には給気量を補強する付加送風装置が接続され、屋内の居室には前記付加送風装置と連動して屋外に空気を排出する局所排気手段が取り付けられるとともに、屋内で空気を循環させて除塵及び脱臭する除塵脱臭手段が取り付けられることを特徴とする。

また、前記給気手段は、屋外の空気を床下空間に供給する給気口を備えるとともに、前記給気口には給気量を補強する前記付加送風装置が接続されて、床下空間を通じて前記居室に屋外の空気を供給する構成とすることができる。

さらに、前記除塵脱臭手段は、前記居室の床に、空気を吸い込む吸込口と空気を吹出す吹出口とを備えるとともに、床下空間には、前記吸込口と前記吹出口を接続する循環ダクトと、前記循環ダクトの途中に接続されて吸い込んだ空気を除塵脱臭する除塵脱臭フィルタと、前記循環ダクトの途中に接続されて空気を付勢して吹出す送風装置と、を備える構成とすることができる。

そして、前記給気手段と前記排気手段によって換気するとともに、前記付加送風装置と前記局所排気手段による急速換気と、前記除塵脱臭手段による空気循環と、を切換可能に構成されることが好ましい。

また、非冷暖房時には、前記付加送風装置と前記局所排気手段によって急速換気し、冷暖房時には、前記除塵脱臭手段によって空気循環させることができる。

さらに、前記給気手段と前記排気手段は給気と排気の間で熱交換することが好ましい。

そして、本発明の建物は、上記したいずれかの換気システムを備えることを特徴とする。

このように、本発明の換気システムは、給気手段には給気量を補強する付加送風装置が接続され、屋内の居室には付加送風装置と連動して屋外に空気を排出する局所排気手段が取り付けられるとともに、屋内で空気を循環させて除塵及び脱臭する除塵脱臭手段が取り付けられている。

したがって、給気手段と排気手段による換気に加えて、屋内と屋外の気温差が小さい場合には、付加送風装置と局所排気手段によって換気し、屋内と屋外の気温差が大きい場合には、除塵脱臭手段によって空気を循環させることで、熱損失を抑制しつつ除塵脱臭できる。

また、給気手段は、屋外の空気を床下空間に供給する給気口を備えるとともに、給気口には給気量を補強する付加送風装置が接続されて、床下空間を通じて居室に屋外の空気を供給することで、特別にダクト等を設けることなく、簡易な設備によって給気量を増加させることができる。

さらに、除塵脱臭手段は、吸込口と吹出口とを備えるとともに、床下空間には循環ダクトと除塵脱臭フィルタと送風装置とを備えることで、簡易な設備によって下階の居室を除塵脱臭できる。

そして、付加送風装置と局所排気手段による急速換気と、除塵脱臭手段による空気循環と、を切換可能に構成されることで、利用者の選択に応じて効率よく除塵脱臭できる。

また、非冷暖房時には、付加送風装置と局所排気手段によって急速換気し、冷暖房時には、除塵脱臭手段によって空気循環させることで、時期によらず安定して除塵脱臭することができる。

さらに、給気手段と排気手段は給気と排気の間で熱交換することで、よりいっそう熱損失を抑制することができる。

また、本発明の建物は、上記したいずれかの換気システムを備えることで、熱損失を抑制しつつ除塵脱臭できる快適な建物となる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図１を用いて本発明の換気システムＳを備える建物としてのユニット建物１の全体構成を説明する。

本発明の建物としてのユニット建物１は、図１に示すように、１階の居室１１と、２階の居室１２，１２と、廊下や階段などが設けられる吹抜空間１３と、を備えている。

この２階の居室１２，１２の間には間仕切り１２０が設置されており、この間仕切り１２０にはガラリなどの通気路（不図示）が設けられている。

同様に、１階の居室１１及び２階の居室１２と吹抜空間１３との間には仕切壁１３０が設置されており、この仕切壁１３０にもガラリなどの通気路（不図示）が設けられている。

そして、本実施の形態では、１階の居室１１には、この１階の居室１１内の空気を排気する大容量の局所排気手段としての局所換気扇７が取り付けられている。

この局所換気扇７は、付加送風装置３２と連動して換気システムＳの排気手段Ｒｍの排気量を補うためのもので、箱体の内部に軸流ファン（プロペラファン）が設置されて、１階の居室１１の屋外と屋内を連通するようにして外壁１９に設置されている。

また、１階の居室１１の天井１１ａと２階の居室１２の床１２ａとの間には、天井裏空間１６が形成されている。

さらに、吹抜空間１３や１階の居室１１の下方には、床１４を介して周囲をコンクリートなどの基礎によって囲まれた床下空間１５が形成されている。

この床１４には、居室１１や吹抜空間１３から床下空間１５に通じる連通口１７，１７が設けられるとともに、吹抜空間１３から熱交換換気扇３１に繋がる送風接続ダクト６６に通じる連通口１８が設けられている。

そして、本実施の形態のユニット建物１の床下空間１５内には、屋外から取り入れた空気をろ過するフィルタボックス２と、取り入れた空気を１階の居室１１や２階の居室１２，１２に強制的に送るために付勢する熱交換換気扇３１と、送風経路を分岐させる分岐チャンバ４と、熱交換換気扇３１の給気量を補強する付加送風装置３２と、が設置されて換気システムＳが構成されている。

この換気システムＳは、いわゆる第一種換気に分類されるもので、後述する熱交換換気扇３１によって給気及び排気の両方を機械によって強制的におこなうものである。

そして、外気取入ダクト６１、フィルタボックス２、送風接続ダクト６２、熱交換換気扇３１、分岐接続ダクト６３、分岐チャンバ４、付加接続ダクト６４、付加送風装置３２、給気口６８、給気ダクト６５によって給気手段Ｓｍが構成されている。

同様に、送風接続ダクト６６、熱交換換気扇３１、内気排出ダクト６７によって排気手段Ｒｍが構成されている。

また、熱交換換気扇３１は、筐体の内部が給気路と排気路とに区画されており、給気路と排気路の間には熱交換手段が配置され、給気路内及び排気路内の両方には送風ファンが設置されている。

したがって、この熱交換手段は、夏には排気路から排出される冷熱で給気路内を流れる空気を冷却し、冬には排気路から排出される温熱で給気路内を流れる空気を加熱することで、排気が有する熱を有効利用できるようになっている。

さらに、熱交換換気扇３１の給気路の下流側には、分岐チャンバ４の上流側に繋がる分岐接続ダクト６３が接続されており、分岐チャンバ４の下流側で２方向に分岐されて、付加接続ダクト６４と給気ダクト６５が接続されている。

なお、この分岐チャンバ４は、上記の送風経路を分岐する分岐機能の他に、温度を調整する温度調整機能や、湿度を調整する湿度調整機能などを備えることもできる。

そして、本実施の形態の給気手段Ｓｍでは、分岐チャンバ４の下流側に、付加接続ダクト６４を介して付加送風装置３２が接続されている。

この付加送風装置３２は、熱交換換気扇３１による給気量（風量）が不足した場合に補強するために用いられるダクトファンであり、内部に空気を付勢するためのシロッコファンを有していることで、小型で高い静圧を発生させることができる。

この給気口６８は、床下空間１５に向いて開口しているため、屋外から給気手段Ｓｍによって強制的に取り込まれた空気は、床下空間１５に送風された後に、連通口１７，１７を通じて間接的に１階の居室１１や吹抜空間１３に導入される。

一方、給気ダクト６５は、天井裏空間１６でさらに分岐してそれぞれ２階の居室１２，１２に繋がっているため、給気ダクト６５に送風された空気は、途中で分岐されて２階の居室１２，１２に導入される。

さらに、このように１階の居室１１や２階の居室１２，１２に導入された空気は、吹抜空間１３に設けられた連通口１８から送風接続ダクト６６を通じて熱交換換気扇３１に取り込まれ、内気排出ダクト６７を通じて屋外に強制的に排出される。

そして、本実施の形態の換気システムＳでは、１階の居室１１に、給気手段Ｓｍや排気手段Ｒｍとは別に、屋内の空気を循環させて除塵及び脱臭する除塵脱臭手段５が取り付けられている。

この除塵脱臭手段５は、１階の居室１１と床下空間１５とを連通する吸込口５１と、この吸込口５１の直下に設置されて空気を除塵脱臭する除塵脱臭フィルタ５６と、除塵脱臭フィルタ５６とファン５３とを接続する循環ダクト５２と、静圧を発生させて送風するファン５３と、ファン５３と吹出口５５とを接続する循環ダクト５４と、床下空間１５と１階の居室１１とを連通する吹出口５５と、を備えている。

この除塵脱臭フィルタ５６は、不織布などの除塵フィルタ（不図示）と活性炭などの脱臭フィルタ（不図示）とを備えるもので、ガラリが設置された吸込口５１の直下に着脱可能に配置されている。

次に、本実施の形態の換気システムＳの制御モードについて、図２，３を用いて説明する。

まず、屋内と屋外の気温差が小さい時期である春と秋において、分岐チャンバ４及び付加送風装置３２を運転する急速換気モードについて、図２を用いて説明する。

春と秋の非冷暖房時には、熱交換換気扇３１を運転することで給気手段Ｓｍ及び排気手段Ｒｍを稼動させるとともに、付加送風装置３２及び局所換気扇７を運転することで、１階の居室１１や２階の居室１２を換気する。

特に、１階の居室１１については、熱交換換気扇３１に加えて付加送風装置３２を運転し、局所換気扇７を運転することで、大容量の急速換気によって空中の浮遊物を除塵することになる。

すなわち、熱交換換気扇３１を運転することで外気取入ダクト６１を通じて取り込まれた屋外の空気は、フィルタボックス２によってある程度除塵された後に、送風接続ダクト６２を通じて熱交換換気扇３１に導入される。

この熱交換換気扇３１内で、排気と熱交換して冷却された空気は、分岐接続ダクト６３を通じて分岐チャンバ４に導入される。

そして、分岐チャンバ４に導入された空気の一部は、付加接続ダクト６４を通じて付加送風装置３２に導入され、残りの一部は、給気ダクト６５を通じて２階の居室１２，１２に導入される。

さらに、付加送風装置３２によって静圧を増して床下空間１５に導入された空気は、連通口１７，１７を通じて１階の居室１１に導入され、１階の居室１１内の空気と混合された後に、付加送風装置３２と連動して稼動する局所換気扇７によって屋外に排気される。

つまり、静圧を高めた状態で１階の居室１１に導入されて混合された空気は、一部は連通口１８から排気手段Ｒｍによって屋外に排気されるが、大部分はより排気能力の大きい局所換気扇７によって屋外に排気される。

そして、１階の居室１１に導入された空気の一部や２階の居室１２，１２に導入された空気は、吹抜空間１３を経由して、連通口１８から送風接続ダクト６６に取り込まれ、熱交換換気扇３１を介して給気と熱交換した後に内気排出ダクト６７から屋外に排出される。

次に、屋内と屋外の気温差が大きい時期である夏と冬において、除塵脱臭手段５を運転する空気循環モードについて、図３を用いて説明する。

夏と冬の冷暖房時には、熱交換換気扇３１を運転することで給気手段Ｓｍ及び排気手段Ｒｍを稼動させるとともに、除塵脱臭手段５を運転することで、１階の居室１１や２階の居室１２を換気するとともに除塵脱臭する。

特に、１階の居室１１については、除塵脱臭手段５を運転することで、空中の浮遊物を除塵したり脱臭したりできる。

すなわち、熱交換換気扇３１を運転することで外気取入ダクト６１を通じて取り込まれた屋外の空気は、フィルタボックス２によって除塵された後に、送風接続ダクト６２を通じて熱交換換気扇３１に導入される。

この熱交換換気扇３１内で、排気と熱交換して冷却された空気は、分岐接続ダクト６３を通じて分岐チャンバ４に導入される。

そして、分岐チャンバ４に導入された空気の一部は、付加接続ダクト６４を通じて付加送風装置３２に導入され、残りの一部は、給気ダクト６５を通じて２階の居室１２，１２に導入される。

さらに、付加送風装置３２が運転されていないため静圧を維持して床下空間１５に導入された空気は、連通口１７，１７を通じて１階の居室１１に導入され、１階の居室１１内の空気と混合された後に、除塵脱臭手段５によって１階の居室１１内で循環されつつ除塵及び脱臭される。

つまり、１階の居室１１に導入されて混合された空気は、一部は連通口１８から排気手段Ｒｍによって屋外に排気されるとともに、大部分はより能力の大きい除塵脱臭手段５によって循環されながら除塵及び脱臭される。

そして、１階の居室１１に導入された空気の一部や２階の居室１２，１２に導入された空気は、吹抜空間１３を経由して、連通口１８から送風接続ダクト６６に取り込まれ、熱交換換気扇３１を介して給気と熱交換した後に内気排出ダクト６７から屋外に排出される。

次に、本実施の形態の換気システムＳの作用について説明する。

このように、本実施の形態の換気システムＳは、屋外の空気を強制的に屋内に供給する給気手段Ｓｍと、屋内の空気を強制的に屋外に排出する排気手段Ｒｍと、を備える換気システムＳである。

そして、この給気手段Ｓｍには熱交換換気扇３１の給気量を補強する付加送風装置３２が接続され、屋内の１階の居室１１には付加送風装置３２と連動して屋外に空気を排出する局所排気手段としての局所換気扇７が取り付けられるとともに、１階の居室１１には、空気を循環させて除塵及び脱臭する除塵脱臭手段５が取り付けられている。

したがって、給気手段Ｓｍと排気手段Ｒｍによる通常の換気に加えて、屋内と屋外の気温差が小さい場合には、付加送風装置３２と局所排気手段としての局所換気扇７によって急速換気し、屋内と屋外の気温差が大きい場合には、除塵脱臭手段５によって空気循環させることで、熱損失を抑制しつつ除塵脱臭できる。

つまり、給気手段Ｓｍと排気手段Ｒｍを稼動させることで生活に必要な換気量を確保したうえで、付加送風装置３２及び局所換気扇７や除塵脱臭手段５などを用いて熱損失を抑制しつつ除塵脱臭できる。

すなわち、屋内と屋外の気温差が比較的小さい時期の非冷暖房時には、屋内の空気と屋外の空気の持つ熱が略同等であるから、除塵脱臭手段５を稼動して空気を循環させなくても、付加送風装置３２及び局所換気扇７によって屋外の空気を供給して屋内の空気を排出することで熱損失なく除塵脱臭できる。

加えて、この場合には、付加送風装置３２によって通常の熱交換換気扇３１による給気を補強しつつ、これと連動して局所換気扇７を稼動させることで、通常よりも急速に換気できるため、除塵及び脱臭の効果が大きい。

一方、屋内と屋外の気温差が比較的大きい時期の冷暖房時には、屋内の空気と屋外の空気の持つ熱が大きく異なるため、上記のように直接的には換気せずに、１階の居室１１内で空気を循環させることで熱損失なく除塵脱臭できる。

また、給気手段Ｓｍは、屋外の空気を床下空間１５に供給する給気口６８を備えるとともに、給気口６８には熱交換換気扇３１の給気量を補強する付加送風装置３２が接続されて、床下空間１５を通じて１階の居室１１に屋外の空気を供給することで、特別にダクト等を設けることなく、簡易な設備によって給気量を増加させることができる。

つまり、従来の換気システムによって換気する場合には、床下空間１５にダクトを配置して給気や排気を行っていたが、本発明ではダクトを用いずにコンクリートで囲まれて気密性の高い床下空間１５を介して給気することができる。

加えて、排気については送風接続ダクト６６を介して熱交換換気扇３１に空気を導入することで、床下空間１５内で給気と排気とが混合されてしまうことがない。

さらに、除塵脱臭手段５は、吸込口５１と吹出口５５とを備えるとともに、床下空間１５には循環ダクト５２，５４と除塵脱臭フィルタ５６と送風装置としてのファン５３とを備えることで、簡易な設備によって１階の居室１１を除塵脱臭できる。

加えて、この場合には、循環ダクト５２，５４によって床下空間１５とは別個に循環経路が設定されていることで、１階の居室１１内の空気を効率よく除塵脱臭できる。

また、給気手段Ｓｍと排気手段Ｒｍによって換気するとともに、付加送風装置３２と局所換気扇７による急速換気と、除塵脱臭手段５による空気循環と、を切換可能に構成されることで、利用者の選択に応じて除塵脱臭できる。

さらに、このように急速換気と空気循環とを切換えることができれば、非冷暖房時及び冷暖房時のそれぞれの状態に応じて熱損失を抑制しつつ、除塵脱臭できる。

そして、春や秋などの非冷暖房時には、付加送風装置３２と局所換気扇７によって急速換気し、夏や冬などの冷暖房時には、除塵脱臭手段５によって空気循環させることで、熱損失を抑制しつつ、時期によらず一年を通じて安定して除塵脱臭することができる。

加えて、このように時期によって急速換気と空気循環とを使い分けることで、除塵脱臭手段５の使用頻度を減らして除塵脱臭フィルタ５６を長持ちさせることができる。

さらに、給気手段Ｓｍと排気手段Ｒｍは給気と排気の間で熱交換することで、よりいっそう熱損失を抑制することができる。

つまり、非冷暖房時には急速換気させ、冷暖房時には空気循環させることで、熱損失を抑止したうえで、さらに給気手段Ｓｍと排気手段Ｒｍによって給気と排気との間で熱交換することで、二段階に熱損失を抑制できる。

また、本実施の形態の建物１は、上記したいずれかの換気システムＳを備えることで、熱損失を抑制しつつ除塵脱臭できる快適な建物１となる。

そして、このように熱損失を抑制しつつ除塵脱臭できるため、環境に優しいうえに経済性にも優れた建物１となる。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、春と秋に急速換気し、夏と冬に空気循環させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、季節によらずに気温差の小さい場合には急速換気し、気温差の大きい場合には空気循環させることができる。

また、除塵脱臭フィルタ５６の使用頻度が高くなってしまうものの、気温差の小さい場合に空気循環させることもできるし、熱損失が大きくなるものの、気温差の大きい場合に急速換気することもできる。

さらに、前記実施の形態では、給気手段Ｓｍや排気手段Ｒｍは常時稼動させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、これらを一時的に停止させた状態で、急速換気や空気循環させることもできる。

そして、前記実施の形態では、給気手段Ｓｍと排気手段Ｒｍとの間で熱交換される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、熱交換されないものであってもよい。

本発明の最良の実施の形態の換気システムの構成を説明する説明図である。 春と秋の換気方法を説明する説明図である。 夏と冬の換気方法を説明する説明図である。

符号の説明

Ｓ 換気システム
Ｓｍ 給気手段
Ｒｍ 排気手段
１ 建物
１１ １階の居室（居室）
１４ 床
１５ 床下空間
１７，１８ 連通口
２ フィルタボックス
３１ 熱交換換気扇
３２ 付加送風装置
５ 除塵脱臭手段
５１ 吸込口
５２，５４ 循環ダクト
５３ ファン
５５ 吹出口
５６ 除塵脱臭フィルタ
６８ 給気口
７ 局所換気扇（局所排気手段）

Claims (7)

1. 給気手段によって屋外の空気を屋内に供給し、排気手段によって屋内の空気を屋外に排出する換気システムであって、
   前記給気手段には給気量を補強する付加送風装置が接続され、屋内の居室には前記付加送風装置と連動して屋外に空気を排出する局所排気手段が取り付けられるとともに、
   屋内で空気を循環させて除塵及び脱臭する除塵脱臭手段が取り付けられることを特徴とする換気システム。
2. 前記給気手段は、屋外の空気を床下空間に供給する給気口を備えるとともに、前記給気口には給気量を補強する前記付加送風装置が接続されて、床下空間を通じて前記居室に屋外の空気を供給することを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
3. 前記除塵脱臭手段は、前記居室の床に、空気を吸い込む吸込口と空気を吹出す吹出口とを備えるとともに、
   床下空間には、前記吸込口と前記吹出口を接続する循環ダクトと、前記循環ダクトの途中に接続されて吸い込んだ空気を除塵脱臭する除塵脱臭フィルタと、前記循環ダクトの途中に接続されて空気を付勢して吹出す送風装置と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の換気システム。
4. 前記給気手段と前記排気手段によって換気するとともに、
   前記付加送風装置と前記局所排気手段による急速換気と、前記除塵脱臭手段による空気循環と、を切換可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の換気システム。
5. 非冷暖房時には、前記付加送風装置と前記局所排気手段によって急速換気し、冷暖房時には、前記除塵脱臭手段によって空気循環させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の換気システム。
6. 前記給気手段と前記排気手段は給気と排気の間で熱交換することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の換気システム。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の換気システムを備えることを特徴とする建物。

Images