JP2012255580A - 同時給排型熱交換換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した精度の高い定風量制御が可能で、給気用風量センサ及び排気用風量センサのメンテナンス時間を短縮した同時給排型熱交換換気装置を得ること。
【解決手段】箱体形状の本体箱体１内に設け、室内の空気を室外に排気する排気風路、及び室外の空気を室内に給気する給気風路と、排気風路に設けた排気用送風機３と、給気風路に設けた給気用送風機２と、排気用送風機３に備え排気風路を形成する排気側の羽根ケーシングブロック１０と、給気用送風機２に備え給気風路を形成する給気側の羽根ケーシングブロック１１と排気風路と給気風路との交差部に設け室内の空気と室外の空気との間で熱交換する熱交換器５と、を有し、給気用送風機２と排気用送風機３は熱交換器５の下流側に配置し、給気側の羽根ケーシングブロック１１の吸込口側に給気用風量センサ２９を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、天井裏に本体が設置され、天井面に排気用パネルが設置されるダクトを利用した給排気を同時に行う同時給排型熱交換換気装置に関する。

従来、同時給排型熱交換換気装置では、室外の新鮮外気は外気ダクトを通して、外気取入口から吸い込まれ、外気エアフィルタでゴミや埃を除去し、全熱交換器で室内空気と熱交換した後、熱交換器で加湿又は冷却し、加湿器で加湿され、室内へ供給される。また、室内空気は還気ダクトを通して還気取入口から吸い込まれ、還気エアフィルタでゴミや埃を除去し、全熱交換器で室外空気と熱交換した後、室外へ排出される。

ここで、室外の新鮮外気が室内へ供給される給気風路と、室内空気が室外へ排出される排気風路のそれぞれの風路内には給気用風量センサと排気用風量センサとが設置されており、給気風量と排気風量とが任意の風量となるように定風量制御がなされる。

この時、給気用風量センサ及び排気用風量センサによって検出された検出値と予め設定された給気風量設定値及び排気風量設定値とを比較し、この比較結果に基づき給気風量制御目標値及び排気風量制御目標値を設定し、さらに給気用風量センサ及び排気用風量センサによって検出された検出値と給気風量制御目標値及び排気風量制御目標値とを比較し、給気送風機及び排気送風機の送風量がそれぞれ目標値となるように制御する給気風量制御手段及び排気風量制御手段とを設けたことにより、ダクト圧損を考慮し適正風量の制御を行う風量制御目標値の設定が可能となるもので、据付時のダクト圧損の計算や、風量の初期設定が不要となる。

上記従来の同時給排型熱交換換気装置において、給気用風量センサ及び排気用風量センサは、給気送風機及び排気送風機の送風吹出口の後流側に配置されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第２６９９６７２号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、給気用風量センサ及び排気用風量センサが送風機の吹き出しの直後に設置されているため、風速が乱れやすく安定した計測ができないという問題があった。また、給気用風量センサや排気用風量センサのメンテナンスの際に給気送風機や排気送風機を取り外す必要があり、メンテナンスに要する時間が増大するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安定した精度の高い定風量制御が可能で、給気用風量センサ及び排気用風量センサのメンテナンス時間を短縮した同時給排型熱交換換気装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、箱体形状の本体内に設け、室内の空気を室外に排気する排気風路、及び室外の空気を室内に給気する給気風路と、排気風路に設けた排気送風機と、給気風路に設けた給気送風機と、排気送風機に備え排気風路を形成する排気側の羽根ケーシングブロックと、給気送風機に備え給気風路を形成する給気側の羽根ケーシングブロックと排気風路と給気風路との交差部に設け室内の空気と室外の空気との間で熱交換する熱交換器と、を有し、給気送風機と排気送風機は熱交換器の下流側に配置し、給気側の羽根ケーシングブロックの吸込口側に給気用風量センサを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、給気及び排気風量を風量センサによって検出する際に、熱交換器を通過することによって乱流から層流に整流された風を検出するため、安定した定風量制御が可能であり、かつ、給気用風量センサ及び排気用風量センサのメンテナンス時間を短縮できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の構成を示す図である。 図２は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の内部風路及び風量制御系の構成を示す図である。 図３は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の内部風路を示す図である。 図４は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の全体の分解斜視図である。 図５は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の送風機ユニットの分解斜視図である。 図６は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の熱交換器ユニットの分解斜視図である。 図７は、給気用風量センサを固定する位置の概略構成を示す分解斜視図である。 図８は、給気用風量センサを蓋板に取り付ける状態を示す概略図である。 図９は、排気用風量センサを固定する位置の近傍の概略構成を示す斜視図である。 図１０は、排気用風量センサを本体箱体に取り付ける状態を示す概略図である。

以下に、本発明にかかる同時給排型熱交換換気装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の構成を示す図である。実施の形態の同時給排型熱交換換気装置は、天井裏空間に設置される天井裏設置タイプのものであり、室外外気を給気用ダクト接続口２３ａから導入し、室内用端末部品２４によって室内へ給気として送り込む。また、この同時給排型熱交換換気装置は、室内空気をパネル２８から導入し、排気用ダクト接続口２３ｂから室外へ送り出す。

図２は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の内部風路及び風量制御系の構成を示す図である。図３は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の内部風路を示す図である。給気風路は、室外外気を給気用ダクト接続口２３ａから導入し、内蔵する熱交換器５を通過して給気用ファン１４を通って、室内用端末部品２４を経て室内に供給する。一方、排気風路は、室内空気をパネル２８から導入し、内蔵する熱交換器５を通過して風路１７から排気用ファン１５を通り、排気用ダクト接続口２３ｂを経て室外に排気する。熱交換器５は排気空気の熱量を給気空気に回収する機能を有している。給気風量及び排気風量は、風量制御部３１によって、それぞれ給気用風量センサ２９及び排気用風量センサ３０の検出値に基づいて目標風量となるように制御される。なお、給気用風量センサ２９及び排気用風量センサ３０は、羽根車を用いた回転計によって風量を換算する構成である。

図２に示すように、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置には給気用ファン１４と排気用ファン１５とを上下並びに組み込んだ送風機ユニット４が内接され、さらに給気風路と排気風路とが直交した積層型の熱交換器５が横並びに内接されている。このとき、熱交換器５の風路断面は、平板状の伝熱板と波板状の間隔板（波形の幅ピッチ５ｍｍ程度）を重ねて一体とした素子を交互に積層しているため波型断面が形成されている。波型断面の孔が集合し給気風路及び排気風路を形成している。

給気用風量センサ２９は、図２に示すように、熱交換器５の給気風路を通った後流側に給気用風量センサ２９の羽根面と風向きとが直交し、さらに図３に示すように、羽根ケーシングブロック１１の吸込口側の中心から室内用端末部品２４とは反対側に配置している。

また排気用風量センサ３０は、図２に示すように、熱交換器５の排気風路を通った後流側に排気用風量センサ３０の羽根面と風向きとが直交し、さらに図３に示すように、熱交換器５の排気風路側の面の中心に配置している。

図４は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の全体の分解斜視図である。図４に示すように、本体箱体１内に給気用ファン１４を内接した給気用送風機２と排気用ファン１５を内接した排気用送風機３とを組み込んだ送風機ユニット４、及び熱交換器５を組み込んだ熱交換器ユニット６が横並びに組み付けられている。本体箱体１には、その一側面に前後に並んで二つの角形の開口部７が設けられ、対向する他側面は開口部２５として開放している。本体箱体１の下面の、角形の開口部７が設けられた側面寄りの半分は、点検口８として開放している。開口部７には、端末部品２２に設けられた給気用ダクト接続口２３ａ及び排気用ダクト接続口２３ｂが挿入され、給気用ダクト接続口２３ａ及び排気用ダクト接続口２３ｂが本体箱体１の外へ突出している。

図５は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の送風機ユニットの分解斜視図である。図５に示すように、送風機ユニット４の中央にはモータ取付板９が、上側の発泡スチロールでできた羽根ケーシングブロック１０と下側の発泡スチロールでできた羽根ケーシングブロック１１との間に挟まれるように取り付けられ、その中央に両軸のモータ１２が取り付けられている。上側の羽根ケーシングブロック１０には、上面には吸込口が、下面には吹出口がそれぞれ開放したスクロール空間１３が内設され、スクロール空間１３においてモータ１２の回転軸に装着された排気用ファン１５が回転するようになっている。また、下側の羽根ケーシング１１には、側面に吸込口が、他側面に吹出口がそれぞれ開放したスクロール空間が内設され、このスクロール空間においてモータ１２の回転軸に装着された給気用ファン１４が回転するようになっている。

図６は、実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置の熱交換器ユニットの分解斜視図である。図６に示すように、熱交換器ユニット６は、下面の開放した発泡スチロールでできた風路構造体１６に熱交換器５が着脱可能にはめ込まれて六面体に構成されており、図４に示したように本体箱体１の点検口８から送風機ユニット４の横に並んで組み込まれている。風路構造体１６には熱交換器５の排気風路に通じる風路１７が形成され、上側の羽根ケーシングブロック１０の吹出口に通じる風路１８が形成されている。また、風路構造体１６には、熱交換器５の給気風路に通じる風路１９が形成され、その一端は、下側の羽根ケーシングブロック１１の側面の吸込口に通じている。風路１９には清浄フィルタ２０が溝によって抜き差しできるように装着され、熱交換器５の排気風路の入口側にも清浄フィルタ２１が装着されている。

次に、給気用風量センサ２９を固定する場合について説明する。図７は、給気用風量センサ２９を固定する位置の概略構成を示す分解斜視図である。図７に示すように、給気用風量センサ２９は風路構造体１６の一側面の風路１９から熱交換器５の給気風路を通った後流側に位置するように、熱交換器５の排気風路の入口側に対応して室内開口部２６が設けられた蓋板２７の上側面と給気用風量センサ２９の締結足部とを締結し固定する。

また、図８は、給気用風量センサ２９を蓋板２７に取り付ける状態を示す概略図である。図８に示すように、給気用風量センサ２９の締結足部は蓋板２７へ締結可能であり、熱交換器５の給気側の波型断面の多孔風路を通った後流側、かつ、給気用送風機２よりも上流側であるため、風速分布は安定したものとなる。

次に、排気用風量センサ３０を固定する場合について説明する。図９は、排気用風量センサ３０を固定する位置の近傍の概略構成を示す斜視図である。図９に示すように、排気用風量センサ３０は風路構造体１６の一側面の風路１７から熱交換器５の排気風路を通った後流側に位置するように六面体の本体箱体１に下面から段の付いた締結部品（半ねじ）を使用して排気用風量センサ３０の締結足部を本体箱体１に共締めして固定する。

また、図１０は、排気用風量センサ３０を本体箱体１に取り付ける状態を示す概略図である。図１０に示すように、排気用風量センサ３０の締結足部は本体箱体１へ締結可能であり、熱交換器５の排気側の波型断面の多孔風路を通った後流側、かつ排気用送風機３よりも上流側であるため、風速分布は安定したものとなる。このように、給気用風量センサ２９、排気用風量センサ３０を備えることで、給気側の定風量制御、排気側の定風量制御がそれぞれ可能となり、また給気側、排気側の風量を組み合わせた多様な制御も可能となる。

給気用風量センサ２９をメンテナンスする際には、蓋板２７を外すだけで給気用風量センサ２９を取り出すことが可能なため、給気用風量センサ２９をメンテナンスする際の時間の短縮を図れる。

また、同様に、排気用風量センサ３０をメンテナンスする際には、清浄フィルタ２１及び熱交換器５を外すだけで排気風量センサ３０を取り出すことが可能であるため、排気風量センサ３０をメンテナンスする際にも時間の短縮を図れる。

本実施の形態においては、給気用風量センサ２９及び排気用風量センサ３０が羽根車式の場合を例としたが、これに限定されることはなく、例えばサーミスタ方式や熱線方式の風量センサなどを用いても同様の効果が得られる。

以上のように、本実施の形態にかかる同時給排型熱交換換気装置は、熱交換器を通過することによって層流に整流された風によって安定した風量を検出でき、精度の高い定風量制御を行える。

さらに、風量検知用の風量センサをメンテナンスする場合に、取り外す必要のある部品点数を低減できるため、メンテナンスにかかる時間を削減できる。

１ 本体箱体
２ 給気用送風機
３ 排気用送風機
４ 送風機ユニット
５ 熱交換器
６ 熱交換器ユニット
７、２５ 開口部
８ 点検口
９ モータ取付板
１０、１１ 羽根ケーシングブロック
１２ モータ
１３ スクロール空間
１４ 給気用ファン
１５ 排気用ファン
１６ 風路構造体
１７、１８、１９ 風路
２０、２１ 清浄フィルタ
２２ 端末部品
２３ａ 給気用ダクト接続口
２３ｂ 排気用ダクト接続口
２４ 室内用端末部品
２６ 室内開口部
２７ 蓋板
２８ パネル
２９ 給気用風量センサ
３０ 排気用風量センサ
３１ 風量制御部

Claims (6)

1. 箱体形状の本体内に設け、室内の空気を室外に排気する排気風路、及び室外の空気を室内に給気する給気風路と、
   前記排気風路に設けた排気送風機と、
   前記給気風路に設けた給気送風機と、
   前記排気送風機に備え前記排気風路を形成する排気側の羽根ケーシングブロックと、
   前記給気送風機に備え前記給気風路を形成する給気側の羽根ケーシングブロックと、
   前記排気風路と前記給気風路との交差部に設け前記室内の空気と前記室外の空気との間で熱交換する熱交換器と、を有し、
   前記給気送風機と前記排気送風機は前記熱交換器の下流側に配置し、
   前記給気側の羽根ケーシングブロックの吸込口側に給気用風量センサを備えたことを特徴とする同時給排型熱交換換気装置。
2. 箱体形状の本体内に設け、室内の空気を室外に排気する排気風路、及び室外の空気を室内に給気する給気風路と、
   前記排気風路に設けた排気送風機と、
   前記給気風路に設けた給気送風機と、
   前記排気送風機に備え前記排気風路を形成する排気側の羽根ケーシングブロックと、
   前記給気送風機に備え前記給気風路を形成する給気側の羽根ケーシングブロックと、
   前記排気風路と前記給気風路との交差部に設け前記室内の空気と前記室外の空気との間で熱交換する熱交換器と、を有し、
   前記給気送風機と前記排気送風機は前記熱交換器の下流側に配置し、
   前記排気側の羽根ケーシングブロックの吸込口側に排気用風量センサを備えたことを特徴とする同時給排型熱交換換気装置。
3. 前記給気用風量センサを前記給気側の羽根ケーシングブロックの吸込口側のほぼ中央に配置したことを特徴とする請求項１に記載の同時給排型熱交換換気装置。
4. 前記排気用風量センサを前記熱交換器の前記排気風路側の面のほぼ中心に配置したことを特徴とする請求項２に記載の同時給排型熱交換換気装置。
5. 前記本体箱体は、前記熱交換器のメンテナンス用の開口を有し、
   前記開口を介して前記熱交換器を前記本体箱体から外すことにより、前記開口を介して前記排気用風量センサがメンテナンス可能であることを特徴とした請求項２または４に記載の同時給排型熱交換換気装置。
6. 前記本体箱体は、前記熱交換器のメンテナンス用の開口を有し、
   前記開口を介して前記熱交換器を前記本体箱体から外すことにより、前記開口を介して前記給気用風量センサがメンテナンス可能であることを特徴とした請求項１または３に記載の同時給排型熱交換換気装置。

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