JP3837988B2 - 熱交換換気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器を通じて給排気による熱交換換気を行う大型で床置きタイプの熱交換換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビルや社屋等の広い空間の換気には、例えば特開平６―１０１８８３号公報に示されているような大型で床設置タイプの熱交換換気装置が用いられることが多い。この種の熱交換換気装置は基本的には、図１８に示すように室内から室外（多くは屋外）へ向う排気流を排気通路に形成する排気用送風機と、室外（多くは屋外）から室内へ向う給気流を給気通路に形成する給気用送風機３０と、排気通路と給気通路の経路の一部を構成し、給排気流間で連続的な熱交換を行う熱交換器３１とにより構成されている。熱交換の主体である熱交換器３１は、一次気流である排気流を通す複数の一次通路と、二次気流である給気流を通す複数の二次通路とが内部で独立状態のまま交差した六面体で積層構造のものが多く採用されている。
【０００３】
処理風量に応じて給気用送風機３０や排気用送風機の能力が設定され、熱交換器３１についても多段の階層構造が採られている。熱交換換気は、給排気流間で熱交換を行わせることにより室内の温度や湿度といった状態量の変動を抑えた給排気による換気が可能であるが、春秋季等の中間期には外気をそのまま取入れた方のが快適度が高いようなこともあり、このような場合には、排気流をバイパス通路によって熱交換器３１を迂回して流すことができるようになっているものもある。また、中高性能フィルター３２を内蔵したフィルターユニット３３を階層構造の中に接続することによって、室内へ取入れる空気の清浄度を高く維持できるようにしたものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような大型の床設置タイプの熱交換換気装置は、要求される処理能力に見合う給気用送風機３０と排気用送風機がそれぞれ選定され、熱交換器３１の階層数もそれに応じて構成され、一品一様で製造されている。従って、処理能力の異なる品目の熱交換換気装置毎に個別に部品を用意しておく必要があり、生産性が低く高コストにならざるを得なかった。また、施工時に風量を少量だけ変更する必要が生じた場合にも、給気用送風機３０や排気用送風機のプーリ３４やベルト３５の交換によってしか対応できず、風量変更に対する対応性の低いものでもある。さらに、大型で質量も大きいため、その荷扱いに拘わる梱包資材も頑強なものが必要なため梱包コストも高くつくといった問題点も含んでいた。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたものであって、その課題とするところは、大型で床設置タイプの熱交換換気装置の生産性の向上とコストの低減を図ることであり、処理風量の変更に対する対応性の良い熱交換換気装置を得ることであり、その熱交換換気装置の設置性の向上を推進することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために請求項１の発明は、回転数可変の給気用送風機と、回転数可変の排気用送風機を六面体の単一の送風ケーシング内に離隔して組込み、送風ケーシングの給気用送風機側には給気吸込口と給気吹出口を構成し、排気用送風機側にも排気吸込口と排気吹出口を構成した床上に設置する送風ユニット上に、六面体の熱交換ケーシング内に給気流と排気流間での熱交換を連続的に行う熱交換器を組込んだ熱交換ユニットを積み重ねて構成し、熱交換ユニットには、送風ユニットの給気吸込口に流出口側が連絡する給気流を通す給気通路と、排気吸込口に流出口側が連絡する排気流を通す排気通路を構成し、給気通路の流入口を室外へ連絡できるように開口させ、排気通路の流入口を室内へ連絡できるよう開口させ、この熱交換ユニット上に熱交換ユニットと同形同一構成の熱交換ユニットを整数個積み重ね得るように構成し、熱交換ユニットの積み重ねた数によって給気用送風機と排気用送風機の回転数を変えるようにする手段を採用する。
【０００８】
前記課題を達成するために請求項２の発明は、請求項１に係る前記手段における熱交換ユニットの給気通路の流入口と、排気通路の流入口をそれぞれ複数個、異なる方向に向って閉止可能に開口させ、送風ユニットの給気吹出口と排気吹出口を複数個、異なる方向に向って閉止可能に開口させる手段を採用する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図１７は本実施の形態の熱交換換気装置について示したものである。この熱交換換気装置は、ビルや社屋等の広い空間の換気に供される大型で床上に設置される床設置タイプのものであり、給気用送風機１と排気用送風機２が組込まれた床設置側となる送風ユニット３に、積層型の熱交換器４が組込まれた熱交換ユニット５を積み上げた階層構造が採られている。送風ユニット３は、六面体の単一の送風ケーシング６内が左右の気室に等分され、一方の気室に対して給気用送風機１が、他方の気室に対して排気用送風機２がそれぞれ組込まれて構成されている。送風ケーシング６の底部は、図１に示すように剛性のある高強度の鋼板等により荷役作業に使うパレット状に構成され、左右には取付用フランジ７が、取付フランジ７の内側にはそれぞれ正面から背面にまで連続するチャンネル状の二列の搬送用構造８が一体に設けられている。
【００１４】
送風ユニット３の一方の気室に臨む側面と背面や前面には給気吹出口９が開設され、他方の気室に臨む側面と背面や前面には排気吹出口１０が開設されている。これらの給気吹出口９及び排気吹出口１０は設置条件においてダクト配管のし易い一つ又は二つを残し、それ以外のものは塞ぎ板２２で閉止される。また、送風ユニット３の一方の気室に臨む背面側上面には給気吸込口が、他方の気室に臨む背面側上面には排気吸込口が開設されている。給気用送風機１及び排気用送風機２は、ターボファン１１と可変速のモーター１２とによりそれぞれ構成され、拡大率のない箱形ケーシング１３に組込まれ、各気室の略中央に各ターボファン１１の回転面が略水平面になるように取付けられている（図１，２参照）。給気用送風機１と排気用送風機２の各モーター１２は送風ユニット３に組付けられたインバーター駆動回路１４により可変速制御され、給気用送風機１の作動により給気吸込口から給気吹出口９に向かう気流が形成され、排気用送風機２の作動により排気吸込口から排気吹出口１０に向かう気流が形成される。
【００１５】
この送風ユニット３上に積み重ねられた熱交換ユニット５は、六面体の熱交換ケーシング１５内に、一次気流（排気流）を通す複数の直線状の一次通路と二次気流（給気流）を通す複数の直線状の二次通路とが内部で独立状態のまま交差し、一次通路の出入口端が対向する二面に開口し、二次通路の出入口端が他の対向する二面に開口し、両小口の閉止した六面体に構成された積層構造の熱交換器４を着脱可能に組込んだ構成である（図１３参照）。熱交換器４は、その小口が熱交換ケーシング１５の両側に対向し、一次通路と二次通路が熱交換ケーシング１５の対角線と略平行となるように組込まれている。熱交換器４の一方の小口が臨む熱交換ケーシング１５の一側側には給気チャンバー１６が画成され、他方の小口が臨む他側側には排気チャンバー１７が画成されている（図２，１０参照）。
【００１６】
熱交換ユニット５の背面側には、送風ユニット３の給気吸込口に流出口側が連絡する給気流を通す給気通路１８と、排気吸込口に流出口側が連絡する排気流を通す排気通路１９が全経路について独立状態に形成されている。熱交換器４の一次通路は排気通路１９の一部を構成し、二次通路は給気通路１８の一部を構成している。給気チャンバー１６が臨む熱交換ケーシング１５の一側側の上部と側面及び背面や前面には給気通路１８の流入口となる室外吸込口２０が、排気チャンバー１７が臨む熱交換ケーシング１５の一側側の上部と側面及び背面や前面には排気通路１９の流入口となる室内吸込口２１がそれぞれ開設されている。これらの室外吸込口２０及び室内吸込口２１は設置条件においてダクト配管のし易い一つ又は二つを残し、それ以外のものは塞ぎ板２２で閉止される（図１４参照）。排気チャンバー１７には熱交換器４の一次通路を迂回するバイパス通路が開閉ダンパにより開閉可能に設けられている。
【００１７】
熱交換器４の給気流の流入側と排気流の流入側には、図１３に示すようにそれぞれ塵埃を除去するプレフィルター２３が保持構造２４により着脱可能に保持されている。各プレフィルター２３の保持構造２４は内外二段の保持枠部２５を備え、外側の保持枠部２５にプレフィルター２３が、内側の保持枠部２５に中高性能フィルターや脱臭フィルター等の空気清浄化手段２６が必要に応じて保持される。これらのプレフィルター２３及び空気清浄化手段２６は、いずれも熱交換ケーシング１５の正面に設けられた点検口からの着脱によりメンテナンスを行うことが可能である。なお、送風ユニット３と熱交換ユニット５とは別体構成を採っても、一体構成を採っても構わない。
【００１８】
この熱交換換気装置について、処理風量を多くしたい場合には熱交換ユニット５と同形同一構成の熱交換ユニット５を熱交換ユニット５の上に、図１４や図１５に示すように積み重ね相互に固定して多段の階層構造に構成し、給気用送風機１と排気用送風機２の各モーター１２の回転数をインバーター駆動回路１４により上げる設定をすればよい。下段の熱交換ユニット５の上面の室外吸込口２０と室内吸込口２１は上段の熱交換ユニット５の下面で閉止され、各熱交換ユニット５の背面側の給気通路１８同士と排気通路１９同士は連通し、それぞれ送風ユニット３の給気吸込口と排気吸込口とに連絡する。
【００１９】
送風ユニット３の給気吹出口９は、設置場所の条件に合った都合の良い一つを図９に示すようにダクト２７により室内へ連絡させ、排気吹出口１０も設置場所の条件に合った都合の良い一つをダクト２７により室外へ連絡させる。なお、排気吹出口１０については風路切換手段等の切換えにより図１６に示すように室内に設置される空調装置２８に接続されることもある。各熱交換ユニット５の室外吸込口２０は、設置場所の条件に合った都合の良い一つを図１０に示すようにダクト２７により室外へ連絡させ、室内吸込口２１も設置場所の条件に合った都合の良い一つをダクト２７により室内へ連絡させる。なお、室内吸込口２１については図１６に示すように室内に設置される空調装置２８の吹出側に接続されることもある。このように多方向に給気吹出口９や排気吹出口１０及び室外吸込口２０や室内吸込口２１が設けられているためダクト配管の自由度は高く、図１１，１２，１６，１７に示すように設置場所の条件に応じてダクト配管を行うことができ、ダクトとの接続部の高さもある程度選択できる。
【００２０】
給気用送風機１と排気用送風機２は拡大率のない箱形ケーシング１３に収められ、各気室の略中央に各ターボファン１１の回転面が略水平面になるように取付けられているため、いずれの方向の給気吹出口９、排気吹出口１０に対しても吹出し条件は同じになり、送風性能に支障をきたすことなくダクト配管の自由度を高めることができる。給気用送風機１と排気用送風機２を動作させれば、各熱交換ユニット５の熱交換器４により給気流と排気流間での連続的な熱交換を伴う同時給排気による換気が行われる。熱交換ユニット５のバイパス通路を開放させれば、熱交換器４を迂回して排気流が流れ熱交換を伴わない普通換気が行われる。室内へ供給する外気を清浄化する場合には、熱交換器４の二次通路側のプレフィルター２３の内側に中高性能フィルターを装着すればよい（図１３参照）。また、一次通路側のプレフィルター２３の内側に脱臭フィルターを装着すれば、ペットショプ等において店外への排気成分を除去でき、近隣に対する臭気問題等を解消することができる。
【００２１】
処理風量の異なる熱交換換気装置を製造する場合には、処理風量に応じた数の熱交換ユニット５の階層構造を採ればよく、その生産性は高いものとなる。そして、送風ユニット３も熱交換ユニット５も共通化でき、別部品を用意する必要もないためコストはすこぶる低減する。この熱交換換気装置は質量も大きく梱包にはあたっては梱包資材も頑強なものが必要となる。また、輸送や据付けに伴う扱いには、通常においてはパレットを使用することになるが、送風ユニット３の底部に荷役装置のフォーク等の作業具を挿入できる搬送用構造８が一体に構成されているため、この搬送用構造８を使いパレットを用いず直接荷役装置により移動させることができる。従って、梱包資材も簡素化できパレットも不要となるので資源の有効利用に貢献でき、コストも低減できる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、大型で床設置タイプの熱交換換気装置の生産性の向上とコストの低減を図ることができ、給気用送風機と排気用送風機の回転数を熱交換ユニットの数に応じて変えることができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、請求項１に係る前記効果とともにダクト配管の自由度が増し、設置性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態の熱交換換気装置を示す正面図である。
【図２】 実施の形態の熱交換換気装置を示す平面図である。
【図３】 実施の形態の熱交換換気装置を示す右側面図である。
【図４】 実施の形態の熱交換換気装置を示す左側面図である。
【図５】 実施の形態の熱交換換気装置の熱交換ユニットを示す正面図である。
【図６】 実施の形態の熱交換換気装置の熱交換ユニットを示す平面図である。
【図７】 実施の形態の熱交換換気装置の熱交換ユニットを示す右側面図である。
【図８】 実施の形態の熱交換換気装置の熱交換ユニットを示す左側面図である。
【図９】 実施の形態の熱交換換気装置の送風ユニットのダクト接続形態を示す平面図である。
【図１０】 実施の形態の熱交換換気装置の熱交換ユニットのダクト接続形態を示す平面図である。
【図１１】 実施の形態の熱交換換気装置のダクト接続形態の一例を示す正面図である。
【図１２】 実施の形態の熱交換換気装置のダクト接続形態の一例を示す正面図である。
【図１３】 実施の形態の熱交換換気装置の熱交換器部分を示す拡大構成図である。
【図１４】 実施の形態の熱交換換気装置の階層構造を示す正面図と側面図である。
【図１５】 実施の形態の熱交換換気装置の階層構造を示す正面図と側面図である。
【図１６】 実施の形態の熱交換換気装置のダクト接続形態の一例を示す正面図である。
【図１７】 実施の形態の熱交換換気装置のダクト接続形態の一例を示す正面図である。
【図１８】 従来の熱交換換気装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 給気用送風機、 ２ 排気用送風機、 ３ 送風ユニット、 ４ 熱交換器、 ５ 熱交換ユニット、 ６ 送風ケーシング、 ８ 搬送用構造、 ９ 給気吹出口、 １０ 排気吹出口、 １１ ターボファン、 １２ モーター、１４ インバーター駆動回路、 １５ 熱交換ケーシング、 １８ 給気通路、 １９ 排気通路、 ２０ 室外吸込口、 ２１ 室内吸込口、 ２３ プレフィルター、 ２４ 保持構造、 ２６ 空気清浄化手段。

Claims (2)

1. 回転数可変の給気用送風機と、回転数可変の排気用送風機を六面体の単一の送風ケーシング内に離隔して組込み、その送風ケーシングの前記給気用送風機側には給気吸込口と給気吹出口を構成し、前記排気用送風機側にも排気吸込口と排気吹出口を構成した床上に設置する送風ユニット上に、六面体の熱交換ケーシング内に給気流と排気流間での熱交換を連続的に行う熱交換器を組込んだ熱交換ユニットを積み重ねて構成し、その熱交換ユニットには、前記送風ユニットの前記給気吸込口に流出口側が連絡する給気流を通す給気通路と、前記排気吸込口に流出口側が連絡する排気流を通す排気通路を構成し、この給気通路の流入口を室外へ連絡できるように開口させ、排気通路の流入口を室内へ連絡できるように開口させ、この熱交換ユニット上に同熱交換ユニットと同形同一構成の熱交換ユニットを整数個積み重ね得るように構成し、前記熱交換ユニットの積み重ねた数によって前記給気用送風機と前記排気用送風機の回転数を変えるようにした熱交換換気装置。
2. 請求項１に記載の熱交換換気装置であって、熱交換ユニットの給気通路の流入口と、排気通路の流入口をそれぞれ複数個、異なる方向に向って閉止可能に開口させ、送風ユニットの給気吹出口と排気吹出口を複数個、異なる方向に向って閉止可能に開口させた熱交換換気装置。

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