JP7463125B2 - 換気システム - Google Patents
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Description
図1~3は、本発明の換気システムの第1実施形態を示している。本実施形態は、オフィスビルの換気システムに適用したものであって、冬期における運転状態を示している。本換気システムは、図1に示すように一側の壁に設置された窓(カーテンウォール)1と、天井裏に設置した熱交換器2及び空調機5と、他側の壁に設置した給排気口6と、天井に設置した空気取入・吹出口7,7と、それらを天井裏で繋ぐダクト8a,8b,8c,8dとを備えている。
外窓9は、図3に示すように、上枠13の外側ガラス3より室外側の底壁に通気口15aを形成し、中間の縦壁に通気口15b,15bを形成し、外側ガラス3より室内側の底壁に通気口15cを形成することで、上枠13に室外空間からブラインド12より室外側の中間層11に連通する通気部14が設けてある。同通気部14は室外側の通気口15aが下向きに開口して設けてあり、室内側の通気口15cは外側ガラス3に向けて斜め下向きに設けてある。
内窓10は、上枠16の室外側壁と上壁とに通気口20a,20bを形成することで、上枠16にブラインド12より室内側の中間層11より天井裏の空間に連通する通気部17が設けてあり、通気口20bには熱交換器2に通じるダクト8aが連結されている。
熱が奪われた内気は、給排気口6より室外に放出される。
また、図1に示すように、外気を通すダクトに熱交換器2をショートカットするショートカットダクト19を設けておき、窓1に強い日射を受けたときに窓1を通過した外気の温度が室内温度より高くなったときに、このショートカットダクト19を通すことで熱交換器2を通さずに空調機5に通してから室内に導入してもよいし、熱交換器2も空調機5も通さずに直接室内に導入してもよい。例えば、窓1を通過した外気の温度が室内温度20℃よりも高い22℃であった場合には、熱交換器2をショートカットして空調機5に流し、空調機5で30℃に調整して室内に導入する。また、窓1を通過した外気の温度が30℃であった場合は、熱交換器2及び空調機5をショートカットして直接室内に導入する。
図7に示すように、外窓9の上枠13の室内側の額縁には、天井裏の空間からブラインド12より室外側の中間層11に連通する通気部14が設けてあり、通気部14は内周側に向けて開口して設けてある。通気部14には、熱交換器2に通じるダクト8cが連結してある。
内窓10は、上枠16に室内外方向に連通する通気部17が設けてある。
その後、窓1から熱を回収した内気は熱交換器2へと送られ、熱交換器2で外気と熱交換することで外気の熱を回収する。これにより、27℃であった内気は29℃に暖められ、給排気口6より室外に排出される。一方、熱が奪われた外気は、30℃から28℃に冷やされて空気取入・吹出口7より室内に流入する。
図10(a)は、計算に用いた部屋のモデルを示している。同図に示すように、部屋は南面全体に窓1が設けられ、窓1の大きさは幅1690mm×高さ1370mm、部屋の大きさは幅1690mm×高さ1370mm×奥行3000mmとし、周壁は断熱境界とした。
図10(b)は、計算に用いた窓1のモデルを示している。外窓9はアルミサッシ+単板ガラス(外側ガラス)、内窓10は樹脂サッシ+複層ガラス(内側ガラス)、中間層11にはハニカムブラインド12を設置するものとした。窓1を流れる空気の流量は、12m3/hとした。
図11は、計算に用いた換気システムの換気経路のパターンを示している。図11(a)に示す実施例1は、図1に示す第1実施形態と同様に、外気を窓に通してから熱交換器に通し、その後に室内に導入するもの、図11(b)に示す実施例2は、図4に示す第2実施形態と同様に、内気を熱交換器に通してから窓に通し、その後に室外に排出するもの、図11(c)に示す実施例3は、図5に示す第3実施形態と同様に、外気を熱交換器に通してから窓に通し、その後に室内に導入するもの、図11(d)に示す実施例4は、図8に示す第4実施形態と同様に、内気を窓に通してから熱交換器に通し、その後に室外に排出するもの、図11(e)に示す参考例1は、図9に示す参考例と同様に、外気を熱交換器に通してから窓に通し、その後に室内に導入するものである。図11(f)に示す比較例1は、外気も内気も通さない単なる二重窓である。
計算条件としては、寒冷地代表地点として札幌、温暖地代表地点として宮崎を選定し、上記の実施例と参考例と比較例について、代表的な下記の一日の暖房・冷房負荷をそれぞれ計算した。
・寒冷地(札幌) 2月19日 日平均気温-9.9℃
・温暖地(宮崎) 7月22日 日平均気温30.9℃
同図より明らかなように、実施例1及び実施例3によれば、単なる二重窓を設置した場合(比較例1)と比較して、暖房負荷を抑えられることが分かる(削減率は、実施例1で51%、実施例3で36%)。外気を窓に通してから熱交換器に通す実施例1と、外気を熱交換器に通してから窓に通す実施例3との比較では、窓に先に通す実施例1の方が暖房負荷を抑える効果が高い。
また、実施例2及び実施例4によれば、単なる二重窓を設置した場合(比較例1)と比較して、冷房負荷を抑えられることが分かる(削減率は、実施例2で20%、実施例4で14%)。内気を熱交換器に通してから窓に通す実施例2と、内気を窓に通してから熱交換器に通す実施例4との比較では、熱交換器に先に通す実施例2の方が冷房負荷を抑える効果が高い。
また、参考例1についても、実施例2,4よりは劣るものの、冷房負荷を抑える効果が確認できた。
外側仕切体は、室外空間と中間層とに仕切るものであればよく、外側ガラスの他、シャッター、雨戸、ロールスクリーン等であってもよい。内側仕切体は、中間層と室内空間とに仕切るものであればよく、内側ガラスの他、カーテン、ロールスクリーン、障子等であってもよい。
室外空間から中間層に連通する通気部、中間層から室内空間に連通する通気部はどこに形成してあってもよく、例えば縦枠や下枠に設けてあったり、上框と上枠との隙間を通気部とし、その隙間から空気が流入・流出するもの等であってもよい。
本発明の換気システムは、窓を空気が室外から室内に向けてのみ流れるもの、室内から室外に向けてのみ流れるもの、室外から室内に向けてと室内から室外にの向けての両方向に流れるものの何れであってもよい。
2 熱交換器
3 外側ガラス(外側仕切体)
4 内側ガラス(内側仕切体)
Claims (2)
- 窓と熱交換器と給排気口とを備え、窓は、外側仕切体と、内側仕切体と、外側仕切体と内側仕切体の間に設けた整流体を有し、外側仕切体の内側面と内側仕切体の外側面に沿うように空気が流れることで内側仕切体から逃げる熱を回収するものであり、熱交換器は、内気の熱を回収するものであり、給排気口は、窓とは別に室外と連通して設けてあり、外気を、外側仕切体と整流体の間と整流体と内側仕切体の間を順に通してから熱交換器に通すか又は熱交換器に通してから外側仕切体と整流体の間と整流体と内側仕切体の間を順に通すことで、内側仕切体から逃げる熱と内気の熱を回収して室内に取り入れ、熱交換器で熱が奪われた内気を給排気口より室外に排出することを特徴とする換気システム。
- 窓と熱交換器と給排気口とを備え、窓は、外側仕切体と、内側仕切体と、外側仕切体と内側仕切体の間に設けた整流体を有し、内側仕切体の外側面と外側仕切体の内側面に沿うように空気が流れることで外側仕切体から入ってくる熱を回収するものであり、給排気口は、窓とは別に室外と連通して設けてあり、熱交換器は、給排気口より導入した外気の熱を回収するものであり、内気を、熱交換器に通してから内側仕切体と整流体の間と整流体と外側仕切体の間を順に通すか又は内側仕切体と整流体の間と整流体と外側仕切体の間を順に通してから熱交換器に通すことで、外側仕切体から入ってくる熱と外気の熱を回収して室外に排出し、熱交換器で熱が奪われた外気を室内に取り入れることを特徴とする換気システム。
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