(57)【要約】  この発明に係る熱交換素子は、平面形状を呈する複数の仕切り板と、断面視が波形形状を呈する複数の間隔板と、を備え、間隔板の波形の進行方向が同じ向きになるように、仕切り板及び間隔板が交互に積層されている対向流部を有する熱交換素子であって、対向流部の側面は、仕切り板及び間隔板が重なっている部分を折り曲げた先の部分で形成されている。この発明に係る熱交換素子は、上記のように構成したので、熱交換素子の流路と外気との間の断熱性がより高くなり、熱交換素子の流路内の流体と外気との間の熱交換を低減することができる。その結果、熱交換効率のより高い熱交換素子が得られる。
2019207733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状を呈する複数の仕切り板と、
断面視が波形形状を呈する複数の間隔板と、を備え、
前記間隔板の波形の進行方向が同じ向きになるように、前記仕切り板及び前記間隔板が交互に積層されている対向流部を有する熱交換素子であって、
前記対向流部の側面は、前記仕切り板及び前記間隔板が重なっている部分を折り曲げた先の部分で形成されている熱交換素子。
【請求項２】
前記間隔板のうち前記側面を形成している部分は複数の折り目を有し、
前記側面を形成している前記間隔板の前記折り目は、当該側面を形成している前記間隔板の他の部分と重なっている請求項１に記載の熱交換素子。
【請求項３】
前記仕切り板及び前記間隔板のうち前記側面を形成している部分は、接合部材によって接合されている請求項１又は請求項２に記載の熱交換素子。
【請求項４】
前記仕切り板及び前記間隔板は、熱融着性を有する部材からなる請求項１又は請求項２に記載の熱交換素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱交換素子を備え、
前記熱交換素子は、室外吸気口から吸入され室内排気口に排気される流体及び室内吸気口から吸入され室外排気口に排気される流体間の熱交換を行う熱交換換気装置。
【請求項６】
平面形状を呈する仕切り板と、断面視が波形形状を呈する間隔板と、を接合して平面視が長方形状の伝熱体を形成する伝熱体形成ステップと、
前記間隔板の波形の進行方向が同じ向きになるように、前記伝熱体を積層する積層ステップと、
前記仕切り板及び前記間隔板が重なっている部分を折り曲げる側面形成ステップと、を有する熱交換素子の製造方法。
【請求項７】
前記伝熱体を前記積層ステップで積層する前に、
前記仕切り板及び前記間隔板が重なっている部分を押しつぶす平滑化ステップを有する請求項６に記載の熱交換素子の製造方法。
【請求項８】
前記仕切り板及び前記間隔板が重なっている部分を折り曲げた先の部分を接合部材によって接合させる接合ステップを有する請求項６又は請求項７に記載の熱交換素子の製造方法。
【請求項９】
前記仕切り板及び前記間隔板は熱融着性を有する部材からなり、
前記仕切り板及び前記間隔板が重なっている部分を折り曲げた先の部分を熱圧着させる熱圧着ステップを有する請求項６又は請求項７に記載の熱交換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換換気装置及び空気調和装置に用いられる、熱交換素子及びその熱交換素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの観点から室内を換気する装置として熱交換換気装置が採用されている。熱交換換気装置は、室内の空気の温度および湿度（併せて全熱）と、室外の温度および湿度（併せて全熱）とを、熱交換素子によって交換し、換気を行う装置である。換気に伴う熱のロスを低減するために、熱交換素子として水蒸気の透過性を有する紙部材が採用されてきている。また、熱交換効率を上げるために、室外から室内へ吸気される空気と、室内から室外へ排気される空気が熱交換素子内で向かい合わせに流れる対向流型熱交換素子が採用されてきている。【０００３】
従来の対向流型熱交換素子として、特許文献１のように熱交換する二つの流体を仕切る薄紙等よりなる仕切り板に、波形形状の間隔板を貼り合わせて空気が流れる流路を形成した伝熱体を、その流路が平行になるように積層し、段ボール紙状の構造の対向流部とした熱交換素子が知られている。【０００４】
特許文献１における熱交換素子では、間隔板の波形形状の頂点と仕切り板の平面との接合となるため、波形形状の間隔板と平面形状の仕切り板との接合は線上での接合となる。そのため、紙材の少しの撓みなどにより、仕切り板と間隔板との間に隙間が生じ得る。その結果、その隙間を通じて、流路と直交する方向に流路内の流体が漏れるという問題がある。そこで、特許文献２における熱交換ブロックでは、仕切り板の両端縁を折り返し、間隔板を包み込んだ構成を有する伝熱体を作成し、それらを積層する熱交換ブロックが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本特開２００８−１５１４２４号公報
【特許文献２】日本実開昭５７−４６２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２における熱交換ブロックは、上記構成により、上記外部への流体漏れを防ぐ効果が期待できる。一方、上記構成において、熱交換ブロックの側面にて、流路内の流体と熱交換ブロック外の外気との間で仕切り板を折り返した部分を介して熱交換が行われてしまい、熱交換ブロックの熱交換効率が低下するという問題がある。【０００７】
本発明の目的は上記課題を解決し、熱交換効率のより高い熱交換素子、熱交換換気装置及び熱交換素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る熱交換素子は、平面形状を呈する複数の仕切り板と、断面視が波形形状を呈する複数の間隔板と、を備え、間隔板の波形の進行方向が同じ向きになるように、仕切り板及び間隔板が交互に積層されている対向流部を有する熱交換素子であって、対向流部の側面は、仕切り板及び間隔板が重なっている部分を折り曲げた先の部分で形成されている。【０００９】
本発明に係る熱交換素子の製造方法は、平面形状を呈する仕切り板と、断面視が波形形状を呈する間隔板と、を接合して平面視が長方形状の伝熱体を形成する伝熱体形成ステップと、伝熱体を積層する積層ステップと、仕切り板及び間隔板が重なっている部分を折り曲げる側面形成ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る熱交換素子は、上記のように構成したので、熱交換素子の流路と外気との間の断熱性がより高くなり、熱交換素子の流路内の流体と外気との間の熱交換を低減することができる。その結果、熱交換効率のより高い熱交換素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換素子の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における熱交換素子の対向流部のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における流路変更部に用いられている伝熱体の上面外観図である。
【図４】本発明の実施の形態１における対向流部に用いられている伝熱体及び流路変更部に用いられている伝熱体を接合した連結体の上面外観図である。
【図５】本発明の実施の形態１における伝熱体の仕切り板と間隔板を接合した状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１における伝熱体の仕切り板と間隔板の両端部を押しつぶした状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２における熱交換素子の対向流部のＡ−Ａ’断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３における熱交換換気装置が部屋に設置されている状態の外観図である。
【図９】本発明の実施の形態３における熱交換換気装置の内部構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における熱交換換気装置の内部構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における熱交換換気装置の機能構成図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における熱交換換気装置のファン制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態３における熱交換換気装置のダンパー制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１
以下、本実施の形態における熱交換素子１０の構成を図１〜図６を用いて説明する。
図１は、本実施の形態における熱交換素子１０の斜視図である。熱交換素子１０は、流路変更部６及び対向流部７で構成される。図２は、本実施の形態における熱交換素子１０の対向流部７のＡ−Ａ’断面図である。
【００１３】
図２に示すように、対向流部７は、平面形状を呈する複数の仕切り板１と、断面視が波形形状を呈する複数の間隔板２と、を備え、間隔板２の波形の進行方向が同じ向きになるように、仕切り板１及び間隔板２が交互に積層されている。すなわち、対向流部７は、平面形状を呈する仕切り板１と断面視が波形形状の間隔板２とで形成されている長方形状の伝熱体３を、間隔板２の波形の進行方向が同じ向きになるように積層して形成されている。
【００１４】
図２に示すように、隣接している伝熱体３の仕切り板１間の空間は、交互に第１の流路５１と第２の流路５２が形成される。第１の流路５１には、室外から室内に吸気される空気（第１の流体）が流れる。第２の流路５２には室内から室外に排気される空気（第２の流体）が流れる。第１の流路５１に第１の流体、第２の流路５２に第２の流体が流れることで、第１の流体と第２の流体は仕切り板１を介して熱交換が行われる。
【００１５】
対向流部７の側面５は、仕切り板１及び間隔板２が重なっている部分を折り曲げた先の部分で形成されている。側面５を形成している間隔板２は複数の折り目を有し、側面５を形成している間隔板２の折り目は、当該側面５を形成している間隔板２の他の部分と重なっている。また、側面５を形成している仕切り板１及び間隔板２は、接合部材９（例えばシール材又は粘着テープ）によって接合されている。
【００１６】
仕切り板１は、伝熱性と水蒸気の透過性を向上させるため、セルロースまたはキチン質などからなる板で構成されている。間隔板２は、板の厚みが増すと流路を閉塞し、圧力損失の増大につながるため、板は薄い方が望ましい。さらに、構造保持のため、折り曲げ加工などにより変形し、その形状を保持できる形状保持性能を有することが望ましい。間隔板２はこのような性質を満たす、セルロースなどからなるパルプ材または樹脂の板あるいは金属（例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス）の板で構成されている。
【００１７】
流路変更部６は、二等辺三角形状の伝熱体３ｘと伝熱体３ｙとを交互に積層して形成されている。図３は、本実施の形態における熱交換素子１０の流路変更部６に用いられている伝熱体３ｘ及び伝熱体３ｙの上面外観図である。先述の伝熱体３と同様に、伝熱体３ｘは仕切り板１ｘと間隔板２ｘとで構成される。伝熱体３ｙは仕切り板１ｙと間隔板２ｙとで構成される。伝熱体３ｘは、第１の流路５１に対応している。伝熱体３ｙは、第２の流路５２に対応している。
【００１８】
間隔板２ｘは、二等辺三角形の底辺に対して１０度〜６０度の角度θになるように、仕切り板１ｘと接合されている。間隔板２ｙは、二等辺三角形の底辺に対して１０度〜６０度の角度θになるように、仕切り板１ｙと接合されている。また間隔板２ｘ及び間隔板２ｙは、第１の流路５１及び第２の流路５２の向きが同一方向にならないように、仕切り板１ｘ及び仕切り板１ｙと接合されている。
【００１９】
流路変更部６は、対向流部７の第１の流路５１を流れる第１の流体及び第２の流路５２を流れる第２の流体の流れる向きを変える。第１の流路５１を流れる第１の流体は、室外から第１の流体の流入口１１へと流入し、流路変更部６の第１の流路５１を図１の右上の向きへ流れる。次に、その第１の流体は対向流部７の第１の流路５１を図１の右方向へと流れ、流路変更部６の第１の流路５１を右上方向に流れ、最後に第１の流体の流出口１２から室内に流出する。
【００２０】
また、第２の流路５２を流れる第２の流体は、室内から第２の流体の流入口１３へと流入し、流路変更部６の第２の流路５２を図１の左上の向きへ流れる。次に、その第２の流体は対向流部７の第２の流路５２を図１の左方向へと流れ、流路変更部６の第２の流路を左上方向に流れ、最後に第２の流体の流出口１４から室外に流出する。
【００２１】
図４（ａ）は本実施の形態における熱交換素子１０の伝熱体３及び伝熱体３ｘを接合した連結体１７の上面外観図である。伝熱体３ｘの二等辺三角形の底辺部分に接合用テープ１５が貼られる。伝熱体３の仕切り板１の長方形の辺のうち、流入口又は流出口に位置する両辺にも同一の接合用テープ１５が跨る形で貼り付けられる。これにより、伝熱体３及び伝熱体３ｘとの連結体１７が形成される。このとき、伝熱体３及び伝熱体３ｘは各辺の中心が一致する位置で貼り合わされる。
【００２２】
図４（ｂ）は本実施の形態における熱交換素子１０の伝熱体３及び伝熱体３ｙを接合した連結体１８の上面外観図である。上述の連結体１７を形成する場合と同様に、伝熱体３ｙの二等辺三角形の底辺部分に接合用テープ１５が貼られる。伝熱体３の仕切り板１の長方形の辺のうち、流入口又は流出口に位置する両辺にも同一の接合用テープ１５が跨る形で貼り付けられる。これにより、伝熱体３及び伝熱体３ｙとの連結体１８が形成される。このとき、伝熱体３及び伝熱体３ｙは各辺の中心が一致する位置で貼り合わされる。
【００２３】
また、連結体１７内の接合用テープ１５の貼り付けを行った部分は、間隔板２と仕切り板１と接合用テープ１５が積層された構成となるため、接合用テープ１５を貼り付けていない部分と比べて、接合用テープ１５の厚み分、厚みが増す。熱交換素子１０は連結体１７と連結体１８を交互に積層することで形成される。
【００２４】
連結体１７及び連結体１８を積層したときに、接合用テープ１５の貼り付けを行った部分は、連結体１７の接合用テープ１５と、連結体１８の間隔板２が接するように設置されるが、連結体１７の接合用テープ１５を貼り付けていない部分は、連結体１８の間隔板２と仕切り板１との間に、接合用テープ１５の厚みの分だけ、部分的に隙間が生じる。このため、その厚みの分の高さを調整するため、流路変更部６の接合用テープ１５を貼り付けていない部分に高さ調節用テープ１６を貼り付けても良い。
【００２５】
図５〜図６にて、本実施の形態における熱交換素子の製造方法について説明する。断面視が波形形状である間隔板２は、セルロースなどからなるパルプ材、樹脂の板又は金属の板をコルゲーター、波状プレス機、又はギアに挟むことで形成される。次に間隔板２の波形形状の頂点部分は、糊付け機により糊が付けられる。次に、仕切り板１を間隔板２の糊付けした部分に貼り合わせ、乾燥させることで、仕切り板１と間隔板２の波形形状の頂点部分とを接合し、仕切り板１と間隔板２とを接合したものを、トムソン抜きやカッターなどを用いて四角形に切り出して、対向流部７を構成する伝熱体３を形成する（伝熱体形成ステップ）。
【００２６】
図５は、本実施の形態における熱交換素子１０の、伝熱体３の仕切り板１と間隔板２を接合した状態を示す図である。図５に示すとおり、伝熱体３は片段ボール状の形状をしている。仕切り板１と間隔板２との接合により、剛性の低い仕切り板１を平面に保つ効果を奏する。伝熱体３の仕切り板１と、伝熱体３の波状の間隔板２の端部は一致している。
【００２７】
また、図５と同様に、仕切り板１ｘと間隔板２ｙとを接合したものを、トムソン抜きやカッターなどを用いて二等辺三角形に切り出して、流路変更部６を構成する伝熱体３ｘを形成する。仕切り板１ｙと間隔板２ｙとを接合したものを、トムソン抜きやカッターなどを用いて二等辺三角形に切り出して、流路変更部６を構成する伝熱体３ｙを形成する。
【００２８】
次に、伝熱体３ｘの二等辺三角形の底辺部分に接合用テープ１５を貼る。伝熱体３の仕切り板１の長方形の辺のうち、流入口又は流出口に位置する両辺にも同一の接合用テープ１５が跨る形で貼り付ける。これにより、伝熱体３及び伝熱体３ｘとの連結体１７を形成する。同様に、伝熱体３ｙの二等辺三角形の底辺部分に接合用テープ１５を貼る。伝熱体３の仕切り板１の長方形の辺のうち、流入口又は流出口に位置する両辺にも同一の接合用テープ１５が跨る形で貼り付ける。これにより、伝熱体３及び伝熱体３ｙとの連結体１８を形成する。
【００２９】
次に、伝熱体３の仕切り板１及び間隔板２が重なっている部分のうち両端を、ローラーまたはプレスなどで押しつぶして平滑化し、折り曲げ部４０を形成する（平滑化ステップ）。図６は本実施の形態における熱交換素子１０の、伝熱体３の仕切り板１と間隔板２の両端部を押しつぶした状態を示す図である。
【００３０】
次に、間隔板２の波形の進行方向が同じ向きになるように、伝熱体３を備えた連結体１７と伝熱体を備えた連結体１８を交互に積層する（積層ステップ）。
【００３１】
次に、仕切り板１及び間隔板２が重なっている部分、すなわち折り曲げ部４０を下方向に折り曲げる（折り曲げステップ）。折り曲げ部４０の折れ曲がりの起点を折り曲げ角８とする。
【００３２】
次に、仕切り板１及び間隔板２が重なっている部分を折り曲げた先の部分、すなわち折り曲げステップにて折り曲げた折り曲げ部４０を、接合部材９（例えばシール材又は接合用テープ）によって接合させることで側面５を形成する（接合ステップ）。
【００３３】
折り曲げ部４０の折り曲げ方向は、他の伝熱体３の折り曲げ部４０の折り曲げ角８方向に向かっている。折り曲げ角８から折り曲げ部４０の端までの長さは、隣接している伝熱体３の仕切り板１同士の垂直方向の距離よりも長い。したがって、伝熱体３の折り曲げ部４０を折り曲げた場合、他の伝熱体の折り曲げ部４０と重なることで側面５が形成される。
【００３４】
上述したとおり、本実施の形態における熱交換素子１０は、側面５が仕切り板１及び間隔板２が重なっている部分を折り曲げた先の部分で形成されている。その結果、熱交換素子１０の側面５と熱交換素子１０の外部は２枚の板で分断されているので、熱交換素子１０の流路と外気との間の断熱性がより高くなり、熱交換素子１０の流路内の流体と外気との間の熱交換を低減することができるので、熱交換効率のより高い熱交換素子１０が得られるという効果を奏する。
【００３５】
また、本実施の形態における熱交換素子１０は、間隔板２のうち側面５を形成している部分は複数の折り目を有し、側面５を形成している間隔板２の折り目は、側面５を形成している間隔板２の他の部分と重なっている形状であるため、側面５を形成している間隔板２が平面形状である場合と比較して、上記重なりの分だけ側面５を形成している間隔板２は厚みを有する。その結果、熱交換素子１０の流路と外気との間の断熱性が更に高くなり、熱交換素子１０の流路内の流体と外気との間の熱交換を更に低減することができるので、熱交換効率の更に高い熱交換素子１０が得られるという更なる効果を奏する。
【００３６】
また、本実施の形態における熱交換素子１０は、仕切り板１及び間隔板２のうち側面５を形成している部分を接合部材９によって接合している。その結果、対向流部７の伝熱体３の各層に形成されている流路が、熱交換素子１０外部に対してより密封されるので、流体漏れをより軽減することが可能な熱交換素子が得られるという更なる効果を奏する。
【００３７】
具体的には、側面に対し、特許文献１の熱交換素子のように対向流部の側面に何も処理を施さない場合、熱交換素子の全体から合計１６％の流体漏れが発生したのに対し、側面にシール材を塗布して厳封した場合、流体の漏れ量は合計３％に抑えられる。一方、本実施の形態における熱交換素子１０のように、側面５を形成している仕切り板及び前記間隔板を接合部材９によって接合した場合、流体漏れはシール材を塗布して厳封した場合と比較して１／６のシール材の使用量で、流体の漏れ量はシール材を塗布して厳封した場合と同等の合計３％に抑えられた。
【００３８】
また、特許文献１の熱交換素子のように、複数の伝熱体が積層されて形成されている場合、一つの伝熱体の仕切り板の上に、別の層の伝熱体の間隔板の先端が当たり、荷重がかかる。特許文献１の熱交換素子及び特許文献２の熱交換ブロックが設置される環境の湿度が高い場合、仕切り板が柔軟化し、仕切り板が沈み込み、上に接する間隔板が食い込む恐れがある。その結果、仕切り板に形成されている流路が狭窄になり、流体が流れにくくなり、流体を流すファンを駆動する電力が増大するという問題が起こりえる。
【００３９】
本実施の形態における熱交換素子１０は、側面５が複数の仕切り板１と間隔板２を重ね合わせて、接合部材９にて接合することで、側面５は剛性の高い平面となる。その結果、対向流部７は側面５に支持される構造となるので、仕切り板１が沈み込み、上に接する間隔板２が食い込むことを防ぐことができるので、流体を流すファンを駆動する電力が増大せずに、無駄な電力を消費しないという更なる効果を奏する。
【００４０】
なお、本実施の形態における熱交換素子１０の、側面５を形成している間隔板２は、平面形状であってもよい。
【００４１】
実施の形態２
以下、本実施の形態における熱交換素子１０の構成を、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態における熱交換素子１０の対向流部７のＡ−Ａ’断面図である。本実施の形態における熱交換素子１０は、仕切り板１と間隔板２の素材に熱融着性のあるポリエチレンもしくはポリエチレンテレフタレート等の化学繊維を全体に抄き込んだ混抄紙を用い、熱融着性を有する点が異なる。また、前記化学繊維は、シート全体でなく一部に抄き込んだ混抄紙でもよい。また、パルプ繊維を基材とし、熱融着性のあるホットメルトもしくは酢酸ビニルのような接着剤をコーティングしたシート等であってもよい。それ以外の点は実施の形態１における熱交換素子１０と同様の構成である。
【００４２】
次に、本実施の形態における熱交換素子１０の製造方法について説明する。本形態による熱交換素子１０の製造方法については、基本的には実施の形態１に係る熱交換素子１０の製造方法と同様の製造方法である。しかしながら、仕切り板１と間隔板２の素材に熱融着性のあるポリエチレンもしくはポリエチレンテレフタレート等の化学繊維を抄き込んだ混抄紙を用いており、仕切り板１及び間隔板２が重なっている部分を折り曲げた先の部分、すなわち折り曲げ部４０同士を接合する際に、アイロンまたはコテを当てて熱圧着させる（熱圧着ステップ）ことで、仕切り板１と間隔板２が融着して熱融着部９１を形成させる点が実施の形態１と異なる。
【００４３】
上述したとおり、本実施の形態における熱交換素子１０もまた、実施の形態１における熱交換素子１０と同様の効果を奏するのは無論のこと、仕切り板１及び間隔板２が重なっている部分を折り曲げた先の部分、すなわち折り曲げ部４０同士を接合する際に、実施の形態１における接合部材９が不要となるので、シール材塗布又はテープ材張りの工程が省略され、より生産性が向上するという更なる効果を奏する。
【００４４】
また、本実施の形態における熱交換素子１０の熱融着部９１は、常温へと冷却されることで剛性が増すため、側面５は剛性の高い平面となる。その結果、対向流部７は熱融着部９１を備えた側面５に支持される構造となるので、仕切り板１が沈み込み、上に接する間隔板２が食い込むことを防ぐことができるので、流体を流すファンを駆動する電力が増大せずに、無駄な電力を消費しないという更なる効果を奏する。
【００４５】
また、熱融着部９１は、熱交換素子１０の側面５に設置されるため、熱融着部９１の厚みの分だけ、熱交換素子１０外と流路内との間の断熱性がさらに高まり、熱交換素子１０の流路内の流体と外気との間の熱交換を更に防止することができるので、熱交換効率の低下を更に低減し、熱交換効率の更に高い熱交換素子１０が得られるという効果を奏する。
【００４６】
実施の形態３
本実施の形態では、実施の形態１の熱交換素子１０を搭載した熱交換換気装置２０の構成と動作について、図８〜図１３を用いて説明する。図８は、本実施の形態における熱交換換気装置が部屋に設置されている状態の外観図である。熱交換換気装置２０は、空気調和機の一種であり、室外の空気を室内へ給気し室内の空気を室外に排気する換気機能に加え、排気する空気から熱を回収し、給気する空気へ熱を与えることで、エアコンなど室内温度を調整する装置のエネルギー負担を軽減する機能も有する換気装置である。
【００４７】
本実施の形態において、熱交換換気装置２０は室内の天井内に収納されている。室内美観の点から、図８のように天井内に空調機器をまとめて収納する住宅が多い。天井内に機器を設置する場合、一般に室内に設置する場合と比較して、広い設置スペースが確保できる。図８において、室外壁面に室外の空気を取り入れる穴である室外吸気口２１、室外へと空気を排出する穴である室外排気口２２、室内の天井に室内へと空気を流入させる穴である室内吸気口２３、室内の空気を排出する穴である室内排気口２４を備えている。室外吸気口２１と室内吸気口２３、室外排気口２２と室内排気口２４は熱交換素子１０を内部に含有する熱交換換気装置２０を介してダクト２５で接続している。
【００４８】
図９及び図１０は、本実施の形態における熱交換換気装置の内部構成図である。図９に示すように、熱交換換気装置２０内には熱交換素子１０が搭載されており、室内外の空気が熱交換素子１０を通過することで、熱交換が行われる。熱交換換気装置２０内部には室外から室内および室内から室外に向けて空気を送風する２つのファン（図示しない）を有しており、ファンを運転させることで室内への給気と排気を行う。また、熱交換換気装置２０には、バイパス風路２６、２７と風路切り替えのためのダンパー２８、２９が備えられており、風路の切り替えが可能である。
【００４９】
前述のように、熱交換素子１０には第１の流体の流入口１１と第１の流体の流出口１２、第２の流体の流入口１３と第２の流体の流出口１４が形成されているが、熱交換素子１０が熱交換換気装置２０に搭載されるにあたり、例えば、第１の流体の流入口１１は室外吸気口２１から連なるダクト２５と連結しており、第１の流体の流出口１２は室内吸気口２３へと連なるダクト２５と連結している。また、第２の流体の流入口１３は室内排気口２４から連なるダクト２５と連結しており、第２の流体の流出口１４は室外排気口２２へと連なるダクト２５と連結している。
【００５０】
熱交換換気装置２０には、室内からの排気が室内排気口２４から流入する流入口の近傍に二酸化炭素を検知する二酸化炭素検知部３０（二酸化炭素センサー）が設けられている。熱交換換気装置２０の、室外からの吸気が室外吸気口２１から流入する流入口近傍には、温湿度検知部３１２（温湿度センサー）が設けられており、室内からの排気が室内排気口２４から流入する流入口の近傍に温湿度検知部３１１（温湿度センサー）が設けられている。
【００５１】
図９は、ダンパー２８、２９によって、熱交換素子１０内に流体である空気が流れる場合の様子を示しており、図１０は、前記ダンパー２８、２９によって風路が切りかえられ、熱交換素子１０内に流体である空気が流れない場合の様子を示している。
【００５２】
図１１は本実施の形態における熱交換換気装置２０の機能構成図である。ファン制御部３２は、二酸化炭素検知部３０によって検知された室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度によって、ファン駆動部３５に風量を指示する。ファン駆動部３５は、ファン制御部３２から指示された風量に基づいて、図示しないファンを駆動する。ファン制御部３２の動作については後述する。
【００５３】
ダンパー制御部３３は、温湿度検知部３１１及び温湿度検知部３１２によって検知された室内及び室外の温度及び湿度によって、ダンパー駆動部３４１及びダンパー駆動部３４２にダンパーの向きを指示する。ダンパー駆動部３４１は、ダンパー制御部３３に指示された向きにダンパー２９を駆動する。ダンパー駆動部３４２は、ダンパー制御部３３に指示された向きにダンパー２８を駆動する。ダンパー制御部３３の動作については後述する。
【００５４】
図１１は、本実施の形態における熱交換換気装置２０のファン制御部３２の動作を示すフローチャートである。最初にファン制御部３２は、ファン駆動部３５に通常風量でファンを駆動するように指示する（Ｓ１０１）。その後、Ｓ１０２の処理に進む。通常風量とは例えば５００ｍ３／ｈである。
【００５５】
次にファン制御部３２は、二酸化炭素検知部３０が検知した、室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度を受信する（Ｓ１０２）。その後、Ｓ１０３の処理に進む。
【００５６】
次にファン制御部３２は、室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度が定格以上か否かを判定する（Ｓ１０３）。室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度が定格以上である場合（Ｓ１０３のＹＥＳ）、Ｓ１０１の処理へと戻り、ファン制御部３２は、ファン駆動部３５に通常風量でのファンの駆動指示を継続する（Ｓ１０１）。
【００５７】
室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度が定格以下である場合（Ｓ１０３のＮＯ）、Ｓ１０４の処理に進み、ファン制御部３２は、ファン駆動部３５に弱風量でのファンの駆動を指示する（Ｓ１０４）。その後、Ｓ１０５の処理に進む。二酸化炭素の濃度の定格とは、例えば２００ｐｐｍである。室内の在室人数が１０人程度である場合、二酸化炭素発生量が少なく、室内の二酸化炭素濃度が２００ｐｐｍ以下となる。また、弱風量とは例えば２１０ｍ３／ｈである。
【００５８】
次にファン制御部３２は、二酸化炭素検知部３０が検知した、室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度を受信する（Ｓ１０５）。その後、Ｓ１０６の処理に進む。
【００５９】
次にファン制御部３２は、室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度が定格以上か否かを判定する（Ｓ１０６）。室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度が定格以上である場合（Ｓ１０６のＹＥＳ）、Ｓ１０１の処理へと戻り、ファン制御部３２は、ファン駆動部３５に通常風量でのファンの駆動を指示する（Ｓ１０１）。
【００６０】
室内の排気に含まれる二酸化炭素の濃度が定格以下である場合（Ｓ１０６のＮＯ）、Ｓ１０４の処理に戻り、ファン制御部３２は、ファン駆動部３５に弱風量でのファンの駆動の指示を継続する（Ｓ１０４）。ファン制御部３２は、上記のような動作をすることにより、室内の二酸化炭素濃度が定格以下の場合、ファン動力を抑えさせるので、電力の消費を抑えることが出来るという効果を奏する。
【００６１】
図１３は、本実施の形態における熱交換換気装置２０のダンパー制御部３３の動作を示すフローチャートである。最初にダンパー制御部３３は、温湿度検知部３１１及び温湿度検知部３１２によって検知された室内空気温度、室外空気温度、室内空気湿度及び室外空気湿度を受信する（Ｓ２０１）。その後、Ｓ２０２の処理に進む。
【００６２】
次に、ダンパー制御部３３は、室内空気温度が設定温度以上か否かを判定する（Ｓ２０２）。ダンパー制御部３３が、室内空気温度が設定温度以上であると判定した場合（Ｓ２０２のＹＥＳ）、Ｓ２０３の処理に進む。ダンパー制御部３３が、室内空気温度が設定温度以上でないと判定した場合（Ｓ２０２のＮＯ）、Ｓ２０７の処理に進む。
【００６３】
次に、ダンパー制御部３３は、室外空気温度が設定温度以下か否かを判定する（Ｓ２０３）。ダンパー制御部３３が、室外空気温度が設定温度以下であると判定した場合（Ｓ２０３のＹＥＳ）、Ｓ２０４の処理に進む。ダンパー制御部３３が、室外空気温度が設定温度以下でないと判定した場合（Ｓ２０３のＮＯ）、Ｓ２０７の処理に進む。
【００６４】
次に、ダンパー制御部３３は、室内空気湿度が設定湿度以上か否かを判定する（Ｓ２０４）。ダンパー制御部３３が、室内空気湿度が設定湿度以上であると判定した場合（Ｓ２０４のＹＥＳ）、Ｓ２０５の処理に進む。ダンパー制御部３３が、室内空気湿度が設定湿度以上でないと判定した場合（Ｓ２０４のＮＯ）、Ｓ２０７の処理に進む。
【００６５】
次に、ダンパー制御部３３は、室外空気湿度が設定湿度以下か否かを判定する（Ｓ２０５）。ダンパー制御部３３が、室外空気湿度が設定湿度以下であると判定した場合（Ｓ２０５のＹＥＳ）、Ｓ２０６の処理に進む。ダンパー制御部３３が、室外空気湿度が設定湿度以下でないと判定した場合（Ｓ２０５のＮＯ）、Ｓ２０７の処理に進む。
【００６６】
Ｓ２０６では、ダンパー制御部３３は、ダンパー２８及びダンパー２９の向きを、図１０に示すように熱交換素子１０をバイパスするように駆動することをダンパー駆動部３４１及びダンパー駆動部３４２に指示する。その後、Ｓ２０１の処理に戻る。室内空気温度が設定温度以上であり、室外空気温度が設定温度以下である場合は、熱交換による室内の熱の回収が不要であるため、換気空気は熱交換素子１０を通さない方が望ましい。例えば、室内空気の設定温度が２５℃であるとき、温湿度検知部３１１により、室内空気温度が３０℃と検知され、室外空気温度が２０℃と検知され、検知情報が別途設けられたダンパー制御部３３に送られる。
【００６７】
この風路切り替えにより、ダンパー２８及びダンパー２９が熱交換素子１０の第１の流体の流入口１１、第２の流体の流入口１３を塞ぎ、外気からの給気はバイパス風路２７を通り、室内からの排気はバイパス風路２６を通る。すなわち、外気からの給気及び室内からの排気は熱交換素子１０を通さない風路構成となる。この結果、室内空気よりも低い温度の外気がそのまま流入することで、室内温度が下げられる。
【００６８】
Ｓ２０７では、ダンパー制御部３３は、ダンパー２８及びダンパー２９の向きを、図９に示すように熱交換素子１０が熱交換を行うように駆動することをダンパー駆動部３４１及びダンパー駆動部３４２に指示する。その後、Ｓ２０１の処理に戻る。たとえば、室内空気温度が設定温度以下であり、室外空気温度が設定温度以上であるときに、外気からの給気及び室内からの排気は熱交換素子１０を通るように、ダンパー２８及びダンパー２９が駆動されている。
【００６９】
なお、本実施の形態における熱交換換気装置２０は、実施の形態１の熱交換素子１０を搭載しているが、実施の形態２の熱交換素子１０を搭載してもよい。  
【００７０】
本発明は、実施の形態１〜３に限られない。本発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせること、及びその一部を適宜変更、省略等することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１、１ｘ、１ｙ  仕切り板
２、２ｘ、２ｙ  間隔板
３、３ｘ、３ｙ  伝熱体
４０  折り曲げ部
５  側面
５１  第１の流路
５２  第２の流路
６  流路変更部
７  対向流部
８  折り曲げ角
９  接合部材
１０  熱交換素子
１１  第１の流体の流入口
１２  第１の流体の流出口
１３  第２の流体の流入口
１４  第２の流体の流出口
１５  接合用テープ
１６  高さ調節用テープ
１７、１８  連結体
２０  熱交換換気装置
２１  室外吸気口
２２  室外排気口
２３  室内吸気口
２４  室内排気口
２５  ダクト
２６  バイパス風路
２７  バイパス風路
２８  ダンパー
２９  ダンパー
３０  二酸化炭素検知部
３１１、３１２  温湿度検知部
９１  熱融着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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