(57)【要約】【課題】熱交換換気運転時の換気能力を低下させずに熱交換器の結露結氷の除去を行うことができ、簡易な内部構造で製造コストを抑制することが可能な空調換気装置を得る。【解決手段】空調換気装置１００は、結露結氷検出手段の検出結果に基づいて、熱交換換気運転を継続しながら、給気流Ｓ１が第一流路３１を通り排気流Ｅ２が第二流路３２を通る第一状態と、排気流Ｅ１が第一流路３１を通り給気流Ｓ２が第二流路３２を通る第二状態とを切り替えることにより結露結氷の除去を行う。このため、結露結氷を除去している最中も熱交換換気運転の換気能力が低下しない。また、室内空気を循環させていないため室内の湿度が上昇せず、車両等の狭い室内の場合でも窓にくもりが発生しない。さらに、簡易な内部構造であり、製造コストを低く抑えられる。【選択図】図１
2018036006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気口および排気口を有する筐体、
室外空気を給気流として前記給気口から室内に流出させる給気手段、
室内空気を排気流として前記排気口から室外に流出させる排気手段、
交差または対向する第一流路と第二流路を有し、給気流が前記第一流路を通り排気流が前記第二流路を通る第一状態、または排気流が前記第一流路を通り給気流が前記第二流路を通る第二状態のいずれかの状態で給気流と排気流の熱交換を行う熱交換器、
温度センサおよび圧力センサのいずれか一方または両方を有し、給気流と排気流の温度または圧力を検出する結露結氷検出手段、
前記結露結氷検出手段の検出結果に基づいて前記第一状態と前記第二状態の切り替えを行う流路切替手段を備えたこと特徴とする空調換気装置。
【請求項２】
室外に連通する給気風路部と、前記給気手段が前記給気風路部を介して導入した室外空気を前記筐体の内部に流出させる第一流路側給気流吹き出し口および第二流路側給気流吹き出し口と、室内に連通する排気風路部と、前記排気手段が前記排気風路部を介して導入した室内空気を前記筐体の内部に流出させる第一流路側排気流吹き出し口および第二流路側排気流吹き出し口と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の空調換気装置。
【請求項３】
前記温度センサは、前記給気風路部の内部に設置された室外温度センサと、前記排気風路部の内部に設置された室内温度センサとを含み、前記圧力センサは、前記熱交換器と前記排気口の間の排気流の圧力を測定する室外圧力センサと、前記熱交換器と前記給気口の間の給気流の圧力を測定する室内圧力センサとを含むことを特徴とする請求項２記載の空調換気装置。
【請求項４】
前記流路切替手段は、前記第一流路側給気流吹き出し口および前記第二流路側給気流吹き出し口の各々に開閉可能に取り付けられた給気選択調整板と、前記第一流路側排気流吹き出し口および前記第二流路側排気流吹き出し口の各々に開閉可能に取り付けられた排気選択調整板と、前記給気選択調整板および前記排気選択調整板の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空調換気装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第一流路側給気流吹き出し口を開けると共に前記第二流路側給気流吹き出し口を閉じ、且つ、前記第二流路側排気流吹き出し口を開けると共に前記第一流路側排気流吹き出し口を閉じるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御することにより前記第一状態を実現し、前記第二流路側給気流吹き出し口を開けると共に前記第一流路側給気流吹き出し口を閉じ、且つ、前記第一流路側排気流吹き出し口を開けると共に前記第二流路側排気流吹き出し口を閉じるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御することにより前記第二状態を実現することを特徴とする請求項４記載の空調換気装置。
【請求項６】
各々の前記給気選択調整板と対に設けられ前記給気選択調整板と共に給気流を整流する給気整流板と、各々の前記排気選択調整板と対に設けられ前記排気選択調整板と共に排気流を整流する排気整流板とを備え、前記給気整流板および前記排気整流板の動作は前記制御手段により制御されることを特徴とする請求項４記載の空調換気装置。
【請求項７】
前記筐体は、前記筐体の内部圧力を調整する圧力調整口を有することを特徴とする請求項６記載の空調換気装置。
【請求項８】
前記圧力調整口は、前記排気整流板により開閉されることを特徴とする請求項７記載の空調換気装置。
【請求項９】
前記給気口および前記排気口の各々に、流出させる空気の量を調整すると共に空気の逆流を防ぐ風量調節板が設けられ、前記風量調節板の動作は前記制御手段により制御されることを特徴とする請求項７記載の空調換気装置。
【請求項１０】
前記風量調節板の表面には、乱流を発生させる加工が施されていることを特徴とする請求項９記載の空調換気装置。
【請求項１１】
前記熱交換器は、全熱交換型または顕熱交換型の耐水性素材を含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の空調換気装置。
【請求項１２】
前記熱交換器の表面には、親水性および疎水性両方の性質を有する膜が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の空調換気装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、外気換気運転時、前記第一流路および前記第二流路のいずれか一方の流路に給気流を通して室内に流出させると共に前記排気口に設けられた前記風量調節板により他方の流路を閉じ、前記他方の流路の側にある前記圧力調整口を開けて排気流を排出することを特徴とする請求項９記載の空調換気装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、外気換気運転時、前記第一流路側給気流吹き出し口と前記第二流路側給気流吹き出し口の両方を開けると共に、前記第一流路側排気流吹き出し口と前記第二流路側排気流吹き出し口の両方を閉じるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御し、前記第一流路および前記第二流路の両方に給気流を通して前記給気口から室内に流出させることを特徴とする請求項４記載の空調換気装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、内気循環運転時、前記第一流路側給気流吹き出し口と前記第二流路側給気流吹き出し口の両方を閉じると共に、前記第一流路側排気流吹き出し口および前記第二流路側排気流吹き出し口のいずれか一方を開けるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御して排気流を前記筐体の内部に流出させ、且つ、排気流が前記排気口から流出しないように前記排気口に設けられた前記風量調節板を制御すると共に、排気流を流出させている側の前記排気選択調整板と対に設けられた前記排気整流板を閉じて排気流を前記給気口から室内に循環させることを特徴とする請求項９記載の空調換気装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、内気換気運転時、前記第一流路側給気流吹き出し口と前記第二流路側給気流吹き出し口の両方を閉じると共に、前記第一流路側排気流吹き出し口と前記第二流路側排気流吹き出し口の両方を開けるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御し、前記第一流路および前記第二流路の両方に排気流を通して前記排気口から室外に流出させ、前記圧力調整口から取り込んだ室外空気を前記給気口から室内に流出させることを特徴とする請求項７記載の空調換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅、ビル、病院、および車両等に用いられる空調換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空調換気装置として、室内の空気を室外へ排気する排気流と、室外の空気を室内へ給気する給気流との間で熱交換を行う熱交換器を備えたものがある。この種の空調換気装置においては、室外の温度が−２５℃のような極低温の時に、室内の暖房のために空調換気装置を使用した場合、外気と内気の熱交換を行う熱交換器に結露または結氷が生じ、排気流路が目詰まりを起こし換気不能になるという課題があった。
【０００３】
この結露または結氷による排気流路の目詰まりを防止するために、特許文献１に提示された空調換気装置では、室外の温度が極低温となったとき、熱交換器の一部にて給気流と排気流の熱交換を行って熱交換換気運転を継続し、熱交換器の他の部分において、熱交換器の排気流路内に生じた結露または結氷を除去するためのデフロスト運転を行うようにしている。
【０００４】
この先行例による空調換気装置は、給気口と熱交換器との間に給気選択手段を備えると共に、熱交換器と室外排気口との間に排気選択手段と排気循環選択手段を備えており、さらに給気流上流と排気流下流を２分割している。また、デフロスト運転に用いられる循環流と、給気空気と熱交換を行う排気流とを一つの送風手段にて送風するようにし、装置の小型化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３２６８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、特許文献１では、熱交換器の一部にて熱交換換気運転を継続し、熱交換器の他の部分で熱交換器の排気流路に生じた結露または結氷を除去するためのデフロスト運転を行うようにしているが、この方法ではデフロスト運転中に換気能力が低下するという課題があった。
【０００７】
また、特許文献１では、デフロスト運転中の熱交換器の一部の空気は換気されることなく室内に循環する機構になっており、湿度を多く含んだ空気が室内に流れる。このため、例えば車両のような狭い室内の場合、窓にくもりが発生し、快適性が損なわれるという課題があった。
【０００８】
さらに、排気流の流路として、室内吸込口から熱交換器を経由して室外排出口に流す流路と、室内吸込口から熱交換器を経由して循環空気排出口に流す流路の２つが必要であり、小型化のために給気手段と排気手段を異形化している。このため、内部構造が複雑化し、従来製品との共通部品が少なく、製造コストが上昇するという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱交換換気運転時の換気能力を低下させることなく、室内の快適性を保ちながら熱交換器の結露および結氷の除去を行うことができ、且つ、簡易な内部構造で製造コストを抑制することが可能な空調換気装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る空調換気装置は、給気口および排気口を有する筐体と、室外空気を給気流として給気口から室内に流出させる給気手段と、室内空気を排気流として排気口から室外に流出させる排気手段と、交差または対向する第一流路と第二流路を有し、給気流が第一流路を通り排気流が第二流路を通る第一状態、または排気流が第一流路を通り給気流が第二流路を通る第二状態のいずれかの状態で給気流と排気流の熱交換を行う熱交換器と、温度センサおよび圧力センサのいずれか一方または両方を有し、給気流と排気流の温度または圧力を検出する結露結氷検出手段と、結露結氷検出手段の検出結果に基づいて第一状態と第二状態の切り替えを行う流路切替手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る空調換気装置によれば、第一流路と第二流路において熱交換換気運転を継続しながら第一状態と第二状態を切り替えることにより結露および結氷の除去を行うようにしたので、熱交換換気運転の換気能力が低下することなく高効率である。また、結露および結氷を除去している最中に室内空気を循環させていないため、室内の湿度が上昇することなく、車両等の狭い室内の場合でも窓にくもりが発生しないことから、室内の快適性を保つことができる。また、結露および結氷を除去するための特別な流路を設けていないため、内部構造が簡易であり製造コストを低く抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空調換気装置の内部構造を示す概略正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空調換気装置の内部構造を示す概略上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空調換気装置の給気手段周辺を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る空調換気装置における熱交換換気運転時の第一状態の空気の流れを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空調換気装置における熱交換換気運転時の第二状態の空気の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空調換気装置における熱交換器以降の静圧−風量特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る空調換気装置の内部構造を示す概略正面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る空調換気装置の内部構造を示す概略上面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る空調換気装置における熱交換換気運転時の第一状態の空気の流れを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る空調換気装置における熱交換換気運転時の第二状態の空気の流れを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る空調換気装置の内部構造を示す概略正面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る空調換気装置の内部構造を示す概略上面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る空調換気装置における熱交換換気運転時の第一状態の空気の流れを示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る空調換気装置における熱交換換気運転時の第二状態の空気の流れを示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る空調換気装置における外気換気運転時の空気の流れを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る空調換気装置における大風量の外気換気運転時の空気の流れを示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る空調換気装置における内気循環運転時の空気の流れを示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る空調換気装置における大風量の内気換気運転時の空気の流れを示す図である。
【図１９】本発明の比較例である空調換気装置を示す概略水平断面図である。
【図２０】本発明の比較例である空調換気装置を示す上面断面図である。
【図２１】本発明の比較例である空調換気装置を示す下面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る空調換気装置について、図面に基づいて説明する。図１および図２は、本実施の形態１に係る空調換気装置の内部構造を示す概略正面図および概略上面図、図３は、本実施の形態１に係る空調換気装置の給気手段周辺を示す斜視図である。なお、各図において、同一、相当部分には同一符号を付している。
【００１４】
本実施の形態１に係る空調換気装置１００は、主な構成要素として、第一流出手段１、第二流出手段２、熱交換器３、流路切替手段である給気選択調整板４ａ、４ｂおよび排気選択調整板５ａ、５ｂ、結露結氷検出手段６、７、および筐体１０を備えている。筐体１０は、給気口１４および排気口２４を有し、その内部中央に熱交換器３が収容されている。
【００１５】
第一流出手段１は、室外に連通する給気風路部１１、給気風路部１１を介して室外空気を筐体１０の内部に導入する給気手段１２、第一流路側給気流吹き出し口１３ａおよび第二流路側給気流吹き出し口１３ｂを有している。給気手段１２は、従来製品と同様に、給気経路に組み込まれたファンと、これを駆動する原動機を含んで構成される。
【００１６】
給気手段１２は、給気風路部１１を介して導入した室外空気を、第一流路側給気流吹き出し口１３ａおよび第二流路側給気流吹き出し口１３ｂのいずれか一方または両方から筐体１０の内部に流出させて給気流を作り出す。熱交換換気運転時、給気流は給気口１４から室内に流出される。
【００１７】
また、第二流出手段２は、室内に連通する排気風路部２１、排気風路部２１を介して室内空気を筐体１０の内部に導入する排気手段２２、第一流路側排気流吹き出し口２３ａおよび第二流路側排気流吹き出し口２３ｂを有している。排気手段２２は、排気経路に組み込まれたファンと、これを駆動する原動機を含んで構成される。
【００１８】
排気手段２２は、排気風路部２１を介して導入した室内空気を、第一流路側排気流吹き出し口２３ａおよび第二流路側排気流吹き出し口２３ｂのいずれか一方または両方から筐体１０の内部に流出させて排気流を作り出す。熱交換換気運転時、排気流は排気口２４から室外に流出される。
【００１９】
熱交換器３は、筐体１０の内部中央において交差する第一流路３１と第二流路３２を有している。全熱交換型の耐水性素材を用いた熱交換器３の場合、第一流路３１と第二流路３２の間には伝熱性と透湿性を有する仕切り板が配置され、二つの空気流は混ざり合うことなく流れ、顕熱（温度）交換と潜熱（湿度）交換が同時に行われる。顕熱交換型の耐水性素材を用いた熱交換器３を用いた場合は、顕熱交換のみが行われる。
【００２０】
図１に示す例では、第一流路３１と第二流路３２は交差しているが、それらは対向して配置されていても良い。また、熱交換器３の表面に、親水性および疎水性両方の性質を有する膜を設け、熱交換器３の親水性と疎水性を高めるようにしても良い。具体的には、親水性コーティング剤に微粒子化したフッ素樹脂を分散させたコーティング剤を塗布することにより、親水性および疎水性両方の性質を有する膜が得られる。
【００２１】
なお、以下の説明において、図４に示すように、給気流Ｓ１が第一流路３１を通り排気流Ｅ２が第二流路３２を通る状態を第一状態と呼び、図５に示すように、排気流Ｅ１が第一流路３１を通り給気流Ｓ２が第二流路３２を通る状態を第二状態と呼ぶ。熱交換換気運転時、熱交換器３は、第一状態または第二状態のいずれかの状態で、給気流と排気流の熱交換を行う。
【００２２】
流路切替手段は、給気選択調整板４ａ、４ｂ、排気選択調整板５ａ、５ｂ、およびこれらの動作を制御する制御手段（図示省略）を備えている。給気選択調整板４ａ、４ｂは、図３に示すように、第一流路側給気流吹き出し口１３ａおよび第二流路側給気流吹き出し口１３ｂの各々に、開閉可能に取り付けられている。同様に、排気選択調整板５ａ、５ｂは、第一流路側排気流吹き出し口２３ａおよび第二流路側排気流吹き出し口２３ｂの各々に、開閉可能に取り付けられている。
【００２３】
給気選択調整板４ａ、４ｂ、排気選択調整板５ａ、５ｂ、および筐体１０の内側には、例えばアクリロニトリル・エチレンプロピレンジエン・スチレン（ＡＥＳ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等に発砲スチロールを貼り合わせた素材を用いることができる。
【００２４】
制御手段は、空調換気装置１００の運転状態に応じて、給気選択調整板４ａ、４ｂおよび排気選択調整板５ａ、５ｂの動作を制御し、熱交換換気運転、外気換気運転、内気換気運転または内気循環運転等の切り替えを行う。また、制御手段は、結露結氷検出手段６、７の検出結果に基づいて、第一状態から第二状態、あるいは第二状態から第一状態への切り替えを行う。なお、給気選択調整板４ａ、４ｂおよび排気選択調整板５ａ、５ｂの開閉動作には、例えばサーボモータ等が使用される。
【００２５】
結露結氷検出手段６、７は、温度センサおよび圧力センサのいずれか一方または両方を有し、給気流と排気流の温度または圧力を検出する。本実施の形態１では、結露結氷検出手段６は、室外空気を導入する給気風路部１１の内部に設置された室外温度センサ６１と、熱交換器３と排気口２４の間の排気流の圧力を測定する室外圧力センサ６２を有している。また、結露結氷検出手段７は、室内空気を導入する排気風路部２１の内部に設置された室内温度センサ７１と、熱交換器３と給気口１４の間の給気流の圧力を測定する室内圧力センサ７２を有している。
【００２６】
なお、図２に示す例では、室外圧力センサ６２は給気風路部１１の外側に設置され、室内圧力センサ７２は排気風路部２１の外側に設置されているが、室外圧力センサ６２および室内圧力センサ７２の設置箇所はこれに限定されるものではない。室外圧力センサ６２は、排気口２４付近の圧力を測定することができる箇所、室内圧力センサ７２は、給気口１４付近の圧力を測定することができる箇所に、それぞれ設置される。また、本実施の形態１では、結露結氷検出手段６、７は、温度センサおよび圧力センサの両方を備えているが、いずれか一方であっても良い。
【００２７】
本実施の形態１に係る空調換気装置１００における熱交換換気運転時の空気の流れについて、図４および図５を用いて説明する。図４は、第一状態の空気の流れを示し、図５は第二状態の空気の流れを示している。なお、図において、Ｓ１、Ｓ２は給気流を示し、Ｅ
１、Ｅ２は排気流を示している。
【００２８】
制御手段は、図４に示す第一状態の空気の流れを作るために、第一流路側給気流吹き出し口１３ａを開けると共に、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂを閉じるように給気選択調整板４ａ、４ｂを制御し、且つ、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂを開けると共に、第一流路側排気流吹き出し口２３ａを閉じるように排気選択調整板５ａ、５ｂを制御する。これにより、第一流路側給気流吹き出し口１３ａから流出した給気流Ｓ１が第一流路３１を通り、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂから流出した排気流Ｅ２が第二流路３２を通る第一状態が実現する。
【００２９】
また、制御手段は、図５に示す第二状態の空気の流れを作るために、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂを開けると共に、第一流路側給気流吹き出し口１３ａを閉じるように給気選択調整板４ａ、４ｂを制御し、且つ、第一流路側排気流吹き出し口２３ａを開けると共に、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂを閉じるように排気選択調整板５ａ、５ｂを制御する。これにより、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂから流出した給気流Ｓ２が第二流路３２を通り、第一流路側排気流吹き出し口２３ａから流出した排気流Ｅ１が第一流路３１を通る第二状態が実現する。
【００３０】
なお、図４に示す例では、給気選択調整板４ａと排気選択調整板５ｂを最大に開くことにより、第一状態の空気の流れ、すなわち給気流Ｓ１と排気流Ｅ２を作ると共に、それらが逆流しないように逆流の経路を遮断している。同様に、図５に示す例では、給気選択調整板４ｂと排気選択調整板５ａを最大に開くことにより、第二状態の空気の流れ、すなわち給気流Ｓ２と排気流Ｅ１を作ると共に、それらが逆流しないように逆流の経路を遮断している。
【００３１】
次に、本実施の形態１に係る空調換気装置１００における熱交換換気運転時の第一状態と第二状態の切り替え動作の制御方法について説明する。流路切替手段の制御手段は、結露結氷検出手段６、７による検出結果を、予め設定された閾値と比較することにより、第一状態と第二状態の切り替えを行うか否かを判定し、切り替えを行うと判定した場合には切り替え動作を実行する。
【００３２】
判定に用いられる閾値は、空調換気装置１００を設計する際の実験データ、例えば結露および結氷が生じる温度条件として給気流と排気流の温度差の実験データや、結露および結氷が生じた時の排気口２４および給気口１４付近の圧力変動の実験データ等に基づいて設定される。なお、結氷は結露が凍結したものであり、結露が生じる温度条件と結氷が生じる温度条件は異なるが、以下の説明では結露と結氷を区別せずに「結露結氷」として説明する。
【００３３】
結露結氷検出手段６、７が、それぞれ室外温度センサ６１と室内温度センサ７１を備えている場合、制御手段はそれらの測定値から給気流と排気流の温度差を検出する。制御手段は、この温度差が閾値よりも大きくなった場合、第一状態と第二状態の切り替え動作を開始し、さらに検出した温度差に基づいて、第一状態と第二状態の切り替え動作の間隔を変化させる。給気流と排気流の温度差が大きくなるほど結露結氷の進行が速くなるため、切り替え動作の間隔を短く設定する。
【００３４】
例えば室外温度が−２５℃のような極低温の場合、給気流と排気流の温度差が大きくなり、室外温度センサ６１と室内温度センサ７１により検出された温度差が予め設定された閾値よりも大きくなる。このような場合、制御手段は、現状が第一状態の場合は第二状態に切り替え、現状が第二状態の場合は第一状態に切り替える。
【００３５】
これにより、熱交換換気運転を継続しつつ、結露結氷が生じた排気流路は給気流路となり、乾燥した室外空気が給気流として流れることにより、結露結氷が除去される。また、極低温の室外空気が通っていた給気流路は排気流路となり、室内からの排気流により温められる。熱交換器３の結露結氷を除去することにより発生した蒸気は、給気流と共に室内に流出されるが、その蒸気はもともと室内の蒸気であり、同時に室内から蒸気を含んだ排気流が流出するため、室内の蒸気量は変動することなく換気され、室内の窓にくもりが生じることはない。
【００３６】
また、結露結氷検出手段６、７が、それぞれ室外圧力センサ６２と室内圧力センサ７２を備えている場合、制御手段はそれらの測定値から、排気口２４と給気口１４における圧力変動、あるいは給気口１４と排気口２４の圧力差を求め、それらが閾値よりも大きくなった場合に第一状態と第二状態の切り替え動作を行う。
【００３７】
図６は、本実施の形態１に係る空調換気装置における熱交換器以降の静圧−風量特性（Ｐ−Ｑ特性）を示している。図６において、縦軸はファンが空気を送る圧力である静圧（Ｐａ）、横軸はファンが送る空気の量（ｍ３／ｈ）、曲線Ａは熱交換器が結露結氷していない時のＰ−Ｑ特性、曲線Ｂは熱交換器が結露結氷している時のＰ−Ｑ特性、曲線Ｃは、排気口（または給気口）の負荷曲線をそれぞれ示している。
【００３８】
図６に示すように、熱交換器３が結露結氷した時（曲線Ｂ）、圧力損失が変動し、排気手段２２（または給気手段１２）のファンの性能が落ちるため、熱交換器３が結露結氷していない時（曲線Ａ）に比べて風量が減少する。この現象を利用して、排気口２４（または給気口１４）の圧力変動を測定することにより、熱交換器３の結露結氷を検出することができる。なお、給気口１４と排気口２４以降のダクトの長さが異なれば、給気口１４と排気口２４の負荷曲線は異なるため、それぞれに別の閾値を設定する。
【００３９】
具体的には、第一状態または第二状態で運転時、熱交換器３が結露結氷していない時の室外圧力センサ６２と室内圧力センサ７２の測定値を初期値として記憶し、それぞれの変動値から結露結氷状態を検知する。この方法では、変動値の閾値を設定しておき、変動値が閾値よりも大きくなった場合に、第一状態と第二状態の切り替え動作を行う。
【００４０】
例えば室外温度が−２５℃のような極低温の時、結露結氷が生じた排気流路は目詰まりを起こすため、排気手段２２のファンの性能が落ちる。図４に示す第一状態の場合、排気流Ｅ２が通る第二流路３２が結露結氷して目詰まりを起こし、排気口２４における圧力が変動する。この圧力変動を室外圧力センサ６２が検出し、圧力変動値が閾値よりも大きくなると、制御手段は図５に示す第二状態への切り替えを行う。
【００４１】
第二状態に切り替えた後は、図５に示すように、結露結氷して目詰まりを起こしていた第二流路３２に乾燥した室外空気である給気流Ｓ２が流れ、結露結氷の除去が開始される。結露結氷が完全に除去されるまでの間は、給気流Ｓ２が流れる第二流路３２が目詰まりしている状態であるため、給気口１４における圧力が変動するが、結露結氷が除去されるに従って初期値に近づく。
【００４２】
また、給気口１４と排気口２４の圧力差により第一状態と第二状態の切り替え動作を制御することもできる。熱交換器３が結露結氷していない時の室外圧力センサ６２の測定値と室内圧力センサ７２の測定値との差を求め、圧力差の初期値として記憶する。この初期値をゼロ（０）とした時、圧力差がマイナスになった場合は、排気流の流路において結露結氷が発生しており、圧力差がプラスになった場合は、前状態での結露結氷の除去が未完了であることを示している。この方法では、圧力差の閾値を設定しておき、圧力差の絶対値が閾値よりも大きくなった場合に、第一状態と第二状態の切り替え動作を行う。
【００４３】
なお、本実施の形態１に係る空調換気装置１００のように、結露結氷検出手段６、７がそれぞれ温度センサと圧力センサの両方を備えている場合、まず圧力センサによる検出結果に基づいて切り替え動作の制御を行い、圧力センサが故障した際に、温度センサによる検出結果に基づいた制御を行うようにする。ただし、結露結氷検出手段６、７の構成や制御手段による制御方法は、ここに記載した限りではない。
【００４４】
本実施の形態１に係る空調換気装置１００の比較例として、先行技術による空調換気装置を図１９から図２１に示す。図１９は、先行技術による空調換気装置を示す概略水平断面図、図２０は上部断面図、図２１は下部断面図である。比較例である空調換気装置５００は、室外吸込口５１、室内吸込口５２、室内給気口５３、室外排出口５４、循環空気排出口５５、給気送風手段５６、排気循環送風手段５７、および熱交換器５８を備えている。
【００４５】
空調換気装置５００は、室外吸込口５１から熱交換器５８を通して室内給気口５３に給気される給気流路と、室内吸込口５２から熱交換器５８を通して室外排出口５４に排気される排気流路を有し、それらは熱交換器５８内部で熱交換を行う。また、室外吸込口５１と熱交換器５８の間に給気選択手段８１、８２を有し、熱交換器５８と室外排出口５４の間に排気選択手段８３、８４と排気循環選択手段８５、８６を有している。さらに、給気流上流と排気流下流を二分割する構造を備えている。
【００４６】
このように構成された空調換気装置５００において、室外の温度が例えば−２５℃のような極低温となったとき、給気選択手段８１と排気選択手段８３と排気循環選択手段８５を開けて、給気選択手段８２と排気選択手段８４と排気循環選択手段８６を閉じる。このとき、給気流は、図２０に示す室外吸込口５１から開いた給気選択手段８１を通り、図２１に示す熱交換器５８を経由して室内給気口５３に流れる。
【００４７】
一方、排気流は２つの流路があり、１つは室内吸込口５２から熱交換器５８を経由して開いた排気選択手段８４を通り、室外排出口５４に流れる。これにより、給気流と排気流が熱交換器５８で熱交換を行い、熱交換換気運転が行われる。もうひとつの流路は、熱交換器５８の結露結氷を除去するデフロスト運転のための流路であり、排気流は、室内吸込口５２から熱交換器５８を経由して循環空気排出口５５に流れる。
【００４８】
この時、デフロスト運転を行っている熱交換器５８の部分は熱交換が行われないため、デフロスト運転を行っていない場合に比べて換気能力が低下する。また、デフロスト運転中の熱交換器５８の部分の空気は換気されることなく室内に循環する機構になっており、湿度を多く含んだ空気が室内に流れる。このため、例えば車両のような狭い室内の場合、窓にくもりが発生する。
【００４９】
さらに、空調換気装置５００は、排気流の流路として、室内吸込口５２から熱交換器５８を経由して室外排出口５４に流す流路と、室内吸込口５２から熱交換器５８を経由して循環空気排出口５５に流す流路の２つを有しており、小型化のために給気手段と排気手段を異形化している。このため、内部構造が複雑化し、従来製品との共通部品が少なく、製造コストが上昇する。
【００５０】
これに対し、本実施の形態１に係る空調換気装置１００は、第一流路３１と第二流路３２において熱交換換気運転を継続しながら、第一状態と第二状態を切り替えることにより結露結氷の除去を行うため、結露結氷を除去している最中も熱交換換気運転の換気能力が低下せず、高効率である。また、結露結氷を除去する運転時において、室内空気を循環させていないため、室内の湿度が上昇しない。このため、車両等の狭い室内の場合でも窓にくもりが発生することなく、快適性が保たれる。
【００５１】
また、実験データに基づいた閾値を設定し、第一状態と第二状態を切り替える条件を最適化しているため、熱交換器３がひどい目詰まりを起こす前に結露結氷を迅速に除去することが可能である。さらに、熱交換器３の表面に親水性および疎水性両方の性質を有するコーティング剤等の膜を設けることにより、埃、油煙等の汚れの付着を防止し、解けた結氷が再凍結するのを防ぐことができる。これにより熱交換器３の目詰まりを防止することができ、さらに高効率化が図られる。
【００５２】
また、給気選択調整板４ａ、４ｂ、排気選択調整板５ａ、５ｂ、および筐体１０の内側の素材として、アクリロニトリル・エチレンプロピレンジエン・スチレン（ＡＥＳ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等に発砲スチロールを貼り合わせた素材を用いることにより、断熱性が向上し、熱交換器３以外での熱移動を極力抑えることができるため、さらに高効率化が図られる。
【００５３】
また、空調換気装置１００の第一流路３１と第二流路３２は、通常の熱交換換気運転に必要な流路であり、結露結氷を除去する運転のための特別な流路は設けていない。このため、空調換気装置１００は、ほぼ左右対称の簡易な内部構造であり、従来製品との共通部品が多く、配管構成も従来製品と同様であるため、製造コストおよび施工コストを低く抑えられる。
【００５４】
以上のことから、本実施の形態１によれば、熱交換換気運転時の換気能力を低下させることなく、室内の快適性を保ちながら熱交換器３の結露結氷の除去を行うことができ、簡易な内部構造で製造コストを抑制することが可能な空調換気装置１００が得られる。
【００５５】
実施の形態２．
図７および図８は、本発明の実施の形態２に係る空調換気装置の内部構造を示す概略正面図および概略上面図である。本実施の形態２に係る空調換気装置１００Ａは、各々の給気選択調整板４ａ、４ｂと対に設けられ、給気選択調整板４ａ、４ｂと共に給気流を整流する給気整流板８ａ、８ｂと、各々の排気選択調整板５ａ、５ｂと対に設けられ、排気選択調整板５ａ、５ｂと共に排気流を整流する排気整流板９ａ、９ｂとを備えている。
【００５６】
給気整流板８ａ、８ｂおよび排気整流板９ａ、９ｂの動作は、給気選択調整板４ａ、４ｂおよび排気選択調整板５ａ、５ｂと同様に、制御手段により制御される。本実施の形態２に係る空調換気装置１００Ａのその他の構成については、上記実施の形態１に係る空調換気装置１００とほぼ同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態２に係る空調換気装置１００Ａにおける熱交換換気運転時の空気の流れについて、図９および図１０を用いて説明する。図９は、第一状態の空気の流れを示し、図１０は第二状態の空気の流れを示している。なお、図において、Ｓ１、Ｓ２は給気流を示し、Ｅ１、Ｅ２は排気流を示している。
【００５８】
制御手段は、図９に示す第一状態の空気の流れを作るために、第一流路側給気流吹き出し口１３ａを開けると共に、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂを閉じるように給気選択調整板４ａ、４ｂを制御する。この時、給気選択調整板４ａと対の給気整流板８ａを共に設定された角度まで開くことで給気流Ｓ１を整流し、逆流を防いでいる。他方の給気選択調整板４ｂと対の給気整流板８ｂは共に閉じ、排気流Ｅ２の流路を確保する。
【００５９】
さらに、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂを開けると共に、第一流路側排気流吹き出し口２３ａを閉じるように排気選択調整板５ａ、５ｂを制御する。この時、排気選択調整
板５ｂと対の排気整流板９ｂを共に設定された角度まで開くことで排気流Ｅ２を整流し、逆流を防いでいる。他方の排気選択調整板５ａと対の排気整流板９ａは共に閉じ、給気流Ｓ１の流路を確保する。これにより、第一流路側給気流吹き出し口１３ａから流出した給気流Ｓ１が第一流路３１を通り、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂから流出した排気流Ｅ２が第二流路３２を通る第一状態が実現する。
【００６０】
また、制御手段は、図５に示す第二状態の空気の流れを作るために、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂを開けると共に、第一流路側給気流吹き出し口１３ａを閉じるように給気選択調整板４ａ、４ｂを制御する。この時、給気選択調整板４ｂと対の給気整流板８ｂを共に設定された角度まで開くことで給気流Ｓ２を整流し、逆流を防いでいる。他方の給気選択調整板４ａと対の給気整流板８ａは共に閉じ、排気流Ｅ１の流路を確保する。
【００６１】
さらに、第一流路側排気流吹き出し口２３ａを開けると共に、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂを閉じるように排気選択調整板５ａ、５ｂを制御する。この時、排気選択調整板５ａと対の排気整流板９ａを共に設定された角度まで開くことで排気流Ｅ１を整流し、逆流を防いでいる。他方の排気選択調整板５ｂと対の排気整流板９ｂは共に閉じ、給気流Ｓ２の流路を確保する。これにより、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂから流出した給気流Ｓ２が第二流路３２を通り、第一流路側排気流吹き出し口２３ａから流出した排気流Ｅ１が第一流路３１を通る第二状態が実現する。
【００６２】
なお、本実施の形態２に係る空調換気装置１００Ａにおける熱交換換気運転時の第一状態と第二状態の切り替え動作の制御方法については、上記実施の形態１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、給気整流板８ａ、８ｂおよび排気整流板９ａ、９ｂを備えることにより、給気流と排気流を滞留させることなく熱交換器３に導くことが可能となり、熱交換器３以外での熱移動を抑制することができるため、さらに高効率化が図られる。また、給気整流板８ａ、８ｂおよび排気整流板９ａ、９ｂの素材として、アクリロニトリル・エチレンプロピレンジエン・スチレン（ＡＥＳ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等に発砲スチロールを貼り合わせた素材を用いることにより断熱性が向上し、さらに高効率化が図られる。
【００６４】
実施の形態３．
図１１および図１２は、本発明の実施の形態３に係る空調換気装置の内部構造を示す概略正面図および概略上面図である。本実施の形態３に係る空調換気装置１００Ｂは、上記実施の形態２に係る空調換気装置１００Ａと同様の構成に加え、さらに、風量調節板１５、２５および圧力調整口１０ａ、１０ｂを備えている。
【００６５】
本実施の形態３に係る空調換気装置１００Ｂは、給気口１４および排気口２４の各々に、流出させる空気の量を調整すると共に空気の逆流を防ぐ風量調節板１５、２５が設けられている。風量調節板１５、２５は、給気手段１２と排気手段２２において、例えば経年劣化による給気流と排気流の風量の不一致が起きている場合、風量が多い方の風量調節板１５、２５を開閉制御し、風量を均等にするものである。また、風量調節板１５、２５は、給気流または排気流が給気口１４または排気口２４以外へ流れないようにする機能を有している。
【００６６】
風量調節板１５、２５の動作は、流路切替手段の制御手段により制御される。風量調節板１５、２５の開閉動作には、例えばサーボモータ等が使用される。風量調節板１５、２５の表面には、乱流を発生させる加工が施されていることが望ましい。具体的には、風量調節板１５、２５の両面に、フクロウの翼を模したボルテックスフィンを施すことにより
、乱流を発生させることができる。
【００６７】
また、空調換気装置１００Ｂの筐体１０は、筐体１０の内部圧力を調整する圧力調整口１０ａ、１０ｂを有している。これらの圧力調整口１０ａ、１０ｂは、排気整流板９ａ、９ｂにより開閉される。
【００６８】
本実施の形態３に係る空調換気装置１００Ｂにおける熱交換換気運転時の空気の流れについて、図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、第一状態の空気の流れを示し、図１４は第二状態の空気の流れを示している。なお、図において、Ｓ１、Ｓ２は給気流を示し、Ｅ１、Ｅ２は排気流を示している。
【００６９】
制御手段は、図１３に示す第一状態の空気の流れを作るために、第一流路側給気流吹き出し口１３ａを開けると共に、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂを閉じるように給気選択調整板４ａ、４ｂを制御する。この時、給気選択調整板４ａと対の給気整流板８ａを共に設定された角度まで開くことで給気流Ｓ１を整流し、逆流を防いでいる。他方の給気選択調整板４ｂと対の給気整流板８ｂは共に閉じ、排気流Ｅ２の流路を確保すると共に、風量調節板２５で排気流Ｅ２の逆流を防いでいる。
【００７０】
さらに、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂを開けると共に、第一流路側排気流吹き出し口２３ａを閉じるように排気選択調整板５ａ、５ｂを制御する。この時、排気選択調整板５ｂと対の排気整流板９ｂを共に設定された角度まで開くことで排気流Ｅ２を整流し、逆流を防いでいる。他方の排気選択調整板５ａと対の排気整流板９ａは共に閉じ、給気流Ｓ１の流路を確保すると共に、風量調節板１５で給気流Ｓ１の逆流を防いでいる。
【００７１】
また、排気整流板９ｂが開くことにより圧力調整口１０ｂが開き、筐体１０の内部圧力と外部圧力との差が緩和される。これにより、第一流路側給気流吹き出し口１３ａから流出した給気流Ｓ１が第一流路３１を通り、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂから流出した排気流Ｅ２が第二流路３２を通る第一状態が実現する。
【００７２】
また、制御手段は、図１４に示す第二状態の空気の流れを作るために、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂを開けると共に、第一流路側給気流吹き出し口１３ａを閉じるように給気選択調整板４ａ、４ｂを制御する。この時、給気選択調整板４ｂと対の給気整流板８ｂを共に設定された角度まで開くことで給気流Ｓ２を整流し、逆流を防いでいる。他方の給気選択調整板４ａと対の給気整流板８ａは共に閉じ、排気流Ｅ１の流路を確保すると共に、風量調節板２５で排気流Ｅ１の逆流を防いでいる。
【００７３】
さらに、第一流路側排気流吹き出し口２３ａを開けると共に、第二流路側排気流吹き出し口２３ｂを閉じるように排気選択調整板５ａ、５ｂを制御する。この時、排気選択調整板５ａと対の排気整流板９ａを共に設定された角度まで開くことで排気流Ｅ１を整流し、逆流を防いでいる。他方の排気選択調整板５ｂと対の排気整流板９ｂは共に閉じ、給気流Ｓ２の流路を確保すると共に、風量調節板１５で給気流Ｓ２の逆流を防いでいる。
【００７４】
また、排気整流板９ａが開くことにより圧力調整口１０ａが開き、筐体１０の内部圧力と外部圧力との差が緩和される。これにより、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂから流出した給気流Ｓ２が第二流路３２を通り、第一流路側排気流吹き出し口２３ａから流出した排気流Ｅ１が第一流路３１を通る第二状態が実現する。
【００７５】
なお、本実施の形態３に係る空調換気装置１００Ｂにおける熱交換換気運転時の第一状態と第二状態の切り替え動作の制御方法については、上記実施の形態１と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００７６】
本実施の形態３に係る空調換気装置１００Ｂにおける外気換気運転時、内気循環運転時、および内気換気運転時の空気の流れについて、図１５から図１８を用いて説明する。図１５は、外気換気運転時の空気の流れ、図１６は大風量の外気換気運転時の空気の流れ、図１７は、内気循環運転時の空気の流れ、および図１８は、大風量の内気換気運転時の空気の流れをそれぞれ示している。
【００７７】
例えば春、秋のように室外が快適な温度であり、給気流と排気流の熱交換換気運転が不要な時に、外気換気運転を行う。外気換気運転の指令を受けた流路切替手段の制御手段は、第一流路３１および第二流路３２のいずれか一方の流路に給気流を通して室内に流出させると共に、排気口２４に設けられた風量調節板２５により他方の流路を閉じ、他方の流路の側にある圧力調整口を開けるように排気整流板を制御して排気流を排出する。
【００７８】
具体的には、外気換気運転の指令を受けた制御手段は、それまでの熱交換換気運転の最後の状態が例えば第一状態であった場合、図１５に示すように、第一状態と同様に第一流路３１に給気流Ｓ１を通して給気口１４から室内に流出させると共に、排気口２４に設けられた風量調節板２５により第二流路３２を閉じる。さらに、排気整流板９ｂを完全に閉まりきらない程度に開け、第二流路３２の側にある圧力調整口１０ｂを開けて排気流Ｅ３を排出する。室内で発生した室外との正の圧力差は、圧力調整口１０ｂから排気流Ｅ３を逃すことで緩和される。
【００７９】
一方、外気換気運転の指令を受けた時の熱交換換気運転の最後の状態が第二状態であった場合、第二状態と同様に第二流路３２に給気流を通して給気口１４から室内に流出させると共に、排気口２４に設けられた風量調節板２５により第一流路３１を閉じる。さらに、排気整流板９ａを完全に閉まりきらない程度に開け、第一流路３１の側にある圧力調整口１０ａを開けて排気流を排出する。なお、外気換気運転時の排気整流板９ａ、９ｂの動作角度は、空調換気装置１００Ｂを設計する時の実験データに基づいて決定される。
【００８０】
また、例えば夏季に室内の空調を始動させる前に、室外の温度の方が室内の温度より低い場合には、熱交換による換気を中止し、大風量の外気換気運転を行う。大風量の外気換気運転の指令を受けた制御手段は、図１６に示すように、第一流路側給気流吹き出し口１３ａと第二流路側給気流吹き出し口１３ｂの両方を開けると共に、第一流路側排気流吹き出し口２３ａと第二流路側排気流吹き出し口２３ｂの両方を閉じるように、給気選択調整板４ａ、４ｂおよび給気整流板８ａ、８ｂ、排気選択調整板５ａ、５ｂおよび排気整流板９ａ、９ｂを制御する。
【００８１】
これにより、第一流路３１および第二流路３２の両方に給気流Ｓ１、Ｓ２を通し、給気風路部１１から導入された室外外気を給気口１４から室内に流出させることができる。この時、給気口１４の風量調節板１５は中立の状態とする。
【００８２】
また、例えば車両の冷房運転等、外気換気を必要とせず室内の空気を循環させる場合、内気循環運転を行う。内気循環運転の指令を受けた制御手段は、第一流路側給気流吹き出し口１３ａと第二流路側給気流吹き出し口１３ｂの両方を閉じると共に、第一流路側排気流吹き出し口２３ａおよび第二流路側排気流吹き出し口２３ｂのいずれか一方を開けるように給気選択調整板４ａ、４ｂおよび排気選択調整板５ａ、５ｂを制御し、室内空気を筐体１０の内部に流出させる。
【００８３】
且つ、室内空気が排気口２４から流出しないように排気口２４に設けられた風量調節板２５を制御すると共に、室内空気を流出させている側の排気選択調整板５ａ（または５ｂ）と対に設けられた排気整流板９ａ（または９ｂ）を閉じて室内空気を給気口１４から室内に循環させる。
【００８４】
内気循環運転の指令を受けた制御手段は、それまでの熱交換換気運転の最後の状態が例えば第二状態であった場合、図１７に示すように、第二状態と同様に第一流路側排気流吹き出し口２３ａを開けたまま、第一流路側給気流吹き出し口１３ａと第二流路側給気流吹き出し口１３ｂの両方を閉じるように、給気選択調整板４ａ、４ｂおよび排気選択調整板５ａ、５ｂを制御する。
【００８５】
さらに、室内空気が排気口２４から流出しないように排気口２４に設けられた風量調節板２５を制御して第一流路３１を閉じると共に、排気選択調整板５ａと対に設けられた排気整流板９ａを閉じるように制御する。これにより、第一流路側排気流吹き出し口２３ａから流出した室内空気Ｓ３を給気口１４から室内に循環させることができる。
【００８６】
また、内気循環運転の指令を受けた時の熱交換換気運転の最後の状態が第一状態であった場合には、第一状態と同様に第二流路側排気流吹き出し口２３ｂを開けたまま、排気流が排気口２４から流出しないように排気口２４に設けられた風量調節板２５を制御して第二流路３２を閉じると共に、排気選択調整板５ｂと対に設けられた排気整流板９ｂを制御して、室内空気を給気口１４から室内に循環させる。
【００８７】
また、例えば熱交換器３の第一流路３１と第二流路３２が結氷し、第一状態と第二状態のいずれの状態においても熱交換換気運転の継続が不可能である場合には、大風量の内気換気運転を所定時間継続して行う。大風量の内気換気運転の継続時間は、空調換気装置１００Ｂを設計する時の実験データに基づいて決定される。
【００８８】
大風量の内気換気運転の指令を受けた制御手段は、図１８に示すように、第一流路側給気流吹き出し口１３ａと第二流路側給気流吹き出し口１３ｂの両方を閉じると共に、第一流路側排気流吹き出し口２３ａと第二流路側排気流吹き出し口２３ｂの両方を開けるように、給気選択調整板４ａ、４ｂおよび給気整流板８ａ、８ｂ、排気選択調整板５ａ、５ｂおよび排気整流板９ａ、９ｂを制御する。この時、給気口１４の風量調節板１５と、排気口２４の風量調節板２５はいずれも中立の状態とする。
【００８９】
このように、第一流路３１および第二流路３２の両方に排気流Ｅ１、Ｅ２を通して排気口２４から室外に流出させることにより、第一流路３１と第二流路３２の結氷を除去することができる。また、圧力調整口１０ａ、１０ｂから取り込んだ室外空気Ｓ４、Ｓ５を給気口１４から室内に流出させることにより、室内で発生した室外との負の圧力差が緩和される。
【００９０】
本実施の形態３によれば、上記実施の形態１および実施の形態２と同様の効果に加え、給気口１４および排気口２４の各々に風量調節板１５、２５を設けることにより、給気流と排気流の風量を均等にすることが可能となり、快適性が向上する。また、空気の逆流を防ぐことができるため、高効率化が図られる。さらに、風量調節板１５、２５の表面に乱流を発生させる加工を施すことにより、風量調節板１５、２５により発生する風切音を抑制することができ、快適性が向上する。
【００９１】
また、圧力調整口１０ａ、１０ｂを設けることにより、外気換気運転時または大風量の内気換気運転時に室外と室内で発生する圧力差を軽減することができる。これにより、給気手段１２および排気手段２２の負荷を低減することが可能となり、さらに高効率化が図られる。また、室内での急な圧力変動による不快感を低減することが可能となり、快適性が向上する。
【００９２】
また、春、秋等、室外が快適な温度で温度差があまりない時、外気換気運転で運転を行うことにより、低消費電力での換気が可能である。さらに、本実施の形態３に係る空調換気装置１００Ｂを車両等に搭載した場合、室外より室内の温度が高い夏季に運転する時に大風量の外気換気運転を行うことにより、室内を迅速に換気することができ高効率である。なお、本発明は、その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たり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、住宅、ビル、病院、および車両等に用いられる空調換気装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１  第一流出手段、２  第二流出手段、３  熱交換器、４ａ、４ｂ  給気選択調整板、５ａ、５ｂ  排気選択調整板、６、７  結露結氷検出手段、８ａ、８ｂ  給気整流板、
９ａ、９ｂ  排気整流板、１０  筐体、１０ａ、１０ｂ  圧力調整口、
１１  給気風路部、１２  給気手段、１３ａ  第一流路側給気流吹き出し口、
１３ｂ  第二流路側給気流吹き出し口、１４  給気口、１５  風量調節板、
２１  排気風路部、２２  排気手段、２３ａ  第一流路側排気流吹き出し口、
２３ｂ  第二流路側排気流吹き出し口、２４  排気口、２５  風量調節板、
３１  第一流路、３２  第二流路、５１  室外吸込口、５２  室内吸込口、
５３  室内給気口、５４  室外排出口、５５  循環空気排出口、 
５６ 給気送風手段、５７  排気循環送風手段、５８  熱交換器、
６１  室外温度センサ、６２  室外圧力センサ、７１  室内温度センサ、
７２  室内圧力センサ８１、８２  給気選択手段、８３、８４  排気選択手段、
８５、８６  排気循環選択手段、１００、１００Ａ、１００Ｂ、５００  空調換気装置
【図１】
2018036006.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018036006.tif 000005
【図４】
2018036006.tif 000006
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月5日(2017.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気口および排気口を有する筐体、
室外空気を給気流として前記給気口から室内に流出させる給気手段、
室内空気を排気流として前記排気口から室外に流出させる排気手段、
交差または対向する第一流路と第二流路を有し、給気流が前記第一流路を通り排気流が前記第二流路を通る第一状態、または排気流が前記第一流路を通り給気流が前記第二流路を通る第二状態のいずれかの状態で給気流と排気流の熱交換を行う熱交換器、
温度センサおよび圧力センサのいずれか一方または両方を有し、給気流と排気流の温度または圧力を検出する結露結氷検出手段、
前記結露結氷検出手段の検出結果に基づいて前記第一状態と前記第二状態の切り替えを行う流路切替手段を備えたこと特徴とする空調換気装置。
【請求項２】
室外に連通する給気風路部と、前記給気手段が前記給気風路部を介して導入した室外空気を前記筐体の内部に流出させる第一流路側給気流吹き出し口および第二流路側給気流吹き出し口と、室内に連通する排気風路部と、前記排気手段が前記排気風路部を介して導入した室内空気を前記筐体の内部に流出させる第一流路側排気流吹き出し口および第二流路側排気流吹き出し口と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の空調換気装置。
【請求項３】
前記温度センサは、前記給気風路部の内部に設置された室外温度センサと、前記排気風路部の内部に設置された室内温度センサとを含み、前記圧力センサは、前記熱交換器と前記排気口の間の排気流の圧力を測定する室外圧力センサと、前記熱交換器と前記給気口の間の給気流の圧力を測定する室内圧力センサとを含むことを特徴とする請求項２記載の空調換気装置。
【請求項４】
前記流路切替手段は、前記第一流路側給気流吹き出し口および前記第二流路側給気流吹き出し口の各々に開閉可能に取り付けられた給気選択調整板と、前記第一流路側排気流吹き出し口および前記第二流路側排気流吹き出し口の各々に開閉可能に取り付けられた排気選択調整板と、前記給気選択調整板および前記排気選択調整板の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空調換気装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第一流路側給気流吹き出し口を開けると共に前記第二流路側給気流吹き出し口を閉じ、且つ、前記第二流路側排気流吹き出し口を開けると共に前記第一流路側排気流吹き出し口を閉じるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御することにより前記第一状態を実現し、前記第二流路側給気流吹き出し口を開けると共に前記第一流路側給気流吹き出し口を閉じ、且つ、前記第一流路側排気流吹き出し口を開けると共に前記第二流路側排気流吹き出し口を閉じるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御することにより前記第二状態を実現することを特徴とする請求項４記載の空調換気装置。
【請求項６】
各々の前記給気選択調整板と対に設けられた給気整流板と、各々の前記排気選択調整板と対に設けられた排気整流板とを備え、
前記給気整流板は、前記筐体に開閉可能に設けられ、対の前記給気選択調整板と共に設定された角度まで開くことで給気流を整流すると共に、前記筐体に沿って閉じることで前記排気口への流路を確保し、
前記排気整流板は、前記筐体に開閉可能に設けられ、対の前記排気選択調整板と共に設定された角度まで開くことで排気流を整流すると共に、前記筐体に沿って閉じることで前記給気口への流路を確保するものであり、
前記給気整流板および前記排気整流板の動作は前記制御手段により制御されることを特徴とする請求項４記載の空調換気装置。
【請求項７】
前記筐体は、前記筐体の内部圧力を調整する圧力調整口を有することを特徴とする請求項６記載の空調換気装置。
【請求項８】
前記圧力調整口は、前記排気整流板により開閉されるものであり、前記排気整流板が前記筐体に沿って閉じることにより前記圧力調整口が閉じ、前記排気整流板が開くことにより前記圧力調整口が開くことを特徴とする請求項７記載の空調換気装置。
【請求項９】
前記給気口および前記排気口の各々に、流出させる空気の量を調整すると共に空気の逆流を防ぐ風量調節板が設けられ、前記風量調節板の動作は前記制御手段により制御されることを特徴とする請求項７記載の空調換気装置。
【請求項１０】
前記風量調節板の表面には、乱流を発生させる加工が施されていることを特徴とする請求項９記載の空調換気装置。
【請求項１１】
前記熱交換器は、全熱交換型または顕熱交換型の耐水性素材を含むことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の空調換気装置。
【請求項１２】
前記熱交換器の表面には、親水性および疎水性両方の性質を有する膜が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の空調換気装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、外気換気運転時、前記第一流路および前記第二流路のいずれか一方の流路に給気流を通して室内に流出させると共に前記排気口に設けられた前記風量調節板により他方の流路を閉じ、前記他方の流路の側にある前記圧力調整口を開けて排気流を排出することを特徴とする請求項９記載の空調換気装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、外気換気運転時、前記第一流路側給気流吹き出し口と前記第二流路側給気流吹き出し口の両方を開けると共に、前記第一流路側排気流吹き出し口と前記第二流路側排気流吹き出し口の両方を閉じるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御し、前記第一流路および前記第二流路の両方に給気流を通して前記給気口から室内に流出させることを特徴とする請求項４記載の空調換気装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、内気循環運転時、前記第一流路側給気流吹き出し口と前記第二流路側給気流吹き出し口の両方を閉じると共に、前記第一流路側排気流吹き出し口および前記第二流路側排気流吹き出し口のいずれか一方を開けるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御して排気流を前記筐体の内部に流出させ、且つ、排気流が前記排気口から流出しないように前記排気口に設けられた前記風量調節板を制御すると共に、排気流を流出させている側の前記排気選択調整板と対に設けられた前記排気整流板を閉じて前記給気口への流路を確保し、排気流を前記給気口から室内に循環させることを特徴とする請求項９記載の空調換気装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、内気換気運転時、前記第一流路側給気流吹き出し口と前記第二流路側給気流吹き出し口の両方を閉じると共に、前記第一流路側排気流吹き出し口と前記第二流路側排気流吹き出し口の両方を開けるように前記給気選択調整板および前記排気選択調整板を制御し、前記第一流路および前記第二流路の両方に排気流を通して前記排気口から室外に流出させ、前記圧力調整口から取り込んだ室外空気を前記給気口から室内に流出させることを特徴とする請求項７記載の空調換気装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
また、制御手段は、図１０に示す第二状態の空気の流れを作るために、第二流路側給気流吹き出し口１３ｂを開けると共に、第一流路側給気流吹き出し口１３ａを閉じるように給気選択調整板４ａ、４ｂを制御する。この時、給気選択調整板４ｂと対の給気整流板８ｂを共に設定された角度まで開くことで給気流Ｓ２を整流し、逆流を防いでいる。他方の給気選択調整板４ａと対の給気整流板８ａは共に閉じ、排気流Ｅ１の流路を確保する。