(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に空気が通過可能な内部空間が設けられた二重部と、
熱交換素子を備えて熱交換換気を行う熱交換換気装置と、
開閉部と、を備え、
前記熱交換換気装置には、
室外空気を取り入れる室外空気取入口と、
前記室外空気取入口から取り入れられた室外空気を室内に吹き出す室内側吹出口と、
前記室外空気取入口と前記室内側吹出口とを結ぶ給気風路と、
室内空気を取り入れる室内空気取入口と、
前記室内空気取入口から取り入れられた室内空気を室外に吹き出す室外側吹出口と、
前記室内空気取入口と前記室外側吹出口とを結ぶ排気風路と、が設けられ、
前記二重部には、
前記内部空間と室外とを連通させた第１の室外連通口および第２の室外連通口と、
前記室内空気取入口を介さずに、前記熱交換素子よりも下流側となる前記排気風路と前記内部空間とを連通させた第１の室内連通口と、
前記室外空気取入口を介さずに、前記熱交換素子よりも上流側となる前記給気風路と前記内部空間とを連通させた第２の室内連通口と、
が設けられ、
前記開閉部は、前記第１の室外連通口、前記第２の室外連通口、前記第１の室内連通口、前記第２の室内連通口、前記室外空気取入口、および前記室外側吹出口の開閉を切り替え可能であることを特徴とする換気システム。
【請求項２】
前記開閉部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１の室外連通口、第２の室内連通口、および室外側吹出口を開放し、前記第２の室外連通口、前記第１の室内連通口、および前記室外空気取入口を閉じて、前記内部空間に室外空気を通過させるモードと、
前記第１の室外連通口、第２の室内連通口、および室外側吹出口を閉じ、前記第２の室外連通口、前記第１の室内連通口、および前記室外空気取入口を開放して、前記内部空間に室内空気を通過させるモードと、に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
【請求項３】
前記第１の室外連通口および前記第１の室内連通口は、前記第２の室外連通口および前記第２の室内連通口よりも低い位置に形成されており、前記内部空間には室内空気または室外空気が下方から上方に向けて流れることを特徴とする請求項２に記載の換気システム。
【請求項４】
室外空気の温度である室外温度を測定するセンサーをさらに備え、
前記制御部は、前記室外温度に基づいて前記開閉部を制御することを特徴とする請求項２に記載の換気システム。
【請求項５】
室内空気の温度である室内温度を測定するセンサーと、
前記内部空間の温度である窓内温度を測定するセンサーと、をさらに備え、
前記制御部は、前記室外温度、前記室内温度、および前記窓内温度に基づいて前記開閉部を制御することを特徴とする請求項４に記載の換気システム。
【請求項６】
前記二重部の室内側表面の結露状態を検知するセンサーと、
前記内部空間の結露状態を検知するセンサーと、をさらに備え、
前記制御部は、前記室外温度、前記室内温度、前記窓内温度、前記結露状態に基づいて前記開閉部を制御することを特徴とする請求項５に記載の換気システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記内部空間の結露を検知した場合に、前記第１の室外連通口、前記第２の室外連通口、前記第１の室内連通口、および前記第２の室内連通口を閉じることを特徴とする請求項６に記載の換気システム。
【請求項８】
前記制御部は、他の機器から暖房信号を受けた場合には冬季であると判断し、冷房信号を受けた場合には夏季であると判断することを特徴とする請求項２から７のいずれか１つに記載の換気システム。
【請求項９】
前記熱交換換気装置には、前記給気風路において前記熱交換素子の上流側と下流側とを結ぶバイパス風路が設けられ、
前記バイパス風路には、前記制御部の制御によって開閉される給気口が形成されることを特徴とする請求項１に記載の換気システム。
【請求項１０】
前記熱交換素子は、仕切板の積層方向が上下方向となるように設けられ、
前記バイパス風路は、前記熱交換素子の上方を通過する位置に設けられることを特徴とする請求項９に記載の換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の外壁に設置される換気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビルを含む建物の外皮付近、すなわちペリメーター部と呼ばれる窓際の領域では、外光のふく射による発熱等に起因する熱負荷により、快適性が損なわれる場合がある。特に、インテリア部と呼ばれる建物の外皮から離れた部分に比べて、ペリメーター部では、夏季の熱負荷が大きくなり、空調の省エネルギー化の阻害要因となっていることが知られている。
【０００３】
その解決のため、建物の外皮部を二重構造にしたダブルスキン構造を取る方法がある。しかしながら、建物の外皮部を二重構造にするためには、外皮の全体を覆う壁を通常よりも１枚増やすために、建築費用が大きくなることが課題である。
【０００４】
その改善策として、外光を取り込む窓に着目し、窓を二重として断熱性を高めつつ、二重となっている窓の内部空間に空気を流して熱処理性を高めたエアフローウィンドウが、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７７５号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような、二重構造の外皮部の内部空間に空気を通過させる換気システムにおいて、さらなるペリメーター部の環境の改善および空調負荷の低減への要望がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ペリメーター部の環境の改善および空調負荷の低減を図ることのできる換気システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、内側に空気が通過可能な内部空間が設けられた二重部と、熱交換素子を備えて熱交換換気を行う熱交換換気装置と、開閉部と、を備える。熱交換換気装置には、室外空気を取り入れる室外空気取入口と、室外空気取入口から取り入れられた室外空気を室内に吹き出す室内側吹出口と、室外空気取入口と室内側吹出口とを結ぶ給気風路と、室内空気を取り入れる室内空気取入口と、室内空気取入口から取り入れられた室内空気を室外に吹き出す室外側吹出口と、室内空気取入口と室外側吹出口とを結ぶ排気風路と、が設けられる。二重部には、内部空間と室外とを連通させた第１の室外連通口および第２の室外連通口と、室内空気取入口を介さずに、熱交換素子よりも下流側となる排気風路と内部空間とを連通させた第１の室内連通口と、室外空気取入口を介さずに、熱交換素子よりも上流側となる給気風路と内部空間とを連通させた第２の室内連通口と、が設けられる。開閉部は、第１の室外連通口、第２の室外連通口、第１の室内連通口、第２の室内連通口、室外空気取入口、および室外側吹出口の開閉を切り替え可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる換気システムによれば、ペリメーター部の環境の改善および空調負荷の低減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図
【図２】実施の形態１にかかる換気システムを簡略化して示す図
【図３】実施の形態１における開閉部の動作を説明する図であって、冬季の状態を示す図
【図４】実施の形態１における開閉部の動作を説明する図であって、夏季の状態を示す図
【図５】実施の形態１にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図であって、冬季の空気の流れを示す図
【図６】実施の形態１にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図であって、夏季の空気の流れを示す図
【図７】内部空間に空気を通過させる例を示す図
【図８】内部空間に空気を通過させる例を示す図
【図９】内部空間に空気を通過させる例を示す図
【図１０】実施の形態１における制御部のハードウェア構成を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２にかかる換気システム全体の概略構成を示す斜視図
【図１２】実施の形態２にかかる換気システムを簡略化して示す図
【図１３】実施の形態２における制御部による制御例を示す図
【図１４】実施の形態２にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図であって、内部空間に室内空気を通過させる例を示す図
【図１５】実施の形態２にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図であって、内部空間に室外空気を通過させる例を示す図
【図１６】実施の形態２にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図であって、内部空間を密閉空間とした例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかる換気システム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。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる換気システムを簡略化して示す図である。図１では、換気システムの内部を透過させて示している。
【００１３】
換気システムは、熱交換換気装置１０と、二重部１とを備える。熱交換換気装置１０と二重部１とは、互いに隣り合わせて配置される。換気システムは、建物の外皮部分に設けられる。
【００１４】
まず、二重部１の構成について説明する。二重部１は、可視光を透過する２枚の壁部材、例えば２枚のガラスを互いに対向して配置させた、いわゆる二重窓である。二重部１が有する２枚の壁部材のうち、一方が室外側に設けられ、他方が室内側に設けられる。以下の説明において、室外側に設けられた壁部材を室外壁１ａと呼び、室内側に設けられた壁部材を室内壁１ｂと呼ぶ。また、室外壁１ａと室内壁１ｂをまとめて二重窓３０とも呼ぶ。二重部１では、室外壁１ａと室内壁１ｂとの間が、空気の通過可能な内部空間１ｃとなっている。
【００１５】
また、二重部１は、二重窓３０の下方に、内部空間１ｃを熱交換換気装置１０と接続させるための下方接続部２２が設けられ、二重窓３０の上方に、内部空間１ｃを熱交換換気装置１０と接続させるための上方接続部２３が設けられる。二重窓３０と、下方接続部２２との接続部分は、内部空間１ｃに空気を吹き出す吹出口３となる。二重窓３０と、上方接続部２３との接続部分は、内部空間１ｃから空気を吸い込む吸込口４となる。
【００１６】
下方接続部２２には、内部空間１ｃと室外とを連通させる第１の室外連通口２ｄが形成されている。また、下方接続部２２には、熱交換換気装置１０の内部に設けられた風路と、内部空間１ｃとを連通させる第１の室内連通口７ｄが形成されている。換気システムでは、熱交換換気装置１０と二重部１とが隣接されているので、第１の室内連通口７ｄは熱交換換気装置１０に形成されているとも換言できる。なお、図２では、理解容易化のために、熱交換換気装置１０と二重部１とを離して示しているため、熱交換換気装置１０と二重部１とを結ぶダクトとして第１の室内連通口７ｄが示されている。実際に、熱交換換気装置１０と二重部１とを離して設ける場合には、図２に示すように、熱交換換気装置１０と二重部１とを結ぶダクトを設けてもよい。
【００１７】
上方接続部２３には、内部空間１ｃと室外とを連通させる第２の室外連通口２ｕが形成されている。また、上方接続部２３には、熱交換換気装置１０の内部に設けられた風路と、内部空間１ｃとを連通させる第２の室内連通口７ｕが形成されている。換気システムでは、熱交換換気装置１０と二重部１とが隣接されているので、第２の室内連通口７ｕは熱交換換気装置１０に形成されているとも換言できる。なお、図２では、理解容易化のために、熱交換換気装置１０と二重部１とを離して示しているため、熱交換換気装置１０と二重部１とを結ぶダクトとして第２の室内連通口７ｕが示されている。実際に、熱交換換気装置１０と二重部１とを離して設ける場合には、図２に示すように、熱交換換気装置１０と二重部１とを結ぶダクトを設けてもよい。
【００１８】
次に、熱交換換気装置１０の構成について説明する。熱交換換気装置１０の筐体には、二重部１の内部空間１ｃを介さずに室外に連通されて室外空気を取り入れる室外空気取入口５と、室外空気取入口５から取り入れられた室外空気を室内に吹き出す室内側吹出口１１と、室外空気取入口５と室内側吹出口１１とを結ぶ給気風路３１と、が設けられている。また、熱交換換気装置１０の筐体には、室内空気を取り入れる室内空気取入口１２と、二重部１の内部空間１ｃを介さずに室外に連通されて室内空気取入口１２から取り入れられた室内空気を室外に吹き出す室外側吹出口６と、室内空気取入口１２と室外側吹出口６とを結ぶ排気風路３２と、が設けられている。給気風路３１および排気風路３２は、筐体の内部が隔壁１８によって仕切られて形成されている。
【００１９】
給気風路３１と排気風路３２との交差部分には、熱交換素子１３が設けられる。給気風路３１には、室外空気取入口５から室内側吹出口１１に向かう給気流を発生させる給気送風機１４が設けられている。排気風路３２には、室内空気取入口１２から室外側吹出口６に向かう排気流を発生させる排気送風機１５が設けられている。熱交換素子１３は、給気流と排気流との間で熱交換を行わせる。熱交換素子１３は、給気流と排気流との間を仕切る複数の仕切板と、仕切板の間に設けられて給気流または排気流が通過可能な流路を形成する複数の間隔保持板とが積層されて構成される。本実施の形態１では、熱交換換気装置１０内において、仕切板および間隔保持板の積層方向は、水平方向、より詳しくは室内から室外に向かう方向となっている。なお、以下の説明において、仕切板と間隔保持板との積層方向を、単に積層方向とも呼ぶ。
【００２０】
熱交換素子１３のうち、給気流の流入面および排気流の流入面には、フィルター１６が設けられている。フィルター１６によって、給気流および排気流に含まれる塵および虫が、熱交換素子１３に流入する前に捕集される。熱交換換気装置１０には、内部をメンテナンスするために、室内側に臨む面にメンテナンス用の開口部が設けられ、その開口部を覆うようにメンテナンスパネル１７が設けられている。
【００２１】
また、熱交換換気装置１０は、給気送風機１４および排気送風機１５を動作させるための電源供給を含む制御部２０を備える。また、熱交換換気装置１０は、制御部２０に操作信号を伝える操作部を備えていてもよい。
【００２２】
次に、換気システムが備える開閉部について説明する。図２に示すように、第１の室外連通口２ｄ、第２の室外連通口２ｕ、室外空気取入口５、室外側吹出口６、第１の室内連通口７ｄ、および第２の室内連通口７ｕには、開閉を切り替える開閉部３３が設けられている。開閉部３３は、例えば風路を開閉させるダンパーまたはシャッターである。
【００２３】
図３は、開閉部３３の動作を説明する図であって、冬季の状態を示す図である。図４は、開閉部３３の動作を説明する図であって、夏季の状態を示す図である。本実施の形態１では、図３および図４に示すように、第２の室外連通口２ｕ、室外空気取入口５、第２の室内連通口７ｕの開閉を、１つの開閉部であるダンパー装置８で切り替える構成が採用されている。
【００２４】
ダンパー装置８は、動力部８ａ、板部８ｂ、動力伝達部８ｃ、レール８ｄを有する。板部８ｂは、レール８ｄによって上下に移動可能に支持される。板部８ｂは、上下に移動することで、図３に示した第２の室外連通口２ｕと室外空気取入口５とを閉じた状態、または図４に示した第２の室内連通口７ｕを閉じた状態のいずれかの状態となる。このように、板部８ｂの上下移動によって、第２の室外連通口２ｕと室外空気取入口５とを閉じた状態と、第２の室内連通口７ｕを閉じた状態とに切り替えることができる構成は、第２の室外連通口２ｕおよび室外空気取入口５が形成された高さと、室内連通口７ｕが形成された高さを異ならせることによって実現される。
【００２５】
動力部８ａは、例えばギアドモーターであり、動力伝達部８ｃを介して板部８ｂを上下に移動させる。制御部２０が冬季であると判断した場合には、制御部２０は動力部８ａを動作させて、板部８ｂを上方に移動させる。制御部２０が夏季であると判断した場合には、制御部２０は動力部８ａを動作させて、板部８ｂを下方に移動させる。
【００２６】
本実施の形態１では、第２の室外連通口２ｕおよび室外空気取入口５のほうが、室内連通口７ｕよりも高い位置に形成されているが、これが逆の位置関係であってもよい。逆の位置関係とした場合には、夏季と冬季で板部８ｂの移動方向も逆にすればよい。
【００２７】
また、図１に示すように、第１の室外連通口２ｄ、室外側吹出口６および第１の室内連通口７ｄも同様に、１つのダンパー装置８ａによって開閉される。
【００２８】
なお、第１の室外連通口２ｄ、第２の室外連通口２ｕ、室外空気取入口５、室外側吹出口６、第１の室内連通口７ｄ、および第２の室内連通口７ｕのそれぞれに別個に動作する開閉部を設けてもよい。例えば、第１の室外連通口２ｄ、第２の室外連通口２ｕ、室外空気取入口５、室外側吹出口６、第１の室内連通口７ｄ、および第２の室内連通口７ｕのそれぞれにモーターダンパーを設け、それぞれのモーターダンパーが制御部２０によって開閉動作を行うように構成してもよい。
【００２９】
次に、換気システムの動作について説明する。換気システムは、夏季と冬季で期待される効果が異なるため、夏季の動作と冬季の動作とに分けて説明する。
【００３０】
図２に示すように、換気システムの上方では、制御部２０によって冬季と判断された場合には、板部８ｂによって、第２の室外連通口２ｕおよび室外空気取入口５が閉じられ、第２の室内連通口７ｕは開かれる。また、換気システムの下方では、板部８ｂによって第１の室内連通口７ｄが閉じられ、第１に室外連通口２ｄおよび室外側吹出口６が開かれる。
【００３１】
図５は、実施の形態１にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図であって、冬季の空気の流れを示す図である。冬季の開閉部３３の状態において、給気送風機１４および排気送風機１５が動作することで、図５に示すように、室外空気は、第１の室外連通口２ｄ、下方接続部２２、内部空間１ｃ、上方接続部２３、第２の室内連通口７ｕ、フィルター１６、熱交換素子１３、給気送風機１４、室内側吹出口１１の順に通過して、室内に給気される。また、室内空気は、室内空気取入口１２、フィルター１６、熱交換素子１３、排気送風機１５、室外側吹出口６の順に通過して、室外に排気される。図５に示す状態での運転を冬季モードでの運転と呼ぶ。
【００３２】
このような冬季モードでの運転では、室外空気が熱交換換気装置１０に取り込まれるまでに、二重部１の内部空間１ｃを通過する。二重部１の室外壁１ａおよび室内壁１ｂは、日射によって温度が上昇する。そのため、内部空間１ｃを通過する間に、室外壁１ａおよび室内壁１ｂから熱を奪うことで、室外空気が温められる。すなわち、熱交換換気装置１０に取り込まれる前に、室外空気が予熱されることになる。したがって、室内側吹出口１１から給気される空気の温度は、内部空間１ｃを通過させずに給気される空気の温度に比べて高くなるため、冬季における暖房負荷の低減を図ることができる。
【００３３】
図６は、実施の形態１にかかる換気システムの概略構成を示す斜視図であって、夏季の空気の流れを示す図である。夏季の開閉部３３の状態において、給気送風機１４および排気送風機１５が動作することで、図６に示すように、室外空気は、室外空気取入口５、フィルター１６、熱交換素子１３、給気送風機１４、室内側吹出口１１の順に通過して、室内に給気される。また、室内空気は、室内空気取入口１２、フィルター１６、熱交換素子１３、排気送風機１５、第１の室内連通口７ｄ、下方接続部２２、内部空間１ｃ、上方接続部２３、第２の室外連通口２ｕの順に通過して、室外に排気される。図６に示す状態での運転を夏季モードでの運転と呼ぶ。
【００３４】
このような夏季モードでの運転では、室内空気が熱交換換気装置１０を通過してから、二重部１の内部空間１ｃを通過して排気される。二重部１の室外壁１ａおよび室内壁１ｂは、日射によって温度が上昇する。そのため、二重部１の室外壁１ａおよび室内壁１ｂは、内部空間１ｃを通過する室内空気によって温度が下げられる。したがって、室外壁１ａおよび室内壁１ｂからのふく射熱が低減され、ペリメーター部の局所的な温度上昇を抑えることができる。これにより、夏季における空調負荷の低減、およびペリメーター部の快適性の向上を図ることができる。
【００３５】
夏季の空調された室内から換気システムに取り込まれる室内空気は、室外空気よりも温度が低くなることが一般的である。そのため、内部空間１ｃに室外空気を通過させるよりも、室外壁１ａおよび室内壁１ｂの温度を低下させて、より一層の夏季における空調負荷の低減、およびより一層のペリメーター部の快適性の向上を図ることができる。
【００３６】
ただし、夏季でも夜間では、室外空気の温度が室内空気の温度よりも低くなることがある。その場合には、室外空気を使って室外壁１ａおよび室内壁１ｂを冷却することで、より効果的に空調負荷の低減およびペリメーター部の快適性の向上を図ることができる。すなわち、夏季であっても、室外空気の温度が室内空気の温度よりも低い場合には、図５に示す冬季モードで運転させることで、より効果的に空調負荷の低減およびペリメーター部の快適性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、冬季でも厳冬期または寒冷地では、室外空気を内部空間１ｃに通過させると、室内壁１ｂが過度に冷却され、室内空気の露点に達して、室内壁１ｂの室内側となる面で結露が発生する場合がある（図７を参照）。しかしながら、室内壁１ｂの室内側となる面は室内に露出した面であるため、ふき取る対応をとることが容易である。
【００３８】
これに対して、冬季に室内空気を内部空間１ｃに通過させて室内に戻す場合には、内部空間１ｃで露点に達してしまい、室外壁１ａの内部空間１ｃ側となる面で結露が発生する場合がある（図８を参照）。この場合、内部空間１ｃで発生した結露をふき取ることは困難であり、結露を解消することが難しい。
【００３９】
また、冬季に室内壁１ｂの室内側となる面で結露が発生した場合に（図７を参照）、図６に示した夏季モードでの運転に切り替えることで、内部空間１ｃに暖房された室内空気を通過させて、室内壁１ｂの温度を上昇させて結露の解消を図ることができる（図９を参照）。このように、冬季であっても、必要に応じて夏季モードでの運転に切り替えることで、寒冷地であっても室外空気の予熱を行う冬季の運転を行うことができ、空調負荷の軽減と結露の解消の両立を図ることができる。
【００４０】
冬季における運転状態の切り替えを自動で行うために、図１および図２に示すように室内壁１ｂの室内側となる面、かつ吹出口３よりも上方となる部分に、結露を検知する結露センサー９ｂを配置してもよい。結露センサー９ｂは、２つの離れた電極上に結露が付着した場合に微量通電することを利用した方式のもの、結露が付着した場合に光線の透過率が変わることを利用した方式のもの等様々な方式があるが、対象部の結露を検知して信号を発報できれば方式は問わない。結露が発生した場合、結露センサー９ｂから発報された信号により、制御部２０がダンパー装置８を制御して、冬季の運転状態から夏季の運転状態へと切り替える。また、結露センサー９ｂから発報される信号が停止された場合には、制御部２０がダンパー装置８を制御して、夏季の運転状態から冬季の運転状態へと切り替える。
【００４１】
このような換気システムを、例えば建築物の南面の外皮部などに並べて設置し運用することにより、ペリメーター部の熱負荷の低減を図ることが可能となる。また、熱交換換気装置１０が天井よりも下方に設置されるため、天井内に設置された熱交換換気装置のようにメンテナンス時に脚立を立てて行う作業が不要になる。したがって、メンテナンス作業の作業性および安全性の向上を図ることができる。また、外皮部分から直接空気を吸い込むまたは吹き出すことができるので、ダクト配管を省略することができる。これにより、換気システムの設置コストの削減を図ることができる。また、外皮に設置された熱交換換気装置１０によって、室内への日射が遮られるため、日射による熱負荷の低減を図ることができる。これにより、空調負荷の低減を図ることができる。
【００４２】
なお、夏季および冬季の判断は、制御部２０によって自動的に行われてもよい。例えば、熱交換換気装置１０の給気風路において、熱交換素子１３よりも上流側に温度センサー９ａを設けて室外空気の温度を測定する。測定された室外空気の温度が、予め定められた基準温度以上であれば制御部２０が夏季と判断し、基準温度より低ければ制御部２０が冬季であると判断して開閉部３３を制御してもよい。また、図示しない空気調和機の運転状態を示す信号を受信し、空気調和機が冷房運転をしていれば夏季と制御部２０が判断し、暖房運転をしていれば冬季と制御部２０が判断して開閉部３３を制御してもよい。
【００４３】
図１０は、制御部２０のハードウェア構成を示す図である。制御部２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０ａとメモリ２０ｂを備えて構成される。制御部２０では、プログラムを実行することでＣＰＵ２０ａが、結露の発生を検知する結露検知部、夏季または冬季であることを判断する季節判断部、開閉部の制御を行う開閉器制御部、給気送風機１４および排気送風機１５の運転を制御する送風機制御部として機能する。また、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ２０ｂが夏季または冬季であることを判断する基準となる基準温度を記憶する記憶部として機能する。また、ＣＰＵ２０ａが実行するプログラムは、メモリ２０ｂに記憶されていてもよいし、他の記憶媒体に記憶されていてもよい。
【００４４】
なお、二重部１の室外壁１ａおよび室内壁１ｂにガラスを用いることで視界が確保できる。また、室外壁１ａおよび室外壁１ｂに、金属膜コーティングされたＬｏｗ−Ｅ（Ｅｍｓｓｉｖｉｔｙ）ガラスのような、特殊なコーティングが施されてものを用いてもよい。コーティングによって熱負荷を軽減することで、ペリメーター部の環境改善を行う事ができる。
【００４５】
吹出口３は、二重窓３０の下面のすべてを開口として形成されてもよいし、二重窓３０の下面の一部を開口として形成されてもよい。また、吸込口４は、二重窓３０の上面のすべてを開口として形成されてもよいし、二重窓３０の上面の一部を開口として形成されてもよい。
【００４６】
吹出口３および吸込口４には、整流用の圧損となる部材、例えば整流格子を設けてもよい。これにより、二重部２の内部空間を流れる空気に偏りが生じるのを抑えることができる。
【００４７】
熱交換換気装置１０の室内側吹出口１１および室内空気取入口１２は、室内の状況に応じて望ましい位置に設ければよい。例えば、夏季のペリメーター部の排熱効果を重視する場合には、室内空気取入口１２を極力高い位置に設けることによって、温度の高い空気を排気することが可能になる。また、足元が冷えやすい冬季を考慮して、室内側吹出口１１をある程度高くしてもよい。また、室内側吹出口１１および室内空気取入口１２は、極力その位置を離し、図１に示すように設ける面が異なっていたほうが、室内側吹出口１１から給気された空気がすぐに室内空気取入口１２に吸われてしまうショートサーキットが起こりにくくなり望ましい。ただし、室内側吹出口１１と室内空気取入口１２とが同じ面に形成されていてもよい。
【００４８】
給気送風機１４および排気送風機１５は、熱交換素子１３に対する位置関係について特に制約はなく、給気流および排気流を発生させることができればよい。例えば、給気送風機１４および排気送風機１５は、熱交換換気装置１０の筐体の外部に設けられていてもよい。なお、熱交換素子１３よりも下流側に給気送風機１４および排気送風機１５を設ければ、フィルター１６を通った後の空気が流れてくるので、給気送風機１４および排気送風機１５に塵埃が付着しにくくなる。また、給気送風機１４および排気送風機１５を床面に近い高さに設けることで、給気送風機１４および排気送風機１５の重量によって、熱交換換気装置１０の重心が下がり、安定性が増す。また、筐体からの取り出しも容易になり、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００４９】
実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２にかかる換気システム全体の概略構成を示す斜視図である。図１２は、実施の形態２にかかる換気システムを簡略化して示す図である。図１１では、換気システムの内部を透過させて示している。上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態２では、熱交換素子１３の姿勢が実施の形態１と異なっている。具体的には、熱交換素子１３は、仕切板および間隔保持板の積層方向が上下方向となる姿勢で、熱交換換気装置１０の内部に設けられている。
【００５１】
換気システムにおいて、熱交換換気装置１０は、二重窓３０の横に設置されることが考えられることから、室内の居室面積をより大きくするために、建物の外皮の厚さ方向に薄く構成されることが好ましい。ここで、熱交換素子１３は、仕切板および間隔保持板の積層方向に沿った長さのほうが、仕切板および間隔保持板の積層方向に垂直な方向の長さよりも大きくなることが一般的である。そのため、本実施の形態２にかかる換気システムのように、仕切板および間隔保持板の積層方向が上下方向となるように熱交換素子１３を設けることで、換気システムの薄型化を図ることができ、室内の居室面積をより広くすることが可能となる。
【００５２】
熱交換効率は、同じ直方体形状を呈する熱交換素子同士であれば、概ね熱交換する空気量に対する熱交換素子の体積の割合が等しければ同程度となる。例えば、上記実施の形態１にかかる換気システムのように熱交換素子１３を配置した場合、熱交換換気装置１０の幅が６００ｍｍ、厚さ（奥行）が３００ｍｍ、高さが標準的な天井高さの２５００ｍｍとした場合、搭載できる熱交換素子１３の最大寸法は角寸４２０ｍｍ×積層高さ３００ｍｍとなる。ここで、角寸とは、熱交換素子１３を積層方向に沿って見た場合の方形形状における一辺の長さである。
【００５３】
これに対して、本実施の形態２において、熱交換効率を上記実施の形態１と同程度とするには、熱交換素子１３の寸法は以下のように求められる。すなわち、熱交換素子１３の体積を、実施の形態１と同等に確保するために、給気送風機１４および排気送風機１５を設置するためのスペースの高さを考慮して熱交換素子１３の最大高さは１７００ｍｍとなり、角寸は１７７ｍｍとなる。この熱交換素子１３の寸法から求められる熱交換換気装置１０の幅および厚さ（奥行）は２５０ｍｍとなる。したがって、実施の形態１にかかる熱交換換気装置１０に対して、幅が４１％、厚さが８３％となり、薄型化に加えて、幅の縮小化も図ることができている。実際には、使用される材料の厚さおよび風路の形状への配慮が必要なため、この通りの寸法にはならないものの、熱交換素子１３の配置方向の違いによる幅および奥行の縮小化に対する優位性は変わらない。
【００５４】
また、本実施の形態２では、熱交換換気装置１０の内部において、給気風路における熱交換素子１３よりも上流側と下流側とを直接結ぶバイパス風路３４を設けている。なお、図１２では、理解容易化のために、熱交換換気装置１０の筐体の外部にバイパス風路３４を示している。
【００５５】
熱交換換気装置１０の内部には、図示を省略する開閉部によって開閉可能な給気口１９が設けられている。給気口１９を開放することで、熱交換素子１３を通過させずに室外空気を室内に給気できる。一方、給気口１９を閉鎖することで、熱交換素子１３を通過させて室外空気を室内に給気できる。給気口１９を開閉する開閉部は、制御部２０によって動作が制御される。本実施の形態２では、積層方向を上下方向にして熱交換素子１３が設けられているので、図１１に示すように、熱交換素子１３に対して積層方向に沿って隣接する側、より具体的には熱交換素子１３の上方にバイパス風路３４を設ければ、熱交換換気装置１０の厚さを増さずにバイパス風路３４を設けることができる。
【００５６】
本実施の形態２にかかる換気システムでは、開閉可能な給気口１９が形成されたバイパス風路３４を設けることで、実施の形態１で説明した冬季モードおよび夏季モードでの運転に加えて、中間期モードでの運転が行われる。中間期モードでは、給気口１９を開放することで、春または秋の様な中間期、または夏の夜、初冬の昼間等の熱交換が不要な時間に、熱交換素子１３を通さずに給気して、不要な圧力損失を掛けずに給気することができる。このように、熱交換素子１３を通さずに給気することで、給気送風機１４の負荷が軽減して、消費電力量の削減および換気量の増加につながる効果がある。
【００５７】
また、制御部２０が、給気口１９の開閉およびダンパー装置８の制御を、温度センサー９ａ、結露センサー９ｂ、および空調機からの情報に基づいて、ダンパー装置８の動作および給気口１９の開閉を制御することで、季節および状況に応じた換気状態が自動的に選択される。これにより、さらに空調負荷の削減および消費電力量の削減を図ることができる。
【００５８】
例えば、温度センサー９ａを、室内空気の温度を検知できる位置（例えば、排気風路における熱交換素子１３の上流側）、室外空気の温度を検知できる位置（例えば、給気風路における熱交換素子１３の上流側）、二重部１の内部空間１ｃの温度（窓内温度）を検知できる位置に配置する。また、結露センサー９ｂを内部空間１ｃに配置する。
【００５９】
そのうえで、空調機から冷房運転を示す信号が来ている場合、または外気がある温度（基準温度，例えば２０℃）以上である場合には、夏季であるであると判断する。夏季であると判断した場合には、図１３（ａ）に示すように、第１の室外連通口２ｄ、第２の室外連通口２ｕ等を開閉させる。すなわち、夏季には、内部空間１ｃには、熱交換素子１３を通過した後の室内空気を通過させている。さらに、室外温度が室内温度より高い場合には、室外外気をそのまま取り込むと空調負荷が大きいため、給気口１９を閉止して、熱交換換気を行わせる。
【００６０】
また、このような場合は夏の日中のように十分日射があり、内部空間１ｃの温度が上がりやすい状況であるから、第２の室外連通口２ｕを開き、第１の室外連通口２ｄを閉じる。また、室外空気取入口５を開き、室外側吹出口６を閉じる。また、第２の室内連通口７ｕを閉じ、第１の室内連通口７ｄを開く。こうすることで、図１４に示す二重部１の内部空間１ｃに熱交換素子１３を通過した室内空気を流して、特に室内壁１ｂの温度の上昇を抑えることができる。これにより、室内壁１ｂからのふく射による不快感を抑えることができるとともに、空調負荷の削減を図ることができる。
【００６１】
一方、夏季であっても、室外温度が室内温度より低い場合には、室外空気をそのまま取り込む外気冷房が可能である。そこで、バイパス風路３４の給気口１９を開放して、熱交換を行わない普通換気を行わせる。また、このような場合は、窓内温度が高くなっているため居室からの排気で十分冷却が可能であるから、第２の室外連通口２ｕを開き、第１の室外連通口２ｄを閉じる。また、室外空気取入口５を開き、室外側吹出口６を閉じる。また、第２の室内連通口７ｕを閉じ、第１の室内連通口７ｄを開く。このようにすることで内部空間１ｃに室内空気を流して、室内壁１ｂからのふく射による不快感を抑えること、空調負荷の削減を図りつつ、バイパス風路３４を通じて室外空気を給気することで、さらなる空用負荷の削減、給気送風機１４の負荷の軽減による消費電力量の削減、および換気量の増加を図ることができる。
【００６２】
また、空調機から暖房運転を示す信号が来ている場合、または外気がある温度（基準温度，例えば２０℃）以下である場合には、中間期又は冬季であると判断する。冬季または中間期であると判断した場合には、図１３（ｂ）に示すように開閉制御を行う。
【００６３】
冬季又は中間期と判断した場合であって、窓内温度が室内温度より高い場合には、室外空気を二重部１で温めることにより暖房効果が得られるため、給気口１９を開放して普通換気を行い、第２の室外連通口２ｕを閉じ、第１の室外連通口２ｄを開く。また、室外空気取入口５を閉じ、室外側吹出口６を開く。また、第２の室内連通口７ｕを開き、第１の室内連通口７ｄを閉じる。このようにすることで、図１５に示すように室外空気を内部空間１ｃに通して予熱してから給気することができる。これにより、空調負荷の削減を図ることができる。
【００６４】
また、冬季又は中間期と判断した場合であって、窓内温度が室内温度より低く、室外温度より高い場合には、室外空気を二重部１で温めるだけでなく、室内空気との熱交換を行うことで、さらに空調負荷の削減が可能となる。そこで、給気口１９を閉止して熱交換換気を行い、第２の室外連通口２ｕを閉じ、第１の室外連通口２ｄを開く。また、室外空気取入口５を閉じ、室外側吹出口６を開く。また、第２の室内連通口７ｕを開き、第１の室内連通口７ｄを閉じる。このようにすることで、二重部１で予熱された空気を熱交換素子１３に通過させて、さらに温度を上昇させてから給気することができるので、より一層の空調負荷の削減を図ることができる。
【００６５】
また、室外空気の温度が低すぎる場合には、二重部１の室内壁１ｂの内部空間側と室内側とで温度差が大きくなり、室内の表面に結露が発生する場合がある。これは、室内壁１ｂの室内側に取り付けた結露センサー９ｂが反応することで認識できる。この場合は、室内壁１ｂの内部空間１ｃ側と室内側との温度差を緩和するために、給気口１９を閉止して熱交換換気を行い、第２の室外連通口２ｕを開き、第１の室外連通口２ｄを閉じる。また、室外空気取入口５を開き、室外側吹出口６を閉じる。また、第２の室内連通口７ｕを閉じ、第１の室内連通口７ｄを開く。このようにすることで、冬季または中間期であっても、二重部１の内部空間１ｃに室内空気を通過させて、内部空間１ｃの温度を室内温度に近づけることができる。これにより室内壁１ｂの室内側となる面での結露の解消を図ることができる。
【００６６】
また、上記のように内部空間１ｃに室内空気を通過させた場合、室外壁１ａの内部空間１ｃ側と室外側とで温度差が大きくなり、室外壁１ａの内部空間１ｃ側で結露が発生する場合がある。これは、室外壁１ａの室外側に取り付けた結露センサー９ｂが反応することで認識できる。この場合は、内部空間１ｃに室外空気を通過させれば室内側で結露が発生し、室内空気を通過させれば内部空間１ｃ側で結露が発生することとなる。すなわち、内部空間１ｃに室外空気を通過させた場合であっても、室内空気を通過させた場合であっても、結露が発生してしまう。
【００６７】
このような場合には、給気口１９を閉じて熱交換換気行いながら、第２の室外連通口２ｕを閉じ、第１の室外連通口２ｄを閉じる。また、室外空気取入口５を開き、室外側吹出口６を開く。また、第２の室内連通口７ｕを閉じ、第１の室内連通口７ｄを閉じる。このようにすることで、図１６に示すように二重部１の内部空間１ｃを密閉空間とすることができる。発生した結露は、周囲の環境条件が緩和したところ、すなわち他の運転の条件を満たしたところで、内部空間に室内空気または室外空気を通過させることで結露を解消できる。
【００６８】
また、内部空間１ｃを密閉空間とする前に、短時間だけ第２の室外連通口２ｕを閉じ、第１の室外連通口２ｄを開き、室外空気取入口５を閉じ、室外側吹出口６を開き、第２の室内連通口７ｕを開き、第１の室内連通口７ｄを閉じて、室外空気を内部空間に通過させて、内部空間１ｃで発生した結露を解消する工程を入れてもよい。
【００６９】
このように、温度センサー９ａ、結露センサー９ｂ、および空調機からの信号等を組み合わせて機器の動作調整を行う事で、夏季、冬季、中間期を通じて室内および室外の状況に合わせた、適切な換気システムの運転を行う事ができる。
【００７０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  二重部、１ａ  室外壁、１ｂ  室内壁、１ｃ  内部空間、２ｄ  第１の室外連通口、２ｕ  第２の室外連通口、３  吹出口、４  吸込口、５  室外空気取入口、６  室外側吹出口、７ｄ  第１の室内連通口、７ｕ  第２の室内連通口、８  ダンパー装置、８ａ  動力部、９ａ  温度センサー、９ｂ  結露センサー、１０  熱交換換気装置、１１  室内側吹出口、１２  室内空気取入口、１３  熱交換素子、１４  給気送風機、１５  排気送風機、１６  フィルター、１８  隔壁、１９  給気口、２０  制御部、２０ａ  ＣＰＵ、２０ｂ  メモリ、２２  下方接続部、２３  上方接続部、３０  二重窓、３１  給気風路、３２  排気風路、３３  開閉部、３４  バイパス風路。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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