(57)【要約】【課題】リターン空気が入るリスクを排除でき、熱回収効率が高い回転型全熱交換器を提供する。【解決手段】本発明の回転型全熱交換器は、給気と排気の異なる２種類の気流を全熱交換する熱交換素子群を収容するローターと、該ローターの両側に形成された気流の給気用ダクトおよび排気用ダクトと、給気用ダクトと排気用ダクトにそれぞれ気流を起こす給気ファンと排気ファンとから成る回転型全熱交換器において、給気ファンは交換器内に気流を押し込む配置とし、排気ファンは交換器内から気流を引き込む配置とし、排気用ダクト内圧（Ｐｅ）が給気用ダクト内圧（Ｐｓ）より常時低くなるように給気ファンの回転数を制御し、熱交換素子群を収容するローターの給気側及び排気側に扇状の遮蔽板が設け、ローターが回転する際に排気用ダクト側の空気が給気用ダクト側に入らないようにした。【選択図】図１
2009145004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気と排気の異なる２種類の気流を全熱交換する熱交換素子群を収容するローターと、該ローターの前後に設けられた中央仕切板によって形成された気流の給気用ダクトおよび排気用ダクトと、給気用ダクトと排気用ダクトにそれぞれ気流を起こす給気ファンと排気ファンとから成る回転型全熱交換器において、
１）給気ファンは押し込み配置とされ；
２）排気ファンは引き込み配置とされ；
３）排気用ダクト内圧が給気用ダクト内圧より常時低くなるように給気ファン及び／又は排気ファンの回転数が制御され；
４）前記給気用ダクト内における熱交換素子に対する給気の流出側でローターの回転方向の上流側と、前記排気用ダクト内における熱交換素子に対する排気の流入側でローターの回転方向の下流側とに、略扇状の遮蔽板が設けられたことを特徴とする回転型全熱交換器。
【請求項２】
前記遮蔽板が、中心角５〜１０度の扇形状を成すことを特徴とする請求項１に記載の回転型全熱交換器。
【請求項３】
排気用ダクト内圧と給気用ダクト内圧の差圧を検知する差圧検知手段と、前記給気ファンの回転軸に連結されるモータ回転を制御するモータ制御手段とにより、前記給気ファンの回転数を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の回転型全熱交換器。
【請求項４】
前記差圧検知手段において、排気用ダクト内圧が給気用ダクト内圧より大きい場合に、警報を発信する警報告知手段を更に設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転型全熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線使用施設や医療施設などの室内換気基準が高く、空調エネルギーが大きく、排気に対して熱交換器を用いて熱回収している回転型全熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線使用施設では施設内環境保全のため、室内換気回数が１０〜４０回／時に及び空調エネルギーが大きいので、省エネルギー対策している設備では排気熱は熱交換器を用いて熱回収しているのが現状である。リターン空気が入ると汚染空気の濃度が濃くなることから、全量フレッシュ空気が原則である。このような空調設備においては、一般的に、熱交換器も給気と排気が完全分離された静止型熱交換器が採用されている。
【０００３】
一般的に、排気と給気の異なる２種類の気流を全熱交換する熱交換素子群を収容するローターと、該熱交換素子群を収容するローターの両側に形成された気流の排気用ダクトおよび給気用ダクトとから構成される回転型全熱交換器が用いる方が、熱回収効率が静止型に比べて格段に向上する。
【０００４】
しかしながら、上記回転型全熱交換器の場合、熱交換素子群を収容するローターが回転しているため、排気用ダクトから給気用ダクトへ空気（リターン空気）が入る可能性がある。そのため、放射線使用施設のような施設内環境保全の基準が高い施設には、回転型全熱交換器を採用することができなかった。
なお、熱交換素子群を収容するローターは、必ず各室との間に隙間があり、色々な方法でシールされている。しかしながら、一般の全熱交換器は空気の漏れ量が５％前後（多いものでは１０％）も存在する。また、熱交換素子群を収容するローターの汎用製品では、空気の漏れ量が２〜５％程度存在するといった状況である。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１２８７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかるリターン空気が入るリスクを最小限にする回転型全熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の回転型全熱交換器は、給気と排気の異なる２種類の気流を全熱交換する熱交換素子群を収容するローターと、該ローターの前後に設けられた中央仕切板によって形成された気流の給気用ダクトおよび排気用ダクトと、給気用ダクトと排気用ダクトにそれぞれ気流を起こす給気ファンと排気ファンとから成る回転型全熱交換器において、以下に示される特徴（構成）を備える。
１）先ず、給気ファンの配置は、押し込み配置、すなわち、回転型全熱交換器内に気流を押し込む配置とする。そして、排気ファンの配置は、引き込み配置、すなわち、回転型全熱交換器内から気流を引き込む配置とする。
従前の回転型全熱交換器の場合、給気ファンは、抵抗のある物はファンのサクション側に付けて押込み圧を高くするのが効率的であることから、給気ファンはハニカム型の熱交換素子群の出口側に設けるのが一般的である。本発明は、給気ファンをハニカム型熱交換素子群の入り口側に取付けることでハニカム型熱交換素子群の入り側で室圧を陽圧にし、排気ファンをハニカム型熱交換素子群の出口側に取付けることでハニカム型の熱交換素子群の室圧を陰圧にしたのが特徴である。
２）排気用ダクト内圧が給気用ダクト内圧より常時低くなるように、給気ファン及び／又は排気ファンの回転数を制御する。具体的な制御としては、各室内の給排気はＶＡＶ（Variable Air Volume)で流量が制御され、若しくはＯＮ−ＯＦＦ制御されているため、給排気ファン共に回転数を制御して風量を制御する。また、仮に差圧が逆転した状態になれば警報を発信し、状態改善できなかった場合は設備の停止を行うように制御設計を行うのが好ましい。
３）給気用ダクト内における熱交換素子に対する給気の流出側でローターの回転方向の上流側と、排気用ダクト内における熱交換素子に対する排気の流入側でローターの回転方向の下流側とに、略扇状の遮蔽板が設ける。
【０００８】
上記１）〜３）の特徴を備えることにより、回転型全熱交換器の内圧は、排気用ダクト内圧が給気用ダクト内圧より常時低くなるように制御でき、それにより排気用ダクトを通る空気が給気用ダクトに戻るといったリターン空気を最小限に抑えることが可能となる。
【０００９】
また、上記４）の構成により、排気用ダクトを通る空気（排気）が、ローターの内部の熱交換素子内を通過する際に、ローターが回転することにより配管自体が中央仕切板で仕切られている排気用ダクト側から給気用ダクト側に移動した場合を想定して、希釈の効果を利用してリターン空気が入るリスクを最小限に抑えるものである。
すなわち、ローターの回転により排気が流れている熱交換素子内が給気用ダクトに移動した直後は、給気用ダクト内における熱交換素子に対する給気の流出側でローターの回転方向の上流側に設けられた略扇状の遮蔽板の作用によって、給気ファンから押し出された気流の影響を受け難くなるので、熱交換素子の配管内に残留している空気（排気）が徐々に遮蔽板の反対側から給気用ダクトに流出することになる。これにより、仮に排気が汚染されている場合でも、希釈の効果により汚染濃度は無視できるレベルとなるのである。
【００１０】
また、排気用ダクト内における熱交換素子に対する排気の流入側でローターの回転方向の下流側に設けられた略扇状の遮蔽板の作用によって、熱交換素子の配管内に残留している空気（排気）が徐々に遮蔽板の反対側から排気用ダクトに流出することになる。
すなわち、熱交換素子の配管内に残留している空気（排気）は、排気ファンから引き込まれるため、希釈されていくのである。仮に排気が汚染されている場合でも、希釈の効果により汚染濃度は無視できるレベルとなり、ローターの回転によって給気用ダクト側に移動していくことになる。
【００１１】
ここで、上記の遮蔽板は、具体的には中心角５〜１０度の扇形状を成すものが好ましい。この遮蔽板の中心角は、熱交換素子群を収容するローターの回転軸方向の長さや、ローターの回転速度との兼ね合いで中心角５〜１０度の範囲で設計がなされる。遮蔽板の中心角が５度よりも小さくなれば、熱交換素子の配管に残留している排気が遮蔽板の反対側から徐々に給気用ダクトに流出するための余裕度が低くなり、希釈の効果を利用してリターン空気が入るリスクを最小限に抑えることが困難となる。また、遮蔽板の中心角が１０度よりも大きくなれば、ダクト内の気流の通過面積が小さくなり交換器の熱交換効率が低下することになる。
具体的には、給気側５度、排気側５度、遮蔽板を設けるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の回転型全熱交換器は、上記１）〜４）の特徴（構成）に加え、排気用ダクト内圧と給気用ダクト内圧の差圧を検知する差圧検知手段と、給気ファンの回転軸に連結されるモータ回転を制御するモータ制御手段を更に備え、給気ファンの回転数を制御することが好ましい。
差圧検知手段は、例えば、給気のハニカム型熱交換素子群の入り口と排気のハニカム型熱交換素子群の出口間の部屋の差圧、及び、給気のハニカム型熱交換素子群の出口と排気のハニカム型熱交換素子群の入り口の部屋の差圧を監視することにより行う。その何れかの差圧で排気側が高い場合は、給気側が正圧になるまで給気ファンの回転数を上げる。但し、給気側は正圧、排気側は負圧のため、給気側が排気側より低い圧になる事態は生じず、この場合は、給気ファンが回転しなかった場合となるため故障警報が鳴り、装置は全停止することになる。
【００１３】
特に、上記の差圧検知手段において、排気用ダクト内圧が給気用ダクト内圧より大きい場合に、警報を発信する警報告知手段を更に設けることが好ましい。
排気用ダクト内圧が給気用ダクト内圧より大きい場合には、排気の漏れを補償できない可能性が高く、かかる場合に警報を発信することとしたものである。
さらに、状態が改善されない場合は設備停止が好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回転型全熱交換器によれば、リターン空気が入るリスクを最小限にし、静止型に比べて熱回収効率を大幅に向上できるといった効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。ただし、本発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１において、回転型全熱交換器１は、ハニカム型の熱交換素子群９を収納するローター２と、ローター２の回転軸上にある中央仕切板３によって仕切られている給気用ダクト４及び排気用ダクト５と、それぞれのダクトに設けられた給気ファン７と排気ファン８とから構成されている。また、給気用ファン７と排気用ファン８の配置は、それぞれ押し込み配置と引き込み配置となっている。そして、排気用ダクト５の内圧（Ｐｅ）が給気用ダクト４の内圧（Ｐｓ）より常時低くなるように、給気ファン７若しくは排気ファン８の回転数が制御されている。
【００１７】
図２に示すように、ローター２は、クラフト紙（又はアルミ）製などの積層ハニカム構造の熱交換素子群９を有しており、ローター２の回転軸は駆動モーター（図示せず）に接続されている。ローター２は駆動モーター（図示せず）によって１分間に５〜１０回転している。
排気用ダクト５を通る空気（排気）が、ローター２の内部の熱交換素子郡９の配管を通過する際に、ローター２が回転することにより通気孔自体が中央仕切板３で仕切られている排気用ダクト５側から給気用ダクト４側に移動する場合を考える。
ローター２の回転により排気が流れている熱交換素子群９の配管が給気用ダクト４側に移動した直後は、給気用ダクト４内における熱交換素子群９に対する給気の流出側でローターの回転方向の上流側に設けられた中心角５度の扇状の遮蔽板８の作用によって、給気ファン６から押し出された気流の影響を受け難くなる。これにより、熱交換素子群９の配管内に残留している空気（排気）が徐々に遮蔽板８の反対側から給気用ダクト４に流出することになる。
従って、仮に排気が汚染されている場合でも、希釈の効果により汚染濃度は無視できるレベルとなるのである。
【００１８】
また、排気用ダクト５内における熱交換素子群９に対する排気の流入側でローター２の回転方向の下流側に設けられた中心角５度の扇状の遮蔽板８の作用によって、熱交換素子群９の配管内に残留している空気（排気）が徐々に遮蔽板８の反対側から排気用ダクト５に流出することになる。
すなわち、熱交換素子群９の配管内に残留している空気（排気）は、排気ファン７から引き込まれるため、希釈されていくことになる。
従って、仮に排気が汚染されている場合でも、希釈の効果により汚染濃度は無視できるレベルとなり、ローター２の回転によって給気用ダクト４側に移動していくことになる。
【００１９】
図３に回転型全熱交換器のローター断面の扇状の遮蔽板を示す。ここで、遮蔽板は中心角１０度の扇形状をなしている。遮蔽板の中心角が１０度以内とすることで、ダクト内の気流の通過面積を十分に確保して、交換器の熱交換効率が低下することを防いでいる。
遮蔽板は、中央仕切板３（図示せず）で仕切られた給気側と排気側にそれぞれに中心角５度の扇状の遮蔽板を設けて、全体として中心角１０度の扇形状の遮蔽板を形成している。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の回転型全熱交換器は、放射線使用施設や医療施設などの室内換気基準が高く、空調エネルギーが大きく、排気に対して熱交換器を用いて熱回収している設備に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】回転型全熱交換器の模式図
【図２】回転型全熱交換器のローターの模式図
【図３】回転型全熱交換器のローター断面の遮蔽板の説明図
【符号の説明】
【００２２】
１  回転型全熱交換器
２  ローター
３  中央仕切板
４  給気用ダクト
５  排気用ダクト
６  給気ファン
７  排気ファン
８  遮蔽板
９  熱交換素子群
【図１】
2009145004.tif 000003
【図２】
2009145004.tif 000004
【図３】
2009145004.tif 000005