JPH0522730Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は熱交換器を介して室内外の空気の給
排気を行う換気装置等のように屋外と室内の空気
を使用する機器の凍結を防止する装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 第６図〜第９図は、例えば実公昭54−42125号
公報に示されたものに類似した従来の熱交換形換
気装置を示す図で、第６図は縦断面図、第７図は
熱交換器の端面拡大斜視図、第８図は構成図、第
９図は結氷説明図である。

図中、１は屋外の空気と室内の空気とを流通さ
せる機器としての熱交換形の換気装置の本体、２
は本体１の外箱、２ａは外箱２の側面に設けられ
た外気の吸込口、２ｂは同じく吹出口、２ｃは同
じく室内空気の吸込口、２ｄは同じく吹出口、３
は外箱２内に収納された熱交換器で、多数の波形
板３ａと通湿性と伝熱性とを有する多数の平板３
ｂとを交互に積層しかつ波形板３ａは交互にその
波形形成方向を90度変えて介挿させることによつ
て角柱状に形成されており、外箱２の中央に横に
倒しかつ45度傾けて設置されている。４は熱交換
器３の給気空気の流入側に設けられたエアフイル
タ、５は同じく排気空気の流入側に設けられたエ
アフイルタ、６は熱交換器３の給気空気の流出側
に設置された給気用送風機、７は同じく排気空気
の流出側に設置された排気用送風機、Ａは給気
流、Ｂは排気流である。

従来の熱交換器形換気装置は上記のように構成
され、外気は気流Ａで示すように、給気用送風機
６の回転により、吸込口２ａから吸い込まれ、エ
アフイルタ４及び熱交換器３を通り、吹出口２ｂ
から室内へ吹き出される。また、室内空気は気流
Ｂで示すように、排気用送風機７の回転により、
吸込口２ｃから吸い込まれ、エアフイルタ５及び
熱交換器３を通り、吹出口２ｄから室外へ吹き出
される。このようにして、給気空気と排気空気の
間で熱交換が行われる。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の熱交換形換気装置では、こ
の換気装置が寒冷地で使用される場合、一般に給
気流Ａは低温気流となり、排気流Ｂは高温気流と
なる。給気流Ａが低温（−５℃以下）の場合に
は、排気流Ｂは熱交換器３の流入部に近い部分３
Ａで、給気流Ａによつて冷却されるため、結露、
結霜又は結氷が生じる。そのため、熱交換器３は
目詰りして排気流Ｂはその近傍では流れなくな
る。その結果、部分３Ａの近傍は熱交換をしなく
なるので、次にはその隣接部分３Ｂ近傍が給気流
Ａで最も冷却されるようになつて、結氷を生じる
ようになる。したがつて、この状態で運転を続け
ると、今度は部分３Ｂに隣接した部分が結氷を始
め、ついには全面凍結に至り、排気及び熱交換が
行われなくなる。

このような結氷及びこれに伴う機能低下を防止
するため、熱交換器３が結氷する条件になつた場
合には、温度検出器及びタイマを用い、間欠的に
給気用送風機６を停止させ、排気用送風機７だけ
を運転して、生じた結氷を融かすようにしてい
る。しかし、この場合、次のような問題が生じ
る。

(ア) 排気運転だけの場合、室内空気の平衡が崩れ
て、どこか室内の他の場所から空気を吸い込む
ため、冷風侵入が起こる。

(イ) 上記に伴い、室内が負圧になるため、排気形
の燃焼器具（ポツト式石油ストーブ、ガスフア
ーネス等）が異常燃焼を起こす危険がある。

(ウ) 第９図の部分３Ａが結氷により目詰りしてい
る場合、そこを室内空気が通らないため、熱が
与えられず、氷が十分融解しない。

また、他の手段として、低温空気（外気）側に
加熱子を設けて、低温空気を熱交換器３に結氷が
生じない温度（０℃以下）まで予熱することも行
われている。しかし、これには多くのエネルギが
必要である。例えば、室内温度20℃、外気温度−
15℃、換気風量500m³／時とすると、−15℃の空気
を０℃まで昇温するには、空気の重さを1.2Kg／
m³として、15×0.24×500×1.2＝2160Kcal／時の
熱が必要であり、これを加熱子で昇温するには約
2.5KW／時の電力が必要となる。これは、この
機器の温度交換効率を70％としたときに０℃まで
昇温した空気との交換熱量2016Kcal／時よりも
大きな値となり、省エネルギの効率も悪くなる。

また、給気用送風機６及び排気用送風機７が一
つの電動機で駆動されている場合等には、一方だ
けを運転することは不可能である。

このように、一般に熱交換形換気装置を低温の
条件で使用する場合に、熱交換器３に結氷が生
じ、性能低下や損傷に至るが、それを防止するに
は多くのエネルギを要する。また、結氷を解凍す
る場合には外風が侵入する等種々の問題点があ
る。また、送風機の構成によつては解凍運転が不
可能になるという問題点もある。

また上記のような熱交換形換気装置以外の機器
でも基本的に同様の問題があつた。

この考案は上記問題点を解決するためになされ
たもので、機器を低温条件で使用する場合に発生
する結氷を、解凍運転中に外風の侵入量を抑制
し、かつ少ないエネルギで融解するようにした凍
結防止装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本願考案は前記目的を達成するために、屋外か
らの低温空気と室内からの高温空気とをそれぞれ
流通させる機器に使用される凍結防止装置におい
て、屋外から低温空気を導入しこれを前記機器に
供給する低温流路と、機器から排出される室内の
高温空気を導入しこれを屋外へ排出する高温流路
とを内部に設けた箱体、この箱体の前記低温流路
と高温流路にそれぞれ設けられこれらの流路断面
積を調節するダンパ、前記低温流路に設けられ流
通する低温空気を加熱する加熱子、前記低温流路
を流通する低温空気の温度を検出する温度検出
器、前記ダンパを前記低温流路と高温流路の流路
断面積を減少させるよう切換えると共に前記加熱
子に通電する解凍運転を間欠的に行なう制御装置
を備え、低温空気温度が結氷温度になつたことを
前記温度検出器が検出してから風量約30％低下に
至るまでに前記制御装置により解凍運転に切換え
て解凍し、結氷の融解後は前記ダンパは逆方向に
回動して低温流路及び高温流路を開放し、同時に
前記加熱子への通電が断たれることを特徴とする
凍結防止装置を提供しようとするものである。

［実施例］ 第１図〜第５図は屋外空気と室内空気とを使用
する機器として熱交換形換気装置を用いた例にお
けるこの考案の一実施例を示す図で、第１図は構
成図、第２図はダンパ部分の平面断面図、第３図
は第２図の側面断面図、第４図及び第５図は特性
曲線図であり、１，２，２ａ〜２ｄ，３，３Ａ，
３Ｂ，６，７，Ａ，Ｂは上記従来装置と同様のも
のである。ただし、吸込口２ａ，２ｃ吹出口２
ｂ，２ｄ、送風機６，７の位置はそれぞれ反対に
なつている。

図中、９は屋内に配置された箱体、９Ａ，９Ｂ
は箱体９内に形成された低温流路及び高温流路、
９ａは低温流路９Ａの側面に設けられた低温流路
（外気）入口、９ｂは同じく出口、９ｃは高温流
路９Ｂの側面に設けられた高温流路（排気）入
口、９ｄは同じく出口で、低温流路出口９ｂは本
体１の吸込口２ａと、高温流路入口９ｃは同じく
吹出口２ｄとそれぞれ連通している。１０は低温
流路９Ａと高温流路９Ｂを仕切る隔壁、１１はダ
ンパ駆動機構、１２は低温流路９Ａ内に枢着され
ダンパ駆動機構１１により回動して低温流路入口
９ａの流路面積を減少させるダンパ、１３は同じ
く高温流路出口９ｄの流路面積を減少させるダン
パ、１４は低温流路９Ａ内に設けられた加熱子、
１８は低温流路入口９ａに設けられ低温空気の温
度を検出する温度検出器、１９は温度検出器１８
が熱交換器３に結氷する温度になつたことを検出
した時、ダンパ駆動機構１１の駆動及び加熱子１
４の通電による解凍運転を間欠的に行なうよう制
御する制御装置である。

上記のように構成された凍結防止装置におい
て、常時は鎖線で示すように、ダンパ１２，１３
は低温流路入口９ａ及び高温流路出口９ｄを開放
している。したがつて、低温空気は気流Ａで示す
ように、低温流路入口９ａから低温流路９Ａに入
り、低温流路出口９ｂから吸込口２ａを通つて本
体１に供給される。また、高温空気は気流Ｂで示
すように、吹出口２ｄから高温流路入口９ｃを通
つて高温流路９Ｂに入り、高温流路出口９ｄから
屋外へ排気される。本体１内での動作は従来装置
と同様である。

次に、低温空気温度が低く、熱交換器３に結氷
が生じる温度になると、その低温空気温度が温度
検出器１８により検出され、それに応じ制御装置
１９による間欠的な解凍運転が行なわれる。即
ち、駆動機構１１によりダンパ１２，１３は回動
し、実線で示すように、低温流路入口９ａ及び高
温流路出口９ｄの流路面積を減少させる。同時
に、加熱子１４に通電される。これで、給排気風
量は平衡を保つて減少され、かつ低温空気は昇温
されて熱交換器３に供給されるので、解凍運転状
態に切り換えられ、熱交換器３に生じた結氷は融
解される。また、風量は減じているが、換気は継
続されており、かつ給排気は平衡しているので、
外風侵入等の問題もない。

第４図にこの実施例の装置において、昇温後の
外気温度と、風量が約30％低下するまで結氷した
熱交換器３の結氷を融解するのに必要な時間の関
係を示す。ダンパ１２，１３で風量を減少させる
ことにより、同一容量の加熱子１４を用いるもの
とすれば、昇温後の外気温度を高めることが可能
となり、解凍運転の時間を短縮でき、かつ消費電
力を減少することができる。

第５図にこの実施例の装置において、外気温度
が−15℃の場合の室内温度と結氷開始までの時間
の関係を表す曲線１５、及び風量が30％低下する
までの時間の関係を表す曲線１６を示す。

なお、結氷の融解後はダンパ１２，１３は逆方
向に回動して低温流路入口９ａ及び高温流路出口
９ｄを開放し、同時に加熱子１４への通電も断た
れる。

第５図から明らかなように、熱交換器３の結氷
開始及び風量30％低下までの時間は、室内温度に
よる大きな変動はないので、温度検出器１８によ
り外気温度を検出し、制御装置１９により風量30
％低下に至るまでに解凍運転に切り換えて間欠的
に解凍すれば、換気性能を損うことなく換気装置
を低温状態で連続運転することが可能となる。

またダンパ１２，１３は板状のものを示した
が、他の形式（スライド形、パタフライ形、シヤ
ツタ形等）でもよく、その位置は各流路９Ａ，９
Ｂの入口部分、出口部分及び中間部分のいずれで
もよい。また、ダンパ駆動機構１１は箱体９内に
限ることなく、箱体９の外部に設けることも可能
である。

更に、加熱子１４の設置位置は低温流路９Ａ内
であればどこでもよい。

上記各実施例では、換気装置の熱交換器３を直
交流形のものを用いるものとして説明したが、回
転形、対向流形等においても同様に適用可能であ
る。

また換気装置以外の機器の凍結防止のためにも
本考案を適用できることは当然である。

［考案の効果］ 本考案によれば一般の熱交換形換気装置等の機
器を低温条件で使用する場合に発生する結氷を、
解凍運転中の外風侵入量を抑制しながら融解する
ことができると共に、加熱子による消費電力又は
加熱子の容量を減らし、低温状態での連続運転が
可能である等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの考案の凍結防止装置の一
実施例を示す図で、第１図は構成図、第２図は第
１図のダンパ部分の平面断面図、第３図は第２図
の側面断面図、第４図は融解時間特性曲線図、第
５図は結氷時間特性曲線図、第６図〜第９図は従
来の凍結防止装置の例を示す図で、第６図は縦断
面図、第７図は熱交換器の端面拡大斜視図、第８
図は構成図、第９図は結氷説明図である。 図中、１は換気装置（機器）の本体、２ａは低
温空気吸込口、２ｄは高温空気吹出口、３は熱交
換器、６は給気用送風機、７は排気用送風機、９
は箱体、９Ａは低温流路、９Ｂは高温流路、９ａ
は低温流路入口、９ｂは同左出口、９ｃは高温空
気入口、９ｄは同左出口、１２，１３はダンパ、
１４は加熱子、１８は温度検出器、１９は制御装
置である。なお、図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 屋外からの低温空気と室内からの高温空気とを
   それぞれ流通させる機器に使用される凍結防止装
   置において、屋外から低温空気を導入しこれを前
   記機器に供給する低温流路と、機器から排出され
   る室内の高温空気を導入しこれを屋外へ排出する
   高温流路とを内部に設けた箱体、この箱体の前記
   低温流路と高温流路にそれぞれ設けられこれらの
   流路断面積を調節するダンパ、前記低温流路に設
   けられ流通する低温空気を加熱する加熱子、前記
   低温流路を流通する低温空気の温度を検出する温
   度検出器、前記ダンパを前記低温流路と高温流路
   の流路断面積を減少させるよう切換えると共に前
   記加熱子に通電する解凍運転を間欠的に行なう制
   御装置を備え、低温空気温度が結氷温度になつた
   ことを前記温度検出器が検出してから風量約30％
   低下に至るまでに前記制御装置により解凍運転に
   切換えて解凍し、結氷の融解後は前記ダンパは逆
   方向に回動して低温流路及び高温流路を開放し、
   同時に前記加熱子への通電が断たれることを特徴
   とする凍結防止装置。