JPS6219634A - 凍結防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発ｆｇ４ｔＩ′ｉ例えば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室外空気と室内
空気を使用する機器の凍結防止装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

第８図〜第１）図は１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楔形換気装置
を示す図で、第８図は縦断面図、第９図は熱交換器の端
面拡大斜視図、ｔｉｇｔａ■は構成図。

第１）図は結氷説明図である。

図中、（１）は室内空気と室外空気とを使用する機器と
しての換気装置の本体、Ｔ２＋Ｆｉ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、　　（２ａ）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（３
ａ）と通湿性と伝熱性とを有する多数の平板（３ｂ）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って角柱状に
形成されており、外箱（２１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）の供
給空気の流入側に設けられたエアフィルタ１５１ｔｉ同
じく排気空気の流入側に設けられ友エアフィルタ。

（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
置され几排気用送風機、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で示す工うに、給気用送風機（６）の回転によ
り・吸込口（２ａ）から吸い込まれ、エアフィルタ（４
）及び熱交換器（３）を通り、吹出口（２ｂ）ｆｉｂ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、エアフィルタ（５）及び熱交換器（
３）ｔ−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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような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（−５Ｃ以下）の場合には、排気流Ｂは
熱交換器（３１の流入部に近い部分（３Ａ）で。

給気流Ａによって冷却されるため、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１部分（３
Ａ）の近傍は熱交換をしなくなるので１次にはその隣接
部分（３Ｂ）近傍が給気流Ａで最も冷却される工うにな
って、結氷を生じるようになる。したがって、この状態
で運転を続けると嘗今度は部分（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（３１が結氷する条件になった場合には、温
度検出器及びタイマを用い１間欠的に給気用送風機（６
）全停止させ、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１次のような問題が生じる。

（７）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。

ピ）　上記に伴い゛、室内が負圧になるため、排気形の
燃焼器具（ポット式石油ストーブ、ガスファーネス等）
が異常燃焼を起こす危険がある。

（ロ）第１）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−けで、低温空気を熱交換器（３１に結氷が生じない
温度（ＯＣ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。セ１）え
ば、室内温度２０ｃ、外気温度−１５Ｃ−換気風量５０
０ｍ／時とすると、−１５Ｃの空気をＯＣまで昇温する
には、空気の重さを１、２　ｋｇ　７ｍ　　として、１
５ＸＱ、２４Ｘ５００Ｘ１．２：２Ｊ　６０　Ｋｃａｌ
　７時　の熱が必要であり、これを加熱子で昇温するに
は約２．５　ｆｆ　７時　の電力が必要となる。これに
、この機器の温度交換効率を１０％としたときにＯｃま
で昇温した空気との交換熱量２．０１６　Ｋｃａｌ　７
時エリも大きな値となり、省エネルギの効率も悪くなる
。

このように、熱交換器（３）の結氷による機能低下や損
傷を防ぐためには多くのエネルギ全必要とする。また、
排気運転だけ行って室内空気の熱を利用して熱交換器（
３１の氷を融かす場合には・完全に融かすことは困難で
あり、かつ霜取り運転中は室内が負圧になるために、冷
風の侵入や室内燃焼器具の異常燃焼が生じる等の問題点
がある。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
、熱交換器が結氷するような低温条件下においても、少
ないエネルギで結氷を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。

ま之、この発明の別の発明では、上記目的に加えて、的
確な解凍運転を自動的に行うことができる凍結防止装置
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〕

この発明に係る換気装置の凍結防止装置は１箱体壁面に
、外気を導入する低温空気導入口と、室内空気を導入す
る高温空気導入口と、室内空気と室外空気を使用する機
器に対して室外空気を供給する空気導出口とをそれぞれ
設け２箱体内に空気流路を設けるとともに、この空気流
路内に設けられ上記低温空気導入口と上記高温空気導入
口とを択一的に閉塞するダンパ、並びに上記空気流路の
空気導出口近傍に設けられ空気流路の空気を加熱する加
熱子全備えたものである。

また・この発明の別の発明による換気装置の凍結防止装
置は、上記のものにおいて、上記低温突気導入口の近傍
に設けられ上記外気の温度を検出しこれが所定の低温を
検出すると動作する温度検出器、並びにこの＠度検出器
が動作すると上記ダンパを上記低温空気導入口を一定時
間ごとに閉塞させる指令を与えると共に上記加熱子に上
記一定時間ごとに通電させる制御装置を設けたものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、ダンパの動作により低温空気導入
口は閉塞され、高温空気導入口は開放されて高温空気が
導入され、かつこれが加熱子により加熱されて空気導出
口から供給される。

また、この発明の別の発明においては、外気温度が結氷
温度に至ると、高温空気が間欠的に導入され、かつこれ
が加熱されて供給される。

〔実施例〕

第１図〜第５ｒｆ！Ｊはこの発明を同時給排気形の換気
装置の凍結防止のために使用した一実施例を示す図で・
第１図は凍結防止装置のみの構成図、第２図は換気装置
に使用した場合の構成図、第３図は動作説明図、第４０
及び第５図は特性曲線図でおり、ｆｌｌ〜＋２１．　　
（２ａ）〜（２ｄ）、［３１−（３Ａ）　、（３Ｂ）　
、（６１゜（７）・　Ａ、Ｂは上記従来装置と同様のも
のである。

図中・（９）は本体（１）の吸込側に配置され九箱体で
倉内部に空気流路が形成されている。（９ａ）は箱体（
９）に設けられ外気に開口する低温空気導入口管（９ｂ
）は同じく室内側に開口する高温空気導入口、　（９ｃ
）は同じく空気導出口で、空気導出口（９Ｃ）は本体（
１）の吸込口（２ａ）に接続されている。αａは箱体（
９）に枢着され空気導入口（９ａ）、（９ｂ）′ｆ：開
閉するダンパ。

αυは箱体（９）の空気導出口（９Ｃ）の近傍に設けら
れた加熱子である。αηはダンパ（ＩＧの駆動機構であ
る。

上記のように構成された換気装置の凍結防止装置におい
て、常時は第１図に示すようにｔダンパ（ＩＱは低温空
気導入口（９ｇ）を開放し、高温空気導入口（９ｂ）’
ｉ閉塞している。したがって、低温空気は気流Ａで示す
ように、低温空気導入口（９ａ）から箱体（９）に入り
、空気導出口（９Ｃ）から吸込口（２ａ）ｔ−通って本
体（１）に供給される。以後の動作は従来のものと同様
である。

次に、低温空気温度が低く、熱交換器（３）に結氷が生
じ次と゛きは・ダンパ（ＩＱは回動じ、第３図に示すよ
うに低温空気導入口（９ａ）ｔｊ閉塞され、高温空気導
入口（９ｂ）は開放される。同時に、加熱子（Ｉυに通
電される。なお、ダンパ顛の駆動は電動機（図示しない
）で行われるが１手動操作によってもよい。また、この
時排気用送風＆（７１？停止すれば外風侵入も防げる。

これで、高温空気は高温空気導入口（９ｂ）から箱体（
９）に入り、加熱子αυで加熱されて空気導出口（９Ｃ
）から本体（１）の低温側流路に供給される。この結果
、熱交換器（３）の通常低温空気が流れていた流路を高
温空気が流れることになり。

高温側流路に生じた結氷は融解される。

なお・結氷の融解後はダンパ（ＩＧは逆方向に回動して
第１図、第２図の状態となり、同時に加熱子αυへの通
電も断たれる。

第４図にこの実施例の装置において、外気温度−ｔｓｃ
ｏ場合の室内の温度と結氷開始までの時間の関係を表す
曲線ａｚ、及び風量が３０チ低下するまでの時間の関係
を表す曲［ａ３’！（示す。また。

第５図に送風風量が約３０チ低下するまで結氷した場合
、解凍運転に切り換えて完全に結氷を融解するまでの時
間と、解凍運転時に熱交換器（３１の低温側流路に供給
される空気の温度との関係を示す。

第４図及び第５図から明らかなように、室内温度は結氷
開始や風量３０チ低下までの時間には大きな影響を与え
ないが・熱交換器（３１の結氷全融解するために利用し
た場合の融解時間には大きな影響゛がある。したがって
、加熱子αυに工って熱交換器（３：に供給する空気の
温度１２００以上に昇温すれば、短時間に結氷を融解す
ることができる。

一例として、室温１０Ｃ９処理風３１５００ｍ／時、熱
交換効率７０％の装置について考えると。

風量３０％以下から解凍運転を開始したとすると。

解凍に約１２分ヲ要し、この間は排気用送風機を停止し
て循環運転となるため、換気ができない。

又は排気のみとなり換気を充分にできない。ここに、２
ＫＷの加熱子αυを設けて通電すると、１０Ｃの室内空
気’１２２Ｃまで昇温して熱交換器（３１に供給するの
で、４分以内で解凍が可能となる。この場合の電力消費
量は、１時間３０分に１回、４分通電すると、　　０．
０８１　ＫＷ／時　となり、従来の予熱式に比べ非常に
少ない電力で運転することが可能となる。

また・解凍運転時、換気装置と連動させて排気用送風機
（７）全停止し、ダンパαｌ）ヲ切り換え、加熱子Ｑυ
に通電すると共に、高温流路を絞る工うにして給気流路
の空気量を減少させると、加熱子ａυの容量を従来装置
と同一とすれば、解凍時間は短くなり・換気停止時間を
短縮することが可能となる。

このときの送風風量の制＠は、送風機用電動機の能力切
換えでもよく、送風路中の風路面積の変更でもよい。

第８０及び筈７因はこの発８Ａを前記実施例と同様に換
気装置に適用した他の実施例を他の実施例を示すダンパ
部分の構成図である。

第６図は低温空気導入口（９ａ）に、熱交換器（３）が
結氷する温度（あらかじめ設定）を検出する温度検出器
αＳを設け・これが出力を発すると、制御装置００が動
作し、駆動機構αηによりダンパα（１回動させると共
に、加熱子ａυに通電し・この状態’ｋ　一定時間保持
し九後に通常運転にダンパａｔｉ′ｔ−切り換え、加熱
子の通電を停止する。この運転を所定の時間間隔で間欠
的に繰り返えすものである。これにより、的確な解凍運
転が自動的に行われる。

第７図は第６因の温度検出器α！９を加熱子（１））よ
りも上流側に配置し、ダンパ（ＩＧの動作時に高温空気
温度の検出が可能な位置に設け、解凍運転になつ次とき
の室内温度を検出し、室内温度が十分高く（例えば２０
０以上）、短時間で解凍できるような温度のときには、
加熱子αυに通電しないようにしたものである。これに
より、室内温度が高い場合には省電力となり・いっそう
省エネルギとなる。

また、ダンパＧＩハ板状のもの１板として説明したが、
低温空気導入口（９ａ）及び高温空気導入口（９ｂ）ｔ
−それぞれ開閉できるものであれば、他の形式の機構（
スライド形、バタフライ形）でもよい。

上記各実施例では、熱交換器（３）を直交流形のものを
用いるものとしたが９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、実施例は換気装置について説明したが。

室内空気と室外空気を使用する空調機等の他の機器にも
適用し得る。

〔発明の効果〕

以上説明したとおりこの発明の熱交楔形換気装置等のよ
りに室外空気と室内空気を使用する機器を低温条件で使
用する場合に発生する結氷を、短時間で融解することが
できる効果がある。

また、この発明の別の発明では、外気温度を検出する温
度検出器を設け・これが所定の温度を検出すると、ダン
パを一定時間ごとに動作させると共に、加熱子に通電す
るようにしたので、的確な解凍運転を自動的に行うこと
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの発明による換気装置の凍結防止製
蓋の一実施例を示す図で、第１図は構成図曾第２図は換
気装置に適用した場合の構成図。 第３図は動作説明図、第４図は結氷時間特性曲線図、第
５図は同じく融解時間特性曲線図、第６図及び第７図は
この発明の他の実施例を示すダンバ部分の構成図、第８
図〜第１）図は従来の熱交楔形換気装置を示す図で、第
８図は縦断面図、第９図は熱交換器の端面拡大図、第１
０図は構成図。 第１）図は結氷説明図である。 図中、（１）は換気装置の本体、　　（２ａ）は低温空
気吸込口、　　（２ｃ）は高温空気吸込口、（３）は熱
交換器・（９）は箱体、　　（９ａ）は低温空気導入口
、　　（９ｂ）は高温空気導入口、　　（９ｃ）は空気
導出口、ａαはダンパ、α１ＪＩｆｉ加熱子、α５は温
度検出器、（ＩｅＶ′ｉ制御装置である。 なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）箱体壁面に、外気を導入する低温空気導入口と、
   室内空気を導入する高温空気導入口と、室外空気と室内
   空気を使用する機器に対して室外空気を供給する空気導
   出口とをそれぞれ設け、箱体内に空気流路を設けるとと
   もに、この空気流路内に設けられ上記低温空気導入口と
   上記高温空気導入口とを択一的に閉塞するダンパ、並び
   に上記空気流路の空気導出口近傍に設けられ空気流路の
   空気を加熱する加熱子を備えてなる凍結防止装置。
2. （２）箱体壁面に外気を導入する低温空気導入口と、室
   内空気を導入する高温空気導入口と、室外空気と室内空
   気を使用する機器に対して室外空気を供給する空気導出
   口とをそれぞれ設け、箱体内に空気流路を設けるととも
   に、この空気流路内に設けられ上記低温空気導入口と上
   記高温空気導入口とを択一的に閉塞するダンパと、上記
   空気流路の空気導出口近傍に設けられ空気流路の空気を
   加熱する加熱子と、上記低温空気導入口の近傍に設けら
   れ上記外気の温度を検出しこれが所定の低温を検出する
   と動作する温度検出器、並びにこの温度検出器が動作す
   ると上記ダンパを上記低温空気導入口を一定時間ごとに
   閉塞させる指令を与えると共に上記加熱子に上記一定時
   間ごとに通電させる制御装置を備えてなる凍結防止装置
   。