专利名称：热交换形换气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及搭载有用于回收排热的热交换器且在吸入低温的室外空气的环境中使用的热交换形换气装置。
背景技术：
以前，这种类型的热交换形换气装置，在冬季等时候，当室外空气的温度被冷却到零下10度以下的屋外空气通过热交换器进行热交换时，相对地，即在通过被隔离的风路期间被热回收的排气中所包含的水分在热交换器的排气通风中冻结而引起堵塞。该堵塞会导致排气风量的大幅减少的事实已被确认。并且，排气风量的减少导致不能对吸入的室外空气提供充分的热能，从而使吸入的室外空气的温度也不能充分提高到室内温度左右。因此，防止吹出的吸入空气令居住者感到寒冷的装置为人们所知。该种方式的装置在实开平2-103640号公报中有记载。
以下，参照图8对以往的热交换形换气装置进行说明。
如图8所示，在箱状壳体101的前面设置有与室内102连通的室内侧吸入口103以及室内侧吹出口104，在背面设置有与室外105连通的室外侧吸入口106以及室外侧吹出口107。并且，在箱状壳体101的内部形成有排气通风道A→A’和吸气通风道B→B’，其中，排气通风道A→A’连结室内侧吸入口103和室外侧吹出口107并设置有将排气风扇108固定在其两个轴中之一上的电动机109，吸气通风道B→B’连结室外侧吸入口106和室内侧吹出口104并配置有固定在电动机109的另一个轴上的吸气风扇110。排气通风道A→A’和吸气通风道B→B’的一部分在分隔板111处交叉，其他部分相互分开。在交叉的部分设置热交换器112。接近0℃时会驱动的气闸113处设有轴114和折叶115，气闸113以轴114和折叶115为中心来回弯曲伸展，进而开启或部分关闭热交换器112的吸气通风道。
上述现有技术的热交换形换气装置，通过气闸的来回伸屈运动，只能关闭热交换器吸气通风道的一部分。因此，不能完全防止当吸气为极其低温的情况下，避开气闸的关闭的一部分而流入热交换器，进而由热交换器冻结而形成堵塞的现象。并且，热交换器不能在排气中进行充分的排热回收，即使是已提供热量的吸气，有时也出现处于零下的吸气进入室内的现象。所以，存在不能完全消除令居住者有冷风感的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能解决现有技术中存在的上述课题，防止出现由于热交换器的冻结而形成堵塞的现象，并可以令居住者降低冷风感的热交换形换气装置。
本发明提供一种热交换形换气装置，其具备箱状主体，该箱状主体具备在其侧面连接的排气连接部及吸气连接部，以便与室外通过管道连通而形成排气流以及吸气流的路径，在该箱状主体的下面开放口设置有将室内的污染空气吸入的排气口和将室外的新鲜室外空气吸取到室内的吸入口，在主体的内部设有驱动排气风扇以及吸气风扇的电动机；在从排气口吸入的室内空气和从室外吸取的新鲜室外空气之间回收排热的热交换器；在从吸气连接部到吸气口的吸气路径上设置的阻断吸气流动的阻断气闸；以及对吸取进来的室外空气进行温度检测的吸气温度检测装置，根据吸气检测装置发出的信号使阻断气闸动作，阻断吸气流动，同时减少由排气风扇产生的排气风量。
通过本发明，可以提供一种防止由于热交换器的冻结而形成堵塞的现象，令居住者没有冷风感的热交换形换气装置。并且，通过本发明可以提供一种即使是吸入极其低温的室外空气的时候，热交换器也不会出现冻结并能继续使用，不会将低温的空气送入室内的热交换形换气装置。
图1是本发明的一实施方式的热交换形换气装置的设置状态的住宅设置图。
图2是本发明的一个实施方式的热交换形换气装置的构成的主视图。
图3是本发明的一实施方式的热交换形换气装置的阻断气闸动作时的主视图。
图4是本发明的一实施方式的热交换形换气装置的开闭阀打开时的主视图。
图5是本发明的一个实施方式的热交换形换气装置的构成的主视图。
图6是本发明的一个实施方式的热交换形换气装置的构成的主视图。
图7是本发明的一个实施方式的热交换形换气装置的构成的主视图。
图8是现有的热交换形换气装置的主视图。
图中1-室外，2-排气管道，3-吸气管道，4-排气连接部，5-吸气连接部，6-主体，7-下面开放口，8-室内，9-被污染的空气，10-排气口，11-吸气口，12-排气风扇，13-吸气风扇，14-电动机，15-排气，16-排气路径，17-吸气，18-吸气路径，19-热交换器，20-阻断气闸，21、21A、21B-吸气温度检测装置，22-定时装置，24-开闭阀，25-加热装置，26—转速检测装置，27、27A、27B-转速控制装置，29-静压检测装置，30-风量检测装置。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)如图1到图4所示，本发明的热交换形换气装置为了通过排气管道2以及吸气管道3连通室外1，并形成排气流以及吸气流的路径，在侧面设置有排气连接部4及吸气连接部5。并且，该热交换形换气装置设有箱状主体6，该箱状主体6在下面开放口7处设置将在室内8被污染的空气9吸入的排气口10、和将室外1的新鲜室外空气吸取到室内8的吸气口11。主体6的内部设有驱动排气风扇12以及吸气风扇13的电动机14；为了在从排气口10吸入的室内空气和从室外1吸取的新鲜室外空气之间回收排热而设置的热交换器19；在从吸气连接部5到吸气口11的吸气路径18中设置的阻断吸气17的流动的阻断气闸20；以及对吸取的室外空气进行温度检测的吸气温度检测装置21。根据吸气温度检测装置21发出的信号来驱动阻断气闸20，阻断吸气17的流动。同时，根据吸气温度检测装置21发出的信号，通过排气风扇12减少排气风量。
详细的构成如下。该热交换形换气装置具备在侧面设有排气连接部4和吸气连接部5的箱状主体6，所述排气连接部4和吸气连接部5连接与室外1连通的排气管道2和吸气管道3；在该主体6的下面开放口7处与室内8连通的将室内8的被污染空气9排出的排气口10；和将室外1的新鲜室外空气吸取到室内8的吸气口11。该主体6的内部设有连结并旋转驱动排气风扇12和吸气风扇13、且能使风量变换为大量与少量的电动机14。还具备热交换器19，其作用是使得从排气口10吸入的被污染的空气9在排气路径16和吸气路径18中不将排气15中包含的热量白白废弃，而是将热量供给给吸气17侧而回收。排气路径16是由排气风扇12吸引并通过排气连接部4以及排气管道2向室外1排出的排气15的流动路径。吸气路径18是从吸气管道3经过吸气连接部5由吸气风扇13送风而从吸气口11吹出的吸气17的路径。吸气路径18的吸气连接部5的内部附近，设有在吸气17流入热交换器19前对吸气17进行加热的加热装置25。吸气17的下流处设有阻断吸气17的气闸，该气闸优选为打开关闭板状阀门的阻断气闸20，该气闸设置在热交换器19送风的上流处。同样，在吸气路径18内设有检测吸气17的温度的、最好是双金属或热敏电阻等的吸气温度检测装置21。当与已设定的温度值比较时，如果流入的吸气温度更低，则吸气温度检测装置21会发出信号，打开或关闭阻断气闸20。阻断气闸20接收来自吸气温度检测装置21的信号而被关闭的时间，由居住者或施工者通过设置的定时装置22进行任意设定。
在将主体6的排气路径16和吸气路径18分开的壁部23上设有开孔。该开孔可以连通排气路径16和吸气路径18。还设有盖住开孔的开闭阀24。
在排气风扇12的附近设有转速检测装置26，该转速检测装置26具备发送可变稳定周期脉冲波的发送部和接收该脉冲波的接收部31。为了能根据该转速检测装置26发出的信号和规定的设定值之间的比较来改变排气风扇12转速的增减，设置了通过改变电动机14的输入频率来控制转速的转速控制装置27。
经过吸气路径18向室内8送风的零下10℃以下的极度低温吸气17和排气15内的水蒸气进行热交换后，水蒸气被急剧冷却，通过热交换器19后冻结并紧贴在热交换器19的排气出口部分。随着不断地冷却，冻结会逐渐增大，在热交换器的通风道引起堵塞现象。该状态持续下去，则排气路径16最终会完全被冻结封闭令排气15停止。但是，吸气温度检测装置21会事先检测出吸气温度，例如当设定的温度值为零下3℃而流入的吸气温度为零下3℃以下时，双金属等的接点部会接触并使电流在接点处流通。以此作为信号，阻断气闸20中会流通电流令其驱动，并完全关闭阻断气闸20，完全停止吸气17的流动。这样就能事先防止热交换器19冻结现象的出现。并且，当阻断气闸20驱动而阻断了吸气17时，由于阻断吸气17时的位于吸气路径18内的吸气风扇13接近无负荷的状态，因此其转速会上升。借助驱动吸气风扇13的电动机14的轴28，另一侧的排气风扇12的转速也同样上升。但是，当阻断气闸20的关闭信号传送到电动机14时，由电动机14强制性地减少旋转轴的转速。因此，可以抑制转速的上升，以此来抑制排气风量的急剧增加，这样可以防止由于过度的排气而使得从房间空隙流入的空隙风的增大、或导致房间处于巨大的负压状态下而打不开门的情况发生。
此后，当吸气温度检测装置21检测到的温度超过设定的温度值时，会使阻断气闸20恢复到开放状态，并恢复到正常的运转状态。
当吸气温度检测装置21检测到从室外1进入的零下10℃的吸气17低于已设定的温度时，会发出关闭信号让阻断气闸20关闭。但是，一旦被阻断气闸20关闭的吸气路径18被分为受低温吸气17和室内空气的影响的不同部分，则吸气温度检测装置21周围的温度会逐渐上升，结果上升到设定温度以上的温度。由该温度检测，向阻断气闸20发出解除关闭的信号。但是，当吸气温度检测装置21设置在电动机14等的附近而被急剧加热时，阻断气闸20会在关闭数分钟或数秒钟后再次开放阻断气闸20，这样就会发出连续的吧哒吧哒的不舒服的声音。这时候，可以通过定时装置22自由地设定关闭的时间。因此，尽管发出的阻断气闸20的关闭信号和开放信号的间隔时间非常短暂，也能任意设定关闭时间的间隔，而实现稳定地且不会出现不舒服的声音的阻断气闸20的打开关闭。并且，由于能够极力防止连续的打开关闭，可以防止由于疲劳而引发的故障或变形等情况，从而可以大幅度地延长阻断气闸20的运转寿命。
当阻断气闸20被关闭时，开闭阀24会被打开，通过壁部23上的开孔将排气路径16和吸气路径18连通。这样，排气15的一部分变成吸气再次通过热交换器19，对被吸气17冷却至低温的热交换器19的部件进行预热，能够对冻结的水蒸汽起到早期解冻的作用。同时，由于排气15再次流入到吸气路径18，因而降低了排气路径16和吸气路径18的压力差。由于压力差的变小，因此可以将由阻断吸气17而上升的排气风扇12的转速控制在较低程度，进而可以减少噪音。
此外，用加热装置25向吸气17提供热量，直至使温度上升到零下10℃等设定值的以上，令吸气17的温度上升，这样可以事先防止热交换器19冻结现象的出现。由于对吸气17进行预热，使从室外吸入空气的温度上升并高于在吸气温度检测装置21处设定的温度，因此，阻断气闸20不会动作，机器会连续运转。这样，居住者取得室外1的新鲜空气的流入量不会减少而是很充足。当即使利用热交换器19而将排气15的热量提供给吸气17时还认为吸气17的温度低时，可以用加热装置25对带有寒冷感的吸气17进行加热，使吸气17的温度上升到居住者需要的温度。由此，创造出舒适的室内8的空气环境。
电动机14由直流马达(未图示)构成，两边伸出的轴上设有排气风扇12和吸气风扇13。因此，一般被广泛应用的转速控制功能都很容易连接到直流马达上并运转，对转速的控制例如可通过检测输入电流值等来达到高精确度的控制，进而简单地抑制排气风量。同时，由于直流马达消耗的电力非常小，所以也可以达到省能源的效果。
通过吸气路径18的吸气17被阻断气闸20阻断的时候，电动机14的驱动改变为风量少的区域，抑制排气风扇12的转速，防止室内静压的过剩形成负压化。但是，连接的排气管道2以及吸气管道3为非常短，机器内部的抗压较低，因此在排气15容易排出的情况或房间较狭窄等的情况下，会出现排出设定值以上的风量的情况。
由转速检测装置26的发送部发出的可变稳定周期例如50ms的周期下以200循环的周期发送脉冲波，但接收部31读取该可以任意改变稳定周期的信号，计算出排气风扇的实际转速，向转速控制装置27发送信号。根据该信号和规定值的大小，改变使排气风扇12驱动的电动机14的输入频率。该设置可以抑制由于配管的状态或室内宽大空间的原因令转速上升增加排气风量的情况的发生，可以防止由于过度的吸气而增大从居室空间的空隙侵入的间隙风的情况的发生，可以防止居室处于巨大的负压而打不开门等障碍的发生。
在排气路径16内设有读取排气路径16和吸气路径18的压力差的静压检测装置29。设有当排气路径16和吸气路径18的压力差超过静压检测装置29中设定的压力差时，根据该静压检测装置29的信号来控制排气风扇12的转速的转速控制装置27A。例如，当阻断气闸20关闭时，吸气路径18的吸气口11处为0mm水头，排气路径16的排气口10处的正压为7mm水头的话，其压力差为7mm水头，此为上述的设定值。当本发明的热交换形换气装置安装在较长管道或较宽广房间的条件下，排气路径16和吸气路径18的压力差根据设置条件，例如其数值变为8～9mm水头。但是，静压检测装置29检测其压力差，可以向转速控制装置27A发送信号，改变其转速，使其成为和设定值压力差一致的转速。其结果是可以抑制过度的排气，防止室内处于过度负压的状态和抑制转速的上升而产生的噪音，相反，当必要的风量减少时，可以使转速上升，增加其风量。
(实施方式2)本实施方式中的热交换形换气装置，如图5所示，检测吸气17的温度的吸气温度检测装置21A的温度设定，是由居住者或安装工程人员任意设定的。
在相对室内8的温度容易感受到被供给的吸气17的冷风感的卫生间或浴房等环境下，或冬季等室内外的温度差非常大时，检测温度的设定是通过例如将温度从零下10度变为0度，使吸气温度检测装置21A更早地向阻断气闸20发送信号。通常，吸气温度检测装置21A使用热敏电阻，并采用以下结构，即，将热敏电阻的随着设置的周围气氛而变化的电阻值作为信号读取，将可根据居住者的希望任意设定的温度作为阈值，向阻断气闸20发送信号。这样，阻断气闸20会早于平常关闭，配合希望抑制冷风感的环境或时间阻断吸气17，可以大大地降低对居住者的不快感。本实施方式中说明的构成要素和在实施方式1中说明的构成要素的同符号的部分为同一构成要素，省略其说明。
(实施方式3)本实施方式中的热交换形换气装置，如图6所示，吸气温度检测装置21B为可拆装的，通过夹子可以在吸气路径18内任意的地方设置、固定。
在设置主体6的场所的附近设有用于调和室内空气的制冷制暖器，且吸气温度检测装置21B周围的气氛容易受影响的情况或配管施工不完善下发生空气泄露等情况下，吸气17的温度会变得不稳定。这样的情况下，经常会发生不能检测到设定的温度的情况。但是，在本实施方式中，在可以检测稳定的室外1的温度的场所，可以将通过螺丝等安装的夹子再固定，并在该夹子上夹设吸气温度检测装置21B。这样可以确保正确地、且不受设置场所的影响的阻断气闸20的动作。在本实施方式说明的构成要素中，与在实施方式1说明的构成要素中相同的符号为同一构成要素，省略其说明。
(实施方式4)本实施方式的热交换形换气装置，如图7所示，在主体6中设置检测排气风量的风量检测装置30，也设有根据该风量检测装置30的信号来控制排气风扇12的转速的转速控制装置27B。该风量检测装置30通常由通气电阻少的网状的风速检测装置构成，其首先检测出风速，再乘以有效检测面积得出风量。
在阻断气闸20动作而使吸气17停止的期间，有时会出现排气排出高于居住者的期望量，致使产生间隙风或室内的门打不开等问题。像这样的情况，例如，将风量检测装置30设置在排气口10的附近，运用转速控制装置27B改变转速，使其不排出所需要以上的排气，进而可以稳定所希望得到的风量。在本实施方式说明的构成要素中，与在实施方式1说明的构成要素中有相同的符号的，为同一构成要素，省略其说明。
如上述各实施方式所述，本发明的热交换形换气装置通过吸气温度检测装置来检测吸气的温度，并驱动阻断气闸阻断吸气的流动，可以使冷风不能到达热交换器中，进而可以防止热交换器路径处出现冻结的现象。再有，由于阻断了低温吸气的流动，具有使居住者不会感受到冷风感的作用。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，可以将对吸进来的低温吸气的温度作出反应而阻断吸气流动的阻断气闸的动作温度，根据实际的设置场所或使用状况，按照居住者的要求简单地改变。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，可以改变由阻断气闸阻断的吸气通过热交换器的间隔，防止热交换器的冻结，并且，通过保持阻断气闸开闭时间的间隔，可以防止在短时间内阻断气闸进行急剧的开闭运动(所谓的振动，chattering)，防止噪音并提高其耐久性。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，将应该由排气风扇排出室外的室内空气通过开闭阀连通吸气路径，使其通过吸气路径，由此向热交换器的吸气侧供给热量，使热交换器的温度接近室温，防止热交换器出现冻结现象。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，对通过热交换器的吸气加热到不能达到冻结程度的温度，防止热交换器出现冻结现象。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，出于希望使温度检测容易受影响的情况下或将其设置在排气管道室外侧而对吸气温度进行严密检测等的要求，创造出不依赖设置条件的温度检测环境，能够格外地提高吸气温度检测装置的温度检测精度。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，即使在阻断气闸阻断吸气的流动，而排气风量急剧增大的情况下，也能通过检测向直流马达输入的电流量，保持一定程度的转速，容易地减少转速，抑制增大到必要以上的排气风量。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，在阻断气闸阻断吸气的流动的情况下，兼顾排气和吸气的平衡，减少排气风扇的转速降低排气风量，防止不适的室内间隙风增大。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，在阻断气闸阻断吸气的流动的情况下，读取主体内排气和吸气的差压，控制排气路径的静压和吸气路径的静压不高于必要以上的数值，减少排气风扇的转速，降低排气风量，防止不适的室内间隙风增大。
本发明的热交换形换气装置具有以下作用，即，在检测排气路径的风量，阻断气闸阻断吸气的流动的情况下，为了不使排气风量的增大而增大不适的室内间隙风，减少排气风扇的转速进而降低排气风量。
(产业上可利用性)本发明的热交换形换气装置具有防止热交换器冻结，吸入极其低温的室外空气时抑制吹向居住者的冷风感的功能的热交换形换气装置的用途。
权利要求
1.一种热交换形换气装置，其具备箱状主体，该箱状主体具备在其侧面连接的排气连接部及吸气连接部，以便与室外通过管道连通而形成排气流以及吸气流的路径，在该箱状主体的下面开放口设置有将室内的污染空气吸入的排气口和将室外的新鲜室外空气吸取到室内的吸入口，在所述主体的内部设有驱动排气风扇以及吸气风扇的电动机；在从所述排气口吸入的室内空气和从室外吸取的新鲜室外空气之间回收排热的热交换器；在从所述吸气连接部到所述吸气口的吸气路径上设置的阻断吸气流动的阻断气闸；以及对吸取进来的所述室外空气进行温度检测的吸气温度检测装置，根据所述吸气检测装置发出的信号使所述阻断气闸动作，阻断吸气流动，同时减少由所述排气风扇产生的排气风量。
2.根据权利要求1所述的热交换形换气装置，其特征在于，还具备能对所述吸气温度检测装置的检测温度进行任意设定或改变的检测温度设定装置。
3.根据权利要求1或2所述的热交换形换气装置，其特征在于，还具备对所述阻断气闸的关闭时间进行任意设定的定时装置。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的热交换形换气装置，其特征在于，在所述主体内还具备开闭阀，该开闭阀可连通从所述排气连接部到排气口的排气路径的一部分和吸气路径的一部分。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的热交换形换气装置，其特征在于，还具备对从所述吸气连接部吸入的吸气在通过所述热交换器之前进行预热的加热装置。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的热交换形换气装置，其特征在于，所述吸气温度检测装置为可拆装，并可安装于吸气路径的任意位置。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的热交换形换气装置，其特征在于，所述排气风扇以及吸气风扇由直流马达驱动。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的热交换形换气装置，其特征在于，还具备检测所述排气风扇的转速的转速检测装置、和根据所述转速的信号来控制所述排气风扇的转速的转速控制装置。
9.根据权利要求1～7中的任一项所述的热交换形换气装置，其特征在于，还具备检测所述排气路径内的静压的静压检测装置、和根据所述静压检测装置的信号来控制所述排气风扇的转速的转速控制装置。
10.根据权利要求1～7中的任一项所述的热交换形换气装置，其特征在于，还具备检测所述排气风量的风量检测装置、和根据所述风量检测装置的信号来控制所述排气风扇的转速的转速控制装置。
全文摘要
提供一种可防止由于热交换器的冻结而形成堵塞，或者降低冷风感的热交换形换气装置。该热交换形换气装置具备设置有排气连接部和吸气连接部而具有排气口和吸气口的主体、驱动排气风扇以及吸气风扇的电动机、在室内空气和室外空气之间进行热交换的热交换器、以及设置在吸气路径上的阻断吸气流动的阻断气闸。根据从检测外部气体温度的吸气检测装置发出的信号使阻断气闸动作，阻断吸气流动，同时减少排气风量。
文档编号F24F12/00GK1922444SQ20058000377
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月18日 优先权日2004年2月19日
发明者猪坂欣司 申请人:松下电器产业株式会社