特開 2024-49595 結露防止構造及び結露防止システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024049595

(43)【公開日】2024-04-10

(54)【発明の名称】結露防止構造及び結露防止システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 13/02 20060101AFI20240403BHJP

   F24F 13/22 20060101ALI20240403BHJP

   F24F 7/007 20060101ALI20240403BHJP

   F24F 11/74 20180101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

F24F13/02 H

F24F13/22 221

F24F7/007 B

F24F11/74

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022155904

(22)【出願日】2022-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100162031

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 豊彦

(74)【代理人】

【識別番号】100175721

【弁理士】

【氏名又は名称】高木 秀文

(72)【発明者】

【氏名】田中 宏典

(72)【発明者】

【氏名】熊埜御堂 令

(72)【発明者】

【氏名】夜久 幸希

(72)【発明者】

【氏名】能登谷 美和子

【テーマコード（参考）】

3L056

3L080

3L260

【Ｆターム（参考）】

3L056BD04

3L056BE01

3L056BF02

3L056BF03

3L080AE01

3L260AA01

3L260AB15

3L260BA24

3L260CB53

3L260CB68

3L260FA07

3L260FB44

(57)【要約】

【課題】ダクトにおける結露の発生を抑制することが可能な結露防止構造を提供する。
【解決手段】空調空気を案内するダクト１２の結露を防止するための結露防止構造２１であって、前記ダクト１２の少なくとも一部を覆うように設けられ、水分を吸収して発熱する吸湿発熱材２１ａを具備した。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空調空気を案内するダクトの結露を防止するための結露防止構造であって、
前記ダクトの少なくとも一部を覆うように設けられ、水分を吸収して発熱する吸湿発熱材を具備する、
結露防止構造。

【請求項2】

前記吸湿発熱材の少なくとも一部を覆うように設けられる透湿防水材をさらに具備する、
請求項１に記載の結露防止構造。

【請求項3】

請求項１に記載の結露防止構造と、
前記ダクトを収容するダクト収容部へと空気を送り込む送風部と、
を具備する、
結露防止システム。

【請求項4】

前記送風部は、
建物の屋内空間の空気を前記ダクト収容部へと送り込む、
請求項３に記載の結露防止システム。

【請求項5】

前記建物に設けられた局所換気装置の運転状況に応じて、前記送風部の動作を制御する制御部をさらに具備する、
請求項４に記載の結露防止システム。

【請求項6】

前記制御部は、
前記局所換気装置が運転した場合、前記送風部を作動させ、
前記局所換気装置が停止した場合、当該局所換気装置が停止してから所定時間が経過した後で前記送風部を停止させる、
請求項５に記載の結露防止システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空調空気を案内するダクトの結露を防止するための結露防止構造及び結露防止システムの技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空調ユニットからの空調空気をダクトを用いて各居室へと案内し、建物全体の空調を行う全館空調システムに関する技術が公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

【0003】

特許文献１に記載の技術では、住宅の２階に空調ユニットが設けられている。空調ユニットに接続されたダクト（空調ダクト）は、階間（１階の天井裏）や小屋裏を通るように配置され、各居室の吹き出し口と接続される。当該ダクトを介して、空調ユニットからの空調空気が各居室へと案内される。

【0004】

ここで、ダクトが配置された階間等には、住宅の隙間等から外気が流入する場合がある。例えば、夏季の高湿な外気が階間に流入すると、階間内の露点温度が上昇する。このため、冷却された空調空気を案内するダクトにおいて、結露が発生するおそれがある。階間における結露は、カビの発生や住宅の劣化の原因となるおそれがあるため、発生を抑制することが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－３４１１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ダクトにおける結露の発生を抑制することが可能な結露防止構造及び結露防止システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0008】

即ち、請求項１においては、空調空気を案内するダクトの結露を防止するための結露防止構造であって、前記ダクトの少なくとも一部を覆うように設けられ、水分を吸収して発熱する吸湿発熱材を具備するものである。

【0009】

請求項２においては、前記吸湿発熱材の少なくとも一部を覆うように設けられる透湿防水材をさらに具備するものである。

【0010】

請求項３においては、請求項１に記載の結露防止構造と、前記ダクトを収容するダクト収容部へと空気を送り込む送風部と、を具備するものである。

【0011】

請求項４においては、前記送風部は、建物の屋内空間の空気を前記ダクト収容部へと送り込むものである。

【0012】

請求項５においては、前記建物に設けられた局所換気装置の運転状況に応じて、前記送風部の動作を制御する制御部をさらに具備するものである。

【0013】

請求項６においては、前記制御部は、前記局所換気装置が運転した場合、前記送風部を作動させ、前記局所換気装置が停止した場合、当該局所換気装置が停止してから所定時間が経過した後で前記送風部を停止させるものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0015】

本発明においては、ダクトにおける結露の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る結露防止システムが適用される住宅の全体的な構成を示した図。

【図2】外気が流入する様子を示した住宅の模式図。

【図3】ダクト及び結露防止構造を示した断面模式図。

【図4】結露防止システムが適用される住宅の模式図。

【図5】結露防止システムの制御態様を示したフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0017】

まず以下では、本発明の一実施形態に係る結露防止システム２０が適用される住宅１、及び、住宅１に設けられる全館空調システム１０の概略について説明する。

【0018】

図１は、全館空調システム１０が設けられた２階建ての住宅１を示している。住宅１の１階及び２階にはそれぞれ居室２が設けられ、階段３を介して１階と２階の間を往来できる。住宅１の１階の居室２（キッチン）には、局所換気を行うことが可能なレンジファン２ａが設けられる。また住宅１の２階には、後述する空調機１１を収容するための機械室４が設けられる。

【0019】

住宅１には、住宅１全体の空調を行う全館空調システム１０が設けられる。全館空調システム１０は、主として空調機１１、ダクト１２及び吹出口１３等を具備する。

【0020】

空調機１１は、機械室４に設けられる。空調機１１には、空調空気を案内するダクト１２が接続される。ダクト１２は適宜分岐され、各居室２の天井に設けられた吹出口１３と接続される。２階の居室２の吹出口１３と接続されるダクト１２は、機械室４から屋根裏５を介して２階の各居室２まで亘るように配設される。１階の居室２の吹出口１３と接続されるダクト１２は、機械室４から、１階の天井と２階の床の間に形成された階間６を介して、１階の各居室２まで亘るように配設される。

【0021】

このように構成された全館空調システム１０において、空調機１１によって空調された空気（空調空気）は、ダクト１２を介して各居室２へと案内される。これによって、住宅１全体（各居室２）の空調を行うことができる。また、各居室２の空気は、階段３等を介して再び機械室４の空調機１１へと循環される。

【0022】

次に、住宅１の模式図（図２）を用いて、住宅１に外気が流入する様子について説明する。

【0023】

例えば、レンジファン２ａ（図１参照）が作動すると、屋内の空気が住宅１の外部へと排出されるため、屋内は負圧になる。屋内が負圧になると、住宅１には各部（屋根裏５、床下７等）の隙間から外気が流入する。例えば階間６が負圧になると、屋根裏５へと流入した外気は、屋根裏５と階間６とを接続するパイプスペース８を介して階間６に流入する。また床下７から流入した外気は、床下７と階間６とを接続するパイプスペース８を介して階間６に流入する。なお、図２では、階間６の一例として、１階の天井裏６ａ及び下がり天井６ｂを図示している。

【0024】

ここで、図１に示したように、階間６にはダクト１２が収容されているため、例えば夏季の高湿な外気が階間６に流入すると、冷却された空調空気を案内しているダクト１２において結露が発生するおそれがある。結露の発生は、階間６におけるカビの発生や住宅１の劣化の原因となるおそれがあるため好ましくない。そこで本実施形態の住宅１には、図３及び図４に示すように、ダクト１２における結露の発生を抑制するために、結露防止構造２１、及び、それを含む結露防止システム２０が適用されている。

【0025】

以下では、結露防止システム２０について説明する。結露防止システム２０は、主として結露防止構造２１、送風機２２、階間吹出口２３及び制御部２４を具備する。

【0026】

結露防止構造２１は、ダクト１２に設けられ、ダクト１２における結露を防止するものである。以下では図３を用いて、結露防止構造２１の構成について説明する。

【0027】

図３に示すように、本実施形態のダクト１２は、不織布１２ａ、断熱材１２ｂ及び外皮材１２ｃを順に積層させた筒状に形成される。結露防止構造２１は、ダクト１２の外周に設けられる。結露防止構造２１は、主として吸湿発熱材２１ａ及び透湿防水材２１ｂを具備する。

【0028】

吸湿発熱材２１ａは、水分を吸収して発熱する機能を有する素材である。吸湿発熱材２１ａには、繊維系の材料、塗料系の材料等を用いることができる。例えば繊維系の吸湿発熱材２１ａとしては、アクリル系素材やキュプラを使用した素材等を挙げることができる。吸湿発熱材２１ａは、ダクト１２の外側面を覆うように設けられる。

【0029】

透湿防水材２１ｂは、防水性を有すると共に、湿気（水蒸気）を透過可能な素材である。透湿防水材２１ｂは、例えばポリエチレン製不織布等により形成される。透湿防水材２１ｂは、ダクト１２を覆うように設けられた吸湿発熱材２１ａを、さらに外側から覆うように設けられる。

【0030】

このように構成された結露防止構造２１によって、ダクト１２における結露の発生を抑制することができる。具体的には、例えば冷却された空調空気がダクト１２を流通する場合、ダクト１２の温度が低下し、ダクト１２の外周面において結露が発生することが懸念される。しかし、本実施形態では、ダクト１２の外周面に吸湿発熱材２１ａが設けられているため、ダクト１２の周囲の湿気（水蒸気）が吸湿発熱材２１ａに吸収され、当該吸湿発熱材２１ａが発熱する。これによって、ダクト１２の外周面の温度を上昇させることができるため、ダクト１２の外周面における結露の発生を抑制することができる。

【0031】

また本実施形態では、吸湿発熱材２１ａを覆うように透湿防水材２１ｂが設けられているため、透湿防水材２１ｂの外周面で結露が発生した場合であっても、内部（吸湿発熱材２１ａやダクト１２）まで結露した水が浸入するのを防止することができる。これによって、カビの発生やダクト１２等の劣化を抑制することができる。また透湿防水材２１ｂは、防水効果はあるものの、湿気（水蒸気）を透過させることはできるため、内側に配置された吸湿発熱材２１ａの発熱を阻害することはない。

【0032】

図４に示す送風機２２は、居室２内の空気を階間６へと送り込むためのものである。図例では、送風機２２は、居室２の天井（下がり天井６ｂ）の下面に設けられる。送風機２２は、例えばファンを回転させることにより送風することができる。送風機２２から送風された空気は、案内ダクト２２ａを介して天井裏６ａへと送り込まれる。当該天井裏６ａに送り込まれた空気は、適宜下がり天井６ｂにも供給される。

【0033】

階間吹出口２３は、階間６内の空気を排出するための開口部である。階間吹出口２３は、居室２の天井に設けられる。これによって階間６内の空気は、階間吹出口２３を介して居室２へと流出することができる。なお、階間吹出口２３は、例えば住宅１の外部（屋外）に向けて開口するように設けることも可能である。

【0034】

制御部２４は、結露防止システム２０の動作（特に、送風機２２の動作）を制御するためのものである。制御部２４は、ＣＰＵ等の演算処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶装置等により構成される。制御部２４は、住宅１の居室２内等、任意の場所に配置することができる。制御部２４としては、住宅１に設けられたＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等を用いることもできる。

【0035】

制御部２４は送風機２２と接続され、当該送風機２２の動作を制御することができる。また、制御部２４はレンジファン２ａ（図１参照）と接続され、レンジファン２ａの運転状況を把握することができる。

【0036】

以下では、結露防止システム２０の制御態様について説明する。

【0037】

前述のように、ダクト１２に結露防止構造２１（図３参照）を設けることによって、吸湿発熱材２１ａに湿気を吸収させることで発熱させ、ダクト１２の外周面の温度を上昇させて結露の発生を抑制することができる。しかしながら、吸湿発熱材２１ａが湿気を吸収するにつれて発熱量も低下するため、長期に亘って効果的に吸湿発熱材２１ａを発熱させるためには、吸湿発熱材２１ａを乾燥させることが望ましい。

【0038】

そこで本実施形態では、制御部２４によって送風機２２を制御して、吸湿発熱材２１ａの乾燥を促している。特に本実施形態では、レンジファン２ａが運転すると、高湿な外気が階間６に流入して結露の発生が懸念されるため、レンジファン２ａと連動するように送風機２２の運転を制御している。以下、図５を用いて具体的に説明する。

【0039】

ステップＳ１０１において、制御部２４は、レンジファン２ａの運転状況を確認する。制御部２４は、レンジファン２ａが運転している（運転有り）ことが確認できた場合、送風機２２を作動させる（ステップＳ１０２）。一方、制御部２４は、レンジファン２ａが運転していない場合、送風機２２を作動させない（ステップＳ１０３）。

【0040】

このように、レンジファン２ａが運転した際に送風機２２を作動させると、図４に示すように、居室２の空気が階間６に送り込まれる。例えば夏季の場合、居室２内の空調された空気は、外気と比べて乾燥していると想定される。従って、居室２の空気を階間６に送り込むことで、階間６に配置されたダクト１２の吸湿発熱材２１ａの乾燥を促すことができる。

【0041】

また、レンジファン２ａが運転している最中に送風機２２を作動させることで、階間６内の負圧を抑制し、若しくは、正圧にすることができ、屋外から住宅１内（階間６内）への外気の流入を抑制することができる。これによって高湿な空気がダクト１２付近へと供給され難くなり、結露の発生を抑制することができる。

【0042】

図５に示すように、送風機２２を作動させた後、所定の時間（図例では、Ｔ分）が経過した後、制御部２４は再びレンジファン２ａの運転状況を確認する（ステップＳ１０４）。制御部２４は、レンジファン２ａが運転している（運転有り）ことが確認できた場合、送風機２２を継続して運転させる（ステップＳ１０５）。その後、さらに所定の時間（図例では、Ｔ分）が経過した後、制御部２４は再びステップＳ１０４の処理（レンジファン２ａの運転状況の確認）を実行する。このように制御部２４は、所定の時間ごとにレンジファン２ａの運転状況を確認する。

【0043】

一方、制御部２４は、ステップＳ１０４においてレンジファン２ａが運転していないことが確認された場合、その後、送風機２２を所定の時間だけ継続して運転（残運転）させた後（ステップＳ１０６）、送風機２２を停止させる（ステップＳ１０７）。

【0044】

ここで、送風機２２の残運転の運転時間は、レンジファン２ａの運転時間に基づいて決定される。本実施形態では、レンジファン２ａの運転時間（ステップＳ１０１で運転が確認されてから、ステップＳ１０４で停止が確認されるまでの時間）の２倍の時間を、送風機２２の残運転の運転時間としている。このように、レンジファン２ａの運転時間が長いほど、残運転の時間も長くなるように決定することで、屋内に流入した外気の量（ひいては、湿気の量）に応じた残運転の時間を設定することができる。

【0045】

なお、送風機２２の残運転の運転時間は上記に限るものではなく、任意に設定することができる。例えば、レンジファン２ａの運転時間だけでなく、換気性能（風量等）に応じて送風機２２の残運転の運転時間を決定してもよい。また、レンジファン２ａの運転時間等に関わらず、残運転の運転時間を設定してもよい。また、送風機２２の残運転を行わず、レンジファン２ａの停止が確認されたら速やかに送風機２２を停止させてもよい。

【0046】

制御部２４は、以上のような制御（図５参照）を繰り返し行うことで、レンジファン２ａが運転する度に吸湿発熱材２１ａを乾燥させることができる。また、吸湿発熱材２１ａの乾燥と併せて、外気の流入を抑制することができるため、ダクト１２における結露の発生を効果的に抑制することができる。

【0047】

以上の如く、本実施形態に係る結露防止構造２１は、
空調空気を案内するダクト１２の結露を防止するための結露防止構造２１であって、
前記ダクト１２の少なくとも一部を覆うように設けられ、水分を吸収して発熱する吸湿発熱材２１ａを具備するものである。

【0048】

このように構成することにより、ダクト１２における結露の発生を抑制することができる。すなわち、吸湿発熱材２１ａによってダクト１２の温度を上昇させることができるため、結露の発生を抑制することができる。

【0049】

また、結露防止構造２１は、
前記吸湿発熱材２１ａの少なくとも一部を覆うように設けられる透湿防水材２１ｂをさらに具備するものである。

【0050】

このように構成することにより、透湿防水材２１ｂの内側への水の浸入を防止することができ、カビの発生や住宅１の劣化を抑制することができる。

【0051】

また、本実施形態に係る結露防止システム２０は、
前記結露防止構造２１と、
前記ダクト１２を収容する階間６（ダクト収容部）へと空気を送り込む送風機２２（送風部）と、
を具備するものである。

【0052】

このように構成することにより、吸湿発熱材２１ａの乾燥を促すことができる。これによって、吸湿発熱材２１ａの吸湿発熱機能を維持し、結露を効果的に抑制することができる。

【0053】

また、前記送風機２２は、
住宅１（建物）の居室２（屋内空間）の空気を前記階間６へと送り込むものである。

【0054】

このように構成することにより、例えば夏季には空調されて比較的乾燥した空気を階間６へと送り込むことができ、吸湿発熱材２１ａの乾燥を効果的に促すことができる。

【0055】

また、結露防止システム２０は、
前記住宅１に設けられたレンジファン２ａ（局所換気装置）の運転状況に応じて、前記送風機２２の動作を制御する制御部２４をさらに具備するものである。

【0056】

このように構成することにより、高湿な外気が流入し易いタイミングに応じて送風機２２の動作を制御することができ、吸湿発熱材２１ａの乾燥を効果的に促すことができる。また、レンジファン２ａの運転による負圧を抑制することができるため、住宅１内への外気の流入を抑制することもできる。

【0057】

また、前記制御部２４は、
前記レンジファン２ａが運転した場合、前記送風機２２を作動させ、
前記レンジファン２ａが停止した場合、当該レンジファン２ａが停止してから所定時間が経過した後で前記送風機２２を停止させるものである。

【0058】

このように構成することにより、レンジファン２ａの停止後も送風機２２の運転を行うことで、吸湿発熱材２１ａの乾燥を効果的に促すことができる。

【0059】

なお、本実施形態に係る階間６は、本発明に係るダクト収容部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る送風機２２は、本発明に係る送風部の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る住宅１は、本発明に係る建物の実施の一形態である。
また、本実施形態に係るレンジファン２ａは、本発明に係る局所換気装置の実施の一形態である。

【0060】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【0061】

例えば、本実施形態においては、２階建ての住宅１に結露防止構造２１及び結露防止システム２０を適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、１階建て、又は３階建て以上の建物に適用することも可能である。また、本実施形態においては、結露防止構造２１及び結露防止システム２０を住宅１に適用した例を示したが、本発明を適用可能な建物は住宅１に限るものではなく、その他種々の建物に適用することが可能である。

【0062】

また、本実施形態においては、結露防止システム２０を用いて居室２の空気を階間６へと送風する例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、その他任意の空間へと空気を送風するように構成することも可能である。例えば、屋根裏５へと送風するように構成し、屋根裏５に配置されたダクト１２の結露を抑制するように構成することも可能である。

【0063】

また、本実施形態においては、ある居室２に送風機２２を１つ設けた例を図示したが（図４参照）、本発明はこれに限るものではなく、送風機２２の配置や個数等は任意に変更可能である。例えば、１つの居室２に複数の送風機２２を設けることや、複数の居室２にそれぞれ送風機２２を設けることも可能である。

【0064】

また、本実施形態においては、局所換気を行う装置としてレンジファン２ａを例示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、局所換気装置としては、トイレや浴室の換気扇等を含めることも可能である。すなわち、結露防止システム２０は、レンジファン２ａだけでなく、トイレや浴室の換気扇の運転状況に応じて、送風機２２の動作を制御してもよい。

【符号の説明】

【0065】

１ 住宅
２ 居室
２ａ レンジファン
６ 階間
１２ ダクト
２０ 結露防止システム
２１ 結露防止構造
２１ａ 吸湿発熱材
２１ｂ 透湿防水材
２２ 送風機
２４ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】