熱交換型第一種換気を知る|熱交換素子の種類(静止型、回転型、蓄熱型)、ダクト式・ダクトレス式、それぞれの性能やメンテナンス性について

エアラボの臼井達彦です。

 

日本の住宅で主流になっているのは自然給気口から外気を取り入れて、

トイレや浴室といったダーティーゾーンからファンを使って排気をする自然給気・強制排気の第三種換気です。

維持費が安くて低コストという理由から今もなお70%以上の市場シェアを占めています。

 

給気側にも、強制側にもファンがあり、強制給気・強制排気する第一種換気は、

第三種換気に比べ外気の影響に左右されにくく、安定的があるという利点があり、

「確実に換気したい!」という方にはお勧めの換気種別です。

 

また、ここ10年くらいで第一種換気は進化しており、

熱交換効率が80%以上あったり、

PM2.5や花粉などのアレルゲン物質をカットしたり、

DCモーターで省エネな機種が次々と出ています。

まさにプレミアムな換気システムです。

 

しかし、

「高価なのでは・・・?」

「10年で壊れてしまったら・・・?」

と導入を躊躇されている方もいらっしゃると思います。

 

そこで、第一種換気の様々なプレミアムな機能をひとつずつ紹介しながら、

商品の見るべきポイントを詳しく紹介していきたいと思います。

 

1.第一種熱交換換気を選ぶポイント|熱交換効率(温度交換率)80%以上のエレメント

 

熱交換換気は、温度をなるべく変えずに換気することが出来る換気システムの事を言います。

マニアックな商品を除いて、第一種換気設備にしかない機能です。

外気温が0℃で室温が20℃の場合の給気温度は、

熱交換効率(温度交換率)が90%の場合だと、18℃です。

0℃の新鮮な外気を18℃まで温めて給気するので、

室温との温度差があまりなく快適で、

エアコン・床暖房などの冷暖房装置の負荷も低減できます。

熱交換効率(温度交換率)とは、熱交換素子(エレメント)の性能値です。

熱交換素子’(エレメント)とは、

給気と排気の空気の熱をブレンドする部位(パーツ)の事です。

私が知っている限り、熱交換効率(温度交換率)は95%が現在最高値です。

理論上100%には絶対なりませんが、先の冬の給気温度の例でいくと95%で19℃、

90%で18℃、80%で16℃、65%で13℃。

ちなみに、日本のZEH住宅で熱交換換気と認めてくれる基準は熱交換効率(温度交換率)65%以上の商品に限られています。

65%だと7℃もエネルギーロスがありますが、

2~3℃のエネルギーロスであれば十分に高効率と呼べるのではないでしょうか。

よって、採用される際は80%以上を目安にされると良いと思います。

 

1.-1 熱交換素子(エレメント)の種類|静止型・回転型のメリット・デメリット

 

給気空気と排気空気をエレメント内で交差・接触させて熱交換を行う静止型や、

回転型と呼ばれるローターという回転するエレメントに一時的に排気熱を預けて給気時に使う仕組みのものもあります。

国内メーカーの住宅向け熱交換換気は静止型の100㎥/hクラスの小型(天井カセット式)が主流です。

静止型は通常、六角形とか四角形とかに成形された特殊な「紙」を積み重ねて作られています。

安価で、表面積の大きな六角形エレメントの登場で熱交換効率も80%を超える商品が多く、コストパフォーマンスに優れます。

中でも潜熱交換効率は高めですので、換気の際に湿気を交換する効果が高いです。

しかし、エレメントが「紙」ですので、洗うことが出来ません。

湿気や油汚れ、ホコリが入り込んだ後のリカバリーが難しく、

変形、目ずまり、異音、結露、カビといったリスクを抱えていますので、

設置場所によってはエレメントの交換頻度が高くなってしまいます。

まず、静止型を採用する場合には、

①フィルター、メンテナンスが行いやすい機種を選ぶ事

②ダクトと換気本体の距離を最短で結ぶ事

③年中多湿な部屋への設置を避ける事

ホール、廊下やウォークインクローゼット、ユーティリティ、洗面室に本体が設置されるケースが多いので、

④なるべく居室の建具を開けて換気運転をする事

が重要です。

導入にあたっては、性能や初期にかかる費用だけではなく

・無理な配管計画にならないか?

・メンテナンスの支障になるような位置になっていないか?

建物のプランをよくにらめっこして確認することをおすすめします。

 

続いて海外メーカーのパワフルな商品には回転式が多く見られます。

アルミのローターによって浴室、トイレまでも1台でカバーできるといった強みがあります。

これによって空気の温度、湿度のコントロールが容易になりますし、

パワフルさを活かし、HEPAなどの超高性能なフィルターを搭載できることもメリットの一つです。

換気フードが家の外に2、3個しか現れませんので、外観もかなりスッキリしています。

換気も外気清浄もオールインワンですが、高価なため予算が合えば入れておきたい一品です。

また、1台で全部カバーできるという事は、止まってしまったら、全部カバーできなくなるという事ですので、

万一止まってしまったら機械の内部はどうなってしまうのか?

交換部品はあるのか?

交換手順はどうなのか?

サポート体制をしっかり抑えておいた方が良いです。

 

1.-2 熱交換換気は後先を考えて選ぼう

 

上で紹介した第一種換気は、

1つの機械(換気本体)から各部屋にダクト配管を行う方式のもので、

ダクト(集中)式とも呼ばれます。

風量の比較的小さな静止型では、1階、2階でわけて2台の機械でフロアごとにダクト配管を行い、

風量のパワフルな回転型や海外製の静止型では、1台で全部の部屋をダクト配管で繋ぐケースが多いです。

「集中」の良さは、なんといっても少ない機械で全部(多く)を賄えるという点です。

逆に非集中ですと、空気のコントロールがしにくく、第三種のように換気量不安定になってしまうので、

バラツキの多い環境となってしまいます。

しかし、「集中」は裏を返すと、使えなくなった場合に何もできなくなるという事を意味します。

 

ちなみに、空気が滞留しやすい箇所は、熱が運ばれにくい箇所です。

湿気は瞬時拡散と言い、マッハ2の速さで家中に拡散していきますので、

空気の滞留しやすい箇所に水蒸気が大量に入ってきたら、結露の発生、カビ発生に繋がります。

エレメントは本体のそこそこの気密性しかないボックスの中に入っていますから、

ファンが故障して止まってしまったり、

フィルターの汚染によって空気の流通がない状態が長く続いたエレメントの内部は非常に危険です。

 

よってダクト式採用の場合には、

・換気を止めない事、

・定期点検(メンテナンス)をしっかり続ける事、

・故障が見つかった時にはすぐに修理を依頼する事を心がけてください。

 

1.-3 長く付き合いやすいダクトレスという選択

 

第一種で熱交換で花粉もバッチリと他人がすすめると、

何となくプレミアム感があるので好感度を抱きやすく、

すぐに導入を決めてしまいそうですが、

「良いものを長く使う」という事を考えたときに、

本当にその対価に見合うのかという事を考えなければなりません。

第一種ダクトは感覚的に、メンテナンスが大変そう、長く付き合っていくのが心配だと思われる方も多くいらっしゃいます。

実際、換気のメンテナンスを行っている方がどのくらいいるのでしょうか?

フィルターを掃除しなければ、フィルターにホコリや汚れがどんどんたまり、

目詰まりを起こす原因となったり、汚れを拡散する汚染源になったりして換気システムが使い物にならなくなってしまいます。

第一種はメンテナンスが命です。

そこで、新たな熱交換素子(エレメント)の開発により

熱交換をもっと手軽に実現したのが、壁付けのダクトレス熱交換換気システムpassiv Fan(パッシブファン)です。

passiv Fan(パッシブファン)PFB150sは熱交換効率(温度交換効率)最大で90.5%の蓄熱エレメントを有します。

これまで紹介した静止型・回転型と異なり、エレメントの素材は陶器(セラミック)で出来ています。

セラミックを特殊な形状に加工することで表面積を大きくし蓄熱量が高くなる工夫に加え、

排気時にこの蓄熱エレメントに熱をより多くため込み、

給気時に放熱しやすくなるように熱の伝達に優れる特殊な素材を使用しています。

さらに、お皿と同じ陶器なので、

割らない限り永久に使える事や、

passiv Fan(パッシブファン)PF150シリーズ及びPF100シリーズでは

標準で水洗いが出来る蓄熱エレメントが搭載されています。

これで、エレメントに溜まるホコリや油汚れ、虫等も洗う事で解決してしまいます。

また、壁付けダクトレスで外気の取込経路も短いため、

常に空気に接し、空気が通っている状態です。

セラミックのエレメントが変形したりカビが発生してダメになることはありません。

passiv Fan(パッシブファン)の詳細な性能については製品パンフレットをダウンロードしてご覧ください。

passiv Fan(パッシブファン)製品パンフレットダウンロードリンク

 

第一種ダクトは従来の第三種換気のデメリットを解消するプレミアム換気ですが、

維持管理のしにくさという難点が次の課題として挙げられます。

しかし、この維持管理のしにくさという難点を解消したのが、passiv Fan(パッシブファン)です。

次回ブログはメンテナンスの方法について詳しくご紹介します。

 

エアラボ 臼井達彦

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