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熱交換式の換気扇(全熱交換器等)

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冬になると、せっかく暖房や加湿器を使っても換気システムのせいで快適な空気が屋外に出ていってしまいます。

効率的に加湿や暖房を使うには換気システムの機能も重要なので、”熱交換式の換気扇”について調べてみました。電気代が高騰する昨今、節電対策といった意味でも熱交換は役立つ仕組みです。

本記事は、個人住宅向けの熱交換式の換気扇について調べた際のメモです。

目次

基本

熱交換タイプの換気扇

家庭用でも、熱交換タイプの換気扇があるようです。

室内の気温や湿度を維持しながら換気できるので、冬の暖房や加湿器(夏であれば冷房)を効率的に使用できます。

換気システムの種類

以下のような種類があります。

  • 第三種換気
    自動排気、自然吸気
    熱交換無し

  • 第一種換気
    自動排気、自動吸気
    熱交換を行うものは、さらに以下の2種類

    • 顕熱交換器
      温度(顕熱)を交換し、湿度(潜熱)を交換しない
      室内から吸い込んだ空気のにおい等は室内に戻ってこない
    • 全熱交換器
      温度(顕熱)と湿度(潜熱)の両方を交換する
      室内から吸い込んだ空気のにおい等が一部室内に戻ってくる

第三種換気の方が、仕組みがシンプルで、換気扇本体の価格が安く、消費電力も低いです。

一方、第一種換気は、第三種換気に比べて換気扇本体の価格や消費電力が高いですが、室内空気の温湿度(快適さ)を保ちやすくなります。
冷暖房や加湿器を効率的に使用できるので、それらを含めた総合的な電力コストを抑えやすくなります。

熱交換についての理解

上記のように、熱交換式の換気扇には、顕熱交換式と全熱交換式という種類があります。

換気扇のことを考える上で、熱交換について少し理解するためには、熱≠温度であるという点と、顕熱(温度)と潜熱(湿度)というものについて把握する必要性があります。

熱交換のメインの仕組みとしては、エレメントという専用の部品が使用されます。
エレメントの材質は主に、顕熱交換式なら樹脂製、全熱交換器なら膜製(紙)です。

吸気と排気の間で、より効率的に熱交換が行うためには、エレメントが大きい方が良いです。
そのため、大きなエレメントを用いて建物内の熱交換処理を集中的に行う換気システムもあります。

※本記事には、このあたりのより詳細な説明は無いので、換気扇メーカーや信頼できそうな建築業者のWebサイトや動画、また物理のことを分かりやすく説明しているWebサイトや動画をご覧ください。

熱交換の効率を表す熱交換率については、後述します。

熱交換式の換気システム選び

住宅向けの換気システムとして、熱交換式のものを選ぶ場合についてです。

  • 全熱交換器
    換気扇として、全熱交換器を選ぶと、室内空気の温度や湿度を維持しながら換気できます(維持できる割合は熱交換率によります)。
    つまり、冬の暖房や加湿器(夏であれば冷房)を効率的に使用できることになります。
    暖房や加湿器を動作させるための電力コストを抑えやすくなるということです。

  • 顕熱交換器
    顕熱交換器の場合は、温度のみを維持します。湿度は維持しません。
    温度が維持される一方で、加湿された空気が加湿されていない外気と入れ替わってしまうためです。

  • どちらを選ぶか
    寒冷地やペットのいる住宅には顕熱交換式、夏場に高温多湿になる地域の住宅には全熱交換器が良いと言われています。
    (個人的には寒冷地でも室内の湿度維持を優先するなら全熱交換器の方が良いかと思っています)

    なお、においや湿気の多いトイレや浴室(洗面所)には全熱交換器は使用できません。湿度を交換しない顕熱交換器は使用できます。
    また熱交換効率は100%ではないため、どうしても吸気により室温より低い空気が入ってきます。その気温低下を少しでも避けたい場合には、第一種換気と組み合わせてトイレや浴室(洗面所)は”排気のみ”にすることになるでしょう。

  • 電気代等の削減例




出典:ロスナイのエネルギー削減効果例(三菱電機)

個人住宅向けの熱交換式の換気扇

私も今後、換気システムを見直す機会があれば熱交換式を検討してみたいと考えています。

ブランドで言うと、三菱のロスナイやダイキンのベンティエールは、業務用の換気システムとしても実績があります。
ちなみに業務用の換気システムには、一部、加湿機能を備えたものもあるようですが、それは機構が複雑になりそうです。

三菱電機 ロスナイ VL-10S3-D

機種により少し機能差がありますが、急速運転、ロスナイ運転(常時換気)、強/弱運転、バイパス排気(熱交換なし)といった機能があります。

定価は38,300円(税別)ですが、15,000円以下で売られているようです。

この換気扇は交換用のエレメントは基本的に販売されておらず、エレメントのお手入れは2年に1回の”清掃”のみで良いようです(取扱説明書より)。

業務用のものだと高額なエレメント交換が必要なケースもあるようですが、このような小さなサイズの家庭用のものだと本体ごと買い替えになるんですかね。

黒もあります。

DAIKIN ベンティエール VETH70BFS

こちらはダイキンです。

パナソニック FY-12ZH1

こちらはパナソニックです。

詳細

自分で取り付けるのは難しい

換気扇本体の取付は建築業者やリフォーム業者等に相談が必要です。

既に使用している換気システムを交換する場合でも、換気扇の機種によって取付に必要なパイプ径が異なったりするので、どの程度の工事が必要かといった確認が必要です。DIYにバッチリ自信がある方は、自身で換気扇本体を購入して自分で取り付けても良いでしょう。

リフォーム業者を探す際には、全国どこでも近くの業者の見積を無料で比較できるサービスが便利です。




熱交換率

全熱交換器の熱交換率(顕熱のみ:温度交換効率)は、業務用で70~90%、家庭用で60%~80%くらいのようです。

顕熱と潜熱の両方(全熱)を考慮した熱交換率(エンタルピー交換効率)は、温度交換効率より低くなり、業務用で60%~80%、家庭用で40%~60%くらいのようです。

潜熱の交換効率は、温度の交換効率よりも低く、製品のカタログ値としては、温度交換効率のみが紹介されているケースが多いです。

計算式の例

例えば、温度交換効率は、室外から室内に入ってくる空気(吸気)をどれだけ暖められるかの効率を割合で表したものです。

室外の空気が吸い込まれるときの温度と、その空気が換気扇(エレメント)を通過してから室内に供給されるときの温度の差を、室内と室外の温度差で割った値です。

(室外から吸い込まれる空気の温度 – 室内に供給される空気の温度) ÷ (室外から吸い込まれる空気の温度 – 室内から吸い込まれる空気の温度)

まとめ

本記事では、個人住宅向けの熱交換式の換気扇について調べたことをまとめてみました。

やはり第三種換気のロスはもったいないので、今後換気システムを見直す機会があれば一部だけでも熱交換式を検討してみたいです。

加湿器の全般的なことについては、以下の別記事にまとめてあります。

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