熱交換換気とは？

熱交換換気とは、室内から排出する空気が持つ熱を回収し、外から取り入れる空気へ移す換気システムです。

一般的な換気では、冬に暖めた空気をそのまま外へ排出し、代わりに冷たい外気を取り入れます。夏は、冷房した空気を排出し、高温の外気を取り入れます。

熱交換換気は、換気によって失われる熱を減らしながら、必要な空気を入れ替えるための設備です。

ただし、熱交換換気を設置すれば、必ず暖かくなり、電気代が大幅に下がるわけではありません。住宅の断熱・気密性能、換気設計、施工、メンテナンスまで含めて考える必要があります。

熱交換換気の仕組み

熱交換換気では、室内から排出する空気と、屋外から取り入れる空気を熱交換素子の中ですれ違わせます。

二つの空気を直接混ぜるのではなく、熱交換素子を通して熱を移します。

冬の場合、暖かい室内空気の熱を回収し、冷たい外気を暖めてから室内へ給気します。夏は、冷房された室内空気の冷たさを利用して、高温の外気を冷やしてから取り入れます。

これにより、換気を行いながら冷暖房の負担を抑えやすくなります。

なお、熱交換換気は暖房機や冷房機ではありません。外気を室温と同じ温度にする設備ではなく、給気温度を室温へ近づける設備です。

第一種換気と熱交換換気の違い

第一種換気とは、給気と排気の両方を機械で行う換気方式です。

一方、熱交換換気とは、排気する空気から熱を回収する機能を表します。

そのため、第一種換気であっても熱交換機能が付いていない製品があります。反対に、戸建住宅で使用される熱交換換気の多くは第一種換気ですが、「第一種換気＝すべて熱交換換気」ではありません。

換気方式を比較するときは、次の二点を分けて確認してください。

• 給気と排気をどのように行うか
• 排気する空気から熱を回収するか

第一種換気の基本については、第一種換気とは？で詳しく説明しています。

全熱交換と顕熱交換の違い

熱交換換気には、主に「全熱交換」と「顕熱交換」があります。

全熱交換

温度に関係する顕熱と、湿度に関係する潜熱の両方を交換します。

冬は室内の熱と湿気の一部を給気側へ戻し、過乾燥を抑えやすくします。夏は外気の熱と湿気の一部を排気側へ移すため、冷房や除湿の負担を抑える効果が期待できます。

国土交通省の設計ガイドでも、全熱交換型は、夏に湿気を含んだ外気がそのまま入ることを抑えられるため、高温多湿な地域に適しているとされています。

顕熱交換

温度に関係する熱を交換し、原則として湿気は交換しません。

においや水蒸気が給気側へ移りにくいという特徴がありますが、冬の乾燥や夏の除湿負荷については、全熱交換とは異なる対策が必要です。

どちらが一律に優れているのではなく、地域の気候、住宅の使い方、湿度管理、設備の設計によって適性が変わります。

熱交換率の見方

熱交換換気には、「熱交換率90％」「熱回収率92％」などの数値が表示されています。

例えば、外気温0℃、室温20℃、温度交換効率92％という単純な条件なら、理論上の給気温度は約18.4℃です。

ただし、実際の給気温度は、次の条件によって変わります。

• 外気温と室温
• 風量設定
• ダクトからの熱損失
• 本体やダクトの設置場所
• 霜取り運転
• フィルターの汚れ
• 建物内外の圧力差
• 製品の測定条件

また、「温度交換効率」「全熱交換効率」「熱回収率」は、同じ意味で使われているとは限りません。

カタログの数字だけを比較するのではなく、何の効率を、どのような条件で測定した数値なのか確認する必要があります。

高気密住宅との相性

熱交換換気を機能させるには、住宅の気密性能が重要です。

隙間の多い住宅では、給気口を通らずに外気が壁や床、窓まわりから入り込みます。この空気は熱交換素子を通らないため、熱を回収できません。

さらに、意図しない隙間から空気が出入りすると、設計した給気と排気のバランスが崩れ、部屋によって換気量に偏りが生じる可能性があります。

高性能な換気設備を選んでも、住宅の気密性能が不足していれば、その能力を十分に生かせません。

だからこそ、熱交換換気と気密はセットです。高気密と換気の関係とは？もあわせてご覧ください。

熱交換換気のメリット

熱交換換気の主なメリットは、換気による熱損失を抑えやすいことです。

• 冬の冷たい給気を和らげやすい
• 夏の高温な給気を和らげやすい
• 冷暖房の負担を抑えやすい
• 給気口付近の不快な冷気を軽減しやすい
• フィルターを通して外気を取り入れられる
• 給気と排気の経路を計画しやすい

特に断熱性能の高い住宅では、壁、屋根、窓から逃げる熱が少なくなるため、換気による熱損失の割合が相対的に大きくなります。

国土交通省も、断熱性の高い住宅では、換気による熱損失を抑えるために熱交換型第一種換気を選ぶことが望ましいとしています。

デメリットと注意点

熱交換換気には、初期費用と維持管理が必要です。

一般的な第三種換気と比べると、機器本体、ダクト、施工にかかる費用が高くなる傾向があります。また、給気側と排気側のファンを動かすため、設備自体の電気も使用します。

注意したい点は次のとおりです。

• フィルターの清掃と交換が必要
• ダクト設計が悪いと必要風量を確保しにくい
• 運転音が問題になる場合がある
• 本体やダクトの点検スペースが必要
• 将来の機器交換費用がかかる
• 24時間換気を止めると空気環境が悪化しやすい

「熱交換率が高い」という理由だけでは、良い換気とは判断できません。

省エネ性だけでなく、風量、音、清掃のしやすさ、部品供給、交換方法まで確認することが大切です。

熱交換換気は元が取れるのか？

熱交換換気による冷暖房費の削減額は、住宅ごとに異なります。

地域、床面積、UA値、C値、設定温度、家族構成、電気料金、換気風量などによって結果が変わるため、一律に「何年で元が取れる」とは言えません。

また、熱交換換気の価値は光熱費だけではありません。

冬に冷たい外気がそのまま入る不快感を抑えながら換気を続けやすいことも、重要な価値です。

費用対効果については、第一種換気は元が取れる？で詳しく解説しています。

デザインハウス甲府の考え方

デザインハウス甲府では、次の性能を基本としています。

• 第一種熱交換換気
• 熱回収率92％
• 断熱等性能等級6
• UA値0.46以下
• C値0.7以下
• 全棟気密測定

山梨県は、冬の朝晩が冷え込み、夏は高温になる地域です。

冬に冷たい外気をそのまま給気すると、給気口付近で寒さを感じ、住み始めてから換気を止めたくなる可能性があります。

そこで、熱交換換気だけを単独で採用するのではなく、断熱・気密・換気を一体で設計します。

ただし、設備の能力を維持するには、入居後のフィルター清掃や定期的な点検が欠かせません。性能だけでなく、住み始めてから無理なく管理できることも重視しています。

俺流ポイント

私はお客様に、

「熱交換率の数字だけで、換気設備を選ばないでください」

とお話ししています。

熱交換率92％でも、住宅に隙間が多ければ、熱交換器を通らない外気が入ります。ダクト設計が悪ければ、必要な場所へ空気が届きません。フィルターが詰まれば、換気量も低下します。

見るべきなのは、設備単体の数字ではありません。

UA値、C値、全棟気密測定、換気経路、風量、消費電力、音、清掃方法、交換費用まで確認する。

熱交換換気は、付ければ完成する設備ではありません。

高断熱・高気密住宅と組み合わせ、正しく設計し、適切に運転して初めて価値を発揮します。