(57)【要約】【課題】  デシカントロータのみのデシカント空調機で冷房運転が行えると共に熱回収が行えるソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機を提供する。【解決手段】  表面に多数の小孔２２を穿設したソーラーパネル１８の裏面側に吸入室１９を形成したソーラーウォールユニット１６ａ、１６ｂとデシカント空調機２６とを用い、デシカントロータ２７の空気流路３０を、再生流路３１と冷却流路３２と除湿流路３３の３系路に仕切り、冷房時に、ソーラーウォールユニット１６ａ、１６ｂで昇温した外気を再生流路３１に流してデシカントロータ２７を再生し、室内から排気する空気ＲＡを冷却流路３２に供給して再生後のデシカントロータ２７を冷却し、外気ＯＡと室内空気ＲＡを、除湿流路３３を通して除湿すると共に室内ユニット１１で冷却して室内に吹き出す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に多数の小孔を穿設したソーラーパネルの裏面側に吸入室を形成したソーラーウォールユニットとデシカント空調機とを用いたソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機において、デシカントロータの空気流路を、再生流路と冷却流路と除湿流路の３系路に仕切り、冷房時に、ソーラーウォールユニットで昇温した外気を再生流路に流してデシカントロータを再生し、室内から排気する空気を冷却流路に供給して再生後のデシカントロータを冷却し、外気と室内空気を、除湿流路を通して除湿すると共に室内ユニットで冷却して室内に吹き出すことを特徴とするソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機。
【請求項２】
暖房時にそのソーラーウォールユニットで昇温した外気を室内に供給する請求項１記載のソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機。
【請求項３】
デシカントロータの空気流路が円形に形成され、再生流路が約９０°、冷却流路が約６０°、除湿流路が約１２０°の扇状に形成される請求項１記載のソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機。
【請求項４】
除湿流路からデシカントロータに供給される循環空気量を１００％としたとき、室内空気を９０〜７０％、導入外気量を１０〜３０％とし、冷却流路に導入する室内からの排気空気を、除湿流路に導入する導入外気量と同じにした請求項１〜３いずれかに記載のソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物の気密性の強化に伴い、室内換気回数の低下による室内湿度上昇及び室内におけるカビ発生などの問題が顕著になっている。湿度上昇に伴う結露被害としては、建物の腐朽のほかにカビなどによるＩＡＱ（Indoor Air Quality）の低下とそれに伴う人体への悪影響が考えられる。
【０００３】
ＩＡＱ向上のためにドレンを発生させずに湿度調節できるデシカント空調機が注目されている。
【０００４】
このデシカント空調機は、特許文献１〜３に示されるようにデシカントロータと顕熱ロータとヒートポンプとを組み合わせ、潜熱処理をデシカントロータで行い、顕熱処理を顕熱ロータとヒートポンプで行うもので、デシカントロータに室内空気を通して除湿し、除湿により昇温した空気を顕熱ロータで熱回収したのち、ヒートポンプの蒸発器で冷却して設定温度にし、これを室内に吹き出して冷房するもので、デシカントロータの再生は、外気を顕熱ロータで予熱し、ヒートポンプの凝縮器を通して昇温し、これをデシカントロータを通して吸着した水分を脱着させて再生するようにしている。
【０００５】
このデシカント空調機は、デシカントロータで除湿し、その除湿後のデシカントを再生するため、顕熱ロータとヒートポンプを組み合わせる必要があるため、デシカントロータの空気系路に、蒸発器及び凝縮器、或いは顕熱ロータを組み付けるため装置が大型となる問題がある。
【０００６】
そこで、特許文献４に提案されるようにデシカント空調機とソーラーウォールユニットと、冷却器とを組み合わせ、暖房時には、ソーラーウォールユニットで昇温した外気を室内に供給して暖房を行い、冷房時には、一般の空調機で、冷房運転する他に、外気を換気用空気としてデシカントロータに供給して除湿し、除湿で昇温した外気を冷却器で冷却して室内に供給するようにしている。
【０００７】
このソーラーウォールユニットとデシカントロータを組み合わせた冷暖房システムは、冷房時にデシカントロータ再生用の空気をソーラーウォールユニットで行っているため、ヒートポンプや顕熱ロータを用いないで小型化できるメリットがある。  
【特許文献１】特開２００４−８５０９６号公報
【特許文献２】特許第３５８５３０８号公報
【特許文献３】特開２００４−９２９５６号公報
【特許文献４】特開２００３−２６２３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、デシカントロータとソーラーウォールを組み合わせたデシカント空調機は、外気をソーラーウォールで再生に必要な８０℃に昇温して排気し、他方で、再生により昇温したデシカントロータに直接冷房用の外気を導入し、これを冷却器で冷却するため、冷却器は、再生側と除湿側で生じた熱を冷却する必要があり、顕熱ロータやヒートポンプを組み合わせたデシカント空調機のように熱回収が十分に行えない問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、ヒートポンプや顕熱ロータを用いずにデシカントロータのみのデシカント空調機で冷房運転が行えると共に熱回収が行えるソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に多数の小孔を穿設したソーラーパネルの裏面側に吸入室を形成したソーラーウォールユニットとデシカント空調機とを用いたソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機において、デシカントロータの空気流路を、再生流路と冷却流路と除湿流路の３系路に仕切り、冷房時に、ソーラーウォールユニットで昇温した外気を再生流路に流してデシカントロータを再生し、室内から排気する空気を冷却流路に供給して再生後のデシカントロータを冷却し、外気と室内空気を、除湿流路を通して除湿すると共に室内ユニットで冷却して室内に吹き出すことを特徴とするソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機である。
【００１１】
請求項２の発明は、暖房時にそのソーラーウォールユニットで昇温した外気を室内に供給する請求項１記載のソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機である。
【００１２】
請求項３の発明は、デシカントロータの空気流路が円形に形成され、再生流路が約９０°、冷却流路が約６０°、除湿流路が約１２０°の扇状に形成される請求項１記載のソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機である。
【００１３】
請求項４の発明は、除湿流路からデシカントロータに供給される循環空気量を１００％としたとき、室内空気を９０〜７０％、導入外気量を１０〜３０％とし、冷却流路に導入する室内からの排気空気を、除湿流路に導入する導入外気量と同じにした請求項１〜３いずれかに記載のソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、デシカントロータの空気流路を、再生流路と冷却流路と除湿流路の３系路に仕切り、冷房運転時に室内空気を冷却流路を通し、再生後のデシカントロータを冷却して排気することで、熱回収が行え、その分除湿性能を向上できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【００１６】
先ず、図１により本発明のソーラーウォールユニットとデシカントユニットを用いた空調機の概要を説明する。
【００１７】
図１において、１０は、オフィス等の室で、その室１０内に、室内ユニット１１が設けられる。この室内ユニット１１には、井水ポンプや冷凍機（図示せず）などに接続された冷水配管１３，１４が接続され、冷房時には、室内ユニット１１のコイル１２に１５℃程度の冷水が冷水配管１３，１４にされる。
【００１８】
１６ａ、１６ｂは、ソーラーウォールユニットで、図２に示すように、２段直列に接続されて構成される。このソーラーウォールユニット１６ａ、１６ｂは、箱状に形成されたユニット本体１７の表面にソーラーウォール１８が設けられ、その表面側に流入室１９が形成され、裏面側に吸入室２０が形成され、さらに流入室１９の熱損失を低下させるためにソーラーウォール１８より間隔をおいて４ｍｍ厚程度のガラス板やポリカーボネート板などの透明板２１が設けられて構成される。
【００１９】
ソーラーウォール１８は、アルミ板等で形成した黒色表面に１．５ｍｍ程度の小孔２２を、開口率が０．３〜１％となるように穿設して形成される。このソーラーウォールユニット１６ａ、１６ｂは、その下段１６ａから外気ＯＡを流入室１９内に導入して昇温し、流入室１９から小孔２２を通して吸入室２０内に外気を取り込むことで、４０℃以上に昇温した外気とし、これをダクト２３を通して上段のソーラーウォールユニット１６ｂに供給し、上段のユニット１６ｂでさらに昇温して外気を約８０℃に昇温することができる。
【００２０】
この上段のソーラーウォールユニット１６ｂの吸入室２０は、温風ライン３６を介してデシカント空調機２６に接続される。
【００２１】
デシカント空調機２６は、デシカントロータ２７と電気ヒータ２８とからなる。デシカントロータ２７は、図３（ａ）に示すように薄型円板からなるロータ２７内にデシカントを充填して形成され、そのデシカントロータ２７が、図３（ｂ）に示すように円形に形成された空気流路３０を回転するように設けられる。この空気流路３０は、再生流路３１と冷却流路３２と除湿流路３３の３系路に仕切って形成し、デシカントロータ２７が、再生流路３１と冷却流路３２と除湿流路３３の順に回転し横断するようになっている。
【００２２】
この再生流路３１は約９０°、冷却流路は約６０°、除湿流路は約１２０°の扇状に形成される。
【００２３】
下段側のソーラーウォールユニット１６ａには、外気ＯＡの導入ライン３５が接続され、上段側のソーラーウォールユニット１６ｂで昇温された外気を排出する温風ライン３６が接続され、その温風ライン３６が、デシカント空調機２６の再生流路３１に接続される。デシカントロータ２７の上流側の再生流路３１には、電気ヒータ２８が設けられ、デシカントロータ２７の下流側の再生流路３１には、冬期に室１０に温風ＳＡを供給する暖房ライン３７が接続されると共に、その暖房ライン３７より分岐し、夏期に再生後の空気ＥＡを排気する排気ライン３８が接続される。この各ライン３７，３８には、切換ダンパ３９，４０が接続される。
【００２４】
室１０には、夏期に室内空気ＥＡを排気する排気ライン４１が接続され、その排気ライン４１の系路にデシカント空調機２６の冷却流路３２が接続される。
【００２５】
デシカント空調機２６には、夏期に外気ＯＡを導入する換気空気導入ライン４２が接続され、その換気空気導入ライン４２が、デシカント空調機２６の除湿流路３３の上流側に接続される。また室１０には、室内空気ＲＡを還気する還気ライン４３が接続され、その還気ライン４３が除湿流路３３の上流側に接続される。換気空気導入ライン４２と還気ライン４３には、導入する外気ＯＡと還気ＲＡの分配比を調節するダンパ４４，４５が接続される。
【００２６】
デシカント空調機２６の除湿流路３３の下流側は、冷房ライン４６を介して室内ユニット１１のコイル１２に送風するよう接続される。
【００２７】
また、室１０には、暖房時に室内空気を排気する排気ライン４７が設けられる。
【００２８】
次に、上述のソーラーウォールユニット１６ａ、１６ｂとデシカント空調機２６を用いた冷暖房運転を説明する。
【００２９】
先ず夏期の冷房運転時には、換気空気導入ライン４２からの外気ＯＡと換気ライン４３からの室内空気ＲＡが合流されて、デシカント空調機２６の除湿流路３３に供給され、デシカントロータ２７を通って除湿され、冷房ライン４６より、室内ユニット１１のコイル１２に供給され、その冷水配管１３，１４よりコイル１２に供給される冷水（井水、１５℃程度）により設定温度に冷却されて室１０に冷風ＳＡが吹き出されて冷房される。冷房ライン４６よりコイル１２に供給される空気はデシカントロータ２７で除湿された空気であり、コイル１２で冷却されても室内ユニット１１でドレンが発生することなくドレンレス空調が行える。
【００３０】
一方、ソーラーウォールユニット１６ａ、１６ｂで８０℃程度に昇温された外気ＯＡは、温風ライン３６から、デシカント空調機２６の再生流路３１に導入される。この際、気象条件等により温風ライン３６での温風の温度が低い場合には電気ヒータ２８で加熱されてデシカントロータ２７に供給される。デシカントロータ２７に温風を供給することで、回転により除湿流路３３を通って再生流路３１に至ったデシカントが再生され、その再生後の温風が排気ライン３８から排気される。
【００３１】
また、再生後のデシカントロータ２７は高温であり、冷却流路３２に至り、そこで、室１０から排気ライン４１を通して供給された室内空気ＥＡによって冷却される。
【００３２】
このように、排気する室内空気ＥＡを、再生後のデシカントロータ２７の冷却に用いることで、室内空気ＥＡの冷熱を回収することができると共に、冷却されたデシカントロータ２７が除湿流路３３に至って外気等を除湿する際には、デシカントが冷却されているため、除湿性能を向上することが可能となる。
【００３３】
この場合、除湿流路３３からデシカントロータ２７を通して室１０に供給されて循環される循環空気量１００％とすると、室内空気ＲＡを９０〜７０％、導入外気量ＯＡを１０〜３０％として除湿流路３３に供給し、室１０から冷却流路３２に供給・排気する室内空気ＥＡは、導入外気量ＯＡと同じ１０〜３０％とする。また、このデシカント空調機２６の空気流路３０は、再生流路３１が約９０°、冷却流路が約６０°、除湿流路が約１２０°とすることで、潜熱処理と顕熱処理を無駄なく行える。
【００３４】
次に、冬期に暖房を行う際には、ソーラーウォールユニット１６ａ，１６ｂで外気ＯＡを、５０℃程度昇温し、その昇温した空気を温風ライン３６より再生流路３１からデシカントロータ２７を通し、暖房ライン３７から温風ＳＡを供給することで暖房を行う。また、ソーラーウォールユニット１６ａ，１６ｂに供給した外気ＯＡに見合って室内空気ＥＡを排気ライン４７から排気する。
【００３５】
なお、夜間の暖房運転時にソーラーウォールユニット１６ａ、１６ｂが使用できないときには、電気ヒータ２８を用いて暖房運転を行う。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１のソーラーウォールユニットの詳細を示す断面図である。
【図３】図１におけるデシカント空調機のデシカントロータの空気流路の詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  室
１１  室内ユニット
１６ａ、１６ｂ  ソーラーウォールユニット
１８  ソーラーパネル
１９  吸入室
２２  小孔
２６  デシカント空調機
２７  デシカントロータ
３０  空気流路
３１  再生流路
３２  冷却流路
３３  除湿流路
【図１】
2006308204.tif 000003
【図２】
2006308204.tif 000004
【図３】
2006308204.tif 000005