(57)【要約】【課題】  屋外の空気に含まれる湿気を利用して室内の加湿を行なう機能を有し、新鮮な空気を供給できる温水式暖房装置を提供する。【解決手段】  第２の室外吸気口１３２から吸気された空気は第３の送風通路内に吸気され、除湿ロータ１１６によって除湿された後、排気口１３５から屋外に排気される。第１の室外吸気口から吸気された空気は再生用熱交換器１２７で加熱され、除湿ロータ１１６に吸着した湿気を蒸発させて除湿ロータ１１６を乾燥させ、除湿ロータ１１６から蒸発した湿気と共に吐出口１３４から室内へ吹き出して室内が暖房及び加湿される。また、室内吸気口１３３から吸気された空気は、暖房用熱交換器１２２で加熱されて吐出口１３４から再び室内に吹き出して室内を暖房する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内の空気を循環させるための第１の送風通路、第１の送風通路内の空気を温水と熱交換させて加熱する第１の熱交換器、及び第１の送風通路内の加熱空気を室内に吹き出させるための温風用送風機を有する室内端末と、
前記第１の熱交換器に流れる温水を加熱するための室外熱源機と、
室外に設置された除湿器と、を備え、
前記除湿器により室外の空気に含まれていた湿気を捕捉し、前記除湿機から蒸発させられた湿気を室内へ導くようにしたことを特徴とする温水式暖房装置。
【請求項２】
一方端部が前記室内端末の第１の送風通路につながり他方端部が室外に開放された第２の送風通路と、両端部が室外に開放された第３の送風通路とを少なくとも一部が隣接するように配置し、
前記除湿器の除湿部材が第２の送風通路と第３の送風通路との間を移動できるように前記除湿器を第２及び第３の送風通路に跨って配置し、
前記第２の送風通路に前記除湿器を加熱して湿気を蒸発させるための加熱手段を配置し、
前記第３の送風通路に吸湿用送風機を配置したことを特徴とする、請求項１に記載の温水式暖房装置。
【請求項３】
前記除湿器は、前記除湿部材を回転させることによって前記除湿部材を第２の送風通路と第３の送風通路との間で移動できるようにしていることを特徴とする、請求項２に記載の温水式暖房装置。
【請求項４】
前記室外熱源機と第１の熱交換器を温水配管により接続すると共に、前記温水配管から分岐された分岐配管を前記加熱手段である第２の熱交換器に接続し、
室外熱源機で加熱された温水を第１の熱交換器と第２の熱交換器に循環させられるようにしたことを特徴とする、請求項２に記載の温水式暖房装置。
【請求項５】
前記分岐配管に熱動弁を設けたことを特徴とする、請求項４に記載の温水式暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水式暖房装置に関し、特に加湿機能を有した温水式暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の温水暖房システムにおいては、屋外の暖房熱源機で加熱した熱媒（温水）を室内に導入し、室内に設置した室内端末（温水ルームヒーターなど）により室内空気温度を上昇させている。そのため、室内の暖房を行なうと、室内の相対湿度は下がり乾燥状態になり易く、体に優しくない暖房となる。また、室内空気の循環サイクルにより暖房しているので、室内に新鮮な空気が入ってこず、室内の空気が汚れるといった問題があった。
【０００３】
また、特許文献１（特開平５−１９６２３９号公報）では、暖房用の熱交換器に流れる温水の蒸気を加湿に利用することが提案されている。しかしながら、この方法では室内機に蒸発用の温水を貯める為のタンクを設置する必要があり、室内機の設置面積が大きくなってしまう。さらに、暖房用の温水が蒸発により消費されるので、暖房熱源機内に消費した温水を溜めておくタンクなどの設備も必要になっていた。また、新鮮な空気を取り入れるためには、別途換気口などを設ける必要があった。
【特許文献１】特開平５−１９６２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、室外（屋外）の空気に含まれる湿気を利用して室内の加湿を行なう機能を有し新鮮な空気を供給できる温水式暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の温水式暖房装置は、室内の空気を循環させるための第１の送風通路、第１の送風通路内の空気を温水と熱交換させて加熱する第１の熱交換器、及び第１の送風通路内の加熱空気を室内に吹き出させるための温風用送風機を有する室内端末と、前記第１の熱交換器に流れる温水を加熱するための室外熱源機と、室外に設置された除湿器とを備え、前記除湿器により室外の空気に含まれていた湿気を捕捉し、前記除湿機から蒸発させられた湿気を室内へ導くようにしたことを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載した温水式暖房装置にあっては、除湿器により室外（好ましくは、屋外）の空気に含まれていた湿気を捕捉し、除湿機から蒸発させられた湿気を室内へ導くようにしているので、第１の送風通路から加熱空気を吹き出させて室内暖房を行ないながら、室内を加湿することができ、暖房時に室内の湿度が低下するのを防ぐことができる。また、室内加湿用の湿気は、室外の空気に含まれている湿気を利用しているので、加湿用の水分を定期的に補給する必要が無く、加湿用の水を溜めておくタンクなども不要になる。
【０００７】
請求項２に記載した実施態様は、請求項１の温水式暖房装置において、一方端部が前記室内端末の第１の送風通路につながり他方端部が室外に開放された第２の送風通路と、両端部が室外に開放された第３の送風通路とを少なくとも一部が隣接するように配置し、前記除湿器の除湿部材が第２の送風通路と第３の送風通路との間を移動できるように前記除湿器を第２及び第３の送風通路に跨って配置し、前記第２の送風通路に前記除湿器を加熱して湿気を蒸発させるための加熱手段を配置し、前記第３の送風通路に吸湿用送風機を配置したことを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の実施態様にあっては、吸湿用送風機を運転すると第３の送風通路内に室外の空気が流れ除湿器の除湿部材に空気中の湿気が吸着される。除湿部材の湿気吸着個所は第２の送風通路へ移動し、ここで加熱手段により加熱されると吸着していた湿気を放出する。第２の送風通路を通って第１の送風通路へ流れる室外の空気は放出された湿気を含むので、第１の送風通路へは室外の空気よりも湿度の高い空気が供給され、第１の送風通路内の加熱空気と共に室内へ吹き出される。また、この湿気は加熱空気（温風）と共に室内に吹き出されるので、結露する恐れがない。なお、第２の送風通路にも送風機を設けておいてもよいが、第２の送風通路は第１の送風通路につながっているので、第１の送風通路内の温風用送風機によって第２の送風通路に室外の空気が流れるようにしても差し支えない。
【０００９】
請求項３に記載した実施態様は、請求項２の温水式暖房装置において、前記除湿器は、前記除湿部材を回転させることによって前記除湿部材を第２の送風通路と第３の送風通路との間で移動できるようにしていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、除湿器の構造が簡単になり、除湿及び湿気発生のための構造をコンパクト化することができる。
【００１０】
請求項４に記載した実施態様は、請求項２の温水式暖房装置において、前記室外熱源機と第１の熱交換器を温水配管により接続すると共に、前記温水配管から分岐された分岐配管を前記加熱手段である第２の熱交換器に接続し、室外熱源機で加熱された温水を第１の熱交換器と第２の熱交換器に循環させられるようにしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の実施態様にあっては、第１の熱交換器と第２の熱交換器とで室外熱源機を共用することができるので、コストを安価にすることができる。また、電気ヒーターなどを用いる場合に比べてランニングコストが安くなる。
【００１２】
請求項５に記載した実施態様は、請求項２の温水式暖房装置において、前記分岐配管に熱動弁を設けたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、第２の熱交換器の放熱量がほぼ一定になるように熱動弁で制御できるので、単位時間あたりに除湿器から放出される湿気の量をほぼ均一に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものでないことは勿論である。
【実施例１】
【００１４】
図１は、温水式暖房装置１０１の構造を模式的に表わした断面図である。温水式暖房装置１０１は、温水式暖房熱源機１１１と温水ルームヒータ１１２（室内端末）で構成されており、温水式暖房熱源機１１１と温水ルームヒータ１１２は、外壁を貫通して配管された温水配管や接続配管１３６で接続されている。また、温水ルームヒータ１１２は室内の天井や壁などに取り付けられおり、温水式暖房熱源機１１１は屋外に設置されている。
【００１５】
温水式暖房熱源機１１１は、加湿風路１５１（第２の送風通路）と吸湿風路１５２（第３の送風通路）の２つの風路及び燃焼室１５３で構成されている。燃焼室１５３には、バーナー１２３と温水用熱交換器１２１及び排気口１３７が設けられており、バーナー１２３によって温水用熱交換器１２１を通過する水を温めることができるようになっている。また、前記温水配管は温水往き管１４１と温水戻り管１４２からなり、温水往き管１４１は温水用熱交換器１２１の温水出口に接続され、温水戻り管１４２は温水用熱交換器１２１の温水入口に接続されており、温水往き管１４１には循環ポンプ１２５が設けられている。なお、燃焼排ガスを排出するための排気口１３７は、実際にはバーナー１２３の真上に設けられているが、図面では図示の都合上温水式暖房熱源機１１１の側面に表わしている。
【００１６】
吸湿風路１５２は、第２の室外吸気口１３２から排気口１３５につながる風路で、第２の室外吸気口１３２側から吸湿用送風機１１５、除湿ロータ１１６の一部が順に配置されている。吸湿用送風機１１５は、吸湿用送風機モータと接続されている。この吸湿用送風機モータの駆動により第２の室外吸気口１３２から屋外の空気を吸気し、排気口１３５から再び室外に排気するようになっている。この時、第２の室外吸気口１３２から吸湿風路１５２内に流入した外気は、除湿ロータ１１６を通過する際に除湿され、除湿ロータ１１６には空気中の湿気が吸着される。
【００１７】
加湿風路１５１は、第１の室外吸気口１３１から接続配管１３６につながる風路であって、その内部には、第１の室外吸気口１３１側から再生用送風機１１４、再生用熱交換器１２７、除湿ロータ１１６の一部が配置されている。再生用送風機１１４は、再生用送風機モータと接続されている。この再生用送風機モータの駆動により再生用送風機１１４を回転させると、第１の室外吸気口１３１から屋外の空気（外気）が吸気され、接続配管１３６に向けて空気が流れるようになっている。また、温水往き管１４１から分岐された再生用往き管１４３が再生用熱交換器１２７の温水入口に接続され、温水戻り管１４２から分岐された再生用戻り管１４４が再生用熱交換器１２７の温水出口に接続されており、再生用熱交換器１２７には再生用往き管１４３及び再生用戻り管１４４からなる分岐配管１２６を通じてバーナー１２３で加熱された温水の一部が循環するようになっている。再生用往き管１４３には、熱動弁１２８が設けられており、熱動弁１２８は、再生用熱交換器１２７における放熱量がほぼ一定となるよう、循環する湯の温度に応じて流量を調整したり、流路を開閉したりしている。
【００１８】
従って、再生用送風機１１４を回転させて送風すると、第１の室外吸気口１３１から加湿風路１５１内に流入した外気は、再生用熱交換器１２７で暖められて温風となり、除湿ロータ１１６を通過する。除湿ロータ１１６は、再生用熱交換器１２７からの放熱及び通過する温風の熱により温められ、吸着していた湿気が蒸発させられる。よって、接続配管１３６から温水ルームヒータ１１２側へは、湿気が凝縮されて屋外の外気よりも湿度が高く、かつ加熱された加湿空気が流れ込む。
【００１９】
なお、除湿ロータ１１６は、吸湿風路１５２内と加湿風路１５１内とでは反対方向から空気を吹き付けられるようになっており、それによって吸湿風路１５２内で吸着した湿気を加湿風路１５１で放出し易いようにしている。
【００２０】
図２に示すように、除湿ロータ１１６の除湿部材１６は、平坦な基板の表面上に波形に連続して屈曲した部材を接着して構成された矩形長尺部材を円筒状に巻き込んだものであり、かつその平坦な基板及び波形部材の表面には湿気を吸着する機能を持つ固体吸着剤が付着されている。特に吸着剤に用いる材料に制限はないが、湿気を吸着する性質を持つ素材であればよく、例えば、シリカゲル、ゼオライト、活性炭などのように通常水分吸着用途に用いられるものを任意に使用できる。さらに、除湿ロータ１１６の円筒形の円周部には、その円周に沿ってギア１２が形成されている。
【００２１】
除湿ロータ１１６の除湿部材１６は、波形に連続して屈曲した部材を巻き込んだ形状であることから、その円形の端面には波形に連続して屈曲した部材と平坦な部材との隙間によって形成された無数の空気通過孔１１が端面全体に形成されている。なお、図２では、省略して一部の空気通過孔１１のみを図示している。また、各空気通過孔１１の和は、十分な断面積を有し、且つその長さ方向（円筒形の厚さ方向）にはそこを通過する空気との大きな接触面積を有する。従って、湿気を含んだ空気は除湿ロータ１１６の空気通過孔１１中をほとんど圧損なしに通過することができ、同時に、除湿ロータ１１６の表面部分に付着された吸着剤により湿気が吸着除去される。また、空気通過孔１１の形状は、上記形状に限らず空気が通過するときの接触面積が大きく、圧損が発生しにくい構造であればよく、例えば、六角形のハニカム構造に形成したもの等でもよい。
【００２２】
除湿ロータ用モーター１５には、駆動ギア１３が取り付けられており、除湿部材１６の外周面に形成されたギア１２と噛み合うような位置に調整されている。したがって、除湿ロータ用モーター１５の回転駆動により、除湿ロータ１１６も円形面の中心軸１４を中心に円形面内で連続的或いは断続的に回転するようになっている。
【００２３】
温水ルームヒータ１１２は、循環風路１５４（第１の送風通路）と加湿空気流入路１５５で構成されている。循環風路１５４は、室内吸気口１３３から吐出口１３４につながる風路であって、循環風路１５４内には、室内吸気口１３３側から順にエアフィルタ１２９、暖房用熱交換器１２２、温風用送風機１１３が設けられている。温風用送風機１１３にはクロスフローファンが用いられており、特に図示しないが温風用送風機１１３は、温風用送風機モータと接続されている。この温風用送風機モータの駆動により温風用送風機１１３を回転させて室内吸気口１３３から室内の空気を吸気し吐出口１３４から再び室内に吹き出すようになっている。
【００２４】
加湿空気流入路１５５は、循環風路１５４の暖房用熱交換器１２２と温風用送風機１１３の中間位置に臨む個所と接続配管１３６との間を接続しており、温水式暖房熱源機１１１から供給される暖かい加湿空気が加湿空気流入路１５５を通って循環風路１５４に流れ込むようになっている。
【００２５】
暖房用熱交換器１２２は、温水往き管１４１及び温水戻り管１４２によって温水用熱交換器１２１と接続されており、温水往き管１４１に設けた循環ポンプ１２５を運転すると、温水用熱交換器１２１で暖められた温水が暖房用熱交換器１２２を循環させられる。よって、温風用送風機１１３を運転すると、循環風路１５４に吸い込まれた室内の空気が暖房用熱交換器１２２で加熱されて吐出口１３４から室内に吹き出される。このとき、加湿空気流入路１５５から循環風路１５４に暖かい加湿空気を吐出させれば、吐出口１３４から湿気を含んだ温風を吹き出させることができる。
【００２６】
図示しないが、温水往き管１４１には流量調整弁が設けられており、流量調整弁によって暖房用熱交換器１２２に流れる温水流量を調整することにより、温風の温度が調整される。なお、温水往き管１４１には、熱動弁１２４が設けられており、熱動弁１２４は、暖房用熱交換器１２２における放熱量がほぼ一定となるよう、循環する湯の温度に応じて流量を調整したり、流路を開閉したりしている。
【００２７】
次に図３及び図４を用いて、実施例１の温水式暖房装置１０１の２つ動作モードについて説明する。なお、第１の動作モードを暖房モード、第２の動作モードを暖房加湿モードと呼ぶ。また、図３及び図４には室内吸気口１３３、第１の室外吸気口１３１及び第２の室外吸気口１３２から吸気された空気の流れる概略経路をそれぞれａ、ｂ、ｃとして二点鎖線の矢印で示した。
【００２８】
図３に温水式暖房装置１０１を暖房モードで運転させた場合の動作を示す。この暖房モードにあっては、再生用送風機１１４及び吸湿用送風機１１５は停止し、温風用送風機１１３は回転している。また、除湿ロータ１１６は停止している。バーナー１２３は燃焼し、循環ポンプ１２５は運転されており、バーナー１２３で加熱された温水が暖房用熱交換器１２２内を循環している。
【００２９】
この暖房モードにあっては、再生用送風機１１４及び吸湿用送風機１１５が停止しているので、第１及び第２の室外吸気口１３１、１３２から吸気されず、室内吸気口１３３からのみ温水式暖房装置１０１内に空気が吸気される。室内吸気口１３３から吸気された室内の空気（経路ａを通る空気）は、エアフィルタ１２９で埃などのゴミが除去された後、暖房用熱交換器１２２で暖められ、温風となって吐出口１３４から再び室内に吹き出される。つまり、この暖房モードでは、室内の暖房のみが行なわれる。このモードでは、絶対湿度は変化しないが、室内の相対湿度は低下する。
【００３０】
次に図４に温水式暖房装置１０１を暖房加湿モードで運転させた場合の動作を示す。この暖房加湿モードにあっては、温風用送風機１１３、再生用送風機１１４及び吸湿用送風機１１５はいずれも回転している。また、除湿ロータ１１６も回転している。バーナー１２３は燃焼し、循環ポンプ１２５は運転されており、バーナー１２３で加熱された温水が暖房用熱交換器１２２及び再生用熱交換器１２７内をそれぞれ循環している。
【００３１】
この暖房加湿モードにあっては、温風用送風機１１３、再生用送風機１１４及び吸湿用送風機１１５が回転しているので、室内吸気口１３３、第１及び第２の室外吸気口１３１、１３２のいずれからも温水式暖房装置１０１内に吸気される。
【００３２】
まず、室内吸気口１３３から吸気された室内の空気（経路ａを通る空気）は、エアフィルタ１２９で埃などのゴミが除去された後、暖房用熱交換器１２２で暖められ、吐出口１３４から再び室内に吹き出される。
【００３３】
また、第２の室外吸気口１３２から吸気された空気（経路ｃを通る空気）は、除湿ロータ１１６を通過する際に除湿ロータ１１６の表面に固定された吸着剤によって湿気を吸着されて、室外に排気される。その一方、第１の室外吸気口１３１から吸気された空気（経路ｂを通る空気）は、再生用熱交換器１２７で暖められるので、除湿ロータ１１６を通過する際に除湿ロータ１１６に吸着されている湿気を蒸発させて除湿ロータ１１６を乾燥させる。ここで、除湿ロータ１１６は回転しているので、吸湿風路１５２における吸湿と加湿風路１５１側における乾燥を継続的に繰り返すことができる。そして、除湿ロータ１１６を通過した暖かい加湿空気は、接続配管１３６を通って循環風路１５４内に供給され、室内吸気口１３３から吸気され暖房用熱交換器１２２で加熱された温風と共に吐出口１３４から室内に吹き出される。
【００３４】
つまり、この暖房加湿モードでは、室内の暖房と加湿が同時に行なわれるので、室内の湿度（相対湿度）の低下を防ぐことができる。さらに、室内に吹き出す加湿された空気は、第１の室外吸気口１３１から吸気された外気であるが、除湿ロータ１１６を通過時に臭いなども除去されるので室内に新鮮な空気を供給することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例で説明したように、本発明の温水式暖房装置１０１においては、特に図示しないがリモコン操作により２つの運転モードを切り替えることで、ユーザーの好みや状況に応じた最適な運転モードを選択することができ、室内の暖房、加湿を効率よく行なうことができる。さらに、室内に吹き出す加湿された空気中の湿気は、室外の空気から得ているので水道からの配管や水を貯めておくタンクの設置などが不要となり、コストを削減できる。
【００３６】
なお、再生用往き管１４３には熱動弁１２８を用いたが、開閉弁と温度センサを用いて再生用熱交換器１２７が所定温度以上になると開閉弁を閉じ、所定温度以下であれば開閉弁を開くようにしてもよい。この場合、暖房モードで運転時には、開閉弁を閉じて再生用熱交換器１２７に温水が流れないようにすることができるので熱が無駄にならない。
【００３７】
また、加湿風路１５１内の除湿ロータ１１６近傍を通過するように配管された排気ダクト（図示せず）を通じてバーナー１２３の排気ガスを排気口１３７から排気させるようにし、バーナー１２３の排気ガスの熱を利用して除湿ロータ１１６を乾燥させるようにしてもよい。これにより、バーナー１２３の熱を有効に利用することができ、室内の暖房も効率よく行なえる。
【００３８】
また、上記実施例では、除湿器に除湿ロータを用いて除湿器を回転させるようにしたが、これとは逆に除湿器を静止させておき、加湿風路１５１（第２の送風通路）と吸湿風路１５２（第３の送風通路）の間の仕切り部分を移動させるようにし、加湿風路１５１と吸湿風路１５２が交互に除湿器の箇所へ移動するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１による温水式暖房装置の断面図である。
【図２】図１の温水式暖房装置に用いられている除湿ロータの平面図である。
【図３】温水式暖房装置を暖房モードで運転しているときの動作を説明する図である。
【図４】温水式暖房装置を暖房加湿モードで運転しているときの動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０１  温水式暖房装置
１１１  温水式暖房熱源機
１１２  温水ルームヒータ
１１３  温風用送風機
１１４  再生用送風機
１１５  吸湿用送風機
１１６  除湿ロータ
１２１  温水用熱交換器
１２２  暖房用熱交換器
１２７  再生用熱交換器
１２８  熱動弁
１３１  第１の室外吸気口
１３２  第２の室外吸気口
１３３  室内吸気口
１３４  吐出口
１３５  排気口
１３６  接続配管
１３７  換気口
１５１  加湿風路
１５２  吸湿風路
１５３  燃焼室
１５４  循環風路
１５５  加湿空気流入路
【図１】
2006207927.tif 000003
【図２】
2006207927.tif 000004
【図３】
2006207927.tif 000005
【図４】
2006207927.tif 000006