(57)【要約】【課題】従来の構成では前記全熱交換素子、前記回転式素子の順に通過させるために、室内の湿分を吸着するときに発生する吸着熱を室外に放出してしまうことになる。また、室内空気と室外空気を交換する吸込みと吹出しの位置が近い場合や十分に室内空気が攪拌されない場合には、ショートカットしてしまい十分な換気および加湿性能が得られないという課題を有していた。【解決手段】空気中の水分を吸着する吸着部分と通過する空気に水分を与える加湿機能部分とを備えた回転式素子と、前記加湿機能部分を通過する空気を加熱するための加熱手段と、交差する二つの流路を通過する空気間で熱交換を行う熱交換素子と、室外空気を前記熱交換素子、前記加熱手段、前記加湿機能部分の順に通過させる第１経路および第１送風機と、室内空気を前記吸着部分、前記熱交換素子の順に通過させる第２経路および第２送風機を備えた熱交換換気装置とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の水分を吸着する吸着部分と通過する空気に水分を与える加湿機能部分とを備えた回転式素子と、前記加湿機能部分を通過する空気を加熱するための加熱手段と、交差する二つの流路を通過する空気間で熱交換を行う熱交換素子と、第１送風機と、第２送風機とを有する熱交換換気装置であって、室内空気を前記吸着部分、前記熱交換素子、前記第１送風機の順に通過させる第１経路、および室外空気を前記熱交換素子、前記加熱手段、前記加湿機能部分、前記第２送風機の順に通過させる第２経路を備えたことを特徴とする熱交換換気装置。
【請求項２】
前記熱交換素子が伝熱性を有する伝熱板と複数の前記伝熱板間に気流通過のための経路を設けるための間隔板から構成されることを特徴とする請求項１記載の熱交換換気装置。
【請求項３】
前記加湿機能部分の下流側に温度検知手段を設け、前記温度検知手段からの出力値である温度に基づいて前記加熱手段の入力を制御することを特徴とする請求項１記載の熱交換換気装置。
【請求項４】
室内機と室外機を備えた冷房、暖房、除湿などの機能を有するヒートポンプ式空気調和機において、請求項１〜３いずれか記載の熱交換換気装置を備え、第１経路の給入口を前記室内機背面もしくは前記室外機上部に設け、第２経路の室内への排出空気を前記室内機の送風空気に混合することを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内湿度の低下を防ぐ熱交換換気装置およびそれを用いた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、吸放湿剤を有する回転式素子と全熱交換素子を用いて、室内を加湿しながら室内と室外の熱交換換気を行うもので、室内空気を前記全熱交換素子、前記回転式素子の順に通過させ室内の湿分を回収し、さらに前記回転素子の吸放湿剤を加熱空気により再生することにで湿分を室内に戻す構成となっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３４６２５３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では前記全熱交換素子、前記回転式素子の順に通過させるために、室内の湿分を吸着するときに発生する吸着熱を室外に放出してしまうことになる。
【０００５】
また、室内空気と室外空気を交換する吸込みと吹出しの位置が近い場合や十分に室内空気が攪拌されない場合には、ショートカットしてしまい十分な換気および加湿性能が得られないという課題を有していた。本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、熱損失をより低減し、室内湿度の低下を防ぐ熱交換換気装置およびそれを用いた空気調和機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
空気中の水分を吸着する吸着部分と通過する空気に水分を与える加湿機能部分とを備えた回転式素子と、前記加湿機能部分を通過する空気を加熱するための加熱手段と、交差する二つの流路を通過する空気間で熱交換を行う熱交換素子と、第１送風機と、第２送風機とを有する熱交換換気装置であって、室内空気を前記吸着部分、前記熱交換素子、前記第１送風機の順に通過させる第１経路、および室外空気を前記熱交換素子、前記加熱手段、前記加湿機能部分、前記第２送風機の順に通過させる第２経路を備えた熱交換換気装置とする。
【０００７】
前記熱交換換気装置において前記熱交換素子を伝熱性を有する伝熱板と複数の前記伝熱板間に気流通過のための経路を設けるための間隔板から構成する。
【０００８】
前記熱交換換気装置において前記温度検知手段からの出力値である温度に基づいて前記加湿機能部分の下流側に温度検知手段を設け、前記加熱手段の入力を制御する。
【０００９】
室内機と室外機を備えた冷房、暖房、除湿などの機能を有するヒートポンプ式空気調和機において、請求項１〜３いずれか記載の熱交換換気装置を備え、第１経路の給入口を前記室内機背面もしくは前記室外機上部に設け、第２経路の室内への排出空気を前記室内機の送風空気に混合する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による空調装置の一実施の形態を示す構成図である。以下図１を参照しながら本発明を説明する。第１経路１では第１送風機２を動作させることにより室内空気が回転素子３の吸着部３Ａから熱交換素子４を通過して室外に放出される。また第２経路５においては、第２送風機６を動作させることにより、室外空気が熱交換素子３から加熱手段７、回転素子３の再生部３Ｂを通過し、室内に導入される。なお第１経路の上流側、および第２経路の下流側は室内へパイプにより連結されている。室内側にある第１経路の吸込み部と第２経路の吹き出し部はできる限り離し、雰囲気空気のショートカットを避けることが望ましい。
【００１１】
図２に本発明に用いる熱交換素子４の構成図を示す。１０Ａ側と１０Ｂ側から通過する空気同士が対向する構成となっている。前記熱交換素子は伝熱性を有する伝熱板１１と複数の前記伝熱板間に気流通過のための経路を設けるための間隔板１２から構成されている。前記伝熱板はセルロースを含むシート状になっており、前記伝熱板を通じて、空気中の熱および湿分が移行することが可能である。材質としては空気の漏れの少ない気密性が高いシートが望ましい。また間隔板１２にはセルロースを含むシートやポリプロピレン等のシートが可能であり、前記仕切り板の間隔をあけることを目的をするため、材質とて波状に曲げ、保型できるように剛性のあることが望ましい。
【００１２】
前記回転素子はセラミックスのハニカム成型体に水分の吸着、脱離が可能な吸着剤を担持して得られる。例えば、シリカゲルやゼオライト等であれば低温時に水を吸着し、約６０℃以上の高温で脱離させることが可能であることはよく知られている。本構成においては前記回転素子は２〜３ｒｐｍであれば適当である。また前記回転素子における吸着機能部分と加湿機能部分の面積については、３：１が適当であることも知られている。この構成により室内から吸引した空気を回転素子の吸着部に取り込み、ニクロムヒータ、セラミックヒータ等の加熱手段で加熱され、前記回転素子の吸着部に担持された前記吸着剤から水を脱離させ、加湿空気となって室内へ戻され、室内を加湿することが可能となる。
【００１３】
図１において、第１経路１を通過する室内空気と第２経路５を通過する室外空気間で潜熱交換が行われ、さらに交換しきれなかった湿分を回転素子３で回収し、室内側へ導入することが可能となっている。
【００１４】
さらに室内機と室外機を備えた冷房、暖房、除湿などの機能を有するヒートポンプ式空気調和機において前記第１経路１の吸込み口を前記室内機背面もしくは前記室外機上部に設置し、また前記第２経路の経路の吹出し空気を室内機送風に混合すれば前記第２経路の吹出しからの加湿空気が前記第１経路の吸込み口に室内へ攪拌する前に吸込まれる量は低減できる。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）
図１の構成の換気装置を３０ｍ３の室外環境を制御可能な実験室の室外壁に設置した。室外環境を５℃５０％ＲＨとした。なお実験室内は一定温度となるように制御可能で、２３℃となるようにした。熱交換素子４は一辺２０ｃｍ、ピッチ５ｍｍ、山高さ５ｍｍのものを用い、また直径２００ｍｍ厚さ２０ｍｍの回転素子３にシリカゲルを担持したものを用い、前記回転素子３は２ｒｐｍ、前記回転素子３における吸着機能部分３Ａと加湿機能部分３Ｂの面積については、３：１とした。加熱手段７にはニクロムヒータを用いた。第１送風機２および第２送風機６は第１経路１および第２経路５の風量が０．６ｍ３となるようにした。
【００１６】
比較例として図３のように第１経路の通過順を変えた換気装置を準備した。
【００１７】
まずニクロムヒータを通電せずに運転、２時間運転後の第１経路の吸込み部および第２経路の吸込み部、吹き出し部の温度、湿度を測定し、全熱交換効率を求めた。第１経路の吸込み部では２３．１℃、湿度２９・５％ＲＨ、第２経路の吸込み部では、５℃５０．１％ＲＨ、吹き出しでは１３．６℃、３１．１％ＲＨであり、全熱交換効率は３８．４％であり、明らかに全熱交換されていることが確認できた。また比較例でも同様に測定したところ全熱交換効率は３８．５％とほぼ同等であった。
【００１８】
次にニクロムヒータを３５０Ｗの入力で通電させ、第２経路の吹き出し温度を測定した。  実施例１では２５．１℃であるのに対して、比較例では２８．４℃であった。
【００１９】
（実施例２）
図４はヒートポンプ式空気調和機の室内機を横から見た図である。室内機本体２０、熱交換器２１、クロスローファン２２、風向変更板２３で、第２経路５からの吹き出し空気は室内機の吹出し風と混合されるようになっている。さらに第１経路１の吸込み部が室内機裏に設けてある。熱交換換気装置は図１の構成のものを用いた。運転条件も同様である。また比較例として図５に示すように第１経路１の吸込み部を空気調和機の室内機の吹出し近傍に設けた。
【００２０】
これらを室外環境５℃５０％の実験室に設置した。図６のような位置関係となっている。２６はヒートポンプ式空気調和機の室内機、２７は室外機で冷媒配管によって連結しており、冷暖房が可能な状態である。熱交換換気装置は室外側壁に設置してある。実施例３と比較例ともに運転条件は実施例１と同様にした。室内中央（２９：測定地点Ｘ）の２時間経過後の室内湿度を測定した。実施例４では２３．０℃４２．３％ＲＨに対して、比較例では２３．０度３８．７％となった。
【００２１】
【発明の効果】
上記実施例からも明らかなように、第一の発明は、空気中の水分を吸着する吸着部分と通過する空気に水分を与える加湿機能部分とを備えた回転式素子と、前記加湿機能部分を通過する空気を加熱するための加熱手段と、二つの流路を通過する空気間で熱交換を行う熱交換素子と、室外空気を前記熱交換素子、前記加熱手段、前記加湿機能部分の順に通過させる第１経路および第１送風機と、室内空気を前記吸着部分、前記熱交換素子の順に通過させる第２経路および第２送風機を備えた熱交換換気装置とするもので、この構成により熱損失を低減して、全熱交換換気を行いつつ、室内の湿分の排出を抑制し、湿度を上昇させることができるという効果を奏する。
【００２２】
第二の発明は室内機と室外機を備えた冷房、暖房、除湿などの機能を有するヒートポンプ式空気調和機において、請求項１、２、３記載の熱交換換気装置を備え、第１経路の室内への排出空気を前記室内機の送風空気に混合し、第２経路の給入口を室内機の前記室内機背面もしくは前記室外機上部に設置するもので、この構成によれば室内の湿度をより短時間で上昇させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す加湿装置の斜視図
【図２】本発明の一実施例を示す熱交換素子の斜視図
【図３】本発明の比較例を示す加湿装置の斜視図
【図４】本発明の一実施例を示すヒートポンプ式空気調和機の室内機の断面図
【図５】本発明の比較例を示すヒートポンプ式空気調和機の室内機の断面図
【図６】本発明の一実施例を示す室内配置図
【符号の説明】
１  第１経路
２  第１送風機
３  回転素子
３Ａ  吸着部
３Ｂ  再生部
４  熱交換素子
５  第２経路
６  第２送風機
７  加熱手段
１１  伝熱板
１２  間隔板
２０  室内機
２１  熱交換器
２２  クロスローファン
２３  風向変更板
２６  室内機
２７  室外機
２８  熱交換換気装置
２９  測定地点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004324900.tif 000006
【図５】
2004324900.tif 000007
【図６】
2004324900.tif 000008