(57)【要約】【課題】簡単な構造で冷房と暖房との切替を行うことができ、また冷媒を使わずに低温排熱をエネルギー源とすることができる省エネルギー効果の高い除湿空調装置を提供しようとするものである。【解決手段】除湿ロータ１を吸着ゾーン９と脱着ゾーン６とに分割するとともに吸着ゾーン９を出た空気と温水ヒータ３に入る空気との間で顕熱交換を行う直交型熱交換器型熱交換器４を備える除湿空調装置本体、第１モードと第２モードとを有し、第１モードでは大気を除湿ロータ１の吸着ゾーン９へ送るようにするとともに室内からの還気を直交型熱交換器４を介し温水ヒータ３へ送られるようにし、第２モードでは室内からの還気を除湿ロータ１の吸着ゾーン９へ送るようにするとともに大気を直交型熱交換器４を介し温水ヒータ３へ送られるようにする４方向切替弁と、脱着ゾーン６から出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿気吸着剤を有する除湿ロータと、前記除湿ロータを脱着するヒータとを備え、さらに前記除湿ロータを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割するとともに吸着ゾーンを出た空気とヒータに入る空気との間で顕熱交換を行う顕熱交換器を備え、
第１モードと第２モードとを有し、第１モードでは大気を前記除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに室内からの還気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにし、第２モードでは室内からの還気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに大気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにする方向切替弁と、
脱着ゾーンから出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けた除湿空調装置。
【請求項２】
さらに吸着ゾーンから出て顕熱交換器を通過した空気を大気放出するか室内へ供給するか切り替える第２切替弁を設けた請求項１記載の除湿空調装置。
【請求項３】
方向切替弁は、互いに対向する第１及び第２入口と、互いに対向する第１及び第２出口とを有し、第１入口，第１出口，第２入口，第２出口は順次９０度づつ離れた位置関係となるようにし、第１モードでは第１入口と第１出口とを連通するとともに第２入口と第２出口とを連通し、第２モードでは第１入口と第２出口とを連通するとともに第２入口と第１出口とを連通するように構成された請求項１記載あるいは請求項２記載の除湿空調装置。
【請求項４】
換気除湿モードでは外気を方向切替弁を介して除湿ロータの吸着ゾーンへ送り、室内還気を方向切替弁及び顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、脱着ゾーンを通過した空気を大気放出し、吸着ゾーンを通過した空気を顕熱交換器及び第２切替弁を介して室内へ戻すようにした請求項２記載の除湿空調装置。
【請求項５】
循環除湿モードでは外気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、室内還気を方向切替弁を介して吸着ゾーンへ送り、吸着ゾーンを通過した空気を顕熱交換器及び第２切替弁を介して室内へ戻し、脱着ゾーンを通った外気を大気放出するようにした請求項２記載の除湿空調装置。
【請求項６】
循環暖房モードでは室内還気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、脱着ゾーンを通過した空気を室内へ戻すようにした請求項１記載の除湿空調装置。
【請求項７】
換気暖房モードでは外気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、脱着ゾーンを通過した外気を室内へ送るようにした請求項１記載の除湿空調装置。
【請求項８】
循環加湿暖房モードでは室内還気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、外気を方向切替弁を介して吸着ゾーンへ送り、吸着ゾーンを通過した外気を顕熱交換器と第２切替弁を通して大気放出するようにし、脱着ゾーンを通過した室内還気を再び室内へ戻すようにした請求項２記載の除湿空調装置。
【請求項９】
換気加湿暖房モードでは室内還気を方向切替弁を介して吸着ゾーンへ送り、吸着ゾーンを通過した室内還気を顕熱交換器と第２切替弁を通して大気放出するようにし、外気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、脱着ゾーンを通過した外気を室内へ送るようにした請求項２記載の除湿空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は除湿空調装置に関するもので、特に冷房モードと暖房モードの切り替えが容易な除湿空調装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
除湿空調装置はシリカゲルなどの湿気吸着剤を用いることによって、室内の空気の湿度調整を行うものであって、室内空間の快適性の向上に寄与するものであり、また湿気吸着剤に吸着した湿気の脱着に廃熱を使うこともでき、この場合には省エネルギー効果が高くなるため急速に普及している。
【０００３】
現在普及している一般的な除湿空調装置について図１１に沿って説明する。１は除湿ロータであり、セラミック紙などをハニカム（ハチの巣）状に形成し、そこにシリカゲルを合成したものである。また２は顕熱交換ロータであり、アルミニウムシートをハニカム状に形成したものである。そして除湿ロータ１と顕熱交換ロータ２とはそれぞれギヤドモータ（図示せず）によって回転駆動される。
【０００４】
３は温水ヒータであり、ボイラーや廃熱源から供給される温水によって、ここを通過する空気を加熱するものである。外気ＯＡは除湿ロータ１の吸着ゾーンを通過することによって高温乾燥空気となり、顕熱ロータ２によって温度が下がり快適な乾燥空気となる。また室内からの還気ＲＡは温度が低く顕熱ロータ２を通過する時に顕熱ロータ２の熱を奪い、反対にここを通過した空気の温度は上昇する。
【０００５】
室内からの空気は温水ヒータ３でさらに温度が上昇し、除湿ロータ１の脱着ゾーンを通過することによって除湿ロータ１に吸着された水分の脱着が行われる。以上のように除湿空調装置は冷房や暖房などの動作を切り替えることができない。
【０００６】
このため特許文献１に示すような除湿空調装置が開発された。この除湿空調装置は冷房モードや除湿モードあるいは暖房モードへと容易に切り替えが可能である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−６５３９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１に記載のものは、冷凍機と冷媒とを組み合わせており、冷媒の流れと空気の流れとを切り替えることによって運転モードを切り替えるようにしている。
【０００９】
特許文献１に記載のものは以上のように冷媒を使用しており、フロンを使わなければならないという問題がある。また冷媒と圧縮機を用いる場合は、１００℃以下の低温熱源をエネルギー源として利用することが困難であり、省エネルギー効果を期待することは困難である。
【００１０】
本発明は簡単な構造で冷房と暖房との切替を行うことができ、また冷媒を使わずに低温排熱をエネルギー源とすることができる省エネルギー効果の高い除湿空調装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本件発明は以上のような課題を解決するため、除湿ロータと、除湿ロータを脱着するヒータとを備え、さらに除湿ロータを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割するとともに吸着ゾーンを出た空気とヒータに入る空気との間で顕熱交換を行う顕熱交換器を備え、第１モードと第２モードとを有し、第１モードでは大気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに室内からの還気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにし、第２モードでは室内からの還気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに大気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにする方向切替弁と、脱着ゾーンから出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けた。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、湿気吸着剤を有する除湿ロータと、前記除湿ロータを脱着するヒータとを備え、さらに前記除湿ロータを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割するとともに吸着ゾーンを出た空気とヒータに入る空気との間で顕熱交換を行う顕熱交換器を備え、第１モードと第２モードとを有し、第１モードでは大気を前記除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに室内からの還気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにし、第２モードでは室内からの還気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに大気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにする方向切替弁と、脱着ゾーンから出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けたものであり、簡単な操作で多くの動作モードを得ることができるという作用を有する。
【００１３】
【実施例】
以下本発明の除湿空調装置の実施例について図に沿って詳細に説明する。図１は本発明の除湿空調装置のフロー図であり、図２、図３はその部分斜視図、図４、図５は部分断面図である。図１は換気除湿モードを表している。
【００１４】
図１において１は除湿ロータであり、上記従来の技術で説明したものと同一のものである。そしてこの除湿ロータ１もギヤドモータ（図示せず）で回転されている。４は直交型熱交換器であり、第１通路と第２通路の間で顕熱交換を行うもので、直交型という名称ではあるが２つの流体の流れ方向は必ずしも９０度である必要は無い。図１のものでは９０度より大きな角度をなすようになっている。
【００１５】
３は温水ヒータであり、これも上記従来の技術で説明したものと同一のものである。ここには発電機（図示せず）等の排熱つまり冷却水が循環される。無論、排熱だけではなくボイラーなどで加熱した温水を流してもよい。
【００１６】
５は補助ヒータであり、温水ヒータ３の温度が低すぎる場合に用いるものであって、電気ヒータやガスバーナーなどが適する。そして温水ヒータ３や補助ヒータ５は除湿ロータ１の脱着ゾーン６に設けられる。７は排気ブロアであり、脱着ゾーン６の空気を外部に放出するものである。
【００１７】
また補助ヒータ５は、脱着ゾーン６の全域にわたる大きさでなくてもよく、この場合に除湿ロータ１の回転方向に対して下手側の一部を覆う大きさであると、同一エネルギーに対して脱着効果が高くなり、全体的なエネルギー効果が高くなる。
【００１８】
８は給気ブロアであり、直交型熱交換器４の第１通路内の空気を室内へ送るものである。また直交型熱交換器４の第１通路は除湿ロータ１の吸着ゾーン９と連通しており、給気ブロア８よって乾燥空気が直交型熱交換器４の第１通路を通過して室内に供給される。
【００１９】
１０は一般に市販されている２方向切替弁であり、給気ブロア８の噴出し空気を室内に供給するか大気へ放出するか切り替えるものである。１１も一般に市販されている２方向切替弁であり、排気ブロア７の噴出し空気を大気へ放出するか室内に供給するか切り替えるものである。
【００２０】
１２は４方向切替弁であり、第１モードでは大気を除湿ロータ１の吸着ゾーン９へ送るようにするとともに室内からの還気を直交型熱交換器４の第２通路へ送るようにつまり直交型熱交換器４を介し温水ヒータ３へ送られるようにし、第２モードでは室内からの還気を除湿ロータ１の吸着ゾーン９へ送るようにするとともに大気を直交型熱交換器４の第２通路へ送るようにつまり直交型熱交換器４を介し温水ヒータ３へ送られるようにするものである。
【００２１】
ここで４方向切替弁１２の詳細を説明する。図２、図３は４方向切替弁１２の透視斜視図であり、図４、図５は同断面図である。１３は弁ケーシングであり円筒形をしている。そして円筒周面に第１入口１４と第２入口１５が設けられ、第１入口１４と第２入口１５はそれぞれ互いに対向する位置にある。
【００２２】
また円筒周面に第１出口１６と第２出口１７が設けられ、第１出口１６と第２出口１７はそれぞれ互いに対向する位置にあり、第１入口１４，第１出口１６，第２入口１５，第２出口１７は順次９０度づつ離れた位置関係となる。
【００２３】
そして弁ケーシング１３の中には板状の回転弁１８が設けられている。この回転弁１８はアクチュエータ（図示せず）によって９０度往復回転するように構成されている。
【００２４】
つまり第１状態では第１入口１４と第１出口１６とが連通し、また第２入口１５と第２出口１７とが連通する。そして第２状態では第１入口１４と第２出口１７とが連通し、第２入口１５と第１出口１６とが連通する。
【００２５】
本発明の除湿空調装置は以上のような構成よりなり、以下その動作について説明する。先ず、換気除湿モードについて説明する。２方向切替弁１０を供給ブロア８の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、２方向切替弁１１を排気ブロア７の吐き出し空気が大気放出されるようにする。
【００２６】
また４方向切替弁１２を、大気が除湿ロータ１の吸着ゾーン９に送られ、室内還気が直交型熱交換器４の第２通路へ送られるように切り替える。
【００２７】
この状態で除湿ロータ１を回転させながら温水ヒータ６に温水を流し、また排気ブロア７と給気ブロア８を動作させる。
【００２８】
すると外気は４方向切替弁１２を通って除湿ロータ１の吸着ゾーン９に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器４の第１通路を通って温度が下がり、給気ブロア８によって送り出され、２方向切替弁１０を通過して室内へ供給される。
【００２９】
室内の空気は還気となって４方向切替弁１２を通過し、直交型熱交換器４の第２通路を通過して第１通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【００３０】
温度の上昇した還気は温水ヒータ３によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ１の脱着ゾーン６を通過して除湿ロータ１に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア７によって送り出され、２方向弁１１を通過して大気へ放出される。
【００３１】
次に循環除湿モードについて説明する。図６に示すように２方向切替弁１０を供給ブロア８の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、２方向切替弁１１を排気ブロア７の吐き出し空気が大気放出されるようにする。
【００３２】
また４方向切替弁１２を、室内還気が除湿ロータ１の吸着ゾーン９に送られ、大気が直交型熱交換器４の第２通路へ送られるように切り替える。
【００３３】
すると室内還気は４方向切替弁１２を通って除湿ロータ１の吸着ゾーン９に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器４の第１通路を通って温度が下がり、給気ブロア８によって送り出され、２方向切替弁１０を通過して再び室内へ供給される。
【００３４】
外気は４方向切替弁１２を通過し、直交型熱交換器４の第２通路を通過して第１通路を通過する空気の温度を外気温度に近い温度まで下げながら、自身の温度が上昇する。
【００３５】
温度の上昇した外気は温水ヒータ３によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ１の脱着ゾーン６を通過して除湿ロータ１に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア７によって送り出され、２方向弁１１を通過して大気へ放出される。
【００３６】
さらに次に循環暖房モードについて説明する。図７に示すように２方向切替弁１１を排気ブロア７の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、４方向切替弁１２を、室内還気が直交型熱交換器４の第２通路に入るようにする。
【００３７】
このモードでは除湿ロータ１の回転を停止し、供給ブロア８の運転も停止する。排気ブロア７および温水ヒータ３は動作させる。
【００３８】
これによって室内還気は４方向切替弁１２を通過して直交型熱交換器４の第２通路を通過し、温水ヒータ３で温度が上昇して脱着ゾーン６を通過する。この時に除湿ロータ１は回転をしていないため、除湿ロータ１によって加湿も除湿もされず、そのままの空気条件で排気ブロア７に入る。
【００３９】
排気ブロア７によって加圧された空気は２方向弁１１を通過して暖房空気として再び室内へ戻る。
【００４０】
次に換気暖房モードについて説明する。図８に示すように２方向切替弁１１を排気ブロア７の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、４方向切替弁１２を、外気が直交型熱交換器４の第２通路に入るようにする。
【００４１】
このモードでも除湿ロータ１の回転を停止し、供給ブロア８の運転も停止する。排気ブロア７および温水ヒータ３は動作させる。
【００４２】
これによって外気は４方向切替弁１２を通過して直交型熱交換器４の第２通路を通過し、温水ヒータ３で温度が上昇して脱着ゾーン６を通過する。この時に除湿ロータ１は回転をしていないため、除湿ロータ１によって加湿も除湿もされず、そのままの空気条件で排気ブロア７に入る。
【００４３】
排気ブロア７によって加圧された空気は２方向弁１１を通過して暖房空気として室内へ入る。つまり外気が加温されて室内へ供給される。室内の空気は部屋の隙間などから外へ排出される。
【００４４】
次に循環加湿暖房モードについて説明する。図９に示すように２方向切替弁１０を供給ブロア８の吐き出し空気が大気へ放出されるようにし、２方向切替弁１１を排気ブロア７の吐き出し空気が室内へ供給されるようにする。また、４方向切替弁１２を、外気が除湿ロータ１の吸着ゾーン９を通り、室内還気が直交型熱交換器４の第２通路に入るようにする。
【００４５】
このモードでは除湿ロータ１を回転させ、排気ブロア７も給気ブロア８も運転し、温水ヒータ３も動作させる。外気は４方向切替弁１２を通って除湿ロータ１の吸着ゾーン９に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器４の第１通路を通って温度が下がり、給気ブロア８によって送り出され、２方向切替弁１０を通過して大気へ放出される。つまり大気中の水分が除湿ロータ１に供給され、乾燥空気となった外気は大気へ放出される。
【００４６】
室内の空気は還気となって４方向切替弁１２を通過し、直交型熱交換器４の第２通路を通過して第１通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【００４７】
温度の上昇した還気は温水ヒータ３によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ１の脱着ゾーン６を通過して除湿ロータ１に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア７によって送り出され、２方向弁１１を通過して再び室内へ戻される。
【００４８】
次に換気加湿暖房モードについて説明する。図１０に示すように２方向切替弁１０を供給ブロア８の吐き出し空気が大気へ放出されるようにし、２方向切替弁１１を排気ブロア７の吐き出し空気が室内へ供給されるようにする。また、４方向切替弁１２を、外気が直交型熱交換器４の第２通路に入り、室内還気が除湿ロータ１の吸着ゾーン９を通るようにする。
【００４９】
このモードでは除湿ロータ１を回転させ、排気ブロア７も給気ブロア８も運転し、温水ヒータ３も動作させる。外気は４方向切替弁１２を通って直交型熱交換器４の第２通路を通過して第１通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【００５０】
温度の上昇した外気は温水ヒータ３によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ１の脱着ゾーン６を通過して除湿ロータ１に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア７によって送り出され、２方向弁１１を通過して室内へ送られる。つまり外気が加湿されて部屋に供給される。
【００５１】
室内還気は４方向切替弁１２を通って除湿ロータ１の吸着ゾーン９に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器４の第１通路を通って温度が下がり、給気ブロア８によって送り出され、２方向切替弁１０を通過して大気へ放出される。つまり室内還気は除湿ロータ１に湿気を供給するために用いられ、乾燥空気となった後大気へ放出される。
【００５２】
以上の各実施例とも温水ヒータ３のみを使用する例を示したが、必要に応じて補助ヒータ５も動作させるとよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の除湿空調装置は上記の如く構成したので、簡単な構成で除湿・加湿・暖房それぞれの換気・循環など多くのモードに対応して動作させることができ、室内を所望の空気条件にすることができるものである。
【００５４】
さらに本発明の除湿空調装置は、温水ヒータなどのヒータを用いて空調を行うものであるため、エネルギー源として排熱などを活用することができ、省エネルギー効果の高いものである。
【００５５】
また本発明のものは、補助ヒータを脱着ゾーンの一部であって除湿ロータの回転に対して下手側に設けたためエネルギー効果を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除湿空調装置の換気除湿モードの実施例を示すフロー図である。
【図２】本発明に用いられる４方向切替弁の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に用いられる４方向切替弁の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明に用いられる４方向切替弁の一例を示す断面図である。
【図５】本発明に用いられる４方向切替弁の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の除湿空調装置の循環除湿モードの実施例を示すフロー図である。
【図７】本発明の除湿空調装置の循環暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図８】本発明の除湿空調装置の換気暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図９】本発明の除湿空調装置の循環加湿暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図１０】本発明の除湿空調装置の換気加湿暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図１１】本発明の従来例のフロー図である。
【符号の説明】
１  除湿ロータ
３  温水ヒータ
４  直交型熱交換器
５  補助ヒータ
６  脱着ゾーン
７  排気ブロア
８  給気ブロア
９  吸着ゾーン
１０、１１  ２方向切替弁
１２  ４方向切替弁
１３  弁ケーシング
１４  第１入口
１５  第２入口
１６  第１出口
１７  第２出口
１８  板状の回転弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004353908.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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